= вектор столбец относительных смещений (n(1); s - число опор; ns - общее число опор;

- ускорение опоры s.

Можно решать уравнение разными методами, например метод прямого интегрирования или с помощью метода модальной суперпозиции.

Для каждой формы колебания дифференциальное уравнение можно записать в

- коэффициент демпфирования для j – той формы колебаний, выраженный как часть критического демпфирования. (j - круговая частота j – той формы колебания системы (rad/s); (sj = {(j}T[M]{Ubs}, коэффициент участия опоры s, в j-той форме собственных колебаний.

Воздействие землетрясений на конструкцию можно существенно уменьшить, применив для этой цели специальные сейсмоизолирующие опорные части и поглотители энергии.

На первом предварительном этапе подбора и проектирования виброизолирующих опорных частей в Нормах многих стран допускается использование упрощённых моделей.

Наиболее приемлемым способов защиты от сейсмических воздействий является установка специальных опорных частей и демпфирующих устройств. Наиболее удобным методом для выбора, расчёта и конструирования сейсмоизолирующих устройств является метод с использованием спектров ответов.

Для расчётов используются сглаженные спектры ответов, полученные в результате усреднения спектров ответов нескольких сильных землетрясений. Анализ спектров ответов показывает, что, изменяя собственную частоту колебаний и демпфирование системы, можно существенно уменьшить реакцию сооружения на сейсмическое воздействие.

Установка достаточно упругих опорных частей взамен обычных позволяет увеличить период собственных колебаний от 1 с до 3-5 секунд. Это в свою очередь может уменьшить динамический коэффициент в 3-8 раз по сравнению с большепролетных сооружений с обычными опорными частями. Демпфирующие устройства также являются необходимыми элементами сейсмоизоляции.

При выборе параметров сейсмоизолирующих устройств для большепролетных сооружений на предварительном этапе можно использовать упрощённые расчётные схемы зданий: системы с одной степенью свободы. Дифференциальное уравнение колебаний при воздействии землетрясений в таком случае имеет вид:

можно представить в виде:

При использовании более сложных расчётных для расчёта большепролетных сооружений – систем с большим числом степеней свободы принципы расчёта остаются прежними. В этих случаях упругие и вязкие элементы, установленные в точках конструкции, учитываются коэффициентом участия формы колебаний.

Таким образом, схемы сооружений с дополнительным модальным демпфированием дают возможность применить для расчёта хорошо разработанные методы линейного анализа во временной области с использованием синтезированных акселерограммы или спектральным методом с использованием спектров ответов.

Наиболее часто используемых в большепролетных сооружениях типов опорных

-Эластомерные (резинометаллические) опорные части

-Фрикционные маятниковые сейсмоизолирующие опорные части.

-Фрикционные скользящие сейсмоизолирующие опорные части.

Материалы 5 главы предлагается после некоторой доработки включить в Нормы расчёта на сейсмостойкость транспортных сооружений Китайской Народной Республики.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполнен анализ и сравнение российских и зарубежных, в т. ч. сирийских, Нормативных документов, используемых при расчёте сооружений на сейсмические воздействия;

2. Анализ состояния нормативной документации Китайской Народной Республики по расчёту зданий и сооружений на сейсмические воздействия и сравнениё её с современными нормами и стандартами технически развитых стран показал, что необходима разработка новых Норм, учитывающих современные достижения сейсмологии и строительной механики.

3. Составлены программы и выполнена серия расчетов систем, оснащенных элементами активной сейсмозащиты, в системах компьютерной математики Mathcad и Matlab.

4. Проведено сравнение различных систем сейсмозащиты. Практически все системы с демпфированием показывают значительное снижение сейсмической нагрузки на верхнее строение. Применение только упругих элементов с целью разведения спектров воздействия и сооружения может иметь негативное последствие.

5. В настоящее время наиболее эффективными системами признаны демпферы вязкого трения и резинометаллические опоры. Недостатками этих систем является весьма кропотливый подбор параметров на стадии проектирования и недостаточное снижение ускорений и поперечных сил по сравнению с диафрагмами сухого трения.

6. В настоящей работе установлено, что системы с диафрагмами сухого трения значительно (в 2-2.5 раза) снижают ускорения и сейсмические силы в сооружении. Однако, исследования в этом направлении, с нашей точки зрения, должны быть продолжены с целью их внедрения в проектную

4. Для задания исходной сейсмологической информации предложен метод построения сглаженных спектров ответов, учитывающий локальные геологические условия площадки строительства.

5. Выполнены расчёты сейсмоизолирующих устройств большепролетных сооружений с использованием концепции спектров ответов.

6. Разработаны предложения по структуре и содержанию строительных норм и правил в сейсмических районах Китайской Народной Республики.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих

Публикации в изданиях, рекомендованными ВАК РФ.

1. G.A. Dzhinchvelashvili, O.V. Mkrtychev, Peng Zhenhua. Estimation Reliability of Systems with Active seism Protection // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering//, Vol. 2, Issue 1, 2007, pp. 25 – 29.

2. Джинчвелашвили Г.А., Мкртычев О.В., Пэн Дженьхуа. Оценка надежности систем с повышенным демпфированием // Строительная механика и расчет сооружений//, № 3, 2008, с. 10 – 15.