автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Научное обоснование параметров сейсмостойкости башенных кранов

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ БАШЕННЫХ КРАНОВ

Специальность: 05.05.05. - подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Веселое Владимир Николаевич

АСТРАХАНЬ 2000

Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

H.H. Панасенко

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

A.Н. Орлов

кандидат технических наук, доцент

B.И. Дейнега

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт башенного краностроения НИИ БК

Защита состоится « » Ч ЮЛ? 2000г. в ^—часов на заседании диссертационного совета К 063.30.И в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346300 г. Новочеркасск, Ростовской обл., ул. Просвещения, 132

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮжноРоссийского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим посылать в диссертационный совет К 063.30.11 Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Автореферат разослан " {9" ИЮН^_2000 г.

Ученый секретарь /

диссертационного совета К 063.30.11 кан-/) '

дидат технических наук, доцент // В.Д. Ерейский

/ч

Н6 -h45,?Л5~0% ,0

Актуальность работы. Работа выполняется в развитие ПБ 10-14-92 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» (ст. 2.3), в соответствии с которой «...Проектирование и изготовление грузоподъемных машин, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах (более 6 баллов), согласно СНиП П-7, должны осуществляться в сейсмостойком исполнении». Тема диссертации входит в ФНТП «Безопасность» (письмо НТЦ «Промышленная безопасность» № 07/150 от 29.06.94г.). Работа выполняется по согласованию с СКТБ БК (Москва, письмо № 16/4230 от 16.11.94 г.) и НИИ БК (Ржев). Результаты диссертационного исследования используются в расчетах на сейсмостойкость башенных кранов (БК), работающих в сейсмической зоне Иркутской обл. (х/д № 3/2000 от 18.02.2000 между кафедрой ПТМ АГТУ и РИКЦ «Кран-Парк» Ангарск Иркутской обл.).

Цель работы. Совершенствование расчетных методов исследования устойчивости положения БК в пространстве и расчета напряженно-деформированного состояния пространственных несущих металлоконструкций БК при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трех-компонентного сейсмического воздействия.

Методика исследования. Теоретические исследования сейсмостойкости БК проведены с использованием общей теории сейсмостойкости сооружений, теории колебаний, матричного и векторного исчисления, численного метода решения дифференциальных уравнений сейсмических колебаний, метода конечных элементов, отечественного и зарубежного опыта проектирования БК.

Научная новизна. 1. Разработана методика конечно-элементной аппроксимации конструктивно-технических систем БК.

2. Разработаны пространственные расчетно-динамические модели БК, учитывающие возможный отрыв ходовых колес БК от основания и одностороннюю работу канатов при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

3. Разработана математическая модель БК, описывающая колебания БК при пространственном сейсмическом воздействии.

4. Исследована проблема собственных значений для БК как системы переменных эксплуатационных состояний.

5. Разработана методика исследования напряженно-деформированного состояния пространственных металлоконструкций БК, подверженных трех-компонентному сейсмическому воздействию.

6. Разработана методика расчета устойчивости положения в пространстве на основе прямого интегрирования нелинейных уравнений движения БК при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

Практическая ценность работы. Создана единая инженерная методика, позволяющая выполнить расчет БК в сейсмостойком исполнении на сочетание эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентно-го сейсмического воздействия. Разработаны рекомендации по проектирова-

нию и расчету БК в сейсмостойком исполнении, основанные на результатах вычислительного эксперимента.

Внедрение результатов работы. Результаты исследований использовались:

при проведении научно-исследовательских работ по расчетному обоснованию сейсмостойкости БК, находящихся в эксплуатации в сейсмической зоне Иркутской области (заказчик РИКЦ «Кран-Парк» г. Ангарск);

в составе технических заданий на строительство жилых и общественных зданий в сейсмических районах, разрабатываемых АООТ «Астраханграж-данпроект» (г. Астрахань);

в составе технических заданий и эскизных проектов башенных кранов, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах, разрабатываемых НИИ БК (г. Ржев);

в учебном процессе подготовки специалистов по специальности 150900 «Механизация перегрузочных работ» по дисциплинам СД.01 «Металлические конструкции ПТМ», СД.09 «Производство, монтаж и ремонт ПТМ» на кафедре ПТМ Астраханского государственного технического университета.

Автор выносит на защиту 1. Методику аппроксимации конструктивно-технических систем БК методом конечных элементов.

2. Методику построения пространственных линейных и нелинейных расчет-но-динамических моделей БК, учитывающих возможное нарушение контакта ходовых колес с подкрановым рельсом и работу канатов как систем с односторонними связями, при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

3. Математическую модель БК, описывающую колебания БК при пространственном сейсмическом воздействии.

4. Результаты исследования проблемы собственных значений для БК как системы переменных эксплуатационных состояний.

5. Методику исследования напряженно-деформированного состояния несущих металлоконструкций БК, с учетом их переменных эксплуатационных состояний, при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

6. Методику исследования устойчивости положения БК в пространстве при сочетании эксплуатационных нафузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

7. Результаты расчетных исследований БК КБ-403 на сочетание эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения и научно-технический прогресс» (Севастополь, 10-13 сентября 1996г.), международной научно-студенческой конференции «Город и экология»(Ростов-на-Дону, 1996г.), IX научной конференции ВИ НГТУ (Волгодонск, май 1996г.), международной научно-технической конференции «Прогрессивные техно-

логии машиностроения и современность» (Севастополь, 9-12 сентября 1997г.), X научной конференции ВИ НГТУ (Волгодонск, май 1997г.), XLII научной конференции АГТУ (Астрахань, 1998г.), 43 научной конференции профессорско-преподавательского состава АГТУ (Астрахань, 1999г ), международной научной конференции, посвященной 70-летию АГТУ (Астрахань, 2000г). Кроме того, основные положения работы обсуждались на заседаниях научно-технических советов НИИ БК (Ржев), АООТ «Астраханграж-данпроект» (Астрахань), в научных коллективах АИСИ (Астрахань) и АГТУ (Астрахань).

Публикации. Научная работа по настоящей диссертации автором выполнялась с 1995 по 2000 годы.

По тематике диссертационного исследования опубликовано 22 печатные работы. Основное содержание диссертационной работы изложено в 13 печатных работах, опубликованных в периодической печати, сборниках докладов научно-технических конференций и научных трудах институтов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 176 наименований, 168 страниц текста, 33 иллюстраций, 6 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении к диссертации обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определена цель работы, изложено ее краткое содержание, приведены положения составляющие научную новизну работы и являющиеся предметом защиты.

В первой главе проведен обзор работ по теории и экспериментальным исследованиям грузоподъемных кранов. В создании современных методов расчета подъемно-транспортной техники ведущая роль принадлежит отечественным ученым: М.П.Александрову, И.И.Абрамовичу, П.Е.Богуславскому, В.И.Брауде, А.А.Вайнсону, А.В.Вершинскому, М.М.Гохбергу, А.А.Зарецкому, С.А.Казаку, А.П.Кобзеву, Г.Г.Кожушко, Г.П.Ксюнину, М.С.Комарову, A.A.Короткому, Н.А.Лобову, А.С.Липатову, Л.А.Невзорову, А.Н.Орлову, П.З.Петухову, Н.Н.Панасенко, С.А.Соколову, М.Н.Хальфину и др. За рубежом большой вклад в развитие методов расчета внесли: Ф.Зедльмайер, Ф.Курт, М.Шеффлер, М.Кос и др. Развитие теории сейсмостойкости грузоподъемных кранов оказалось возможным благодаря научному опыту в области теории сейсмостойкости строительных конструкций и динамики сооружений, где большой вклад был внесен Я.М.Айзенбергом, В.В.Болотиным, Г.В.Воронцовым, М.Д.Генкиным, Ф.М.Диментбергом, В.К.Егуповым, В.А.Ильичевым, Р.Клафом, Б.К.Карапетяном, Б.Г.Кореневым, Ш.Г.Напетваридзе, Н.А.Николаенко, Дж.Пензиеном, С.В.Поляковым, В.Т.Рассказовским, А.Р.Ржаницыным, А.П.Синициным, С.В.Серенсеном, А.А.Самарским, Э.Е.Хачияном, А.И.Цейтлиным и др. отечественными и зарубежными специалистами. Среди теоретических работ, посвященных проблеме устойчивости грузоподъемных кранов в статической постановке расчета следует выделить работы

И.А.Вышнеградского, М.С.Комарова, в которых впервые рассмотрена устойчивость свободно стоящего крана. Следующая группа работ характеризуется введением в расчет динамических нагрузок, которые определялись экспериментально или расчетом, исходя го рассмотрения крана и его механизмов как единого жесткого тела, либо с учетом податливости отдельных элементов конструкции и основания. В качестве условия устойчивости принималось превышение удерживающего момента над опрокидывающим. Динамика процесса опрокидывания грузоподъемных кранов рассмотрена в работах А.А.Вайнсона, М.П.Аксенова, В.Флаха, Е.Щварца и Ф.Маркса, К.Хеслера.

