Сейсмостойкость металлических каркасов подвесных паровых котлов с упругопластическими элементами раскрепления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Анущенко Александр Михайлович

• Анущенко Александр Михайлович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Анущенко Александр Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Общее состояние исследуемого вопроса

1.1 Конструктивные решения и особенности работы каркасов паровых котлов

1.2 Исследования в области обеспечения сейсмостойкости строительных конструкций, взаимодействующих с энергетическим оборудованием

1.3 Исследования в области обеспечения сейсмостойкости каркасов

котлов

1.4 Нормативное обеспечение расчетов сейсмостойкости каркасов

котлов

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. Реакции конструкций каркасов подвесных паровых котлов при

статических и сейсмических воздействиях

2.1 Модальный отклик конструкций каркасов паровых котлов

2.2 Влияние подвешенного котла на конструкции каркаса

2.2.1 Общие сведения о подвесной системе котла

2.2.2 Система «каркас-котел», рекомендации по моделированию

2.2.3 Распределение усилий в подвесной системе котла и перекрытии каркаса

2.2.4 Оценка влияния удара экранов котла при колебаниях на вертикальные несущие конструкции каркаса

2.2.5 Влияние элементов раскрепления между каркасом и котлом

на динамическую реакцию каркаса

2.3 Выводы по главе

ГЛАВА 3. Упругопластические элементы раскрепления каркаса и котла

консольного типа

3.1 Варианты упругопластических элементов раскрепления конструкций

3.3 Математические зависимости для предварительного определения параметров упругопластического элемента

3.4 Численное моделирование работы упругопластического элемента раскрепления в среде ANSYS Workbench

3.4.1 Особенности динамических испытаний упругопластических элементов раскрепления

3.4.2 Рекомендации по численному моделированию упругопластических элементов раскрепления в среде ANSYS Workbench

3.4.3 Верификация численного моделирования

3.4.4 Сравнение результатов численного моделирования упругопластических элементов раскрепления с принятыми математическими зависимостями

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4. Эффективность применения упругопластических элементов

раскрепления в системе «каркас-котел» при сейсмических

воздействиях

4.1 Особенности задания упругопластических элементов в пространственных конечно-элементных моделях

4.2 Расчетная оценка эффективности применения упругопластических элементов

4.3 Демпфирование колебаний в системе «каркас-котел» и его влияние на реакции строительных конструкций

4.3.1 Нормативные подходы к определению параметров конструкционного демпфирования системы «каркас-котел»

4.3.2 Влияние сухого трения в контактах упругопластических элементов раскрепления с балками жесткости на затухание колебаний

4.3.3 Численная оценка величины эквивалентного вязкого демпфирования от сил сухого трения в системе «каркас-

4.4 Дополнительные мероприятия, направленные на повышение эффективности применения упругопластических элементов раскрепления

4.4.1 Вязкие демпферы как средства регулирования динамической реакции оборудования

4.4.2 Применение вязких демпферов для регулирования усилий в перекрытии металлического каркаса котла

4.5 Выводы по главе

ГЛАВА 5. Разработка упрощенной аналитической модели системы

«каркас-котел» для предварительного подбора параметров

упругопластических элементов раскрепления

5.1 Подходы к схематизации конструктивной системы «каркас-

котел»

5.2 Математическая модель гистерезиса для описания работы упругопластических элементов

5.3 Нелинейные аналитические модели системы «каркас-котел» и анализ возможности их использования для оценки эффективности работы упругопластических элементов раскрепления

5.3.1 Двухмассовая нелинейная аналитическая модель

5.3.2 Трехмассовая нелинейная аналитическая модель

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Словарь терминов

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт о применении результатов диссертационной

работы

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сейсмостойкость металлических каркасов подвесных паровых котлов с упругопластическими элементами раскрепления»

Актуальность темы исследования.

В настоящее время в рамках государственных программ по модернизации тепловой энергетики проводятся активные работы по техническому перевооружению и реконструкции существующих электрических станций, а также проектирование и строительство новых объектов. Большое количество ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС размещается в районах с высоким уровнем сейсмической активности, в связи с чем остаются важными и актуальными вопросы обеспечения сейсмической безопасности в рамках проектирования, производства строительно-монтажных работ и эксплуатации, поскольку любые возможные аварийные ситуации на указанных объектах могут приводить к техногенным катастрофам, влекущим за собой нарушение нормального функционирования гражданской, промышленной, транспортной инфраструктуры, её разрушение, гибель людей, экологический вред и т.п.

Отдельно необходимо отметить, что в соответствии с Федеральным законом [1] к проектированию тепловых электростанций мощностью 150 МВт и выше, относимых к сооружениям повышенного уровня ответственности [2], предъявляются более жесткие требования при обеспечении надежности, чем в случае с обычными гражданскими и промышленными зданиями.

Обеспечение сейсмической безопасности электрических станций связано не только с надежностью работы строительных конструкций зданий и сооружений (главных корпусов, объектов топливного хозяйства, насосных станций и т.д.) в условиях землетрясений. Важным аспектом, который должен учитываться при проектировании, является сейсмостойкость каркасов и опорных конструкций оборудования (котлов, турбин, генераторов и т.д.) и трубопроводов, которые могут размещаться как внутри зданий, так и обособленно на территории энергетического объекта. Разрушение элементов каркасов и опор может приводить не только к нарушению режима нормальной эксплуатации, но и полному выходу объекта (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) из строя, в том числе, сопровождаясь масштабными разрушениями.

Важными элементами ТЭС являются паровые котлы, представляющие собой сложные энергетические системы значительных размеров (от нескольких десятков до сотни метров в высоту) и массы (до нескольких десятков тысяч тонн). Они могут быть подвешены к специально возводимым металлическим каркасам или установлены внутри них, а также дополнительно раскреплены по горизонтали для сохранения устойчивого оптимального положения, обеспечивающего бесперебойную работу. В условиях землетрясения помимо значительных сейсмических реакций, возникающих в строительных конструкциях и элементах котла, существенную роль играют колебания: их амплитудные значения не должны превышать

технологически допустимые, приводить к соударению элементов каркаса и котла, что может стать причиной обрушения.

В рамках модернизации объектов тепловой энергетики осуществляются работы по следующим направлениям:

- периодическая аттестация существующих котлов на сейсмические воздействия;

- монтаж новых котлов и каркасов на эксплуатируемых и вновь возводимых объектах, реконструкция существующих объектов.

В рамках периодической аттестации используются обновленные данные инженерно-геофизических изысканий либо актуализированные данные об уровне сейсмичности площадки, которые могут увеличивать расчетное сейсмическое воздействие в сравнении с проектным. В условиях нового строительства не редко происходит адаптация и модернизация типовых проектов или документации повторного применения по объектам, запроектированным в несейсмичных районах, для использования в районах с высоким уровнем сейсмичности. Всё это указывает на необходимость оценки запасов прочности существующих или ранее запроектированных конструкций, возможности восприятия ими более высокого уровня нагрузок, поиска наиболее рациональных конструктивных схем, вариантов усиления или сейсмоизоляции конструкций, обеспечивающих требования безопасной эксплуатации.

Следует также отметить, что в настоящее время не существует единых нормативных подходов к оценке сейсмостойкости указанных сооружений: строительные нормы и правила не согласованы с руководящими документами на проектирование котлоагрегатов и фактически не рассматривают каркасы котлов с учетом особенностей их работы во взаимодействии с размещенным технологическим оборудованием. Нормами не регламентируются подходы и мероприятия к обеспечению сейсмостойкости, не устанавливаются рекомендации и методические подходы к проектированию и расчетным обоснованиям.

Учитывая все выше сказанное, рассматриваемая тема является актуальной.

Степень разработанности темы исследования.

Проблемы сейсмической безопасности энергетических объектов рассматривались в работах Я.М. Айзенберга, И.У. Альберта, Т.А. Белаш, А.М. Белостоцкого, В.С. Беляева, А.Н. Бирбраера, И.В. Калиберды, В.В. Костарева, А.Е. Саргсян, А.Г. Тяпина, А.М. Уздина, С.Г. Шульмана, А.Ю. Щукина, K. Aida, S. Fujita, A. Kato, K. Minagava, P. Nawrotzki и других ученых.

При этом основное внимание многими авторами было уделено вопросам сейсмической безопасности строительных конструкций и оборудования атомных электростанций.

Вопросами обеспечения сейсмической безопасности котлоагрегатов в России комплексно занимались в 1970-1980-е годы (НПО ЦКТИ). Тогда же были предложены отдельные

рекомендации по проектированию сейсмостойких каркасов котлов и расчетам, базирующимся в основном на линейно-спектральной методике.

