logo
MechMath
Механика и прикладная математика

Учебно-образовательная физико-математическая библиотека

Поиск по библиотеке:

Книга

Рашидов Т.Р., Кузнецов С.В., Мардонов Б.М., Мирзаев И. Прикладные задачи сейсмодинамики сооружений. Книга 1. Действие сейсмических волн на подземный трубопровод и фундаменты сооружений, взаимодействующих с грунтовой средой. Tашкент: Navro'z, 2019. (ISBN 9789943565562)

Скачать: pdf (11 M)

Автор(ы):Рашидов Т.Р., Кузнецов С.В., Мардонов Б.М., Мирзаев И.
Название:Прикладные задачи сейсмодинамики сооружений. Книга 1. Действие сейсмических волн на подземный трубопровод и фундаменты сооружений, взаимодействующих с грунтовой средой
Издательство:Tашкент: Navro'z
Год:2019
ISBN:9789943565562
Аннотация:Монография посвящена прикладным задачам сейсмодинамики сооружений, взаимодействующих с грунтом. Изложены постановки задач и разработаны эффективные методы их решения. Основное внимание уделено вопросам влияния механических свойств окружающей среды на поведение подземного сооружения и контактных сил взаимодействия с грунтом на формирование волнового поля в теле сооружения. Описан алгоритм решения нелинейных задач, описывающих работу конструктивных элементов сейсмоизоляции по билинейной модели деформирования. Показаны возможность снижения интенсивности поверхностных сейсмических волн установкой барьеров, а также защита зданий от вибраций, возникающих от поездов метрополитена и железнодорожного транспорта.

Монография предназначена для молодых инженеров, научных сотрудников, занимающихся вопросами защиты различных объектов от действия сейсмических нагрузок, и магистров высших технических образовательных учреждений, специализирующихся по динамике сооружений.
Оглавление:Предисловие....3

Глава 1. Сейсмические воздействия. Типы поверхностных волн....5
1.1. Основные типы поверхностных акустических волн....8
1.1.1. Рэлеейские волны....9
1.1.2. Волны Стоунли....9
1.1.3. Волны Лява и SH волны....9
1.1.4. Волны Лэмба и Рэлея-Лэмба....10
1.1.5. Солитоноподобные волны....10
1.2. Методы снижения воздействия сейсмических сил....11

Глава 2. Анализ существующих способов сейсмозащиты и рекомендации....12
2.1. Отечественный и зарубежный опыт систем пассивной и активной сейсмозащиты зданий....12
2.1.1. Системы с гибкой нижней частью несущей конструкции здания....15
2.1.2. Системы с подвесными опорами....15
2.1.3. Системы с кинематическими опорами....16
2.1.4. Резинометаллические опоры....22
2.1.4.1. Методика расчета здания с резинометаллическими опорами....25
2.1.5. Системы с повышенным демпфированием....26
2.1.5.1. Системы с вязкими демпферами....26
2.1.5.2. Системы с элементами повышенной пластической деформации....26
2.1.5.3. Системы с демпферами сухого трения....27
2.1.6. Системы с сейсмоизолирующими скользящими опорами и скользящими поясами....29
2.1.7. Динамические гасители колебаний (ДГК)....33
2.1.8. Комбинированные системы сейсмозащиты....35
2.1.9. Классификация систем сейсмоизоляции по характеру зависимости восстанавливающей силы от перемещения....36
2.1.10. Технико-экономические показатели зданий с разными конструктивными схемами и системами сейсмозащиты....37
2.1.11. Разрушения ответственных объектов в результате воздействия поверхностных волн....39
2.2. Типы сейсмических барьеров....43
2.2.1. Вертикальные барьеры....43
2.2.2. Горизонтальные барьеры....45
2.2.3. Барьер из свай большого диаметра....46
2.2.4. Рекомендации по использованию сейсмических барьеров....52

Глава 3. Методы расчета зданий и сооружений на сейсмостойкость....56
3.1. Обзор по методам расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия....56
3.2. Конструкция сооружения и методы исследования....57
3.3. Математические модели зданий и сооружений....58
3.4. Пространственные расчетные модели зданий....59
3.5. Методы расчета зданий на сейсмические воздействия....61
3.5.1. Спектральный метод расчета. Пример решения....61
3.5.2. Динамический метод расчета. Пример решения....64
3.5.3. Нелинейный расчет зданий с сейсмоизоляцией на действие реальных записей сейсмограмм....70
3.6. Практика и перспективы развития систем активной сейсмозащиты зданий и сооружений в условиях Узбекистана....85