Аналитические методы сейсмического проектирования подразделяются на две основные группы: динамический и статический анализ. Статический анализ может применяться для районов с низкой сейсмической активностью. Динамический анализ является основным подходом в сейсмическом проектировании сооружений и состоит в установлении сейсмических входных данных, модели затухания колебаний сооружения, физико-механической модели системы и аналитических технологий, являющихся главной компонентой сейсмического проектирования. К таким технологиям относятся линейно-спектральный метод теории сейсмостойкости и метод динамического анализа. В настоящее время господствующее положение в сейсмических расчетах грузоподъемных кранов занимает линейно-спектральный метод, который, будучи квазистатическим методом, не позволяет получить развернутую во времени динамику реакции БК на сейсмическое воздействие и неприменим для расчета устойчивости положения БК в пространстве. Поэтому, дм расчета устойчивости положения БК в пространстве используется метод динамического анализа, позволяющий детально смоделировать поведение БК в условиях сейсмического воздействия. В основе метода формирования уравнений движения в большинстве программных продуктов, предназначенных для динамических расчетов, лежит метод конечных элементов, отличающийся универсальностью, легкостью программирования, возможностью формализации построения математической модели исследуемого объекта и получению результатов с достаточно высокой степенью точности. Развитие метода конечных элементов получило отражение в фундаментальных работах О.Зенкевича, Р.Клафа и Дж.Пензиена, Дж.Одена, В.А.Постнова, Л.А.Розина, Г.Стренга и Дж.Фикса, А.С.Сахарова, Р.И.Фурунжиева. Развитие современных средств вычислительной техники позволило существенно ускорить проведение исследовательских работ по расчету грузоподъемных кранов, чему способствовали математические методы матричного анализа, основанные на составлении дискретных моделей с помощью метода конечных элементов. Матричным методам расчета посвящены работы В.В.Болотина, Р.А.Резникова, А.Ф.Смирнова, Н.Н.Шапошникова, Дж.Аргириса, Д.Арчера, Р.Галлагера, Р.Мелоша, Т.Пиан, И.Пржемницкого и др.

Выполненный анализ общих тенденций в исследовании сейсмостойкости БК, а также численных методов расчета напряженно-деформированного состояния их несущих металлоконструкций и устойчивости положения БК в пространстве в условиях прохождения землетрясения, позволяет сформулировать постановку задачи диссертационного исследования: 1) разработка инженерной методики исследования устойчивости положения БК в пространстве в условиях прохождения землетрясения на основе прямого интегрирования нелинейных сейсмических уравнений движения БК; 2) разработка методики вычислительного эксперимента для исследования сейсмостойкости БК в условиях пространственного трехкомпонентного сейсмического воздействия; 3) разработка практического метода расчета БК на сочетание эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

Вторая глава посвящена разработке методики конечно-элементной аппроксимации конструктивно-технических систем БК. По реакции расчет-но-динамической модели БК на заданное внешнее сейсмическое воздействие оценивается сейсмостойкость реального крана. Для одного БК строится несколько расчетных моделей в зависимости от цели и требуемой точности расчета, характера действующих сил. В работе проведен расчет сейсмостойкости конструкций БК с использованием расчетно-динамических моделей с распределенными массами, что позволяет на 5-20% уточнить спектр собственных частот. При выборе начальной упрощенной схемы БК учитываются наиболее существенные факторы, определяющие динамический режим поведения БК при сейсмических воздействиях. К числу таких факторов относятся распределение масс и жесткостей элементов БК, деформативность основания и характеристики поглощения энергии при колебаниях. Пространственные металлоконструкции БК моделируются набором массивных и тонкостенных стержневых конечных элементов открытого и закрытого профилей с прямолинейной осью. Материал конечного элемента предполагается изотропным и линейно упругим, а перемещения - малыми. Стержневые конечные элементы прикрепляются к узлам в центрах тяжести своих торцевых поперечных сечений. При исследовании изгибных деформаций элементов металлоконструкций башен и стрел БК, реальная пространственная решетчатая конструкция заменяется эквивалентным стержнем. Момент инерции эквивалентного стержня равен моменту инерции решетчатого стержня, умноженному на коэффициент, учитывающий податливость решетки и коэффициент, учитывающий податливость поясов вследствие их случайных искривлений. При исследовании деформаций кручения элементов металлоконструкций башен и стрел БК, реальная пространственная решетчатая конструкция заменяется эквивалентным сплошностенчатым стержнем коробчатого сечения со стенками, работающими только на сдвиг. Толщина эквивалентной стенки определяется из условия равенства потенциальной энергии сдвига эквивалентной стенки энергии растяжения (сжатия) раскоса в раскосной ферме от действия одной и той же нагрузки.

Сосредоточенные массы совмещаются с узлами расчетно-динамической модели, а распределенные массы и жесткостные характеристики дискретизируются методом конечных элементов. В качестве функций перемещений межузловых сечений приняты одномерные функции Эрмита, описывающие перемещения межузловых сечений при единичных перемещениях узлов расчетно-динамической модели. Вид указанных функций зависит от граничных условий концов конечных элементов. Статическая нагрузка формируется из заданных сосредоточенных внешних сил и моментов, а также приведенных к узловым распределенных по длине конечного элемента нагрузок от действия собственного веса, внешней заданной и температурной нагрузок. Используя метод конечных элементов, получен вектор приведенной к узлам распределенной нагрузки для конечного элемента в местной системе координат, связанной с конечным элементом. Влияние граничных условий на вектор внешней нагрузки учитывается методом Жорда-новых исключений. Незначительные отклонения от прямолинейности учитываются приведением несовершенств к фактору дополнительной внешней нагрузки. Кинематическое воздействие на БК учитывается коррекцией вектора внешней нагрузки и матрицы жесткости БК.

Общее уравнение движения БК при сейсмическом воздействии имеет

вид

[М] {V} + [С] {V} + [К] {V} + {R(V, Г)} = -[М] {Л(0} + {Р}, где - вектор сил в нелинейных связях расчетно-динамической мо-

дели БК; [М], [С], И - матрицы масс, демпфирования и жесткости, соответственно; -[Л/]{ДО}- вектор внешнего сейсмического воздействия, выделенный из общего вектора внешних нагрузок {Р}; {V} - вектор перемещений узлов расчетно-динамической модели БК.

Основным видом внешнего воздействия в расчетах БК на сейсмостойкость служит сейсмическое воздействие, проявляющее себя в виде кинематического возбуждения основания, на котором установлен БК. Способ задания сейсмического воздействия определяется методикой расчета. При использовании линейно-спектрального метода в качестве модели сейсмического воздействия приняты сейсмические спектры ответа. Согласно линейно-спектральному методу, конструкция крана рассматривается как набор независимых осцилляторов, каждый из которых под воздействием землетрясения совершает независимые колебания. Максимальное значение ускорения, как реакция колебательной системы, на всем протяжении действия землетрясения, является значением сейсмического спектра ответа для данной частоты, равной собственной частоте колебаний осциллятора. Использование реальных сейсмических спектров ответа нецелесообразно, так как параметры сейсмического воздействия существенным образом зависят от механизма очага, пути распространения сейсмических волн и т.д. Поэтому в работе использованы обобщенные сейсмические спектры ответа, полученные Пана-сенко H.H. и Синелыциковым A.B. При использовании метода динамическо-

го анализа сейсмическое воздействие задается в виде акселерограммы землетрясения. Разработанная расчетно-динамическая модель БК используется для построения математической модели БК. В пятой главе приведен пример построения расчетно-динамической модели БК КБ-403.

Третья глава посвящена вопросу построения математических моделей пространственных металлоконструкций БК. Построение математических моделей БК, отражающих специфику их конструкции, производится на основе метода конечных элементов. Узловые сечения тонкостенного конечного элемента имеют семь степеней свободы: три линейных перемещения, три угла поворота и депланация. Используя известные выражения для потенциальной и кинетической энергии тонкостенного стержня и приняв в качестве узловых перемещений функции Эрмита, получены матрицы жесткости и масс тонкостенного стержня. При построении матриц жесткости и масс приняты и обоснованы допущения, линеаризующие дифференциальные зависимости в выражениях для кинетической и потенциальной энергии деформации. При построении матриц применен метод Жордановых исключений, позволяющий объединять в систему конечные элементы с различными способами закрепления их в узлах. При моделировании рельсового пути использован метод упругих решений, позволяющий выделить из матрицы жесткости основания ее нелинейную составляющую. Матрица жесткости нелинейно-упругого основания симметрична относительно главной диагонали и имеет вид:

где к — коэффициент постели основания; р - коэффициент, учитывающий пластические свойства основания; Ь,Ь - длина и ширина конечного элемента на нелинейно-упругом основании.

После получения матрицы жесткости конечного элемента в местной системе координат она переводится в неподвижную общую систему координат с использованием матрицы преобразования координат. Затем из блоков матриц жесткости отдельных конечных элементов в общей системе координат формируется общая матрица жесткости БК методом суперпозиции. Затем производится корректировка общей матрицы жесткости для учета условий закрепления БК на основании.

Диссипация энергии в элементах металлоконструкций БК при сейсмических колебаниях учитывается с помощью задания величины относительного демпфирования, в долях критического. В качестве модели демпфирования в работе принята модель Рэлея, где матрица демпфирования формируется пропорциональной матрице масс и матрице жесткости. Полученные в третьей главе матрицы масс, жесткости и демпфирования используются для оценки сейсмостойкости БК.

336 + 54/ \Ъ2Ь + 11} 324 + 701 -Ш-Ь2 241} + £3 781-I2 -1812

936 + 140/, -132/, +11} 241}+51}

Четвертая глава посвящена развитию методов расчета сейсмостойкости БК. Технология подъемно-транспортных операций, выполняемых БК, предусматривает их переменные эксплуатационные состояния. В связи с этим, вычисление внешних расчетных сейсмических нагрузок по каждой т-й форме собственных колебаний БК, с использованием линейно-спектрального метода, при трехкомпонентном сейсмическом воздействии, заданном обобщенным сейсмическим спектром ответа, начинается с исследования влияния переменных эксплуатационных состояний на собственные частоты и собственные формы БК.

