О расчете виброзащитных устройств массивных фундаментов и башенных сооружений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.03, кандидат наук Хлгатян, Завен Мамиконович

• Хлгатян, Завен Мамиконович
• кандидат наук
• 1987

Оглавление диссертации кандидат наук Хлгатян, Завен Мамиконович

# ров

Глава 2. ВИБРОЗАЩИТА МАССИВНОГО ФУВДДМШТА,

ПРЕДСТАВЛЕННОГО МОДЕЛЬЮ ШТАМПА, ЛЕЖАЩЕГО НА УПРУГОМ ОДНОРОДНОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ

§ 2.1. Вертикальные колебания массивного

фундамента с гасителями колебаний при гармоническом воздействии, действующем на фундамент

§ 2.2. Горизонтальные колебания фундамента

с гасителями колебаний *

§ 2.3. Вращательные колебания фундамента,

оборудованного многомассовыми гасите* лями

Стр.

Глава 3. КОЛЕБАНИЯ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ, ОПИРАЮЩИХСЯ ЧЕРЕЗ ФУНДАМЕНТ НА УПРУГОЕ ИНЕРЦИОННОЕ ОСНОВАНИЕ И ОБОРУДОВАННЫХ ДИНАМИЧЕСКИМИ

ГАСИТЕЛЯМИ

§ 3.1. Свободные колебания башни как стержня

постоянного поперечного сечения с учетом инерции вращения, деформаций сдвига и податливости грунтового основания

§ 3.2. Вынужденные колебания башни с динамическими гасителями колебаний при гармоническом воздействии с учетом конструктивного затухания и диссипации энергии в

грунт

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ « НА МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ С ГАСИТЕЛЯМИ

КОЛЕБАНИИ

§ 4.1. Свободные колебания многоэтажного здания

с гасителями колебаний

§ 4.2. Анализ реакций зданий с гасителями колебаний по акселерограммам реальных землетрясений

§ 4.3. Экспериментальные исследования модели

каркасного здания с динамическими гасителями колебаний

ОБЩЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОД!

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «О расчете виброзащитных устройств массивных фундаментов и башенных сооружений»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших особенностей современного промышленного строительства является размещение в производственных зданиях крупных машин и механизмов, работа которых создает динамические нагрузки различного характера, вызывающие значительное повышение уровня вибрации строительных конструкций. Производственные вибрации стали важным фактором при проектировании промышленных зданий большинства отраслей промышленности. Одновременно все боже высокие требования по ограничению уровня вибрации строительных конструкций выдвигает технология многих производств в машиностроительной, электронной, радиотехнической и других отраслях промышленности. Помимо этого, уровень вибраций существенно сказывается на долговечности ряда сооружений, таких как высотные здания, телевизионные башни и дымовые трубы, подвергающиеся действиям ветровых и сейсмических нагрузок. Кроме этого, наиболее важным является ограничение уровня вибраций по причинам санитарно-гигиенического характера /35/, что связано с обеспечением защиты людей от вибрации.

Из сказанного следует, что прогноз и снижение уровня колебаний строительных конструкций является актуальной научно-технической задачей, и поэтому в настоящее время привлекает внимание многих исследователей.

Однако, снижение вибраций до необходимого уровня путем изменения основных характеристик защищаемой конструкции в большинстве случаев нецелесообразно, а очень чаото и практически невозможно /35/.

Поэтому при снижении вибраций до требуемого уровня появляется необходимость применения специальных устройств, не изменяющих основной конструктивной схемы сооружения. К числу та-

ких устройств относятся виброизоляция /13,24,74,101/, антивибраторы /16/, демпфирующие покрытия /49/, специальные демпферы /55, 67/ , упругие элементы с высоким конструкционным демпфированием (резина, пластмасса) /26/, а также динамические и ударные гасители колебаний /2,18,21,23,35,61,74,75/. Среди этих устройств гасителям отводится особая роль. В настоящее время интенсивно разрабатываются теория и вопрооы практического применения гасителей колебаний как в машиностроении, так и в строительстве.

Различают три типа гасителей колебаний: активныеполуактивные и пассивные /2,21/. Несмотря на высокую эффективность гасителей первого типа, их применение в строительстве до сих пор очень ограничено, хотя они успешно применяются в других отраслях промышленности /15,25,31,77/. В строительстве более экономичным является применение гасителей третьего типа, обладающих такими важными свойствами, как автономность, надежность в работе и дешевизна. В дальнейшем изложении основное внимание уделяется пассивным гасителям, а именно линейным динамическим гасителям колебаний (ДГК), применение которых насчитывает несколько десятилетий.

В настоящее время имеется обширная литература по этому вопросу, как-то: монографии /2/, справочники /21/, руководства /61, 62/, учебники /5,18/. Среди исследователей, работающих в этой области, видное место занимают - А.М.Алексеев, Б.Г.Коренев,Н.А.Пику лев, Я.М.Резников, А.К.Сборовский - в Советском Союзе и С.П. Брок, Д.Е.Варбуртон, Дк.П.Ден-Гартог, А.Соом, Д.К.Сноудон, С.П. Тимошенко - за рубежом.

В работах этих авторов излагаются основы элементарной теории динамического гасителя /2,18,21,88,102/, разрабатываются методика оптимизации параметров (настройка, затухание) и эффективность гашения для различных конструкций при самых разнообразных динамических нагрузках /2,9,13,42,52,58,62,89/.

Наиболее изученным разделом теории линейного динамичеокого гасителя являются вопросы гашения систем с одной степенью свободы Имеется обширная литература по этому вопросу, где определены опти мальные параметры и эффективность гасителя при свободных колебани ях /4,14,47/ и при различных динамических воздействиях /2,12,34, 42,87,101/.

