Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивное развитие науки и техники, создание новых конструкций, строительных сооружений, использование качественно новых материалов и технологий, отвечающих современному уровню научно-технического прогресса, выдвигают повышенные требования к исследованиям нестационарного поведения элементов различных строительных и иных конструкций и сооружений с учетом температуры, анизотропии, предварительной напряженности и нелинейной зависимости напряжений от деформации. В частности, к элементам современных зданий и сооружений относятся наземные и подземные элементы типа фундаментов, обладающих широким спектром механических характеристик, геометрических параметров и т.д. Огромный размах промышленного и жилищного строительства приводят к необходимости дальнейшего развития и усовершенствования методов расчета в строительной науке и практике. Конкретные инженерные задачи и законы внутреннего развития фундаментальных исследований в области современного строительства вызвали тенденции к последовательному и возможно более полному учету физико-механических свойств элементов строительных материалов и других, присущих реальным телам.
Одним из таких вопросов является дальнейшее развитие методики расчета наземных и подземных конструкций в виде прямоугольных в плане элементов, взаимодействующих с деформируемым основанием и окружающей средой с учетом температуры, анизотропии, предварительной напряженности, нелинейной зависимости напряжений от деформаций. Актуальность данного вопроса отмечалась в решениях различных конференций, конгрессов и симпозиумов по динамике оснований фундаментов и подземных сооружений.
Цель работы. Построение методик расчета нестационарного колебания плоских элементов в виде пластин лежа-
DGCCWCtOti ) БИБЛИОТЕКА
Академии А сп««
щих на деформируемом основании или находящихся под поверхностью деформируемой среды, с учетом температуры, анизотропии, предварительной напряженности и нелинейной зависимости напряжений от деформации на основе предложенных методик решение практически важных прикладных задач.
Научное значение исследований заключается в более общей постановке задач изгибов плоского элемента типа фундаментов взаимодействующих с деформируемым основанием или находящихся под поверхностью деформируемой среды с учетом температуры, анизотропии, предварительной напряженности и нелинейной зависимости напряжений от деформаций, при различных условиях контактов между плоскими элементами и основанием.
Полученные в работе результаты позволяют производить расчет фундаментов и подземных сооружений при учете вышеуказанных факторов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Общая постановка краевых задач динамического поведения плоских элементов взаимодействующих с деформируемым основанием с учетом температуры, анизотропии, предварительной напряженности и нелинейной зависимости напряжений от деформаций.
-
Получение общего решения для плоских элементов в виде пластин взаимодействующих с деформируемым основанием при различных физико-механических характеристиках и различных условиях по границам контактов между пластинами и основанием.
-
В решении характерных задач плоского элемента в виде пластин, лежащих на деформируемом основании:
общие и приближенные уравнения колебания пластинки, находящейся под поверхностью деформируемой среды;
общие и приближенные уравнения колебания пластинки лежащей на деформируемом основании с учетом влияния температуры;
общие и приближенные уравнения колебания пластин-
&'
ки лежащей на деформируемом основании с учетом анизотропии и предварительной напряженности;
общие и приближенные уравнения колебания пластинки лежащей на деформируемом основании при нелинейной зависимости напряжений от деформаций;
строгой постановке краевых задач колебаний плоских элементов типа пластин, при различных условиях закрепленных по краям;
получение формул для расчета перемещений и напряжений в точках плоского элемента через искомые функции.
-
В решении задач собственных и вынужденных колебаний плоских элементов типа пластин при различных условиях закрепления и внешних усилий.
-
В числешюм анализе полученных результатов и практических выводов, важных для строительной механики и строительной практики.
Практическое значение работы. Предложены новые методы расчетов плоских элементов строительных конструкций, лежащих на деформируемом основании и под поверхностью деформируемого слоя с учетом вышеизложенных факторов физико-механического характера. Разработана методика расчета частот собственных колебаний плоских элементов при различных условиях их закрепления.
Решены практически важные задачи в области строительной практики по определению прогибов плоских элементов строительных конструкций при нормальных или подвижных нестационарных нагрузках.
Достоверность и обоснованность положений и выводов диссертационной работы основаны на рассмотрении плоского элемента в трехмерной постановке механики деформируемого твердого тела; применением хорошо апробированных аналитических и численных методов математики, сравнении результатов в частных случаях с известными в литературе, сопоставлением их при решении задач различными методами.
На зашиту выносятся следующие вопросы:
Постановка общей краевой задачи для пластинки, лежащей на деформируемом основании или находящихся под поверхностью деформируемой среды с учетом влияния температуры, анизотропии, предварительной напряженности и физической нелинейности напряжений от деформаций при различных условиях контактов между пластинками и основанием.
Решение задачи Коши для определения величин перемещений и напряжений в точках пластинки через искомые функции.
Вывод уравнений колебаний плоских элементов типа пластин - плит, взаимодействующих с деформируемым основанием с учетом вышеуказанных влияний физико-механического характера.
Получение закона отпора основания для пластинки, как плоского элемента с учетом указанных выше факторов физико-механического и геометрического характера.
Показано, что закон отпора отличен от Винклеров-ского, т.е. закон отпора основания зависит не от поперечного смещения, а от скорости его изменения.
Решение частных задач собственного колебания плоского элемента в виде пластинки с учетом вышеуказанных факторов и определение частоты его колебания в зависимости от различных механических характеристик нижнего полупространства при различных условиях закрепления этого плоского элемента.
Исследование частных задач динамического взаимодействия плоского элемента в виде пластинки, с основанием и окружающей средой при некоторых видах внешних нагрузок.
Апробация работы Основные положения работы докладывались на семинарах кафедры высшей математики Кызы-лординского государственного университета, на семинарах кафедры теоретической механики МГСУ, на II и XI Российско-Польских семинарах 'Теоретические основы строитель-
ства" (г. Москва 1993, г. Варшава 2002), на международных научно-технических конференциях (г. Караганда, г. Алматы, г. Шымкент).
Реализация работы. Результаты исследований были использованы в таких организациях как ОАО "Кумкольстрой", ОАО "Химмонтаж", ЗАО "УКС (Управление капитального строительства)". Имеются соответствующие акты внедрения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести глав, заключения, списка литературы и приложения.
Работа изложена на 201 странице машинописного текста, 9 таблиц и 7 рисунках. Список использованной литературы включает 189 отечественных и иностранных наименований.
Похожие диссертации на Динамика плоских элементов конструкций, взаимодействующих с деформируемой средой