При расчете БК линейно-спектральным методом уравнение движения БК при землетрясении имеет вид

[М]{П + [СИП + = -/¡0[Л/]{сЭз} (1)

где [М\, [С], [К\ - матрицы масс, демпфирования и жесткости, соответственно; {V} - вектор перемещений узлов расчетно-динамической модели БК; А0-

ускорение входного сейсмического воздействия, заданного акселерограммой; {сЗб} - вектор направляющих косинусов, составленный из косинусов углов между направлением ускорения сейсмического воздействия и осями общей системы координат. Используя условия ортогональности форм собственных колебаний матрицам масс и жесткости, уравнение (1) приводится к системе несвязанных уравнений сейсмических колебаний в главных координатах по каждой т-й форме

=~ОтА0, (2)

где

в _{фт}г[М]{сд5},

" шТтш

коэффициент, характеризующий вклад т-й формы собственных колебаний в разложении вектора перемещений по формам собственных колебаний; ^ -коэффициент относительного демпфирования, принимаемый одинаковым для всех форм колебаний. Каждый из осцилляторов (2) имеет собственную частоту, соответствующую одной из собственных частот колебаний БК. Матричная формула для перемещений по «г-й форме собственных колебаний имеет вид:

} = ап,^тГ)п, {фт } = юи 1МУ1 Ь где ат - ускорение осциллятора с собственной частотой со„, определенное по обобщенному сейсмическому спектру ответа в выбранном направлении пространства; {5„} - искомый и-мерный вектор внешних расчетных сейсмических сил при колебаниях БК по т-й собственной форме колебаний:

{фт}Г[Л^]({сЭ5}Л-а^ + {соб},. аг +{с0з}2а2). (3)

{фиПМ]{Фи}

Здесь {сЗз}х,{сЭ5}г,{сЭз}2- векторы направляющих косинусов углов между осями общей системы координат ОХУ2 и направлением сейсмического воздействия; ах, ау, а2 - сейсмические ускорения осциллятора с частотой со„,, определенные по заданным обобщенным спектрам ответа в направлениях Х{У,7) общей системы координат 0ХУ2, соответственно; п - число степеней свободы расчетно-динамической модели БК. После вычисления сейсмических сил (3) для каждой т-й собственной формы колебаний решается система уравнений п порядка квазистатического расчета

[ВДЛ = {$.,}>

из которой определяются перемещения узлов расчетно-динамической модели от приложения сейсмических сил (3) по »2-й собственной форме колебаний. Далее, по каждой т-й собственной форме колебаний определяются внутренние усилия для каждого конечного элемента }к в местной системе координат охуг

где [Т\ - матрица преобразования координат, служащая для перехода от местной системы координат к общей. Результирующие внутренние усилия от сейсмического воздействия в целом определяются путем суммирования внутренних усилий по собственным формам колебаний БК по среднеквадратичной зависимости:

(4)

где п - число учитываемых в расчете форм колебаний (п < п); {01-суммарный вектор внутренних усилий в узлах конечного элемента; {()„}-вектор внутренних усилий в узлах конечного элемента, обусловленный внешними сейсмическими нагрузками (3) по т-й форме. Если для каких-либо двух учитываемых в расчете собственных частот и й)у (/ < ]) выполняется неравенство

<1,109,, (5)

то все собственные частоты разбиваются на группы, в каждую из которых включаются частоты, удовлетворяющие неравенству (5) (если таких частот нет, то в группу входит только одна частота). Формирование групп начинается с первой собственной частоты; каждая частота может входить только в одну из групп. Расчетное внутреннее усилие в конечном элементе определяется по формуле:

V т=1 Аг=1

где д - число групп; гч- количество частот в данной группе (оно различно для разных групп). При расчете БК на сейсмостойкость, проводимом линейно-спектральным методом, внешние расчетные сейсмические нагрузки опреде-

ляются только для тех собственных форм, которые соответствуют низшим собственным частотам до 30 Гц. Результирующие внутренние усилия в каждом конечном элементе}к определяются по формуле:

где {<2}э4- вектор внутренних усилий от статических эксплуатационных нагрузок.

При деформационном расчете с учетом геометрической нелинейности металлоконструкции БК внутренние усилия определяются по модели БК в деформированном состоянии, которое само зависит от внутренних сил. При этом линейная зависимость между силами и перемещениями и принцип независимости действия сил не соблюдается. Математическая модель разрешающего уравнения статического равновесия, используемого для деформационного расчета металлоконструкций БК, имеет вид,

(1К0]-[К]){Г} + {Яр} = {0}, (6)

где [К0] и [К] - матрицы жесткости и геометрической жесткости системы; {V} - вектор перемещений, получаемый в результате решения уравнения (6) на действие вектора внешних эксплуатационных и сейсмических нагрузок {/?р}. Компонентами вектора {V} являются векторы перемещений каждого узла расчетно-динамической модели БК. Вектору {V} соответствует вектор внутренних усилий {£)} в узлах конечного элемента. На первом итерационном шаге деформационного расчета по уравнению (6) матрица жесткости [К01] формируется при нулевом векторе {()}, т.е. [Х(1)]=0. Следовательно, уравнение равновесия БК на первом итерационном шаге принимает вид:

откуда, получив вектор перемещений {К(1)}, определяются внутренние усилия {£>(1)} в узлах конечного элемента в местной системе координат. Далее формируется матрица геометрической жесткости |Х(2) ] для второго итерационного шага. Затем итерационный процесс повторяется: с использованием вектора {£)(|)} по всем конечным элементам формируется деформационная матрица жесткости ([/Г(2)] = ([.К0]-[Х<2)]) и решается уравнение статического равновесия на втором итерационном шаге

([К„]-[Г2)]){Г(2>Ж42)} = { 0}. Число итераций определяется уровнем сходимости процесса.

Нормальные напряжения а)к в произвольной точке концевого сечения ) тонкостенного конечного элемента ]к, с учетом депланации поперечных сечений, как функция Цх,у, ш) определяются по формуле В.З.Власова:

' ~ А'к JJk У' + Х' + .Я*

Касательные напряжения Ту в сечении ] конечного элемента ]к,

представляющего собой тонкостенный стержень открытого профиля, определяются по формуле:

, ет- ^ мл^ л/

Т ,■ =-;--1-----Ь -Г---1--/

У*/ Л

То же в конечном элементе коробчатого поперечного сечения:

Здесь Мо, Мш, Мг — крутящий, изгибно-крутящий и суммарный крутящий моменты; М2 = М0+ Мт\ М0 = (М0- момент чистого кручения); Ап - удвоенная площадь контура коробчатого сечения; - статические моменты отсеченной площади в рассматриваемом сечении; ¡ст - толщина стенки, („ — толщина полки; оси х и у проходят через стенку и полку, соответственно; ./„,(„) - осевые моменты инерции стенки (полки) коробчатого сечения. Эквивалентные напряжения в любой точке сечения определяются по третьей теории прочности.

В пятой главе автором разработана методика расчета устойчивости положения БК в пространстве с учетом длительности действия динамических нагрузок, влияния податливости основания и конструкции крана, возможного нарушения контакта ходовых колес с подкрановым рельсом. Для

описания опирания БК на рельсовый путь использована модель неудер-живающей или односторонней связи в виде нелинейного упругого без-инерционного конечного элемента (рис.1), имеющего два узла и работающего на растяжение-сжатие вдоль оси.

В каждом узле допускаются шесть степеней свободы. Конечный элемент моделирует реальную опору БК, если относительное осевое перемещение узлов находится в заданных границах. При отрыве ходового колеса от рельса жесткость конечного элемента уменьшается на несколько порядков и опора не препятствует перемещению БК по данной степени свободы. Нарушение контакта ходового колеса с рельсом определяется из условия изменения направления реакции связи, поэтому для изменения жесткости конечного элемента, моделирующего опору, в процессе интегрирования уравнений движения отслеживается величина и знак усилия, возникающего

О1

В,

Ат

„> и

< К0

Рис. 1 Нелинейный упругий безынерционный конечный элемент

в направлении наложенной связи. Значение реакции неподвижной связи, , наложенной на 1-ю обобщенную координату, находится из условия

динамического равновесия в направлении соответствующей степени свободы:

^={м(ут+{до»+{слг{^}+{к()т{У} ■

Здесь {Л/,}г, {С,}т, {К(}т - /-е строки полных (без учета граничных условий)

матриц масс, демпфирования и жесткости, соответственно. В выражении используются полные векторы обобщенных координат, скоростей и ускорений. При этом неподвижным связям в векторах {V} и {Г} соответствуют нулевые компоненты, в векторе {V} - остаточные смещения, представляющие собой смещения в направлении соответствующих степеней свободы на момент включения связей. Канатные системы БК также моделируются конечными элементами с односторонней связью. Процесс анализа нелинейной реакции БК на сейсмическое воздействие сводится к разбиению промежутка времени, на котором исследуется поведение БК, на интервалы, в течение каждого из которых реакция вычисляется как для линейной задачи. В конце каждого интервала характеристики БК изменяются в соответствии с напряженно-деформированным состоянием БК. Интегрирование нелинейных уравнений движения БК при пространственном сейсмическом воздействии проводится с использованием метода Гира, имеющего средства контроля погрешностей вычислений на каждом шаге интегрирования, что позволяет строить адаптивные вычислительные процессы с автоматическим выбором шага интегрирования и порядка метода интегрирования.

Шестая глава посвящена разработке методики вычислительного эксперимента по исследованию сейсмостойкости БК. В главе приводится пример расчета сейсмостойкости КБ-403 в условиях пространственного трех-компонентного сейсмического воздействия. Для проведения расчета КБ-403 на сейсмостойкость линейно-спектральным методом построена расчетно-динамическая модель БК, содержащая 27 узлов и 36 конечных элементов (рис.2). Расчетно-динамическая модель БК с распределенными и сосредоточенными массами построена с использованием чертежной документации, исходя из принципа максимального отображения действительной конструкции КБ-403. При построении расчетно-динамической модели КБ-403, пространственные конструкции башни и стрелы представлены в виде набора условных стержневых конечных элементов, соответствующих секциям башни (конечные элементы 10,11,12,14,15,30) и стрелы (конечные элементы 1,36). Площадь условного конечного элемента принималась равной площади всех поясов башни (стрелы). Осевые моменты инерции также определялись для соответствующих поясов, полагая, что изгибающие моменты воспринимаются только последними. Определение моментов инерции конечного элемента при кручении было осуществлено после замены плоских панелей тонкими условными стенками с последующим рассмотрением крутильной же-

сткости тонкостенного замкнутого коробчатого профиля. Все конечные элементы расчетно-динамической модели БК имеют распределенную массу, а сосредоточенные массы механизмов передвижения БК приведены к узлам 20-23, сосредоточенная масса кабины приведена к узлу 8. Система канатов моделируется конечными элементами 2, 7, 8, 13. Опорно-поворотное устройство моделируется системой условных конечных элементов 18, 23-25, 31-34. Опирание крана на рельс моделируется шарнирами 20-23. Шарнир 20 препятствует перемещению узла 20 по осям У, Z, шарнир 21 препятствует перемещению узла 21 по оси Т, шарнир 22 препятствует перемещению узла 22 по осям X, шарнир 23 препятствует перемещению узла 23 по осям X, V, 2 общей системы координат ОХУ2. Противовес в узле 13 представлен сосредоточенными массой и массовым моментом инерции. Транспортируемый БК полезный груз смоделирован сосредоточенной массой в узле 3. Распределенная масса системы управления добавлена к конечному элементу 22, а сосредоточенные массы и массовые моменты - к узлам 15,19. Внешняя нагрузка моделируется системой сосредоточенных и распределенных сил.

обозначены узлы; цифрами в кружках — конечные элементы

Расчет собственных частот и собственных форм проведен для 25 эксплуатационных состояний: пяти положений вылета Ь и пяти положений груза по высоте Н:

Параметры эксплуатационных состояний КБ-403

Вылет м 5,6 11,1 16,5 20,0 25,0

Высота Н, м 1,0 11,4 21,8 32,2 42,6

Масса груза, т 8,0 8,0 8,0 6,1 4,5

СО.Гц 20

10

ю 20 30 № формы

♦ - максимальный вылет, максимальная высота подъема «• - минимальный вылет, максимальная высота подъема ■ - минимальный вылет, минимальная высота, подъема « - максимальный вылет, минимальная высота подъема

Рис.3. Собственные частоты по собственным формам КБ-403

К ю

9 в 7 6 5 4 3 2

0 5 10 15 20 25 30

СО, ГЦ

Рис.4. ОССО 8 баллов при £=0,02 1 - горизонтальная компонента;2 - вертикальная компонента

При комплексном анализе зависимости неполного спектра собственных частот и собственных форм от вылета и высоты подъема груза рассмотрено изменение собственных форм колебаний несущих металлоконструкций БК. Выбор для анализа собственных форм колебаний проведен по принципу соотношения их собственных частот (рис.3) с частотами обобщенного сейсмического спектра ответа (рис.4). По выбранным собственным формам колебаний (рис.5), в пространственной системе координат построены поверхности влияния изменения эксплуатационных состояний на собственные частоты (рис.6).

Рис5 Продолжение. Формы колебаний КБ-403

Анализ спектра собственных частот показывает, что значения собственных частот колебаний с первой до седьмой собственной формы расположены в малоинтенсивной области обобщенного сейсмического спектра ответа и, следовательно, рассматриваемые собственные формы колебаний не оказывают существенного влияния на генерацию внешних расчетных сейсмических сил. С точки зрения соотношения частот, формы колебаний с восьмой по двадцатую являются наиболее опасными, так как значения собственных частот попадают в наиболее интенсивную область обобщенного сейсмического спектра ответа.

по собственной форме № 8 ®,Гц

по собственной форме №10 £Гц

по собственной форме № 12 ЕГц

¿2£42,6 Н,м

по собственной форме № 14

по собственной форме № 9 ш.Гц

по собственной форме № 11 £Гц

гщ^ 322 42 6

'---с

Н.м

по собственной форме № 15

Рис.5. Поверхности влияния эксплуатационных состояний на собственные

частоты БККБ-403

Рис.6. Эквивалентные напряжения вузловых сеченияхКЭ№ 11(см.рис.2), МПа: а) в начале -узел 10; б) в конце -узел 11

Из рассмотрения поверхностей влияния следует, что разброс собственных частот определяется изменением высоты подъема груза Н и слабо зависит от вылета Ь. Резкое увеличение значений собственных частот отмечается для высот подъема более 32 метров. Начиная с двадцать первой собственной формы колебаний, собственные частоты имеют значения, диапазон разброса которых лежит правее области наибольшей интенсивности обобщенного сейсмического спектра ответа. Генерируемые по этим собственным формам сейсмические силы не внесут существенного вклада в суммарное сейсмическое воздействие. Анализ собственных форм колебаний металлоконструкций БК, лежащих вне рассматриваемой области, не целесообразен ввиду значительной удаленности их собственных частот от интенсивной области обобщенного сейсмического спектра ответа.

Картина распределения напряжений в сечениях башни приведена на рис.7, где сплошной линией показаны эпюры напряжений от эксплуатационных нагрузок на БК, а прерывистой - от суммарного действия эксплуатационных и сейсмических нагрузок. Анализ эпюр указывает на значительный вклад сейсмических нагрузок в общее напряженно-деформированное состояние БК.

Рис. 7. Акселерограмма 83 интенсивностью 8 баллов: а)горизонтальная компонента по оси X; б)горизонтальная компонента по оси У; в)вертикальная компонента

а)

Рис. 8.Результаты расчета у<. тойчивости положения КБ-40 в пространстве. Перемещены узлов КБ-403 в общей систем координат:

а)перемещения центра масс К1 403; б)вертикальное перемеиц ние опорного узла 21 в)вертикальное перемещени опорного узла 21; г) вертикаль ное перемещение опорного узл 22; д)вертикальное перемещу ние опорного узла 23

Для расчета устойчивости положения КБ-403 в пространстве построена расчетно-динамическая модель, учитывающая возможный отрыв ходовых колес крана от упругого основания и одностороннюю работу канатных систем БК. Опоры крана и канатные системы смоделированы конечными элементами с односторонней связью. Исследование устойчивости положения КБ-403 в пространстве проведено на основе прямого интегрирования нелинейного уравнения движения БК при сейсмическом воздействии, заданном трехкомпонентной акселерограммой землетрясения. В качестве входного сейсмического воздействия в данном примере использовались трехкомпонентные акселерограммы интенсивностью 8 и 9 баллов по шкале

MSK-64 (рис.8) из банка данных института физики Земли им. Шмидта. Перемещения опорных узлов и центра масс крана при 8-балльном землетрясении представлены на рис.9. В результате исследования устойчивости положения КБ-403 в пространстве при сейсмическом воздействии установлено, что КБ-403 теряет работоспособность по критерию прочности. При доработке узлов КБ-403, с целью удовлетворения критерию прочности, КБ-403 сохраняет устойчивость положения в пространстве при землетрясении.

Выводы по результатам работы. В результате диссертационного исследования получены следующие результаты:

1. Построены пространственные конечно-элементные расчетно-динамические модели конструктивно-технических систем БК в рамках требований линейно-спектрального метода.

2. Построены пространственные конечно-элементные расчетно-динамические модели конструктивно-технических систем БК для решения задачи устойчивости положения БК в пространстве при трехкомпонентном сейсмическом воздействии. Указанные модели учитывают возможный отрыв ходовых колес БК от рельса и одностороннюю работу канатов.

3. Разработана математическая модель БК, описывающая колебания БК при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

4. Показано, что частотный анализ должен предварять расчет БК на сейсмостойкость для выбора наиболее неблагоприятного состояния БК.

5. Установлено, что наибольшее влияние на спектр собственных частот БК оказывает высота подъема груза, увеличение которой приводит к попаданию собственных частот БК в область максимальных значений частот обобщенного сейсмического спектра ответа, что усиливает неблагоприятное воздействие землетрясения на кран.

6. Выявлены элементы металлоконструкций КБ-403, подверженные разрушению при трехкомпонентном сейсмическом воздействии интенсивностью

7. 8, 9 баллов по шкале MSK-64.

7. Доказано, что при трехкомпонентном сейсмическом воздействии интенсивностью 7, 8, 9 баллов по шкале MSK-64, обеспечивается устойчивость КБ-403.

8. Разработан практический метод исследования устойчивости положения БК в пространстве и расчета напряженно-деформированного состояния пространственных несущих металлоконструкций БК при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

Публикации по теме диссертационной работы.

1.Веселов В.Н., Панасенко H.H., Левин А.И., Синелыцюсов A.B. Разработка сейсмостойких конструкций башенных кранов // Прогрессивная техника и технология машиностроения: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Донецк: Дон.ГТУ, 1995.-С.187-188.

2. Веселов В.Н., Левин А.И., Елжов Ю.Н. Расчетно-динамическая модель башенного крана при расчете на сейсмостойкость // Проблемы технической

безопасности подъемных сооружений: Тез. докл. Рос. науч.-практ. конф Новочеркасск,1995.-С.14-15.