Случаи гармонических воздействий с нестабильной частотой и амплитудой рассматривались в работах /2,41,56,88/. Параметры гасителя назначались, как правило, с учетом возможного изменения ча стоты возмущения в некотором диапазоне. Если этот диапазон невелик (^5$), обычно применяются гасители без внутреннего неупругого сопротивления (затухания) /2,61/. При изменении частоты возмущения в широких пределах применяются гасители с оптимальным затуханием. В /56/ показано, что учет случайных отклонений параметров гасителя от оптимальных значений позволяет более точно оценить на дежность его работы при эксплуатации.

В ряде работ исследовались вопрооы эффективности динамического гасителя при случайных воздействиях, которые частб встречаются в инженерной практике и потому имеют большое практическое значение. Так, вопросам виброгашения при стационарных воздействиях о различной шириной спектра посвящены работы /34,94/, при белом шуме - /50,66,93/, при нестационарном - /11,12,60/, сейсмической на грузке - /40,53,93/.

Наряду с этим отметим работы, в которых рассматриваются различные импульсивные воздействия, действующие на защищаемую массу /42,59,60,102/, а также силы с переменной угловой частотой и амплитудой /II/. В этих работах за критерий качества принималось максимальное поглощение энергии за время одного периода собственных колебаний защищаемой массы.

Применение гаоителей особенно целесообразно для высоких или

протяженных в плане гибких сооружений (телевизионные башни, дымовые трубы, высотные здания с металлическим каркасом, наземные трубопроводы и т.д.) при ветровых, сейсмических и взрывных воздействиях, когда использование других способов уменьшения колебаний затруднительно /21/.

Вопросы виброгашения башенных сооружений при различных воздействиях рассматривались в работах Коренева Б.Г. и Резникова Л.М. Виброгашеникэ таких сооружений при ветровом резонансе посвящены работы /30,39/, при сейсмических воздействиях /40,53,93/, при случайных колебаниях /60/. В упомянутых работах расчетная схема сооружений представлялась как система с бесконечным числом степеней свободы - стержни переменного и постоянного поперечного сечения. В работе /39/ башенное сооружение представлено в виде стержня переменного сечения, прикрепленного к жесткому штампу, опирающемуся на упругое, однородное, инертное полупространство. При этом учитывается затухание в сооружении. Такая схема является достаточно полной при исследовании колебаний сравнительно гибких башенных сооружений.

В работе /16/ рассматривалось совместное применение динамического гасителя и виброизоляции различных типов применительно к системе с одной степенью свободы. Такой подход явился важным расширением класса известных динамических систем виброгашения.

Менее изучены вопросы виброгашения систем с густым спектром частот (пластин, оболочек, многопролетных балок и т.д.) с помощью динамических гасителей колебаний. В последнее время появились публикации и по этому поводу /9,37,92,106/.

Влияние затухания в основной системе исследовалось в работах /20,40,57,68,104/. Показано, что внутреннее неупругое сопротивление влияет главным образом на эффективность гашения; в меньшей степени изменяются оптимальные параметры гасителя.

При учете затухания в защищаемой системе и гасителе используют как по модели Фойгта, так и по гипотезе Е.С.Сорокина /73/, а для описания нестационарных колебаний - модификации этих моделей /60,82/.

В вышеупомянутых работах рассматривались в основном одномас-совые га сител» с внутренним неупругим или с вязким сопротивлением Однако, в некоторых случаях применение такого гасителя оказывает ся недостаточно эффективным: возникает необходимость применения более эффективных гасителей и гасительных систем.

В работе /85/ повышение эффективности обычного гасителя достигается за счет изменения его структуры. Это направление развивается в работах /6,38,45,50,51,52,91,96,103/. В /85/ показано по вышение эффективности гашения при малой нестабильности частоты возмущения для пакета с небольшим числом масс. В /22,45,51,52/ ис следовался пакет из сравнительно большого числа элементарных гасителей с малой расстройкой собственных частот и слабым внутренним неупругим сопротивлением в связях. В этих работах показано, что при учете внутреннего трения в связях пакета такой многомассо вый гаситель заменяет одномассовый с высоким демпфированием, таким образом, подтверждается-тот факт, что многомассовые гасители обладают повышенной способностью рассеяния энергии.

К этой же группе гасительных систем, обладающих расширенным спектром собственных частот, можно отнести сравнительно недавно предложенные континуальные гасители /19,95/, а также многомассовые гасители как многомассовая система. В /50/ исследовалось применение различных по структуре многомассовых динамических гасителей применительно к защищаемой системе с одной степенью свободы Получено расширение интервала гасимых частот возмущения при задан ном ограничении на амплитуды главной массы на 30$ в сравнении с обычным гасителем.

Во воех этих перечисленных выше работах дам определения оптимальных параметров гасителя решалась оптимизационная задача минимакса - минимизировалось максимальное значение выбранного критерия качества. Назначение последнего является важной инженерной задачей. Сложность ее решения заключается как в требованиях, предъявляемых к задачам виброгашения, так и в характере динамического воздействия, действующего на конструкцию.

Строительство высоких и высотных зданий, атомных и тепловых электростанций, крупных гидросооружений, линий метрополитеиа и других сооружений в сейсмоактивных районах привело к интенсивному развитию новых расчетных и конструктивных методов обеспечения сейсмостойкости. В последние годы в отечественной и зарубежной литературе по сейсмостойкому строительству были предложены и частично реализованы в практике строительства новые конструктивные принципы целенаправленного проектирования зданий и сооружений /I, 48,71,99/. К ним относятся конструкции зданий и сооружений о: гибким первым этажом, переменными динамическими характеристиками (сиотемами односторонних выключающихся и включающихся связей, повышенными диосинативными характеристиками), в том числе упруго-фрикционными соединениями/, системы сейомоизоляции и сейсмоадап-тации, подвесными массами и технологическим оборудованием.

В основе этих принципов лежит, по существу, стремление предвидеть и оценить возможные схемы исчерпания несущей и эксплуатационной способности сооружений при интенсивных сейсмических воздействиях и обеспечить соответствующими мероприятиями требуемую степень надежности конструкции.

