Оценка динамических усилий в элементах металлоконструкций при внезапном запроектном воздействии

• Автор: Меднов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методы расчета и проектирования зданий и сооружений

с учетом возможного лавинообразного обрушения от запроектных воздействий.

1.2. Экспериментальнотеоретические исследования стержневых систем при внезапном выключении отдельных элементов

1.3. Методы экспериментального определения динамического предела текучести стали.

1.4. Цель и задачи исследований.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ДОГРУЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВНЕЗАПНОМ ИЗМЕНЕНИИ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ С УЧЕТОМ КОНСТРУКЦИОННОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ.
2.1. Построение аналитических зависимостей с использованием аппарата динамики сооружений.
2.2. Решение задачи определения динамических усилий в двух пролетных балках при мгновенном удалении средней опоры.
2.3. Определение динамических догружений с учетом конструкционного демпфирования.
2.4. Выводы.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРАЗРЕЗНЫХ ДВУХПРОЛЕТНЫХ СТАЛЬНЫХ БАЛОК ПРИ ЗАПРОЕКТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Цель и задачи эксперимента.
3.2. Конструкция испытательного стенда и опытных образцов.
3.3. Методика проведения испытаний .
3.4. Результаты и анализ опытных данных
3.4.1. Сечение 11.
3.4.2. Сечение 22.
3.4.3. Сечение 33.
3.5. Определение коэффициента динамичности
3.6. Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРАЗРЕЗНЫХ ДВУХПРОЛЕТНЫХ СТАЛЬНЫХ ФЕРМ ПРИ ЗАПРОЕКТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
4.1. Цель и задачи эксперимента.
4.2. Конструкция испытательного стенда и опытных образцов.
4.3. Методика проведения испытаний .
4.4. Результаты и анализ опытных данных
4.4.1. Опорная панель нижнего пояса
4.4.2. Опорный раскос
4.4.3. Элемент верхнего пояса слева от центральной опоры
4.4.4. Элемент нижнего пояса слева от центральной опоры
4.5. Определение коэффициента динамичности
4.6. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ СТАЛИ В УСЛОВИЯХ ЗАПРОЕКТНОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ
5.1. Цель и задачи эксперимента
5.2. Конструкция испытательного стенда и опытных образцов.
5.3. Методика проведения испытаний .
5.4. Результаты и анализ опытных данных.
5.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные положения диссертации доложены и обсуждались на научно-практической конференции Неделя науки - "Наука МИИТа - транспорту, на научно-практической конференции Неделя науки - "Наука МИИТа - транспорт}', на научно-практической конференции Неделя науки - "Наука МИИТа - транспорту. В полном объеме работа доложена и одобрена на заседании кафедры "Строительные конструкции, здания и сооружения" Московского государственного университета путей сообщения. Публикации. По теме диссертации опубликовано пять статей, три из которых опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы составляет 4 страницы печатного текста, включая рисунка, таблицу. Список литературы содержит 6 наименований. В первой главе проанализировано большое количество научно-исследовательских работ, выполненных в рамках разработки методики расчета и проектирования зданий и сооружений с учетом возможного лавинообразного обрушения от запроектных воздействий, изучены результаты экспериментальнотеоретических исследований стержневых систем при внезапном выключении отдельных элементов, рассмотрены методы экспериментального определения динамического предела текучести. На основе представленного обзора и анализа известных научных публикаций сформулированы цель и задачи настоящих исследований. Вторая глава посвящена аналитическому определению динамических догружений в элементах металлических конструкций при внезапном изменении расчетной схемы с позиций классической теории колебаний и решений методом Г. Л. Гениева. Выявлена необходимость учитывать в инженерном методе расчета вид напряженного состояния, распределение масс, конструкционное демпфирование и предложена эмпирическая зависимость, для определения динамических усилий с учетом этих факторов без составления и решения дифференциальных уравнений динамики сооружений. В третьей главе разработана методика и приведены результаты экспериментальных исследований неразрезных двухпролетных стальных балок при внезапном удалении средней опоры, позволившие определить влияние вида напряженного состояния и конструкционного демпфирования на амплитудные значения динамических усилий. В четвертой главе разработана методика и приведены результаты экспериментальных исследований неразрезных двухпролетных стальных ферм при внезапном удалении средней опоры, позволившие определить влияние вида напряженного состояния и конструкционного демпфирования на амплитудные значения динамических усилий. В пятой главе разработана методика и приведены результаты экспериментальных исследований по определению динамического предела текучести стали при скоростях и параметрах нагружения, соответствующих условиям внезапного удачения опоры. Заключение содержит основные результаты и выводы но работе. Методы расчета и проектирования зданий и сооружений с учетом возможного лавинообразного обрушения от запроектных воздействий. Анализ аварийных разрушений строительных конструкций показывает, что существующие методы расчета не всегда обеспечивают безопасность работы зданий и сооружений даже при проектных воздействиях [1, , , , , ]. В этой связи, в свое время, Ю. Н. Работиовым [], а затем В. М. Бондаренко [] одними из первых было предложено понятие "конструктивная безопасность”. По мнению В. М. Бондаренко [,], нельзя рассматривать вопрос безопасности конструкций без учета фактора времени. При этом, при действии запроектных нагрузок, которые являются, как правило, внезапными и мгновенными и при которых динамическая нагрузка на конструкцию и, соответственно, внутренние усилия могут значительно превосходить усилия от статического и длительного действия нагрузок авторы 9,] допускают исключить фактор времени при таких воздействиях. Рассматривая существующие методы расчета и проектирования зданий и сооружений с учетом возможного лавинообразного обрушения от запроектных воздействий [6, , , , , , , , , , , , , , , , , , 0, 0] можно отметить следующее. Основные положения расчета безопасности зданий уже имеются в действующих нормах и могут быть использованы для анализа живучести конструктивных систем [2, , , , , , , , 0].