Математическое моделирование пространственной работы несущей системы многоэтажного здания на различных стадиях жизненного цикла

• Автор: Белокопытова, Юлия Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 204 с. : ил

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ НЕСУЩИХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Расчет несущих систем многоэтажных зданий

1.1.1. Математические модели работы несущих систем

1.1.2. Программные комплексы по расчету многоэтажных зданий

1.2. Экспериментальные исследования пространственной работы многоэтажных зданий

1.2.1. Исследование пространственной работы многоэтажных зданий

1.2.2. Влияние процесса возведения на пространственную работу несущих

систем многоэтажных зданий

1.2.3. Учет физической нелинейности при расчете несущих систем

многоэтажных зданий

1.3.Проектирование информационных систем в строительстве Выводы по главе

2. МОДЕЛЬ РАСЧЕТА НЕСУЩИХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ В УПРУГОЙ ПОСТАНОВКЕ
2.1. Математическая модель пространственной работы несущих систем многоэтажных зданий
2.2. Алгоритм определения напряженнодеформированного состояния несущей системы многоэтажного здания на основе дискретноконтинуальной модели
2.3. Подготовка исходных данных для проведения численных экспериментов по исследованию пространственной работы несущих систем многоэтажных зданий линейная постановка
2.3.1. Бескаркасные здания
2.3.2. Связевой каркас
2.3.3. Учет схем приложения внешних нагрузок при моделировании работы несущих систем
2.4. Анализ результатов и оценка действия внешней нагрузки на несущие системы исследуемых зданий
2.4.1. Действие вертикальной нагрузки на несущую систему многоэтажного здания
2.4.2. Влияние направления действия горизонтальной нагрузки на изменение усилий в элементах несущей системы здания Выводы по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ РАБОТЫ НЕСУЩИХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ
3.1. Влияние процесса возведения на напряженнодеформированное состояние несущих систем многоэтажных зданий
3.2. Математическое моделирование пространственной работы несущей системы здания в процессе возведения
3.2.1. Математическая модель работы односвязной диафрагмы жесткости в процессе возведения
3.2.2. Математическая модель пространственной работы несущей системы здания в процессе возведения
3.3. Алгоритм определения напряженнодеформированного состояния несущей системы в процессе возведения
3.4. Численный эксперимент по определению влияния процесса возведения на работу несущей системы многоэтажных зданий
3.4.1. Учет схем приложения внешних нагрузок в процессе возведения
3.4.2. Действие внешних нагрузок на формирование напряженнодеформированного состояния несущих систем в процессе возведения
Выводы по главе
4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ РАБОТЫ НЕСУЩИХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ СТОЛБОВ И СВЯЗЕЙ СДВИГА
4.1. Учет физической нелинейности при расчете несущих систем
4.1.1. Диаграммы деформирования столбов
4.1.2. Диаграммы деформирования связей сдвига
4.2. Моделирование расчета несущих систем с учетом нелинейной работы столбов и связей сдвига
4.2.1. Математическая модель пространственной работы несущих систем с учетом нелинейных свойств столбов и связей сдвига
4.2.2. Алгоритм программы и сходимость итерационного процесса
4.2.3. Учет схем приложения внешних нагрузок при моделировании работы несущих систем
4.3. Анализ нелинейной работы пространственной несущей системы многоэтажного здания
4.3.1 Перераспределение усилий в несущей системе многоэтажного здания при учете нелинейной работы столбов и связей сдвига
4.3.2. Влияние внешней нагрузки на нелинейную работу элементов несущей системы
4.3.3. Влияние истории нагружения на перераспределение внутренних усилий в конструктивных элементах несущей системы
Выводы по главе
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ НА ЛЮБОЙ СТАДИИ ЕГО ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
5.1. Информационная поддержка жизненного цикла многоэтажного здания
5.1.1. Понятие интеллектуального здания
5.1.2. Жизненный цикл объекта строительства
5.2. Моделирование пространственной работы несущей системы в рамках концепции жизненного цикла
5.2.1. Информационная модель несущей системы многоэтажного здания
5.2.2. Использование САЬБтехнологий для информационной поддержки объектов строительства