К числу реализованных в практике строительства предрожений по уменьшению горизонтальной жесткости зданий для снижения действующих на них сейсмических сил относитоя и предложенная Био (США) конструкция здания с гибким первым этажом. При этом стремятся к

тому, что период основной формы собственных форм колебаний сооружения уменьшился до значений, соответствующих как можно меньшим величинам спектральных ускорений в спектре реакции.Однако, как показала практика землетрясений последних лет, к такой конструкции зданий следует относиться с большой осторожностью. Дело в том, что стойки гибких этажей в процессе повторения перемещений быстро накапливают остаточные деформации, которые приводят к раздроблению бетона и дальнейшему рооту деформаций, как это в значительном количестве зданий было во время последних землетрясений (1964 г. в г.Скопе, 1967 г. в г.Каракасе, в Бухаресте в 1977 г. и др. /71/).

В работе /54/ проведены комплексные экспериментально-теоретические исследования новой системы активной сейсмозащиты зданий с жесткой конструктивной схемой. Особенностью разработанного решения является устройство между фундаментом здания и его подземной частью сейомоизолирующего скользящего пояса. Снижение горизонтальных сейсмических нагрузок на подземную часть здания достигается за счет того,что сдвигающие силы на уровне сейсмоизолирующего пояса не могут превышать силы трения в скользящих опорах, а также за счет диссипативных характеристик сооружения.

Канадскими специалистами проведены исследования колебаний многоэтажных каркасных зданий с надстройками при сейсмическом воздействии -/90/. Показано, что реакция таких зданий на сейсмическое воздействие зависит существенным образом от отношения площади в плане надстройки к площади в плане нижней части здания и что занижение реакции можно в случае низкой или высокой надстройки.

В работе /83/ рассмотрена новая конструкция многоэтажного здания, характерной особенностью которого является наличие верхнего "гибкого этажа". Проведен расчет этого здания на реальные акселерограммы четырех землетрясений (Базлийского, Бухарестского, Эль-Центро и Сан-Фернандо). Показано, что такое конструктивное решение .

- II -

снижает сейсмическую нагрузку на здание примерно 16-20$.

В последнее время появился ряд предложений, связанных о установкой динамических гасителей на высотные здания. В работе /108/ рассмотрен метод активного гашения сейсмических колебаний высотных зданий, заключающийся в установке на крыше здания активного динамического гасителя колебаний с вязким трением и обратной связью. Установлено, что активный динамический гаситель, настроенный на первую частоту собственных колебаний здания, существенно снижает сейсмическую реакцию только на этой частоте.

На основании расчетно-теоретических исследований, лабораторных и натурных испытаний экспериментальных зданий в г.Фрунзе разработаны рекомендации по установке динамического гасителя колебаний на зданиях в сейсмоактивных районах.

Так как данная работа в основном посвящена задачам виброгашения конструкций, связанных с упругим основанием, то при их решении приходится сталкиваться с динамическим расчетом конструкций на упругом основании.

Задачи динамики конструкций на упругом основании посвящена обширная литература /8,32,64,84,86,100/. В этих работах исследова-лиоь колебания неограниченных плит и балок на упругих безинерци-онном и инерционном полупространствах.

Амплитуды колебаний массивных сооружений во многих случаях могут быть оценены в результате решения динамических контактных задач. Для определения параметров колебаний сооружения обычно применяют расчетную модель линейно-деформируемой среды, основанную на предположении, что можно использовать соответствующие решения теории упругости. В- этой модели грунт считают идеально упругим однородным изотропным полупространством или упругим слоем, что и представляется возможным учесть инерцию основания, распространение-упругих волн и рассеяние энергии вследствие излучения. В литера-

туре более подробно освещены исследования гармонического колебания круглого в плане сооружения (фундамента, штампа) ¿на упругом полупространстве. Первая работа по этой проблеме была работа Е.Рейснера /100/. Он изучал вертикальные гармонические колебания штампа при равномерном распределении контактных напряжений. В аналогичной постановке задача рассматривалась и в работе /84 /, где указаны также ошибки, допущенные®/100/. В дальнейшем принимались различные законы распределения контактных напряжений /равномерный, параболический, седлообразный) и кроме вертикальных, рассматривались и другие формы колебаний /86/. В такой же постановке для вязкоупругого полупространства была и в /98/.

Задачи о гармонических колебаниях круглого штампа на упругом полупространстве в такой постановке решены Н.М.Бородачевым /7,8/. Он показал, что предыдущие авторы, задавая напряжения под штампом по каким-то законам,по существу не решали динамическую контактную задачу. Н.М.Бородачеву удалось задачу сводить к парным интегральным уравнениям, которые преобразуются в интегральное уравнение Фредгольма П рода ; последнее решалось приближенными методами. Для штампов с плоским круговым и кольцевым основанием и при других формах гармонических колебаний задача рассматривалась в работах /10,69/, где использованы методы решения, предложенные в работе /7/.

Для решения задачи о вертикальных установившихся и неустановившихся колебаниях штампа о плоским круговым основанием В.М. Сеймов /64,65/ использовал метод ортогональных многочленов. Гармонические колебания круглого штампа под действием нагрузок,приложенных к поверхности полупространства на большом расстоянии от штампа, исследованы в /46/. Решение задачи осуществляется при помощи принципа взаимности.

Работы В.А.Ильичева /28,39/ посвящены исследованию нестаци-

онарных колебаний круглого штампа путем построения импульсивной переходной функции системы "штамп - полупространство" в предположении статического закона распределения контактных напряжений.

Наименее изучены колебания прямоугольных штампов. В /27,28/ рассмотрено действие импульсной нагрузки на невесомый, квадратный штамп и с помощью метода Б.И.Жемочкина определены контактные напряжения. В работах /95,105/ изучены гармонические вертикальные, горизонтальные, вращательные и крутильные колебания прямоугольного штампа на упругом полупространстве при заданном законе распределения контактных напряжений.

