Delist.ru

Исследование сейсмостойкости сооружений с повышенным демпфированием (16.11.2010)

Автор: Пэн Джэньхуа

3-й этаж 5.36 1/500 3.726 937.36

2-й этаж 6.12 1/500 4.063 1184.0

1-й этаж 6.83 3/1250 3.809 1465.0

Подвал 7.43 13/5000 2.416 1844.0

Параметры колебаний каркасно-панельного здания

Таблица 2.

5-й этаж 0.5 1/10000 8.725 566.5

4-й этаж 1.15 1/2500 7.87 1212.0

3-й этаж 1.74 3/5000 5.726 1755.0

2-й этаж 2.22 7/1000 4.868 2134.0

1-й этаж 2.59 1/1000 2.984 2469.0

Подвал 2.83 1/1000 2.416 2714.0

Результаты исследования параметры колебаний здания с диафрагмами сухого трения на всех этажах приведены в табл. 3

Параметры колебаний каркасного здания с диафрагмами сухого трения на всех этажах.

Таблица 3.

5-й этаж 2.68 1/1000 0.993 95.82

4-й этаж 5.64 1/500 1.497 169.3

3-й этаж 6.47 1/500 1.754 272.6

2-й этаж 7.48 1/500 1.732 388.6

1-й этаж 8.60 3/1000 2.013 507.9

Подвал 8.98 2/625 2.416 721.8

Наряду с диафрагмами сухого трения были исследованы также и сейсмоизолирующие системы, приведенные на рис. 2. Эти устройства (пружины; пружины+вязкие демпферы; скользящие элементы сухого трения; резинометаллические опоры.) встраиваются между фундаментной плитой и верхней частью здания. Предполагается, что фундаментная плита колеблется совместно с грунтом основания. Такое допущение сделано для того, чтобы исключить влияние грунта на «чистоту» определения эффективности сейсмоизоляции. В качестве входного воздействия была принята акселерограмма Эль-Центро (1940 г.).

Рис. 2 Исследуемые системы сейсмоизоляции:

а) сейсмоизолируемое здание,

б) пружинные демпферы,

в) резинометаллические опоры,

г) элементы сухого трения

Результаты сравнения приведены в таблице 4.

Результаты расчета различных систем сейсмозащиты

Максимальные величины фактора Система без сейсмоизоляции Пружинные

(рис. 2б) Резиноме-

, кН 2714 1724 1884 1895 721

Ускорение, м/с2 8.73 3.5 4.1 5.8 2.4

В работе рассмотрены также большепролетные сооружения.

Особенностью большепролетных сооружений, делающих их уязвимыми при сейсмических воздействиях являются низкие собственные частоты конструкций, лежащие в диапазоне от 0.5 до 5.0 Герц. Эти частоты близки к доминирующим частотам при сейсмических воздействиях.

Другой особенностью большепролетных сооружений является их протяжённость, поэтому необходимо учитывать многоточечное опирание конструкции на основание.

Для предотвращения последствий сильных землетрясений и для обеспечения «живучести» конструкций таких сооружений должны иметь способность рассеивать энергию при колебаниях вследствие присущего внутреннего конструкционного трения в материале, из которого они изготовлены, или неупругих деформаций. Проблемы рассеяния энергии особенно важны для сооружений с большими пролётами, т.к. они обладают слабыми демпфирующими свойствами, как правило, демпфирование составляет менее 5% от критического.

При определении собственных частот и анализе взаимодействия грунта с сооружениями, существуют неопределённости, которые нужно учитывать при расчёте максимальных реакций. В практике сейсмических расчётов сооружений существуют два метода учёта неопределённостей: метод расширения пиков спектров и метод смещения пиков спектров ответов. В настоящей работе для учёта неопределённостей предлагается использовать сглаженные спектры.

Динамический метод расчёта зданий и сооружений во времени. В настоящее время при расчёте зданий на сейсмические воздействия используется следующая методика. Уравнение движения представляется в матричной форме следующим образом:

- матрица демпфирования (n(n);

загрузка...