За рубежом наиболее широкие исследования проводятся в Японии, начиная с конца 1980-х гг. Они комплексно рассматривают как вопросы проектирования элементов антисейсмического раскрепления, так и выполнения поверочных расчетов.

Существующие в России нормативные документы, посвященные вопросам сейсмостойкости котлоагрегатов, не отражают текущий уровень развития технических средств и методов расчета, требуют актуализации. Многие вопросы (учет физически нелинейной работы материалов, применение демпфирующих устройств) или представлены крайне узко, или не рассматривались вовсе.

В настоящее время в России исследования в области обеспечения сейсмостойкости каркасов котлов практически не проводятся.

Цель исследования.

Разработка и обоснование конструктивных решений элементов раскрепления каркаса с целью обеспечения сейсмостойкости системы «каркас-котел».

Задачи исследования.

1. Выполнение анализа работ в области сейсмостойкости строительных конструкций, энергетических объектов, в том числе, тепловых станций, выполненных в России и за рубежом.

2. Исследование особенностей динамических реакций конструкций каркаса и котла при сейсмическом воздействии, оценка влияния колебаний котла на напряженно-деформированное состояние каркаса.

3. Разработка конструктивного решения элемента антисейсмического раскрепления каркаса и котла, а также рекомендаций по его проектированию.

4. Оценка эффективности применения элементов антисейсмического раскрепления каркаса и котла.

5. Разработка упрощенных подходов к проектированию сейсмостойких каркасов подвесных котлов с учетом элементов антисейсмического раскрепления и их нелинейного характера работы.

Объект исследования - строительные конструкции каркасов подвесных паровых котлов с упругопластическими элементами раскрепления.

Предмет исследования - методы обеспечения сейсмостойкости каркасов подвесных паровых котлов.

Научная новизна работы заключается в:

- разработке конструктивного решения упругопластического элемента (УПЭ) раскрепления каркаса и котла для снижения ответной реакции конструкций при сейсмическом воздействии;

- верификации численного и аналитического методов моделирования УПЭ;

- разработке способа определения величины эквивалентного демпфирования системы «каркас-котел», позволяющего учесть сухое трение в контактах элементов системы;

- предложении по использованию вязких демпферов для регулирования усилий в балках перекрытия каркаса;

- разработке и численной реализации упрощенной трехмассовой нелинейной аналитической модели конструктивной системы «каркас-котел» для предварительной оценки эффективности проектируемых УПЭ при расчетном обосновании сейсмостойкости каркаса на стадии проектирования.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке численного и аналитического методов моделирования упругопластических элементов раскрепления; разработке и численной реализации трехмассовой нелинейной аналитической модели системы «каркас-котел».

Практическая значимость диссертационной работы заключается в выдаче рекомендаций проектировщику для проведения комплекса мероприятий по обеспечению сейсмостойкости каркасов подвесных паровых котлов вновь проектируемых или реконструируемых объектов электроэнергетики: применение разработанной в диссертации конструкции упругопластических элементов раскрепления, обоснованное в работе использование вязких демпферов в зоне подвесной системы котла, учет наличия дополнительных диссипативных сил в виде сил сухого трения. Результаты исследования использованы при выполнении проектных работ по реконструкции Невинномысской ГРЭС и Нерюнгринской ГРЭС, что подтверждается Актом о применении результатов диссертационной работы

Методология и методы исследования. Решение поставленных задач достигалось путем анализа значительного числа исследований российских, советских и зарубежных ученых и научных коллективов, разработки аналитических зависимостей, базирующихся на общепринятых допущениях и теоретических предпосылках строительной механики, теории пластичности, теории сейсмостойкости; численного моделирования с применением аттестованных конечно-элементных комплексов (SCAD Office и ANSYS); программирования в среде MathCAD.

2. Конструктивное решение упругопластического элемента раскрепления каркаса и котла, а также верифицированные аналитические зависимости для определения его геометрических, жесткостных и силовых характеристик.

3. Рекомендации по верифицированному с натурными экспериментами численному моделированию работы упругопластического элемента раскрепления.

4. Способ оценки эквивалентного демпфирования от сил сухого трения в системе «каркас-котел».

5. Предложения по применению вязких демпферов в дополнение к упругопластическим элементам для повышения надежности работы перекрытия каркаса при сейсмических воздействиях.

6. Нелинейная аналитическая трехмассовая модель системы «каркас-котел», позволяющая оценивать величины горизонтальных перемещений и ответных ускорений в уровне верха каркаса при сейсмическом воздействии с учетом упругопластического характера работы элементов раскрепления.

Достоверность и обоснованность результатов исследований обеспечивается использованием нормативных данных, применением обоснованных методов и методик, разработанных отечественными и зарубежными учеными, занимающихся вопросами обеспечения безопасности и сейсмостойкости зданий, сооружений, объектов энергетики и технологического оборудования, сопоставлением результатов с данными, полученными другими авторами, а также применением надежных и апробированных вычислительных программ и методов моделирования.

Апробация результатов.

Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на 11 научно-практических мероприятиях как в России, так и за рубежом (Турция, Казахстан, Киргизия) в 2022 - 2024 гг.: III Международная научно-практическая конференция по сейсмостойкому строительству (Бишкек, Киргизия, 5-9 июля 2022 г.), XII Всероссийский фестиваль науки (Нижний Новгород, Россия, 18-19 октября 2022 г.), IX Международный строительный форум и выставка 100+ ТеЛпоВшЫ (Екатеринбург, Россия, 18-21 октября 2022 г.), Международная научно-практическая конференция «Градостроительное развитие Алтая: геологические условия, высотное строительство, современные технологии и методы обеспечения качества и безопасности объектов» (Барнаул, Россия, 08-09 февраля 2023 г.), X Международный строительный форум и выставка 100+ TechnoBuild (Екатеринбург, Россия, 04-06 октября 2023 г.), XV Российская национальная конференция по сейсмостойкому строительству (Сочи, Россия, 0913 октября 2023 г.), V Международная научно-практическая конференция по Сибирскому федеральному округу «Актуальные вопросы проектирования и строительства в сейсмических

зонах сибирского региона» (Новокузнецк, Россия, 24-26 октября 2023 г.), XIII Всероссийский фестиваль науки (Нижний Новгород, Россия, 24-26 октября 2023 г.), The 18th World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation, and Active Vibration Control of Structures (Анталия, Турция, 06-11 ноября 2023 г.), Научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные вопросы инженерной сейсмологии, безопасности территорий и зданий, экспертиза и оценка рисков» памяти Ю.А. Бержинского (Иркутск, Россия, 05-07 декабря 2023 г.), Евразийский инновационный форум «Актуальные проблемы застройки и безопасности крупных городов» (Алматы, Казахстан, 12-15 июня 2024 г.)

Личный вклад автора.

Личный вклад автора заключается в получении и анализе всех результатов, представленных в диссертации.

ГЛАВА 1. Общее состояние исследуемого вопроса

1.1 Конструктивные решения и особенности работы каркасов паровых котлов

Каркас котла (рисунок 1.1) представляет собой пространственную рамную металлическую конструкцию, предназначенную для крепления (опирания или подвески) поверхностей нагрева, систем трубопроводов, изоляции, ограждений, площадок обслуживания и иных элементов котла, а также прочих вспомогательных систем и оборудования [3,4].

а) б)

Рисунок 1.1 - Металлический каркас парового котла: (а) визуализация системы «каркас-

котел», (б) общий вид каркаса котла (на примере Сахалинской ГРЭС-2)

Каркасы современных котлов являются металлоёмкими конструкциями: для котлов высокого давления масса каркаса составляет 20...25% от массы металла котла (не менее 0,8. 1,2 т металла на 1 т часовой производительности) [5,6]. Котлы большой мощности, значительное число которых было установлено на тепловых станциях в советские годы и устанавливается в настоящее время, в основном имеют производительность от 160 до 670 т/ч и массу до 6900 т.

