Динамический расчет многоэтажных зданий при землетрясении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, кандидат технических наук Нгуен Куок Донг

• Нгуен Куок Донг
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нгуен Куок Донг

Введение.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Введение.

1.2. Краткий обзор характерных повреждений зданий с железобетонным и стальным каркасом при землетрясениях.

1.3. Развитие и состояние теории сейсмостойкости.

1.4. Меры защиты от сейсмического воздействия.

1.5. Актуальность проблемы и задачи диссертации.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ.

2.1. Расчет на сейсмическое воздействие по СНиП 18-ти этажного здания и рамы.

2.2. Расчет по СНиП пятиэтажной железобетонной рамы.

2.3. Численный метод и алгоритм решения-системы дифференциальных уравнений движения сосредоточенных масс.

2.4 Аналитический расчет систем с конечным числом степеней свободы при сейсмическом воздействии.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ С ПОЗИЦИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Расчет пятиэтажной рамы.

3.3. Расчет десятиэтажной железобетонной рамы гражданского здания.

3.4. Расчет 18-ти этажной стальной рамы гражданского здания.

ПОЯСА. 4.1.

Учет влияния податливости основания при землетрясении

4.2. Динамический расчет систем с сейсмоизолирующим скользящим поясом с нелинейным демпфированием.

ГЛАВА 5: ВОПРОСЫ КОНСТРУКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СТА

ТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

5.1. Статические воздействия.

5.2 Оценка несущей способности при динамическом воздействии.

5.3. Оценка динамического эффекта от внезапного разрушения при землетрясении.

5.4. Учет дефектов в конструкции, возникающих в процессе землетрясений.

Заключение диссертации по теме «Строительная механика», Нгуен Куок Донг

Выводы по главе 5.

1. На конкретных примерах показано использование энергии для оценки несущей способности конструкций при статическом возникновения дефектов.

2. Исследованы вопросы динамического поведения конструкций при внезапном разрушении элементов системы, создающих еще дополнительный эффект вследствие краткосрочности воздействия.

3. Составлена специальная программа в символах системы МаНАВ, описывающая поведение конструкций в процессе землетрясения при возникновении различных нарушений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что наиболее полно отвечают официальными расчетам по СниП П-7-81* результаты, получаемые с помощью ПК ЛИРА.

2. В символах вычислительного комплекса Ма1:ЬАВ составлена программа численного решения системы дифференциальных уравнений движения сосредоточенных масс от произвольной нагрузки, включая фрагменты акселерограмм реальных землетрясений. Программа позволяет выводить на печать, кроме перемещений, скоростей и ускорений, также усилия.

3. Для оценки достоверности численного метода составлена программа аналитического решения задач с помощью преобразования Фурье.

4. Получено подтверждение того факта, что расчеты по СниП и по акселерограммам, как правильно, не совпадают. Заметное расхождение результатов навело на мысль о необходимости оценки достоверности спектрального метода расчета на сейсмическое воздействие. Проведенное исследование и построение огибающих привело к следующим результатам: а. Для «жетких» сооружений расчет по СНиП представляет как бы средние значения результатов расчета по фрагментам реальных акселерограмм, так как значения подследних могут быть как больше, так и меньше, чем значения результатов по СНиП. Но в отличие от расчета по акселерограммам СНиП не улавливает возможные для этих зданий резонансы. б. Для зданий «средний» жесткости спектральный метод почти полностью обеспечивает надежность зданий. Резонансные явления практически исключаются. в. Совершенно не приспособен спектральный метод для расчета «гибких» сооружений. Для таких зданий и сооружений метод дает большой запас прочности. Резонансные явления здесь полностью исключены.

5. Учет податливости основания заметное влияния оказывает только на «жесткие» сооружения. Влияние податливости основания зависит не только от коэффициента постели, но и от податливости сооружений. Наибольший эффект сказывается на нижних этажах.

6. Создана программа решения нелинейной задачи в символах системы Ма1:ЬАВ. Программа использована для расчета с учетом скользящего пояса.

7. Сейсмоизолирующий скользящий пояс с нелинейным демпфированием является эффективным способом гашения колебаний. Совместный учет сейс-моизолирующего пояса и податливости основания для жестких сооружении приводит к дальнейшему понижению уровня колебаний. Эффект учета совместного учета зависит и от структуры акселерограммы.

8. Составлена специальная программа в символах системы МаЙЬАВ, описывающее поведение конструкций в процессе землетрясения при возникновении различных дефектов.

