Развитие методов учета взаимодействия фундамента с основанием для оценки сейсмостойкости сооружений

• Автор: Докторова, Алла Олеговна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 169 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ВОРОСА

1.1 Анализ способов задания сейсмического воздействия

1.2 Динамические модели грунтовых оснований

1.3 Обзор методов расчета сейсмостойкости сооружений с учетом взаимоействия фундамента и основания

1.4 Некоторые общие закономерности взаимодействия фундамента с основанием

1.5 Цели и методы исследования

2. ЗАДАНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ЗАДАЧ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СООРУЖЕНИЯ С ОСНОВАШЕМ

2.1 Анализ погрешности применяемого метода ЛомбардоЛятхера для задания сейсмического воздействия на сооружение

2.2 Постановка общей задачи метода декомпозиции для его развития

2.3. Развитие декомпозиционного метода для задания сейсмического
воздействия
2.4 римерь применения декомпозиционного метода для задания
воздействия для различных сооружений
2.4.1. Простейшие примеры применения предлагаемого варианта декомпозиционного подхода
2.4.2. Пример применения декомпозиционного подхода к расчету протяженного сооружения 6
2.5. Выводы по главе 2.
3. РАЗВИТИЕ ДШАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ С МАЛЫМ ЧИСЛОМ
СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ
3.1 .Постановка задачи исследования
3.2. Анализ влияния неоднородности основания на параметры его динамической модели
3.3.Анализ влияния гистерезиса в грунте на параметры динамической модели основания
3.4.Выводы по главе 3
4. АНАЛИЗ И СОВЕР1 НЕСТВОВАИЕ ДИ1 АМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
С БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ ДЛЯ ВОЛНОВЫХ ЗАДАЧ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СООРУЖЕНИЯ С ОСНОВАНИЕМ
4.1 .Постановка задачи совершенствования динамических моделей с большим числом степеней свободы
4.2.Вариационная постановка задачи распространения одномерных волн в диссипативной среде
4.3.Использование вариационного принципа Гамильтона для плоской задачи теории упругости
4.4.Вопросы численной реализации вариационных методов анализа сейсмостойкости диссипативных систем
4.5.Выводы по главе 4
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФУНДАМЕНТА
С ОСНОВАНИЕМ ПРИ ОЦЕНКЕ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ СООРУЖЕНИЙ
И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
5.1 Рекомендации по учету взаимодействия сооружения с основанием при оценке сейсмостойкости сооружений
5.2. Примеры расчета сооружений с использованием модели основания с Уг степенью свободы с применением линейноспектральной методики
5.2.1. Расчет пятиэтажного жилого здания с фундаментом на естественном основании
5.2.2. Расчет пятиэтажного жилого здания с сейсмоизолирующим фундаментом
5.3. Примеры расчета сооружений по МКЭ с использованием модели основания с большим числом степеней свободы
5.3.1. Расчет инженерного сооружения с заглубленным массивным фундаментом по ЛСМ
5.3.2. Расчет инженерного сооружения с заглубленным массивным фундаментом по акселерограмме землетрясения
5.3.3. Пример применения декомпозиционного подхода к расчету системы, моделируемой конечными элементами
5.4. Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Более того, использование сложившегося в России нормативного подхода к заданию сейсмического воздействия на сооружения приводит в ряде случаев к неверным проектным решениям. На слабых грунтах, отнесенных СНиП Г к третьей категории, уровень нагрузок на сооружения повышается и конструкция усиливается. Это первоначально объяснялось тем, что степень повреждаемости сооружений на слабых грунтах традиционно больше, чем на плотных, как описано в работах . Медведева , 1. Г. Напетваридзе , Савинова , I Ставницера 4 и др. Однако анализ повреждений показывает, что они связаны в первую очередь с нарушением несущей способности основания, неравномерностью осадок, тиксотропными явлениями в грунте и другими причинами. СНиП 7 приводит к необходимости усиления сооружения, что на самом деле не требуется. Решение проблемы задания расчетного воздействия на сооружение нашло отражение в трудах В. Н. Ломбардо , В. М. Лятхера . Их предложения получили в литературе название декомпозиционного подхода принципа декомпозиции к заданию сейсмического воздействия. В соответствии с , колебания системы представляются в виде суммы двух движений. Первое движение представляет собой сейсмические колебания основания при отсутствии сооружения, а сооружение при этом смещается как жесткое целое по закону у смещений свободной дневной поверхности. Для обеспечения такого движения к сооружению согласно , должна быть приложена объемная нагрузка ру гДе Р плотность грунта основания. Предполагается, что при этом усилия в сооружении отсутствуют. Второе движение представляет собой сейсмические колебания сооружения, а колебания основания обусловлены при этом лишь обратным воздействием на него сооружения. Для компенсации дополнительно приложенной в первом движении объемной нагрузки во втором движении к системе прикладывается компенсирующая нагрузка руо0. МУ ВУ ЯУ МУру0 1. М, В и й матрицы инерции, демпфирования и жесткости системы Ур век гор проекций 1ой компоненты воздействия на направления обобщенных координат, как показано в статье В. В. Сахаровой, Д. М. Уздина У вектор перемещений системы. Так как во втором движении нагрузка приложена лишь к массам сооружения, то для масс основания соответствующие значения элементов векторов V,, равны нулю. При расчетах протяженных массивных объектов больших плотин, АЭС и т. Рч Фу фг углы поворота площадки расположения сооружения относительно осей X, У, . Х и 1у размер подошвы фундамента в направлениях по осям X и У размер подошвы фундамента в направлении фронта сейсмической волны, Е длина сейсмической волны. В.И. Ломбардо и В. М. Лятхер предложили метод декомпозиции применительно к рекомендуемой в то время СНиП расчетной схеме сооружения в виде консольного стержня, расположенного на поверхности грунта. Развитие метода декомпозиции для расчета заглубленных сооружений разработано в последнее время в работах А. Г. Гяпина 6, 3. Проанализировав сказанное выше можно отметить, что декомпозиционный метод задания сейсмического воздействия, рассмотренный и развитый в работах ,,6,5,2 позволяет разделить задачу учета взаимодействия сооружения с основанием при землетрясении и задачу сейсмомикрорайонирования площадки строительства, что существенно упрощает инженерные расчеты. Однако этот метод не решает проблему задания сейсмического воздействия в полной мере и требует дальнейшего развития, которое может идти в двух направлениях. Вопервых, при мгновенном приложении нагрузки РУо0 в сооружении возникнут свободные колебания, которые не учитываются в известных публикациях. Этот эффект может иметь значение для расчета специальных сооружений, при расчете грунтовых плотин. Вовторых, рассматриваемый метод нельзя непосредственно применять для расчета протяженных сооружений с точечным опираиием па грунт. К таким сооружениям относятся трубопроводы, мосты, промышленные эстакады и т. Под каждой опорой такого сооружения колебания дневной поверхности могут быть различными, что не учитывается в описанном подходе. В практике расчетов сооружений, взаимодействующих с грунтом, используется два типа дискретных моделей основания с малым и большим числом степеней свободы.