автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Исследование динамических характеристик конструкций энергетических сооружений

т 11 а.»

ШсжогскиЗ кпгаиэрпо-отроцтодышй кпстпту? ка.В.В.КуЯйжша

1£а правах рукопзсл

Ломая Агэкосадр Борзоспзч

СоасэдопЕнго дялсючэсяях ХБрзктороткз комотругагД опэрготачвсют ооорусэшй»

05.B3.I7 Отрсзтольпая ьэхшякЛ

¿вторсфэра? дпссзртециэ на соискшеэ учэвоЗ отешет кендядого твиотвеких ивуп

ШИША - 1992

РаОота сшюлпеиа иа кефэдршс Оопротазлашм каторяояэв и Дгзс^па: одшпШ и ооорусоша в Ш1СХ! ш.В.В.Куйбигова.

Ндучпай руководство, - доктор тоигачасппз; наук

Кооткп Пзап Храотсфорошч. •

Офацлашиэ огоошшта - доктор тогшнэкгщг наук, прсфоосюр

Саргояп Апои Егкмшга; - кидкзда'? теиЕэтоскях паук, доцзпт Иемчшюо Вдадашр Влпдеслгщхешч.

Вздувая оргишзыщя - ВШШГ ш.В.В.Вэдэкеева, О-ШгерОург.' ■

Эаяита оостоптся I декабря 1932 г.в 16.30 чаоов т весэдсез сиоцяалнвировашгого совэта К 053.И.08 в ШСИ Ел.В.В.Куйбгззва по едраоу: 113114, Цоскво, Шшооовая гшбэрзгодя, д.8, вуд.й 403.

О дпосзртшошЯ шеею повзшккаггъол в СлСлясгеэка БВотитута.

Проект Вии иршлть учиитио и ВЕщзте с папршотг Ваз отказ по адресу: 129337, Москва, Ярославское сосое, д. 28, ВШИ иы.В.В.Куйбшэва, Учопый Совет.

Автореферат разослан октября 1992 г.

,/6 9-ггг. /<гг.

Ученый секретарь Специаливпроашшого

оовета, к.т.н., доцент Н.Н.Ажшш

5ШЕЙЩ£ЗК

Во ниогкх странах шра ((Ж, ©ргшцяя, йтшл, Ангдпя, Австралия и др.) за последние года разработаш п реализуется обгцопацкональшо прогрЕ-мла обзспочэтт безопасности отаэтстввтшх эггоргокгчэсгсиг соору^зшй - крушшх гидроузлов и здвнгД A3Q, шшгснгцпэ как один нз главных олекоптов проверку ах сейсмостойкости. ОсоОсо витание и сооружениям талого типа обусловлено с одаоЯ сторош, та преобладающи шиадом я ввзргвтвку отпх стран, а с другой - непредсказуемыми, котсстроф^чзсшз.?,! последствиями, котортэ тгот повлечь за собой их частичное пт полное разрушила в результате сейскаческих воздзйстйГ, угптатя, что шогаа из ппх построоны d соЯсюопасп'к регионах.

В ПВСТОВДО пр35,'л пэ существует единой стройной теорзп, способной тотоо описать процесс взшллодеаствия сейсшпесхгоЗ полги о ссповапнеи сооругопия а с сеям сооруяэгшем. Как пзмстгю, явбая тоорэ7этзскоя расчетная схема исходит из определенной сюмогтзшздя как ccv.oro сесс;лг5зсг.ого процесса, так и работа соорупэпия; ■ это обусловлено d тел чнсдэ а недостатком достоверной ЕВфорггпцкл о рзаяьнсй работа сооруготя вря реальном воздвйотеяи, что в свои отерэдь является сарьезпш препятствием для' дальнейшего рсеютгл сзИскостойзюго проептпровшшя и сиработпа крзтортво со й С?.'0 стойкости.

Цэлъ раб ота. Польз диссертационной работы является

исследование погэдопзл слоеных конструкций огпотстввппнЯ' DIÍSprOTiriOClaU. ОООруЕЭШЙ при рэальншс сеЗсгггчоаогх воздействиях. Осаешаш задута пссладовашЭ:

1. Разработка иэтодшш Еозбудцення колебаний конструкций ответственных энергетических а гидротехнических соорунзппй с гх»«ощьй вибрационной малины п регистрация дяншхэтескпх еоздойотекЯ п реакций этих сооругоннй.

2. Исследование дпнашчэскшс характеристик иассивко-коятрфорсгай плотины Андажанского водохранилища ¡сак пространственной конструкция при вибрационных и сейсмических нагрузках.

3. Сравнение результатов определения различными гатодами реакции слогшх пространственных конструкций зданиа АЭС пря землетрясениях на прпшре деавраторной етазерка Смоленской АЭС.

4. Усовераенствоваше методики вычисления реакции сооруаення на

с®йсзаач0скЕ9 воздействия, заданные в вида аивлоговнз сэйайогрта путей предварительного определения шпульсных переходила фуйвциа на Ь".одэлл2 сооружения.