9. Исследование колебаний конструкции при внезапном разрушении отдельных элементов показало, что в случае мгновенного разрушения при колебании появляется дополнительный динамический эффект.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Нгуен Куок Донг, 2010 год

1. Айзенберг Я.М., Нейман А.И., Абакаров А.Д., Деглина М.М, Чачуа Т.Л. Адаптивные системы сейсмической зашиты сооружений. М. «Наука» 1978 — 248с.

2. Айзенберг Я.М. Сейсмостойкость зданий и сооружений. М.: 2004, 170с.

3. Айзенберг Я.М. Сильные землетрясения 2001г. в мире // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. — 2002. -232с.

4. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов. М.: Стройиздат, 1976. 229с.

5. Альберт И.У., Кауфман Б.Д., Савинов O.A., Уздин А.М. Сейсмозащитные фундаменты реакторных отделений АЭС.М.: Информэнерго, 1988, 64с.

6. Амосов A.A., Синицын С.Б. Основы теории сейсмостойкости сооружении. «Издательство», 2001.95с.

7. Анатолий Золотков. Сейсмостойкость монолитных зданий. «Кишинэу Картя Молдовей », 2000-248с.

8. Аркольд. К., Рейтерман Р. Архитектурное проектирование сейсмостойких здании. Москва., «Строийздат» с.188.

9. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. Учеб. для вузов. М. «Стройиздат». 1991.с 767.

10. Бате К., Е. Вилсон. Численные методы анализа и метод конечных элементов. М.: 1982. 448с.

11. Беленя Е.И., Стрелецкий H.H., Ведеников Г.С. Металлические конструкции, спец. курс. М.,1982-472с

12. Березанцева Е.В., Сахарова В.В., Симкин А.Ю., Уздин А.М. Фрикционно-подвижные соединения на высокопрочных болтах // Международный коллоквиум: Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных конструкциях. -М., 1989, т., с. 73-76.

13. Бирбраер А.Н. Расчет конструкции на сейсмостойкость / А.Н. Бирбраер. СПб.: Наука 1998.-255с.

14. Блехман И.И. Вибрации в технике. Том 2, под ред. И.И. Блехмана. М.:125

15. Машиностроение», 1979.352с.

16. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость: СПБ., «Наука» 1998.-225с.

17. Газлийские землетрясения 1977г. Инженерный анализ последствий. М.: Наука: 1982,176с.

18. Гамбург Ю.А. Исследование сейсмостойкости зданий с гибкой нижней частью: автореф. дис.канд. техн. наук. Ташкент: Таш. политех, ин-т. 1970 18с.

19. Гениев Г.А. Об оценке динамических эффектов в стержневых системах из хрупких материалов Текст./Г.А.Гениев // Бетон и железобетон, 1992. — N9-(25-27).

20. Гениев Г.А., В.И. Колчунов, Н.В. Клюева, А.И Никулин, К.П. Пятикрестовский. Прочность и деформативность железобетонных конструкций при запроектных воздействиях Тескт., -M.: АСВ, 2004.-216с.

21. Гольденблат И.И., Николаенко H.A., Поляков C.B., Ульянов C.B. Модели сейсмостойкости сооружений. М.: Наука, 1979. -252 с.

22. Гороян Т.А., Хачиян. Э. Е. К определению периодов и формы колебаний многоэтажных каркасных зданий. Известия АН АРМ. ССР, серия Техн. Наук. №1, 1969.

23. Гороян Т.А., О влиянии неравенства поэтажных масс на периоды и формы свободных колебаний многоэтажных зданий. Известия АН АРМ. ССР, серия Техн. Наук. №1,1969.

24. Джабуа Ш.А., Полянков C.B. Повреждение зданий при землетрясении в г. Скопле. «Жилищное строительство », №2,1965.

25. Дроздов П.Ф., Додонов М.И., Палынин JI.JI. Проектирование и расчет многоэтажных гражданских зданий и их элементов. Учеб. Пособие для вузов. 1986.351с.

26. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия / Справочник проектировщика. М.:1981. 216с.

27. Егупов В.К., Каманрина Т.А., Голобродько В.Н. Пространственные расчеты зданий.- Киев: 1976.

28. Егупов В.К. Расчет зданий на прочность, устойчивость и колебания.- Киев: 1965.-256с.

29. Егупов В.К., Т.А. Командрина. Расчет зданий на сейсмические воздействия. Издательство "Буд1велышк", Киев. 1969, 207с.

30. Елисеев C.B., Нерубенко Г.П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск: Наука, 1982. 144 с.