Геометрические параметры каркасов напрямую зависят от параметров котла и должны быть полностью согласованы со схемами расположения трубопроводов, газоходов, оборудования,

которые непосредственно связаны с ним. Основные типы котлов, выпускаемых в России ТКЗ «Красный котельщик» [7], их габариты и масса металла представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Основные типы котлов и их массы (номенклатура ТКЗ «Красный котельщик»)

Тип котла Произво-дительн., кг/с (т/ч) Давлен. пара за котлом, МПа Температура пара, °С Габаритные размеры, м Общий вес металла, т

Ширина в осях колонн Глубина в осях колонн Отметка на верхней точке котла

Е-160-3,9-440ГМ (модель ТГМЕ-190) 44,4 (160) 3,9 440 11,28 13,35 26,27 700

Е- 220/100-ГМ (модель ТГМ-161М) 61,12 (220) 10 540 13,4 10,4 29,9 900

Е-300-9,8-540Г (модель ТП-13М) 83,34 (300) 10 540 16,0 11,2 30,5 1100

Е-400-13,8-560КТ (модель ТПЕ-429) 111 (400) 13,8 560 24,0 24,0 43,8 2350

Е-420(460)-13,8- 550КГЖ (модель ТП-87М) 116,7 (420) (460) 13,8 550 15,8 18,2 39,3 2100

Е-500-13,8-560 ГМВН (модельТГМЕ-428/А) 138,9 (500) 13,8 560 17,45 17,05 24,766 1750

Е-500-13,8-560КТ (модель ТПЕ-430) 138,9 (500) 13,8 560 24,0 24,0 43,8 2940

Е-500-13,8-560 ГН (модельТГЕ-435/ПГУ) 138,9 (500) 13,8 560 14,6 16,85 32,9 2190

Е-500-13,8-560 ГН (модельТГМЕ-436) 138,9 (500) 13,8 560 14,6 17,9 41,6 2100

Е-500-13,8-560 ГМН (модельТГМЕ-464) 138,9 (500) 13,8 560 17,45 17,8 36,55 2100

Еп-670-13,8-545ГМ (модель ТГМЕ-206) 186,1 (670) 13,8 2,4 545 545 21,7 22,08 36,64 2810

Еп-640-13,8-545КТ (модель ТПЕ-214/СЗХЛ) 186,1 (670) 13,8 2,44 545 545 36,0 40,0 68,89 3886

Еп-670-13,8-545ГКТ (модель ТПГЕ-215) 186 (670) 13,8 545 32,8 23,0 56,5 5700

Еп-670-13,8-545БТ (модель ТПЕ-216) 186,1 (670) 13,8 545 37,2 36,1 74,5 6900

В общем случае каркас конструируется с жесткими узлами, состоит из несущих колонн, горизонтальных балок (как опорных, так и соединительных), ферм жесткости, связей-раскосов, балочной конструкции потолочного перекрытия. Лестницы и площадки для обслуживания и ремонта, как правило, размещают на горизонтальных фермах либо опирают на них.

Горизонтальные фермы и связи-раскосы вводятся в конструктивную схему с целью повышения общей жесткости каркаса и придания поперечной устойчивости колонн.

Колонны обычно выполняют из сортаментных или сварных двутавров, швеллеров или двутавров, соединенных накладками. Несущие и распорные горизонтальные балки - из швеллеров, двутавров, угольников.

Основные несущие элементы каркаса выносятся за обмуровку для предотвращения воздействия на них высоких температур от элементов котла. При этом ряд элементов каркаса может работать в условиях повышенных температур (60.100 оС), что должно учитываться при проектировании и обосновании прочности.

Изготовление каркасов осуществляется с применением сортового проката из малоуглеродистых хорошо свариваемых сталей. В советские годы в отечественной практике, как правило, применялась сталь марки Ст. 3, реже Ст. 0, которая чаще всего использовалась для нерасчетных элементов (планок, косынок и т.д.) Для балок, работающих в условиях повышенных температур, применялись низколегированные стали марок НЛ и НЛ2 [8]. Позднее номенклатура марок сталей значительно расширилась (09Г2С, 10Г2С1, 14Г2АФ) [4].

Как правило, каркасы котлоагрегатов опирают на собственные фундаменты и непосредственно не соединяют с иными строительными конструкциями зданий электростанции.

Каркас рассчитывается как пространственная рамная конструкция, работающая под статической нагрузкой. Необходимо учитывать термические напряжения, возникающие под действием неравномерного нагрева деталей каркаса и приваренных конструкций. В случае размещения котла вне здания учитывается ветровая нагрузка, действующая на его поверхности и передаваемая на каркас. При монтаже котла в сейсмоопасных зонах необходимо учитывать особое сочетание нагрузок, включающее сейсмическое воздействие.

1.2 Исследования в области обеспечения сейсмостойкости строительных конструкций, взаимодействующих с энергетическим оборудованием

Обеспечение безопасности энергетических объектов (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС, ГЭС, АЭС) значительно отличается от аналогичной задачи применительно к гражданским и промышленным зданиям: необходимо рассматривать не только прочность и устойчивость строительных конструкций, но и гарантировать надежное функционирование энергетических систем и оборудования. В этой связи обоснование сейсмостойкости строительных конструкций, непосредственно взаимодействующих с энергетическим оборудованием, невозможно осуществлять, игнорируя особенности крепления, геометрические параметры и динамические характеристики самого оборудования [9].

В работе [ 10] указывается, что многие энергетические объекты, в том числе, и первые АЭС в СССР возводились без учета нагрузок от сейсмических воздействий. В 70-е годы ХХ века началась разработка нормативной базы сейсмостойкого строительства АЭС на основе документов МАГАТЭ, США, Японии, Франции, Румынии. В период с 1978 по 1995 г. сформировалась полноценная база нормативной документации, которая в частично пересмотренном варианте используется до наших дней. При этом неядерные объекты рассчитывались в соответствии с разработанным для всех гражданских и промышленных объектов СНиП II-7-81* (в настоящее время актуализированная редакция СП 14.13330 [2]). В 1984 г. в дополнение к своду правил ЦНИИСК им. Кучеренко разработал и принял рекомендации по расчету инженерного и встроенного технологического оборудования на сейсмические воздействия [11] (в настоящее время данный документ не актуализирован и не используется).

Современное состояние проблемы обеспечения сейсмостойкости строительных конструкций, в том числе, энергетических объектов по различным аспектам достаточно подробно отражено в работах следующих российских авторов: Я.М. Айзенберг [12], А.М. Белостоцкий [13], И.У. Альберт [14], Т.А. Белаш [15,16], В С. Беляев [17,18], А.Н. Бирбраер [1921], И.В. Калиберда [10], В В. Костарев [18,22], А.Е. Саргсян [23], А.Г. Тяпин [24,25], С.Г. Шульман [14], А.М. Уздин [26], А.Ю. Щукин [27]. Среди зарубежных исследователей наибольшее внимание может быть уделено работам группы японских исследователей K. Aida, S. Fujita, K. Minagava, E. Nishida et. al. [28-36], M. Kumar [37], P. Nawrotzki [38,39].

В работах Я.М. Айзенберга, И.У. Альберт, Т.А. Белаш, В.С. Беляева, В.В. Костарева, Ю.Л. Рутмана [40], А.М. Уздина [26], K. Aida, P. Nawrotzki, J.M. Kelly [41,42], A.K. Chopra [43] значительное внимание уделено применению систем сейсмозащиты, снижающих инерционные нагрузки при землетрясении, а также вопросам оптимизации их параметров.

Большинство авторов отмечают, что методы расчета инженерных сооружений (к которым могут быть отнесены каркасы паровых котлов) имеют значительное число специфических особенностей. Анализ исследований показывает, что наиболее сложными вопросами, которые возникают перед инженерами при обосновании сейсмостойкости строительных конструкций, связанных с технологическим оборудованием, являются следующие:

- необходимость учета реальных геометрических параметров оборудования и включения его полноценной или упрощенной модели в расчетную схему;

- влияние оборудования на динамические характеристики строительных конструкций;

- особенности моделирования оборудования и его элементов при расчете строительных конструкций, зданий и сооружений;

- необходимость применения мероприятий по сейсмоизоляции для обеспечения сейсмостойкости;

- определение наиболее оптимальных типов и вариантов размещения сейсмоизолирующих устройств.

Выбору расчетных моделей сооружений и оборудования уделено внимание в работах большинства авторов.

Существует большое число подходов для моделирования строительных сооружений:

- с применением одномерных многомассовых осциллирующих систем с сосредоточенными массами, включающими постоянные и временные статические нагрузки;

- с применением многомассовых разветвленных систем, учитывающих в упрощенном виде конфигурацию сооружения;

- с применением эквивалентных модальных осцилляторов;

- с применением объемных конечно-элементных моделей, максимально подробно отражающих особенности геометрии сооружения и распределения жесткостей и масс.

Вопросы моделирования оборудования являются более сложными.

