Введение к работе
Актуальность темы. Проектирование строительных конструкции современных условиях невозможно без учета влияния динамических «действий на их несущую способность. Рост нагрузок от машин и 5орудования, использование вибрации и ударов как элементов тех-элогических процессов, применение взрывоопасных технологий, сей-мческие воздействия от землетрясений и взрывных работ в строи-ельстве и горном деле, забивка свай, нагрузки ударного типа при вариях - удельна вес факторов такого рода в инженерной практи-е непрерывно увеличивается. Ускоренная урбанизация, концентри-уя на сравнительно небольших территориях значительные массы ло-,ей и опасных производств, заставляет учитывать возможность по-:вления интенсивных динамических воздействий при проектировании фактически любых современных зданий и сооружений.
Разработка надежных и эффективных методов динамического рас-іета дает возможность проведения большого количества численных жспериментов, которые позволяют весьма точно моделировать повагонне конструкций и обнаруживать дополнительные неустановленные эффекты. G использованием ЭВМ исследуется живучесть зданий и сооружений при различных повреждениях; при этом внезапные разрушения их отдельных элементов оказывают на остальные динамическое воздействие кратковременного или импульсивного характера. Анализ аварий зданий и сооружений в подаатяющем большинстве случаев показывает, что разрушение конструкций начиналось із выхода из строя их сжатых элементов. Поэтому исследование влияния продольных усилий на напряженно-деформированное состояние строительных конструкций при различных динамических воздействиях является весьма актуальной задачей,, результаты решения которой представляют как научно-теоретический,1 так и практический интерес.
Цельр работы является разработка эффективной численной методики расчета свдтых стершей и пластин на динаиические воздействия и исследование на ее основа влияния продольных усилий на изгибные колебания стержней и пластин.
ІїеХШУЇ^ШШШ работы заключается в следующем:
- выполнено обобщение численного метода последовательных аппроксимаций (МЛА) на область задач о разрывными коэффициентами дифференциальных уравнений;
на основе выведенных обобщенных разностей уравнений ША построена методика расчета пластин и стержней с продольными усн-лиями на статические и динамические воздействия;
исследовано влияние величин продольных усилий и начальны искривлений оси на колебания продольно-нагруженных стержней и пластин;
разработан новый способ численного определения собственных частот упругих систем без разделения переменных;
решены новые задачи расчета струн, стержней, пластин и мембран на статические и динамические нагрузки.
ДпптрреРнооть изложенных в диссертационной работе результатов определяется их сравнением с известными экспериментальными и расчетными данными, а для задач, решенных впервые - сходимостью на ряде последовательно вложенных сеток "одна в другую."
Практическая ценность диссертационной работы заключается в разработке численных алгоритмов и программ для расчета на 3BJ струн, мембран, стержней и пластин на статические и динамические нагрузки. Разработанные программы характеризуются малыми затратами машинного времени и оперативной памяти ЭВМ и могут быть использованы в расчетной практике проектных, конструкторских и научно-исследовательских организаций. Высокое быстродействие пос воляет получать многочисленные решения для различных расчетных случаев, выявлять аффекты, учет которых позволяет уточнять хара* теристики конструкций.
Тема диссертационной работы соответствует целейой комплексной программе 01.01.04. Полученные результаты были использованы при реконструкции зданий и сооружений Соколовско-Сарбайокого горно-обогатительного производственного объединения (г.Рудный).
На защиту выносятся:
численная методика и алгоритмы динамического расчета мембран, пластин и стержней с продольными уоилиями на основе обобщенных разностных уравнений ША;
метод прямого численного определения собственных частот колебаний упругих систем (без разделения переменных);
- результаты решения новых задач расчета^ctpjoj, мембран и стержней на вибрационные и импульсные нагрузки с учетом влияния продольных сил на изгибныв деформации.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на областной научно-технической конференции (Рудный,1988), на республиканской научно-технической конференции (Рудный, 1990), на научно-технической конференции молодых ученых Казахстана (Москва, 1993), на научно-технической конференции Ивановского ИСИ (Иваново, 1993), на научной соминаро кафедры строительной механики МИСИ им.В.В.Куйбышева (Москва, 1993).
1]у_бликации.Основные результаты диссертации изложены в бопуб-ликованных работах автора.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 150 страниц, в том числе 25 рисунков и таблиц;-, список литературы содержит 190 наименований, в том числе 36 зарубежных авторов.