автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Основы комплексной оценки динамической работы строительных конструкций при вибрационных воздействиях промышленного оборудования

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА и строительствА

Основы комплексной оценки динамичесхой работы строят

ных конструкций при вибрационных воздействиях промыв

ного оборудования

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

На правах рукописи

БЕРЛИНОВ МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2005 г.

Работа выполнена в Московском институте коммунального хозяйства и строительства.

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники РСФСР, действительный член Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН), доктор технических наук, профессор В.М. БОНДАРЕНКО Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

И.Т.МИРСОЯПОВ.

- доктор технических наук, профессор А.Е. САРГСЯН

- доктор технических наук, профессор Ю.Н. ХРОМЕЦ

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский и про-

ектно-экспериментальный институт промышленных зданий н сооружений ОАО «ЦНИИ-промзданий».

Защита состоится 15 июня 2005 г. В 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.153.01 при Московском институте коммунального хозяйства и строительства по адресу: 109029, г. Москва, Средняя Калитниковская ул. Д. 30, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Автореферат разослан 12 мая 2005 г. Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Бунькин И.Ф.

Актуальность работы . Строительные конструкции, в большинстве случаев составляющие несущие части современных зданий и сооружений массового и уникального строительства, наряду с несомненными преимуществами имеют ряд несовершенств. Выявление, изучение, учет, прогнозирование и адекватный конструктивный ответ на них весьма актуален и особенно необходим в связи с возрастающим значением модернизации и реконструкции зданий и сооружений. В особенности актуальна оценка несовершенств силового сопротивления железобетонных конструкций в условиях динамических воздействий, которая, несмотря на наличие многочисленной информации, еще требует дальнейших обобщений.

Рост интенсификации промышленного производства и развитие гражданской инфраструктуры приводит к тому, что в цехах и помещениях промышленных зданий увеличивается количество и мощность оборудования работающего в интенсивном динамическом режиме.

Динамические воздействия промышленного оборудования, оказывая на материал конструкции прямое динамическое воздействие, вызывают интенсификацию деформирования каменной кладки, бетона и железобетона, выражающейся в виброползучести и диссипативных потерях энергии за счет формирования гистерезисной петли, которые не затрачиваются на полезную работу.

Способы динамического расчета строительных конструкций разработаны достаточно полно, однако они страдают неполным учетом несовершенств силового деформирования. Вибрационные же воздействия передающиеся окружающих конструкциям, учитываются лишь косвенно с помощью различных поправочных коэффициентов, а иногда не учитываются вообще. Все это не гарантирует ни точности расчета, ни удовлетворительной работы конструкций зданий и сооружений. Эти факторы приводят, в частности, к тому, что здания и сооружения находящиеся на стадии эксплуатации необходимо модернизировать. Таким образом, в современных условиях развития строительной науки сложилась ситуация, при которой, назрела необходимость в развитии практиче-

ского метода расчета строительных конструкций на динамические воздействия, в том числе и инициируемые в окружающей среде при работе промышленного оборудования, которая позволила бы учесгь несколько групп факторов, наиболее полно отражающих реальную работу материалов. К каковым, в первую очередь, относятся: физические особенности работы материалов под нагрузкой; изменение их поведения в зависимости от фактора времени в условиях сложного трехосного напряженно ~ деформированного состояния; интенсификацию процессов ползучести и переменность характера энергопотерь при вибрационных воздействиях, и некоторые другие менее значимые факторы.

Данная работа посвящена методам оценки и использования дополнительных ресурсов силового сопротивления конструкций, разработке теоретических положений и аппарата прикладной реализации алгоритма расчетной оценки напряженно деформированного состояния с учетом особенностей силовых несовершенств материалов, проявляемых при динамических воздействиях от промышленного оборудования. При рассмотрении трехосного характера деформирования, это, в частности, позволяет достаточно полно учитывать реальную работу конструкций в условиях внешних динамических нагружений от работающего промышленного и хозяйственного оборудования.

Проведенные исследования позволили разработать комплексные методы прогноза, количественной оценки, расчета, которые дают конструктивные ответы на несовершенства силового сопротивления строительных конструкций в условиях динамических воздействий.

Реализация результатов работы ориентирована на увеличение силового сопротивления, повышения сроков эксплуатации и функциональной пригодности строительных конструкций в условиях динамических нагрузок.

Целью диссертации является построение научно-обоснованных методов теоретического прогноза влияния, временного развития, аналитического учета несовершенств силового сопротивления строительных конструкций при вибрационных воздействиях oт промышленного оборудования с целью обеспе-

чения удовлетворительных условий их эксплуатации и (при необходимости) усиления.

В соответствии с целью работы осуществлены исследования по: -введению базовых гипотез и комплексной расчетной модели работы конструкций зданий базирующейся на феноменологических законах деформирования упруго-ползучего тела с учетом динамических воздействий от промышленного оборудования в условиях трехосного деформирования. -изучению несовершенств силового сопротивления материалов интенсифицирующихся при динамических нагружениях; -анализу и количественной оценке нелинейности, неравновесности, необратимости и анизотропии деформирования материалов составляющих железобетонные конструкции; - разработке методики определения и учета энерго-поглощения при колебаниях железобетонных конструкций на основе гистерезисных потерь в условиях трехосного деформирования; -обоснованию и уточнению критерия прочности бетона при динамических воздействиях в условиях трехосного напряженно-деформированном состояния с учетом снижения прочностных характеристик происходящих в результате усталости материала; -изучению влияние арматуры на работу бетонных элементов, входящих в состав несущих и ограждающих конструкций в зависимости от условий напряженно деформированного состояния, в том числе, как при отсутствии трещин, так и при их наличии; -разработке разрешающих уравнений по решению комплексной задачи об особенностях работы строительных конструкций в условиях динамических нагрузок с учетом силовых несовершенств деформирования материалов; -предложений по линеаризации на основе интегрального подхода полученных нелинейных уравнений с помощью специального алгоритма расчета и последних разработок в области математических методов и программного обеспечения современных ЭВМ, позволяющих получать точные решения в виде чис-

ленно обозримых результатов, служащих основой для принятия конкретных решений по специфике проектирования конструкций зданий и сооружений при динамических воздействиях; -разработке прикладного метода расчета строительных конструкций основанного на решении локальных задач по определению динамических воздействий, оценки виброползучести и построения расчетных схем при неравномерных осадках и вибрационных воздействиях; -систематизации мероприятий по борьбе с неблагоприятными воздействиями вибраций на конструкции при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

Научную новизну работы составляют:

Метод оценки силового сопротивления строительных конструкций на вибрационные воздействия от промышленного и хозяйственного оборудования, с учетом факторов нелинейности, реологии и переменного характера энергопотерь в зависимости от уровня напряженно деформированного состояния.

Выполнена классификация несовершенств силового сопротивления железобетона и составляющих его компонент.

Сформулированы исходные предпосылки и разработана расчетная модель сопротивления бетона, железобетона и каменной кладки при динамических воздействиях от промышленного оборудования.

Сделаны предложения по учету особенностей проявления виброползучести в условиях трехосного напряженно-деформированного состояния и предложен расчетный аппарат по определению переменного коэффициента поглощения энергии при объемном деформировании, зависящего от уровня напряженного состояния.

Оценено влияние арматуры на особенности работы материалов в зависимости от стадии напряженно деформированного состояния до момента грещинообразования и после него

Разработаны уравнения механического состояния материалов в условиях трехосного деформирования с учетом нелинейности и виброползучести материалов.

Предложены разрешающие уравнения по расчету конструкций зданий на динамические воздействия от промышленного оборудования с учетом всех вышеперечисленных факторов на основе метода конечных элементов и предложена их интегральная линеаризация.

Разработан алгоритм расчетной оценки и использовании дополнительных ресурсов силового сопротивления строительных конструкций при динамических воздействиях различного типа, численная реализация которого осуществляется на современных ЭВМ с помощью программного комплекса «NASTRAN».

Предложен прикладной инженерный метод учета динамических воздействий и обобщены методы борьбы с неблагоприятными воздействиями вибраций.

Достоверность результатов работы обеспечена использованием фундаментальных законов механики деформируемого твердого тела и теории железобетона, детальными поверочными и тестово-контрольными расчетами и сравнением с опытными данными. Проведением численных исследований на основе метода конечных элементов с использованием стандартных программных комплексов. Сопоставлением результатов теоретического расчета по предлагаемому методу с имеющимися и проведенными результатами экспериментальных исследований, что подтвердило правильность исходных предпосылок и разработанной теории.

На защиту выносятся: - комплекс теоретических результатов по учету динамических воздействий, различного типа, от промышленного оборудования оказывающих неблагоприятное влияние на силовое сопротивление железобетонных и каменных конструкций зданий и сооружений;

методы теоретических уточнений расчета особенностей работы железобетона с учетом несовершенств силового сопротивления магериалов выражающихся в нелинейности деформирования, виброползучести, переменного характера энергопоглощения, влияния арматуры на работу бетона и особенностей оценки усталостной прочности в условиях трехосного объемного динамического деформирования,

способы оценки и прогнозирования несущей способности и эксплуатационной пригодности строительных конструкций при их нормальной работе, условиях реконструкции, восстановления и усиления.

Практическое значение работы заключается в выявлении, классификации и учете основных несовершенств силового сопротивления, проявляемых при динамических воздействиях, и создании методов расчета ряда задач теории железобетона повышенной сложности.

Полученные в работе результаты дают возможность предложить метод оценки работы строительных конструкций при динамических воздействиях с целью прогнозирования особенностей эксплуатации зданий и сооружений, их проектирования и расчета, разработки конструктивных мероприятий с целью получения экономии материальных и финансовых средств и не восполняемых энepгетических ресурсов потребляемых при функционировании промышленного и хозяйственного оборудования, устанавливаемого в зданиях и сооружениях промышленного, хозяйственного, коммунального и администрагивного назначения.

Результаты работы могут быть использованы в научных исследованиях, при преподавании курсов строительных конструкций в строительных вузах и внедрении резульатов при проектировании строительстве и реконструкции реальных объектов

Апробаиия работы. Настоящее диссертационное исследование проводилось автором на кафедре железобетонных конструкций МИКХиС в рамках на-учно-исследовагельской тематики кафедры. Диссертация заслушивалась, обсуждалась и получила одобрение на расширенном заседании кафедры железобе-

тонных конструкций Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Основные результаты получили положительную оценку на: всесоюзной конференция «Совершенствование расчета и проектирования зданий и сооружений, подвергающихся динамическим воздействиям» (Харьков 1978 г.). координационном совещании «Железобетонные пространственные конструкции, взаимодействующие с грунтом, для строительства в обычных и сейсмических районах» (Симферополь 1980 г.); XIV Научно-технической конференции ВЗИ-СИ (Москва 1982 г.); XV Научно-технической конференции ВЗИСИ (Москва 1984 г.); XVI Научно-технической конференции ВЗИСИ (Москва 1986 г.); XVII Научно-технической конференции ВЗИСИ (Москва 1988 г.); XVШ Научно-технической конференции ВЗИСИ (Москва 1990 г.); Научно-технических семинарах Общества «Знание» «Пространственные конструкции» и «Монолитный железобетон в московском строительстве» (Москва 1991 г.); Научно-техническом семинаре Общества «Знание» «Стеклофибробетон в строительстве»» (Москва 1992 г.); XXI Научно-технической и методической конференции МИКХиС (Москва 1996 г.); Международной конференции «Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений» (Белгород 1997 г.); V конференции Межрегиональной ассоциации «Железобетон» (Москва 1999 г.); Международной научно-практической конференции «Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия» (Барнаул 1999 г.) и IV Научно-технической конференции МИКХиС

(Москва 2003 г.).

Основные положения диссертации изложены в 43 научных статьях

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка литературы и двух приложений Работа изложена на 302 страницах, в том числе 10 таблиц. 30 рисунков 256 наименований литературных источников. В приложения включены таблицы и акты о внедрении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранного направления исследования и определяется область практического использования полученных результатов Содержится общая постановка задачи дальнейшего совершенствования теории железобетона и каменных материалов, приводится перечень силовых динамических воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования на конструкции зданий и сооружений, обращается внимание на характер и некоторые существенные особенности повреждений вызываемых работой этого оборудования в условиях проявления несовершенств силового сопротивления при динамическом деформировании. Обосновываются исходные предпосылки и концепции построения расчетной модели сопротивления бетона, железобетона и каменных материалов и современных уравнений механического состояния в условиях динамического деформирования.

Излагаются подходы к построению метода расчета силового сопротивления железобетонных и каменных конструкций с учетом действия нагрузок вызываемых работой промышленного оборудования, факторов нелинейности, особенностей проявления энергопоглощения и реологии деформирования в условиях динамического нагружения. Приводится перечень несовершенств силового дипамического деформирования и отмечается недостаточная изученность проблем комплексного учета этих несовершенств в современной практической деятельности, обосновывается задача настоящего исследования.