В ряде исследований [11,21] говорится, что в практике проектирования оценка сейсмических нагрузок на опорные строительные конструкции от некоторых видов оборудования может быть произведена с учетом его существенной схематизации: в виде абсолютно твердого тела, в виде присоединенной массы, в виде балочной конструкции с сосредоточенной нагрузкой, в виде соединенных связями конечной жесткости масс.

С учетом высокого уровня развития вычислительных мощностей и программно-вычислительных средств одним из основных подходов к моделированию оборудования становится уточненное конечно-элементное моделирование, отражающее основные динамические свойства рассматриваемого объекта и удовлетворяющее объему необходимой расчетной проверки. В данном случае оборудование представляется в виде пространственных моделей с заданными жесткостными и инерционными характеристиками, максимально точно воспроизводящими наиболее существенные механические свойства реальной системы. Уровень дискретизации при разбиении системы на конечные элементы должен обеспечивать достаточную точность при расчете прежде всего низших собственных частот и форм колебаний, особенно в диапазоне наибольшей интенсивности спектра сейсмических воздействий. Между узлами оборудования должны быть замоделированы все связи, которые могут иметь жесткостные характеристики, параметры сдвиговой деформации и т.п. Разработка модели оборудования методом конечных элементов не может игнорировать жесткости опорных конструкций и примыкающих элементов (например, трубопроводов). Модель должна иметь массовый момент

инерции и положение центра масс, максимально приближенные к реальному оборудованию. При необходимости учета инерционных характеристик примыкающих элементов они дополнительно включаются в расчетную модель [14,21,23,25,40].

Проведенные натурные и расчетные исследования оборудования [44-46] показывают, что его рассмотрение изолированно от внешних связей и опорных конструкций является недопустимым: имитация граничных условий имеет весьма ограниченную степень достоверности в связи с тем, что она не способна в должной мере отражать реальные характеристики закрепления и его поведения при динамических воздействиях, что приводит к заметным и в ряде случае недопустимым погрешностям в определении собственных частот и декрементов колебаний как самого оборудования, так и сооружения, для которого данные об оборудовании используются в дальнейшем при расчетах.

В исследованиях Бирбраера А.Н. [19-21] и Тяпина А.Г. [24,25], которые проводились для проектируемых и эксплуатируемых объектов атомной отрасли, наиболее широко освещены вопросы учета взаимодействия сооружений с грунтовыми основаниями. Ими отмечается взаимное влияние основания и сооружения на характер движения первого и колебания второго. Авторы приводят методологические подходы к моделированию элементов грунтового основания при осуществлении конечно-элементных расчетов, а также выражения для определения эквивалентных частотно независимых характеристик жесткостей и рассеивания энергии для элементов грунтового основания. Аналогичные сведения приводятся в работах И.У. Альберта и С.Г. Шульмана [14]. В работе Тяпина А.Г. [24] также рассматриваются наиболее современные подходы к оценке взаимодействия грунтового основания и сооружения (в зарубежной практике - SSI), в том числе, с учетом частотно зависимых характеристик основания, которые реализованы в расчетных комплексах LS Dyna и SASSI.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Анущенко Александр Михайлович, 2024 год

Г /

Т /

Г 20 : 25 д 5

] л

Время, с 1 уровень раскрепления

Г

и

» /

20 1 25

у/ 1

ЧА/

Время, с 3 уровня раскрепления Рисунок 5.25 - Изменение усилий в УПЭ во времени (высокочастотное воздействие)

и

е 3 е ем

е р

е

С

0,06 0,03 0

-0,03 -0.06

Время, с 1 уровень раскрепления

и

е 3 е ем

е р

е

с

0,09 0,045 0

-0,.045

-0,09 1-

и

е 3

е ем

е р

е

С

0,2 0,1

0

-0,.1

-0,2

0,.2 0,.1

Время, с 1 уровень раскрепления

25

1

.ЛчЛ 1 Гл Лй /л т ш 1 Ал

05 10 15 20 У 25

е0 ме 0

е р

е

С -0,1 --0,.2

Время, с 3 уровня раскрепления Рисунок 5.27 - Перемещение котла относительно каркаса (высокочастотное воздействие)

к

е р

§ £

6 3 0 -3 -6

Время, с 1 уровень раскрепления

и

е р

§ £

7

3,5 0

-3,5 -7

Таблица 5.3 - Сравнение результатов расчета для трехмассовой модели

Низкочастотное воздействие Высокочастотное воздействие

КЭ-модель 3БОБ АЭБОБ, % КЭ-модель 3БОБ Аэбоб, %

1 уровень раскрепления (уровень центра масс котла)

Усилие в УПЭ, кН

186 176 -5,4 179 173 -3,4

Перемещение верхней отметки каркаса, м

0,092 0,085 -7,2 0,056 0,054 -3,6

Перемещение котла относительно каркаса, м

0,202 0,192 -4,9 0,159 0,170 6,9

Ускорения верхней отметки каркаса, м/с2

6,13 6,35 3,6 4,52 4,90 8,4

3 уровня раскрепления (симметрично относительно центра масс котла)

Усилие в УПЭ, кН

180 173 -3,9 199 181 -9,0

Перемещение верхней отметки каркаса, м

0,068 0,062 -8,8 0,085 0,085 0,0

Перемещение котла относительно каркаса, м

0,179 0,167 -6,4 0,214 0,231 7,9

Ускорения верхней отметки каркаса, м/с2

6,01 5,58 -7,2 6,00 6,44 7,4

По результатам выполненных расчетов могут быть сделаны следующие выводы:

- трехмассовая модель позволяет воспроизвести общую картину (качественный характер) колебаний системы «каркас-котел» при сейсмическом воздействии;

- характер изменений усилий в УПЭ для упрощенной и пространственной моделей имеет высокое качественное и количественное согласование;

- результаты оценки величин перемещений и ответных ускорений верха каркаса -параметров, определяющих общую устойчивость сооружения и величину усилий в конструкциях каркаса имеют хорошее согласование между собой (с несовпадением до 10%).

Учитывая, что для существующих нормативных расчетных методик, представленных в РТМ [77] для систем «каркас-котел» с упругим характером работы элементов и базирующихся на применении линейно-спектральной теории, было установлено несовпадение результатов на уровне 25...30% с результатами экспериментов [57], нелинейная трехмассовая модель может быть рекомендована для предварительной оценки эффективности УПЭ и оптимизации их параметров.

5.4 Выводы по главе 5

1 Предложена аппроксимация системы «каркас-котел» до трехмассового осциллятора, уравнения движения которого включают нелинейный параметр, описывающий гистерезисный характер работы УПЭ согласно модели Боик-Жвп.

2 Разработан алгоритм и написана программа расчета системы нелинейных дифференциальных уравнений движения трехмассового осциллятора в системе МмИСЛО.

3 По результатам серии нелинейных численных расчетов, в том числе, с использованием пространственной конечно-элементной модели, показана возможность применения предложенной трехмассовой нелинейной аналитической модели системы «каркас-котел» для предварительных оценок эффективности проектируемых УПЭ и оптимизации их параметров при решении задач обеспечения сейсмостойкости каркасов подвесных паровых котлов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты, полученные при выполнении работы:

1 Установлено, что при расчете каркасов котлов на сейсмические воздействия необходимо учитывать характер взаимодействия между конструкциями каркаса и котла, т.е. использовать полную динамическую модель системы «каркас-котел».

2 Предложены упругопластические элементы консольного типа в виде сварных балок коробчатого сечения с локализованной зоной пластических деформаций, обеспечивающие безопасные по технологическим соображениям величины взаимных перемещений котла и каркаса, предотвращающие соударение. Их главными достоинствами являются простота изготовления, дешевизна в сравнении со специальными демпфирующими устройствами, широкие возможности варьирования типоразмерами.

3 Разработаны рекомендации по моделированию упругопластических элементов в программных комплексах, реализующих метод конечных элементов. Предложены и верифицированы аналитические зависимости для проектирования упругопластических элементов.

4 Разработан способ определения эквивалентной величины демпфирования в системе «каркас-котел» от сил сухого трения.

5 Рекомендовано применение вязких демпферов для повышения надежности работы конструкций перекрытия каркаса при сейсмическом воздействии.

6 Разработана и численно реализована трехмассовая нелинейная аналитическая модель системы «каркас-котел», в которой поведение упругопластических элементов раскрепления описывается моделью гистерезиса Bouk-Wen.

