Организованно-деформированные конструкции и системы Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 666.967

ОРГАНИЗОВАШЮ-ДЕФОРМИРОВЛИНЫК КОШ ГРУКЦИК И <'«(ТЕМЫ

В.И. Майоров

Кафедра Проектирования и сгршпслммна промышленных и гражданских сооружений Российского университет лружоы народов 11719Н Москва, уч. Мик1\-\оМанлия,

В еппье дасюя клиссификопия, осиопнмс ощкж’кснни н но-тчь «рнмгнежи ервптпепмю нового и пока еще мало исследошштио класса 0|иш1ииишшси1сф<|рмн|г<ит1шмч к.иичрумшЛ

Обеспечение механизма орпшнчоианнот деформнроииния кожчрумшй латш привлекает внимание специалистов п качестве одного нч способов решения проблемы повышения сейсмостойкости зданий экономически нс ойремениими.нымн простыми техническими средствами.

Под организованно-деформированными понимаиися диссипапшиме сисгсмы, взаимо-действие которых с нагручкой и кинематика движения в расчетном предельном состоянии определяется положением и дшираммой работы податливых чдемептов или святей, при этом приращением деформаций основных члементов конструкций НрСНС(>реП1СТСЯ.

Под податливым элементом понимается устройство иди слой материала, встроенный в несущую конструкцию, с 'заданным свойством или контролируемой диаграммой деформаций, исключающей переход ча предельное состояние системы » заданном промежутке времени. В зависимости от материала и конструктивного исполнения податливое устройство может быть простым, обеспечивающим члементарные аксиальные перемещения члементов, или сложным, допускающим взаимный поворот , и в некоторых случаях и сдвиг сопрягаемых поверхностей.

Организованио-деформируемые системы (ОДО образуют особый класс конструкций, отличный от традиционных конструктивных систем строительной механики. С кинематической точки зрения, отличительным является допущение мгновенной изменяемости ОДС, обусловленное конструктивным исполнением податливой вставки, когда становится возможным не только взаимный поворот, но и ограниченное осевое смещение сопрягаемых элементов, в течение которого податливое соединение как бы лишается временно осевой связи. По окончании пластических деформаций система вновь обретает свойства геометрической неизменяемости. При этом внутренние усилия в жестких звеньях или «замерзают» на достигнутом уровне, или перераспределяются на другие участки. 11редельное состояние по прочности может быть достигнуто только после окончательного «схлопывания» податливых вставок, но уже на нисходящем участке графика силы, вследствие образования новых пластических зон, лишающих ОДС свойств геометрической неизменяемости.

Принимая во внимание, что с момента «схлопывания» система практически утрачивает свои основные признаки, т.е. перестает функционировать как организованно-деформированная, в качестве критерия предельного состояния могут быть примяты предельно-допустимые остаточные деформации податливых вставок.

На рис.1 представлена классификация организованно-деформированных железобетонных конструкций по следующим основным признакам:

- способу возведения;

- способу и устройству образования эффекта организованного деформирования;

- конструктивному исполнению;

- принципу работы и расчетной модели.

Для железобетонных конструкций применение эффекта организационного деформирования, прежде всего целесообразно для жестких конструктивных систем и переармирован-ных элементов, т.е. в тех случаях, когда собственными деформациями можно пренебречь в сравнении с деформациями податливых зон. Технически это достигается:

- устройством вставок из упруго пластических материалов или встроенных металлических цилиндров с ограничением деформаций поперечным армированием;

- устройством «вытачек» в сечениях преимущественного развития деформаций с соответствующим изменением интенсивности и схемы армирования;

- применением податливых узловых соединений или связей типа «ДОРН».

Рис. 1. Классификация организованно-деформшруемых железобетонных конструкций.

Наиболее эффективны комбинированные конструкции податливых систем, использующие фрикционные элементы. При больших динамических нагрузках фрикционная вставка работает, как демпфер сухого трения, диссипируя энергию в несколько раз большую, чем вязкое трение, при этом силы трения не исчезают после проскальзывания.

Уравнение деформаций механической податливой связи, состоящей из упругого, вязкого и упруго-фрикционных элементов (рис.2) записывается в виде:

/ т \

1>(0-Ук

V

1-1

6=— (р(о-киу- -О—+^^

п-е„ [

где: л - время релаксации, п = V коэффициент вяэкости; /{„, К, модули

упругости; £, ё - относительная деформация вставки и се протиодная по времени; 1}(() -действующая сила; Кг предельная сила трения в фрикционном элементе при его движе-

т т

ими; £ ~ 0, при Р(() ^ ^ ПРИ АО > О. А.,

1-1 1-1

Оргаштванно-деформируемые конструкции могу г найти широкое применение в сооружениях гражданской обороны, химической промышленности, атомной энергетики, при возведении объектов экологической опасности.

Общий недостаток податливых фрикционных систем свячан с трудностями возвращения или амортизации конструкции в исходное положение.

т

о

——оДД/^/э—о 1 —с/\ДДю—с

э——оЛЛЛ^—с

—ОЛЛЛ/О—с

л:.

еы

<

Р(0

(а)

Рис. 2. Модель (а) и диаграмма (б) работы упруго-вязко-фрикционной вставки

STRUCTURES AND SYSTEMS WITH CONTROLLED DEFORMATION V.I.Majorov

Department of Design and Construction oflndustrial and Civil Structures Peoples’ Friendship University of Russia Mikhicho Maklaia st., (>, 117198 Moscow, Russia

It is repotted classification, j’ctK-rnl definitions and use site of relatively new but not enough investigated class of structures with conlrolcd dolbtmuttons.

Владимир Ивянопнч Майоров родился n 1932 г., окончил 1956 г. ЛИСИ. Доктор те.чн. наук, профессор,. :»аи. кафедрой Проектирования и строительспт промышленных и гражданских сооружений. Автор 98 работ, н том числе 31 ичобретелше и области теории расчета и проектиронания зданий и сооружений.

V.I. Majorov (b.l<).V.V) graduated from Leningrad Institute of Civil Engineering in 1956. DSei(Ung), professor of Design and Construction oflndustrial and Civil Structures Department. Author of 98 publications, including 3 1 inventions.