Здания сложной макроструктуры с нелинейными сдвиговыми связями при экстремальных воздействиях

• Автор: Голых, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ВЫСОТНЫЕ ЗДАНИЯ И ЗДАНИЯ СЛОЖНОЙ
МАКРОСТРУКТУРЫ (ЗСМ)
1.1 .Традиционные схемы высотных зданий
1.2. Здания сложной макроструктуры (ЗСМ)
1.3. Возведенные высотные здания, обладающие макроструктурой
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА II. ЗСМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НАГРУЗОК
2.1. Влияние вертикальных и ветровых нагрузок
2.2. Неравномерная осадка опор 2х башенных ЗСМ
2.3. Сейсмическое воздействие
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II
ГЛАВА III. АНАЛИЗ РАБОТЫ ЗСМ С УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКИМИ ВСТАВКАМИ (УПВ) НА НЕРАВНОМЕРНУЮ ОСАДКУ ОПОР
3.1. Использование сдвиговых вставок в ЗСМ
3.2. Получение силовых диаграмм сдвиговых УПВ
3.3. Расчет на неравномерную осадку опор ЗСМ с УПВ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III
ГЛАВА IV. РАСЧЕТ ЗСМ С УПВ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ (ПО АКСЕЛЕРОГРАММАМ)
4.1. Метод расчета по акселерограммам:
4.2. Динамический расчет ЗСМ с использованием УПВ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Здания сложной макроструктуры (ЗСМ) представляют собой систему башен или корпусов различного вида, связанных между собой силовыми элементами: перемычками, платформами, раскосами, которые включают их в совместную пространственную работу. Также они позволяют создать закрытое комфортное пространство (галерейные переходы), где могут разместиться зимние сады, предприятия обслуживания и многое другое.
ЗСМ обладают большой жесткостью, поэтому хорошо сопротивляются ветровым воздействиям. Однако они чувствительны к восприятию таких глобальных воздействий как сейсмика и неравномерная осадка фундаментов, которые вызывают крены и значительные дополнительные усилия.
В зданиях умеренной этажности эта проблема решается устройством традиционных деформационных швов. В высотных зданиях такой подход неприемлем в связи со снижением ветровой жесткости и неконтролируемым взаимодействием (наваливанием) секций друг на друга.
В мировой строительной практике известен целый ряд зданий имеющих жесткое соединение с галерейными переходами. Во многих из них зафиксированы обрушения при землетрясениях.
Целью диссертационной работы: является разрешение этих проблем путем введением в центральном сечении галерейных переходов сдвиговых упруго-пластических вставок (УПВ), которые проявляют упругопластические свойства и создают необходимую податливость зданий при экстремальных воздействиях, сохраняя упругую работу ЗСМ при воздействии ветровых и весовых нагрузок.
Для достижения указанной цели необходимо осуществить решение следующих задач:
Исследовать особенности работы ЗСМ на экстремальные воздействия (неравномерная осадка башен, землетрясение);

разработать конструкцию и методику определения характеристик сдвиговой УПВ, сохраняющей работу ЗСМ как единой системы при эксплуатационных нагрузках и обеспечивающей компенсацию при экстремальных воздействиях;
усовершенствовать методы расчета на экстремальные воздействия ЗСМ с УПВ;
показать эффективность использования УПВ для восприятия экстремальных воздействий ЗСМ;
Диссертационная работа состоит из четырех глав:
В первой главе рассмотрены традиционные схемы высотных зданий, выявляются основные признаки и определение зданий сложной макроструктуры. Приведены примеры возведенных высотных зданий, обладающих макроструктурой. Дана классификация ЗСМ. Осуществляется постановка вопроса и формулируется задача исследования.
Во второй главе рассмотрены проблемы расчета зданий сложной макроструктуры находящихся . под действием эксплуатационных и экстремальных воздействий. Исследовано ветровое воздействие, неравномерная осадка фундаментов башен, и сейсмическое воздействие. Выявлены достоинства и недостатки зданий сложной макроструктуры.
Во третьй главе рассмотрена работа зданий сложной макроструктуры с упруго-пластическими вставками на неравномерную осадку башен. Производится анализ напряженно-деформированного состояния ЗСМ. Установлена эффективность устройства упруго-пластических вставок, приведена их конструкция и методика нахождения характеристик сдвиговой УПВ.
В Четвертой главе рассмотрены особенности расчета зданий сложной
макроструктуры на сейсмическое воздействие. Приводится теория расчета по
акселерограммам с учетом упруго-пластической работы вставок. Выявлены
особенности расчета зданий сложной макроструктуры при действие
землетрясения. Разработан алгоритм расчета ЗСМ со сдвиговой УПВ на

и горного районов следует принимать у0 = 0,7 кПа (70 кгс/м2). Для II - IV ветровых районов у0 принимается по данным табл. 5 СНиП 2.01.07.
Применимость алгоритма определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки по СНиП к расчету ЗСМ:
1) Для сооружений (и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебании П, Гц, больше предельного значения собственной частоты А, (см. п. 6.8), - по формуле:
где 1¥т - определяется в соответствии с п. 6.3;
Z - коэффициент пульсации давления ветра на уровне г, принимаемый по табл. 7; у - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. п. 6.9);
2) Для зданий, симметричных в плане, у которых П < А, а также для всех сооружений, у которых П < А < О. (где 12 - вторая частота собственных колебаний сооружения), - по формуле:
где т - масса сооружения на уровне г, отнесенная к площади поверхности, к которой приложена ветровая нагрузка; г - коэффициент динамичности (см. п. 6.7, б); у - горизонтальное перемещение сооружения на уровне г по первой форме собственных колебаний (для симметричных в плане зданий постоянной высоты в качестве у допускается принимать перемещение от равномерно распределенной горизонтально приложенной статической нагрузки);
р - коэффициент, определяемый посредством разделения сооружения на к- участков, в пределах которых ветровая нагрузка принимается постоянной, по формуле:
жр=и'тгу
(2.1.2)
Ур=т7уу
(2.1.3)