Словарь терминов

акселерограмма: Зависимость ускорения сейсмических колебаний от времени; аппроксимация: Замена одних математических объектов другими, более простыми с

точки зрения математического описания, позволяющими исследовать качественные свойства и количественные параметры исходного объекта;

вязкое демпфирование: Затухание, при котором демпфирующая сила описывается

функцией объема, формы и скорости твердого тела, проходящего через реальную жидкость с высокой вязкостью; газоплотный экран: Экранная поверхность, состоящая из панелей, изготавливаемых из

плавниковых труб или гладких труб с приваренными к ним ребрами прямоугольного сечения; гистерезис: Явление постоянного поглощения или потери энергии, которое

возникает в течение любого цикла нагружения или разгрузки, когда материал подвергается воздействию повторяющейся нагрузки; демпфер: Устройство, предназначенное для гашения (демпфирования) или

предотвращения колебаний, возникающих в механической системе под действием внешних динамических нагрузок или при их работе; демпфирование: Рассеивание (диссипация) энергии;

конструкционное демпфирование: Способность материала / конструкции к диссипации

колебаний за счет внутренних сил сопротивления; коэффициент пластичности: Отношение величины максимальной упругопластической

деформации к упругой;

модальная масса: Доля массы сооружения, участвующая в динамической реакции по

определенной форме колебаний при заданном направлении сейсмического воздействия в виде смещения основания как абсолютно жесткого тела;

осциллятор: Система тел или масс, взаимосвязанных друг с другом, совершающая

механические колебания; пароперегреватель: Элемент парового котла, предназначенный для повышения

температуры пара выше точки насыщения;

сейсмограмма: Результат записи сейсмических колебаний посредством сейсмографа;

зависимость сейсмических перемещений грунтового основания от времени;

сейсмоизоляция: Методика, согласно которой соответствующие механизмы

устанавливаются на определенном уровне сооружения для разъединения его частей и снижения реакции сооружения и его содержимого в случае землетрясения; сейсмостойкость; сейсмостойкость: Способность сооружений выдерживать воздействие землетрясения без

разрушения или с минимальными повреждениями; система сейсмоизоляции: Совокупность устройств, используемых для обеспечения

сейсмоизоляции;

собственная частота: Частота колебаний механической системы при отсутствии сил

сопротивления в среде;

спектр ответа: Зависимость максимальных ответных ускорений линейного

консервативного осциллятора от частоты при фиксированном значении затухания и при воздействии, заданном в виде акселерограммы; сухое трение: Трение, возникающее при соприкосновении двух твердых тел при

отсутствии между ними жидкой или газообразной среды; упругопластический элемент раскрепления: Устройство, связывающее конструкции каркаса и

котла, предназначенное для снижения амплитуды колебаний подвешенной массы котла за счет диссипации сейсмической энергии в результате упругопластической деформации; эквивалентное демпфирование: Значение вязкого демпфирования, соответствующее

энергии диссипации системы сейсмоизоляции во время циклической реакции при расчетном смещении; экономайзер: Устройство для предварительного подогрева воды, подаваемой в

паровой котел, с помощью тепла уходящих газов; экран котла: Поверхность нагрева, расположенная в топке, служащая для получения

пара из воды, циркулирующей по трубам, защищающая обмуровку котлоагрегата от непосредственного воздействия пламени; элемент раскрепления: Конструктивный элемент, связывающий подсистемы сооружения,

Список литературы

1 Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 №384-ФЗ (с изменениями на 2 июля 2013 года) : [принят Государственной Думой 23 декабря 2009 : одобрена Советом Федерации 25 декабря 2009].

2 СП 14.13330.2018. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. - М.: Стандартинформ, 2018. - 112 с.

3 Корякин, Е.А. Устройство и безопасная эксплуатация паровых котлов с давлением пара до 0.07 МПа и водогрейных котлов с температурой нагрева до 115оС применительно к подразделениям ФСИН России: монография / Е.А. Корякин. - М.: РУСАЙНС, 2018. - 256 с.

4 Липов, Ю.М. Котельные установки и парогенераторы / Ю.М. Липов, Ю.М. Третьяков. -Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004.

5 Сидельковский, Л.Н. Парогенераторы промышленных предприятий / Л.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев. - М.: Энергия, 1978. - 336 с.

6 Яковлев, С.В. Инженерное оборудование зданий и сооружений: энциклопедия / С.В. Яковлев. - М.: Стройиздат, 1994. - 512 с.

7 Номенклатурный каталог. Таганрогский котлостроительный завод «Красный котельщик». 2021. - 109 с.

8 Лелеев, Н.С. Расчет и конструирование каркасов котлоагрегатов / Н.С. Лелеев. - М.: Типография Госэнергоиздата, 1960. - 224 с.

9 Амбриашвили, Ю.К. Динамический расчет специальных инженерных сооружений и конструкций / Ю.К. Амбриашвили, А.И. Ананьин, А.Г. Барченко [и др.]. - М.: Стройиздат, 1986. - 461 с.

10 Калиберда, И.В. Обеспечение сейсмостойкости объектов энергетики / И.В. Калиберда // Безопасность труда в промышленности. - №5. - 2011. - С.26-35.

11 Рекомендации по расчету на сейсмические воздействия инженерного и встроенного технологического оборудования. - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1984. - 12 с.

12 Айзенберг, Я.М. Сейсмостойкие многоэтажные здания с железобетонным каркасом / Я.М. Айзенберг, Э.Н. Кодыш. - М.: Издательство АСВ, 2012. - 264 с.

13 Актуальные проблемы численного моделирования здания, сооружений и комплексов. Том 2. К 25-летию Научно-исследовательского центра СтаДиО: Монография / Под общей редакцией А.М. Белостоцкого и П.А. Акимова. - М.: Издательство АСВ, 2016. - 596 с.

14 Альберт, И.У. Методы оценки надежности систем сейсмоизоляции зданий и сооружений / И.У. Альберт, С.Г. Шульман. - СПб.: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2014. - 432 с.

15 Белаш, Т.А. Нетрадиционные методы повышения сейсмостойкости зданий и сооружений (отечественный и зарубежный опыт) / Т.А. Белаш, В.С. Казарновский // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2010. - № 8 (620). - С. 3-11.

16 Белаш, Т.А. Реализация принципов сейсмоизоляции для эффективной сейсмозащиты нефтегазовых сооружений / Т.А. Белаш, Е.А. Дымов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2021. - №5. - С. 50-63.

17 Беляев, В.С. Сейсмоизоляция АЭС (современное состояние и перспективы развития) / В.С. Беляев, В.В. Костарев, П.С. Васильев // Научно-практическая конференция по сейсмостойкому строительству (с международным участием) НПКСС 2016. Тезисы докладов. -Москва, 2016. - С. 218-221.

18 Беляев, В.С. Современные методы сейсмозащиты, учитывающие пространственный характер сейсмического воздействия / В.С. Беляев, В.В. Костарев, П.С. Васильев [и др.] // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. - 2023. - 4(65). - С. 38-45.

19 Бирбраер А.Н. Методы и результаты расчетов строительных конструкций АЭС на особые динамические воздействия / А.Н. Бирбраер, А.Ю. Роледер, А.И. Блиман, Г.Л. Костров // «Тяжелое машиностроение». - 2008. - № 8. - С. 15-28.

20 Бирбраер, А.Н. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях / А.Н. Бирбраер, С.Г. Шульман. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 304 с.

21 Бирбраер, А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость / А.Н. Бирбраер. - СПб: Наука, 1998. - 255 с.

22 Kostarev, V. An advanced seismic analysis of NPP powerful turbogenerator on isolation pedestal / V. Kostarev, A. Petrenko, P. Vasilyev // Proceedings of 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 18). - 2005. - SMiRT 18-A01-5. - PP.21-31.

23 Саргсян, А.Е. Динамика и сейсмостойкость сооружений атомных станций / А.Е. Саргсян. - Саров: Изд-во РФЯЦ ВНИИЭФ, 2013. - 550 с.

24 Тяпин, А.Г. Расчет сооружений на сейсмические воздействия с учетом взаимодействия с грунтовым основанием / А.Г. Тяпин. - М.: Издательство АСВ, 2013. - 392 с.

25 Тяпин, А.Г. Современные нормативные подходы к расчету ответственных сооружений на сейсмические воздействия / А.Г. Тяпин. - М.: АСВ, 2018. - 518 с.

26 Уздин, А.М. Энергопоглощение в системах сейсмозащиты зданий и сооружений: монография / А.М. Уздин, Т.А. Белаш. - СПб: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2020. - 178 с.

27 Расчет сейсмостойкости энергетического оборудования: сборник научных трудов / под ред. Б.В. Зверькова. - Ленинград: Редакционно-издательский отдел НПО ЦКТИ, 1984 г. - 123 с.