31. Зеленысов Ф.Д. А.с.53663 СССР. Антисейсмическое здание.- Заявл. 1947. Опубл. вБ.И., 1948, N3.

32. Зеленьков Ф.Д. Предохранение зданий и сооружений от разрушения с помощью амортизатора. М.: Наука,1979.-52с.

33. Жаров А.М. Реакция сооружения на нестационарное сейсмическое воздействие. «Строительная механика и расчет сооружений », №6, 1964.

34. Железобетонные стены сейсмостойких зданий: Исследование и основы проектирования. Совм. Изд. Греция.

35. Жунусов Т.Ж., Лапин В.А. Моделирование сейсмического воздействия в задачах расчета систем активной сейсмозащиты // Строительная механика и расчет сооружений, 1990.

36. Жунусов Т.Ж., Бучацкий Е.Г. Современное сейсмическое строительство. Алма-Ата. 1976,132с.

37. Жилые и общественные здания Текст./ Краткий справочник, инженера-конструктора . Под ред. Ю.А. Дыховичного. -М.: Строиздат, 1991-656с.

38. Завриев К.С. Сейсмостойкость.- Тбилиси, Сабчота Сакартвело, 1973 с. 122127.

39. Защита сооружений от сейсмического воздействия с помощью изолирующих устройств.// Сейсмостойкое строительство: Рес. сб./ ВНИИИС. Сер. 14.-1982

40. Ильин В.П., Карпов В.В., Масленников А.М. Численные методы решения задач строительной механики: справочное пособие, Минск, 1990 — 349с.

41. Исследование работы конструкций зданий на упругих опорах при воздействиях типа сейсмических (Великобритания, США)// науч. техн. реф. Сб.

42. ЦИНИС. Сер.14. сейсмостойкое стр-во, 1978, вып. 9, с. 17-20.

43. Килимник Л.Ш., Солдатова Л. Л., Ляхина Л.И. Анализ работы зданий со скользящим поясом с использованием многомассовой расчетной модели.// Строительная механика и расчет сооружений.1986, N6, С.69-73.

44. Килимник Л.Ш. Методы целенаправленного проектирования в сейсмостойком строительстве. М.: Наука, 1960 г. 156 с.

45. Килимник Л.Ш. О формулировке предельных состояний металлических конструкций при сейсмических воздействиях.// Строительная механика и расчет сооружений. 1986, - №4. С 50-54.

46. Килимник Л.Ш. Повреждения конструкций при сильных землетрясениях// Бетон и Железобетон. 1979, №6, С 11-13.

47. Килимник Л.Ш., Казина Г.А. Современные методы сейсмозащиты зданий и сооружений, Обзор. М.гВНИИИС, 1987.

48. Клаф Р., Пейзиен Дж. Динамика сооружений. Пер. с англ. М. «Стройиздат», 1979- 320с.

49. Клепиков С.Н. Расчет конструкции на упругом основании. Издательство "Буд1вельник", Киев. 1967, 184с.

50. Клюева Н.В., B.C. Федоров. К анализу живучести внезапно поврежденных рамных систем Текст. Научно — технический. Журнал «Строительная механика и расчет сооружений».-М.: ФГУПНИЦ «Строительство», 2006. — N3. —с.7-13.

51. Клюева Н.В. Основы теории живучести железобетонных конструктивных систем при запроектных воздействиях Текст. Автореферат докторской диссертации —М., 2009.

52. Колчунов В.И., К.П. Пятикрестовский, Н.В. Клюева. Пространственные конструкции покрытий Текст./ -М.: АСВ, 2008.- 352с.

53. Коренев Б.Г., А.Н. Резников. Гашение колебаний башенных сооружений при сейсмических воздействиях. Строительная механика и расчет сооружений.: 1971.

54. Коренев Б.Г., Резников Л.М. Динамические гасители колебаний. Теория и технические приложения.- М:- Наука.-1988. 304с.

55. Коренев Б.Г., Рабинович И.М. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. М. «Строийздат» 1981 215с.

56. Коренев Б.Г., Рабинович И.М., Справочник по динамике сооружений. Под ред. М., «Наука» 198; 502с.

57. Корчинский И.Л., Бородин Л.А., Дузинкевия М.С. Расчет металлических каркасов на сейсмические воздействия с учетом образования пластических шарниров // Промышленное строительство. -1974.

58. Корчинкий И.Л. Сейсмостойкое строительство зданий. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. Школа», 1971.-320с.

59. Мартемьянов А.И. Восстановление сооружений в сейсмических районах. М. «Стройиздат», 1990.

