Динамика прогрессирующего разрушения монолитных многоэтажных каркасов

• Автор: Као Зуй Кхой
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. О прогрессирующем разрушении.

1.1.1. Второстепенные меры

1.1.2. Косвенное проектирование.

1.1.3. Прямое проектирование

1.2. Деформативные и прочностные характеристики арматурной стали, бетона и железобетона

1.2.1. Арматурная сталь

1.2.2. Бетон.

1.2.3. Железобетон.

1.3. Предельные состояния конструкций и несущих систем зданий.
Нормирование предельных состояний
1.4. Развитие методов расчета железобетонных конструкций на
кратковременные динамические нагрузки
1.5. Выводы и задачи исследования
Глава 2. Расчет монолитных многоэтажных каркасов на
прогрессирующее разрушение в линейной постановке.
2.1. Составление уравнений динамического равновесия системы
2.2. Определение спектра частот свободных колебаний рамы.
2.3. Определение узловых перемещений.
2.4. Вычисление перемещений и усилий в элементах рамы
2.5. Разработка программы на языке МАРЬЕ.
2.6. Пример расчета Динамический расчет симметричной плоской рамы на симметричную нагрузку в упругой стадии
2.7. Расчет пространственных многоэтажных рам в упругой стадии
2.8. Пример расчета симметричной пространственной рамы на симметричные нагрузки.
2.9. Выводы по главе.
Глава 3. Расчет монолитных многоэтажных каркасов на прогрессирующее разрушение в нелинейной постановке.
3.1. Основные предпосылки и определения
3.1.1. Учет физической нелинейности.
3.1.2. Учет геометрической нелинейности.
3.1.3. Нормирование предельных состояний конструкций
3.1.4. Коэффициент динамичности по нагрузке.
3.2. Аналитический нелинейный расчет многоэтажных каркасов на внезапно приложенную нагрузку.
3.3. Применение современных расчетных комплексов для решения динамической задачи в нелинейной постановке
3.3.1. Краткий обзор возможности расчетных комплексов в области нелинейных динамических расчетов
3.3.2. Выполнение нелинейных динамических расчетов в 8ЛР версии .
3.3.3. Достоверность расчетов, выполняемых в 8АР
3.3.4. Динамический расчет монолитных многоэтажных каркасов с применением 8АР версии
3.3.5. Методика определения коэффициента динамичности по нагрузке статическим путем
3.3.6. Усилия в колоннах.
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Особенности проектирования многоэтажных железобетонных каркасов на прогрессирующее разрушение.
4.1. Порядок выполнения расчета.
4.2. Примеры расчета.
4.2.1. Данные расчета
4.2.2. Удалена колонна Б2 первого этажа.
4.2.3. Удалена колонна Б1 первого этажа.
4.2.4. Удалена колонна А1 первого этажа.
4.3. Конструктивные мероприятия для защиты здания от прогрессирующего разрушения
4.3.1. Армирование против прогрессирующего разрушения
4.3.2. Применение связсвых этажей
4.3.3. Проектирование можных нижних ригелей
4.3.4. Система связей
5. Основные результаты и выводы.
6. Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В общем, авторы показали, что динамический эффект играет важную роль при прогрессирующем разрушении, но влияние динамического эффекта уменьшается с ростом пластических деформаций. Для оценки динамического эффекта часто применяют понятие коэффициента динамичности. Обычно под коэффициентом динамичности понимают отношение максимального динамического перемещения к статическому при одной и той же величине нагрузки. Kdv, представляющий собой отношение статической нагрузки к динамической, которые вызывают в системе одно и то же перемещение. Pretlove, A. J., Ramsden, М. Atkins, A. G., [8] обсуждали важность учета динамического перераспределения усилий в расчете на прогрессирующее разрушение. Они доказали неточность статического анализа, использовавшегося для прогноза обеспечения от прогрессирующего разрушения. Williamson Е. В. и Kaewkulchai G. В своей диссертации [1] и публикации [0], Kaewkulchai G. В его результатах можно отметить снижение динамических эффектов с развитием пластических деформаций. Gilmour J. R. и Virdi K. S. [4] использовали трехмерный квазистатический нелинейный элемент для анализа обрушения плоской железобетонной рамы. Расторгуев Б. С. [5] предложил методы динамического расчета конструкции многоэтажное плоского каркаса при выходе из строя колонны некоторого этажа в двух случаях: прогрессирующее обрушение части здания и потеря общей устойчивости здания. Приняв мгновенное разрушение части колонны как наиболее опасное, расчет проводится для системы балок каркаса. Учет пластических деформаций производится с использованием пластических шарниров, возникающих в опорных и пролетных (у поврежденной колонны) сечениях. Общая устойчивость поврежденной рамы (при исключении крайнего участка) в виде консольной системы с сосредоточенными массами также была рассмотрена в этой работе. В развитии работы Расторгуева Б. С., Муток К. Н. [] подробно исследовал одноэтажные модели на основе предположения одинаковой работы ригелей всех этажей многоэтажного каркаса. Он выполнил динамический нелинейный расчет одноэтажной рамы и пришел к выводу, что коэффициент динамичности по нагрузке при достижении в рамс максимальных пластических деформаций равен 1,1. А коэффициент динамичности по перемещению намного больше 2 при развитии больших пластических деформаций, что и получено Hyun-Su Kim, Jinkoo Kim, Da-Woon An [7]. Одноэтажную модель также применил Powell G. Плотникова А. И. и Расторгуева Б. С. []. Kpt - коэффициент пластичности, равный отношению полною прогиба ригеля к предельному упругому. Эта формула дает практически постоянное значение коэффициента динамичности по иа1рузке для здания любой этажностью. Аналогичное значение коэффициента динамичности по нафузке было получено Meng-Hao Tsai и Bing-Hui Lin [6], Ruth P. Marchand K. A., Williamson E. B [0]. Интересно отметить работу Meng-Hao Tsai и Bing-IIui Lin. Они исследовали коэффициент динамичности по нагрузке для монолитного железобетонного -этажного здания при разных вариантах удаления колонн первого этажа. Основной результат показан на рис. Варианты удаления колонны (1А, 2Л, I В, 2В) соответствует плану здания, представленному на рис. Рисунок 1. Зависимость коэффициента динамичности по нагрузке (К^у) от перемещения точки над удаленной колонной для -этажного железобетонного здания (Mcng-Hao Tsai н Bing-Hui Lin ]). Рисунок 1. Bing-Hui Lin (6)). Рис. Коэффициент динамичности в упругой стадии равен 2. С развитием пластических деформаций значение коэффициента динамичности по нагрузке уменьшается примерно до 1,. С развитием пластических деформаций значения коэффициента динамичности по нагрузке во всех исследованных случаях отличаются несущественно. Вообще говоря, результаты, полученные Meng-Hao Tsai и Bing-Hui Lin в [6] и Расторгуевым Б. С. и Муток К. Н. [, 4] достаточно хорошо совпадают, хотя Meng-Hao Tsai и Bing-Hui Lin применил численный метод с помощью расчетного комплекса SAP , a PacTopiycBbiM Б. С. и Мутока К. Н. применен аналитический метод. Действующие нормы для предотвращения прогрессирующего разрушения в России, США, Европе и др. Рассмотрим некоторые основные положения норм США и России (габл.