Б. Изучение кгаксимальных данаютескшс ншгрягошЗ на контурах ыассишго-контрфорсной плотины при сейсшчесзшх бсвдэйстшлх, заданных в виде реальных сейсыограш.

Мэтсдшиз исследований: Мэтод исследований експе^шантальныА. Он в:ишчаэт:

1. Натурные вибрационные' испытания нрз шглощя ваброаашины. •

2. Натурные импульсные исследования.

3. Модельные эксперимент на модели касшвно-контрфорсшй аштпт.

Научная ношвна работы состоит: - в разработка а раашиш штодака крушкагасэтабши 'патуряих дннашчегаан испытаний гибкой конструкции деаераторной отаяоркй (ДО) здания ' Смоленской АЭО б бетонной шютиш маосивно-контрфорсного типа Ащцшанского водохранилища; <

- получении значений максимальных доншпчегашх напршэшй пра еадшшом сейсмическом воздействии в характерных точках по контуру ыассшзно-контрфорсной плотина на основа кэтодшш опрэдздання импульсных переходных функций на иодвт сооруттш.

Ройшзшщп работа: Подучепшо в дассэртацш рзауль^аты натурных днн&чшчесяшх исследований ДЭ СксшшскоИ ДЗО а плотина Лпдияанского водохранилища Сшы использованы для подтварадэния их сейсмической безопасности и для их более вффэктивноа вксплуетащш.

На зщату шиосятея:

- методаш возбуздения колебаний а рогастращш рэшщнЗ конструкций внергетических и гидротехнических сооругэнпй с шшщьа вибромашины и различных юшульсных воздействий;

результаты исследований двнашгческпх характеристик масгатно-контрфорспой плотины Андшшнского водохранилища пак пространственной конструкции при вибрационных н сойсипческпх нагрузках;

- результаты сравнения полученных разшаш ыэтодша вяршзтров колебаний влементов копотругацш деаэраторной отавэрка Смоленской АЭС при динамических воздействиях а расчетом землетрясении. '

- результаты изучения максимальных динамических напряганкй на контурах массивно-контрфорсной плотины Андижанского водохранилища при расчетном сейсмическим воздействии, заданном в виде реальной

сэйстграмш.

Практическая цзшхосгь: Разработанная иэтодпка определения данашчаскпх характеристик энергетических соорутоЕий шпэт быть пртгенона для изучения поршвтроа колебаний слогнцх шшэнершх соорусзшй а реальных условиях; тшшэ поршгетрц иагуг являтся своего рода паспортом сооружения, пзмонэяпо со временем которлз шпэт олугить хяракторастшгой состояния сооругения.

Апрсбгцзя работа: Основные результату работе били дологзш па па учло-то хначе скох сеишарах кефэдр Сопротивления материалов и Дяикзпш здашЗ п сооругошза КИСИ ш.В.В.Куйбшгева; на ХЬ'Ш нвучпо-тохническоЯ кои^аренцка Ш!СИ ем.В.В.Куйбышева в 1991 г.; на IX Европейской конференции по сейсмостойки^ строительству в 1930т ПуЛгшшм работ. Основное содерзвние дассертащюяной работа отрагзпо а 3 печатных публикациях.

Обьец работа. Диссертация состоят из введения, пяти глав, оСгда гаводоя я спаска пспользовшшоЯ литературы. ШлпнО о&ьои рздэте стрепиц, шглачая рисунков а таблиц.

освоит содбишш работы 3 пзрзсЗ гдапэ анализируется суцуотвухдиэ катода а некоторпэ рэоулътати псокадовшпЛ сойогастсПкоста еиерготачэстп сооругэнтй.

Катода исследования сеАсмостоЗкоста соорупслшП прзсзуг.остеошю ргпрабатнЕалась з станах, наиболее подввртязншх воылотрясониям а раапивались от теорий, основвших на статкпосгшх подходах {Ошра, Сшю), к дантгической теории. Основы ее вперигэ били сфориулировшш К.С.Завриевим, указашпш на необходимость учета сос)стеошш5 колвбшпШ соорусаяия при свЗостчосксм дзеташга основания. Далшвйаво разватпе дияамзческой теории связано о пыяшштшм слоююго, нерегулярного характера сейсгягееского дкееэкяп грунта п установлением сущрстЕишюЭ рот высокочастопых компонентой сейсмических колебания па основа пакоплетшх ннструшнталышх данных. Одам из главных направлений этого развитая стала лшайно-спектралышя теория, сфораударованная Ц.Вио и разнятая п работах Г.Хаувнера, Р.Мартеля н др., - в оопову ао легло построение спэктраяышх кравих прнведешмх сейсмических ускорений, исходя нз анализа ваппсей реальных сейсмограмм. Указанная штодика была обогазэпа я углублена в работах В.в.йпашязява, И.А.Константинова, А.А.Лооаборядав, с.Г.Щульмйпа, Н.О.исшптлндзо, Я.И.Наторяусв, А.А.Храппова п хр. и легла в

огазову . современных СНиП-ов при проектировании эпзрготичоскпх сооружений в сайомнчэгашх районах.

