Конструкции зданий с несущими объемными блоками и панелями и их расчет как пространственных систем на сейсмические воздействия

• Автор: Козырь, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 226 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ . Ю

1.1. Конструкции сейсмостойких объемноблочных зданий

1.2. Данные экспериментальных исследований колебаний зданий и инженерного анализа последствий землетрясений
1.3. Современные методы расчета сейсмостойкости зданий как пространственных систем .
1.4. Способы уменьшения количества динамических степеней свободы рассчитываемого сооружения.

1.5. Выбор расчетной модели и цели исследований

2. РАСЧЕТ ЗДАНИЙ КАК ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕТОДОМ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Уравнения равновесия динамической системы .

2.2. Матрицы жесткости и масс пространственного конечного элементами с тремя узлами

2.3. Алгоритм сокращения числа динамических переменных
2.4. Применение метода разложения по формам собственных
колебаний при расчете сооружений на воздействие акселерограмм землетрясений
2.5. Учет податливости основания при динамическом анализе зданий .
2.6. Выводы
3. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
НА ЭВМ
3.1. Структура и общие вопросы реализации динамической версии программы КОНТУР .
3.2. Ввод, обработка и контроль исходной информации .
3.3. Формирование матриц жесткости и масс ПКЭ
3.4. Формирование вектора внешнего воздействия, матриц жесткости и масс ансамбля ПКЭ .
3.5. Проведение конденсации степеней свободы .
3.6. Вычисление частот и Форм собственных колебаний
3.7. Вычисление полной матрицы Форм колебаний
3.8. Решение уравнений движения и определение экстремальных обобщенных перемещений .
3.9. Вычисление пространственных форм собственных колебаний, перемещений и напряжений для заданных сечений .
ЗЛО. Вы в оды
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ МНОГОЭТАЖНЫХ
ЗДАНИЙ И МОДЕЛИ КРУПНОПАНЕЛЬНОГО ДОМА .
4.1. Применяемая аппаратура и методика экспериментальных исследований
4.2. Характеристика экспериментальных объектов и инженерногеологических условий площадок строительства
4.3. Результаты экспериментальных исследований собственных колебаний зданий
4.4. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ И ОБЪЕМНОБЛОЧНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ИХ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЯХ И ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
5.1. Оценка достоверности и эффективности предложенной методики расчета собственных частот и форм колебаний пространственных конструкций
5.2. Вычисление частот и форм собственных колебаний многоэтажных зданий .
5.3. Исследование конструкций сейсмостойких зданий из консольных объемных блоков с ядром жесткости
5.4. Анализ напряженного и деформированного состояний несущих конструкций многоэтажных зданий при действии на них расчетных нагрузок по СНиП П7 и реальных акселерограмм .
5.5. Исследование реакции объемноблочного здания при действии акселерограммы землетрясения
5.6. Рекомендации по совершенствованию конструктивных решений зданий из несущих панелей и объемных
блоков, возводимых в сейсмических районах .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


Для строительства шестиэтажного жилого дома из объемных блоков со стенами толщиной 5 см в Ричмонде США 1 , применен специальный цемент Кемстресс, который позволяет создавать предварительнонапряженные объемные блоки, что дало возможность значительно снизить толщину стен блоков. Для создания вертикальных столбов из объемных блоков предусмотрены каналы, расположенные в стенах лестничной клетки и лифта, которые заключают в себе вертикальных тросов последующего натяжения. Сейсмическим усилиям противостоят клетки лестницы и шахты лифта, а также стены толщиной см, бетонируемые во время монтажа между блоками. В Венесуэле разработаны конструкции жилых и общественных объемноблочных зданий системы ЕМЕ 7. Объемные блоки изготовляют двух типоразмеров в плане 1,5 х 6,2 и 3, х 6,2 м. Блоки устанавливают друг на друга в виде отдельно стоящих столбов. Расстояние между столбами принимают равным 6,2м и перекрывают плитами рис. Плиты перекрытий соединяют с плитами пола блоков посредством напрягаемой арматуры. Для повышения сейсмостойкости здания в стенах и плитах перекрытий и пола предусмотрены вертикальные каналы в которых располагается напрягаемая вертикальная арматура. Для Всемирной выставки года в Монреале Канада было
к
Рис Л. Конструктивная схема здания системы ЕМЕ Венесуэла а общий вид б план в разрез I объемный блок 2 плита пола блока 3 плита перекрытия 4 плита покрытия 5 горизонтальная напрягаемая арматура 6 вертикальная напрягаемая арматура
возведено этажное объемноблочное здание, получившее название Хабитат 4. С целью достижения архитектурной выразительности, в здании применены приемы взаимного смещения объемных блоков в трех ортогональных направлениях. Общая устойчивость здания при ветровых и сейсмических воздействиях обеспечивается взаимодействием объемных блоков с проходами, предназначенными для горизонтальнопротяженных общественных коммуникаций. Блоки между собой соединяются болтами и арматурными стержнями последующего натяжения. Проходы состоят из плоских элементов собранных в объемный блок с помощью напрягаемой арматуры. Материалом для объемных блоков и проходов служит тяжелый бетон. Задачи, решаемые современной теорией сейсмостойкости сооружений, можно отнести к наиболее сложным разделам прикладной механики и теории колебаний. Многие задачи, связанные с оценкой сейсмостойкости сооружений, пока не имеют теоретического решения. Поэтому, одним из критериев оценки получаемых теоретических решений служит эксперимент. Как отмечено в , основные задачи экспериментальных исследований можно расчленить на две группы. Первая группа исследований направлена на определение реакции сооружения на сейсмическое воздействие. К этой группе исследований можно отнести измерение динамических характеристик сооружения периоды колебаний, пространственные формы колебаний, характеристики затухания. Вторая группа исследований посвящена анализу несущей способности сооружений. К этой группе относятся исследования, проводимые на моделях, натурных конструкциях, фрагментах сооружений или на самих сооружениях с доведением их до разрушения. В особую группу исследований следует отнести инженерный анализ последствий землетрясений. Такой анализ необходим для оценки принятых решений сейсмостойких сооружений. В дальнейшем остановимся на опубликованных результатах, которые связаны с оценкой особенностей колебаний зданий из несущих объемных блоков и панелей как единых пространственных систем, не учитываемых в рамках рекомендуемых нормами расчетных схемах, а также на влиянии податливости основания на реакцию здания и сооружения при динамических воздействиях. Исследования конструктивных схем зданий из объемных блоков начаты в СССР около лет назад. Первый опыт применения в СССР объемных блоков в практике жилищного строительства относится к г. Москве были использованы железобетонные монолитные ненесущие блоккабины санитарнотехнических узлов, разработанные в НИИ строительной Физики ЛС и А СССР э . На начальном этапе развития объемноблочного домостроения экспериментальные исследования в основном проводились на статические воздействия с целью выяснения напряженнодеформированного состояния объемных элементов. Фрагментах. Эти исследования подтвердили эффективность использования несущих санитарнотехнических блоккабин взамен внутренней продольной стены.