28 Aida, K. Earthquake Load Reduction Effects of Boiler Structures by High Energy Absorbing Seismic Ties / K. Aida, K. Kawate, Y. Hiyoshi, K. Kawamura, S. Fujita // Proceedings of the ASME

2014 Pressure Vessels and Piping Conference. - Volume 8: Seismic Engineering. - USA. - 2014. -V008T08A048.

29 Aida, K. Elasto-Plastic Finite Element Analysis of Long-Lived Seismic Ties for Thermal Power Boiler Structure / K. Aida, K. Morikawa, K. Shimono, M. Kato, K. Morishita, T. Amano // Proceedings of the ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference. Volume 8: Seismic Engineering. - USA. -2017. - V008T08A036.

30 Aida, K. Development of High Energy Absorbing Seismic Tie With I-Sectional Shape for Thermal Power Boiler Structure / K. Aida, K. Kawamura // Proceedings of the ASME 2013 Pressure Vessels & Piping Division Conference. - PVP2013-97457.

31 Aida, K. Proving Tests of Energy Absorbing Seismic Ties for Aseismic Design of Boiler Plant Structures / K. Aida, K. Kawamura, N. Maruyama, K. Suzuki, S. Fujita, T. Chiba // 12th World Conference on Earthquake Engineering. - Paper No. 2588. - 2000. - New Zealand.

32 Aida, K. Research and Development of Viscous Fluid Dampers for Improvement of Seismic Resistance of Thermal Power Plants: Part 5 - Influence of Damper Properties on Lifetime / K. Aida, K. Minagawa, G. Tanaka, S. Fujita // Proceedings of the ASME 2018 Pressure Vessels and Piping Conference. - Volume 8: Seismic Engineering. - Czech Republic. - 2018. - V008T08A036.

33 Minagawa, K. Research and Development of Viscous Fluid Dampers for Improvement of Seismic Resistance of Thermal Power Plants: Part 3 — Evaluation of Vibration Control Performance / K. Minagawa, K. Aida, G. Tanaka, S. Fujita // Proceedings of the ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference. - Volume 8: Seismic Engineering. Waikoloa. - USA. - 2017. - V008T08A014.

34 Minagawa K., Kiyoshi Aida, Satoshi Fujita Research and Development of Viscous Fluid Dampers for Improvement of Seismic Resistance of Thermal Power Plants: Part 8 — Evaluation of Vibration Control Performance Using Experimental Design Method / K. Minagawa, K. Aida, S. Fujita // Proceedings of the ASME 2019 Pressure Vessels & Piping Conference. - PVP2019.

35 Nishida, E. Aseismic optimization of nonlinear joint elements in boiler plant structures based on substructure synthesis method / E. Nishida, K. Suzuki, T. Yasuda, Y. Ohwa // JSME International Journal. Series C. - Vol. 39. No. 1. - 1996. - PP.130-136.

36 Nishida, E. Optimum design of connecting elements in complex structures and its application to seismic design of boiler plant structures / E. Nishida, K. Suzuki, T. Yasuda, Y. Ohwa // Proceedings of the Earthquake Engineering, Tenth World Conference. - Rotterdam. - 1992. - PP.2167-2172.

37 Kumar, R. Behavior of Thermal Power Plant Boiler Support Steel Structure under Seismic Excitations / R. Kumar, C. Umarani //Asian Journal of Engineering and Applied Technology. - Vol.8, No.1. - 2019. - PP.74-80.

38 Nawrotzki, P. Earthquake Protection Strategies for Power Plant Equipment / P. Nawrotzki // Proceedings of the ASME 2009 Power Conference. - USA. - 2009. - PP.273-279.

39 Nawrotzki, P. Structural challenges of power plants in high seismic areas / P. Nawrotzki, D. Siepe // Proceedings of the Second European Conference on earthquake engineering and seismology. -Turkey. - Volume 2. - 2014. - 9 p.

40 Рутман, Ю.Л. Динамика сооружений: сейсмостойкость, сейсмозащита, ветровые нагрузки: монография / Ю.Л. Рутман, Н.В. Островская. - СПб: СПбГАСУ, 2019. - 253 с.

41 Kelly, J.M. Design of seismic isolated structures: from theory to practice / J.M. Kelly, F. Naeim.

- Toronto: John Wiley & Sons, 1999. - 296 p.

42 Kelly, J.M. Earthquake resistant design with rubber / J.M. Kelly. - London: Springer-Verl., 1997.

- 243 p.

43 Chopra, Anil K. Dynamics of structures. Theory and applications to earthquake engineering. Fourth edition / Anil K. Chopra. - USA: Pearson Education, 2012. - 944 p.

44 Казновский, П.С. Нормативное регулирование в области обеспечения сейсмостойкости важных для безопасности систем и элементов энергоблоков АЭС / П.С. Казновский, А.П. Казновский, Э.С. Сааков, С.И. Рясный // Электрические станции. Энергопрогресс. - №9. - 2012.

- С.17-22.

45 Казновский, П.С. Сейсмическая безопасность атомных станций / П.С. Казновский, А.Н. Ананьев, С П. Казновский, В.И. Лебедев. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. - 232 c.

46 Шаблинский, Г.Э. Экспериментальные исследования динамических явлений в строительных конструкциях атомных электростанций / Г.Э. Шаблинский, Д.А. Зубков. - М.: Издательство АСВ, 2009. - 192 с.

47 Barutzki, F. Vibration elimination using viscodamper technology / F. Barutzki, V. Kostarev, D. Pavlov, I. Evzikova // Report 2020:677. - 2020. - 86 p.

48 Todorova, T.B. Seismic qualification of 1000 MW power equipment / T.B. Todorova, G.I. Varbanov, A. Kaneva, V.V. Kostarev, A.M. Berkovsiy // Proceedings of SMIRT 21. - 2011. - Paper ID #612.

49 Vasilyev, P. Methods of calculation of the reactor building with seismic isolation system under dynamic loads / P. Vasilyev // Transactions, SMiRT-22. - 2013.

50 Medel-Vera, C. Seismic protection technology for nuclear power plants: A systematic review / C. Medel-Vera, T. Ji // Journal of Nuclear Science and Technology. - 2015.

51 Politopoulos, I. Floor response spectra of a partially embedded seismically isolated nuclear plant / I. Politopoulos, I. Sergis, F. Wang // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. - 2015. - No.78. -PP.213-217.

52 Петров, В.А. Расчетная оценка сейсмостойкости основных сооружений Абаканской ТЭЦ / В.А. Петров, Б.В. Цейтлин, А.Е. Скворцова // Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева. - Том 241. - 2002. - С. 18-27.

53 Храпков, А.А. Исследование сейсмостойкости зданий и сооружений ТЭС / А.А. Храпков и др. // Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева. - Том 237. - 2000. - С. 3-12.

54 Paolacci, E. Seismic response mitigation of chemical plant components by passive control techniques / F. Paolacci, R. Giannini, M. De Angelis // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. - Volume 26, Issue 5. - 2013. - PP.924-935.

55 Uzunoglu, T. Combined Cycle Power Plant, Ankara, Turkey / T. Uzunoglu, H. Ozdemir //Structural Engineering International. - 2004. - 14:4. - PP.303-305.

56 Отчет по научно-исследовательской работе «Разработка узлов крепления для обеспечения сейсмостойкости котлов подвесного типа» (договор №459-89 от 11.09.89) «Экспериментальное исследование моделей ЭП и определение их технических характеристик. Примеры применения ЭП для обеспечения сейсмостойкости подвесных котлов» (договор №924-88 от 01.12.88) / исполнители: Зверьков Б.В., Гильде Е.Э., Костарев В.В. [и др.] - НПО ЦКТИ, Санкт-Петербург, 1992.

57 Отчет по научно-исследовательской работе «Расчетно-экспериментальное обоснование методики расчета котлов подвесного типа на сейсмостойкость и разработка рекомендаций по расчету сейсмостойкости котлов» Договор №431-89 / исполнители: Зверьков Б.В., Костарев В.В., Щукин А.Ю. - НПО ЦКТИ, Санкт-Петербург, 1992.

58 РТМ 108.031.114-85. Котлы паровые стационарные. Нормы расчета на прочность при сейсмическом воздействии : руководящий технический материал. - Л.: НПО ЦКТИ, 1986. - 55 с.

59 Отчет о НИР «Разработка методики расчета и изготовление образцов для экспериментального определения рабочих характеристик энергопоглотителей (ЭП) паровых стационарных котлов для сейсмических районов» договор Н72-7252 / исполнители: Кандаков Г.П., Востров В.К., Бородин Л.А. - ЦНИИПСК им. Мельникова, Москва, 1991.