В первой главе диссертации дан краткий обзор основных дефектов и нарушения эксплуатационных свойств, вызываемых работой промышленного и хозяйственного оборудования имеющих место в конструкциях промышленных зданий и сооружений, приводится классификация этих повреждений и основных причин их вызывающих, показано, чго такие воздействия оказывают на конструкции как прямое, так и опосредованное воздействие, передаваясь и на соседние конструкции через окружающую среду. Описывается современное состояние вопроса по исследованиям в рассматриваемом направлении, отмечается недостаточность изучения проблемы, формулируются вопросы, требующие

дополнительной разработки, приводится анализ предшествующих решений по прогнозированию поведения строительных конструкций в условиях приложения динамических нагрузок и делаются предложения по ориентации дальнейших исследований.

В главе указывается как на объективный факт, на наличие и значимость нелинейности, интенсификации реологических свойств в условиях динамических воздействий, частичной необратимости силового деформирования бетона и железобетона; неравномерного характера необратимых энергопотерь при гистерезисном поглощении энергии. Показано, что для конструкций существенна коррекция напряженно деформированного состояния при статических и динамических нагружениях, пространственно-временное перераспределение усилий в статически неопределимых конструкциях и т.п. и что правильная оценка работы строительных конструкций и достоверное прогнозирование их работы возможно лишь на базе учета силовых несовершенств при их деформировании; подчеркивается, что для решения поставленной проблематики большой вклад внесли труды С.В.Александровского, Н.Х.Арутюняна, Д.Д.Ьаркана, Н.И.Безухова, О.Я.Берга,В.В.Болотина, В.М.Бондаренко, С.В.Бондаренко, Л.П.Винокурова, А.А.Гвоздева, Г.А.Гениева, Н.Н.Давиденков, В.А.Ильичева, В.П.Карпенко. М.М. Каца, А.М.Курзанова, Б.Г.Коренева, И.Т.Мирсояпова. ЮАМитрогюльского, В.И.Мурашсва, В.Г.Назаренко, Г.С.Писаренко, И.Е.Прокоповича, Ю.Н.Работнова. А.Р.Ржаницина, Р.С.Санжаровского. А.П.Синиципа. А.Ф.Смирнова, Е.С.Сорокина, О.Е.Фрайфельда, А.И.Цейтлина, А.Л.Шагина, Ю.Н.Хромца, О.Я.Шехтер.

Во второй главе излагаются исходные предпосылки и концепции решения поставленной задачи; предлагаются основополагающие гипотезы построения расчетной модели исследования, описывающей закономерности работы строительных конструкций при динамических воздействиях от работающего оборудования; оцениваются особенности энергетического сопротивления в условиях динамических нагрузок:

1 .Частные деформации считаются взаимонезависимыми.

2. Перемещения конструкций считаются достаточно малыми.

3. Свойства материалов подчиняются феноменологическим законам деформирования нелинейного упруго-ползучего тела, в условиях одномерного напряженно - деформированного состояния при динамических воздействиях:

О)

где: соответственно функции нелинейности мгновенных дефор-

маций и деформаций ползучести: соответственно напряжение и проч-

ность материала: Ео - начальный модуль мгновенных деформаций; ^йэ, ^ - начальная мера простой ползучести; ^ - начало наблюдения; 1 - текущее время; t - окончание наблюдения: К(а,о:1т1П ,<э,т) — коэффициент виброползучести.

Функции нелинейности:

(2)

4. Учитывается геометрическая нелинейность деформирования:

ди 1 £, =-+ -

ас 2

дх) ] ^ дх

ди д\ диди оисМ> 1

е =— + — -г-+-+-

ду дz дхду дх ду дхду >

(3)

5. В условиях вибрационного воздействия кривая диаграммы напряжения- деформации при нагрузке и она же при разгрузке в каждом цикле образуют замкнутую петлю гистерезиса, площадь этой петли является функцией уровня динамических напряжений и не зависит от частоты колебаний.

6. Допускается принцип аффинноподобия частных деформаций материалов.

7. Считается действительной модификация основного постулата теории пластичности, согласно которой функциональная связь между интенсивностями напряжений и деформаций для каждой точки при сложном напряженном со-

стоянии, однозначно зависит от функциональной связи между напряжениями и деформациями при простом сжатии и растяжении.

8. Деформирование железобетонных элементов до и после образования трещин зависит от схемы армирования, рассматривается общая схема армирования в виде нескольких или одной групп стержней, произвольно ориентированных в прямоугольной декартовой системе координат X, Y, Z. За каждой группой стержней закрепляется своя ортогональная система координат, связь между системами координат учитывается с помощью направляющих косинусов 1. т, п.

9. В зоне образования трещины все усилие, действующее в элементе передается на арматуру, рассматриваются два типа осевых напряжений: максимальные в трещинах (воспринимаемые арматурой) и средние на участке между трещинами. Связь между этими напряжениями осуществляется с помощью коэффициента у предложенного В.И.Мурашевым.

10. В блоках между трещинами бетон деформируется как материал, выключающейся из работы вдоль отдельных осей ортотропии 1, п. m по мере образования трещин.

11. Количество поглощенной энергии в единице объема тела за один цикл колебаний оценивается с помощью коэффициента поглощения энергии-

где: ДМ" - невосстанавливаемая (необратимая) часть энергии поглощаемая в единице объема гела за счет гистерезисных потерь; затраты энергии сопровождающие работу внутренних сил на соответствующих перемещениях

Разработаны расчетные модели одноэтажных и многоэтажных зданий полученные на основе современных конструктивных схем существующих зданий и сооружений показанные на рис. 1 и 2.

В третьей главе диссертации решается задача о построении расчетных зависимостей в условиях трехосного нелинейного реологическог о деформиро-ванияконструкций при динамических воздействиях, содержится современная постановка задачи о сопротивлении бетона, арматуры и каменной кладки сило-

вым динамическим режимам нагружения. сформулированы важнейшие специфические для указанных конструкций особенности этого сопротивления, выте-

Рис. 1. Расчетная схема одноэтажного промышленного здания.

к *

Л

|сМИ:|

Рис. 2. Расчетная схема многоэтажного промышленного здания, кающие из накопленного исследованиями теоретического и экспериментального опыта.

Исследованы вопросы особенностей формирования силовых деформаций, оказывающих влияние на силовое сопротивление динамическому деформированию железобетона и каменных материалов Проанализировано влияние интенсификации свойств ползучести в условиях трехосного напряженно-деформированного состояния и предложены расчетные зависимости ее уче!а в условиях объемного деформирования Предприняты дальнейшие обобщения доя определения особенностей поглощения энергии при трехосном динамическом деформировании на основе уже известных исследований в ус ювиях одноосного деформирования Учтено влияние арматуры на работу бетонных и каменных элементов и предложены математические зависимости, позволяющие комплексно учесть все вышеперечисленные факторы при динамическом силовом сопротивлении Указано на существенные магематические трудности, которые неизбежно возникнут на пути численной реализации упомянутых зависимостей и предложен один из возможных путей преодоления этих трудностей на основе метода интегральных оценок

Основываясь на законах деформирования материалов при трехосном напряженно-деформированном состоящей предложены физические зависимости в условиях нелинейности и неравновесности деформирования в условиях динамического нагружения в виде

гЛ*)

. " а (г) ] , % \ 1

"Ж -^гтчМ*..«™ а!)+

Iя ур>1>:

К. (р-0 - «обобщенная» прочность бетона при динамических нагружениях, учитывающая ее снижение за счет усталости материала и принимаемая для бетона деформируемого в условиях трехосного напряженного состояния в соответствии с принятой теорией прочности; уь - коэффициент условий работы принимаемый в зависимости от величины асимметрии цикла ръ = атах < 1; V — коэффициент Пуассона: К(о,(о1Шп,м,1) — коэффициент виброползучести, определяемый на основании гипотезы о частотно-независимом внутреннем трении и центральной симметрии петли гистерезиса:

КЛ* л» I ^ — (^тах ■■ &тт®тт > ^ х г^.ак: пил - ' 0 / ~ ~Г-Т-—Т

(6)

где: сатт - наименьшая частота колебаний, при которой начинаегся проявление виброползучести; с учетом рассмотрения только одного цикла гистере-

зисного процесса имеет вид:

Значения «обобщенной» прочности бетона принимается в соответствии с критерием прочности Н.И.Карпенко, модифицированного для условий действия динамических нагрузок в зависимости от соотношения всех трех компонент главных напряжений, прочности бетона при одноосном сжатии и растяжении, некоторых эмпирических параметров и других факторов, вычисляемых по специальной методике.

В главе сформулированы основные положения по определению коэффициента поглощения энергии при колебаниях строительных конструкций, являющегося функцией динамического поля напряжений, а, следовательно, изменяющегося по всему объему рассчитываемой конструкции, полученного на основе постулата о том, что функциональная связь между интенсивностями напряжений и деформаций для каждой точки при сложном напряженном состоянии, однозначно зависит от функциональной связи между напряжениями и деформациями при простом сжатии и растяжении:

здесь: б|11( и от— интенсивности деформаций и напряжений определяемые из выражений:

Влияние армирования на работу бетонных элементов учигывается с помощью коэффициентов армирования, имеющих различное значение вдоль соответствующих координатных осей. На основании принципа совместности деформаций получены значения величин деформаций армированных железобетонных элементов работающих без трещин:

Здесь: ц. - коэффициент армирования, а,^ К(аьр,<Втщ,<й,т)С(^т)/ КДа^,, <!>„,,„, гад)

С^т) - коэффициент приведения арматуры к бетону, трактуемый относительно деформаций ползучести в отличие от значения а = Ез/Е0ш(0.

При образовании трещин для оценки напряженно деформированного состояния рекомендовано использование гипотезы В.И.Мурашева, на основании которой считается, что все напряжение на участке с трещиной воспринимаются арматурой и осредняется на участке между трещинами с помощью корректирующего множителя у, зависящего от уровня напряженного состояния и модуля деформаций растянутой арматуры. Определять значения деформаций, в этом случае рекомендовано в следующем виде:

^ - коэффициент относительных поперечных деформаций арматурной стали

В четвертой главе приводятся основные трудности, возникающие при численной реализации приведенных интегральных зависимостей отражающих нелинейность и реологию деформирования, которые не позволяют выполнять замкнутое интегрирование получаемых на их основе систем интегро-дифференциальных уравнений, обосновываются основные принципы линеаризации упомянутых уравнений с помощью метода интегральных оценок В М Бондаренко позволяющих о с помощью итерационного процесса в сочста-

нии с методом конечного элемента получить инженерно обозримые результаты. Приведенный подход позволял выявить особенности и оценить процесс приспособляемости конструкций в результате перераспределения усилий к конкретному виду динамического воздействия при заданных условиях деформирования с учетом нелинейности и длительности деформирования, режима и продолжительности нагружения. а также особенностей поглощения энергии и виброползучести.

Упомянутую задачу о методике расчета конструкций зданий и сооружений при динамических воздействиях от промышленного оборудования рекомендовано решать с помощью дискретного метода расчета, а именно метода конечных элементов, подкрепленного программным обеспечением, разработанным для динамических задач. Основные разрешающие уравнения движения метода конечных элементов для динамического деформирования:

где. М7 - вектор сил инерции; (ДК + К )г - вектор сил демпфирования; К7„ -

вектор внутренних сил;

нальная матрица коэффициентов затухания (в общем случае может зависеть от уровня напряженного состояния); К - диагональная матрица, из коэффициентов вязкости внешних демпферов; R - общая матрица жесткости всей совокупности конечных элементов рассматриваемой системы.

Получены разрешающие уравнения, связывающие напряжения и деформации с учетом нелинейности и реологии деформирования в условиях вибрационных воздействий от промышленного оборудования представляющие собой модифицированную форму обратной формы закона Гука позволяющие выполнять расчет конструкций методом конечных элементов:

Реализация данного метода интегральных оценок позволила вместо интегральных зависимостей оперировать величинами, гак называемого «интегрального модуля деформаций» Ет рассматриваемого материала, имеющего фиксированное значение в рассматриваемый период времени и зависящего от уровня

напряженного состояния в каждом конечном элементе на каждом шаге итерационного процесса, что привело к необходимости рассмотрения деформируемого материала в виде ортотропного тела, для которой при вычислении напряжений матрица выражающая связь между напряжениями и деформациями локального конечного элемента используется в виде.