3. Веселов В.Н., Левин А.И., Елжов Ю.Н. Экспериментальная установка да верификации программных средств расчетов на сейсмостойкость грузоподъ емных кранов // Проблемы технической безопасности подъемных сооружений: Тез. докл. Рос. науч.-практ. конф. Новочеркасск, 1995.-С.18-19.

4.Веселов В.Н. Собственные частоты колебаний груза на канатном подвес« башенного крана // Молодая наука - новому тысячелетию: Тез докл. между-нар. науч.-техн. конф. Часть II. Набережные Челны: КамПИ,1996.-С.17-18.

5. Веселов В.Н., Левин А.И. Построение динамической модели башенногс крана при расчете на сейсмические воздействия // Проблемы современных технологий: Сб. науч. тр. / Волгодон. ин-т Новочерк. гос. техн. ун-та, Новочеркасск: Изд-во "Набла", 1996,-Вып. 1.-С.108-111.

6.Веселов В.Н. Основные задачи теории сейсмостойкости башенных кранов II Проблемы современных технологий: Сб. науч. тр. / Волгодон. ин-т Новочерк. гос. техн. ун-та, Новочеркасск: Изд-во "Набла",1996.-Вып.1.-С.129-130.

7.Веселов В.Н., Панасенко H.H., Великанов В.И. и др. Научная школа ВИНГТУ по теории сейсмостойкости транспортно-технологических систем ядерных технологий // Прогрессивные технологии машиностроения и современность: Сб. тр. междунар. науч. техн. конф. Донецк: Дон.ГТУ, 1997.-С. 186-187.

8. Веселов В.Н., Кравченко П.Д., Синелыциков A.B., Шестакова И.А. и др. Математическая модель управления движением мостового крана с грузом на гибком подвесе // Новочерк.гос.техн. ун-т.-Новочеркасск,1998.- 8с.- деп.в ВИНИТИ 19.05.98, № 1536-В 98.

9.Веселов В.Н., Панасенко H.H., Короткий A.A., Дубинкин А.Ф. Авария башенного крана // Безопасность труда в промышленности.-1998.-№2.-С.11-12. Ю.Веселов В.Н., Панасенко H.H., Елжов Ю.Н. и др. Развитие теории грузоподъемных кранов на основе МКЭ // Тез.докл. междунар. науч. техн. конф., т.2,-СПб.: СПбГАСУ, 1999.-С.124-126.

11.Веселов В.Н., Синелыциков A.B., Синелыцикова Л.С. и др. Специализированный комплекс программных средств DINA для проектирования грузоподъемных кранов // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф.,-Калининград: КГТУ, 1999.-С.92-93.

12.Веселов В.Н., Юзиков В.П. Поверхности влияния частот собственных колебаний башенных кранов // Тез. докл. III Всероссийской науч.-практич. конф. Ч.И,-Пенза: ПГУ,2000.-С.104-107.

13.Веселов В.Н., Панасенко Н.Н, Шестакова И.А. и др. Риск аварий грузоподъемных кранов // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф.,-Донецк: Дон.ГТУ,2000. Вып.9-С.171-174.

АГТУ.

Заказ 426.

Тираж - ЮОэкз.

15.06.2000г.

Введение.

1. Обзор научных работ по теории проектирования и расчета башенных кранов и постановка задачи исследования.

1.1. Обзор работ по теории и экспериментальным исследованиям грузоподъемных кранов.

1.2. Постановка задачи исследования.

2. Разработка методики конечно-элементной аппроксимации конструктивно-технических систем БК.

2.1. Общие положения.

2.2. Уравнения движения БК при сейсмическом воздействии.

2.3. Матрица преобразования координат

2.4. Функции перемещений межузловых сечений.

2.5. Принципы построения расчетно-динамической модели БК.

2.6. Модель нормативных эксплуатационных нагрузок.

2.6.1. Модель сосредоточенных и распределенных нагрузок

2.6.2. Модель температурных воздействий.

2.6.3. Математическая модель внешних нагрузок от начальных несовершенств элементов металлоконструкций БК.".

2.6.4. Математическая модель внешних нагрузок, обусловленных осадкой рельсовых путей.

2.7. Модель сейсмического воздействия.

2.8. Выводы по главе.

3. Математические модели пространственных металлоконструкций БК . 57 3.1. Математическая модель жесткостных характеристик БК.

3.1.1. Матрица жесткости линейно-упругого стержневого конечного элемента.

3.1.2. Секториальные характеристики поперечных сечений тонкостенного конечного элемента.

3.1.3. Матрица жесткости тонкостенного конечного элемента

3.1.4. Матрица жесткости рельсового пути БК.

3.1.5. Учет граничных условий связи конечного элемента с узлами.

3.1.6. Формирование матрицы жесткости полной системы.

3.2. Математическая модель инерционных характеристик БК.

3.2.1. Матрица сосредоточенных масс.

3.2.2. Матрица масс линейно-упругого конечного элемента

3.2.3. Матрица масс тонкостенного конечного элемента.

3.3. Математическая модель демпфирующей характеристики БК

3.3.1. Общие положения.

3.3.2. Модели демпфирования.

3.4. Выводы по главе.

4. Развитие методов сейсмического анализа башенных кранов.

4.1. Частоты и формы собственных колебаний БК.

4.2. Линейно-спектральный метод теории сейсмостойкости.

4.3. Метод главных координат.

4.4. Статический деформационный расчет.

4.5. Оценка напряженно-деформированного состояния БК.

4.6. Выводы по главе.

5. Исследование устойчивости положения БК в пространстве при землетрясениях методом прямого интегрирования уравнений движения.

5.1. Критерии устойчивости.

5.2. Нелинейные факторы в сейсмических колебаниях БК.

5.3. Методы решения задачи устойчивости положения БК в пространстве.

5.4. Выводы по главе.

6. Разработка методики вычислительного эксперимента исследования сейсмостойкости БК.

6.1. Построение расчетно-динамической модели КБ

6.2. Решение проблемы собственных значений КБ

6.3. Оценка напряженно-деформированного состояния КБ

6.4. Анализ устойчивости положения КБ-403 в пространстве.

6.5. Выводы по главе.

Диссертация посвящена решению проблемы сейсмостойкости башенных грузоподъемных кранов (БК), что заключается в разработке теоретических основ расчета БК на сочетание эксплуатационных и сейсмических нагрузок в соответствии с требованиями ПБ 10-14-92 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» [1] и РД 22-166-86 «Краны башенные строительные. Нормы расчета» [2], и апробации их положений при проектировании новых БК и поверочном расчете кранов, находящихся в эксплуатации.

Актуальность работы. Работа выполняется в развитие ПБ 10-14-92 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» (ст. 2.3), в соответствии с которой «.Проектирование и изготовление грузоподъемных машин, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах (более 6 баллов), согласно СНиП П-7, должны осуществляться в сейсмостойком исполнении». Тема диссертации входит в ФНТП «Безопасность» (письмо НТЦ «Промышленная безопасность» № 07/150 от 29.06.94г.). Работа выполняется по согласованию с СКТБ башенного краностроения (Москва, письмо № 16/4-230 от 16.11.94 г.) и НИИ башенного краностроения (Ржев, Тверской обл.). Результаты диссертационного исследования используются в расчетах на сейсмостойкость БК, работающих в сейсмической зоне Иркутской обл. (х/д № 3/2000 от 18.02.2000 между кафедрой ПТМ АГТУ и РИКЦ «Кран-Парк», Ангарск Иркутской обл.).

Цель работы. Совершенствование расчетных методов исследования устойчивости положения БК в пространстве и расчета напряженно-деформированного состояния пространственных несущих металлоконструкций БК при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трех-компонентного сейсмического воздействия.

Методика исследования. Теоретические исследования сейсмостойкости БК проведены с использованием общей теории сейсмостойкости сооружений, теории колебаний, матричного и векторного исчисления, численного метода решения дифференциальных уравнений сейсмических колебаний, метода конечных элементов, отечественного и зарубежного опыта проектирования БК.

Научная новизна.

1. Разработана методика конечно-элементной аппроксимации конструктивно-технических систем БК.

2. Разработаны пространственные расчетно-динамические модели БК, учитывающие возможный отрыв ходовых колес БК от основания и одностороннюю работу канатов при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

3. Разработана математическая модель БК, описывающая колебания БК при пространственном сейсмическом воздействии.

4. Исследована проблема собственных значений для БК как системы переменных эксплуатационных состояний.

5. Разработана методика исследования напряженно-деформированного состояния пространственных металлоконструкций БК, подверженных трех-компонентному сейсмическому воздействию.

6. Разработана методика расчета устойчивости положения БК в пространстве на основе прямого интегрирования нелинейных уравнений движения БК при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

Практическая ценность работы. Создана единая инженерная методика, позволяющая выполнить расчет БК в сейсмостойком исполнении на сочетание эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия. Разработаны рекомендации по проектированию и расчету БК в сейсмостойком исполнении, основанные на результатах вычислительного эксперимента.

Внедрение результатов работы. Результаты исследований использовались:

- при проведении научно-исследовательских работ по расчетному обоснованию сейсмостойкости БК, находящихся в эксплуатации в сейсмической зоне Иркутской области (заказчик РИКЦ «Кран-Парк», Ангарск);

- в составе технических заданий на строительство жилых и общественных зданий в сейсмических районах, разрабатываемых АООТ «Астраханграж-данпроект» (Астрахань);

- в составе технических заданий и эскизных проектов БК, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах, разрабатываемых НИИ башенного краностроения (Ржев, Тверской обл.);

- в учебном процессе подготовки специалистов по специальности 150900 «Механизация перегрузочных работ» по дисциплинам СД.01 «Металлические конструкции ПТМ», С Д. 09 «Производство, монтаж и ремонт ПТМ» на кафедре ПТМ Астраханского государственного технического университета.