В цолоы, применение спектральной теории позволяем • наряду. с параметрами вешетрясешя н конструкций, учость закономерности сойшдхческого движения грунта и динамические характеристики сооруизппй. Одншсо, о тот метод нз позволяет участь волновой' характер сайскнчогаснх явлений, вследствие чога' оцошт ресурсов вэсущей способности исследуемых сооружений остается достаточно неопределенной.

Ео второй глава дается описание оборудования и ивыэритальноД техники, применявшейся для натурных н моделышх экспериментов,,

Во время натурных исследований была использована 'вибрационная маггана Е-3,Ч, представлявдая собой ыодергшзкрованныД' вариает вибромашины ЦНИИЭП хзишща н состоящая нз трех рабочих секцай (I)-двухвалышх вибраторов (Ш, И2 и ЯЗ) направленного действия дэбалансного тина и сотдан привода гидравлического 'дша (2) -рис.1. Инерционная сила от вибратора (3) передавалась на корнуо,-закрепленный на рабочей раме (7), а через рацу - на сооружение. Основные параметры вибромашины В-Й4: диапазон рабочих частот 0,4 -16 Гц, максимальная шерциопная сила, создаваемая одной рабочей сокциэй 1000 кН. В обоих, натурных вксперииентох использовался кошзлэкт приборов, шишчахщкй сейсмометра тина ВЭГШС, СМ-З и СМ-313 с гальванометрами ГВ-Ш-З и осциллографами ыапштсэлектрического типа 11041. В качестве соединительного кабеля, использовался сдвоенный провод тппа ППГВ 1x1,5 ш, а вагрубленнб сигналов сейсмографов осуществлялось с помощью пунтовш: коробов 112С-2. Перед отправкой на испытания всо приборы были проградуироваш па специальном вибростенде, при 8тоы они были зшсроплены по своим каналам вашсн п отот порядок строго соблюдался в процессе исследований.

' В ыоделышх оксперимонтах были испольвовйпи яспытатольшй стенд н ". комплекс регистрирующей аппаратуры. - В качестве непитательного • стенда была применена гидростатическая опора разработанной в МИСИ оригинальной конструкции с папорно-вакуушзой системой стабилизации, обеспечивавшей строго горизонтальные перемещения.

В третьей главе представлены методика и анализ результатов натурных, динамических исследований деаараторной втагерш

СмолонскоЗ АЭС при возбуздошш ео вкбромаяшюа и нагрупзшш различными игяульсныгя воздействиями.

ДЭ представляет собой пространственную ремнсютвряпзпую ксиструют.тя на третьем блоке О.кхлонскоД АЭС обцэП высотой 54,9 »

- рдс.2. Основная гсояструхтитшоя схема - три ряда колонн с п.чгом б и, причом з поперечном направлении колонны связа;ы !'озду ообоЛ голозоботонзшма риголягш, а з продольник - сталыле.п связист из уголков и пволлоров. Пространственная пэсткость обеспечивается оп счет рамиой работа каркаса.

Из двух вариантов ¡.госта устояошга вибромопшш - па пр^лцсаг^эм к ДЭ специально:.! фундаментом блока, и установке па са?50*| сооругон;п, Сил выбран помодней, кед болов соотпзтотпугеггЙ спвшфжэ про до .1гл пгз го с я строительства. Сойсмоаппоратурэ била разнесена в 1-орызонталыюа а вэрт:п{альнсп отворах, всего было установлено 13 приборов : 4 по горизонтали ч 9 - по взртнкадыюму сгеору; осюллогреЕу я Фото:сз0ш!з дол проявления змксоа - т ч 39,0 п (отеэткз устшюшси ваброназины). При отсм надо отеэтать, что чость приборов била оряонторовамя п пслгарз'пюп нппряплонга, а пость - а продальнол, о том, чтоби кмзть воздюгдость ф,;кс:фовать розгюгяшо нэра'.-эс^щл п обоих направлениях. Эксперименты были прошдош) в три этапа!

- спиты но изучения колэбпш'Л в попзрочнем направлении;

- опыта по изучении капиСшшЗ в продольной направлении;

- о пи гц по изучении колебаний щгл кмнулъста ел ада П степях.

Пэроход от порыого этапа ко второму трэбовал разворота па 90° а пзрэстшюпки в соотвотствукцом направленны всэх соПс?ло!ф*:Оороп. В трэтьиЭ серии шпульегшэ воздействия создавались двумя способам: удпрегез 1,6 тонного пзлвзоОэтонного блока я торшаэниеи бвпошюго крана БК-1000, раегголопэ иного «эвду осями "26-30", при дшшшяя его по подкрановым путям.

