Оценка надежности зданий с системой сейсмоизоляции в виде резинометаллических опор

• Автор: Бунов, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ методов теории сейсмостойкости при расчете сейсмоизолированных систем
1.1. Основные положения теории сейсмостойкости
1.2. Сравнительны анализ систем сейсмозащиты и особенности работы резинометаллических опор (РМО)
1.2.1. Сравнительный анализ систем сейсмозащиты
1.2.2. Особенности работы РМО
1.3. Методы расчета строительных конструкций на сейсмическое воздействие с применением РМО
ГЛАВА 2. Исследование реакции одномассового линейного и нелинейного осцилляторов
2.1. Исследование реакции одномассового линейного осциллятора
2.2. Исследование реакции одномассового нелинейного осциллятора
2.3. Оценка эффективности РМО для простых систем
ГЛАВА 3. Исследование многоэлементных систем с конечным числом степеней свободы с РМО при сейсмическом воздействии
3.1. Анализ результатов работы сейсмоизолированного здания при расчете линейно-спектральным методом (ЛСМ)
3.2. Анализ результатов работы сейсмоизолированного здания при расчете прямым динамическим методом (ПДМ)
3.3. Сравнение результатов работы сейсмоизолированного здания при расчете ЛСМ и ПДМ

3.4. Исследование эффективности применения РМО для зданий различной этажности
3.5. Анализ влияния параметров сетки РМО в плане на эффективность
их работы
3.6. Оценка эффективности применения РМО при вариации спектрального состава акселерограмм землетрясений
3.7. Исследование влияния грунтовых условий на эффективность работы РМО
ГЛАВА 4. Оценка надежности железобетонных зданий с системой сейсмоизоляции в виде РМО при случайном сейсмическом воздействии
4.1. Основные положения теории надежности строительных конструкций
4.2. Метод статистических испытаний
4.3. Вероятностное моделирование сейсмического воздействия
4.4. Вероятностный расчет монолитного железобетонного здания с системой сейсмоизоляции в виде РМО при случайном сейсмическом воздействии
4.4.1. Построение плотности и функции распределения
4.4.2. Вычисление вероятности отказа по 1-му и 2-му предельному состояниям
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Землетрясения могут приводить к катастрофическим последствиям, поэтому развитие методов и методик расчета строительных конструкций на сейсмическое воздействие остается актуальной и практически значимой задачей.
При строительстве зданий и сооружений в сейсмических районах, в определенных случаях, возникают проблемы, связанные с дефицитом сейсмостойкости строительных конструкций. Одним из эффективных способов повышения уровня сейсмостойкости является применение систем сейсмоизоляции. В настоящее время, в России наибольшее распространение получила система сейсмоизоляции в виде резинометаллических опор (РМО). Несмотря на широкое применение данной системы, до сих пор стоит вопрос об эффективности ее работы [60,70] при различных условиях, методах моделирования и способах расчета зданий с системой сейсмоизоляции.
Исследования по данной проблеме, проведенные в работах [67,85,101] показывают, что применение резинометаллических опор приводит к значительному снижению величины напряжений в элементах системы и относительных узловых перемещений, однако эти выводы не могут быть обобщены для всех типов зданий и сооружений и их условий строительства. Окончательный вывод об эффективности применения резинометаллических опор может быть сделан только после всестороннего исследования работы каждого проектируемого здания с системой сейсмоизоляции.
Основным нормативным документом в Российской Федерации,
регламентирующим расчет сооружений на сейсмическое воздействие, является
СНиП "Строительство в сейсмических районах" [91], в основе которого лежит
метод расчета строительных конструкций на основе линейно-спектральной
теории [46]. Сейсмическое воздействие задается на основе спектральной
кривой коэффициента динамичности р, или в виде набора акселерограмм,
влияние грунтовых условий учитывается путем увеличения или уменьшения
интенсивности сейсмического воздействия на 1 балл. Расчет производится

пц1 - коэффициент, зависящий от формы деформации здания или сооружения при его собственных колебаниях по /-му тону и от места расположения нагрузки.

Рис. 1.17. Спектральная кривая коэффициента динамичности р,-Расчетная сейсмическая нагрузка в выбранном направлении,
приложенная к точке к и соответствующая /-му тону собственных колебаний сооружения, определяется по формуле:
£*= ВДм, (1-32)
где К[ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений;
Таким образом, основываясь методе разложения по формам собственных колебаний, спектральный метод расчета позволяет оценить сейсмические силы.
С конца 70-х годов, благодаря развитию вычислительной техники, при расчетах сооружений на землетрясения начали применять динамические методы. При динамических расчетах конструкций на сейсмическое воздействие используются современные программные комплексы, в основе которых лежит метод конечных элементов [21,94,95] и разные схемы прямого интегрирования уравнений движения.
Дифференциальные уравнения движения системы с конечным числом степеней свободы [31,41] в матричной форме могут быть представлены в виде [53,63]:
Ми + Сй + Ки =Г, (1.33)
где и - искомый вектор узловых перемещений;