Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації icon

Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації




Скачати 55.87 Kb.
НазваДинамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації
Дата20.08.2012
Розмір55.87 Kb.
ТипДокументи

ДИНАМІЧНІ ВПЛИВИ ПРИ РЕКОНСТРУКЦІЇ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

ТА ЇХ МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ СКЛАДНИХ ІНЖЕНЕРНО-

ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

В.А.БАНАХ, к.т.н., С.А.ЄРОФЄЄВ

Запорізька державна інженерна академія

69095, Україна, м. Запоріжжя, пр. Леніна, 226

E-mail: v_banakh@mail.ru

Реконструкція будівель і споруд зазвичай пов'язана з використанням будівельної техніки, обладнання та устаткування, які призводять до динамічних впливів на будівельні конструкції. Особливо це впливає на експлуатованих в складних інженерно-геологічних умовах будівлі та споруди, які зазнали попередніх деформацій від нерівномірних осідань ґрунтової основи. Крім того, у більшості випадків реконструкція пов'язана із зміною призначення як окремих приміщень експлуатованих будівель, так і значних їх частин. При цьому встановлюється устаткування, яке також додатково впливає на конструкції будівель. При реконструкції перших поверхів багатоповерхових будівель, наприклад, під продуктові магазини, встановлюються промислові холодильники і кондиціонери, під пральні – промислові пральні і сушарні машини з двигунами циклічного режиму роботи, під кафе – витяги, компресори, вентилятори витяжної і припливної вентиляції тощо.

Динамічні навантаження від такого обладнання та устаткування відносяться до категорії дій малої інтенсивності, і хоча вони, як правило, істотно не впливають на міцність і жорсткість несучих конструкцій, їх вплив на людей, які знаходяться в приміщеннях, може виявитися вкрай негативним. Крім того, для несучих конструкцій житлових будівель, експлуатованих в складних інженерно-геологічних умовах, такі навантаження можуть виявитися критичними у випадках, коли будівля підпала під вплив нерівномірних деформацій ґрунтової основи.

Проблемі врахування в розрахункових динамічних моделях взаємодії будівель і споруд з нерівномірно-деформованими основами динамічних впливів малої інтенсивності та вивченню їхнього впливу на напружено-деформований стан конструкцій будівель, досі не приділялося достатньої уваги.

Мета дослідження полягає у визначенні впливу динамічних навантажень малої інтенсивності на несучі конструкції реконструйованих будівель і споруд, які експлуатуються в складних інженерно-геологічних умовах.

Дослідження були проведені відповідно до пріоритетних наукових напрямів «Методи розрахунку та дослідження напружено-деформованого стану, у тому числі при наявності дефектів різного походження», «Науково обґрунтовані методи оцінки технічного стану та залишкового ресурсу конструкцій тривалої експлуатації» та «Динаміка, стійкість і оптимізація взаємодіючих дискретно-континуальних механічних систем», визначених наказом Міністерства освіти і науки та Національної академії наук України від 26.11.2009 р. № 1066/609 «Основні наукові напрями та найважливіші проблеми фундаментальних досліджень у галузі природничих, технічних і гуманітарних наук на 2009-2013 рр.».

Для правильного урахування динамічних навантажень малої інтенсивності на конструкції були складені детальні просторові розрахункові моделі будівель різних конструктивних систем з урахуванням основних конструктивних елементів. Для моделювання був використаний кінцевоелементний підхід, реалізований програмним комплексом LIRA-Windows 9.4 (ліцензія ДНДІАСБ № 1Д/549 для ЗДІА № 9Y037014).

Дослідження проводилися у вигляді чисельного експерименту. Моделювалися реконструйовані будівлі з великим терміном експлуатації (30…80 років), деформовані внаслідок нерівномірних осідань ґрунтових основ. Були виконані серії розрахунків динамічних моделей з урахуванням різного місця розташування джерела вібрації для виявлення закономірностей поширення і загасання коливань.

В результаті чисельного експерименту отримані віброграми для різних ділянок плит перекриттів над підвалом, де розташовано джерело вібрації, аналогічне промисловому стаціонарному устаткуванню. Досліджувалася динамічна реакція не лише плити, на якій розташовано устаткування, але і плит перекриттів сусідніх приміщень. При цьому також варіювалося місце розташування джерела вібрації на плиті.

Отримані віброграми вертикальних і горизонтальних коливань плит перекриття. Крок зміщення контрольованої точки – 1,5 м. Віброграми отримані для точок вимірів з координатами 0; 1,5; 3,0 м (усередині приміщення); 4,5; 6,0; 7,5 м (за його межами). Розрахунки були виконані для будівель різних конструктивних систем: 9-поверхової крупнопанельної серії І-480а, 16-поверхової безкаркасної монолітної залізобетонної та 5-поверхової безкаркасної цегляної.

У результаті виконаних розрахунків був проведений аналіз залежностей загасання коливань по конструкціях перекриттів залежно від конструктивної системи будівлі та відстані до джерела вібрації.

Для аналізу використовувалися максимальні за модулем значення показників без урахування фази. Результати аналізу показали, що загасання коливань в перекриттях будівель різних конструктивних систем відбувається по-різному, проте загальною тенденцією є наявність сплесків амплітуд на певних відстанях від джерела вібрації (6,0…7,5 м), що пов'язано з розташуванням цих ділянок в зоні середини прольоту сусідніх плит перекриттів.