Частотный днвпвзоц В-2У был разбит на два поддаяпазона: 0,4-2,5 Гц и 2,0-4,0 Гц, причин швянЯ предал - 0,4 Гц, определялся тохнзхчосюзгм ПОЗМОЕИОСТЯКЯ гидропривода, а верхний -сообрпташяльш безопасности здания. На первом поддиапазоне были тслючош все три вибратора, па вершен попользовался только один, при атом не потребовалось устанавливать дополнительные добаланешо груэн разливаемая вибромпяшюй нягруякя о пустыми квссотвмя длл

ЛВбПЛЯНГЧМХ МИСС ОЫЛО ДОСТПТОЧНОП ДЛЯ УП»[»1МЮП р<!ГШ-ТрЧШ'И

. s-

Охема вибромашины ,В-£13

Конотрукцкя доавраторной втвварки (план на <9 39,0 и, продольный а поперечный pospesa)

Рво-2

иэсрпза Ез всей чаототгоа давпазопэ. Пргзэпзпяая ггатодака пагруненяя позволяла рзгпотрзровать уотсаогаетгася ша очапь йгашшэ п jrrj колзбшпя.

Поскольку сооруяшшэ шмяэтоя крайп отезтотпзшза а псштгвалось на даимпческуп нагрузку шгаркга, семоотоятолъпоэ научное сначепио продставлявт и результата яоолэдовснеЗ. '

Прз Енаетэ полученных ооцзлдогракл ггшялашгэ, гяззтгз оОргаоа, уделялось поотроошш АЧХ а нвхсздгшш форм вшмбапаА. D качества базисной сила выбрана точка Щ а пяшггуду колзбагяй сярэделялзсь та отпоэзшпэ к оз t^insiasbEcay емзг^пав. На рзо.З Езобрагэп грвфзн АЧХ дня баозсЕоЭ to'cs: на пса ш=но садолпть Q «атетх рзЕозсясза епшв - 0,65; 1,2; 3,1; 2,0; 3,9 п 4,7 Гц. От ппка ссхрсалЕУгоя а па графиках для точак £2 а £3, с^эотэ о теа еипгзтудо сгепзпиЗ для зтпя точек а пэсколько рга кзньсэ. Езэ больсза ткюнвкзЕэ сшютуд сггзяэшШ мо=зю проагздеть по вертикально^ створу - су.рзс.4, практачоскя, начиная о v 24,3 ti п нагэ етигзтуду почта па всех Copiai пэ прэкзаэт 10-1БЯ от стпзтуд скзг^ша верхней точка на v 39,0 п.

Текла образом, со характеру дафорктей ttcsctpjrajna со tsosso' ргздэлзть на две существенно рвгпыэ по дгзигачзсксЯ пзсткостз часта: болэо пэсткуо пгкгоэ (от v -4,3 и до- v 24,3 и), которая в дсз'оя случеэ пгргвт роль кек-ба упругого основання для вэрхпоЗ, болзо гпбкоЗ часта (от v 24,3 а до v 39,0 и). Пра ото«, кга ото гадло на рас.4, вклад отил суоствепло отлзчаггдася по еэоткоотз пасте а сооругштя в обзяЯ характер колебвяпй всей конструкция ояозивазтеи различные «а разных преобладаем» частотах.

Ашшзз гргфжоэ АЧХ продолышх колэбатФ показал, что в втоа направленна конструкция ведет себя гораздо еояоэрзагагзээ пра тех га, что а о попврэ'шам шшрншянпз нагрузках; в то а врзкя, в целом, была подтвзрздшш вначшгая ревоншкяшх частот пра гшачятальио uaiiusu кшлатудах смов/анкЯ. Из постровтшх фор! колвбанйЯ шшю: пра г фи дольных колебаниях всфгксаровакы только перша форсш, как по горшонталыюЯ, так п то вертикальной ocrai.

По результатом испытания на етульскиэ поздойстезя била сострой îfu гр'и^мка стятастяческях харвктврзстпк ролвбшпЭ: автокорреляционных функций и спяктралышх плотностей в обо га нвлравлонши. Устиювлоно, что гфооблчдвсцяэ частота попэрэчяых

колебаний лэхшт в диапазоне 0,5-0,7 Гц, а продольных - б диапазоне 0,6-0,7 Гц, то есть обнаругено хорошее согласованна о первой резонансной частотой (0,55 гц), выделенной в ходе Енброисштаннй. Логарифмический декреыонт, вычисленный двумя способами - пз получешшх с помощью виброгзгшшш грсфпков ДЧХ и пз бшшсзй свободных колебаний от шпульсних воздействий, находится б пределах соответственно 0,56-0,72 и 0,35-0,60.

Сравнение результатов вкспорлшпта с роаультатеа динамического расчета да, как плоской ра\агаЯ конструкции, попа8опо, что частоты собственных колебаний довольно хорошо согласуются, а ашштуды расчетных и вкспэрикенталышх скощешй па первых двух резонансных: частотах сильно отличаются в приблизительно совпадают но третьей резонансной частоте. Расчет о учетом дополнительной связи несколько сокращает вту разницу.

Выявленные различия в смещениях при относительно хорошем согласовании частот, указывают, кроне факторов потерн анэргия прз передаче от возбудителя к сооружению и пространственной работа конструкции, на несоответствие реальной работа сооружения оэ расчетной схеме. Это, по всей видимости, объясняется п паличиеы а здании инокества внешних (связи с другшп функциональными зданшогл АЭС) и внутренних конструктивных н случайных связей (перекрытая, диафрагмы, перехода, лесешси и др.), которые но поддаются учету в теоретическом раочете. Аналогичная картина получона п из сравнения експоршентальных и расчетных данных в продольном направлении.

