Детерминированный анализ металлических каркасов
Введение
Основные этапы развития моделей нелинейных систем
Методы решения уравнений движения
Моделирование нелинейной работы элементов конструкций
Методы определения напряжений и деформаций упругопластического тела
Основные направления исследований нелинейных систем
Вывод уравнений движения для нелинейной системы
Формирование матрицы масс
Формирование матрицы коэффициентов затухания
Задание динамической нагрузки
Формирование расчетных динамических моделей
Сокращение несущественных степеней свободы
Сокращение поступательных степеней свободы
Моделирование грунтового основания
Расчетные модели сейсмоизолированных систем
Расчетная модель составного металлического стержня
Основные положения теории пластичности
Функция упрочнения
Определение жесткостных характеристик
Определение модуля упругости замещающей системы
Критерии разрушения
Общая схема решения
Наборы элементов
Используемые алгоритмы
Жесткость элемента в упругой линейной постановке
Построение матриц жесткости стержня в упругой стадии работы
Учет геометрической нелинейности
Алгоритм расчета стержневой системы на статические нагрузки
Алгоритм детерминированного динамического анализа
Определение оптимального количества конечных элементов
Верификация программы в упругой стадии
Верификация блока определения усилий и перемещений
Верификация блока динамики
Исследования трубчатых образцов
Балка-стенка в условиях чистого изгиба
Экспериментальные исследования фрагментов стальной рамы
Сравнение с методикой А. В. Геммерлинга
Двухмассовая система виброизолированного объекта
Соударение двух зданий
Расчет двухярусной стальной рамы на сейсмические нагрузки
Исследование стальной рамы на воздействие одиночного импульса
Девятиэтажное панельное здание
Исследование стальной рамы на одиночный импульс
Реакция каркаса под вибростол в переходном режиме
Исследование влияния продольного изгиба стоек
Двухмассовая система
Десятиэтажное рамно-связевое здание
Исследование системы железобетонный каркас
Здание с гибким нижним этажом
Жесткое здание с гибкими этажами
Пространственный стальной каркас3
Численное исследование элементов сейсмоизоляции
Сейсмоизоляция с сухим трением
Сейсмоизоляция с демпферами вязкого трения
Заключение

Детерминированный анализ металлических каркасов

Формирование расчетных динамических моделей

Современные ЭВМ и методы динамического расчета позволяют решить полную проблему собственных чисел и векторов для систем с числом степеней свободы, равным нескольким тысячам. В то же время для динамического анализа достаточно, как правило, не более десяти форм колебаний. Это положение связано с тем, что в расчетах строительных конструкций используется метод сложения форм колебаний, а для представления динамических сил достаточно нескольких низших форм колебаний. В детерминированном методе расчета величина шага интегрирования существенно зависит от наименьшего периода колебаний системы, поэтому также необходимо сократить количество форм, участвующих в расчете. Это означает, что необходимо построить расчетную динамическую модель (РДМ), в которой исключены несущественные степени свободы. В динамических моделях первого поколения расчетная статическая модель (РСМ) и РДМ принимались эквивалентными. В моделях следующих поколений, требующих более подробного определения усилий и напряжений в элементах конструкций, РСМ принимается более детальной, в ней учитываются все степени свободы. Для того чтобы динамический анализ выполнялся эффективно, необходимо сначала разработать детальную РСМ для анализа статических напряжений, а затем существенно сократить число степеней свободы перед выполнением динамического анализа.

Существуют два общих принципа для сокращения динамических степеней свободы. Первый из них основан на допущении, что инерционные силы определяются только ограниченным количеством выбранных степеней свободы РСМ. Остальные степени свободы не включаются в динамическую модель и могут быть исключены из системы (например, углы поворота дискретных масс). Во втором подходе число степеней свободы ограничивается исходя из предположения, что перемещения сооружения связаны определенными соотношениями и амплитуды принимаются в качестве обобщенных координат при динамическом анализе.

По существу, эти два подхода определяют два этапа построения динамической модели. На первом этапе исключаются несущественные степени свободы, с которыми связано небольшое количество кинетической энергии. Во многих случаях этого оказывается достаточно для формирования динамической модели, например в расчетах малоэтажных зданий на горизонтальную сейсмическую нагрузку. На втором этапе осуществляется дальнейшее сокращение степеней свободы с конденсацией масс по выбранным направлениям. На этом этапе необходимо применять второй подход к формированию расчетной динамической модели.



 
Яндекс.Метрика