Нелинейные динамические методы расчета зданий и сооружений с заданной обеспеченностью сейсмостойкости

• Автор: Джинчвелашвили, Гурам Автаидилович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 427 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение

Глава 1. Обзор проблем теории сейсмостойкости сооружений и постановка задач

1.1. Краткая история и основные направления развития теории сейсмостойкости

1.2. Спектральный метод определения сейсмических нагрузок

1.3. Основные проблемы в теории сейсмостойкости

сооружений

1.4. О графике коэффициента динамичности

1.5. Противоречия в нормативных документах по сейсмостойкому строительству и пути их преодоления

1.6. Количественные оценки сейсмического риска

Выводы по Главе
Глава 2. Методы теории надежности в задачах теории сейсмостойкости
2.1. Развитие теории надежности строительных конструкций
2.2. Основные методы современной теории надежности строительных конструкций
2.3 Оценка сейсмической надежности особо ответственных сооружений
2.4. Метод предельных состояний и надежность конструкций
2.5. Методы оценки сейсмической надежности сооружений
Выводы по Главе
Глава 3. Методика моделирования сейсмического воздействия в виде нестационарного случайного процесса
3.1. Статистическая обработка имеющихся записей инструментальных акселерограмм
3.2. Моделирование случайных акселерограмм сейсмического воздействия методом канонических разложений
3.3. Модифицированный метод канонических разложений
3.4 Методики моделирования наиболее вероятных для площадки строительства акселерограмм землетрясений
3.5. Моделирование акселерограмм землетрясений при помощи вейвлет-анализа
3.6. О нормировании акселерограмм по энергетическим параметрам

3.7. Моделирование наиболее неблагоприятных акселерограмм
землетрясений для зданий и сооружений
Выводы по Главе
Глава 4. Нелинейные статические методы при решении задач теории сейсмостойкости
4.1. Концепции целенаправленного проектирования
4.2. Энергетические критерии оценки несущей способности сооружений
4.3. Оценка несущей способности сооружений при сейсмических воздействиях методом Ньюмарка
4.4. Способы определения коэффициента пластичности
4.5. Теоретическое обоснование нелинейного статического метода (Pushover Analyses)
4.6. Пример расчета здания нелинейным статическим методом (Pushover Analyses)
Выводы по Главе
Глава 5. Учет физической нелинейности при расчетах сооружений во временной области
5.1. Решение динамической задачи с использованием неявных
схем прямого интегрирования уравнений движения
5.2. Решение динамической задачи с использованием явных схем прямого интегрирования уравнений движения
5.3. Численные исследования простых систем с использованием одномерных моделей
5.4. Описание неупругой работы материала конструкций с помощью интегральных моделей
5.5. Приведенные одномерные ситемы с конечным числом
степеней свободы
5.6. Исследование реакции железобетонной колонны в нелинейной динамической постановке
Выводы по Главе
Глава 6. Особенности детерминированных расчетов сооружений на сейсмостойкость с учетом их взаимодействия с нелинейно деформируемым основанием
6.1. Динамические механические модели оснований
6.2. Модели нелинейно деформируемого полупространства
6.3. Дифференциальные уравнения движения при учете взаимодействия сооружения с основанием

6.4. Корректное решение задач расчета сооружений с учетом взаимодействия с основанием
6.5. Исследование реакции зданий различной этажности при изменении параметров исходного воздействия
6.6. Расчет многоэтажного железобетонного здания на землетрясение с учетом нелинейных свойств грунтов основания
6.7. Расчет многоэтажного здания на интенсивное землетрясение с учетом возможности разжижения грунтов
основания
Выводы по Главе
Глава 7. Особенности детерминированных решений при расчете многоэлементных систем на сейсмические воздействия нелинейными динамическими методами
7.1. Многоэлементная перекрестно-стеновая система
7.2. Учет нелинейности при расчете многоэтажного монолитного здания с полным рамным каркасом
7.3. Многоэтажное здание со стальным каркасом
Выводы по Главе
Глава 8. Надежность многоэлементных систем при заданной обеспеченности сейсмостойкости
8.1. Оценка надежности 5-этажного монолитного железобетонного здания с учетом взаимодействия с
основанием
8.2. Оценка надежности 9-этажного монолитного
железобетонного здания
8.3. Расчет зданий, оснащенных системами активной сейсмозащиты с учетом нелинейной работы конструкций
Выводы по Главе
Основные выводы
Список литературы
Приложение. Вывод дифференциальных уравнений движения
сооружений с учетом их нелинейного деформирования
П.1. Формулировка нелинейных задач
Г1.1.1. Уравнения движения в актуальной конфигурации
П. 1.2. Уравнения движения в отсчетной конфигурации
П.1.3. Уравнения движения, записанные относительно скоростей в
отсчетной конфигурации
П. 1.4. Уравнения движения и их запись относительно скоростей
при геометрически линейном деформировании тела

оценить величины локальных параметров колебаний грунта (Я , V и d ) по магнитуде землетрясения и эпицентральному расстоянию площадки.
Дальнейшее развитие динамического метода расчета на сейсмические воздействия и его широкое внедрение в практику проектирования в России было положено работами И.Л. Корчинского [88, 89], который предложил моделировать сейсмическое воздействие набором затухающих синусоид с различной частотой. В простейшем случае для моделирования колебания фунта используется одна синусоида:
у0 (?) = -а0сsin (оу). (1.20)
Подставляя (1.20) в (1.14) или в (1.12), можно получить в явном виде выражение для значения деформации y(t), а, следовательно, и для сейсмической силы:
S(T) = t(T)k,Q, (,.21)
1г -?*
где ~ “о - коэффициент сейсмичности (отношение максимального
ускорения земной поверхности к ускорению свободного падения); Q — mg -
вес сооружения; Р(Т’) - динамический коэффициент, который зависит как от динамических характеристик сооружения-периода собственных колебании
Т = — и коэффициента затухания, так и от характеристик движения грунта.

Вид функции Р(Т’) приведен во многих работах, например [8, 81]. Для практики представляет интерес максимально возможное значение сейсмических сил, следовательно, и максимальный коэффициент Р(Т’). Для
нахождения максимального значения Р(Т’) строится семейство кривых
Р(Г,80,(Оо) для различных частот со0 и затуханий колебаний фунта е0, возможных при землетрясениях. Огибающая этого семейства кривых дает