Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РАБОТ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Краткий обзор по расчетным моделям сооружений с учетом их взаимодействия с основанием и пространственной работы конструкции 9
1.2. Обзор по расчету сооружений на сейсмические воздействия с учетом податливости основания 20
1.3. Сейсмическая опасность в Перу 27
ГЛАВА 2. УЧЕТ ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ВЫСОКИХ ЗДАНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.1. Применение свайных фундаментов для зданий в сейсмических районах 33
2.2. Динамические модели свайного основания 39
2.3. Нормативная динамическая модель свайного основания 45
Модель В.А. Ильичева — Ю.В. Монголова - В.М. Шаевича.. 49
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ВЫСОКИХ ЗДАНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ С УЧЕТОМ ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ
3.1. Исходные данные для расчета 55
3.2. Определение коэффициентов жесткости 64
3.3. Методика моделирования здания по ПК «SАР2000» 68
3.4. Результаты численного исследования 80
ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Сравнение вариантов 89
4.2. Формы колебаний 103
4.3. Обсуждение результатов 111
Общие выводы 122
Список использованных источников 125
Введение к работе
Перу находится в западной части Латинской Америки и относится к 8-ми балльной сейсмичности. Около 18 миллионов перуанцев живут в сейсмоопасных районах и постоянно подвержены угрозе землетрясений. При этом нужно отметить, что характер и причины землетрясения в стране мало изучены и сейсмическая опасность постоянно возрастает.
Актуальность работы
Строительство зданий и сооружений в сейсмических районах идет в Перу постоянно возрастающими темпами. Следовательно, обеспечение сейсмостойкости сооружений имеет большое народнохозяйственное значение. Снижение стоимости антисейсмических мероприятий с одновременным обеспечением достаточной сейсмостойкости возводимых строительных объектов является центральной проблемой строительства в сейсмических районах. Ведущее значение в решении этой проблемы имеет разработка методики расчета высоких зданий на внешние сейсмические воздействия, учитывающей реальные взаимодействия сооружения и грунта при податливости свайного основания.
Податливость основания отражается на частотах (периодах) и формах собственных колебаний сооружений, что в свою очередь влияет на величину сейсмических усилий. В целом, на сегодняшний день эта проблема разработана в недостаточной степени. Учет податливости основания приводит к дальнейшему уточнению расчетной схемы сооружения.
Цель и задачи диссертации
Целью диссертационной работы является разработка методик использования динамических моделей свайного основания, учитывающих его податливость и инерционные свойства грунта, при расчетах высоких зданий на сейсмические воздействия. Исходя, из поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ существующих расчетных схем зданий, учитывающих податливость основания.
2. Анализ и выбор расчетных моделей свайного основания, описывающие как его податливость, так и инерционные свойства грунта.
3. Разработка методики моделирования высокого здания свайного фундамента на сейсмические воздействия при реальных условиях Перу и с использованием ПК «SAP2000».
4. Проведение цикла исследований для различных расчетных схем высокого здания с учетом совместной работы со свайным основанием при расчете по нормативному способу Перу и расчете по заданным акселерограммам.
5. Проведение сопоставления полученных результатов и на их основе разработка рекомендации по расчету исследуемого здания на сейсмические воздействия с учетом податливости свайного основания.
Научная новизна работы
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. На основе проведенного анализа многочисленных литературных источников выявлены наиболее удобные динамические модели свайного основания, учитывающие их податливость и инерционные свойства грунта.
2. Разработана динамическая модель свайного основания системы основание — сооружение при расчетах на сейсмические воздействия.
3. Разработана методика моделирования высокого здания свайного фундамента на сейсмические воздействия при реальных условиях Перу, нормативных документах и с использованием ПК «SAP2000».
4. Получены результаты анализа расчета высокого здания при различных моделях свайного основания, разных углах наклона сейсмического воздействия и с учетом диссипации энергии.
5. Выявлен эффект депланации в пространственных колебаниях при расчете здания на сейсмические воздействия.
6. Произведена оценка учета податливости основания для двух основных способов расчета сооружения на сейсмические воздействия - по нормативному способу Перу и на воздействие акселерограмм Чимботе (1970г.) и Лима (1974г.).
Обоснованность и достоверность результатов
Обеспечивается применением апробированного метода конечных элементов к расчету сооружений на сейсмические воздействия, а также использованием современного программного комплекса «SAP2000», получившего всемирное распространение в расчетной практике.
Практическое значение диссертации
Практическое значение диссертации состоит в возможности непосредственного применения разработанных методик к практическим задачам расчета высоких зданий свайного фундамента каркасного типа на сейсмические воздействия с учетом податливости основания.
Кроме того, учитывая относительно слабое развитие расчетно-теоретических методов в Перу, данная диссертация может служить ценным пособием для местных специалистов.
Апробация работы
Состоялась на заседании кафедры строительной механики МГСУ 08 июня 2004 года в виде доклада автора и последующего его обсуждения.
