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

Двухмассовая система

В качестве примера рассмотрена рама с перекрестными связями в уровне первого этажа, представленная на рис. 6.19. В качестве связей приняты парные уголки 90´7 из стали С235. Диаграмма зависимости «нормальная сила — перемещение» для связей принята в виде диаграммы Прандтля с пределом на сжатие 180 кН и на растяжение — 516 кН. Все остальные параметры те же, что и для чисто рамной системы из предыдущего расчета. В процессе воздействия связь исключается из ансамбля, если ее относительное удлинение превысит некоторый предел. В данном расчете предел относительного удлинения принят 1 % . В расчете учтены неупругие деформации элементов и продольный изгиб стоек.

Схема рамы со связями

Рис. 6.19. Схема рамы со связями

Результаты расчета представлены на рис. 6.20—6.24. Периоды колебаний упругой консервативной системы составили 0,63 и 0,2 с.

Перемещение первого этажа связевой рамы: 1 — рама без связей

Рис. 6.20. Перемещение первого этажа связевой рамы: 1 — рама без связей

В интервале времени 1,8¸2,2 с произошел разрыв связей первого этажа, и в дальнейшем рама работала как несвязевая. Амплитуды колебаний первого и второго этажей в заключительной стадии колебаний больше, чем для рамы без связей. Это положение объясняется тем, что начальный спектр колебаний рамы со связями более близок к максимальному спектру акселерограммы Эль Центро, чем чисто рамной системы. В результате рама со связями восприняла больше энергии землетрясения.

Перемещение второго этажа связевой рамы: 1 — рама без связей

Рис. 6.21. Перемещение второго этажа связевой рамы: 1 — рама без связей

Суммарная величина энергии деформации связевой рамы: 1 — рама без связей

Рис. 6.22. Суммарная величина энергии деформации связевой рамы: 1 — рама без связей

Излишняя энергия, воспринятая рамой, поглощается в основном неупругими деформациями связей первого этажа. Максимальное поглощение энергии наблюдается на интервале 1¸2 с, после чего неупругие деформации практически не отмечаются. Перемещения первого яруса неупругой системы на этом интервале больше соответствующих перемещений упругой.



 
Яндекс.Метрика