60 Muto, K. Earthquake Resistant design of Boiler building of thermal power plant / K. Muto, K. Shibata, T. Tsugawa, K. Yamada // Journal of WCEE, Proceedings of Ninth World Conference on Earthquake Engineering. - Japan. - Vol. 6. - 1988.

61 Chiba, T. Seismic proving test of equipment and structures in thermal conventional power plant / T. Chiba, S. Fujita // Journal of JAEE. - 2004. - 4. - PP.457-464.

62 Tanaka, G. Research and Development of Viscous Fluid Dampers for Improvement of Seismic Resistance of Thermal Power Plants: Part 1 - Fundamental Analysis and Component Test / G. Tanaka, K. Minagawa, K. Aida, S. Fujita // Proceedings of the ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference. - Volume 8: Seismic Engineering. - USA. - 2017. - V008T08A012.

63 Tanaka, G, Research and Development of Viscous Fluid Dampers for Improvement of Seismic Resistance of Thermal Power Plants: Part 4 - Experimental Study on Environmental Applicability and Durability of Damper / G. Tanaka, K. Minagawa, K. Aida, S. Fujita // Proceedings of the ASME 2018

Pressure Vessels and Piping Conference. - Volume 8: Seismic Engineering. - Czech Republic. - 2018.

- V008T08A040.

64 Shiomi, K. Seismic Performance Evaluation for Steel-Frame-Structure Considering Member Fracture / K. Shiomi // Proceedings of the ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference. -Volume 8: Seismic Engineering. - USA. - 2017. - V008T08A006.

65 Harikrishna, T. Static and Dynamic Analysis of Boiler Supporting Structure Designed Using Concrete Filled Square Steel Tubular Columns and Comparison with Structural Steel Columns / T. Harikrishna, M. Penchal Reddy, K. Baskar //International Journal of Science and Research (IJSR). -Volume 3. Issue 8. - 2014. - PP.1254-1259.

66 Konjatic, P. Seismic action influence on the pressure parts of the watertube steam boiler construction / P. Konjatic, S. Dautovic, Z. Ostojic, J. Sertic //Machines. Technologies. Materials. - Vol. 13, Issue 5. - 2019. - PP.210-213.

67 Huanqin, L. Displacement Control Technology on High-rise Steel Structure about Main Power House of Thermal Power Plant / L. Huanqin, L. Weibin, M. Kang //Advanced Materials Research. -Volumes 919-921. - 2014. - PP.72-78.

68 Cruz, E. Evaluation of a Simplified Analysis Model for the Earthquake Response of a Coal Fired Boiler and its Steel Support Structure / E. Cruz, R. Garcia, G. Vera, D. Valdivia // Journal of WCEE, The 14th World Conference on Earthquake Engineering. - China. - 2008.

69 СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.0785*. - М.: Стандартинформ, 2018. - 74 с.

70 СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.

- М.: Стандартинформ, 2017. - 140 с.

71 СП 294.1325800.2017. Конструкции стальные. Правила проектирования. - М.: Минстрой России, 2017. - 158 с.

72 СП 43.13330.2012. Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85. - М.: ФАУ ФЦС, 2011. - 102 с.

73 СП 89.13330.2016. Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76. -М.: Стандартинформ, 2017. - 74 с.

74 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением». Серия 20. Выпуск 16. - М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2015. - 254 с.

75 Эксплуатация объектов котлонадзора. Справочник. - М.: НПО ОБТ, 1996.

76 РТМ 108.031.115-88. Котлы паровые стационарные. Расчет на прочность и рекомендации по проектированию подвесок

77 РТМ 108.031.09-83 Каркасы стальные паровых стационарных котлов. Нормы расчета : руководящий технический материал. - Л.: НПО ЦКТИ, 1984. - 52 с.

78 РД 24.031.15-88. Проектирование стальных конструкций стационарных котлов. Методические указания : руководящий документ по стандартизации. - Л.: НПО ЦКТИ. 1990. -78 с.

79 ГОСТ 33963-2016 Котлы стационарные. Расчеты на сейсмическое и ветровое воздействия : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. № 126-ст : введен впервые / разработан ТК 244 «Оборудование энергетическое стационарное» и ОАО ТКЗ «Красный котельщик». - М.: Стандартинформ, 2017. - 12 с.

80 ГОСТ 33960-2016 Котлы стационарные паровые. Стальные конструкции. Нормы нагрузок на каркасы : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. № 123-ст : введен впервые / разработан ТК 244 «Оборудование энергетическое стационарное» и ОАО ТКЗ «Красный котельщик». - М.: Стандартинформ, 2017.

81 ГОСТ Р 56204-2014. Котлы стационарные. Стальные конструкции. Общие технические условия : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 06 ноября 2014 г. № 1485-ст : введен впервые / разработан ОАО ТКЗ «Красный котельщик» и ОАО «НПО ЦКТИ». - М.: Стандартинформ, 2015. - 24 с. Текст: непосредственный.

82 Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98). Серия 20. Выпуск 4 / Колл. авт. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2010. - 344 с.

83 НП-031-01. Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций : федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии : утверждены постановлением Госатомнадзора России от 19 октября 2001 г. №9. - М.: НТЦ ЯРБ, 2001. - 49 с.

84 Deng, F. Seismic Analysis of Boiler Steel Frame / F. Deng, H. Yang. - 978-1-4244-7739-5/10/$26.00 ©2010 IEEE

85 Перельмутер, А.М. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. - М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2020. - 736 с.

86 Описание изобретения к авторскому свидетельству. Подвесная система котла: патент. SU 1 755 002 A1. Гатицкий Е.А., Коляндра И.К. 1992.

87 СТО ЦКТИ 100-2010 Опорно-подвесная система трубопроводов тепловых станций. Требования к конструкции, расчету на прочность, изготовлению, монтажу и эксплуатации. Санкт-Петербург, 2010. - 54 с.

88 ГОСТ 3057-90. Пружины тарельчатые. Общие технические условия : межгосударственный стандарт : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 25.07.90 № 2266: дата введения 01.07.91. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 37 с.

89 ОСТ 108.764.01-80. Пружины винтовые цилиндрические для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС : отраслевой стандарт. 1980. - 11 с.

90 Гольберг, А.И. Расчет и проектирование цельно-сварных экранов котельных агрегатов / А.И. Гольберг, В С. Корякин, С.И. Мочан. - Л.: Энергия, 1975. - 272 с.

91 Методическое пособие «Бетонные и железобетонные конструкции. Нелинейные расчеты при проектировании». - М.: ФАУ ФЦС, 2017. - 107 с.

92 Фиалко, С.Ю. Применение метода конечных элементов к анализу прочности и несущей способности тонкостенных железобетонных конструкций с учетом физической нелинейности / С.Ю. Фиалко. - М.: Издательство АСВ, 2018.

93 Фиалко, С.Ю. Прямые методы решения систем линейных уравнений в современных МКЭ-комплексах / С.Ю. Фиалко. - М.: Издательство АСВ, 2009. - 160 с.

94 Анущенко, А.М. Влияние сухого трения в контактах элементов системы «каркас-котел» на динамическую реакцию конструкций при сейсмическом воздействии / А.М. Анущенко // Приволжский научный журнал. - 2023. - №4. - С.19-23.

95 Анущенко, А.М. Инженерный подход к оценке сейсмостойкости систем «каркас - котел» с применением пассивной сейсмозащиты при контрольном землетрясении / А.М. Анущенко, А.В. Кульцеп, А.Ю. Щукин // Приволжский научный журнал. - 2023. - №1. - С.21-27.

96 Анущенко, А.М. Проблемы и особенности расчетов металлических каркасов подвесных котлов ТЭС на сейсмические воздействия / А.М. Анущенко // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2023. - №5. - C.53-73.

97 Skinner, R.I. Hysteretic dampers for the protection of structures from earthquakes / R.I. Skinner, R.G. Tyler, A.J. Heine and W.H. Robinson // Bulletin of The New Zealand National Society for Earthquake Engineering. - Vol. 13. N.1. - 1980. - PP.22-36.

98 Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин: справочник / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

99 Тимошенко, С.П. Сопротивление материалов. Том 1. Элементарная теория и задачи / С.П. Тимошено. - М.: Издательство «Наука», 1965. - 364 с.

100 Тимошенко, С.П. Сопротивление материалов. Том 2. Более сложные вопросы теории и задачи / С.П. Тимошенко. - М.: Издательство «Наука», 1965. - 481 с.

