CC BY
21
Подставляя п = 8/Т0 , получим: К = l/vl - е
-2&W
(8) (9)
или
где г = - число циклов колебаний.
На рис. 2 представлены значения К для 1, 2, 3 и 10 циклов колебаний в зависимости от величин 6, Именно на эти значения следует делить величины динамических нагрузок от пульсаций ветра, вычисленные по методике [5] для получения их значений в переходных режимах.
1. Остроумов Е.В. Исследование, разработка и внедрение высотных сооружений с гасителями колебаний. Дисс. докт. техн. наук. - М., 2003. - 425 с.
2. Остроумов Б.В., Гусев М.А. Исследование нестационарных процессов при воздействии порывов ветра на сооружения// Промышленное и гражданское строительство.
теристик ветра и параметров отдельных порывов с целью расчета ветровых нагрузок// Монтажные и специальные работы в строительстве. - №6. - 2008.
4. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. - М.: Стройиз-дат, 1978.-224с.
5. СНиП 2.01,07-85*Нагрузки и воздействия - М.: ЦИТП Минстроя РФ, 1996.-35 с.
6. Соколов А.Г. Металлические конструкции антенных устройств. - М.: Стройиз-дат, 1971.-240с.
7. Соколов А.Г. Опоры линий передач. - М.: Стройиздат, 1961. - 275 с.
ATMOSPHERIC TURBULENCE DESIGN OF TALL STRUCTURES
The paper sums basic results of turbulent and gust experimental research of 310 meters high meteorological stayed mast in Obninsk. And then it contains transient duration and transient dynamic amplification factor analysis.
Расчет конструкций на действие сейсмических сил и оценка их сейсмостойкости
СЕЙСМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ АРОЧНЫХ ЗДАНИЙ С ПОКРЫТИЕМ, СОВМЕЩАЮЩИМ НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ ФУНКЦИИ
А.Е. СПИРИДОНОВ
Уральский государственный университет путей сообщения
На протяжении длительного времени инженерная мысль неоднократно направлялась на изыскание возможностей включения ограждения в работу несущих элементов. Методики учета пространственной работы строительных конструкций для одноэтажных промышленных зданий примененные на практике были разработаны Айрумяном Э.А.[1, 2]. Конструктивные решения с использованием профилированных стальных листов в качестве несущего элемента деревянных плит покрытий зданий предложены Дмитриевым П.П.[3] В работе Клячина А.З. [4] рассмотрена методика расчета структурных плит покрытий с учетом подкрепляющего эффекта ограждения из профилированного листа. В работе Кузне-
Литература
№4.-2007.
Ostroumov B.V., Gusev М.А., Dubovitskaya E.V
цова ИЛ. [5] подтверждается возможность за счет включения в совместную работу ограждения уменьшение напряжений в поясах арок на 10-20%. Максимального эффекта от совмещения ограждающих и несущих функций для арочных зданий можно добиться для полуциркульных арок с жестко закрепленными к поясам арок прогонами и жестким креплением листов к прогонам и между собой [6]. Данные здания - легкие, бысгровоз-водимые и широко используются на Урале и районах Севера от Сургута до Уренгоя, которые согласно [7] имеют сейсмичность до 7 баллов включительно. В рамках проводимых исследований необходимо определить применимость зданий, с совмещенными огражд ающими и несущими функциями покрытия, для данных районов.
Представляет интерес выяснить каким образом сейсмическое воздействие влияет на напряженно-деформированное состояние настила. Как зависит снижение усилий в поясах арок от взаимного крепления листов настила между собой, крепления к прогонам, крепления последних к поясам арок, количества прогонов при сейсмическом воздействии? Какая сейсмическая нагрузка является оазоушительнои для асочных здании с совмещением ограждающих и несу-
1 Ж «Г I * -
щих функций покрытия? Актуальность исследований, так же обусловлена отсутствием в научно-технической литературе и нормативных документах рекомендаций регламентирующих проектирование и изготовление сводчатых зданий, покрытие которых включено в работу.