В главе получены различные значения для интегрального модуля деформаций для различных условий деформирования, включая наличие или отсутствия арматуры, а также появления трещин в следующем виде

Разработан алгоритм решения задачи о колебаниях строительных конструкций в условиях трехосного динамического деформирования, реализацию

которого предлагается осуществлять на основании программного комплекса «Nastran»

В пятой главе изложен прикладной метод расчета строительных конструкций зданий и сооружений на динамические воздействия от промышленного и хозяйственного оборудования. Он представляет собой упрошенную, а главное, доступную методику на базе численного метода расчета, с помощью которого можно оценить количественную картину деформирования и на основании простых инженерных и конструктивных решений, получить требуемые результаты по учету динамических воздействий от работающего промышленного оборудования даже без применения ЭВМ.

Предложено обоснованное разделение комплексной задачи о колебаниях строительных конструкций на динамические нагрузки от промышленного оборудования на три локальные задачи решаемые последовательно.

1. Определение нагрузок на конструкции от распространяющихся волн колебаний в грунтах оснований при работе промышленного оборудования

2. Вычисление дополнительных воздействий вызываемых смещениями опор на основе расчета виброползучести оснований.

3 Непосредственный расчет строительных конструкций зданий на дополнительные осадки и динамические воздействия

Разделение глобальной задачи на последовагельное решение трех частных позволяет существенно упростить расчетную методику и принять требуемое проектное решение с меньшими затразами и достаточной эффективностью

Решение первой локальной задачи выполнено с помощью ЭВМ на базе рассмотрения динамического расчета линейно деформируемого трехмерного полупространства в комбинации с использованием метода конечного элемента. Для удобства использования результаты вычислений обобщены и сведены в специальные таблицы.

В главе предложен учет групповой работы оборудования, так как в цехах промышленных предприятий в большинстве случаев yстанавливается два и бо-

лее агрегата, которые в данном случае будут оказывать совместное воздействие на окружающие конструкции. При вычислении динамических нагрузок от двух и более машин значения расчетных компонентов рекомендовано определять с помощью методов статистической динамики для полей смещений:

(15)

здесь ио и v0-значения горизонтальной и вертикальной компонент смещений грунта у фундамента приемника для ближайшего фундамента источника; Ц, амплитуда колебаний грунта при работе 1 - той машины; ] - количество машин за исключением ближайшей. Для полей напряжении: а, о-*: с, =<?,<,+-^Сп'- = + ^Х*7« (16)

значение соответствующей компоненты вертикальной, радиальной или тангенциальной составляющей компоненты напряжения.

Для решения второй локальной задачи используется прикладной метод определения дополнительных осадок конструкций с помощью учета изменения механических свойств грунтов под действием вибраций на основе коэффициента виброползучести.

При построении инженерного метода используется ряд существенных упрощений. В рассматриваемый период времени процессы ползучести фиксируются, а также при выводе коэффициента виброползучести не учитывается влияние касательных напряжений. Первое допустимо, поскольку в практических расчетах полезно знать конечную стабилизированную осадку фундаментов в процессе длительной эксплуатации, а не особенности хода стабилизации осадок во времени до рассматриваемого момента времени. Вторым можно пренебречь в силу незначительного влияния касательных напряжений на конечную осадку фундаментов при вертикальных нагрузках, что допускается действующими нормами.

Определение дополнительных осадок выполняется с помощью модифицированного метода послойного суммирования:

здесь: Р - безразмерный коэффициент, косвенно учитывающий влияние касательных и нормальных напряжений других направлений и равный 0,8; с^ -среднее значение нормального напряжения в ьтом слое грунта, вычисляемого с учетом динамических составляющих напряжений создаваемых работой оборудования, колебаниями конструкций и инерционными свойствами самого грунтового основания при вибрации; слоя грунта назначаемая в зависимости от требуемой точности расчета; модуль деформаций зависящий от уровня нормальных напряжений действующих в пределах высоты рассматриваемого элементарного слоя грунта и уточняемый в результате итерационного процесса; п - количество слоев на которое разбита сжимаемая толща основания.

Теоретически обоснована упрощенная методика расчета третьей локальной задачи о колебаниях несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений (фундаментов, колонн конструкций перекрытии и покрытий, стенового заполнения и фундаментных банок) под действиехМ вибраций распространяющихся в грунтах оснований при работе промышленного оборудования.

Предложенная хметодика основывается на разделении конструктивной схемы на отдельные стержневые конструкции, расчет которых выполняется последовательно на динамические девиации их опор с учетом учета силовых несовершенств деформирования материалов, на основании интегрального модуля деформаций.

Итоговое внутреннее усилие в прикладном методе рекомендуется получать в результате двух расчетов, статического на неравномерные осадки и динамического - на колебания конструкций, и на основании принципа независимости действия сил они должны суммироваться. К этим усилиям, полученным в результате прикладного метода расчета, следует добавлять напряжения, вычисленные по итогам общепринятых проектных мероприятий осуществляемых при статическом расчете конструкций на действие постоянных и временных

внешних нагрузок, на основании которых формируются конкретный тип и вид применяемых несущих и ограждающих конструкций. Окончательное значение получаемого усилия в поперечном сечении проектируемой конструкции здания определяется по следующей формуле:

здесь: первое слагаемое представляет собой величину напряжений полученное в результате расчета конструкций на воздействия по описываемому прикладному мегоду от колебаний конструкций; второе слагаемое значение напряжений, полученное в результате общепринятого статического расчета конструкций на действие собственного веса и временных нагрузок, включая и напряжения от дополнительных осадок; прочность материала рассчитываемой конструкции с учетом ее снижения в результате усталости.

Принято упрощающее допущение о дискретизации расчегной схемы на основании принципа Даламбера позволяющего размещать сосредоточенные массы по невесомой оси рассчитываемого стержня. Такой подход позволяет достаточно просто добиваться необходимой точности расчета, так как при определенном (достаточно большом) количестве масс получаемый результат решения дискретной динамической задачи практически не отличается от аналогичного решения континуальной.

Расчетная схему формируется в зависимости от реальной конструктивной схемы, которая реально отражает работу конструкции, для которой составляются дифференциальные уравнения равновесия (метода сил или перемещений), решаемые с помощью методики, используемой в динамике сооружений.

При рассмотрении процесса колебаний в главе принято рациональное упрощение, связанное с преобразованием трехмерной рамной конструктивной схемы в отдельные плоские рамы и стержневые элементы (балки и колонны). Это предположение вполне оправдано, так как вибрации передаются от грунтов основания на фундаменты, а от них через отдельные конструкции колонны и

стеновое заполнение на подкрановые и кровельные участки. Расчет колонн и, наиболее чувствительного к колебаниям, стенового заполнения осуществляется на горизонтальные воздействия, так как жесткость последних в горизонтальной плоскости значительно меньше, чем в вертикальной. В качестве расчетной схемы колонны принимается стержневая конструкция с дискретным расположением масс по ее оси, причем точки расположения масс и их величину следует принимать с учетом массы стенового заполнения подкрановых и фундаментных балок. Разрешающие уравнения при этом:

располагать на соответствующем участке стержня рамы; Гь, — единичная реакция наложенной связи к, в котором находится масса m собранная с соответствующего участка конструкции от единичного смещения узла п, вычисляемое в результате расчета пространственной статически неопределимой рамы; заданное смещение опоры, определяемое по методике изложенной выше; смещение массы вследствие изгиба стержня рамы; коэффициент условной вязкости принимаемый в соответствии с рассматриваемой теорией внутреннего сопротивления (демпфирования)

Слатическая расчетная схема колонны рассматривается в составе плоской рамы, из расчета которой на единичные смещения определяются реакции системы уравнений. Ввиду наличия кровли представляющей собой жесткую горизонтальную связевую диафрагму за счет пространственной жесткости каркаса в совместную работу будут вовлекаться, и соседние рамы. Этот фактор учитывается с помощью известного коэффициента по методике используемой при ггро-ектировании рам промышленных здания с учетом пространственной жесткости здания. В качестве внешней нагрузки при расчете стойки будут выступать инерционные силы, приложенные в точках приложения масс, размещенных на

Щ + Л)+ ±г,„гп + ±рГь, = о

Л

}(19)

соответст

колоннах, коэффициенты системы уравнений вычисляются как реакции от единичных смещений по обычным правилам или как обратные величины единичных перемещений метода сил с помощью интеграла Мора-Верещагина на основе перемножения единичных эпюр моментов.

Участки стенового заполнения над и под оконными проемами являются балочными конструкциями несущими сосредоточенные массы от веса конструкции стен и имеющие шарнирные опоры по концам. Разрешающие уравнения для расчета участков стенового заполнения на колебания при синхронных смещениях опор рекомендуются в виде:

+ Д+Д>.Ь1Х2<.+ ¿А. = 0 1(20)

тп + д+д „)+ ±гыгп = а

л ы &

где: смещение соответствующего узла балочной схемы; смещение участка стойки в зоне примыкания рассчитываемого участка стенового заполнения, полученное в результате расчета колонны.

При построении расчетной методики конструкций заглубленных в грунт и постоянно находящихся там (фундаментные балки стены подвальных и подземных помещений, подпорные стенки и т.д.) в качестве внешних воздействий принимаются напряжения на фронтах падающих волн.

Рассматривается дискретная схема, которая для конструкций расположенных в грушах оснований позволяет совместно использовать хорошо известный метод расчета таких конструкций, впервые предложенный Б.Н.Жемочкиным. Но в отличие от упомянутого метода, который был предложен для статических расчетов, излагаемый подход позволяет помимо динамики процесса учесть физические несовершенства материалов грунта и железобетона, заключающиеся в нелинейности и реологии деформирования. Кроме того, в расчетную схему внесены некоторые изменения, заключающиеся в двусторонней связи балки и ос-

нования, поскольку конструкция находится под а не над грунтовым основанием. Фундаментная балка рассчитывается с помощью динамических уравнений метода сил в горизонтальном направлении, так как ее жесткостные характеристики в этой плоскости существенно меньше, чем в вертикальной, а также потому, что в вертикальном направлении она подкреплена стеновым заполнением, опирающемся на нее, и тем самым еще более увеличивающем ее жесткость. В качестве нагрузки на балку берется возмущающая сила, действующая в узле п, вычисляемая по значению динамических напряжений действующих на рассматриваемом участке балки:

рпф = олоЬс этой (21)

с^-динамические напряжения на фронте падающей волны; Ь и с соответственно ширина и длина рассматриваемого участка балки.

Основная трудность расчета фундаментной балки заключается в том, что единичные перемещения метода сил необходимо вычислять из расчета статически неопределимой системы, представляющую собой балку на грунтовом основании по дискретному методу Б.Н. Жемочкина, на действие единичных сил Р=1. Для этого необходимо решить известную систему уравнений смешанного метода расчета статически неопределимых систем с учетом деформаций основания на основании рассмотрения основной системы:

Х^Л +Д1(, + г0+(е0<з1 =0

А-1

»-I

К22)

А-1 А-]

где. единичное перемещение узла от единичной силы приложен-

ной в узле складывающееся из двух составляющих - перемещения вызванно* изгибом балки.

и перемещения основания.

(24)

а^; а, — расстояния до фиктивной опоры; w^- функция единичного прогиба, может определяться но табличным данным; Еш ь и Е,^ - соответственно интегральные (учитывающие нелинейность деформирования и виброползучесть материалов) модули деформаций бетона и грунта основания; единичные эпюры в основной системе от единичных сил; v — коэффициент Пуассона грунта; с - расстояния между связями; вспомогательная функция осадки основания; соответственно линейное и угловое перемещение условной заделки основной системы; А,р - грузовые перемещения от действия внешней нагрузки (единичных сил).

В главе указано, что решение уравнений движения может быть существенно упрощено, если воспользоваться методикой решения задачи в виде разложения решения по собственным формам колебаний, которое требует предварительного определения всего спектра частот и форм собственных колебаний из уравнений вида:

где: С =АМ - произведение матрицы податливости системы на диагональную

здесь М^ - величина обобщенной массы к-той формы собственных колебаний определяемая из выражения:

Det(C-AE) = 0 , (С-ЛЕУ^О

(25)

матрицу ее масс; единичная матрица.

Приводятся разрешающие уравнения этого метода:

(26)

ч =X>,v;

(27)

m, - масса конструкции сосредоточенная в узле i; v^— соответствующие компоненты собственных векторов определяющих форму собственных колебаний системы: ю^ - частота k-того тона собственных колебаний; Qt - обобщенная внешняя сила соответствующая k-той форме колебаний и при гармонических воздействиях равная:

при кинематическом смещении опор она равна силе инерции соответствующей массы:

Д - величина кинематического смещения опор

Прикладной метод расчета строительных конструкций на динамические смещения опор, вызываемые динамическими воздействиями от промышленного оборудования может служить теоретической основой для проектирования и учета гаких воздействий при строительстве промышленных зданий и сооружений.

