Разработка методов оценки и способов снижения уровней вибраций сооружений вблизи метрополитенов и железнодорожных трасс

• Автор: Титов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ УРОВНЕЙ ВИБРАЦИИ.

1.1. Основные методы оценки уровней вибраций сооружений вблизи метрополитенов и железнодорожных трасс.

1.2. Анализ существующей нормативной базы.

1.3. Основные способы снижения уровней вибраций сооружений вблизи

метрополитенов и железнодорожных трасс

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ УРОВНЕЙ ВИБРАЦИЙ ГРУНТОВОГО МАССИВА, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ТОННЕЛЬНОЙ ОБДЕЛКИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ.

2.1. Общие положения

2.2. Колебания неограниченного фунтового массива при воздействии

сосредоточенных сил, приложенных к лотковой части тоннельной обделки.

2.3. Колебания поверхности фунтового массива при воздействии
сосредоточенных сил, приложенных к лотковой части тоннельной обделки.
2.4. Анализ колебаний поверхности фунтового массива при заданных уровнях колебаний лотковой части тоннельной обделки Казанского метрополитена.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ВИБРАЦИЙ ВБЛИЗИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТРАСС.
3.1. Общие положения
3.2. Аналитическая оценка колебаний, распространяющихся в виде
поверхностных волн Рэлея
3.3. Учт свойств поверхностных волн Рэлея при оценке виброзащиты зданий, расположенных вблизи железнодорожных трасс
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ УРОВНЕЙ ВИБРАЦИЙ ВБЛИЗИ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
4.1. Общие положения
4.2. Механикоматематическая модель.
4.3. Анализ результатов расчта.
ГЛАВА 5. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИЙ
5.1. Основные принципы
5.2. Активная виброизоляция.
5.3. Пассивная виброизоляция
ГЛАВА 6. ПРИЛОЖЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ СПЕКТРОВ ОТВЕТА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИЙ.
6.1. Общие положения.
6.2. Построение спектров ответа пошаговым методом
6.3. Применение концепции спектров ответа для оценки уровней вибраций
в процессе строительства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах. ГЛАВА 1. Основные методы оценки уровней вибраций сооружений вблизи метрополитенов и железнодорожных трасс В связи с интенсивностью строительства в зонах повышенной техногенной вибрации в настоящее время много внимания уделяется методам оценки и учета данного вида воздействия. Техногенные вибрации - сейсмические колебания грунта, вызванные движением наземного и подземного транспорта, работой механизмов, создающих ударные и вибрационные воздействия. Колебания грунта могут быть вызваны также и взрывами, применяемыми при проходке тоннелей и при разрушении устаревших конструкций. Среди аналитических методов оценки уровней вибраций, хочется выделить концепцию спектров ответа. Данная теория уже давно и успешно применяется при строительстве в зонах повышенной сейсмической активности, особенно в зоне сооружений повышенного риска, таких как АЭС. Для расчётов на сейсмические воздействия строительных конструкций, машин, приборов, в том числе сооружений и оборудования АЭС, используется линейно-спектральная теория сейсмостойкости. Линейно-спектральная теория сейсмостойкости, впервые предложенная ещё в году американским учёным Био М. А. [,], в настоящее время используется практически во всех Стандартах и Нормах [,], в которых излагаются методы расчёта на сейсмостойкость и сейсмическую безопасность различных объектов. Основным элементом этой теории является спектр ответов (спектр отклика) по ускорениям, скоростям или перемещениям. Спектр ответов представляет собой зависимость максимальных абсолютных значений ускорений линейного осциллятора от его частоты и коэффициента демпфирования. MSC/MARC, или программах, разработанных в нашей стране - ДИАНА, Лира, МАРС, РИПАК. Одним из лучших в последнее время многими признается пакет программ, который объединяет программу анализа MSC/NASTRAN, и MSC/PATRAN (или FEMAP) [], используемую в качестве программы интерактивного создания и сопровождения расчетной модели, а также для анализа результатов расчета. Анализ конструкций обычно делится на две области - статическую и динамическую. При статическом анализе предполагается, что изменение нагрузок, действующих на конструкцию, происходит настолько медленно, что инерционными силами можно пренебречь. Два основных аспекта динамического анализа отличают его от статического анализа. Во-первых, динамические нагрузки прикладываются как функции времени. Зависимость от времени динамических характеристик делает динамический анализ более сложным и трудоемким по сравнению со статическим анализом. Поэтому становятся актуальными проблемы разработки расчетных моделей и практических методик, позволяющих рассчитывать сложные конструкции с максимальным учетом различных факторов и возможно меньшей трудоемкостью. Последние четыре вида анализа относятся к анализу вынужденных колебаний конструкции. При анализе переходного процесса исследуется сравнительно короткий промежуток времени, когда движение не является установившимся. В линейном анализе гармоническом анализе изучается изменение отклика установившегося движения в зависимости от частоты приложенного воздействия. В спектральном отклике к конструкции прикладывается ударное воздействие и исследуется спектр неустановившегося отклика по перемещениям в заданных точках конструкции. При нелинейном поведении конструкции численный анализ собственных форм, гармонический и спектральный анализ теряют смысл, поскольку суперпозиция становится невозможной. В этом случае выполняется нелинейный динамический анализ переходных процессов. Вычисление собственных форм и частот конструкции необходимо выполнять в различных видах динамического анализа при решении задач методом разложения колебаний по собственным формам. Но и сами по себе собственные частоты и формы могут представлять интерес, поскольку характеризуют фундаментальные упруго-массовые свойства модели конструкции. Анализ собственных колебаний модели на начальных этапах ее разработки часто помогает выявить большинство неформальных ошибок в моделировании.