Для решения поставленных задач был проведен ряд численных экспериментов на программных комплексах «Искра» и «Лира», реализующих метод конечноэлементного расчета. Рассмотрены следующие численные модели: пространственная система, состоящая из двух несущих арок и профилированным настилом между ними, в дальнейшем выполненная как суперэлемент, что позволило моделировать воздействие подобных соседних блоков с шарнирным опиранием арок в фундамент, с жестким креплением настила в каждом гофре и через гофр, с жестким опиранием прогонов, с длиной здания 60 метров. Нагрузки прикладывались эксплуатационные (снеговая, ветровая), сейсмическая от 4 до 8 баллов, с последующей осадкой опоры.
В результате проведенных расчетов для каждой модели были определены следующие параметры: продольные и поперечные силы, изгибающие моменты в элементах поясов и решетки; суммарные и главные напряжения в элементах и их составляющие; силы и изгибающие моменты в прогонах; сдвигающие усилия, суммарные напряжения и их составляющие в профилированных элементах настила; суммарные перемещения узлов, элементов и составляющие этих перемещений. Разрушающие напряжения возникают в узле крепления прогонов к
После отрыва прогонов от пояса арки происходит сдвиг и депланация гофров профлистов, оболочка покрытия теряет устойчивость. Разрушающая сейсмическая нагрузка для зданий с различными листами покрытия, пролетом и 56
стрелкой подъема, длиной 60 метров приведена в табл. 1.
Таблица 1
Несущая способность покрытия арочных зданий из условия устойчивости профлистов при сейсмических и эксплуатационных нагрузках Урала и Севера
Тип настила Стрелка арки Пролет Максимально возможная нагрузка, кг/м2 Разрушающая сейсмическая нагрузка
HI 14-600-09 0,3 12 741 8
0,5 15 608 8
0,7 18 412 7
H75-750-09 0,2 9 543 8
0,3 12 441 7
л е и,J 1 ~ 1J 1ZI с э
H60-845-08 0,2 9 387 6
0,3 12 288 6
л Г ur) 1 е 1 J 1 чъ Id 4, е J)
Результаты численных экспериментов показывают, что настил и при сейсмических нагрузках фактически образует цилиндрическую оболочку. Таким образом, при помощи численного моделирования, установлено, что облегченные арочные здания, с покрытием совмещающим ограждающие и несущие функции, устойчивы к сейсмическим воздействиям от 5 до 8 баллов, в сочетании с эксплуатационными нагрузками. При сегодняшнем соотношении цены на прокат и рабочуюю силу прменение таких конструкций экономически обоснованно. Включение покрытия в работу несущих конструкций повышает качество покрытия - обеспечивает одновременно его герметичность и сохранность утеп-лителя.Результаты исследований внедрены при строительстве служебных зданий на Свердловской железной дороге.
Литература
1. Айрумян Э.Л., Емелин Е.И. Устойчивость оболочек из гофрированных стальных профилей// Промышленное строительство. - 1990. -№11. - С.18-19.
2. Айрумян Э.Л. Ограждающие конструкции зданий из тонкостенных гофрированных профилей// Монт. и специальные работы в строительстве. -1988. - № 12 - С. 8-9.
3. Дмитриев П.П. Комплексные конструкции на основе древесины с профилированными обшивками. - Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Новосибирск, 1995. - 146 с.
4. Клячин А. 3. Аппроксимация стержневой моделью стального профилированного настила, включенного в работу структурной конструкции// Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1990. - № 3. - С. 96-100.
5. Кузнецов И.Л. Облегченные конструкции арочных зданий. - Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - 1995. - 332с.
6. Клячин А.З. Спиридонов А.Е. Исследование пространственной работы арочных зданий// Промышленное и гражданское строительство. - 2008. - №5. -С. 80 -82.
7. СниП 2-7-81*. Строительство в сейсмических районах. - М., 1981.
SEISMIC STABILITY Of ARCH BUILDINGS WITH ROOF COVERING COMBINING BEARING AND SAFEGUARD FUNCTION
A.E. Spiridonov
The manuscript contains primary data investigations of capability of arch buildings with roof covering combining bearing and safeguard function to resist to seismic impacts. They determine possibility to build the similar buildings in region of the Ural and the North. It is shown the connection of seismic stability with constructional characteristics of buildings (span, grade section of roof covering, and so on).
