Методика вероятностного расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия

• Автор: Шушпанова, Анна Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ

1.1. Исторические предпосылки

1.2. Особенности нормативного метода расчета конструкций на сейсмостойкость

1.3. Основные положения теории сейсмического риска

1.4. Представление случайных полей сейсмических воздействий

1.5. Методы вероятностного расчета зданий и сооружений на сейсмические нагрузки

1.6. Методы оценки надежности строительных конструкций

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ СООРУЖЕНИЯ И СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Моделирование акселерограмм сейсмического воздействия 5
2.2. Расчетные динамические модели зданий и сооружений
2.3. Методика расчета сооружений на динамические воздействия с применением программного комплекса, основанного на МКЭ
2.4. Формирование динамической модели и решение вероятностной задачи расчета сооружения на сейсмическое воздействие методом статистического моделирования
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
ПРИ ВЕРОЯТНОСТНОМ РАСЧЕТЕ СООРУЖЕНИЙ, ЗАДАННЫХ МОДЕЛЬЮ МКЭ
3.1. Математическая теория планирования эксперимента
3.2. Расчет стохастических систем методом статистической линеаризации
3.3. Примеры вероятностного расчета зданий
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ВЕРОЯТНОСТНЫЙ АНАЛИЗ СПЕКТРА ОТКЛИКА ПРИ СЛУЧАЙНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
4.1. Учет влияния статистической изменчивости параметров спектральной
2
плотности аи 0 при аналитическом решении
4.2. Применение метода планирования эксперимента при решении вероятностной задачи построения спектра отклика
4.3. Оценка надежности и уровня риска сооружения Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Список используемой литературы включает 5 наименований. ГЛАВА 1. В начале двадцатого века японскими учеными была разработана статическая теория сейсмостойкости. В г. Ф. Омори предложил определять инерционные сейсмические нагрузки на сооружение как произведение массы на максимальное ускорение грунта. При этом сооружение считалось абсолютно жестким. В результате анализа поведения сооружений при землетрясениях выявилось, что деформации большинства сооружений существенны и необходимо учитывать деформационные свойства и способность поглощения энергии при определении инерционных сил. В г. Н. Мононобс [8] предложил учитывать динамическое воздействие колеблющегося основания. Но Мононобе также рассматривал систему с одной степенью свободы, что не позволяло получить распределение сейсмического воздействия по высоте сооружения. К тому же, не учитывался резонансный эффект при наложении свободных колебаний на вынужденные и не определялся учет затухания колебаний сооружения. Наряду с Н. Мононобе существенный вклад в динамическую теорию сейсмостойкости внесли ученые К. Сюэхиро [1], Нейман [9], К. С. Завриев [] и др. Впервые на влияние собственных колебаний сооружения обратил внимание ученый К. С. Завриев []. В своей работе он определил . В тридцатых годах американский ученый М. Данный метод позволяет учитывать опыт прошлых землетрясений, и спектр отклика может уточняться по мере получения новых данных. На таком представлении сейсмических данных основана линейно-спектральная теория сейсмостойкости, основное развитие которой приходится на е годы. Имея спектр ускорения, проектировщик мог определить его максимальное значение, соответствующее периоду собственных колебаний системы с одной степенью свободы и соответственно найти максимально возможную величину сейсмической силы для данного сооружения. Развитие теории М. Био отразилось в ряде последующих работ Дж. Алфорда, Г. Канна, Р. Мартела и Г. Хаузнера [0, 5, 6]. Исследования Хаузнера привели к важному выводу о существенном влиянии затухания системы при определении сейсмических сил. Большую роль в развитии теории сейсмостойкости и методов сейсмостойкого строительства сыграли также советские ученые - К. С. Завриев [], И. Л. Корчинский [, ], С. В. Медведев [9], А. Г. Назаров [7], Ш. Г. Напетваридзе [8], С. В. Поляков [6-0], А. П. Синицын [1] и многие другие. Дальнейшее развитие сейсмических расчетов конструкций связано с появлением мощных компьютеров, новых алгоритмов и программного обеспечения, переходом к пространственным моделям сооружений и сейсмических нагрузок. Nр - . Рис. Х;(хк) и Х. Расчетная сейсмическая нагрузка ? А - коэффициент, равный 0. Д- - коэффициент динамичности, принимаемый в зависимости от расчетного периода собственных колебаний здания или сооружения по /-му тону. Рис. В настоящее время нормы проектирования существенно развиваются. С мая года в качестве нормативного документа добровольного применения утверждены и введены в действие СП -4- “Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах” [5]. ПА=алл, (1. Линейно - спектральная теория использует исходное сейсмическое воздействие в виде спектров отклика. Данный метод расчета основан на разложении системы дифференциальных уравнений по собственным формам колебаний. В зависимости от собственной частоты и формы колебаний, по спектрам отклика определяются инерционные нагрузки. Расчет ведется на эти нагрузки как на статические и определяется модальный отклик системы. Это облегчает расчет на сочетание сейсмических и статических нагрузок. Таким образом, данный подход является квазистатическим. Рис. При проектировании особо ответственных сооружений и высоких зданий расчеты согласно СНиПН-7-* необходимо выполнять с использованием инструментальных записей ускорений основания при землетрясении, а также синтезированных акселерограмм. При этом, максимальные амплитуды ускорений основания следует принимать не менее 0, 0 или 0 см/с2 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно.