Рисунок 5.1 - Пространственная РДМ

Рисунок 5.1 - Пространственная РДМ

При расчете ЛСМ сейсмическую нагрузку определяют для каждой из учитываемых собственных форм колебаний. По значениям сейсмической нагрузки, решая статическую задачу, рассчитывают другие параметры динамической реакции (перемещения, деформации, внутренние силовые факторы, напряжения), которые не зависят от времени.

При динамическом расчете во области параметры динамической реакции определяются путем интегрирования дифференциальных уравнений движения и зависят от времени.

Рисунок 5.2 - Консольная РДМ

Консольную модель (рисунок 5.2) можно рассматривать как вырожденный частный случай пространственной РДМ, удобный для иллюстрации методов динамики сооружений, в том числе ЛСМ. Для проектирования современных зданий и сооружений консольная модель, как правило, не применяется.

5.12 Для зданий и сооружений, указанных в позиции 1, для большепролетных зданий и сооружений, высотных сооружений, указанных в позиции 2 таблицы 5.3, необходимо последовательно выполнять следующие расчеты:

а) проектный расчет с применением ЛСМ для получения данных для проектирования конструкции;

б) проверочный расчет в виде нелинейного динамического расчета во области.

Расчеты выполняются на один уровень воздействия, принимая коэффициенты ответственности в зависимости от вида расчета и классификации объекта по назначению согласно таблице 5.3.

Для зданий и сооружений, указанных в позициях 2 (за исключением большепролетных зданий и сооружений, высотных сооружений), 3 и 4 таблицы 5.3, допускается проводить только проектный расчет по перечислению а) с применением ЛСМ.

Для зданий и сооружений с включенными в состав РДМ нелинейными элементами (устройствами сейсмической защиты, включающимися и выключающимися связями, частью нелинейного грунтового основания и т.д.) необходимо помимо проектного расчета по перечислению а) провести проверочный расчет по перечислению б) для оценки общей устойчивости здания или сооружения, параметров нелинейной динамической реакции, эффективности устройств сейсмической защиты.

5.13 Целью проектного расчета по перечислению а) 5.12 является уточнение проектных конструктивных форм и сечений несущих конструкций.

При выполнении проектного расчета принимают линейно-упругую модель деформирования несущих конструкций РДМ с учетом поправки на неупругие деформации, определяемые коэффициентом по таблице 5.4, и с учетом коэффициента ответственности по таблице 5.3 в зависимости от назначения здания или сооружения.

Проектный расчет проводят с применением ЛСМ в соответствии с указаниями 5.19 и 5.20. Для зданий и сооружений, перечисленных в позиции 1 таблицы 5.3, для большепролетных зданий и сооружений, высотных сооружений по позиции 2 таблицы 5.3, а также для зданий и сооружений с включенными в состав РДМ нелинейными элементами (устройствами сейсмической защиты, включающимися и выключающимися связями, частью нелинейного грунтового основания и т.д.) диаграмма КД строится по набору акселерограмм, полученных в ходе ДСР (см. 5.7). Диаграмма КД является огибающей графиков коэффициентов динамичности, каждый из которых построен по одной акселерограмме из набора. Для зданий и сооружений, перечисленных в позициях 2 (за исключением большепролетных зданий и сооружений, высотных сооружений), 3 и 4 таблицы 5.3, диаграмма КД приведена в 5.21.

5.14 Целью проверочного расчета по перечислению б) 5.12 является недопущение обрушения здания или сооружения.

Проверочный расчет выполняется в виде нелинейного динамического расчета во области на РДМ, полученной в результате проектного расчета по перечислению а) 5.12. При выполнении проверочного расчета принимается упруго-пластическая модель деформирования несущих конструкций РДМ, диаграммы нелинейного деформирования должны соответствовать требованиям нормативных документов. При расчете гибких, податливых, большепролетных конструкций расчет проводится с учетом геометрической нелинейности; при наличии в РДМ односторонних связей - с учетом конструктивной нелинейности.

Нагрузки задаются во области в виде набора трехмерных акселерограмм, полученных в результате ДСР (см. 5.7).

Коэффициент не учитывают. Коэффициент ответственности принимают по таблице 5.3 для проверочного расчета.

5.15 Параметр затухания (при отсутствии других научно или экспериментально обоснованных значений) следует принимать в долях от критического не более чем: 0,025 - для стальных сооружений и стальных элементов сооружений; 0,05 - для бетонных и железобетонных сооружений и бетонных и железобетонных элементов сооружений; 0,15 - для сооружений из грунтовых материалов; 0,08 - для скальных пород оснований; 0,12 - для полускальных и нескальных грунтов оснований.

5.16 Расчет зданий и сооружений с учетом сейсмического воздействия, как правило, выполняют по предельным состояниям первой группы. В случаях, обоснованных технологическими требованиями, допускается выполнять расчет по предельным состояниям второй группы.

5.17 Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве.

При расчете зданий и сооружений ЛСМ следует учитывать наиболее опасные направления сейсмических воздействий для каждой из учитываемых собственных форм колебаний.

Для зданий и сооружений простой геометрической формы с первой и второй формами собственных колебаний в направлении их продольной и поперечной осей при малых значениях перемещений в вертикальном направлении опасными являются горизонтальные направления сейсмических воздействий по этим же осям зданий.

При расчете по акселерограммам во области согласно 5.14 направления сейсмического воздействия носят случайный характер и определяются аналоговыми или синтезированными акселерограммами, характеризующими расчетное сейсмическое воздействие.

5.18 Вертикальное направление сейсмического воздействия совместно с горизонтальными направлениями обязательно определяет опасное направление при расчете:

- горизонтальных и наклонных консольных конструкций;

- большепролетных рам, арок, ферм, пространственных покрытий.

5.19 Расчетная сейсмическая нагрузка для здания и сооружения определяется по формулам:

, (5.1)

, (5.2)

где - расчетное значение сейсмической силы;

- коэффициент надежности по ответственности рассчитываемого здания и сооружения, определяемый по таблице 5.3;

- коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к неупругому деформированию, принимается по таблице 5.4;

- значение сейсмической силы для i-й формы собственных колебаний здания в k-м узле (k=1, ..., n) РДМ (см. рисунок 5.1) в направлении j-й оси (j=1, 2, 3) при l-й ориентации воздействия;

- расчетное значение сейсмического момента;

- значение сейсмического момента для i-й формы собственных колебаний здания в k-м узле (k=1, ..., n) РДМ (см. рисунок 5.1) (при шести степенях свободы узлов) относительно j-й оси (j=1, 2, 3) при l-й ориентации воздействия, определяемого в предположении упругого деформирования конструкций.

Для консольной модели ( ) - поэтажные сейсмические силы, где k=1, ..., n, n - число уровней (этажей) РДМ (см. рисунок 5.2). При консольной РДМ рассматриваются колебания в плоскости, и поэтажные сейсмические силы определяются в направлении горизонтальной оси, по которой задается воздействие. Индексы направления оси для определения силы - j и направления воздействия - l совпадают, поэтому и .

5.20 Сейсмическая нагрузка для здания и сооружения при диагональной (несогласованной) матрице масс, сосредоточенных в узлах РДМ (см. рисунок 5.1), и при упругом деформировании конструкций определяется по формулам:

, (5.3)

, (5.4)

где g - ускорение силы тяжести;

- вес k-го узла РДМ, - его масса;

- момент инерции массы k-го узла РДМ относительно j-й оси (j=1, 2, 3);

А - коэффициент, значения которого следует принимать равными 1, 2 и 4 м/с для расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно;

- КД для i-й формы собственных колебаний здания и сооружения; значения КД следует принимать не меньше, чем по 5.21;

- коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к рассеиванию энергии, принимаемый по таблице 5.5;

и - коэффициенты пространственных форм колебаний, учитывающие приведение сейсмического воздействия с l-й ориентацией к k-му узлу РДМ для i-й формы собственных колебаний здания и сооружения в направлении и относительно j-й оси (j=1, 2, 3).

Примечание - Формулы (5.1), (5.2) и (5.3), (5.4) верны только для несогласованной диагональной матрицы масс РДМ. В большинстве вычислительных комплексов применяют более общие выражения в векторно-матричной форме.

5.21 При отсутствии данных ДСР площадки строительства для зданий и сооружений, указанных в позициях 2 (за исключением большепролетных зданий и сооружений, высотных сооружений), 3 и 4 таблицы 5.3, на стадии проектирования по 5.13 допускается определять значения коэффициента динамичности в зависимости от расчетного периода собственных колебаний здания для i-й формы по формулам (5.5) и (5.6) или по рисунку 5.3.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