В шестой главе приводится анализ сравнения результатов сравнения результатов экспериментальных исследований с данными теоретического расчета и изложены практические рекомендации по формированию расчетных пространственных схем но методу конечного элемента с использованием стандартных библиотек программного комплекса «Nastran».

Экспериментальные исследования по распространению волновых полей смещений в окружающей среде охватывали практически весь диапазон возможных в реальных условиях динамических воздействий и грунтовых условий. Сравнительные графики распространения вертикальных и горизонтальных компонент амплитудных значений колебаний среды при нестационарном зат>-хающем импульсном и стационарном гармоническом режимах показали удовлетворительное совпадение, разница не превышала 15%.

Помимо колебательного процесса возбуждаемого при работе промышленного оборудования изучалось влияние вибрационных воздействий, на рост дополнительных осадок окружающих конструкций и производилось сравнение данных натурного обследования с расчетными данными, полученными по предлагаемой методике. Сопоставление данных выполнялось для зданий кузнечных и кузнечно-прессовых цехов и продемонстрировало также удовлетворительное совпадение. Разница между теоретическими значениями перемещений и их реальными значениями не превысила 16%.

В главе проведен анализ результатов расчета несущей способности и экспериментальных данных при колебаниях конструкций колонн, покрытий и стенового заполнения выполненного из каменной кладки. Приведены результаты натурного обследования здания компрессорной и здания кузнечного цеха. Задачей натурного обследования являлось определение амплитудно-частотных характеристик элементов строительных конструкций при динамических воздействиях от промышленного оборудования. Были определены основные геометрические размеры, как элементов конструкций каркаса, так и источников динамической нагрузки. Затем проводилось измерение параметров колебаний, причем для получения достоверных результатов для каждой обследуемой точки полученные данные инструментальных измерений обрабатывались с помощью основных положений теории математической статистики. Сравнение экспериментальных и теоретических исследований колебаний стенового заполнения при динамических воздействиях от промышленного оборудования показало, что: кирпичная кладка стен обследованных зданий при совместном действии статической и динамической составляющих нагрузок не удовлетворяет требованиям прочности и выносливости, причем решающее влияние на данные характеристики оказывает динамические воздействия от работающего промышленного оборудования; стеновое заполнение в условиях динамических воздействий, при работе промышленного оборудования необходимо рассчитывать по предлагаемой методике и на основе результатов расчета назначать требуемую марку кладки для предотвращения неблагоприятных эксплуатационных по-

следствий выражающихся, как правило, в чрезмерном трещинообразовании (ширина раскрытия достигала 4 мм, причем трещины на некоторых участках сквозные); использовать в приведенных выше случаях марки использованной кирпичной кладки нельзя, так как они не соответствует требованиям обеспечения несущей способности (усилие от действующих нагрузок превышает максимально доустимое на 150%). Железобетонные конструкции балок, колонн и фундаментов не имели явных повреждений, однако раскрытие трещин превышало предельно допустимое на 25%.

Для полноценного анализа картины напряженно деформированного состояния в главе был выполнен математический эксперимент по исследованию колебаний этих же сооружений: здания компрессорной и здания кузнечного цеха Математический эксперимент выполнялся с помощью лицензионной версии программного комплекса «Nastran»

Условия проведения математического эксперимента требовали выполнения некоторых специфических мероприятий, поскольку, несмотря на значительные функциональные возможности данной программы, не все они позволяют программно реализовать некоторые специфические расчетные приемы разработанной методики расчета строительных конструкций на динамические воздействия от оборудования. Поэтому пришлось прибегать к некоторым упрощениям, как при формировании расчетных схем, так и при аппроксимации поведения материалов под действием внешних нагрузок. Что касается формирования расчетных трехмерных моделей, то их построение выполнялось в соответствии с обычными правилами, предъявляемыми к пользователям, работающим в поле данного комплекса. После создания трехмерных моделей выполнялся их расчет с учетом силовых несовершенств выражающихся в нелинейности и реологии деформирования. Причем перед началом расчета на вынужденные колебания производился расчет собственных колебаний. В первом случае расчет производился для - 11 тонов и форм собственных частот во втором - 20 тонов. Расчет значительно упрощался еще и в связи с тем фактом, что программный комплекс «Nastran» позволяет изначально учитывать нелинейность и

неравновесность деформирования, а также режим изменения внешней нагрузки с помощью разбиения интервала изменения внешней нагрузки на практически любое, даже достаточно малое количество интервалов. Данные математического эксперимента сравнивались с экспериментальными данными и показали лучшее совпадение по сравнению с прикладным методом расчета (максимальная разница составила 8%).

В седьмой главе изложены на уровне рекомендаций, основные расчетные и конструктивные мероприятия, направленные на снижение уровня колебаний машин и уменьшения вредного влияния этих колебаний на окружающие конструкции и людей. К этим мероприятиям относятся" традиционные конструктивные способы понижения уровней вибрации, включающих повышение жесткости основания, переустройство фундамента, изменение размещения машины на фундаменте и расположения фундамента машины в плане; устройство защитных экранов в толще грунтового основания; применение различных видов активной и пассивной виброизоляции, а также специальных динамических гасителей колебаний; назначение конструктивных решений, в соответствии с расчетной мегодикой предлагаемой в настоящей работе, которые учитывают особенности динамических воздействий от оборудования и позволяют избежать неблагоприятных воздействий при их проявлении без специальных дополнительных дорогостоящих мероприятий, упомянутых в предыдущих пунктах.

Предложены методы по уменьшению вредного влияния вибрационных воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования, передающихся на соседние конструкции промышленных и гражданских зданий и сооружений; обоснованы особенности и условия применения защитных экранов, устраиваемых в основаниях, и предназначенных для защиты конструкций в зависимости от типов грунтов и видов промышленного оборудования; разработана методика определения глубины экрана и показано, что экранирование эффективно только при работе высокочастотных машин, имеющих сравнительно небольшую длину волны распространения колебаний; рекомендованы различные типы виброизоляции используемых для уменьшения уровня колебаний машин

и оборудования работающего в динамическом режиме; предлагается применение гасителей колебаний и демпферных устройств сухого и вязкого трения разлиных типов, которые могут существенно снижать вибрационные процессы, возбуждаемые в строительных конструкциях при работе промышленного и хозяйственного оборудования; рекомендовано использование электронного устройства обеспечивающего, так называемый «противофазный пуск» машин, основанный на особенностях интерференционного процесса в основаниях при групповой работе низкочастотных машин периодического действия, устанавливаемых на отдельно-стоящих фундаментах и снижающего суммарное динамическое воздействие на близрасположенные строительные конструкции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований проанализированы и оценены несовершенства сопротивления силовому деформированию бетона, железобетона и каменной кладки при динамически воздействиях от промышленного оборудования различного типа. Теоретически и экспериментально изучено и обобщено неблагоприятное влияние вибрационных воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования на работу строительных конструкций зданий и сооружений на их несущую и эксплуатационную способность. Рассмотрены вопросы прогнозирования работы конструкций в условиях нормальной работы, при реконструкции, усилении или восстановлении. Проведены и классифицированы основные виды и источники динамических воздействий, виды повреждений, расчеты прочности и деформа-гивности строительных конструкций подверженных возможным вибрационным повреждениям. Обобщены и предложены методы борьбы с вредными последствиями вибраций при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

Проведенные в настоящей работе исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Разработан и внесен в систему научных изысканий и практику проектирования новый, отличный от существующих, комплексный метод оценки

динамической работы строительных конструкций зданий и сооружений, подвергающихся воздействиям различного типа от промышленного и хозяйственного оборудования

2. Силовое сопротивление бетона, железобетона и каменной кладки как реакция на силовое динамическое нагружение, рассмотрено как сопротивление деформированию и разрушению определяющее основной фактор ресурса эксплуатационной способности материалов строительных конструкций.

3. Приведены основные несовершенства силового сопротивления материалов и характерные повреждения строительных конструкций, имеющие место в условиях динамических воздействий при источниках колебаний различных типов.

4. Выявлена специфичность вибрационных воздействий от промышленного оборудования на конструкции зданий и сооружений имеющая как прямой, так и опосредованный характер в силу особенностей их распространения в окружающей среде.

5. Приведены и классифицированы основные гипотезы теории силового сопротивления бетонов, рассмотрены базовые определения различных ветвей теории ползучести, сформулированы особенности энергетического сопротивления и модифицирован критерий прочности с > четом особенностей возможности усталостного разрушения в условиях динамических воздействий на основе разработанной расчетной модели.

6. Введены модифицированные формы нелинейных феноменологических уравнений механического состояния материалов удобных для использования эмпирических гипотез силового сопротивления в условиях трехосного деформирования.

7. Установлена закономерность переменного поглощения энергии при колебаниях в зависимости от изменения уровня напряженного состояния по объему деформируемого тела

8 Модифицирован трехинвариантный критерий прочности для всех типов бетонов в условиях трехмерного деформирования, учитывающий обобщенный характер прочностного компонента по каждой координатной оси с учетом усталостного снижения в зависимости от уровня и соотношения между уровнями действующих статических и динамических напряжений.

9. Изучено влияние армирования на работу компонентов бетонного сечения и разработана методика учета влияния армирования на работу бетона в условиях трехосного напряженного состояния в зависимости от стадии напряженного состояния до, и после образования трещин.

10. На основе принятых исходных предпосылок сформулированы основные нелинейные разрешающие уравнения уточненного метода расчета, основанные на методе конечных элементов, описывающие работу строительных конструкций и позволяющие решить комплексную задачу о работе строительных конструкций зданий и сооружений в условиях динамических воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования.

11. Разработан алгоритм и изложен метод линеаризации разрешающих уравнений на основе метода интегральных оценок, позволяющий с помощью итерационных приемов и других специальных математических методов получать численные результаты, дающие возможность принимать кон-крегные решения по конструированию строительных конструкций. Предложенный расчетный аппарат реализован с помощью программного комплекса «NASTRAN».

12. Вскрыты особенности основных существующих предложений по прогнозу особенностей перераспределения усилий (напряжений) для элементов строительных конструкций при решении новой задачи теории силового динамического деформирования.

13. Предложен вариант упрощенного прикладного расчетного аппарата оценки напряженно-деформированного состояния элементов строительных конструкций, показана его связь с существующими методиками и положениями СНиП.

14. На основе решения ряда локальных задач предложены варианты прикладных приемов расчета динамических перемещений с учетом нелинейности и неравновесности деформирования материалов.

15. Приведены и классифицированы виды и основные источники динамических воздействий, систематизированы и предложены основные защитные мероприятия позволяющие понизить или полностью избежать неблагоприятного влияния вибрационных воздействий от оборудования переда-ваемьгх на строительные конструкции существующих или возводимых зданий и сооружений.

16. В результате сопоставления предложенных теоретических решений с проведенными экспериментальными исследованиями и результатами, полученными другими исследователями, известными из литературных источников, подтверждена правильность принятых исходных предпосылок и полученных в настоящем исследовании теоретических решений и положений.

Основное содержание работы опубликовано в трудах:

1. Бондаренко В.М.,Степанов Н.В., Берлинов М.В. Динамическое воздействие оборудования на деформации оснований под фундаментами. Вопросы современного строительства. Вестник Львовского политехнического института. №113. -Львов. 1977 с.79-83.

2. Берлинов М.В. О распространении волн колебаний в основаниях и фундаментов испытывающих динамические воздействия от промышленного оборудования. Межвузовский сб. научных статей - М. 1978 с. 82-85

3. Бондаренко В.М., Берлинов М.В. Динамические нагрузки, передающиеся через основание строительным консгрукциям. Всесоюзная конференция Совершенствование расчета и проектирования зданий и сооружений, подвергающихся динамическим воздействиям». - Харьков 1978. с. 186.

4. Берлинов М.В. Нелинейные методы расчета изгибаемых железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий. Труды ЦНИИЭПсельсгроя

Строительные материалы, производство испытания, конструкции. - М. 1980 с.3-6

5. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Применение метода конечных элементов при определении усилий в железобетонных элементов стен силосов. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Конструкции и технология строительства элеваторов и зерноперерабатывающихтфедприятий. -М., 1981 с.47-50.

6 Берлинов MB., Ягупов Б.А. К расчету статически неопределимых железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий. Труды ПНИИЭПсельст-роя. Эффективные методы и оборудование для производства сборного железобетона в сельском строительстве. - М , 1981 с. 100-104.

7 Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу расчета фундаментных плит с учетом ползучести основания и режимов действия внешней нагрузки. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Повышение полносборности и технико-экономических показателей элеваторов и зерноперерабатывающих предприятий. - М , 1982 с. 123-126.

8. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу расчета жесткого штампа на нелинейно и неравновесно деформируемом основании. Труды ЦНИИЭПсельст-роя. Эффективные железобетонные конструкции сельских зданий, материалы и технология. - М., 1983 с.76-82.

9. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Рсчет фундаментов силосных корпусов с учетом нелинейности и неравновесности деформировании. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Экспериментальные и теоретические исследова*шя конструкций для сельского строительства . - М., 1983 с.105-109.

10.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Нелинейный метод расчета железобетонной рамы с учегом податливости грунтового основания. Труды ЦНИИЭПсельстроя Новые конструкции сельскохозяйственных зданий индустриального изготовления и методы их расчета. - М.. 1984 с.84-89.

11 Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Нелинейный расчет гибких фундаментов с учетом режима действия внешней нагрузки. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Про-

грессивыые конструкции элеваторов и совершенствование методов их расчета. -М., 1984 с.62-69.

12.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу применения метода конечных элементов для решения нелинейных и неравновесных задач. Труды ЩШИЭП-сельстроя. Совершенствование технологии производства строительных изделий и конструкций на предприятиях селъстройиндустрии. - М., 1984 с.119-126.

П.Берлинов М.В., Ягуиов Б.А. К выводу нелинейных разрешающих уравнений для расчета оснований и фундаментов с учетом режимности нагружения. Труды ЗЦНИИЭПсельстроя. Железобетонные конструкции сельских зданий. -М.Л985с.57-62.

14.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К выводу нелинейных геометрических и физических соотношений для расчета оснований и фундаментов с учетом режим-ности нагружения. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Новые технологические процессы и оборудование в производстве строительных материалов и конструкций на предприятиях селъстройиндустрии. - М, 1985 с.79-84.

15.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу нелинейного расчета железобетонных плит по режимам внешних нагружений. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Исследование эффективности конструкций, технологии изготовления и монтажа для строительства элеваторов и зерноперерабатывающих предприятий. — М., 1985 с.97-103.

16.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К выводу нелинейных уравнений для расчета строительных конструкций с учетом режима нагружения. Труды ЦНИИЭП-сельстроя. Сельскохозяйственные здания, конструкции, методы расчета, теплофизика. — М., 1986 с,58-63.

П.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу оптимального расчета железобетонных плит с учетом нелинейности и неравновесности деформирования. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Совершенствование методов расчета, конструирования, технологии изготовления сборных элементов и монтажа силосных сооружений элеваторов. -М., 1986 с.80-84.

18.Берлинов М В., Ягупов Б.А. К расчету железобетонных плит в условиях нелинейного и неравновесного деформирования. Труды 1ЩИИЭПсельстроя. Исследование конструкций, технологии изготовления, методов монтажа и совершенствование расчета сооружений элеваторов и зерноперерабатываю-щих предприятий. -М., 1987 с.41-46.

19.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу оптимизационного расчета железобетонных конструкций. Известия вузов. Строительство и архитектура №12. -Новосибирск., 1987 с. 1-4.

20.Берлююв М.В., Ягупов Б.А. К оптимизационном}' расчету железобетонной балки на грунтовом основании. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Конструкции и методы расчета зданий сельскохозяйственного назначения. -М., 1988 58-64.

21.Берлинов М.В.. Бондаренко В.М. Влияние динамических воздействий промышленного оборудования на перемещение несущих конструкций. ВНИИС Госстроя СССР, деп №7899. - М 1988 с. 8.

22 Берлинов М.В., Ягупова Л.Г. К вопросу оптимизационного расчета железобетонных плит на грунтовом основании при динамических воздействиях. Известия вузов. Строительство и архитектура №7. -Новосибирск., 1988 с.21-25.

23.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу нелинейного динамического расчета железобетонной балки. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Расчет конструкций и теплофизика зданий и сооружений АПК. - М , 1989 с.31-36.

24.Берлинов М.В., Ягупов Б А. К оптимизационному расчету железобетонных плит. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Исследование нагрузок, совершенствование методов расчега и конструктивных решений сооружений агропромышленного комплекса. -М., 1989 с.45-50.

25.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Расчет тонкостенных железобетонных оболочек в условиях нелинейного и неравновесного деформирования. Инженерные расчеты конструкций зданий и сооружений. Сб. трудов МНИИТЭП. -М. 1989 с 38-44.

26.Бондаренко С.В.,Берлинов М.В., Ягупов Б.А.Метод оптимизационного расчета пологих оболочек при нестационарных режимах нагружения. Инженерные расчеты конструкций зданий и сооружений. Сб. трудов МНИИТЭП. -М., 1989с.45-51.

27.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу расчета конструкций промышленных зданий с учетом динамических воздействий от оборудования. Известия вузов. Строительство и архитектура №2. - Новосибирск., 1990 с.21-25.

28.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу надежности железобетонных конструкций в условиях реконструкции зданий. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Совершенствование методов расчета и конструктивных решений сельскохозяйственных зданий. - М, 1990 с.80-86.

29. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу построения нелинейного метода расчета железобетонных конструкций с учетом режимности нагружения. Сб. трудов РИСИ. Новые методы расчета железобетонных элементов. - Ростов-на-Дону., 1990 с.58-65.

30.Berlinov M. V. Foundation analisis and design. Mir Publishers Moscow. 1990 p. 303.

31.Берлинов M.B., Ягупов Б.А Метод оптимизационного расчета надежности пологих железобетонных оболочек при нелинейном реологическом деформировании. Мат. семинара «Пространственные конструкции». — М.,1991 с.163-171.

32. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К расчету надежности нелинейно- деформируемых монолитных пологих оболочек в условиях оптимизационного проектирования. Мат. семинара «Монолитный железобетон в московском строительстве». -М.,1991 с.90-96.

33.Берлинов М.В., Ягупов Б.А К вопросу нелинейного расчета надежности железобетонных плит на грунтовом основании в условиях оптимизационного проектирования. Мат. семинара «Стеклофибробетон в строительстве». -М.Д992с.131-137.

34.Берлинов MB., Ягупов Б.А. К вопросу нелинейного расчета надежности железобетонных плит в условиях оптимизационного проектирования при режимном нагружении. Известия вузов. Строительство №7. -Новосибирск., 1993 с.73-77.

35.Берлинов М.В., Ягупова Л.Г. К расчету надежности экономичных железобетонных конструкций в условиях динамического реологического деформирования при реконструкции зданий. Сб. трудов РИСИ. Совершенствование проектирования и расчета железобетонных конструкций. -Ростов-на-Дону., 1993 с.70-78.

36.Берлинов М.В., Римшин В.И. К расчету надежности нелинейно деформируемых железобетонных конструкций реконструируемых зданий в условиях оптимизационного проектирования. Ресурсосберегающие конструктивно-технологические решения зданий и сооружений. Труды международной конференции, часть 6-7.-Белгород., 1997с.83-87.

37.Берлинов MB., Римшин В.И. О надежности железобетонных пологих оболочек при реконструкции сооружений с учетом нелинейного реологического деформирования. Известия вузов. Строительство №3. -Новосибирск., 1998 с.65-69

38 Берлинов М.В., Римшин В.И. Оценка надежности железобетонных пологих оболочек при реконструкции сооружений. О надежности железобетонных пологих оболочек при реконструкции сооружений с учетом нелинейного реологического деформирования. Труды 5-й межрегиональной асоциации «Железобетон». -М., 1998 с 19.

39.Берлинов М.В., Римшин В.И. Использование нелинейных реологических методов расчета при усилении железобетонных конструкций». В сб. Ученые Владимирского государственного университета строительству. - Владимир., 1999 с. 121-122.

40.Берлинов М.В , Римшин В.И., Чупичев О.Б. К вопросу расчета усиления несущих железобетонных конструкций реконструир>емых зданий и сооруже-

ний. В сб Ученые Владимирского государственного университета строи-тельсхву - Владимир., 1999 с. 122-123.

41 Берлинов МБ Осжшг»|вг¿фундаменты. -М, Высшая школа. 1999 с 319.

42 Берлинов МВ; Расчет конструкций каркаса зданий при динамических воз-действшх от промыпшшгого оборудования Промышжгаевфоодешое строительство. №6.-М, 2004 с. 48-49.

43 Берлинов М.В О расчете жезезобетонннк конструкций при трехмерном динамическом деформировании. Бетон и железобетон. №б - М. 2004 с. 19-22.

Подпааао в печиь 2МИ.2003 Формю 60x84 '/ц. Ов»* 2,75 пл. печать. Тярах 130 ж* 3«>з

ИПЦМИКХнС 109029, Моста, Ср Уатапдютсп« уд, д. 30

Q£23

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современные методы оценки динамического воздействия оборудования на работу строительных конструкций.

1.1. Нарушение эксплуатационных характеристик конструкций при динамических воздействиях промышленного оборудования.

1.2. Существующие методы прогнозирования поведения строительных конструкций в условиях динамических воздействий.

1.3. Современное состояние вопроса по учету силовых несовершенств деформирования материалов в условиях динамических воздействий.

1.4. Выводы. Задачи настоящего исследования.

Глава 2. Исходные предпосылки и концепции решения задачи

2.1. Основополагающие гипотезы построения расчетной модели исследования.

2.2. Разработка расчетной модели, описывающей закономерности передачи динамических нагрузок от оборудования на конструкции.

2.3. Основы энергетического сопротивления конструкций при динамических нагрузках .•.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Расчетные зависимости, учитывающие динамические нагрузки от промышленного оборудования иа строительные конструкции.

3.1. Методика оценки виброползучести расчетной модели.

3.2. Учет энерго-поглощения при колебаниях железобетонных конструкций и грунтов оснований.

3.3. Обоснование критериев прочности в условиях трехмерного напряженного состояния материалов при динамических воздействиях.

3.4. Влияние арматуры на работу железобетона

• в условиях трехмерного напряженного состояния.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Расчет конструкций зданий на динамические воздействия от промышленного оборудования методом интегральных оценок. 4.1. Линеаризация разрешающих уравнений с учетом нелинейности и неравновесности деформирования на основе метода интегральных оценок.

4.2. Использование метода конечных элементов с учетом нелинейности и неравновесности деформирования.

4.3 Реализация предложенного аппарата на ЭВМ с учетом современных математических методов.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Прикладной метод учета динамических воздействий от оборудования при проектировании строительных конструкций.

5.1. Динамические нагрузки от оборудования, влияющие на работу строительных конструкций

5.2 Методика оценки виброползучести.

5.3 Расчет конструкций каркаса зданий на вибрационные воздействия от промышленного и хозяйственного оборудования.

5.4 Расчет конструкций на дополнительные осадки, вызываемые работой оборудования.

Выводы по главе 5.

Глава 6. Сравнение результатов теоретического расчета с экспериментальными данными.

6.1. Сопоставление данных при распространении динамических смещений оснований при работе промышленного

• оборудования.

6.2. Сравнительный анализ осадок строительных конструкций при работе промышленного оборудования.

6.3. Анализ результатов расчета несущей способности и экспериментальных данных при колебаниях конструкций.

6.4. Численный эксперимент по расчету конструкций каркаса промышленных зданий.

Выводы по главе 6.

Глава 7. Методы борьбы с вредными воздействиями вибраций при работе промышленного оборудования.

7.1. Мероприятия по снижению уровня колебаний фундаментов и строительных конструкций.

7.2. Особенности применения защитных экранов, их конструкция и целесообразность применения.

7.3. Виброизоляторы и виброгасители, рассинхронизация работы оборудования.

Выводы по главе 7.

Сокращение объемов капитального строительства новых промышленных мощностей и гражданского строительства приводит к тому, что реализация капитальных вложений наряду с новым строительством в значительных объемах направляется на реконструкцию промышленных и гражданских зданий и сооружений, связанную с интенсификацией производства и использованием более мощного оборудования. Поэтому возникает проблема экономичного повышения силового сопротивления строительных конструкций, эксплуатируемых при динамических воздействиях.

Актуальность работы. Строительные конструкции, в большинстве слу чаев составляющие несущие части современных зданий и сооружений массового и уникального строительства, наряду с несомненными преимуществами имеют ряд несовершенств. Выявление, изучение, учет, прогнозирование и адекватный конструктивный ответ на них весьма актуален и особенно необходим i связи с возрастающим значением модернизации и реконструкции зданий и сооружений. В особенности актуальна оценка несовершенств ситового сопротивления железобетонных конструкций в условиях динамических воздействий, которая, несмотря на наличие многочисленной информации, еще требует дальнейших обобщений.

Динамические воздействия промышленного оборудования, оказывая на конструкции прямое динамическое воздействие, вызывают интенсификацию силовых несовершенств каменной кладки, бетона и железобетона, выражающихся в виброползучести и диссипативных потерях энергии за счет формирования гистерезисной петли, которые не затрачиваются на полезную работу. Помимо прямого динамического воздействия вибрации от оборудования, передаваясь через грунт и окружающим конструкциям зданий, с одной стороны, вызывают их колебания, с другой - приводят к изменению физико-механических свойств грунтов оснований формируя дополнительные осадки.