60. Мартемьянов А.И. Способы восстановления зданий и сооружений, поврежденных землетрясениями.- М.: Стройиздат. 1978, 204с

61. Масленников A.M., Масленников Н.А. Колебания строительных конструкций при кинематическом воздействии. СПб.: Изд-во СПбГАСУ, 2005. 146с.

62. Масленников А.М. Основы динамики и устойчивости стержневых систем: Учеб. Пособие для студ. Спец.; ООО «изд-во АСВ» СПБ гос. Архит-строит унт; М: СПБ., 2000-204с.

63. Масленников А. М. Оценка конструктивной безопасности придинамическом воздействии Текст. Сб. докл. 66-ой научной конф. СПбГАСУ.-СПб.: СПбГАСУ, 2009.- с.55-60.

64. Маслеников A.M. Расчет конструкций при нестационарных воздействиях. Д.: Издательство Ленинградского университета. 1991 — 164с.

65. Масленников A.M. Расчет строительных конструкции численными методами. Л.: Издво ЛГУ, 1987 255с.

66. Масленников А.М. Риски возникновения природных и техногенных катастроф Текст. СПБ.: СПБГАСУ, 2008-165с.

67. Медведев СВ., Карапетян Б.К, Быховский В.А. Сейсмические воздействия на здания и сооружения. М.: Стройиздат, 1968. - 191 с.

68. Мельников A.A., Шитов В.Г. Гаситель колебаний высотных сооружений. АС. № 1689549. Бюллетень изобретений. 1991.

69. Михайлов Г.М. Использование упруго-фрикционных систем в сейсмостойком строительстве. // Науч. техн. реф. сб. ЦИНИС. Сер.14. Сейсмостойкое стр-во. 1974,вып.3,с.З6-38.

70. Михайлов Г.М., Журков В.В. Использование упруго-фрикционных систем в сейсмостойком строительстве. (Обзор)/Сост. Г.М. Михайлов, В.В. Жуков.-М.: ЦНТИ по гражданскому стр-ву и архитектуре. 1975.-42с.

71. Немчинов Ю.И. Метод пространственных К.Э. Киев.1995.

72. Николаев И.И. Проектирование железобетонных конструкций зданий для строительства в сейсмических районов. Учеб. Пособие для студ.-Т: «Укинтувчи» 1990-232с.

73. Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства. Под. ред. Я.М. Айзенберга, М., Стройиздат, 1980-344с.

74. Основы теории сейсмостойкости зданий и сооружений / Завриев К.С., Назаров А.Г., Айзенберг Я.М. и др.; Под ред. К.С. Завриева М.: Стройиздат, 1970.-206С.

75. Паньшин, Л. Л. Расчет многоэтажных зданий как пространственной системы с учетом нелинейности деформации связей. Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. М.:Стройиздат, 1971.

76. Парапетян Н.К. Методика определения приведенных сейсмических ускорений по сейсмограммам землетрясений и взрывов. ДАН АРМ. ССР., №5. 1966.

77. Поляков C.B., Климник Л.Ш., Солдатова Л.Л. Исследование зданий с сейсмоизолирующим поясом в фундаменте. — М.: Стройиздат.-1984.

78. Поляков B.C. Колебание системы с динамическим гасителем при представлении сейсмического воздействия в виде «белого шума»// Сейсмостойкое строительство: Реф. Инфор./ЦИНИС. Сер. 14. — 1977.

79. Полянков G.B., Бобров Ф.В. Проектирование сейсмостойких зданий М., Стройиздат 1971-255 с.

80. Полянков C.B. Последствие сильных землетрясений. М., «Стройиздат» 1978,311 с.

81. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции зданий: Учеб; Пособие для вузов — 2-е изд.-М.: Высш. школа, 1983-304с.

82. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции. Учеб. пособие для студентов. М., «Высш. школа» 1969-336с.

83. Поляков C.B., Медведева C.B., Ваучкий Н.П. Сейсмостойкие сооружения и теория сейсмостойкости. М., «Стройиздат», 1978- 272с.

84. Поляков B.C., Килимник Л.Ш., Черкашин А.В. Современный метод сейсмозащиты зданий М. Стройиздат 1989-320с.

85. Поляков B.C. Эффективность динамических гасителей для линейных систем при землетрясениях типа Газлийского 17 мая 1976г. // Сейсмостойкое строительство: Реф. Инфор./ЦИНИС. Сер. 14. 1978.

86. Потапов А.Н. Динамический анализ дискретных диссипативных систем при нестационарных воздействиях. Челябинск. Изд-во ЮУрГУ, 2003. 168с.

