Расчеты на сейсмические воздействия транспортных сооружений для условий Сирийской Арабской Республики

• Автор: Бахссас Фуад Хассан
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР И СРАВНЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ НОРМ

РАЗЛИЧНЫХ СТРАН МИРА.

1.1. Состояние вопроса.

1.2. Структура и особенности современных нормативных документов, регламентирующих расчты на сейсмостойкость

1.2.1. Задание исходной сейсмической информации.

1.2.2. Моделирование и методы расчта сооружений

1.2.3. Моделирование и расчт взаимодействия сооружений с основанием

1.2.4. Двухуровневое проектирование сейсмостойких конструкций.

Категории сейсмостойкости

1.3. Сравнение современных сейсмических нормативных документов.

1.3.1. Задание исходной сейсмической информации
1.3.2. Учт местных инженерно геологических условий
1.3.3. Спектры ответов
1.3.4. Определение усилий в элементах конструкций от сейсмических
воздействий
1.4. Заключение
Глава 2. ЗАДАНИЕ ИСХОДНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1. Характеристики движения поверхности грунта при сейсмических воздействиях, необходимые для расчта сооружений на сейсмостойкость
2.2. Пиковые кинематические характеристики
2.3. Методики оценки продолжительности землетрясений
2.4. Частотный состав сейсмических воздействий.
2.5. Факторы, влияющие на сейсмические движения грунта.
2.5.1. Зависимость пиковых ускорений от эпицентралыюго расстояния
2.5.2. Зависимость продолжительности землетрясений от эпицентралыюго расстояния
2.5.3. Влияние близко расположенных очагов землетрясений на параметры колебаний грунта
2.5.4. Влияние местных геологических условий на параметры колебаний грунта .
2.5.5. Влияние магнитуды землетрясений на параметры колебаний поверхности грунта
2.6. Заключение
Глава 3. СПЕКТРЫ ОТВЕТОВ. МАКСИМАЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ СООРУЖЕНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ.
3.1. Общие положения.
3.2. Зависимости между спектрами ответов.
3.3. Методы вычислений спектров ответов
3. 4. Метод построения спектров ответов основанный на свойствах изображений Фурье финитных функций для нелинейных систем.
3.5. Построение спектров ответов с учтом местных инженерно геологических условий
3.5.1. Сглаживание спектров ответов
3.5.2. Построение спектров ответов с учтом характеристик верхних слоев грунта
3.6. Сглаживание и усреднение спектров в третьоктавных полосах частот .
3.7. Методика расчта локальных спектров ответов по акселерограммам реальных землетрясений, записанных на некотором удалении от площадки строительства
Глава 4. РАСЧТ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
4.1. Общие положения.
4.2. Методики расчета тоннелей глубокого заложения сейсмические воздействия
4.2.1. Существующая в настоящее время в РФ методика расчета тоннелей на сейсмические воздействия.
4.2.2. Методика расчет подземных сооружений на сейсмические воздействия, используемая в настоящее время в Японии
4.3. Оценка воздействия землетрясений на тоннели мелкого заложения
4.3.1. Вводные замечания.
4.3.2. Оценка сейсмических воздействия, распространяющихся в виде поверхностных волн Рэлея на подземные сооружения
4.3.3. Методика определения напряжений в массиве фунта при воздействии поверхностных волн Рэлея
4.4. Заключение
Глава 5. ВОЗДЕЙСТВИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН НА ТОННЕЛИ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ В ТОЛЩЕ МЯГКИХ ГРУНТОВ
5.1. Вводные замечания.
5.2. Оценка воздействий на тоннели продольных сейсмических волн
5.2.1. Резонансные усиления сейсмических колебаний в поверхностных слоях грунта
5.2.2. Оценка сейсмического воздействия продольных волн на тоннели в грунтах с частотно независимым трением.
5.3. Оценка воздействий на тоннели поперечных сейсмических волн
5.3.1. Резонансные усиления сейсмических колебаний в поверхностных слоях грунта при падении поперечных волн
5.3.2. Оценка сейсмического воздействия поперечных волн на тоннели в грунтах с частотно независимым трением
5.4. Методика расчта тоннелей, расположенных в мягких
поверхностных слоях грунта
5.4.1. Коэффициенты усиления сейсмических волн в поверхностных мягких слоях грунта
5.4.2. Методика расчта тоннелей, расположенных в мягких поверхностных слоях грунта
5.5. Пример расчта тоннельной обделки кругового очертания, расположенной в мягких поверхностных слоях грунта.
5.5.1. Исходные данные Характеристики поверхностного слоя грунта.
5.5.2. Максимальные динамические напряжения в массиве грунта при распространении продольных и поперечных волн
5.5.3. Экстремальные сейсмические напряжения в массиве грунта на контуре сечения тоннеля при воздействии продольных и поперечных волн .
5.5.4. Экстремальные сейсмические напряжения в тоннельной обделке при распространении продольных и поперечных волн
5.6. Заключение
Глава 6. РАСЧЕТ МОСТОВ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ.
6.1. Особенности расчта протяжнных сооружений на сейсмические воздействия.
6.2. Учт неопределенностей при анализе взаимодействия основания с сооружением.
6.3. Динамический метод расчта мостов во времени.
6.4. Метод спектров ответа
6.5. Учт взаимодействия подвижной нагрузки с пролтными строениями при воздействии землетрясений.
6.6. Расчт сейсмоизолирующих и энергопоглащающих устройств, для мостовых конструкций