Это приводит к резкому снижению эксплуатационных качеств упомянутых конструкций, а в некоторых, особо опасных случаях - к разрушению. Эта область условий работы строительных конструкций функционирующая в диапазоне относительно небольших амплитуд и частот колебаний, называется промышленной сейсмикой. Ее исследованиям посвящено незначительное число работ, и до сих пор не разработано расчетного аппарата, позволяющего учесть неблагоприятное влияние динамических воздействий от промышленного оборудования на состояние строительных конструкций.

Для учета этих факторов применяются различные упрощения и гипотезы, оказывающие существенное влияние на принимаемые решения, которые не всегда адекватны реалиям происходящего процесса деформирования, что снижает эксплуатационные характеристики конструкций. Поэтому назрела необходимость расширить и углубить исследования, весьма существенные для оценки работы бетона и железобетона, особенностей их существования и силового сопротивления в условиях динамического деформирования, ранее недостаточно привлекавшие исследователей.

Рост интенсификации промышленного производства и развитие гражданской инфраструктуры приводит к тому, что в цехах промышленных и помещениях гражданских зданий увеличивается количество и мощность оборудования работающего в интенсивном динамическом режиме.

Способы динамического расчета строительных конструкций разработаны достаточно полно, однако они страдают неполным учетом несовершенств силового деформирования. Вибрационные же воздействия передающиеся окружающих конструкциям, учитываются лишь косвенно с помощью различных поправочных коэффициентов, а иногда не учитываются вообще. Все это не гарантирует ни точности расчета, ни удовлетворительной работы конструкций зданий и сооружений. Многочисленные исследования, проведенные в этой области, как правило, фиксируют лишь фактическое состояний конструкций (форма, частота и амплитуда колебаний, наличие трещин и участков разрушения, неравномерные осадки).

Эти факторы приводят к тому, что здания и сооружения находящиеся на стадии эксплуатации необходимо модернизировать. Например, устанавливать виброизоляторы и виброгасители под работающее промышленное оборудование, экранировать фундаменты под это оборудование с целью снижения вибрационных воздействий. При появлении нарушения эксплуатационной пригодности конструкций требуется выполнение ремонтных работ по местному усилению и реконструкции, что с одной стороны требует больших материальных затрат и значительных инвестиций, а с другой - указанные мероприятия не всегда конструктивно и технически осуществимы. Еще более значимыми эти вопросы становятся в современных условиях рыночной экономики, когда бюджетное финансирование призвано разрешить острые социальные, оборонные и другие общегосударственные проблемы, а перед частными инвестициями ставиться задача получения максимальной прибыли. Как в первом, так и во втором случае при постановке задачи решаются макроэкономические, конъюнктурные и др. проблемы, требующие детальной проработки возможных конкретных решений.

Вслед за определением цели и ориентировочных размеров капитальных вложений для ее реализации возникает проблема разработки и оценки возможных вариантов конкретных путей решения поставленной задачи. Результатом этого этапа является разработка наиболее целесообразных решений при проектировании определенного объекта применительно к конкретным условиям строительства и эксплуатации. Качество проектного решения и детальность его проработки во многом и определяет эффективность капитальных вложений. Для более полного представления о возможных прибылях по тому или иному варианту помимо определения единовременных затрат (капитальных вложений) необходимо учитывать и текущие издержки, в том числе и на эксплуатацию зданий и сооружений, причем необходимо стремиться к тому, чтобы последние были минимальны.

Актуальность выбранной темы заключается также и в том, что значительное увеличение удельного веса реконструкции в общем объеме строительных работ и специфика рыночных методов в инвестиционных процессах требует обоснования и разработки углубленных методов оценки силового сопротивления строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений. Решение таких задач осуществимо с помощью привлечения ранее не использовавшихся и новых более полных данных об особенностях фактических несовершенств силового сопротивления материалов в условиях динамического деформирования строительных конструкций. Это даст возможность избежать больших материальных затрат в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Таким образом, в современных условиях развития строительной науки сложилась ситуация, при которой, назрела необходимость в развитии практического метода расчета строительных конструкций на динамические воздействия, в том числе и инициируемые в окружающей среде при работе промышленного оборудования, которая позволила бы учесть несколько групп факторов наиболее полно отражающих реальную работу материалов. К каковым, в первую очередь, относятся: физические особенности работы материалов под нагрузкой; изменение их поведения в зависимости от фактора времени в условиях сложного трехосного напряженно - деформированного состояния; интенсификацию процессов ползучести и переменность характера энергопотерь при вибрационных воздействиях, и некоторые другие менее значимые факторы.

Данная работа посвящена методам оценки и использовании дополнительных ресурсов силового сопротивления конструкций, разработке теоретических положений и аппарата прикладной реализации алгоритма расчетной оценки напряженно деформированного состояния с учетом особенностей силовых несовершенств материалов, проявляемых при динамических воздействиях от промышленного оборудования. Предложена методика динамического расчета строительных конструкций зданий и сооружений основывающаяся на реальных свойствах материалов, учитывающая нелинейные и неравновесные свойства деформирования и предусматривающая переменный характер энергопотерь в конструкциях в зависимости от уровня напряженного состояния разработанного для общего случая деформированного состояния. Такой подход при рассмотрении трехмерного характера деформирования, позволяет достаточно полно учитывать реальную работу конструкций в условиях внешних динамических нагружений от работающего промышленного и хозяйственного оборудования.

Проведенные исследования позволили разработать комплексные методы прогноза, количественной оценки, расчета и конструктивные ответы на несовершенства силового сопротивления строительных конструкций в условиях динамических воздействий.

Реализация результатов работы ориентирована на увеличение силового сопротивления, повышения долговечности и эксплуатационной пригодности строительных конструкций в условиях динамических нагрузок.

Целью диссертации является построение научно-обоснованных методов теоретического прогноза влияния, временного развития, аналитического учета несовершенств силового сопротивления строительных конструкций при вибрационных воздействиях от промышленного оборудования с целью обеспечения удовлетворительных условий их эксплуатации, долговечности и (при необходимости) усиления.

В соответствии с целью работы осуществлены исследования по: -разработке базовых гипотез и комплексной математической модели расчета конструкций зданий базирующейся на феноменологических законах деформирования упруго-ползучего тела с учетом динамических воздействий от промышленного оборудования в условиях трехмерного деформирования; -изучению несовершенств силового сопротивления материалов интенсифицирующихся при динамических нагружениях; -анализу и количественной оценке нелинейности, неравновесности, необратимости и анизотропии деформирования материалов составляющих железобетонные конструкции; - разработке методики определения и учета энерго-поглощения при колебаниях железобетонных конструкций на основе гистерезисных потерь в условиях трехмерного деформирования;

-обоснованию и уточнению критерия прочности бетона при динамических воздействиях в условиях трехосного напряженно-деформированном состояния с учетом снижения прочностных характеристик происходящих в результате усталости материала;

-изучению влияние арматуры на работу бетонных элементов входящих в состав несущих и ограждающих конструкций в зависимости от условий напряженно деформированного состояния, как при отсутствии трещин, так и при их наличии;

-разработке разрешающих уравнений по решению комплексной задачи об особенностях динамической работы строительных конструкций в условиях динамических нагрузок с учетом силовых несовершенств деформирования материалов;

-предложений но линеаризации на основе интегрального подхода полученных нелинейных уравнений с помощью специального алгоритма расчета и последних разработок в области математических методов и программного обеспечения современных ЭВМ, позволяющих получать точные решения в виде численно обозримых результатов, служащих основой для принятия конкретных решений по специфике проектирования конструкций при динамических воздействиях;

-разработке прикладного метода расчета строительных конструкций основанного на решении локальных задач по определению динамических воздействий, оценки виброползучести и построения расчетных схем при неравномерных осадках и вибрационных воздействиях; -систематизации мероприятий по борьбе с неблагоприятными воздействиями вибраций на конструкции при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

Научную новизну работы составляют:

Метод динамического расчета силового сопротивления строительных конструкций на вибрационные воздействия от промышленного и хозяйственного оборудования, факторов нелинейности, реологии и переменного характера энергопотерь в зависимости от уровня напряженно деформированного состояния.

Выполнена классификация несовершенств силового сопротивления железобетона и составляющих его компонент.

Сформулированы исходные предпосылки и разработана механическая модель сопротивления бетона, железобетона и каменной кладки при динамических воздействиях от промышленного оборудования.

Сделаны предложения по учету особенностей проявления виброползучести в условиях трехосного напряженно-деформированного состояния и предложен расчетный аппарат по определению переменного коэффициента поглощения энергии при объемном деформировании, зависящего от уровня напряженного состояния.

Оценено влияние арматуры на особенности работы материалов в зависимости от стадии напряженно деформированного состояния до момента трещи-нообразования и после него.

Разработаны механические уравнения механического состояния материалов в условиях трехмерного деформирования с учетом нелинейности и виброползучести материалов.

Предложены разрешающие уравнения по расчету конструкций зданий на динамические воздействия от промышленного оборудования с учетом всех вышеперечисленных факторов на основе метода конечных элементов и предложена их интегральная линеаризация.

Разработан алгоритм расчетной оценки и использовании дополнительных ресурсов силового сопротивления строительных конструкций при динамических воздействиях различного типа, численная реализация которого осуществляется на современных ЭВМ с помощью программного комплекса «NASTRAN».

Предложен прикладной инженерный метод учета динамических воздействий и обобщены методы борьбы с неблагоприятными воздействиями вибраций.

Достоверность результатов работы обеспечена использованием фундаментальных законов механики деформируемого твердого тела и теории железобетона, детальными поверочными и тестово-контрольными расчетами и сравнением с опытными данными. Проведением численных исследований на основе метода конечных элементов с использованием стандартных программных комплексов. Сопоставлением результатов теоретического расчета по предлагаемому методу с имеющимися и проведенными результатами экспериментальных исследований, что подтвердило правильность исходных предпосылок и разработанной теории.

На защиту выносятся:

- комплекс теоретических результатов по учету динамических воздействий, различного типа, от промышленного оборудования оказывающих неблагоприятное влияние на силовое сопротивление железобетонных и каменных конструкций зданий и сооружений;

- методы теоретических уточнений расчета особенностей работы железобетона с учетом несовершенств силового сопротивления материалов выражающихся в нелинейности деформирования, виброползучести, переменного характера энергопоглощения, влияния арматуры на работу бетона и особенностей оценки усталостной прочности в условиях трехмерного объемного динамического деформирования;

- способы оценки и прогнозирования несущей способности и эксплуатационной пригодности строительных конструкций при их нормальной работе, условиях реконструкции, восстановления и усиления.

Практическое значение работы заключается в выявлении, классификации и учете основных несовершенств силового сопротивления, проявляемых при динамических воздействиях, и создании методов расчета ряда задач теории железобетона повышенной сложности.

Полученные в работе результаты дают возможность предложить метод оценки работы строительных конструкций при динамических воздействиях с целью прогнозирования особенностей эксплуатации зданий и сооружений, их проектирования и расчета, разработки конструктивных мероприятий с целью получения экономии материальных и финансовых средств и не восполняемых энергетических ресурсов потребляемых при функционировании промышленного и хозяйственного оборудования, устанавливаемого в зданиях и сооружениях промышленного, хозяйственного, коммунального и административного назначения.

Результаты работы могут быть использованы в научных исследованиях, при преподавании курсов строительных конструкций в строительных вузах и внедрении результатов при проектировании строительстве и реконструкции реальных объектов.

8. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Увеличение производственных мощностей промышленных предприятий в условиях дальнейшей интенсификации современного производства направленного на выпуск конкурентоспособной высококачественной продукции и тесно связанной с возрастающей ролью технического прогресса приводит к тому, что в цехах промышленных зданий и сооружений, а также в зданиях административно-бытового и хозяйственного назначения увеличивается плотность и мощность оборудования функционирующего в интенсивном динамическом режиме.

Существующие методы расчета конструкций на динамические воздействия имеют ряд существенных недостатков, которые не учитывают некоторые существенные особенности работы строительных конструкций, что может привести к нарушению эксплуатационной пригодности, а иногда приводить к существенному перерасходу материальных средств.