87. Рабинович И.М. Основы строительной механики стержневых систем. М., 1996-518с

88. Рекомендации по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций./ Центр. Науч.- исслед. и проект.-эксперим. ин-т комплекс.

89. Проблем строительных конструкций и сооружений им. В.А. Кучеренко. -М., 1989.-142с.

90. Сафаргалиев С.М. Сейсмостойкие каменные конструкции. Учебное пособие для вузов. 1992-236с.

91. Сейсмическое районирование и сейсмостойкое строительство : (методы, практика, перспективы) / Н. Полтавцев и др.; под ред. Н Е.В.Басина. М.: ГУЛ ЦПП, 1998.

92. СЕШ12.02.01 -83 «Основания зданий и сооружений».

93. СниП П-7-81. Строительство в сейсмических районах. М.: Стройиздат, 1982. 50 с. (С изменениями №5 Постановления Госстроя России от 27 декабря 1999 г. №91.

94. СНиП Вьетнама 2737 1995 / ТС\ПЧ 2737 - 1995.

95. Страментов А.Е. Вибрация зданий. Строительство Москвы, 1936. № 21, С12-14.

96. Тимошенко С.П., Войновский К.С. Пластинки и оболочки М., «Физматгиз» 1963. 636 с.

97. Турсумуратов М.Т. Сейсмостойкость зданий с первым гибким этажом.-Алма-Ата: Казахстан, 1981.-143с.

98. Уздин А. М., Г.А. Санович, Аль-Мохомад, Самих Амин. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений. СПБ: Изд. во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1993-176с.

99. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Л.,1962. 236с.

100. Харт Ф., Хенн В., Зонтаг X. Атлас стальных конструкций многоэтажных зданий текст./. Перевод с немецкого. М. 1977-315с.

101. Хачиян Э.Е. К интерпретации сейсмического спектра и учету влиянии высших форм колебаний. ИАН АРМ. ССР, серия техн. Наук. №3. 1959.

102. Хачиян Э.Е. К Сейсмостойкости многоэтажных каркасных зданий с учетом упруго-платстатических деформаций. ИАН АРМ. ССР. серия техн. Наук. №6. 1967.

103. Хачиян Э.Е. Определение сейсмических сил для четырехэтажной рамы поакселерограммам землетрясений. Научные сообщения Арм. НИИ стройматериалов.и сооружений.- 1966.

104. Хачиян Э.Е. Расчет сооружений на сейсмостойкость по акселерограммам сильных землетрясений. Сообщение I. ИАН АРМ. ССР. серия техн. Наук. №5. 1962.

105. Хачиян Э.Е. Сейсмические воздействия на высотные здания и сооружения. Ереван, Изд-во «Айастан», 1973. 328 с.

106. Хачиян Э.Е. Учет высших форм колебаний и рассеяние энергии при определении сейсмической нагрузки. ДАН АРМ. ССР. №5. 1958.

107. Цщохер В.О., Быховский В.А Антисейсмическое строительство. М.1937.

108. Чураян A.JL, Джабуа Ш.А. Сейсмостойкие здания с гибким первым этажом.// Жилищное строительство, 1962, №1.

109. Chopra, Anil К. Dynamics of structures: Theory and applications of earthquake engineering. Englewood Cliffs, New Jersey. 1995. 794pp.

110. Frakash S. Soil Dynamics. New York, McGraw-Hill, Inc.,1981.426pp.

111. Moh Hann Huang, John T. Ragsdale. Strong motion records from building// Tall buildings in seismic regions/ Proceedings of the 50th regional conference/February 25 and 26,1982. Los Angeles, CA pag.1-16.

112. Newmark N.M. A method of computation for structural dynamics. A.S.C.E. journal of engineering mechanics division, vol.25, 1959. pp.67-94.

113. Nguyen Le Ninh. Землетрясение и проектирование сейсмостойкого сооружении. Издательство строительного Ханоя — 2007 — 514с.

114. Pham Gia Loc. Основа землетрясений и расчет сооружений при землетрясении. — Издательство строительного Ханоя, 1985-189 с.

115. Phan Tu Huong. Алгоритм VBA в Ecel. Издательство строительного Ханоя, 2008-249с.

116. Renault J., Richie М., Pavot В. Premiere application des uppius antiseismiques a friction, la centrale nucleaire de Kolbe

117. Vo Nhu Cau. Расчет конструкции способам матрицам. Издательство строительного Ханоя, 2004 — 416с.