В четвертой главе дается описание натурных вибрационных исследований ыасснвно-контрфорсной плотины Адщшшского водохранилища (высота 119,5 м, длина по гребню I км, 33 соквдн в 2 береговых устоя), проанализированы результаты этих исследований, в такте записи малых сейсмических воздействий в районе плотшш.

Следует оплатить, что вибрационные исследования на Андижанской плотине проводились повторно с прошжулкил в 6 лвт -первые испытания были проведены совместно ЫИСИ в ЦНКИЭП яидпща с помощью малой вибромашины В~2. В тех испытаниях делались попытки возбуждения и вапнеи колебаний отдельных точек плотины п, несмотря на их ограниченность и значительно мэньпую шщность вибромашины, 01ш показали эффективность вкспориментов такого рода для изучения динамических характеристик массивного сооружения. Повтореяле отштов выполнено нами с целью оценки изменения за прошедшее время

ГЬстрэтаэ rajooasM S3, Д'Ж дня егмграт»л.но1 гочет Я1

/

Сэрзш псютоллй:

I - шгачоиз 2 етбратсрп

II - вилшош 3 отОраторп

III - пиглоп I впбратор

' ¿л

Рно.З

йяитуш скспрппа ДЭ np:i шзОршсяштсшгшх в юшэрзчпсм

пппрпплзтгп для пята рзоопонсвш: частог

» ' -О

J>assr4 '

Рас.4

Схема рпсстппоши сей0г.юприборов на Адцкннпсксй плотйаэ. • при пзброзссладовшшях в продольном направлении.

энцпя усгаготт D-EU

у ' t -

■ц i У 7

V 905 ïl

7 046 U, V00,4 11

Рис.б

-12- <

рзшадш! сооружения па данамзчасюш воздействия. •

В опытах 1988 г было решено выявить коооопжагрзчшэ пространственные фор.и колебаний плотины в отлично ог сшлэгр^аш. форм, полученных в достаточно полнш о&ъвиа в результате предыдущих испытаний. 0 етой целью &-SÜ была установлена иа гробда секции & 7 (см.рис.Б) - наиболее оснащенной оойскоприборааз для постоянных наблюдений.

0 целью наиболее полной передачи внаргш от Биброаапшш, ее опорная pa;ia была ¡забетонировала в гребень плотшш в прнварэиа к сакладныа частям тагам образоы, что верхние шхкш Еюдлэроа оказались ваподлнцо о ботоном па уровне поверхности гробшь

Посла проработки цзтодачоских вопросов - pass: работы шброасашш, разыощэнио сейсшвшаратури п др., Сила иссладоваш: форш колебаний, характер БваидадайстЕия секций при воспраятса дшшшческнх нагрузок, работа шксогащогашх евов, как дополнительного дошффущаго олэшита о саотеа» "плотна -основание". Испытания были проведены как в продольной, так и в поперечном направлениях. По результатам ншшташй была построена графики АЧХ дая вооьш сшсциЗ шютшш в ооотвэ тствуее^э ш Форш колебаний.

Сопоставление результатов нспытшшй 1982 u IS8B гг ш шеценаям секций Ji? в Щ7 показывает, что ока хороао согласуется -осталась неизменной деша&ическая еосткость секцай. На uimöoxaa удаленных от источника возбуждения сокццях Д2Ь, Ш2, £13 рост виплвтуд савщэннй довиачителэп с иошшшшем частота, что, вероятно, связано с потерям вноргки в ивах иовду сскцшаи -демпфирующий аффект. IIa графиках АЧХ секций £S и Ш, раополоаошшх в непосредственной близости от виброыашши, четко шдаляотся густой спектр резонансных пиков, из ко тори* о достаточной точностью совпадают лишь два: 4,6 в 7,2 Гц. Такого рода разлачва связано с действием антисейсмического иаропраятия - вэакмшш спариванием соседних секций, например Xt-es. в/ Вв, Ю-»10 и т.д., вследствие чего плотина оказалась разбитой на ряд конструкция с различной степенью жесткости, что 8 определило слоаиД характер спектров реакции. Однако, на определенных частотах пдотвш работает как единое целое - в то мокно проследить по херик тиру изменения форм колебаний яа рао.6. Наиболее octjju» резонансный пик, которому соответствует максимальное сжнц^мио, - на частот®

4,G Гц - пятая балочная форма по горизонтали и первая консольная го ггзртикалп; на частоте 7,В Гц зачатии резкие изютнешет величшш сотщепий моаду сзюгшшз а появление второй консольной фор®; на частоте 8,9 ГЦ - яр со внрагенная вторая резонансная консольная форгяа и высокого порядка балочная форла.