Целью настоящей работы является проведение анализа работы некоторых типов многомассовых динамических гасителей колебаний (МДГК) для виброзащиты одномассовой системы с внутренним неупругим сопротивлением, а также решение ряда практических задач,связанных с виброзащитой массивных фундаментов, башенных сооружений и высотных зданий.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. В первой главе исследованы стационарные гармонические колебания одномассовой защищаемой системы, оборудованной различными по структуре ЩГК. Изучена эффективность работы этих гасителей при гармонических воздействиях и заданной нестабильности частоты возмущения.

Во второй главе приведены результаты теоретических исследований эффективности использования МДГК, устанавливаемых на жесткие массивные фундаменты, опирающиеся на упругое основание с учетом явлений волнообразования в последнем. При этом расчетная схема фундамента представлена в виде жесткого штампа на упругом инерционном однородном полупространстве.

В третьей главе решается задача о свободных и вынужденных колебаниях башенных сооружений, опирающихся через фундамент на

упругое инерционное основание и оборудованных ЩГК. При изучении свободных колебаний башни она рассматривалась как стержень постоянного поперечного сечения с учетом инерции вращения, деформаций сдвига и податливости грунтового основания.

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию колебаний многоэтажных каркасных зданий, оборудованных ЩГК с последовательным соединением масс.

В заключение приводятся основные результаты, полученные в диссертации.

Глава I

ВИБРОЗАЩГА СИСТЕМ С ОДНОЙ СТШЕНЬЮ СВОБОД!

С ПОМОЩЬЮ МНОГОМАССОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ

При расчете гасителей колебаний обычно болыцую роль играет рассмо трение наиболее простой задачи, когда защищаемая конструкция пред ставляет собой систему с одной степенью свободы. Простота расчетной модели позволяет детально изучить многообразие инженерных постановок задач виброгашения; в частности, здесь могут быть обсуждены различные критерии качества и подробно рассмотрены влияния различных законов изменений нагрузки, передаваемых на защищаемую конструкцию, а также влияние изменений параметров гасителя, от ко торых зависят динамические характеристики системы и гасителя.

В этой главе преследуется цель определения эффективности и оптимальных параметров различных по структуре многомассовых динамических гасителей в задачах виброгашения системы с одной степенью свободы., обладающей внутренним неупругим сопротивлением, при заданной нестабильности частоты воздействия и нестабильности на всем частотном диапазоне.

Подобная задача в случае одномассового гасителя и при нестабильном гармоническом воздействии была рассмотрена в работе /57/, где была исследована чувствительность системы к отклонению параметров гасителя от оптимальных значений и влияние неупругого со противления в основной конструкции на эффективность гашения и оптимальные параметры гасителя. Было показано, что внутреннее неупругое сопротивление защищаемой конструкции главным образом влияет на эффективность гашения и в меньшей степени изменяются оптимальные параметры гасителя как с вязким, так и с внутренним неупругим сопротивлением.

- 16 -

Данная глава состоит из четырех параграфов, первый из которых содержит изложение постановки задачи и расчетные формулы для случая гармонического внешнего воздействия.

Во втором параграфе рассмотрена задача о виброгашении с помощью двухмассового гасителя с последовательным соединением масс (рис.1.1а).

В третьем параграфе приведены результаты исследования вопроса о виброгашении с помощью пакета, состоящего из двух параллельно соединенных гасителей с малой расстройкой их звеньев (рис. 1.1в).

Четвертый параграф этой главы посвящен многомассовым гасителям, структурные звенья которых выполнены в виде пакетов, состоящих из параллельно соединенных расстроенных осцилдяторов(рис. 1.1г); в отличие от работы /50/, здеоь ставится задача об определении значений оптимальных затуханий в каждом осциладоре.

§ 1.1. Постановка задачи и расчетные формулы для едучая стационарных гармонических колебаний

В теории колебаний механических систем и практике механических расчетов строительных конструкций получили широкое распространение различные линейные гипотезы частотно-зависимого и независимого внутреннего или внешнего сопротивления. Здесь особое значение имеет внутреннее неупругое сопротивление, действие которого выражается в так называемых гистерезисных потерях энергии деформации. В этой работе для защищаемой конструкции затухание описывается моделью Е.С.Сорокина (так называемая комплексная теория внутреннего трения), а в гасительной системе - моделью Фойгта.

Известно, что колебания диссипативной механической системы

»«ъ

к,

тиштмт/ш

s)

го,

MS

m,

Pe1

Lu>t

m»

4 t<l

к

///////////////

2)

m<

P¿

icbi

^Vïo

I ПГ1Л

ïï ? ïï «-m

/У///ШГ///

Рис .1.1 Расчетные схемы защищаемой системы с ВДГК,

могут быть описаны совокупностью нормальных уравнений в достаточно общем случае, когда диссипативная функция Релея является линейной функцией кинетической или потенциальной энергии системы, либо, в частности, им пропорциональная.

В своих последних работах /72/ Е.С.Сорокин показал, что метод разложения по нормальным координатам применительно к дис-сипативным системам в случае неоднородного демпфирования с частотно-независимым или с частотно-зависимым внутренним трением, встречающихся при расчете динамических гасителей дает большие погрешности и метод является непригодным.

Исходя из этого, расчет вынужденных колебаний в системе со многими степенями свободы при наличии затухания производится методом комплексных амплитуд. Этот метод представляет ряд удобств: с его помощью просто, кратко и наглядно устанавливается физическая связь между величинами, характеризующими колебательный процесс.

Имеется обширная литература по математическому исследованию многомасоовых колебательных систем /3,12,66,74,76/. В этих работах, наряду с матричными методами /12,74,76/, развиваетоя и тензорный подход /3/.

Согласно /76/, для системы с п степенями свобода с сосредоточенными массами т^ дифференциальное уравнение движения системы будет иметь вид

т: Vj + jt (\ix+=pjw (I.I.I)

1.2,3,..., и

где - коэффициенты жесткости системы;

У* - комплексные перемещения масс; возмущающие силы;

- 19 -

Иги\/г ~ вещественные постоянные, которые выражается формулами:

1- . ч/ ъ

11 г = —:—чГ I\ \/г =

где - коэффициент внутреннего неупругого сопротивления.

