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

Алгоритм детерминированного динамического анализа

Динамическая модель может быть представлена в широком спектре детализации — от консольной схемы до эквивалентной статической со всеми степенями свободы.

Уравнение движения интегрируются q-методом Вильсона или методом Ньюмарка с постоянным ускорением на шаге. Выбор метода зависит в основном от желаемой точности результатов и времени счета. Метод Ньюмарка менее зависим от шага интегрирования и несколько быстрее метода Вильсона, но менее точен. В обоих методах весь интервал интегрирования разбивается на малые интервалы времени и на каждом интервале рассматривается упругая система с касательными жесткостями, определенными на предыдущем интервале.

Поскольку метод Ньюмарка предполагает использование секущего модуля упругости, то в работе применен модифицированный метод. В обоих методах решается уравнение вида

Ускорение в конце каждого интервала времени определяется из условия равновесия всех сил, действующих на систему:

Динамический анализ выполняется после статического с учетом напряжений от статических нагрузок и с жесткостными характеристиками, полученными в конце статического расчета. Предварительный выбор величины шага интегрирования осуществляется автоматически и составляет не более 1/20 периода колебаний по высшей форме. Шаг интегрирования может быть откорректирован пользователем перед началом динамического анализа.

При резком изменении динамических характеристик рассчитываемой системы (например, переход в пластическое состояние, включение дополнительных связей и т. д.) шаг интегрирования автоматически уменьшается. Если точность расчета на конкретном шаге интегрирования неудовлетворительна, то шаг интегрирования также уменьшается и происходит перерасчет. Уменьшение шага может быть 50-кратным. На следующем интервале интегрирования уравнений движения величина шага автоматически восстанавливается.

Перерасчет на интервале осуществляется и в том случае, когда в элементах, находящихся в пластической стадии работы, наступает момент разгрузки. В этом случае жесткость разгружаемых элементов принимается равной упругой, пересчитываются все жесткости и заново определяется напряженно-деформированное состояние.



 
Яндекс.Метрика