101 Фёдорова, Н.Н. Основы работы в ANSYS 17 / Н.Н. Фёдорова, С.А. Вальгер, М.Н. Данилов, Ю.В. Захарова. - М.: ДМК Пресс, 2017. - 210 с.

102 Ferri, A. Friction Damping and Isolation Systems / A. Ferri // ASME. J. Vib. Acoust. - 1995. - 117(B). - PP.196-206.

103 ASCE 4-16 Seismic analysis of safety-related nuclear structures.

104 Nazal, J. Seismic Behaviour of Guided Supports of Steam Generator Boilers and Design Using Energy Dissipators / J. Nazal, A. Mora // Proceedings of The 17th World Conference on Earthquake Engineering.

105 Jangid, R. Base Isolation for Seismic Retrofitting of Structures / R. Jangid // Practice Periodical on Structural Design and Construction. - 10.1061/(ASCE)1084-0680(2008)13:4(175).

106 Subramanian, K.V. Evolution of seismic design of structures, systems and components of nuclear power plants / K.V. Subramanian // Journal of Earthquake Technology. - Paper no. 512, vol. 47, no. 2-4. - 2010. - PP.87-108.

107 Datta, T.K. Seismic analysis of structures / T.K. Datta. - Singapore: John Wiley and Sons (Asia) Pte Ltd, 2010. - 454 p.

108 Магнус, К. Колебания: Введение в исследование колебательных систем. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982.- 304 с.

109 Яковкин, В.Н. Численное и экспериментальное моделирование резонансных колебаний деталей ГТД с демпферами сухого трения : дис. на соискание уч. степ. к.т.н. / В.Н. Яковкин; АО «Объединенная двигателестроительная корпорация - Авиадвигатель», ФГАОУ ВО ПНИПУ. -Пермь, 2023. - 144 с.

110 Пособие по проектированию зданий с системами сейсмоизоляции и системами динамического регулирования сейсмической реакции. - М.: ФАУ ФЦС, 2020. - 77 с.

111 Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний / В.Л. Бидерман. - М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

112 Нихамкин, М.Ш. Моделирование колебаний осциллятора с сухим трением / М.Ш. Нихамкин, Л.В. Воронов, Н А. Саженков [и др.] // Вестник ПНИПУ. - 2012. - №2. - С.128-139.

113 Тимошенко, С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер: пер. с англ. канд. физ.-мат. наук Л. Г. Корнейчука // под редакцией чл.-корр. АН СССР Э.И. Григолюка. - М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.

114 Pust, L. Various types of dry friction characteristics for vibration damping / L. Pust // Engineering MECHANICS. - Vol. 18, 2011, No. 3/4. -PP.203-224.

115 Beucke, K.E. A friction damped base isolation system with fail-safe characteristics / K.E. Beucke, J.M. Kelly // Earthquake Engineering and Structural Dynamics. - Vol. 11. - 1983. - PP. 392402.

117 ГОСТ Р 57364-2016 / EN 15129:2010. Устройства антисейсмические. Правила проектирования (EN 15129:2010, Anti-seismic devices, IDT) : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по технческому регулированию и метрологии от 20 декабря 2016 г. № 2048-ст : подготовлен АО НИЦ «Строительство», ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Москва: Стандартинформ. 2017. - 133 с. Текст: непосредственный.

118 Алексеев, В.Н. Использование технологии высоковязкого демпфера для повышения динамической надежности трубопроводов / В.Н. Алексеев, А.М. Берковский, П.С. Васильев [и др. ] // Тяжелое машиностроение. - №8 - 2000.

119 Киричок, В.В. Особенности использования высоковязких демпферов для повышения сейсмостойкости высокотмпературных фильтров АЭС с реакторами ВВЭР-1000 / В.В. Киричок, А.А. Переичай, В.М. Тороп // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2016. -№4. - С.52-55.

120 Masopust, G. GERB Viscous dampers in applications for pipelines and other components in Czechoslovak nuclear power plants / G. Masopust, J. Hueffmann, J. Podrouzek // ASME PVP-Vol.237-2, Seismic Engineering. - 1999. - PP.17-22.

121 Бондарев, Д.Е. Стеновой демпфер «WD CVS» как эффективное средство повышения сейсмостойкости каркасных металлических зданий // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2023. - №5. - С. 74-90.

122 Бабский, А.Е. Выбор параметров пружинно-демпферной изоляции здания турбины с виброизолированным фундаментом турбоагрегата в составе / А.Е. Бабский, В.В. Лалин, В.А. Тарасов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2022. - №6. - С. 53-68.

123 ТУ 4192-001-20503039-01. Вязкоупругие демпферы серии ВД. Технические условия: разработано ООО «ЦВС» : одобрено Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. - СПб.: ООО «ЦВС», 2009. - 66 с.

124 Абрамович, С.Ф. Динамическая прочность судового оборудования / С.Ф. Абрамович, Ю.С. Крючков - Л.: Издательство «Судостроение», 1967. - 511 с.

125 Рекомендации по расчету сооружений с подвешенными массами на сейсмические воздействия - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1989. - 184 с.

126 Данилин, А.Н. Модель гистерезиса энергорассеяния при колебаниях механических систем / А.Н. Данилин, Е.Л. Кузнецова, Л.Н. Рабинский // Вестник ПНИПУ. Механика. - №4. -2014. - С.45-66.

127 Solovyov, A.M. Bouc-Wen model of hysteretic damping / A.M. Solovyov, M.E. Semenov, P.A. Meleshenko, A.I. Barsukov // Procedia Engineering. - Volume 201. - 2017. - PP.549-555.

128 Mayergoyz, I. Mathematical models of hysteresis / I. Mayergoyz // IEEE Transactions on Magnetics. - Vol. 22, no. 5. - 1986. - PP.603-608.

129 Yu, Y. Comparative Investigation of Phenomenological Modeling for Hysteresis Responses of Magnetorheological Elastomer Devices / Y. Yu, J. Li, Y. Li, S. Li, H. Li, W. Wang // International Journal of Molecular Sciences. - 2019. - 20(13):3216.

130 Bouc, R. Forced vibrations of mechanical systems with hysteresis / R. Bouc // Proceedings of the 4th Conference on Nonlinear Oscillations. - Prague. - 1967.

131 Wen, Y.K. Method of random vibration of hysteretic systems / Y.K. Wen // ASCE J. Eng. Mech. - 102(2). - 1976. - PP.249-263.

132 Grimmer, M. Analysis of Hysteretic Systems: Preisach Formalism and Bouk-Wen Modeling / M. Grimmer // A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree Master of Science. - Texas. - 2017. - 91 p.

133 Maldonado, G.O. Stochastic response of single degree of freedom hysteretic oscillators. Technical Report of Research Supported by The National Science Foundation Under Grant Number CEE-8412830 / G.O. Maldonado, M P. Singh, F.Casciati, L. Faravelli // Department of Engineering Science and Mechanics Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg. - VA 24061. -1987. - 85 p.

134 Noori, M. Random Vibration of Degrading Systems with General Hysteretic Behavior: Doctoral dissertation / M. Noori // University of Virginia. - 1984. - 206 p.

135 Aristotelis, E. Parameters of bouc-wen hysteretic model / E. Aristotelis, L. Charalampakis // Proceedings of The 9th HSTAM International Congress on Mechanics Limassol. - 2010.

136 Ma, F. Parameter Analysis of the Differential Model of Hysteresis / F. Ma, H. Zhang, A. Bockstedte, G.C. Foliente, P. Paevere // ASME. J. Appl. Mech. - 2004. - 71(3). - PP.342-349.

137 Boccamazzo, A. Hysteretic Tuned Mass Dampers for Seismic Protection / A. Boccamazzo, B. Carboni, G. Quaranta, W. Lacarbonara // REC 2021. - PP.495-509.

138 Casini, P. Nonlinear resonances of hysteretic oscillators / P. Casini, F. Vestroni // Acta Mech 229. - 2018. - PP.939-952.

139 Данилин, А.Н. О модификации модели Бук-Вена для описания гистерезиса нестационарных процессов / А.Н. Данилин, Е.Л. Кузнецова, Н.Н. Курдюмов [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2016. - № 4. - С.187-199.

140 Harvey, P.S. Truly isotropic biaxial hysteresis with arbitrary knee sharpness / P. Scott Harvey, Jr. and Henri P. Gavin // Earthquake Engineering & Structural Dynamics. - 2014. - 43:2051-2057.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт о применении результатов диссертационной работы