Допустим, что

р/м- РГе1*44-.

Частное решение уравнений (1.1.1), определяющее вынужденные колебания, согласно сделанным допущениям, будем искать в виде

(1.1.2)

Подотавив эти выражения в (1.1.1), получим

- А>2 щ + ± (и, + IV,) К,гЛ*г - Р/. (1Л-3)

</ = 1,2,. ... и .

Если обозначить детерминант системы (1.1.3) через

АСЫ) = т,- + Х(иг+'л/г)^гд* ,

то решение системы уравнений (1.1.3) будет

(1.1.4)

п

А* - ^ Ръ£>г](СЛ)

гч - : :

где Л г4 - минор детерминанта «бА'*))

- 20 -

§ 1.2. Многомассовые динамические гасители с последовательным соединением масс

Согласно рекомендаций /61/, параметры динамического гасителя назначаются, как правило, с учетом возможного изменения частоты воздействия в некотором диапазоне. Если этот диапазон невелик (до Ь%), применяются гасители без затухания, для которых настройка выбирается из условия равенства амплитуд колебаний для значений частоты возмущения на границах интервала. При изменении частоты возмущения в широких пределах применяются гасители с оптимальным затуханием, причем параметры выбираютоя из условия минимума наибольшей амплитуды во всем частотном диапазоне. В практике, однако, возникают ситуации, когда применение первого и второго вариантов гасителя обычного типа не является лучшим, поскольку как частота воздействия, так и парциальная частота защищаемой системы зависят от ряда случайных факторов. Кроме того, для гасителя второго типа на практике бывают случаи, когда оптимальное затухание практически нереализуемо, а, значит, стабильность виброгашения не обеспечивается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хлгатян, Завен Мамиконович, 1987 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Айзенберг ЯЛА. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов. - М.: Стройиздат, 1976. - 229 с.

2. Алексеев A.M., Сборовский А.К. Судовые вжброгасители. - Д.: Судпромгиз, 1962. - 196 с.

3. Бабаков И.М. Теория колебаний. - М.: Наука, 1968. - 560 с.

4. Беспрозванная И.М., Гвоздек B.C., Луговцов А.Н., Фомин Г.1.

0 применении демпфирующих устройств для гашения автоколебаний высоких сооружений башенного типа. - Стр. мех. и расч.сооруж., 1972, £ 6, с. 40 - 43.

5. Бидерман В.А. Теория механических колебаний. - М.: Высш. школа, 1980. - 408 с.

6. Бяехман И.И., Рудин А.Д. Поглотитель колебаний. Авторское свидетельство СССР, J® 304373, кл. 16 7/00, 1971 .

7. Бородачев Н.М. Динамическая контактная задача для штампа с

---плоским круговым основанием, лежащего на упругом полупространстве. - Изв. АН СССР. 0ТН. Механика и машиностроение. 1964,

1 2, с. 82 - 90.

8. Бородачев Н.М. Динамическая контактная задача для штампа с плоским кольцевым основанием, расположенного на упругом полупространстве. - В сб.: Прочность и пластичность. - М.: Наука, 1971, е.

9. Брискин Е.С. О демпфировании колебаний одной группой динамических гасителей двух резонансных состояний механической системы. - Изв. ВУЗов. Сер. Строит, и архит., 1980, I 2, с.40-44.

Ю.Буряков А.Н. Динамическая контактная задача об угловых колебаниях кольцевого штампа, расположенного на упругом полупространстве. - Изв. ВУЗов. Сер. Строит, и архит., 1970, Л 6, с. 40-46.

11. Ван-Дао Н. Нестационарные колебания динамической системы с гасителем. - Изв. АН СССР. Сер. Механика, 1965, # 4, с.

12. Вибрации в технике, т.1, под ред. В.В.Болотина, М.: Машиностроение, 1979. - 315 с.

13. Вольперт Э.Г. Динамика амортизаторов с нелинейными упругими элементами. -М.: Машиностроение, 1972. - 136 с.

14. Вульфсон М.И. К вопросу о выборе параметров динамического га сителя колебаний. - В кн.: Нелинейные колебания и переходные процессы в машинах. - М.: Наука, 1972, с.347 - 354.

15. Генкин М.Д., Ябловский В.В. Активные виброзащитные системы. В сб.: Виброизолирующие системы в машинах и механизмах. - М. Наука, 1977, с.З - II.

16. Глазырин B.C. Способы уменьшения динамических нагрузок, пере даваемых на несущие конструкции. - Спр. мех. и расч. сооруж. 1971, Л 3, с. 43 - 47.

Т7. Гршролт Э.И., Селезнев И.Т. Неклассические теории колебаний стержней, пластин и оболочек. Итоги науки и техники. Сер. Me ханика твердых деформируемых тел. т.5, М., 1973. - 272 с.

18. Ден-Гартог Дж. Механические колебания. - М.: Физматгиз, I960. - 580 с.

19. Доронин В.А., Потехин А.Ф., Генкин Б.Н. Вынужденные колебания прямоугольной изотропной пластины с присоединенной балкой. - Химическое машиностроение, 1978, Л 10, с. 46 - 51.

20. Дукарт А.В. Виброзащита систем с распределенными массами с помощью ударных гасителей. Автореферат дисс. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. I., 1980, -

21. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. Справочник проектировщика. (Под. ред. Б.Г. Коренева, И.М.Рабиновича. М.: Стройиздат, 1981. - 216 с.

22. Закиров И.М., Пикулев H.A. Экспериментальное исследование колебаний системы с группой гасителей. - Стр. мех. и расчет, сооруж., 1978, 1 I, с.51 - 53.

23. Зевин A.A. Нестационарные колебания систем с ударным гасителем. - В кн.: Динамика и прочность тяжелых машин. - Днепропет ровск, 1978, J 3, с. 29 - 36.

