Переходные процессы в балках при внезапных структурных перестройках и трещинообразовании

• Автор: Потураева, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ 10 ДИНАМИЧЕСКИХ ДОГРУЖЕНИЙ ПРИ ЗАПРОЕКТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

2 ДИНАМИЧЕСКИЕ ДОГРУЖЕНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ 18 ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТЕРЖНЕВОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Введение

2.2 Шарнирное опирание периферийных концов

2.2.1 Расчет статически неопределимой рамы на действие рабочих 20 нагрузок

2.2.2 Определение динамических приращений прогибов и 25 напряжений при внезапном удалении центральной опоры

2.2.3 Учет рассеяния энергии

2.3 Жесткое защемление периферийных концов

2.3.1 Решение статической задачи
2.3.2 Динамическая задача
2.4 Расслоение
3 ДИНАМИЧЕСКИЕ ДОГРУЖЕНИЯ В НАГРУЖЕННЫХ БАЛКАХ 65 ПРИ ВНЕЗАПНОМ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИИ
3.1 Свободно опертая балка, нагруженная равномерно 65 распределенной нагрузкой
3.1.1 Введение
3.1.2 Напряженно-деформированное статическое состояние
3.1.3 Постановка задачи изгибных колебаний нагруженной балки 68 с трещиной
3.1.4 Собственные частоты и формы изгибных колебаний балки с 70 трещиной
3.1.5 Вынужденные изгибные колебания балки с
трещиной
3.2 Консольная балка, нагруженная сосредоточенной силой на 85 свободном конце
3.2.1 Собственные частоты и формы изгибных колебаний балки с 85 трещиной
3.2.2 Натурный и численный эксперимент по определению 94 собственных частот и форм
4 ДИНАМИЧЕСКИЕ ДОГРУЖЕНИЯ ПРИ ВНЕЗАПНОМ 109 ИЗМЕНЕНИИ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ БАЛКИ
4.1 Постановка задачи и определение напряжений и деформаций в 109 статическом состоянии
4.2 Динамический процесс, вызванный внезапным преобразованием 114 одной внутренней заделки в шарнир
4.3 Характеристики напряженно-деформированного состояния при 124 квазистатическом преобразовании заделки в шарнир
4.4 Анализ результатов и выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Проблема обеспечения надежности, безопасности и живучести проектируемых, эксплуатируемых и реконструируемых строительных конструкций приобретает все большую актуальность и значение. Разработка новых и совершенствование существующих методов моделирования и расчета различных состояний и процессов в инженерных конструкциях по-прежнему является одной из актуальных проблем строительной механики. Новые непродуманные технологические и проектные решения, реконструкции, терроризм, некачественные проекты, материалы и исполнение (запроектные воздействия) могут стать причиной отказа одного элемента, а затем прогрессирующего распространения повреждения по всей конструкции. В связи с этим с позиции строительной механики важной проблемой является анализ чувствительности разрабатываемых систем и конструкций к конкретным структурным перестройкам конструкций под нагрузкой типа внезапно выключающихся связей, частичных обрушений, расслоений и т.п. Получение такой информации для реальных конструкций сопряжено с необходимостью разработки специальных методов, так как данная сложная проблема не может быть решена универсальными методами - ее постановка и решение должны содержаться в рекомендациях по проектированию конструкций и сооружений конкретных типов. Инженерные методики проектирования и расчета, учитывающие внезапные перестройки и повреждения конструктивных систем малочисленны и далеки от совершенства, что сдерживает развитие теории и методов расчета прочности и живучести строительных конструкций, разработку и внедрение строительных норм и стандартов, учитывающих возможность и потенциальные последствия запроектных воздействий.
Если проектные аварийные ситуации проанализированы и регламентируются в соответствующих нормативных документах, то запроектные аварийные ситуации не классифицированы, не исследована

полагая, что при т = 0 распределение напряжений должно быть как в статическом случае. Сходимость ряда (2.46) для напряжений должна быть медленнее, чем ряда для прогибов (2.44), так как ряд (2.44) строится по
степеням —, а ряд (2.46) - по степеням —. Следовательно, для

удовлетворительной точности вычислений в ряде (2.46) необходимо удерживать больше членов (п> 5 ). В дальнейшем при расчете напряжений принималось и = 10. Таким образом, наибольшие прогибы и напряжения в динамическом состоянии конструкции рассчитываются по формулам:
- прогибы

>40, х) I
Я й=1(2н-1)4к4
20соб
— (2н-1)2я2 -4 * (2и-1)я
64 (-1)"+1
(2.48)
- напряжения

-,тах(0>т)
п=(2п-)2п21
Графики функций (2.48) и (2.49) приведены на рисунке 2.8:
(2.49)
Рисунок 2.8 - Прогибы (1) и напряжения (2) в опасном сечении £ = 0 после внезапного выключения центральной стойки
Максимальный прогиб и напряжение развиваются в один и тот же момент времени т = 1,25 и равны соответственно:
удинтя„ 1 = 0,3 5д;
Гнітах Г1,125