5.3. Определение напряженнодеформированного состояния несущих систем многоэтажных зданий на стадии эксплуатации
5.3.1. Определение технического состояния многоэтажных зданий на стадии эксплуатации
5.3.2. Определение напряженнодеформированного состояния несущих систем на стадии эксплуатации
Выводы по главе 5 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Таким образом, применяя данную теорию к расчету многоэтажных зданий можно математически корректно и компактно описать работу несущих систем. Частным случаем дискретноконтинуальной модели является консольная модель. При ее использовании заданная система заменяется шарнирносвязанными консольными стержнями. Работа связей на изгиб и сдвиг не учитывается, каждый консольный стержень рассчитывается на свою нагрузку, распределяющуюся пропорционально жесткостям стержней. Такая схема используется в случае жестких или гибких связей. Из рассмотренных моделей расчета многоэтажных зданий, дискретноконтинуальная модель наиболее полно учитывает все значимые параметры для описания пространственной работы сложных несущих систем. Для изучения физической системы методами математического моделирования ее заменяют абстрактной системой математической моделью. Реализация математической модели на ЭВМ дает возможность многократно и в широком диапазоне изменять входные параметры и условия функционирования сложных систем, заменяя, таким образом, экспериментальные исследования вычислительным экспериментом. Кроме того, такая реализация приводит к экономии времени при решении ряда сложных конструкторских задач. На современном этапе развития компьютерной техники разработано множество программных комплексов, позволяющих производить расчеты сложных систем. МОНОМАХ рассчитываются и проектируются
железобетонные конструкции многоэтажных зданий с планами произвольной конфигурации, в том числе зданий из монолитного железобетона. Автором работы 4 проводились исследования зданий со скрытым каркасом. В расчетах колонны и ригели моделировались пространственными стержнями с жесткими узлами, перегородки универсальными конечными элементами плоской задачи теории упругости, сборные перекрытия конечными элементами плиты, работающими в двух плоскостях. Для учета нелинейных особенностей поведения железобетонных конструкций и их монтажных соединений, податливости основания и продольного изгиба сжатых элементов в 0 приведен автоматизированный метод расчета элементов каркаса и несущих систем полносборных каркасных зданий, который реализован в программе Ротор. В основу алгоритма расчета положен итерационный процесс, чередующий этапы статического расчета систем при фиксированных значения жесткости с этапами их уточнения по найденным на предыдущей итерации усилиям и деформациям. Этот метод эффективно применяется при совершенствовании межвидового унифицированного каркаса серии 1. ЦНИИЭП торговобытовых зданий и туристских комплексов совместно с МИСИ разработали пакет прикладных программ Каскад 1, реализующий статический расчет несущих систем здания и проверки прочности сборных железобетонных диафрагм жесткости. Возможности программы предусматриваю максимальное количество столбов , связей сдвига и позволяют рассчитывать несущие чсистемы каркасно панельных зданий со ступенчатопеременными по высоте жесткостями элементов и связей, в том числе зданий включающих несколько разновысоких объемов. Разработана новая версия программы Приказ с уточненными блоками статического расчета, в которых после определения значений внутренних усилий проверяется прочность нормальных сечений диафрагм, закладных деталей и перемычек с использованием расчетных зависимостей 0. В статье 9 предложена методика расчета и определения напряженнодеформированного состояния наращиваемых стержневых объектов система разбивается на конечные элементы, затем составляется и решается система интегральных уравнений. АвторохМ работы приведена краткая характеристика програм. В результате расчета определяется напряженнодеформированное состояние конструкций от статических воздействий выполняются гео. В работе 1 представлены результаты численных исследований несущих систем методом конечных элементов по программе Радуга, реализующей анизотропную модель нелинейного деформирования и разрушения железобетона, работы диафрагм жесткости каркасных зданий при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок. Показано влияние конструктивных особенностей диафрагм на их несущую способность и схему разрушения.