24. Ивович В.А. Вибро изолированная система с пневмопоршневыми виб роизоляторами. - Стр. мех. и расч. сооруж. 1978, Л 4, с. 57 -59.

25. Иносов C.B. Расчет параметров активного виброгасителя релейно го действия при случайных воздействиях. Машиноведение. 1979, Л 6, с. 20 - 22.

26. Ильинский B.C. Защита аппаратов от динамических воздействий. - М.: Энергия, 1970. - 320 с.

27. Ильичев В.А. Действие импульсной нагрузки на массив, лежащий на упругом инерционном полупространстве. - Стр. мех. и расч. сооруж. 1964, Л 6, с. 32 - 37.

28. Ильичев В.А. К решению нестационарной контактной задачи о

квадратном штампе, лзжащем на инерционном полупространстве. -Исследования по теории сооружений. М.: Стройиздат, 1968. вып.

17, с. 223 - 235.

29. Ильичев В.А. К построению импульсной переходной функции системы штамп - полупространство. - Изв. АН СССР. Сер. НТТ, 1973, Л I, с. 107 - 119.

30. Китов А.К. 0 колебании башен телескопов и снижении их уровня с помощью динамических гасителей колебаний. - Дисс. канд. техн. наук. - М., 1983. - 187 с.

31. Коловекий В.М. Автоматическое управление вжброзащштнымж систе мами. - М.: Наука, 1976. - 320 с.

32. Коренев Б.Г. Вопросы расчета балок и плит на упругом основании. - М.: Гос. изд. литературы по строит, и архитектуре, 1954. - 232 с.

33. Коренев Б.Г. Некоторые вопросы теории упругости и теплопроводности, решаемые в бесселевых функциях. - М.: Физматгиз, I960.

- 458 с.

34. Коренев Б.Г., Резников A.M. О колебаниях конструкций с дина -мическими гасителями при стационарных случайных воздействиях.

- Стр. мех. и расчет сооруж., 1969, Л 4, с. 33 - 39.

35. Коренев Б.Г. О методах борьбы с вибрациями сооружений. - Стр. мех. и расч. сооруж. 1975, Л 5, с. 3 - 8.

36. Коренев Б.Г., Блехерман А.Н., Остроумов Б.В. Об экспериментальном определении параметров маятникового динамического гасителя колебаний. - Стр. мех. и расч. соо^ж., 1969, № 6, с. 43 - 48.

37. Коренев Б.Г., Волоцкий М.Я., Резников Л.М. Вопросы гашения колебаний пластинок, складок, оболочек. - В сб.: Исследования по теории сооружений. - М.: 1975, вып. XXI, с. 51 - 62.

38. Коренев Б.Г., Олейник А.И. Эффективность многомассовых гасителей колебаний при гармонических воздействиях. - Строй, мех. и расч. сооруж., 1984, Л 5, с. 39 - 43.

39. Коренев Б.Г., Резников Л.М. О колебаниях башенных сооружений, оборудованных динамическим гасителем. - Стр. мех. и расч.

сооруж. 1968, Л 2, с. 27 - 31.

40. Коренев Б.Г., Резников Л.М. Гашение колебаний башенных сооружений при сейсмических воздействиях. - Стр. мех. и расч. сооруж. 1971, Л 5, с. I - 4.

41. Коренев Б.Г., Сердобольский А.И. 0 виброзащите фундаментов под машины. - Стр. мех. и расч.рооруж., 1983, Л I, с. 53 -57.

42. Коренев Б.Г., Фишман Г.М. Колебания системы с линейным динамическим гасителем при импульсивном воздействии на поддерживающую их конструкцию. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1977,

& 6, с. 43 - 46.

43. Лазарев А.Д. О влиянии инерции вращения и сдвигов на поперечные колебания упруго защемленных стержней. - Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. Механика и машиностр., 1963, Л 3, с. 134 -137.

44. Лурье Ф.М., Григорьева Г.Н. Влияние инерпии вращения и сдвига на собственную частоту изгибных колебаний стержня. Стр. мех. и расч. сооруж., 1983, № 2, с. 51 - 54.

45. Манапов А.З., Пикулев H.A. Оптимальные параметры группы виброгасителей при нестабильной частоте гармонического воздействия. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1975, Л I, с. 26 - 31.

46. Муравский Г.Б. Гармонические колебания штампа на полупространстве при действии силы, приложенной к поверхности полупрост-_____

ранства. - Изв. АН СССР, Механика твердого тела, 1969. Л 6,

с. 134 - 139.

47. Нагаев Р.Ф., Степанов A.B. Об оптимизации коэффициента затухания свободных колебаний двухмассовой системы. Механика твердого тела, 1979, Л 4, с. 24 - 28.

48. Николаенко H.A., Бургман И.И. Расчет конструкции с подвесным оборудованием на сейсмические воздействия. - В сб.: Сейсмостойкость зданий и инженерных сооружений. М.: Стройиздат, 1972.

49. Никифоров A.C. Вибропоглощение на судах. - Л.: Судостроение, 1979. - 184 с.

50. Олейник А.И. Динамические гасители повышенной эффективности и задачи виброгашения замкнутых цилиндрических оболочек. -Дисс. канд. техн. наук. - М., 1982. - 161 с.

51. Пикулев H.A., Эрделевский А.Н. К вопросу проектирования группы виброгасителей с учетом расстроек. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1971, Ä 5, с 4 - 10.

52. Пикулев H.A., Манапов А.З. К расчету группы виброгасителей на прочность и выносливость. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1977, » 2, с. 33 - 35.

53. Поляков B.C. К вопросу об эффективности динамического гасителя колебаний при сейсмических воздействиях. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1980, № 6, с. 49 - 53.

54. Поляков B.C., Килимник Л.Ш., Чуднецов В.П., Солдатов Л.Л. Разработка и внедрение системы активной сейсмозащиты зданий в виде сейсмоизолирующего скользящего пояса в фундаменте. -

В кн.: Снижение материалоемкости и трудоемкости сейсмического строительства. Тезисы докладов Всесоюзного совещания. - М.: Стройиздат, 1982, с. 85-87.