6.6.1. Методика моделирования и расчта сейсмоизолирующих устройств
6.6.2. Моделирование сейсмоизолированных конструкций.
6.6.3. Обзор и характеристики современных сейсмоизолирующих и энергопоглощающих устройств
6.7. Заключение.
Глава 7. ОЦЕНКА КОЛЕБАНИЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТА ПРИ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ
7.1. Постановка задачи
7.2. Определение параметров волн, генерируемых сосредоточенными силами, приложенными к поверхности упругого полупространства
7.3. Вертикальные колебания поверхности грунта, передаваемые продольными волнами при взрыве в цилиндрической полости.
7.4. Горизонтальные колебания поверхности грунта, передаваемые
продольными волнами при взрыве в цилиндрической полости.
7.5. Вертикальные колебания поверхности грунта, передаваемые
поперечными волнами при взрыве в цилиндрической полости.
7.6. Горизонтальные колебания поверхности грунта, передаваемые поперечными волнами при взрыве в цилиндрической полости.
7.7. Пример оценки вибраций поверхности грунта при взрыве в
цилиндрической полости
7.8. Заключение.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Начиная с тридцатых годов прошлого столетия с появлением измерительной аппаратуры и в дальнейшем и компьютеров, появилась возможность записывать и обрабатывать колебания грунта при землетрясениях. Тем не менее, и в настоящее время невозможно ни предотвратить и даже предсказать приближение землетрясений с катастрофическими последствиями. Тайване . Анализ данных о повреждениях и разрушениях мостов при воздействии землетрясений силой выше 7 баллов показал, что более мостов были разрушены или получили серьезные повреждения даже в том случае, когда они были рассчитаны с учтом сейсмических воздействий. После анализа повреждения конструкций, вызванных этими землетрясениями, произведена ревизия и уточнение нормативных документов. Разработаны новые требования по проектированию транспортных сооружений в Японии, США, Канаде и других странах. Для обеспечения сейсмической безопасности существующих мостов, запроектированных по прежним Нормам разработаны Руководства по усилению существующих автодорожных мостов. Следует отметить, что в последние годы в Японии для обеспечения сейсмостойкости были усилены более ООО мостов в США и Канаде более ООО ,. Каталоги, в которых приводится краткое описание конструкций мостов и использованных сейсмоизолирующих устройств можно найти на сайтах в Интернете. В настоящее время в Сирийской арабской республике при проектировании и строительстве сооружений в сейсмических районах используются устаревшие нормативные документы. Для обеспечения сейсмической безопасности в районах Сирии с повышенной сейсмической активностью необходимо провести исследования для разработки и создания современных регламентов, учитывающих современные знания по сейсмологии и достижения строительной механики. Актуальность темы. В некоторых случаях разрушаются даже сооружения, рассчитанные на сейсмические воздействия по существующим Нормам. После таких событий в развитых странах выполняются серьзные научные исследования анализируются повреждения конструкций, производится ревизия и уточнение нормативных документов. В Японии, США, Канаде и в европейских странах за последнее десятилетие, документы, регламентирующие расчты сооружений на сейсмостойкость пересматривались по нескольку раз. В настоящее время в Сирийской Арабской Республике отсутствуют специальные нормы для проектирования транспортных сооружений. Для проектирования зданий используются устаревшие нормативные документы, не учитывающие современные достижения сейсмологии и строительной механики. Ввиду того, что территория Сирии является зоной повышенной сейсмической активности, о чм свидетельствуют землетрясения, имевшие место в последние годы, необходима срочная разработка современных регламентов по усилению и расчету транспортных сооружений. Целью работы является анализ и совершенствование существующих методов расчта транспортных сооружений на сейсмические воздействия, для подготовки материалов, необходимых при разработке Норм Сирийской Арабской Республики, учитывающих достижения сейсмологии и современной строительной науки. Объектами исследований являются транспортные сооружения мосты и тоннели, подверженные сейсмическим воздействиям. Предмет исследования сейсмические воздействий на наземные и подземные транспортные сооружения. Методы исследования аналитические оценки поведения наземных и подземных конструкций при динамических воздействиях с использованием теории распространения волн и спектральной линейной теории сейсмостойкости. В основе этой теории лежит концепция спектров ответов. Апробация работы основные научные результаты докладывались на V научнопрактической конференции наука транспорту г. Московском государственном университете путей сообщения МИИТ, и на научном семинаре в институте путей строительства и сооружений Московского государственного университета путей сообщения МИИТ ноября . Публикации по материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе две в изданиях, рекомендованными ВАК РФ. Объм и структура диссертации диссертации состоит из введения, 7 глав, заключения, содержит 0 страниц машинописного текста, иллюстрации, 6 таблиц, 1 приложение, списка литературы из 1 наименования.