Кроме того, при проектировании промышленных зданий несущие конструкции и фундаменты под оборудование, на которых оно располагается, всегда рассчитываются с учетом динамики процесса, то окружающие конструкции, на которые нет непосредственного динамического воздействия, как правило, рассчитываются по статической схеме, хотя вибрации при работе оборудования передаются на эти конструкции. Эта передача может осуществляться как через соседние конструкции (в многоэтажных зданиях), так и через грунты оснований • (в одноэтажных). Причем последние помимо прямого динамического воздействия приводят к росту неравномерных осадок соседних фундаментов, вызывая тем самым дополнительные усилия в соседних конструкциях. Следует отметить также, что дополнительные вибрации, возникающие в конструкциях при работе промышленного оборудования, могут превышать требования санитарных норм и оказывать вредное, а иногда и недопустимое влияние на обслуживающий персонал или людей находящихся в помещениях, в которых отмечены указанные колебания конструкций.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что в современных условиях появилась настоятельная потребность в разработке комплексного метода расчета железобетонных конструкций позволяющая учесть основные особенности работы железобетона в условиях внешних воздействий, а также принимать во внимание и косвенные динамические воздействия, передающиеся на окружающие конструкции при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

Использование такого метода расчета позволит еще на стадии исполнения проектно-сметной документации осуществить необходимые конструктивные меры, а если необходимо, то и выполнить требуемые защитные мероприятия по исключению вредных последствий при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

В работе выявлены, проанализированы и оценены несовершенства сопротивления силовому деформированию бетона, железобетона и каменной кладки при динамических воздействиях от промышленного оборудования различного типа. Теоретически и экспериментально изучено и обобщено неблагоприятное влияние вибрационных воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования на работу строительных конструкций зданий и сооружений на их несущую и эксплуатационную способность. Рассмотрены вопросы прогнозирования работы конструкций в условиях нормальной работы, при реконструкции, усилении или восстановлении. Проведены и классифицированы основные виды и источники динамических воздействий, виды повреждений, расчеты прочности и деформативности строительных конструкций подверженных возможным вибрационным повреждениям. Обобщены и предложены методы борьбы с вредными последствиями вибраций при работе промышленного и хозяйственного оборудования.

Проведенные в настоящей работе исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Разработан и внесен в систему научных изысканий и практику проектирования новый, отличный от существующих, комплексный метод оценки динамической работы строительных конструкций зданий и сооружений, подвергающихся воздействиям различного типа от промышленного и гражданского оборудования

2. Силовое сопротивление бетона, железобетона и каменной кладки как реакция на силовое динамическое нагружение, рассмотрено как сопротивление деформированию и разрушению определяющее основной фактор ресурса эксплуатационной способности материалов строительных конструкций.

3. Приведены основные несовершенства силового сопротивления материалов и характерные повреждения строительных конструкций, имеющие место в условиях динамических воздействий при источниках колебаний различных типов.

4. Выявлена специфичность вибрационных воздействий от промышленного оборудования на конструкции зданий и сооружений имеющая как прямой, так и опосредованный характер в силу особенностей их распространения в окружающей среде.

5. Приведены и классифицированы основные гипотезы теории силового сопротивления бетонов, рассмотрены базовые определения различных ветвей теории ползучести, сформулированы особенности энергетического сопротивления и модифицирован критерий прочности с учетом особенностей возможности усталостного разрушения в условиях динамических воздействий на основе разработанной расчетной модели.

6. Введены модифицированные формы нелинейных феноменологических уравнений механического состояния материалов удобных для использования эмпирических гипотез силового сопротивления в условиях трехосного деформирования.

7. Установлена закономерность переменного поглощения энергии при колебаниях в зависимости от изменения уровня напряженного состояния по объему деформируемого тела.

8. Модифицирован трехинвариантный критерий прочности для всех типов бетонов в условиях трехмерного деформирования, учитывающий обобщенный характер прочностного компонента по каждой координатной оси с учетом усталостного снижения в зависимости от уровня и соотношения между уровнями действующих статических и динамических напряжений.

9. Изучено влияние армирования на работу компонентов бетонного сечения и разработана методика учета влияния армирования на работу бетона в условиях трехосного напряженного состояния в зависимости от стадии напряженного состояния до, и после образования трещин.

10. На основе принятых исходных предпосылок сформулированы основные нелинейные разрешающие уравнения уточненного метода расчета, основанные на методе конечных элементов, описывающие работу строительных конструкций и позволяющие решить комплексную задачу о работе строительных конструкций зданий и сооружений в условиях динамических воздействий от промышленного и хозяйственного оборудования.

11. Разработан алгоритм и изложен метод линеаризации разрешающих уравнений на основе метода интегральных оценок, позволяющий с помощью итерационных приемов и других специальных математических методов получать численные результаты, дающие возможность принимать конкретные решения по конструированию строительных конструкций. Предложенный расчетный аппарат реализован с помощью программного комплекса «NASTRAN».

12. Вскрыты особенности основных существующих предложений по прогнозу особенностей перераспределения усилий (напряжений) для элементов строительных конструкций при решении новой задачи теории силового динамического деформирования.

13. Предложен вариант упрощенного прикладного расчетного аппарата оценки напряженно-деформированного состояния элементов строительных конструкций, показана его связь с существующими методиками и положениями СНиП.

14. На основе решения ряда локальных задач предложены варианты прикладных приемов расчета динамических перемещений с учетом нелинейности и неравновесности деформирования материалов.

15. Приведены и классифицированы виды и основные источники динамических воздействий, систематизированы и предложены основные защитные мероприятия позволяющие понизить или полностью избежать неблагоприятного влияния вибрационных воздействий от оборудования передаваемых на строительные конструкции существующих или возводимых зданий и сооружений.

16. В результате сопоставления предложенных теоретических решений с проведенными экспериментальными исследованиями и результатами, полученными другими исследователями, известными из литературных источников, подтверждена правильность принятых исходных предпосылок и полученных в настоящем исследовании теоретических решений и положений.

1. Аванесов М.П., Бондаренко В.М., Римшин В.И. Теория силового сопротивления железобетона. - Барнаул., 1996 с. 196.

2. Азархин A.M., Абовский Н.П. Об итерационных методах в некоторых задачах строительной механики. В кн. Исследования по теории сооружений, вып. 24.-М., Стройиздат, 1977 с. 152-157.

3. Александров А.В., Карпенко Н.И., Шапошников Н.Н. О развитии новых направлений в теории расчета и проектирования строительных конструкций зданий и сооружений. Промышленное и гражданское строительство, №4. -М., Стройиздат, 1994 с. 17-24.

4. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М., Высшая школа. 1995. с.560.

5. Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на температурные и влажностные воздействия (с учетом ползучести). М., Стройиздат, 1979 с.443.

6. Александровский С. В., Бондаренко В.М., Прокопович И.Е. Приложение теории ползучести к практическим расчетам железобетонных конструкций. В кн. Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций. М., Стройиздат, 1976 с.256-302.

7. Александров Б.К. К учету поглощения энергии в составных конструкциях при механических колебаниях. Известия ВНИИГ им. Веденеева т. 107. М., Энергия, 1975 с.84-90.

8. Алексеев Е.Н., Филиппов Р.А. О химическом закреплении основания фундаментов кузнечного цеха. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Труды IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. Кн. 1 Ташкент., Фан 1977 с. 123-128.

9. Аманхсахатов Ч.А. Асимптотический метод определения частот собственных колебаний балок на стохастическом упруго-ползучем основании. Строительная механика и расчет сооружений. М., 1984 с.12-16.

10. Ю.Арутюнян Н.Х., Александровский С. В. Современное состояние развития теории ползучести бетона. В кн. Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций. -М., Стройиздат, 1976 с.5-97.

11. Афендулиев А.А., Чарушин В.А., Гущин В.П. О влиянии динамических воздействий на прочность самонесущих стен зданий. Труды ГИСИ, вып., 66-Горький, 1974 с.23-29.

12. Афендулиев А.А., Чарушин В.А., Николаевич Г.В. Экспериментальные• исследования колебания самонесущих стен и колонн промышленного здания. Труды ГИСИ, вып., 66-Горький, 1974 с.30-34.

13. Бадалян Р.Г., Приближенный метод определения сопротивления глинистых грунтов сдвигу при вибрациях. Труды координационного совещания по гидротехнике. Т 109. -М., 1974 с. 45-49.

14. Бадалян Р.Г., Месчан С.Р. Сдвиговая виброползучесть глинистого грунта. Труды П-го всесоюзного симпозиума по реологии грунтов М., 1976 с. 6772.

15. Бадалян Р.Г., Месчан С.Р. Методика определения сдвиговой виброползучести глинистых грунтов. Динамика оснований и фундаментов, кн.2. Материалы IY всесоюзной конференции по динамике грунтов. Ташкент., Фан 1977 с. 189-194.

16. Баркан Д.Д. Динамика оснований и фундаментов. Стройвоенмориздат. -Л., 1948. 459 с.

17. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести.• М., Высшая школа. 1968. с.512.

18. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. — М., Гостехиздат. 1961 с.96.

19. Берг О.Я., Соломенцев Г.Г. Исследования напряженного и деформированного состояния бетона при трехосном сжатии. Сб. трудов ЦНИИПС №70. -М., 1969 с. 14-25.

20. Берлинов М.В. Вопросы работы и расчета строительных промышленных зданий с учетом динамических воздействий от оборудования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М, 1979 с. 181.

21. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу расчета жесткого штампа на нелинейно и неравновесно деформируемом основании. Труды ЦНИИЭПсель-строя. Эффективные железобетонные конструкции сельских зданий, материалы и технология. М., 1983 с.76-82.

22. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Нелинейный расчет гибких фундаментов с учетом режима действия внешней нагрузки. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Прогрессивные конструкции элеваторов и совершенствование методов их расчета. М., 1984 с.62-69.

23. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К выводу нелинейных разрешающих уравнений для расчета оснований и фундаментов с учетом режимности нагружения. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Железобетонные конструкции сельских зданий.-М., 1985 с.57-62.

24. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К выводу нелинейных уравнений для расчета строительных конструкций с учетом режима нагружения. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Сельскохозяйственные здания, конструкции, методы расчета, теплофизика. -М., 1986 с.58-63.

25. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. Стройиздат. -М, 1986 с. 173.

26. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу оптимизационного расчета железобетонных конструкций. Известия вузов. Строительство и архитектура №12. -Новосибирск., 1987 с. 1-4.

27. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К оптимизационному расчету железобетонной балки на грунтовом основании. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Конструкции и методы расчета зданий сельскохозяйственного назначения. — М., 1988 5864.

28. Берлинов М.В., Бондаренко В.М. Влияние динамических воздействий промышленного оборудования на перемещение несущих конструкций. ВНИ-ИС Госстроя СССР, деп №7899. 1988.

29. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. М., Высшая школа. 1988. с.318.

30. Берлинов М.В., Ягупова Л.Г. К вопросу оптимизационного расчета железобетонных плит на грунтовом основании при динамических воздействиях. Известия вузов. Строительство и архитектура №7. Новосибирск., 1988 с.21-25.

31. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу нелинейного динамического расчета железобетонной балки. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Расчет конструкций и теплофизика зданий и сооружений АПК. М., 1989 с.31-36.

32. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Расчет тонкостенных железобетонных оболочек в условиях нелинейного и неравновесного деформирования. Инженерные расчеты конструкций зданий и сооружений. Сб. трудов МНИИТЭП. -М., 1989 с.38-44.

33. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу расчета конструкций промышленных зданий с учетом динамических воздействий от оборудования. Известия вузов. Строительство и архитектура №2. Новосибирск., 1990 с.21-25.

34. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу надежности железобетонных конструкций в условиях реконструкции зданий. Труды ЦНИИЭПсельстроя. Совершенствование методов расчета и конструктивных решений сельскохозяйственных зданий. М., 1990 с.80-86.

35. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. К вопросу нелинейного расчета надежности железобетонных плит в условиях оптимизационного проектирования при режимном нагружении. Известия вузов. Строительство №7. — Новосибирск., 1993 с.73-77.

36. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Строительные конструкции. Агропромиздат. -М., 1990 с.431.

37. Берлинов М.В., Римшин В.И. О надежности железобетонных пологих оболочек при реконструкции сооружений с учетом нелинейного реологического деформирования. Известия вузов. Строительство №3. Новосибирск., 1998 с.65-69.

38. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. — М., Высшая школа. 1999. с.320.

39. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Расчет оснований и фундаментов. Стройиздат. М., 2000 с.278.

40. Берлинов М.В. Расчет конструкций каркаса зданий при динамических воздействиях от промышленного оборудования. Промышленное и гражданское строительство. №6. -М., 2004 с.48-49.

41. Берлинов М.В. О расчете железобетонных конструкций при трехмерном динамическом деформировании. Бетон и железобетон. №6 — М., 2004 с. 19-22.

42. Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем. М., Гостехиз-дат, 1956 с.600.

43. Болотин В.В. Методы теории вероятности и теории надежности в расчетах сооружений. .-М., Стройиздат, 1982 с.351.

44. Болтухов А.А, Чурилов В.А. к определению сейсмических нагрузок на одноэтажные железобетонные каркасы. Строительная механика и расчет сооружений № 1. -М., 1977 с. 12-15.