Глава 4. Динамика взаимодействия длинного подземного трубопровода с распространяющимися в грунтовой среде упругими волнами....88
4.1. Сейсмические колебания грунта и трубопровода при неидеальном контакте: влияние проскальзывания на динамические напряжения....88
4.2. Реализация различных законов взаимодействия трубопровода с грунтовой средой в условиях статического нагружения....96
4.3. Численный анализ установившихся волновых процессов в системе «грунт – трубопровод» при различных законах взаимодействия трубопровода с грунтом....106
4.4. Стационарное движение системы «трубопровод – грунтовый слой» при действии сейсмических волн....110
4.5. Действие распространяющейся с «кажущейся скоростью» стационарной волны на бесконечный трубопровод (стержень), вставленный в упругом полупространстве....115
4.6. Оценка влияния поперечной инерции сечения на параметры распространяющихся стационарных волн в подземных трубопроводах....120
4.7. Поперечные колебания уложенного в слой грунта трубопровода под действием плоской продольной волны....124
4.8. Формирование изгибных волн в подземном протяженном трубопроводе при действии сейсмической волны....129
4.9. Распространение возмущений в слоистых и периодических стержнях, а также в трубопроводах с податливыми стыками....134
4.10. Действие волны конечной продолжительности на динамику системы «трубопровод – грунт» при нелинейном законе взаимодействия трубопровода с грунтом....144

Глава 5. Распространение поверхностных и граничных волн в грунтовой среде и ее взаимодействие с подземными сооружениями....148
5.1. Действие поверхностной волны Рэлея на подземный трубопровод....148
5.2. Действие распространяющихся с «кажущейся скоростью» стационарных продольных и поверхностных волн на подземный трубопровод....152
5.3. Действие граничных волн Стоунли на длинный подземный трубопровод....159
5.4. Разновидности представления уравнения динамики протяженных подземных трубопроводов и их конечно-разностные аппроксимации....164
5.5. Численное исследование формирования продольной волны деформации в подземном магистральном трубопроводе....169
5.6. Действие волны синусоидальной формы на протяженный подземный трубопровод, контактирующий с грунтом по вязкоупругому закону....174
5.7. Действие поверхностной волны на трубопровод конечной длины, закрепленный в грунте упруговязкими элементами....180
5.8. Действие сейсмических волн на трубопровод, сопряженный с узловыми упругими элементами....192

Глава 6. Сплошные сейсмические барьеры....198
6.1. Анализ размерности....198
6.1.1. pi-теорема....198
6.1.2. Основные и вспомогательные безразмерные комплексы....199
6.2. Математические модели сплошного барьера....199
6.2.1. Геометрия математических моделей....199
6.2.2. Выбор точек наблюдения в пределах защищаемой зоны....202
6.2.3. Кинематические оценки уровня колебаний в защищаемой зоне....204
6.3. Вопросы конечноэлементных аппроксимаций....205
6.3.1. Выбор базисных функций....205
6.3.2. Оценки сходимости сеточных аппроксимаций....205
6.4. Результаты расчётов для плоской модели сплошного барьера из однородного материала....207
6.4.1. Влияние физико-механических характеристик материала барьера и его длины/высоты (горизонтальный/вертикальный барьер) на снижение уровня колебаний....207
6.4.2. Влияние высоты/длины барьера (горизонтальный/вертикальный барьер) на снижение уровня колебаний....210
6.4.3. Влияние размера защищаемой зоны на снижение уровня колебаний....212
6.5. Инженерная методика определения коэффициентов снижения уровня колебаний в защищаемой зоне....213
6.6. Альтернативный критерий оценки снижения уровня колебаний в защищаемой зоне....216
6.7. Верификация полученных результатов с помощью пространственных моделей....218
6.7.1. Пространственные верификационные модели....218
6.7.2. Выбор конечных элементов и задание нагрузок....219
6.7.3. Результаты компьютерного моделирования....220

Глава 7. Исследование эффективности различных виброзащитных систем, устраиваемых в грунте....221
7.1. Распространение вибраций от движения поездов метрополитена и виброзащитные системы....221
7.2. Железобетонные виброзащитные системы....225
7.3. Преграда – щель....228
7.4. Некоторые другие варианты защиты зданий от вибраций....234
7.5. Исследование эффективности различных виброзащитных систем при защите сооружения с учетом его взаимодействия с основанием....230

Список использованной литературы....250
Приложение....260