Повышение надежности и эффективности протяженных и комбинированных металлоконструкций при сейсмических и ветровых воздействиях

• Автор: Петров, Альберт Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 450 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Расчетные динамические модели сооружений

1.1. Принципы выбора расчетных динамических моделей различных сооружений

1.2. Линейнопротяженные сооружения

1.3. Высотные сооружения

1.4. Резервуары для хранения жидкостей.

1.5. Морские стационарные платформы .

1.6. Телескопы в укрытиях .

1.7. Вторичные системы

2. Статистическая концепция расчета сооружений, взаимо

действующих с природными средами . ИЗ
2.1. Описание случайного поля воздействий на сооружение в общем случае. ИЗ
2.2. Колебания сооружения в виде системы со многими входами в случайном поле воздействий .
2.3. Система со многими входами при кинематическом возмущении
3. Динамическая реакция сооружений на воздействие
атмосферного турбулентного ветрового потока
3.1. Статистические характеристики турбулентного ветрового потока
3.2. Учет особенностей спектра пульсаций скорости и масштабов турбулентности при разработке расчетной динамической модели ветрового воздействия .
3.3. Динамическая реакция высотных сооружений типа
башен и мачт
3.4. Динамическая реакция линейнопротяженных сооружений типа большепролетных мостов
3.5. Динамическая реакция морских стационарных
платформ и телескопов в укрытиях.
3.6. Динамическая реакция протяженных зданий
3.7. Динамическая реакция вертикальных цилиндрических резервуаров
4. Сейсмическая реакция сооружений .
4.1. Оценка сейсмичности и параметров движения
грунта при землетрясении.
4.2. Выбор меры интенсивности и расчетной модели сейсмического воздействия
4.3. Сейсмическая реакция линейнопротяженных сооружений типа больших мостов
4.4. Сейсмическая реакция протяженных зданий .
4.5. Сейсмическая реакция резервуаров для хранения
жидкостей
4.6. Сейсмическая реакция высотных сооружений,
морских стационарных платформ, телескопов в укрытиях, вторичных систем
5. Оценка надежности и долговечности сооружений
5.1. Оценка расчетных максимальных динамических усилий в конструкциях сооружения с заданной обеспеченностью
5.2. Оценка долговечности сооружений при случайном воздействии с использованием статистических
данных измерений
5.3. Оценка параметров динамической реакции как
уровней дискомфорта
Заключение.
Литература


С.Расторгуева 2Ї4І. В.А. Ивовича и др. Для систем первого типа оценку частот собственных колебаний можно получить на основе решения задачи о свободных колебаниях гибкой нити, полученного А. Р.Ржаницыным 2~4_7. Это решение использовано в работе И. Л.Корчинского и А. Н ] ^ ^ > (1. Н1 + (ио~і) Н1- ~ =0. Подставляя значение ^ в (1. С учетом Н =-^/Н , г? СТ + г^; й'х =0. По А. Решение уравнения (1. С+)*1(х), (1. Д?х)=5*>? После подстановки выражений (1. Ч = |А7>- (1. В работах А. Для висячих мостов типа переходов газопроводов, как показано ниже, влиянием балки жесткости можно пренебречь, т. ЕЗ =0. Наиболее распространенной схемой, пригодной для расчета практически всех типов вантовых мостов, является схема в виде висячей системы с балкой жесткости и предварительно напряженными несущими и ветровыми канатами. Дифференциальные уравнения свободных колебаний моста, вертикальных, горизонтальных изгибных и крутильных получаются на основе известных уравнений свободных колебаний тонкостенного стержня с недеформируемым поперечником, полученных В. Власовым. С учетом симметрии относительно вертикальной оси эти уравнения имеют следующий вид 2~, . Решение уравнений (I. I4) при граничных условиях (1*) позволяет определить частоты и формы собственных колебаний сооружения. Из первого уравнения (I. I4) можно найти частоты и формы несвязанных вертикальных изгибных колебаний. При этом решение ищется в виде: v ? После подстановки этого решения в первое уравнение (I. I4) и в граничные условия (I. Е7У г*-(ни+гк,нь)г"~мр*-г + -Ш* fг(*)Лх =о. Решение уравнения (I. C'Cosszx + Сг sin six + CzcJ> гх + Сч sJt sx , (1. КНк +* К’ Н* У + ЧЕЪ ур Ч*~(Нк н*) . Л1н +2К. Г_-_/? Г*р (Я + ? С - •? У(Л‘+? Подставляя (1. При этом ? Л выражаются через р • Корни трансцендентного уравнения (1. Подстановка значений р в формулы (1. С1 - константа, определяемая из условия нормировки. Лк+ЩН* . РО =? Из уравнений (1. А, -«. Тг7>4 ? А1± . Чт? АА‘Г, г Нм +К,. НкГтУ- . Л> / [Ц. Для четных ? Р"&1 =0; (1. РГ‘~Р^1 (I =2,4,6,. Симметричные формы колебаний и соответствующие им частоты могут быть также определены из уравнений (1. Для приближенного определения частот собственных колебаний цепного моста целесообразно использовать аппроксимацию форм колебаний синусами. В этом случае формула (1. А г Пл. А Ни . А: && + н*еуу. Ьа? НтУА-Ь'+>‘г, с 1. Лг г*, Я, + //* . Аналогичный вид имеют форкулы, полученные В. А. Смирновым /"0^7. Разница заключается в наличии делителя / * при г? Следует заметить, что приближенная аппроксимация форм собственных вертикальных изгибных колебаний моста синусами является точной лишь для кососимметричных форм. Обычно соотношения жесткостей и масс конструкций висячих мостов таковы, что парциальные частоты изгибных колебаний намного менее соответствующих частот крутильных колебаний (р*; «р(г'1 ), а эксцентриситеты малы, т. Так как при малом эксцентриситете в¦ инерционные силы, связанные с крутильными колебаниями, возбуждаемыми при действии горизонтальных сейсмических ускорений, весьма малы, то ими можно пренебречь и рассматривать несвязанные иэгибные колебания. Рассмотренные расчетные схемы в принципе относятся к системам с вертикальными подвесками. Вантовые фермы с наклонными подвесками обычно имеют большую жесткость, что не может не сказаться на результатах расчета. Дня таких систем представляется целесообразным использовать дискретную расчетную модель с массами, сосредоточенными в конечном числе узлов. Для расчета таких систем в ЦНИИПСК была разработана программа РАСК-ЕС, широко используемая в проектной практике. Подробное описание всех этапов статического и динамического расчетов с помощью этой программы дано в технической документации САПР-ЦНИИПСК. В настоящее время разработана версия этой программы для современных компьютеров. Задача определения частот и форм собственных колебаний сооружения обычно решается цутем вычисления элементов матрицы единичных перемещений. Для этого приходится N раз решать статическую задачу для всей системы ( N - общее число степеней свободы).