Delist.ru

Исследование сейсмостойкости сооружений с повышенным демпфированием (16.11.2010)

Автор: Пэн Джэньхуа

предложен метод построения сглаженных спектров ответов для упругих систем, учитывающий локальные геологические условия площадки строительства;

выполнен расчёт сейсмоизолирующих устройств зданий и сооружений с использованием концепции спектров ответов.

Практическая ценность:

разработаны предложения по структуре и содержанию строительных норм и правил «Строительство в сейсмических районах Китайской Народной Республики»;

подготовлен проект главы «Расчёт зданий и сооружений, оснащенных сейсмоизолирующими устройствами на сейсмостойкость» для Норм «Строительство в сейсмических районах Китайской Народной Республики».

Апробация работы: основные научные результаты докладывались на 14 Всемирной конференции по сейсмостойкому строительству (14WCEE) в Пекине (КНР), 14 октября 2008 г. и на научном семинаре в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко 21 марта 2009 г.

Объём и структура диссертации: диссертации состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 170 страниц машинописного текста, 35 иллюстраций, 6 таблиц, 1 приложение, списка литературы из 111 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В ведении показана актуальность исследования, цели, объект, предмет, методы исследования, задачи, научная новизна и практическая ценность

В первой главе приведен обзор, анализ и сравнение Нормативных документов разных стран, регламентирующих расчёты и проектирование сооружений в сейсмически активных районах.

Сейсмические нормативные документы, устанавливают минимум требований, для проектирования и строительства сооружений в районах с повышенной сейсмической активностью, основной целью которых является предотвращение разрушений конструкций при воздействии расчётного землетрясения.

Основные положения современных нормативных документов, регламентирующих проектирование сооружений для сейсмоопасных районов.

Задание исходной сейсмической информации. Наиболее широко используемой и общепринятой практически во всех Нормах является концепция спектров ответов. Кроме спектров ответов сейсмические воздействия могут быть представлены в виде одной или набора акселерограмм, совместимых с расчётным спектром ответов.

Для расчёта зданий и сооружений, чувствительных к длиннопериодным воздействиям, с плотным расположением собственных частот в низкочастотным диапазоне, к задаваемым спектрам ответов и акселерограммам предъявляются особые требования. В области низких частот, спектры ответов для таких сооружений должны быть определены с малым шагом дискретизации по частоте (не более 0.05 Гц).

Моделирование и методы расчёта сооружений. Во многих Нормах существует разделы «моделирование, методы расчёта», в которых излагаются принципы построения моделей конструкций и возможные методы расчёта, содержатся данные о свойствах конструкционных материалов: модули упругости, коэффициенты Пуассона, коэффициенты демпфирования.

Моделирование и расчёт взаимодействия сооружений с основанием. Во многих Нормах приводятся подробные рекомендации для учёта эффектов взаимодействия сооружения с основанием для всех конструкций.

Двухуровневое проектирование сейсмостойких конструкций. Категории сейсмостойкости. Важное положение, которое получило распространение в последнее время в Нормах различных стран, является переход на двухуровневое проектирование сейсмостойких конструкций. Уровень колебаний землетрясения первого типа, на которые должны рассчитываться сооружения, не может быть превышен за время эксплуатации сооружения. Уровень землетрясения второго типа, на которое также должны рассчитываться сооружения, значительно выше первого. Это землетрясение, которое происходит значительно реже землетрясения первого уровня и может обладать большой разрушительной силой. Тем не менее, сооружения должны быть рассчитаны так, чтобы даже при таком сейсмическом воздействии не произошло разрушение основных несущих конструкций.

Сравнение современных сейсмических нормативных документов

Задание исходной сейсмической информации. В Европейских нормах EC8 первому уровню соответствуют умеренные землетрясения с 10% вероятностью не превышения в течение 10 лет с повторяемостью один раз в 95 лет.

В Японских нормах BCJ первому уровню соответствуют землетрясения с 50% вероятностью не превышения в течение 30 лет с повторяемостью один раз в течение 43 лет.

Второму уровню в Нормах EC8, и BCJ соответствует сильные землетрясения с 10% вероятностью не превышения в течение 50 лет или с периодом повторяемости 475 лет.

при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно. Средняя повторяемость землетрясений один раз за 100, 1000 и 10000 лет

. Этот параметр определяется для слоёв грунта, расположенных до глубины 30м от уровня основания по следующей формуле:

скорость распространения волн сдвига в этом слои.

В Японских нормах BCJ, грунты разделяются на три типа. Классификация ведётся по базовому периоду колебаний грунта основания, который определяется по формуле:

скорость распространения волн сдвига в этом слои.

Согласно Российским нормам СНиП II-7-81* грунты по сейсмическим свойствам делятся на три категории. В международных строительных нормах СНГ. «Строительство в сейсмических районах (проект)» 2001 г. к трём типам грунта добавляется IV тип. В этой классификации не учитываются в явном виде ни скорость распространения волн, ни число, ни мощность, ни глубина слоев грунта.

В Американских нормах (NEHRP-1997, UBC-1997 и IBC-2000), классификация грунтов ведётся по скоростям распространения волн сдвига. В этих нормах грунты подразделяются на 6 типов.

в зависимости от скоростей волн сдвига. При этом принимаются в расчёт слои грунта до глубины 30,5 м.

Спектры ответов. Практически во всех Нормах разных стран спектры ответов строятся в виде семейства кривых, в зависимости от периода колебаний осциллятора для разных типов грунтов. По оси ординат откладывается ускорение, отнесённое к ускорению свободного падения, по оси абсцисс периоды колебаний.

В российских нормах сейсмических нормах вместо понятия «спектр ответов» используется понятие «динамический коэффициент». В нормативных документах, регламентирующие расчёты атомных станций, используется концепция спектров ответов.

В нормах КНР, для построения спектров ответов для упругих систем используется только два параметра, зависящие от типа грунтов.

Определение усилий в элементах конструкций от сейсмических воздействий

Практически во всех Нормах для определения усилий от сейсмических воздействий рекомендуется использовать следующие методы:

- пошаговый динамический метод расчёта во времени,

- метод спектров ответа с разложением колебаний по собственным формам,

- метод комплексных спектров ответа (метод передаточных функций),

- упрощённый эквивалентный статический метод.

Во второй главе рассматриваются вопросы, связанные с заданием исходной сейсмической информации.

При расчёте сооружений на сейсмические воздействия особый интерес представляют следующие параметры движения грунта:

загрузка...