НЬлпнейшй характер передачи динамической нагрузки, обусловленный активным перераспределением энергии пв внсоких частотах, приводит к появления дополнительных дегаффугщпх свойств сооружения. Так, на частоте 8,9 Гц смещение гребня Ш составляет 2S,25 юм, тогда кок на соседней секции й8, оно равно 12,2Б îsaa, па секции Л5 - 8,65 глаз с обратшм знаком, на секции „'¡В (спарена о 177) - 21,30 шел, а па секции ' Я9 - 9,2 мкм. В гопереЧЕогз паправлэ!шя, считащешя наиболее сейгалоопаснша, смещения па секции. ТП сказались в 5-7 раз меньшими, чем в продольном, что !лозпо расгаатривать как результат вааимообьвдонвния секций. ■

Анализ спектральных плотностей рэакции секции Ш от пог.и*этр"йс0нил 13.03.1988 г показывает, что если у основания имеем спектр колебаний порядка до I Гц, то на измерительной точке на v 846 и (средняя часть по высоте) к mai добавляется частота 2,3 Гц, а на гребпэ - и более высокочастотные составдящие 3,7 - 4,1 Гц. Аналогичная картина наблюдается и при ана^тао спектра реакция для вэмлэтрясзпий 17.08.1988 г и 6.05.1982 г. Сравнивая спектра реакций стаду собой и о результата?® виброиеттвний, коано откатить частоту 4,4 Гц, как наиболее четко прослеышаыцуйся па всех этапах исследований. Хорошев совпадение резонансных частот, вндэлешшх пра виброисштанпях и при анализе записей землэтрясений свидетельствует о возможности применения разработанной кэтодшт испольвования вибрационной машины В-ЗУ для впализв характеристик колебаний плотины пра землетрясениях.

сортгядйит»9 грполячдчпцих частот колебаний плотины при вошштрясошт, происходивших* о большим интервалом (болэо 6 лот) вогэт явиться косвенным подтвэрздениэм стабильности фпвико -кэханпчэскнх свойств сооружения, состояния н надааностп его работа.

Анализ поперечных колебаний плотины от землетрясений показывает, что она го размаху составляют 80-90% по сравнению о продольными; сравнение спектральных плотностей реакции секции Ш на указанные землетрясения выделяет частоту 2,6-2,6 Гц, что

яоогЕОТотеуох пэрвоЗ оовошой фэр.:э юшзбшшй.'

0 г,-тгс_ прэдставлеш рзоультотц раочотов цигсетлашм

данаачоских контурных шшршзшхС иаоопыю-глнтрфорской плотшщ, исполненных па основе дашшх гадального екопоршланга о щшазаэнцса езеосткой ьштодшш определения кмцульсшх переходных фуШСЦЦЙ. '

Эта 'ыотодако .основывается на продполоетшш, что, веда визе гея салюсь акшлзрогршхи некоторого даншшчвс:?ого боздэйствея и о скосипш ооорушпкя И ЩЫ втои получена вышоь ■ О хорактэргогшш 1ЩС в ткой-глво 1-то2 точке втого ооорукзшя, цэзду впаа паршзтрвш иш вашювть слодущм соотшва пи:

Здесь г^ (1) - переходная фуигецзя е 1-то£ точз» сазду раосыатриваэкой характорлстцкой чь (1) к а:;оо ла ро гркг-Юи Р< Ъ), прдчем она' зависит от 1-той точза: и на вариант о г ьпдз ш;солерогра^;;и ГШ. Такса образом, еола иг^зотся с апис ь при

каком-либо одно;,! воадойотшш РШ, то, рашш дшшоо интегральное уравнонкз, иоапо определить переходную Фушщши для раосцатр^ваешй характеристики 1-той точки сооруиэинл. Тогда дм опродолэная напряжений (деформаций, гсэвдюШ), в 1-тоЕ точке сооружения 1 вызванных некотором другим Еоадействисш Р* (I), пепольоуеи получоннув равоо пероходиую фушодаа (1) скор'пхй еа са воздействие Р*(<;):

Поскольку воспроизведение ишульса ускорения в оснавышд натурного ооорутаная нэ представляется швшкпвм, Сил кспоЕьеошш метод модельного експоршлентв. Опыта проводилась на шдолл отдельной секции Андашшской плотшш, выполненной в ыаеттебо 1:200 из специального материала, в состав которого входили сшшцошй тароаак, свинцовая дробь, пасок, резиновая крошке к поливЕНилацегатная вкульсня в сьюси с содой. Модуль яф/гостс материала подели соотавил Ец » 800 Ша прз плотности ри» 2,4 г/см8.

В качестве испытательного стенда оала использована равработаинал ранее в МИСИ конструкция с системой

л

I

¿'лшшгуда скощзвпй (пел) Ацдакштсноа шютгт прт ^Сролспитпппзтх ' в продольном направлении для трох розоишепнг: частот

/'#1/ . Лу пЯ1 ¿Mxsji? sor . J£7__

Рис. в

ССЛЗЩЦ Хцдетлскйй ПЗОХЖШ, Сб0рУД02ИЯ?йЯ МШарТурсЧ.

