Развитие метода сосредоточенных деформаций применительно к расчетам конструкций с учетом податливости соединений (21.09.2009)

Автор: Каландарбеков Имомёрбек

КАЛАНДАРБЕКОВ Имомёрбек

РАЗВИТИЕ МЕТОДА СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСЧЕТАМ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ

ПОДАТЛИВОСТИ СОЕДИНЕНИЙ

Специальность 05.23.17 - Строительная механика

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете и Таджикском техническом университете

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Габбасов Радек Фатыхович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шапошников Николай Николаевич

доктор технических наук, профессор

Смирнов Владимир Анатольевич

доктор технических наук, профессор

Мамин Александр Николаевич

Ведущая организация: Центральный научно-исследователь-

ский и проектный институт по

градостроительству РААСН

Защита состоится « « 2009 г. в « » час на заседании диссертационного Совета Д 212.138.12 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. ____.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан « » 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Анохин Н. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проектирование зданий и сооружений в районах с высокой сейсмичностью опирается на результаты исследований в области теории сейсмостойкости, которая непосредственным образом связана с теорией колебаний. Развитие и совершенствование методов расчёта одна из важнейших задач строительной механики.

Существующие методы расчета строительных конструкций специально не ориентированы на несущие системы, соединения элементов которых обладают значительной податливостью. Поэтому актуальным является вопрос разработки метода расчета, в наилучшей степени учитывающего конструктивные особенности элементов. Метод сосредоточенных деформаций (МСД), который развивается в данной работе, позволяет учитывать свойства этих систем. Кроме того, этот метод менее трудоемок по сравнению с МКЭ.

Разработка эффективных методов решения динамических задач строительной механики, в том числе задач теории сейсмостойкости, имеет важное народнохозяйственное значение. Метод упругих сосредоточенных деформаций, предложенный А.Р. Ржаницыным для пластинок, нагруженных в своей плоскости, являющийся разновидностью метода конечных элементов, оказался особенно эффективным для расчета диафрагм зданий и других конструкций, составленных из прямоугольных блоков и панелей. Метод упругих сосредоточенных деформаций получил развитие в работах М.И. Додонова, в которых были введены понятия о реальных, фиктивных и комплексных швах при расчете железобетонных конструкций.

В настоящей диссертации развит метод сосредоточенных деформаций применительно к динамическим задачам, позволяющий с меньшей трудоемкостью и достаточной точностью получить полную картину напряженно-деформированного состояния несущих конструкций зданий.

Учет специфики деформирования железобетона с помощью применяемых в распространенных программных комплексах универсальных конечных элементов требует составления сложных и громоздких расчетных схем. Так, даже при упругих расчетах монолитного многоэтажного здания число узлов в расчетных схемах достигает нескольких десятков тысяч. Поскольку в расчетной модели МКЭ предполагается постоянство характеристик в пределах каждого конечного элемента, учет физической нелинейности и податливости соединений между сборными конструкциями требует введения дополнительных узлов. Их общее количество начинает измеряться сотнями тысяч, что приводит к значительному усложнению ввода исходных данных и анализа результатов, повышению вероятности ошибок, резкому возрастанию трудоемкости и длительности выполнения и проверки расчетов.

Актуальность работы состоит в том, что развитый метод позволяет учитывать конструктивные особенности элементов без дополнительных узлов, что существенно упрощает расчеты и уменьшает трудоемкость подготовки к расчетам.

Одним из важнейших направлений является также анализ упругопластических колебаний сооружений, который составляет одну из центральных проблем современной теории сейсмостойкости.

Цель диссертационной работы - развитие метода сосредоточенных деформаций для статических и динамических задач строительной механики с учетом податливости соединений.

Научная новизна работы состоит в том, что:

-метод сосредоточенных деформаций впервые развит и применен к расчету пластинчатых систем при действии статических, динамических и сейсмических сил; при этом формирование матрицы внутренней жесткости в трехмерных задачах выполняется с учетом податливости реальных связей;

-впервые метод сосредоточенных деформаций применен к решению динамических задач по расчёту балок и плит на упругом основании и плоской динамической задачи теории упругости;

-разработана методика и получены новые результаты расчета многомассовой системы с учетом физической нелинейности при действии мгновенного импульса и сейсмического воздействия;

-разработаны программы решения на ЭВМ статических и динамических задач;


загрузка...