Автор выносит на защиту 1. Методику аппроксимации конструктивно-технических систем БК методом конечных элементов.

2. Методику построения пространственных линейных и нелинейных рас-четно-динамических моделей БК, учитывающих возможное нарушение контакта ходовых колес с подкрановым рельсом и работу канатов как систем с односторонними связями, при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

3. Математическую модель БК, описывающую колебания БК при пространственном сейсмическом воздействии.

4. Результаты исследования проблемы собственных значений для БК как системы переменных эксплуатационных состояний.

5. Методику исследования напряженно-деформированного состояния несущих металлоконструкций БК, с учетом их переменных эксплуатационных состояний, при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

6. Методику исследования устойчивости положения БК в пространстве при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

7. Результаты расчетных исследований БК КБ-403 на сочетание эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения и научно-технический прогресс» (Севастополь, 10-13 сентября 1996г.), международной научно-студенческой конференции «Город и экология»(Ростов-на-Дону, 1996г.), IX научной конференции Волгодонского института Новочеркасского государственного технического университета (Волгодонск, май 1996г.), международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии машиностроения и современность» (Севастополь, 9-12 сентября 1997г.), X научной конференции Волгодонского института Новочеркасского государственного технического университета (Волгодонск, май 1997г.), ХЫ1 научной конференции Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 1998г.), 43 научной конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 1999г ), международной научной конференции, посвященной 70-летию Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2000г ). Кроме того, основные положения работы обсуждались на заседаниях научно-технических советов НИИ башенного кра-ностроения (Ржев, Тверской обл.), АООТ «Астрахангражданпроект» (Астрахань), в научных коллективах Астраханского инженерно-строительного института (Астрахань) и Астраханского государственного технического университета (Астрахань).

Публикации. Научная работа по настоящей диссертации автором вы9 полнялась с 1995 по 2000 годы.

По тематике диссертационного исследования опубликовано 22 печатные работы. Основное содержание диссертационной работы изложено в 13 печатных работах, опубликованных в периодической печати, сборниках докладов научно-технических конференций и научных трудах институтов.

6.5. Выводы по главе

1. К основным конструктивным мероприятиям, направленным на снижение сейсмических нагрузок на БК, следует отнести разработку противосейсмиче-ских устройств, удерживающих кран от опрокидывания, но не препятствующих передвижению БК при отсутствии сейсмического воздействия, и установку демпфирующих устройств.

2. В случае применения противосейсмических устройств, передающих отрывающие усилия на рельсовый путь, последний должен быть закреплен анкерами, либо необходимо применять специальный путь на бетонном основании.

3. К числу конструктивных мероприятий, направленных на предотвращение опрокидывания БК при землетрясении, следует отнести увеличение площади опорного контура за счет увеличения колеи и базы БК, либо применения аутригеров; снижение высоты расположения центра масс БК, например, за счет применения дополнительных грузов, расположенных в плоскости опорного контура.

4. Собственная частота БК не должна лежать в диапазоне резонанса землетрясения от 2 до 6 Гц, что может быть достигнуто более жестким исполнением конструкции БК; применением канатов большего, чем необходимо для обеспечения грузоподъемности, диаметра; устранением сочленений металлоконструкций БК.

5. Более жесткое исполнение конструкции БК не должно быть связано с увеличением массы, так как большие массы способствуют увеличению сил инерции. Следует избегать выступающих консолей с сосредоточенными массами.

6. Для уменьшения последствий землетрясения рекомендуется предусматривать скользящие сочленения в металлоконструкциях БК, срабатывающие при внезапном приложении расчетной нагрузки; предусматривать пластическую деформацию стенок отверстий в винтовых соединениях, прежде чем произойдет разрушение от сдвига.

Заключение

В результате диссертационного исследования получены следующие результаты:

1. Построены пространственные конечно-элементные расчетно-динамические модели конструктивно-технических систем БК в рамках требований линейно-спектрального метода.

2. Построены пространственные конечно-элементные расчетно-динамические модели конструктивно-технических систем БК для решения задачи устойчивости положения БК в пространстве при трехкомпонентном сейсмическом воздействии. Указанные модели учитывают возможный отрыв ходовых колес БК от рельса и одностороннюю работу канатов.

3. Разработана математическая модель БК, описывающая колебания БК при трехкомпонентном сейсмическом воздействии.

4. Показано, что частотный анализ должен предварять расчет БК на сейсмостойкость для выбора наиболее неблагоприятного состояния БК.

5. Установлено, что наибольшее влияние на спектр собственных частот БК оказывает высота подъема груза, увеличение которой приводит к попаданию собственных частот БК в область максимальных значений частот обобщенного сейсмического спектра ответа, что усиливает неблагоприятное воздействие землетрясения на кран.

6. Выявлены элементы металлоконструкций КБ-403, подверженные разрушению при трехкомпонентном сейсмическом воздействии интенсивностью 7, 8, 9 баллов по шкале М8К-64.

7. Доказано, что при трехкомпонентном сейсмическом воздействии интенсивностью 7, 8, 9 баллов по шкале М8К-64, обеспечивается устойчивость КБ-403.

8. Разработан практический метод исследования устойчивости положения БК в пространстве и расчета напряженно-деформированного состояния пространственных несущих металлоконструкций БК при сочетании эксплуатационных нагрузок по РД 22-166-86 и трехкомпонентного сейсмического воздействия.

1. ПБ 10-14-92. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М.: Госгортехнадзор РФ, 1993.- 235 с.

2. РД 22-166-86. Краны башенные строительные. Нормы расчета. М.: СКТБ «Стройдормаш», 1987.-61с.

3. Справочник по кранам: в 2-х томах. Том 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / Брауде В.И., Гохберг М.М., Звягин И.Е. и др. Под общ. ред. М.М. Гохберга. -М.: Машиностроение, 1988.-536 с.

4. РТМ 108.020.37-81. Оборудование атомных энергетических установок. Расчет на прочность при сейсмическом воздействии / В.В.Костарев, В.А.Ветошкин и др.-Л.:НПО ЦКТИ, 1986.-36с.

5. РД 24.090.83-87. Нормы расчета пространственных металлоконструкций грузоподъемных кранов атомных станций на эксплуатационные и сейсмические воздействия / H.H. Панасенко, С.Г. Божко и др. М.: Минтяжмаш, 1987.- 264 с.

6. ЮС М.Д 1.46.Расчет грузоподъемных машин на сейсмические нагрузки / Стандарт Югославии.-1983.-24с.

7. Панасенко H.H., Божко С.Г. Сейсмостойкие подъемно-транспортные машины атомных станций.-Красноярск:Изд-во Красноярск.гос.ун-та. 1988.-208с.

8. Бирбраер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях.-М.:Энергоатомиздат, 1989.-304с.

9. Корчинский И.Л. Основы проектирования зданий в сейсмических районах.-М.:Стройиздат, 1961 .-488с.

10. Kos М. Stabilisierung seinrichtungen far krane in Erdbebengebieten // Fordern und Heben.-31 (1981 ).-№. 10,-S.786-790.

11. Положение по строительству в сейсмических районах. ПСП 101-51.-М.:Госстройиздат, 1951.-42с.

12. Вышнеградский И.А. Курс подъемных машин. С.-Петербург, 1885.-460с.

13. Александрии А.И., Соколов Н.Д. Передвижные краны в строительстве. М.: ОНТИ, 1936, 156 с.

14. Бетман Г. Грузоподъемные машины. 3-е изд. (Пер. с 8-го нем. Изд. Проф. С.Г.Кочергина) -M.-JL: Госмашметиздат, 1933. - 652 с.

15. Крель Р. Проектирование кранов. M.-JL: ОНТИ Глав.ред.лит-ры по машиностроению и металлообработке., 1936.- 443 с.

16. Бунаков Л.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование коэффициента грузовой устойчивости башенных кранов. Науч. р./ ДИСИ, 1961, вып. 16, с. 88-110.

17. Емцов Н.Н. Портовые и судовые грузоподъемные машины.- JL- М.: Гос-транстехиздат, 1937.-376 с.

18. Кифер Л.Г. Об устойчивости катучих кранов.- Внутризаводской транспорт, 1937, №3, с. 2-4.

19. Комаров М.С. Динамика грузоподъемных машин.- Киев М.: Машгиз, 1953.- 188 с.

20. Bendix Н. Standsicherheit fahr-und dreinbahrer krane. Forschriften in In-und Ausland.- Die Technik, 1957, № 4, s.22-28, № 5, s. 19-23.

21. Fiegehen E.G. The standardization of crane essentials.- The Engineer, 1925, № 3623, p.7-11.

22. Recknagel E. Standsicherheit und Raddruck fahrbarer Drehkrane.- Fordertechnik und Frachtverkehr, 1926, № 22, s. 1021-1024.

23. Вайнсон A.A. Проблема устойчивости стреловых поворотных кранов.- Ав-тореф. дисс. . канд. техн. наук.- М.: 1945.- 231 с.

24. Вайнсон А.А. Строительные краны.- М.: Машиностроение, 1969.- 488 с.

25. Аксенов Н.П. Грузовая устойчивость стреловых передвижных кранов.- М.: Машгиз, 1952.- 52 с.

26. Frach W. Die Standsicherheit der Fahrzeugkrane.- Deutsche Hebe-und Fordertechnik, 1965, №3, s.111-116; № 4, s.157-158.

27. Schwarz W., Marx F. Hinweise zur Beurteilung der standsicherheit gleisloser Fahrzeugkrane.- Deutsche Hebe-und Fordertechnik, 1971, № 4, s. 171-174.

28. Hosler K. Dynamische Standsicherheit von Turmdrehkranen.- Fordern und Heben, 1971, № 5, s.257-264; № 6, s.295-301.

29. Клаф Р.,Пензиен Дж. Динамика сооружений.-M.:Стройиздат, 1973.-320с.

30. ИСО 6258. Международный стандарт. Атомные электростанции. Антисейсмическое проектирование. Рег.№ИС06258-85.-61с.

31. РД 24.090.83-89.Нормы расчета на сейсмостойкость ПТО атомных станций.-М.:Минтяжмаш, 1990.-58с. (Часть I).

32. СниП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах.-М.Минстрой России, 1995.-51с.

33. Сейсмический риск и инженерные решения./Пер. с англ. под ред. Ц. Лом-нитца и Э.Розенблюта//М.:Недра, 1981.-325с.

34. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учеб. пособ. в 3-х кн. Кн. 1 ./Изд-во АСВ, 1995.-320с.

35. Поляков C.B. Последствия сильных землетрясений. М.: Стройиздат, 1978.-311с.

36. ПН-АЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок / Госатомэнергонадзор СССР.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-525с.

37. Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. ПНАЭ Г-5-006-87.-М.¡Госатомэнергонадзор СССР,1988.-28с.

38. Краны грузоподъемные, установленные в сейсмических районах. Основные положения проектирования и расчета. Временные указания. Предварительная редакция. М.: ВНИИПТМАШ, СКТБ Краностроения,1990.-6с.

39. Рекомендации по расчету на сейсмические воздействия инженерного и встроенного технологического оборудования. М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1984,-12с.

40. КТА 2201.4. Auslegung von Kernkraftwerken gegen Seismische Einwirkungen (Правила ядерно-технической комиссии Германии), 1990.-12c.

41. Дементьева Н.М. Вероятностные методы в обосновании сейсмостойкости ПТО атомных станций. Автореф. дисс.канд.техн.наук.-Волгодонск:ВФНПИ, 1991 .-304с.

42. Левин А.И. Метод расчета на сейсмостойкость металлоконструкций грузоподъемного оборудования атомных станций: Автореф. дисс. . канд.техн.наук.-Волгодонск: ВФНПИ, 1991.- 270 с.

43. Елжов Ю.Н. Нелинейная модель сейсмических колебаний грузоподъемных кранов: Автореф. дисс. . канд. техн. наук.- Волгодонск: ВИНГТУ, 1983.-290с.

44. Панасенко H.H. Динамика и сейсмостойкость подъемно-транспортного оборудования атомных станций: Автореф. дис. . докт. техн. наук.-Волгодонск:НПИ, 1991 .-874с.

45. Автоматизированный расчет колебаний машин. Аугустайтис В.-К., Мозура Г.-П.К., Сливинскас К.Ф., Ставяцкене Э.-Э.Р. -Л.Машиностроение, 1988.-104 с.

46. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред.-М.:Мир,1976, 464 с.

47. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике.-М.:Мир, 1975,541 с.

48. Зенкевич О. Метод конечных элементов от интуиции к общности.-Механика, №6, 1974, с.90-103.

49. Зенкевич О, Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред.- М.: Недра, 1974, 239 с.

50. Розин Л.А. Основы метода конечных элементов в теории упругости.- Л.: Изд.БПИ, 1972, 79 с.

51. Розин Л.А. Расчет гидротехнических сооружений на ЭВМ. Метод конечных элементов.- Л.: Энергия, 1971, 214 с.

52. Розин Л.А. Стержневые системы как системы конечных элементов.- Л.: Изд. ЛГУ, 1976, 232 с.

53. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций.-Л. Судостроение, 1974.-342с.

54. Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций.- Л.: Судостроение, 1977, 279 с.

55. Постнов В.А., Дмитриев С.А., Елтышев Б.К., Родионов А.А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений.- Л.: Судостроение, 1979, 287 с.

56. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов.- М.: Мир, 1977, 349 с.

57. Сахаров А.С. Развитие метода конечных элементов при исследовании пространственных конструкций в линейной и нелинейной постановке. Автореф. дисс. . д.т.н.-М., 1977, 53 с.

58. Рекомендации по расчету конструкций методом конечных элементов, Ч. 1.-Минск: Изд. ИСиА Госстроя БССР, 1981, 90 с.

59. Рекомендации по расчету конструкций методом конечных элементов, Ч. 2.-Минск: Изд. ИСиА Госстроя БССР, 1981, 48 с.

60. Фурунжиев Р.И. Дискретный контактный конечный элемент в механике твердых деформируемых тел.- В кн.: Вопросы строительства и архитектуры, вып. IX.- Минск: Вышэйшая школа, 1973, с. 66-72.

61. Фурунжиев Р.И. К вопросу учета граничных условий при анализе колебаний конструкций методом конечных элементов. В кн.: Вопросы строительства и архитектуры, вып. XI.- Минск: Вышэйшая школа., 1981, с. 44-48.

62. Фурунжиев Р.И. Контактные конечные элементы в расчетах конструкций на основе суперэлементов.- В кн.: Техника, технология, организация и экономика строительства, вып. 6.- Минск: Вышэйшая школа., 1980, с. 113-120.

63. Синицын А.П. Метод конечных элементов в динамике сооружений.-М.:Стройиздат, 1978, 231 с.

64. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. М.: Стройиздат, 1982, 448 с.

65. Парлетт Б. Симметричная проблема собственных значений. Численные методы: Пер. с англ. М.: Мир, 1983, 384 с.

66. Болотин В.В., Гольденблат И.И., Смирнов А.Ф. Строительная механика. Современное состояние и перспективы развития. -М.: Стройиздат, 1972, 191 с.

67. Резников P.A. Решение задач строительной механики на ЭВМ. М.: Стройиздат, 1977, 311 с.

68. Смирнов А.Ф. Задачи строительной механики в связи с применением вычислительной техники. Строительная механика и расчет сооружений,№ 1,1963, с. 1 -7.

69. Расчет машиностроительных конструкций на прочность и жесткость /Шапошников H.H., Тарабасов H.A., Петров В.Б., Мяченков В.И.-М. .-Машиностроение, 1981,333с.

70. Аргирис Дж. Современные достижения в методах расчета конструкций с применением матриц. М.: Стройиздат, 1968, 241с.

71. Арчер Д. Формулировка матриц для анализа конструкций с использованием метода конечных элементов. Ракетная техника и космонавтика, № 10, 1965, с.155-166.

72. Галлагер Р. Методы получения матриц жесткости элементов.- Ракетная техника и космонавтика, № 6, 1963, с.38-44.

73. Мелош Р. Основы получения матриц для прямого метода жесткостей.- Ракетная техника и космонавтика, № 7, 1963, с. 169-177.

74. Пиан Т. Получение матриц жесткости элементов.-Ракетная техника и космонавтика, №2, 1964, с.224-229.

75. Przemieniecki J.S. Theory of Matrix Structural Analysis.N.Y.,"Mc-Graw-Hill Book Company", 1968.

76. Дудченко A.H. и др. Деформационная матрица жесткости тонкостенных стержней открытого профиля / Дудченко А.Н., Зарифьян А.З., Юзиков В.П.:Новочеркасск. политехи. Ин-т.-Новочеркасск,1986.-9с.-Деп. В ВИНИТИ 04.07.86. №4862-13.

77. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / Е.Ю. Малиновский и др.-М.: Машиностроение, 1980.-216с.

78. Панасенко H.H., Левин А.И., Юзиков В.П. Расчет на сейсмические нагрузки машиностроительных конструкций из тонкостенных стержней // Изв. Сев.-Кавказ. научн. центра высш. шк. Техн. науки.- 1988.- № 3.- С. 75-82.

79. Панасенко H.H., Левин А.И., Юзиков В.П. Статический деформационный-расчет пространственных тонкостенных стержневых систем произвольного вида // Изв. Сев.-Кавказ. научн. центра высш. шк. Техн. науки.- 1988.- № 4.-С. 134-138.

80. Болотин В.В. Новые направления в расчетах на сейсмостойкость // Научные проблемы машиностроения.- М.: Наука, 1988.- С. 30-38.

81. Kos М. Auswirkungen von Erdbeben auf krane. Analyse der Beschädigungen der krane bein Montenegro Erdbeben in Iugoslavien vom 15 April 1979 // Der stahl-Iau.-50(1981).-Nr.4.-S. 105-110.

82. Kos M. A seismischer Anlagenbau. Grundlagen und Anwendungen Springer -Verlag. Berlin Heidelberg - New York - Tokio: 1983 - 512.

83. Николаенко H.A.,Назаров Ю.П. О пространственных колебаниях сооружений при сейсмических воздействиях // Строительн. механика и расчет сооруж.-1979.-№ 3.-С.57-63.

84. Николаенко H.A.,Назаров Ю.П. Динамика и сейсмостойкость сооружений.-М.:Стройиздат, 1988.-312с.

85. Светлицкий В.А. Механика стержней. В 2-х частях. Часть 2. Динами-ка.М.:Высшая школа. 1987.-304с.

86. Филин А.П. и др. Алгоритмы построения разрешающих уравнений механики стержневых систем.Л.:Стройиздат.1983.-232с.

87. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний.-М.:Высш.шк.-1980.-408с.