для рзгястрацзл нэдульсааг всздовохгяШ '

Aj.3 - пьозошссолерошгри 1СД-35

т«-7 ~ проволочшэ тепзорэзЕсторы для регистрации деформаций .

Рис.7

папорно - вакуумной стабилизации перемещений, которая обесточивала отрого горизонтальные .перемещения. Установленная иодаль была оборудована тремя малогабаритными пьвзоакселероаатраып 1СД-35 и семью проволочными тензорезистораш с базой 10 ш, наклеиваевши па гршш коде ли _ - рис.7. Для регистрации деформаций использовался тензокэгряческий .усилитель типа УТС-12/35 о иагнитоэлектрачзегша осциллографом Н-117. с записью на рулонную фотобумагу типа Ш. Пьв8оексел8роштры включались .на тот Ев осциллограф черев усилитель типа БМ-З.

Кшульо ускорения в основании воспроизводился горизонтальные ударом по подапшой плите стенда через специально укроплешшй на пай стальной боек. Самый короткий шпульс, достигнутый в опытах (удар стальной болванкой по станьпоьгу бойку), составил 0,002с при амплитуде 2,6^. Опыта многократно повторялись при варьировании шшлитуда ишульса ускорений для контроля во стабильностью условий вкспорпшнта а статистического анализа ого результатов. Одна из ввшеей была использована для определения переходных функцк2 есслэ дуемых точек, о целью их последующей сверл си па реальные аналоговые сойсшграшы для получения контурных напряжений.

В качества аналоговых для расчета на 8-ш балльное землетрясение были использованы: синтезированная акселэрогракаа из набора, рекомендованного Институтом Фпзлки Зешш (иакаг^альшо ускорение 0,22 е; длительность 30 с; преобладавдая частота 1,6 Гц); акселарогра^ыа землетрясения Эль-Центро (0,21 в; 62 с; 2,2 Гц); акселерограмма аешю трясения Юрека (0,20 g; 42 с; 0,6 Гц).

В процессе подготовка информационных массивов ко вводу е програггиу были проработаны католические вопросы: табор способа оцифровки (пошаговый или "по екстрвцумам"), выбор длительности вадания входного воздействия (целиком шш только "всплеск"), выбор оптимального количества шагов разбиения.

Анализ полученных спектров реакций точек по контуру додели показывает, что о повышением о шатки всслвдуеш1 точек существа гаю возрастает вклад высокочастотных составлявдах. Так, для точек 1 в б (сы.рио.7), расиолокенных приблизительно на одной в той ео шеоте выделяется частота в пределах I Гц, тогда как в спектр» реакции точки 4, располованной в верхний трети плотины, преобладающей является частота вблизи 4 Гц, при тех ва воздействиях в основании. Эта качественная картине хорош

согласуется с рэоультатагш, пряведонншз з третьей гласа, где тагею зсфшсирована картава .актуализации' болоо высоких, собственных частот сооружения но верхних откатках. Вместо с тол» различна в спектрах точек, располоэтшмх примерно на одном п тем та уровне, но о противоположных сторон плотны, судя по ссаг.?у, связано со слогшой конструкцией плотили и еэ существенной асспмэтрпчностьгз относительно продольной оси, вследствие чего происходит с лоа-юо пространственное двфэргзфовашгэ дшкога сооружения.

Анализ полученных ыакспмалышх напряжений показывает: с высотой напряжения сначала уменьшается (точки 3 и б), а а верхних точках (4 и 7) слова возрастят-, однако, для длпнпоперподного воздействия Среза изменение с высотой практически на наблюдается, ' тогда пая дал более высокочастотных воздействий увеличение напряжений прослеживается четко. Для гшскншо-кснтрфорсной плотила такая ввкопомэрпостъ увеличения папряггепнй в верхней части обнаруазна впервые.

ССтво наводи. ;

1. Разработана п-- развита кэтодтса крупномасштабных натурных вибрационных исследований ответственных конструкций вноргетпчэсша-' сооружений.

2. Впервые получены рзальныэ данные о рэшощп гибкой конструкции деаэраторноЗ этап-ерш Смоленской АЭС на диначаческяе п импульсные воздействия.

3. Установлзно хорошее соответствие собственных частот и форм колебаний, полученных в ходе впСроисштаний, в результате различпых импульсных воздействий я теоретического расчета по плоской ранней схеме гибкой конструкция деаэраторной этакерю! Смоленской АЗС.

4. Путем сопоставления результатов натурных исследований о'Данныгаи расчета установлено, что расчетные агшлитудо смещений по- первым двум формам во много раз прошпапт реалышэ. Это свидетельствует о существенной ролл внесших и внутренних конструктивных к случайных связей сооружения, обычно неучитываекых в расчете, пз повышение общей динамической еосткости подобного .сооружения.

Б. В ходе натурных вибрационных и импульсных последоваллй установлено, что данная констругарш Смоленской АЭС является сейсмоотойкой на расчетную 6-тя балльную сейсмичность п по

• тробует проведения дополнительных шгеисойсшчзскех мэроирштай".