Залежно від конструктивної системи будівлі такі коливання інтенсивніше затухають в цегляних будівлях, маючи менші за абсолютною величиною значення, що пояснюється характером обпирання плит перекриттів на несучі стіни – шарнірним. Для монолітної безкаркасної будівлі отримані максимальні значення амплітуд переміщень, швидкостей та прискорень, оскільки зв'язок перекриттів з несучими стінами жорсткий. У крупнопанельній будівлі з'єднання перекриттів з несучими конструкціями моделювалися пружними зв'язками.

Також був проведений аналіз параметрів динамічної реакції залежно від використовуваної моделі взаємодії будівель з ґрунтовими основами. При цьому для усіх типів конструктивних систем для деформованої моделі було отримано збільшення значень динамічних реакцій (до 12,5 %) за рахунок урахування попередніх деформацій, накопичених за час тривалої експлуатації у складних інженерно-геологічних умовах, для моделі з урахуванням основи об'ємними кінцевими елементами – отримано зменшення значень динамічних реакцій (до 7,3 %) за рахунок урахування демпфуючих властивостей ґрунтової основи.

За результатами розрахунків були розроблені частотні спектри коливань, які можуть слугувати первинними динамічними паспортами будівель.

Крім того, для досліджуваних об'єктів було зафіксовано перевищення допустимого прискорення вертикальних коливань при роботі центрифуги, що становить за результатами натурних вимірів 204,4 мм/с2 – для крупнопанельної будівлі, 212,7 мм/с2 – для монолітної, за результатами розрахунку – відповідно 207,1 мм/с2 та 199,70 мм/с2 при гранично допустимому 150 мм/с2. Це говорить про порушення санітарних вимог і необхідності застосування спеціальних заходів щодо гасіння коливань від працюючої центрифуги.

Адекватність розрахункових моделей перевірена на відповідність динамічних характеристик моделі результатам натурних вимірів, отриманих при обстеженні реальних житлових експлуатованих будівель, в яких здійснюються заходи з реконструкції. Відхилення параметрів складають 3,0…13,8 % для амплітуд, 9,5…17,2 % для швидкостей та 2,3…30,3 % для прискорень.

За результатами досліджень можна зробити наступні висновки:

1. При розрахунках будівель на динамічні впливи малої інтенсивності потрібне врахування просторової роботи конструкцій, що пов'язано із загасанням коливань на значних відстанях від джерела вібрації.

2. Потрібне врахування ґрунтових основ у розрахункових моделях для реалізації їхніх демпфуючих властивостей, що може бути реалізовано як використанням спеціальних кінцевих елементів, що моделюють однобічні пружні зв'язки, так і безпосереднім моделюванням ґрунтових основ об'ємними кінцевими елементами.

3. Загасання коливань у перекриттях будівель різних конструктивних систем відбувається по-різному, проте загальною тенденцією є наявність сплесків амплітуд на певних відстанях від джерела вібрації, що пов'язано з розташуванням цих ділянок у зоні середини прольоту сусідніх плит перекриттів.

4. Динамічні впливи малої інтенсивності можуть суттєво впливати на напружено-деформований стан конструкцій будівель і споруд у випадках, коли конструкції знаходяться у граничних станах з причини деформування конструктивної системи при нерівномірних осіданнях ґрунтових основ, але ж і в інших випадках слід перевіряти розрахунками дотримання вимог нормативних документів, у тому числі й санітарних.

Схожі:

Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconТехнологія проведення робіт при ремонті І реконструкції будівель та споруд види ремонтів І реконструкцій будівель та споруд
...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЗ дисципліни «технологія зведення будівель та споруд І технологія реконструкції»
Програма І робоча програма навчальної дисципліни «Технологія зведення будівель та споруд І технологія реконструкції» (для слухачів...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЛф дп дндібк діяльність луганської філії дп дндібк щодо реконструкції будівель І споруд
У цьому зв'язку для надання науково-технічної допомоги будівельним організаціям у рішенні складних організаційно-технологічних питань,...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни технологія зведення будівель І споруд І технологія реконструкції
«Технологія зведення будівель І споруд І технологія реконструкції» (для студентів 5 курсу денної форми навчання освітньо кваліфікаційного...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЗ дисципліни «технологія зведення, ремонту І реконструкції спеціальних споруд»
«Технологія зведення, ремонту І реконструкції спеціальних споруд» (для студентів 5 курсу денної І заочної форми навчання напряму...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЗ дисципліни «технологія зведення, ремонту, реконструкції спеціальних споруд»
«Технологія зведення, ремонту, реконструкції спеціальних споруд» (для студентів заочної форми навчання та другої вищої освіти напряму...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЗ дисципліни «технологія зведення, ремонту І реконструкції спеціальних споруд»
«Технологія зведення, ремонту І реконструкції спеціальних споруд» (для студентів заочної форми навчання та слухачів другої вищої...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconЗ дисципліни «технологія зведення будівель та споруд І технологія реконструкції»
«Промислове та цивільне будівництво» /Харк нац акад міськ госп-ва; уклад.: Н. І. Котляр, Т. В. Рапіна. Х: Хнамг, 2012 р. – 20 с
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconРобоча програма навчальної дисципліни інформатика
«Інформатика» для студентів за напрямом підготовки 060101 «Будівництво», спеціальністю 06010101 «Будівництво та експлуатація будівель...
Динамічні впливи при реконструкції будівель І споруд та їх моделювання для складних інженерно- геологічних умов експлуатації iconВ. Д. Жван, М. Д. Помазан, В. В. Жван методичні вказівки щодо виконання практичних занять, самостійної роботи та розрахунково-графічних робіт з дисципліни «Зведення будівель І споруд»
«Зведення будівель І споруд» (для студентів усіх форм навчання напряму підготовки 060101 (0921) «Будівництво»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи