Оценка сейсмической надежности зданий повышенной этажности как пространственных систем по критерию предельно допустимого риска

• Автор: Дроздов, Вячеслав Вячеславович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.

Введение .,,

Глава I. Анализ современного состояния теории сейсмостойкости

1.1. Развитие теории сейсмостойкости

1.2. Способы представления динамических нагрузок от сейсмических

воздействий

1.3. Обзор и анализ современных расчетных моделей зданий и сооружений..

1.4.Вероятностные методы динамических расчетов с учетом сейсмических

воздействий

1.5. Основные положения современной статистической теории

сейсмостойкости
1.6. Методы вероятностной оптимизации при оценке надежности
сооружений
Выводы по главе I
Глава II. Моделирование случайной сейсмической нагрузки в задачах расчета
сейсмостойких зданий
2.1. Характеристика случайного поля сейсмических воздействий
2.2 Спектральный анализ многокомпонентных сейсмических воздействий... .
2.3 Расчетная модель сейсмической нагрузки в виде нестационарного
случайного процесса
Выводы по главе II
Глава III. Расчетная пространственная стохастическая модель здания под
действием сейсмических нагрузок
3.1 Динамический расчет зданий 7?
3.2 Нахождение собственных частот и форм колебаний дискретной
системы
3.3 Уравнения колебаний дискретной системы под действием сейсмической
нагрузки
3.4 Методы вероятностного расчета сооружений на сейсмическую нагрузку
3.4.1 Спектральный метод
3.4.2 Метод канонических разложений
3.4.3 Метод статистических испытаний
3.5 Вероятностный расчет сооружения на действие нестационарной сейсмической нагрузки
3.6 Моделирование реализаций акселерограммы
Выводы по главе III
Глава IV. Методика оценки сейсмической надежности зданий на основе пространственной модели МКЭ
4.1. Постановка задачи оценки надежности сейсмостойких зданий
4.2. Основные зависимости теории выбросов для расчета условной и полной сейсмической надежности зданий
4.3. Расчет сейсмической надежности здания как пространственной системы
4.4. Инженерная методика оценки сейсмической надежности зданий
Выводы по главе IV
Глава V. Оценка сейсмической надежности 17 этажного жилого дома
5.1. Модель здания
5.2. Моделирование случайной сейсмической нагрузки
5.3. Вероятностный расчет здания
5.4. Оценка надежности системы
Выводы по главе V
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Расчет и проектирование сейсмостойких зданий связаны с высокой степенью неопределенности основных расчетных параметров сейсмической нагрузки: момент
возникновения землетрясения, его направление, амплитуда, спектральный состав, продолжительность являются случайными. Обеспечить надежность (безопасность) конструкций зданий на действие максимального расчетного землетрясения можно лишь с определенной степенью вероятности. Метод предельных состояний, обеспечивая в целом высокий уровень надежности проектируемых зданий и сооружений, не позволяет оценить количественно этот уровень. Вместе с тем установлено, что при расчете на безопасность вероятность отказа (риск) конструкций сейсмостойких зданий при реализации землетрясения расчетной интенсивности на 2-3 порядка превышает вероятность отказа конструкций здания на действие обычных нагрузок. Оценка уязвимости проектируемых сейсмостойких зданий исключительно важна для анализа возможных потерь в результате землетрясения, для разработки научно обоснованных превентивных и компенсационных мероприятий по повышению безопасности людей и уменьшения последствий от возможных землетрясений. Это требует перехода от метода предельных состояний к прямому методу расчета на надежность по предельно допустимому риску. При этом численная величина надежности как проектируемых, так и эксплуатируемых зданий и сооружений может быть получена только на основе применения вероятностных моделей.
Вопросы оценки сейсмической надежности зданий и сооружений с использованием показателя риска недостаточно освещены в специальной литературе, особенно это касается оценки уязвимости строительных объектов при реализации землетрясений проектной и максимальной интенсивности. Как правило, оценка надежности зданий при сейсмических воздействиях сводится к оценке риска превышения сейсмического ускорения грунтового основания заданный расчетный уровень. Существующие вероятностные

ВД =0 и* к). (1.38)
Такое спектральное представление называется стохастически ортогональным представлением или каноническим разложением.
Для стационарных случайных процессов заданных на промежутке времени - оо < ? < оо часто используется спектральное представление в виде обобщенного интеграла Фурье
Ч(0 = } 0(юЖ/1 (О)с1со, (1.39)
здесь ср(! | со) - детерминистическая функция времени ( и параметра преобразования со, Q(co) - случайная функция параметра со, которая называется спектром процесса q(t).
Тогда условие стохастической ортогональности
< б * №0№) >= ^ (<*>)8(со -со'), (1.40)
где £ (со) - детерминистическая функция параметра СО, которая является спектральной плотностью процесса д(С), 5(со) - дельта-функция. Спектр канонического разложения является дельта-коррелированной функцией параметра со.
Спектральная плотность связана с корреляционной функцией процесса
*?(/„*2) = ]Ч(ю)<р*(',соур{с2со)асо. (1.41)
Для центрированного стационарного случайного процесса, разложение (1.39) имеет вид
9(0= ]о((0)ешс1(0. (1.42)
Тогда связь между корреляционной функцией и спектральной плотностью выражается формулой
*Дт)= ]Х(й>)Лй>. (1.43)