6. На осповашш ■ ■ натурных вибрационных исслодоганаО иаооЕБЕО-когггрфорсшой плоишн Авдижапского водохранилища сыявлзш собсгвопше частоты сооружения п построены соотвэхотвущаз ил Форш колебаний. В результате псйшдованпй сдэлави Ешадх о пространственной • работе сооружения п о внататольлоа раш ьшзгсокцпоннцх евов, .как дополнительного дешфлрувдого оломзнта с система "гкотина - основание".

7. По Ш-ОГСУ ПЕТурШХ ЕИбраЦЦОННЫХ КСШТШГЙ! ПЛОТПШ АцдаЗШПСКОГО водохранилища п оравнешш нх с результатами аналогичных псштаипй 6-та; летной давности обнаружена достаточная стабильность фззпко-коханнческых свойств й состояния ссоруЕэшш за проаздаэа врш.ш н сделан вывод о ого сейсмической надэшостн.

8. Анализ реакции АндааискоЗ плотины пра малых вешкэтрлсоЕШк, б результата-которого были построены спэктралыше плотности рзшщй различных точек сооругецця, позволил выявить качоствэннуо картину увеличения вклада высокочастотных составляэдпх колебаний с повыЕенпэм высота исследуемой точзш, а такса било обнаруетно достаточна хорошее согласование резонансных частот, получат:." из вибрационного вкспоримонта с частота>ш, шдолзнпей в хода обработки записей землетрясений.

3. Проведанные опыта показали высокую в®октивность возбуздопия колебаний . конструкций энергетических сооружений о хкхаящьэ шбромашвш. Они позвсшш! с больной точностью установить соответстшэ реальной конструкции залогэивым в проекте парататргу. По-нашему мнению, представляется целесообразнш наряду о сейсмометрической аппаратурой устанавливать ца соорухзниях такого типа вибромашины для контроля эа состояннеы сооружения. Представляется, что каздое ответственоэ энергетическое ц гидротехническое сооружение должно иметь н дшюшчестшй паспорт, полученный в результате серии виброиспыташй, проведенных в начало ее эксплуатации. В таком случве регулярные виброиспытания, а такса специальные испытания сразу ге после сильного землетрясения, позволят через обнаруженное изменение динамических характеристик принимать меры к поиску и устранению потенциальных дефектов. 10. В результате исследования модели ДндиванскоЯ плотины на аналоговые воздействия (с разными преобладающими частотами), веданные в ее основании, с помощью предварительно определяемых

котульсшх переходник фуккцаа, получопа спептралызга пяотпоста ропкцгЛ хвроктерашх точек ооортгзпзя, подтЕэрдлетгэ пачэстваппут) картину, излогзнпуо п п.7.

11. На основания кодэльиого скшораашта получзш пшкягзавьша ястгеяпчэсяао аофягопля на псотураг мсссхшо - коятрфорсяой плогаш Андпаанского гидроузла прз трок раздотгах гадах пналогосих соЙс?,тограг.я 8-r.ni балльного помлэтряоэншт. Прл этом отказала достаточная сейсмостойкость построоппого я окоплуотпруского сооругаплл.

12. Обнаруженное з процесса псслэдовгпай .тагзпяэ сущзстшшого увэлпчЪшш значения нппряяэлЕй а взрхпоЗ трэта плотва t позволяло сдо^чтг. Фмсод о лообходажгатз удалзтя болъпзго вовмшшя папрягзпияа в озрхлэЯ частя иассшю - коптрфорспоЗ плотши пра сэйсгзчегаап расчетах.

Основное содержание работа отдояэш а слэдуе^зз. работах:

1. Шаблипишй Г.Э., Зптоов В.В., ЗатпорнацкпЯ О.Г., Кувпацой D.D., Ковалева В.Л., Дороннн О.Л., Ломал A.B. Натуршгэ аселэдовапая доаэратйряоа этагорст Озолэпсдой АЗО па дана'лпэсаув патруоку.// Сейсмостойкое строительство. Экспрэос-пвХортащп.- IS9I, ,'"3.

2. ШабллпскпЗ Г.Э., Кузнецов В.В., Нсааловэ Е.Л., Затсов В.Б., Салиппов S.U., Ломая A.B. Натурные пнбрвцтштм псолодовмпст ' прострпнствэнюЗ ретзоЗ конструкции. // Теоретические "я вкспвргмэпталышо исследовании прочности а йзоткоста строятолышх конструкций. Сборная трудов МИСИ пи. З.В.Куйбшэва. 19Э1. ■

3. ШаблготскйЯ: Г.Э., Копелева 2.Л., Коновалов Ü.B., .Ломан A.B. Исследование сэйс?яг?9ския напряЕэшхй в ЛддгстшскоЗ штотшга на основе переходних функций. // Сейсмостойкое отроятльство. Зяспросс-пиформацпя.- 1992, ЯЭ-4.

Подписано я печати 27.10.1992 *ормат 60x84 I/I6 Печать о^етнай И - 249 Объем I уч.изч.л. Т. 100 Заказ Ш Бесплотно

Ротогтринт МИСИ им.В.В.Куйбншева