55. Прочность. Устойчивость. Колебания. (Под ред. И.А.Биргера, Я.Г.Пановко. - М.: Машиностроение, 1968, т.З. - 568 с.

56. Резников Л.М. Вероятностный анализ системы с динамическим гасителем колебаний. Машиновед®ие, 1969, № 2, с. 25 - 31.

57. Резников Л.М. Оптимизация параметров динамических гасителей колебаний с различными видами сопротивления. Проблемы прочности, 1970, * 9, с. 46-51.

58. Резников Л.М. Оптимальные параметры динамического гасителя при затухающих колебаниях. - В кн.: Колебания и динамические качества мех.систем. - Киев.: 1983, с. 118 - 124.

59. Резников Л.М. Эффективность динамического гасителя при импульсном резонансе. - В кн.: Динамика механических систем. -Киев.: 1983, с. 183 - 193.

60. Резников Л.М., Фишман Г.М. Эффективность динамического гасителя колебаний при нестационарных случайных воздействиях.

- Стр. мех. ж расч. сооруж., 1981, I I, с. 56 - 60.

61. Рекомендации по проектированию гасите®I колебаний для защиты зданий и сооружений, подверженных горизонтальным динамическим воздействиям от технологического оборудования и ветра.

- М.: Стройиздат, 1978. - 72 с.

62. Рекомендации по проектированию зданий с еейсмоизолирующжм скользящим поясом й динамическими гасителями колебаний. -1.: ЦНИЙСК, 1984. - 56 с.

63. Репетя P.E. Колебания стержней переменного сечения с учетом инерпии вращения и деформации сдвига. - В кн.: Нагруженность и динамические качества механических систем. - Киев.: Наука Думка, 1981, с. 136 - 144.

64. Сеймов В.М. Динамические контактные задачи. - Киев.: Наука Думка, 1976. - 283 с.

65. Сеймов В.М., Шевщенко К.Д. Колебания.круглого штампа при сейсмическом воздействии. - В кн.: Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений.: Мат. 1У Всесоюзной конференции. Ташкент: фак., 1977, кн. I, с. 87 - 90.

66. Сейрег А., Хоуард Л. Метод приближенных нормальных форм колебаний для демпфированных систем со сосредоточенными параметрами. - Конструирование и технология машиностроения, 1967, № 4, с. 18 - 24.

67. Сергеев С.И. Демпфирование механических колебаний. - М.: Физматизд., 1959. - 409 с.

68. Сердобольский А.И. Вопросы расчета динамических гасителей колебаний при наличии явлений волнообразования в основаниях сооружений. - Дисс. канд. техн. наук. - М., 1981. - 143 с.

69. Сигалов Л.С. Контактная задача о горизонтальных колебаниях штампа с плоским круговым основанием на упругом полупростран-

стве. - В сб.: Исследования по теории расчета и проектирования сооружений. - Саратов, 1982, с. 96 - 109.

70. Смирнов А.Ф. Об основных направлениях научных исследований в области теории и методов расчета сооружений на одиннадцатую пятилетку. - Стр. мех. и расч. сооруж. 1981, № I, с. 4 - 9.

71. Сейсмостойкие сооружения и теория сейсмостойкости; По материалам У Международной конференции по сейсмостойкому строительству. Под ред. С.В.Полякова и А.ВЛеркашина. - М.: Стройиздат, 1978. - 272 с.

72. Сорокин Е.С. 0 погрешностях общеизвестного метода теории колебаний дисснпативных систем в применении к неоднородному демпфированию. - Стр. мех. и расч. сооруж., 1984, Л 2, с. 29 - 34.

73. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. -М.: Госстройиздат, I960. - 131 с.

74. Справочник по динамике сооружений (Под ред. Б.Г.Коренева, й.М.Рабиновича. - М.: Стройиздат, 1972. - 512 с.

75. Сысоев В.И. Маятниковый гаситель колебаний сооружений башенного типа. - В сб.: Исследования по динамике сооружений, 1957, с. 61 - 82.

76. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. - М.: Наука, 1964. - 437 с.

77. Теория активных виброзащитных систем. Сборник статей. -Иркутск, 1974. - 241 с.

78. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. - М.: Физматгиз, 1959. - 439 с.

79. Уфлянд Я.С. Распространение волн при поперечных колебаниях стержней и пластин. - Прикл. матем. и мех., 1948, 12, И 3, с. 287 - 300.

80. Филиппов А.П. Колебания упругих систем. - Киев.: Изд-во АН УССР, 1956. - 322 с.

81. Хачиян Э.Е. Сейсмические воздействия на высотные здания и сооружения. - Ереван.: Айастан, 1973. - 327 с.

82. Цейтлин А.И. О линейных моделях частотно-независимого внутреннего трения. - Механика твердого тела, 1978, № 3, с. 18 - 27.

83. Цейтлин А.И., Ким Л.И. Сейсмические колебания многоэтажного здания с "гибким верхним этажом". - В кн.: Снижение материалоемкости и трудоемкости сейсмического строительства. Тезисы докладов Всесоюзного совещания. - М.: Стройиздат, 1982,

с. 85.

84. Шехтер О.Я. Об учете инерционных свойств грунта при расчете вертикальных вынужденных колебаний массивных фундаментов. -В кн.: Вибрации оснований и фундаментов. - М.: Стройвоенмор-издат, вып. 12, 1948, с. 72 - 89.

85. Шринивасан. Исследование параллельных динамических виброгасителей с демпфированием. - Конструирование и технология машиностроения, 1969, сер. Б, т. 91, * I, с. 293 - 297.

86. АгаоЫ R byrco^-t Gr. nL, Warbu.rton. G. Ъ. Forced. v/lkraAL-ons oj. a kocUj on. cm intuirte elastic sotcdIn : 0. App-P. Mech., 1955, v. 22, 3, p. 391-400.