88. Башенные краны / Л.А.Невзоров, А.А.Зарецкий, Л.М.Волин и др.-М. .-Машиностроение, 1979.-292с.

89. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. Изд.З-е, доп.и переработ.Л.,»Машиностроение)^Ленингр. отд-ние), 1976.-456с.

90. Клемерт Ю.З.,Париков В.И.,Сливкер В.И. О процедуре вычисления матрицы жесткости призматического стержня // Расчет пространственных конструкций. Bbin.XVI.M., 1974.С. 179-189.

91. Потапкин А.А, Проектирование стальных мостов с учетом пластических деформаций.-М.: Транспорт, 1984.-200с.

92. Ерахтин Б.М., Нельга Г.Т. О последствиях землетрясения в районе строительства Чиркейской ГЭС //Дагестанское землетрясение 14 мая 1970 г., М.: Наука, 1981.- с.47-51.

93. Яковенко В.Г., Пойзнер М.Б. Воздействие землетрясения 1977 г. на здания и сооружения порта Рени.//Транспортное строительство, 1978.-№ 10.-С.17-19.

94. Эйби Дж. Землетрясения. Пер. с англ. М.: Недра, 1982.-264с.

95. Балаш В.А. Повреждения устройств энергоснабжения и линий связи при Кызылкумском землетрясении 17 мая 1976 г.//Сейсмостойкость транспортных сооружений.- М.: Транспорт, 1979 г.- с.59-61.

96. ПН АЭ Г-5-006-87. Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций.-М. :Госатомэнергонадзор, 1987.

97. Медведев C.B. Зависимость сейсмических воздействий от периодов собственных колебаний сооружений. Труды Геофиз ин-та АН СССР.-1956, №36(163)

98. Медведев C.B. Таблицы ускорений грунта прошедших землетрясений интенсивностью 7 и 8 баллов.-М.:Гипрострой СССР. ГИПРОТИС,1961, Выпуск 1.

99. Айзенберг Я.М. Статистическая расчетная модель сейсмического воздействия на сооружения. Сборник статей «Сейсмические воздействия на энергетические и гидротехнические сооружения».-М.:Наука,1980, с.5-11.

100. Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства: Пер. с англ./Под ред. Я.М.Айзенберга.- М.: Стройиздат, 1980.-344с.

101. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Использование метода конечных элементов в строительной механике корабля.- В сб.:"Строительная механика корабля", Л.,"Судостроение", 1971, вып. 154.

102. Бондарь Н.Г. Нелинейные автономные системы строительной механики.-М. :Стройиздат, 1972.- 127с.

103. Мустараев A.A. Расчет оснований и фундаментов на просадочных грунтах. М.: Высшая школа, 1979. 368 с.

104. Ильюшин A.A. Пластичность.М.;Л.: Гостехиздат, 1947. 232с.

105. Норри Д.,Ж.де Фриз. Введение в метод конечных элементов.-М.:Мир, 1981.-304с.

106. Немчинов Ю.И. Расчет пространственных конструкций. Метод конечных элементов.-Киев: Будивельник, 1980.-232с.

107. Розин Л.А. Расчет гидротехнических сооружений на ЭЦВМ. Метод конечных элементов.-Л. :Энергия. Ленингр.отд-е.-1971.-214с.

108. Корн Г.,Корн Т. Справочник по математике для научных работников и ин-женеров.-М. :Наука, 1973.-832с.

109. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни.-2-е Изд.-М.:Физматгиз,1959.-568с.

110. Мещеряков В.Б. Развитие теории тонкостенных стержней открытого профиля и ее практическое приложение. Автореф. дисс. . докт. техн. наук.-М.-1974.-317с.

111. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции зданий.-М.:Высшая школа, 1983.-304с.

112. Берштейн М.Ф., Ильичев В.А., Коренев Б.Г. и др. Динамический расчет зданий и сооружений. Справочник проектировщика. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1984.- 303 с.

113. Рассказовский В.Т. Основы физических методов определения сейсмических воздействий.-Ташкент:Фан, 1973.-159с.

114. Вибрации в технике. Справочник в 6 т., т.1. Колебания линейных систем. Под ред. В.В.Болотина. М.: Машиностроитель, 1978.- 352 с.

115. Зарецкий A.A., Момот B.B. Диссипативные свойства системы «башенный кран-путь», Труды / ВНИИстройдормаш, вып.63,1974,с.32-37.

116. Николаенко H.A., Назаров Ю.П. Формирование расчетных динамических моделей сооружений // Строительн. механика и расчет сооруж.-1984.-№ 4.-С.37-40.

117. Кириллов А.П., Амбриашвили. Рекомендации МАГАТЭ по проектированию сейсмостойких АЭС // Энергетическое строительство за рубежом.-М.: Энергия, 1979.-№ 1.-С. 11-16.

118. Григорьев Н.И. Нагрузки кранов.-М.Машиностроение, 1964.-168с.

119. Хаджиян, Масри, Сауд. Обзор методов нахождения оценок эквивалентного демпфирования по данным экспериментов.-Теоретические основы инженерных расчетов.-1988,с. 163-175.

120. Voigt W. Bestimmung der Constanten der Elasticitaet und Untersuchung der inneren Reibung fuer einige Metalle. Wied. Ann. 47, 1892.

121. Цейтлин А.И. Об учете внутреннего трения в нормативных документах по динамическому расчету сооружений.-Строительная механика и расчет сооружений.-.^ 4,1981, с.33-37.

122. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем.-М. :Стройиздат, 1960.

123. Методы автоматизированного исследования вибрации машин: Справочник /Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И.- М.Машиностроение, 1987.-224с.

124. Расчеты сооружений и оборудования АЭС на сейсмические воздействия. Справочное пособие. Л.: Атомтеплоэлектропроект, 1984 - 158 с.

125. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле.- М.: Машиностроение, 1985.- 472 с.

126. Математическое моделирование колебаний рельсовых транспортных средств./Ушкалов В.И., Резников Л.М., Иккол B.C. и др. АН УССР, Ин-т техн. механики.-Киев: Наук, думка, 1989.-240с.

127. Лазарян В.А. Динамика вагонов.- М.:Транспорт, 1964.-256с.

128. Фильчаков П.Ф. Численные и графические методы прикладной математики. Справочник, Киев: Наукова думка, 1970.- 799 с.

129. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям, М., 1950.- 540 с.

130. Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М.: Мир, 1980.- 280 с.

131. Крылов В.И., Бабков В.В., Монастырский П.И. Вычислительные методы, т. II, М.: Наука, 1977,- 400 с.

132. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений, т.2., М.:Наука,1962.-450с.

133. Хеминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров, изд. 2-е, М.: Наука, 1972.-400 с.

134. Жармен-Лакур П., Жорж П.Л., Пистр Ф., Безье П. Математика и САПР, кн.2.-М.: Мир, 1989.- 264 с.

135. Арушанян О.Б., Залеткин С.Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на ФОРТРАНе. М.: Изд-во МГУ, 1990.- 336 с.

136. Смирнов А.Ф. и др. Строительная механика. Динамика и устойчивость со-оружений.-М. :Стройиздат, 1984.-416с.

137. Джеймсон Э., Мюллер Т., Боллхауз У., Краус В., Шмидт В., Белоцерков-ский О. Численные методы в динамике жидкости, М.: Мир, 1981.- 408 с.

138. Масленников A.M., Рыбнов Е.И. К вопросу численного интегрирования уравнений задач динамики систем с конечным числом степеней свободы.//Сб.166ст. Расчет сооружений на сейсмические воздействия. Ереван: Изд-во АрмНИИ-СА, 1982, с.96-105.

139. Ананьин А.И. О конструировании схем прямого численного интегрирования уравнений движения //Изв. вузов. Строит, и архитектура.-1997.-№ l-2.-c.23-27.

140. Роев В.И. Расчет систем с конечным числом степеней свободы на динамические возмущения //Изв. вузов. Строит, и архитектура.- 1996.- № 8.- с.42-43.

141. Gear C.W. Numerical initial value problems in ordinary differential equations, Englewood Cliffs, N.Y.: Prentice-Hall, 1971.-350 p.о внедрении результатов научно-исследовательской работы

142. Астраханского государственного технического университета.

143. Назначение внедряемых разработок: принятие проектных решений на стадии эскизного проектирования башенных кранов с учетом совместного действияэксплуатационных нагрузок и сейсмического воздействия

144. Вид внедрения: обоснование решений на стадии эскизного проекта башенныхкранов

145. Эффективность внедрения: экономический эффект достигается за счет сокращения сроков проектирования, уменьшения затрат на машинное время и экономии материалов. Годовой эффект будет оценен по завершению проектныхработ.

146. Гл. инженер НИИ БК От АГТУ

147. Научный руководитель работы, д.т.н., профессор Исполнитель работы, аспирант каф. ПТМ1. Сергиевский Ю.И.

148. Панасенко Н.Н. Веселов В.Н.о внедрении результатов научно-исследовательской работыот 25 мая 2000г.

149. Астраханского государственного технического университета

150. Назначение внедряемых разработок: выполнение спец. части дипломногопроекта

151. Вид внедрения: расчетное обоснование проектных решений, принимаемых настадии дипломного проектирования

152. Эффективность внедрения: экономический эффект достигается за счетсокращения сроков выполнения дипломного проекта, уменьшения затрат на машинное время, повышение качества дипломных работ и применение современных расчетных и информационных методов.

153. Научный руководитель работы,зав. каф. ПТМ д.т.н., профессор ^ -—-Панасенко H.H.1. Исполнитель работы,аспирант каф.ПТМ Веселов В.Н.