87. bapai V.-A., Kumaraswamy H.V. E-J^ct primary system clemplvuj on tke. optimum design an. u.ntu.neot Viscous vibration a4sorW . П. Sound awol V¿4r .,1 6*. 4,p. 469-74.

88. Erode 3.E. A note -fck«. d avnpeol vibration, absorber. 3. Appt. MecK., v.1i, Trans». AbMt, 1946, 4, P. 284.

89. Goh mein H-, NetwaC-íl Б. M. Optimum VekLC.Ee. &usp£h-slovx wl-tVv a. cLavw.pe«i aksor ker-. 7га.кь. А^МЕ.З. Mech. Transmits. anol Autom Í>€S., 1984, v.^Ob, 2, p. 14S-155.

90. И

•Çrawieol m.aí.-tüb"torey tuLitáin-^ь wi-tk ье-ЬЬакъ. Ear i kanaka Eiagún. biruc. kynctwácb . 197?, v. 5,1, p- 15-39.

91. Iwanami R., Ч. Дуг optimu-m oUbi^n we-tWod -Çor ciu.a£ dynamic dft-mper and íA^ e-J^citverifies. IbME,

v. 27, 231, p. 19Ó5-19 93.

92. Зо-c^uot "R.3. 0pti.wa2 dtrtawxc v ¿trat Юн. afc^orier ^or ^etiarq£ keam. syb-tewLÇ». *3. Sou.iad awd Vctr., v. 60 , 4, 1978, p. 535 - 5 A 2.

93. Ча^лСа. A.M. ¿>ei.sw.Lc c^ßc-tlven-e^«» o-J iimeot ^a.^ clotm-pers. Proc.

A£CE 3. biruclc. £cv., 19SI , v. 10?, ST,

p. 1465-7484.

94. Kl-tib L., Wa.n.g fe.P., Pcíkaeg Vc-bratCo* r^c/uctí-OK ôv£r a. -Jrecjue^cij галгде. O. £>ouad aw.d Vc^r. 19&3, V. 89, p. 559- 5 <59.

95. Ko bol T., Minai. R., Ru^uki Т., Кл^акаЛе К. &yna»tt-саЯ. jrou-nd compliance. rectan^aíar

In.: Proc. '(¿--ЬКа Зар. Na-t.con^r. on app£. vneoh ., Tok^o, Í9Ó?, p. 301-304.

96. KouUkl I., Каги-to S. An Optimum, ^e^i^n. MetkoeL

-Çoc "tho. ¿>u.a£ Ävjiaawuic hamper and L-tb Ej^&cti ven-ЬиЩ:1к oj OSME,voe.27, л/« 231, 19«//, p. 19G5-1973.

97. Rri^Wan. A., S{AW M. Influence oj roiary LuerHa. сиг ■tW. ^^oUüwe-vvtaí. |$-гес|игл\сл} o^ a con.iLÍ&\/er SeGuvt .

3. kou.n.d cuid V¿W. 19&2 , v. 05,1, ?• 140.

9В. Маг-КпслЛс Gr. response oj a. vlscoa^asAcc.

Ç>paœ. Acta TecWca CSAV. 1979, V. 24, p. ¿/20- 438.

99. Posslt>?.£ Travxds on 11*гЦ CeatCovt p^ Eu.ro pean.

Co (Л VL"t ries

Codes OLvid CoordLna-tivrg Research. Worck. Ln. -tVu. FteíoL

EartK^aake Eiagin¿erLn.^ (Re-port ECEE Worvciw. Croup.]. Proceedings о^ \у Еи.гореалг Ss/wupo sCum in. V-on-otoh.,

SepWW 5-7,1972, bo^ûa, 1973.

100. RelssvLw Б. Stationäre , ахia£sym.metrcsc>ke, durcA eine. st^-W'i'te^^.olG. Masse erreg-te SokwLia.gu.tt.cj еЛпе.ь kovwo^eixeyt eíavti scKen Ha£4ra.u.wi.s. Iv^r. ДтсЛг. 1936. 7.

101. Snowdott. 3.C. J6yKiam.Cc vibration. sorter -tk<sit ka-ve i к.created e.Hßcti.venje,s$. In.ot. Tra^s.А E, im, ser. В, 96, p. 94Û-94S.

10£. Snowolon. 'З.С. Vibration. cucd SkooK Си. MeeWuCcal System-s. N.V. 1968. 456 pp.

103. SnowdoKi а.С., Woi^-e A.A-, Kerfin. R.L.

TKQ € Tucv- -

■Jlrua. olynam.ic vi&ration. a^sor^e-r - Acou^-t . Soc.

Amer. 1984, 15, б, p. 1732- -1799.

104. Soom A-, Lee Мйг^-San. OpiLma^ ¿kesij-*. o^ linsLar

аж.оI Kon-iiKear vibration avortes £or cía/vn-ped SYS"te>m.s . Тчащь A^ME., O.Viir., Acouvt., ^tr^ss and RetcaA., <£>esv 1983. 105. 1, p. V\2- 119.

105. Tk

W.3., Kotori. T., ¿y covvup-ut алгее

oj ^оилгЫа-Ыок. on. сьи. eíasice spa-

C<2. 3. App£. Mecki963,E30, 5..p. dn-120. 406. WartuLc-ion. Cr.B>. Reolw-c-tlon. o^ kcu-montc response 04. cytmdricae A^MF, 9<?> 1975,

p. 1371-1317.

40*7. War feurio ^ Gr.fe. Opti.vyuw.wv aÄ><>or-be,r pa-ra.wtG.t c-es»

-£or v&rlous cowt&in.a/tion.^ re«»poince ound excC-ba-•fclon. parafweire«». Ear-bk. Eng in. r u.c.-fc.. jb n/ na^tcs. 19&2. , v. 10, 3, p. 381- 401. 4Q&. Yang T.N. Optim.a£ Criticafc - Mode Con-troß o^ huuitdLYiQ w-n.de/r Sßiswiic Loaot- Proc. ASCR Fn^. Mscl . 1982, vJOS, EM<5, p. -1167- 1185.