45. Бондаренко В.М. О назначении оптимальных поперечных сечений колеблющихся конструкций. Вестник Академии строительства и архитектуры УССР №4. 1959.-С.23.-28.

46. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. — Харьков., ИздХГУ. 1968 с.323.

47. Бондаренко В.М., Бондаренко С.В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. М.,Стройиздат 1982 с.287.

48. Бондаренко В.М., Шагин A.JI. Расчет эффективных многокомпонентных конструкций. -М., Стройиздат 1987 с. 174.

49. Бондаренко В.М. Диалектика механики железобетона. Промышленное и гражданское строительство №3. М., 2000 с 16-18.

50. Бондаренко В.М.,Степанов Н.В., Берлинов М.В. Динамическое воздействие оборудования на деформации оснований под фундаментами. Вопросы современного строительства. Вестник Львовского политехнического института. №113. Львов., 1977 с.79-83.

51. Бондаренко В.М. Начала теории энергетического управления силовым сопротивлением строительных конструкций. Известия вузов. Строительство, №12. Новосибирск., 1996 с. 12-14.

52. Бондаренко В.М., Боровских А.В. Износ, повреждения и безопасность железобетонных сооружений. -М., 2000 с. 143.

53. Бондаренко В.М., Боровских А.В., Марков С.В., Римшин В.И. элементы теории реконструкции железобетона. М., 2002 с. 190.

54. Бондаренко С.В. Теория сопротивления строительных конструкций режимным нагружениям. М., Стройиздат 1984 с.392.

55. Бондаренко С.В., Тутберидзе О.Б. Инженерные расчеты ползучести строительных конструкций. Тбилиси., Из-во Ганатлеба, 1988 с.560.

56. Бугров А.К., Нарбут P.M., Сипидин В.П. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия. Л., Стройиздат 1987 с. 184.

57. Бугров А.К., Гребнев К.К. Численное решение физически нелинейных задач для грунтовых оснований. Основания, фундаменты и механика грунтов №3. М., 1977 с.39-42.

58. Бутенин Н.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А. Введение в теорию нелинейных колебаний. -М., Наука 1976 с.383.

59. Валинецкий А.В. Методика решения задач нестационарных колебаний гибких пластинок и пологих оболочек переменной толщины с учетом рассеяния энергии. Известия вузов. Строительство и архитектура №10. Новосибирск., 1987 с.9-12.

60. Василевич Ю.В., Заборов В.И., Кудинова Г.В. О виброизоляции экранами неограниченной протяженности. Известия вузов. Строительство и архитектура №5. -Новосибирск., 1987 с. 12-15.

61. Винокуров JI.B. Динамический расчет балок на упругом полупространстве. Исследования по теории сооружений. №5 М., 1951 с 34-39.

62. Винокуров Л.П. Прямые методы решения пространственных конечных задач для массивов и фундаментов. Харьков., Изд ХГУ. 1966 с.296.

63. Власов В.З. Леонтьев Н.Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. -М., Стройиздат 1960 с.358.

64. Вольмир А.С. Устойчивость упругих систем. М.,Физматгиз 1963 с.879.

65. Вольтерра В. Теория функционалов, интегральных и интегродифференци-альных уравнений. М., Наука, 1982 с.438.

66. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М., Высшая школа 1978 с. 447.

67. Вялов С.С.,Зарецкий Ю.К., Городецкий С.Э. Расчеты на прочность и ползучесть при искусственном замораживании грунтов. J1., Стройиздат 1981 с.199.

68. Гвоздев А.А., Яшин А.В., Петрова К.В., Белобров И.К., Гузеев Е.А. Прочность, структурные изменения и деформации бетона. М., Стройиздат 1978 с.299.

69. Гениев Г.А. Задача о действии жесткого штампа на бетонное основание в условиях плоской деформации и плоского напряженного состояния. В сб. Исследования по строительной механике. М., Стройиздат 1962 с.63-77.

70. Гениев Г.А., Кисюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М., Стройиздат 1974 с.316.

71. Гениев Г.А., Курбатов А.С., Самедов Ф.А. Вопросы прочности и пластичности анизотропных материалов. -М., Интербук 1993 с. 188.

72. Гимзельберг Я.Д., Огурцов К.И. О методе расчета колебаний, распространяющихся от фундаментов машин с горизонтальными силами, на основе динамической теории упругости. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденееват. 109.-Л., Энергия 1975 с.131-136.

73. Гимзельберг Я.Д., Инженерный метод расчета волновых полей, возникающих при работе промышленных установок с вертикальными возмущающими силами. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева т. 109. -Л., Энергия 1975 с. 122-130.

74. Гоголадзе В.Г. Упругие колебания в среде с упругим последействием (с наследственностью). Ученые записки ЛГУ №108.-Л., 1958 с.89-95.

75. Гольдштейн М.Н., Хаин В .Я., Боголюбчик B.C. Экспериментальные лабораторные исследования виброползучести песчаного основания. Основания, фундаменты и механика грунтов №1. М., 1974 с 12-15.

76. Гольдштейн М.Н., Хаин В.Я., Боголюбчик B.C. Результаты исследований свойств песка и дополнительных осадок песчаных оснований при динамических нагрузках. Труды координационного совещания по гидротехнике т. 109.-М., 1975 с 98-102.

77. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. -М., Стройиздат 1979 с.304.

78. Горбунов -Посадов М.И., Маликова Т. А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. М., Стройиздат 1984 с.679.

79. Горев Ю.Г. Применение экстраполяции для повышения эффективности вычислений в динамических расчетах строительных конструкций методом конечных элементов. Известия вузов. Строительство и архитектура №2. — Новосибирск., 1987 с. 1-3.

80. Горев Ю.Г. Нелинейный динамический расчета строительных зданий и сооружений методом суперэлементов. Известия вузов. Строительство и архитектура №10. Новосибирск., 1988 с.37-42.

81. Давыдов С.С., Гриневич Г.Г. Железобетонные конструкции сейсмостойких зданий и сооружений. М., Стройиздат 1970 с.423.

82. Давиденков Н.Н. О рассеянии энергии при вибрациях. ЖТФ., ч. VIII, 6. 1938 с.42-68.

83. Ермолаев Н.Н. Разупрочнение дискретной грунтовой среды при динамических воздействиях. Динамика оснований и фундаментов. Материалы II всесоюзной конференции по динамике грунтов. -М., 1969 с.82-86.

84. Ермолаев Н.Н., Сенин Н.В. Влияние вибродинамического воздействия большой интенсивности на деформативные и прочностные свойства грунтов. Динамика оснований и фундаментов. Материалы II всесоюзной конференции по динамике грунтов. — М., 1969 с. 112-116.

85. Ершов В. А., Романов А.А. Влияние уличного транспорта на осадку зданий. Вопросы инженерной геологии Ленинградского экономического района. ЦБТИ ЛСНХ. Л., 1960 с.23-26.

86. ЮО.Жемочкин В.Н., Синицин А.П. Практические методы расчета фундаментных балок и плит на упругом основании. Госстройиздат. М., 1960 289с.

87. Зарецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов. М., Стройиздат 1967 с.231.

88. Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений.- М., Высшая школа 1991 с.386.

89. Ильичев В.А. Вертикальные нестационарные колебания массива под воздействием волн возникающих в полупространстве при колебаниях другого массива. В сб. ЦНИИСК Динамика сооружений. М., 1968 с.23-28.

90. Ильичев В.А. О динамическом расчете фундаментов. Труды НИИОСП вып. 67. -М., Стройиздат 1976 с.2-26.

91. Ильичев В.А., Таранов В.Г. Экспериментальное изучение взаимодействия вертикально колеблющегося фундамента и его основания. Основания, фундаменты и механика грунтов. №2 -М., 1976 с. 9-12.

92. Ильичев В. А.,Таранов В.Г. Метод прогнозирования уровня колебаний сооружений и грунтов по результатам опытов. Основания, фундаменты и механика грунтов. №4-М., 1977 с. 10-13.

93. Иб.Йориш Ю.И. Виброметрия в стротительстве. -М., Госстройиздат 1963 с. 345.

94. Караманский Т.Д. Численные методы строительной механики. — М., Стройиздат 1981 с. 432.

95. Карпенко В.П. Исследования несущей способности песчаного основания при динамическом воздействии. Основания, фундаменты и механика грунтов. №1 -М., 1975 с. 9-13.

96. Карпенко В.П. Экспериментальное изучение дополнительных осадок песчаного основания под нагруженным штампом при колебаниях типа сейсмических. Известия вузов. Строительство и архитектура №1. Новосибирск., 1987 с.6-9.

97. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. М., Стройиздат 1976 с.208.

98. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М., Стройиздат 1996 с.416.

99. Катаев В. А. Вариант деформационной теории динамического сопротивления бетона. Известия вузов. Строительство №4. Новосибирск., 1993 с.6-10.

100. Кац М.М. Собственные колебания балки несущей равные массы. Исследования по теории сооружений. Вып. 7. — М., 1957 с 34-39.

101. Кац А.С. Расчет неупругих строительных конструкций. JI., Стройиздат 1996 с.168.

102. Квирикадзе О.П. Прочностные и деформативные характеристики бетона при повторных нагружениях. Сб. тр. Ин-та строительной механики и сейсмостойкости АН ГССР№ 1(11). 1965 с.23-19.

103. Керчман В.И. Экспериментальные штамповые исследования процессов виброползучести песчаного основания. Труды координационного совеща-нич по гидротехнике. Т 109. М., 1974 с. 51-54.

104. Керчман В.И., Филиппов В.Р. Длительные осадки фундаментов сооружений при динамических воздействиях. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. Ташкент., Фан 1977 с.28-31.

105. Киселев В.А. Строительная механика. М., Стройиздат 1976 с.489.

106. Клаф. Р., Пензиен Д. Динамика сооружений. Пер. с англ. М., Стройиздат 1979 с.319.

107. Клепиков С.Н. Нелинейный расчет балок на податливом основании. Основания, фундаменты и механика грунтов. Материалы III всесоюзного совещания. Киев., 1971 с.243-246.

108. Колоушек В.А. Динамика строительных конструкций. М., Госстройиз-дат 1965 с. 347.

109. Коренев Б.Г. Справочник по динамике сооружений. М., Стройиздат 1974 с.534.

110. Королев П.Г., Салион В.Е., Барабан Н.П., Живолуп Г.И. Влияние колебаний фундамента компрессора на здание. Основания, фундаменты и механика грунтов. №2 -М., 1972 с. 11-14.

111. Корчагин В.А., Мисаилов В.Ф., Ульянов В.Д., Якимов С.К. Основы динамики сооружений. -JI., 1974 с. 219.

112. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. Л., Стройиздат 1970 с.240.

113. Крыжановский A.JI., Чевикин А.С., Куликов О.В. Эффективность расчета оснований с учетом нелинейных деформационных свойств грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов. №5 -М., 1975 с. 37-40.

114. Кудря В.И. О сопротивлению сдвигу грунтов при динамических воздействиях. Труды координационного совещания по гидротехнике вып 87. Л., Энергия 1973 с.32-35.

115. Леонтьев Н.Н., Леонтьев А.Н., Соболев Д.Н., Анохин Н.Н. Основы теории расчета балок и плит на деформируемом основании. Изд. МИСИ им. В.В Куйбышева. -М., 1982 с.358.

116. Лукаш П.А. Основы нелинейной строительной механики. М., Стройиздат 1978 с.267.

117. Лукша Л.К. Расчет прочности железобетонных конструкций с учетом сложного напряженного состояния бетона. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Минск 1978, с.363.

118. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М., Наука 1980 с. 446.

119. Макаров Б.П., Кочетков Б.Е. Расчет фундаментов сооружений на случайно-неоднородном основании при ползучести. М., Стройиздат 1987 с.254.

120. Малхасян А.Г., Погосян Г.С. Колебания балки из материала, обладающего линейной ползучестью, с учетом случайных факторов. Известия вузов. Строительство и архитектура №9. Новосибирск 1987 с. 17-21.

121. Малхасян А.Г. Продольные и поперечные колебания балки, лежащей на упруго-наследственном стохастическом основании, при случайном сейсмическом воздействии. Известия вузов. Строительство и архитектура №2. -Новосибирск 1984 с.9-12.

122. Малышев М.В. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений. -М., Стройиздат 1980 с. 136.

123. Маслов Н.Н. Физико-техническая теория ползучести глинистых грунтов в практике строительства. -М., Стройиздат 1984 с. 176.

124. Месчан С.Р. Механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения. М., Недра 1974 с. 192.

125. Месчан С.Р. Экспериментальная реология глинистых грунтов. М., Недра 1985 с.342.

126. Методические указания по обследованию динамического состояния строительных конструкций сооружений и фундаментов оборудования энергопредприятий, http://www/stroilist/ru/documents/php?doc=02429. 2003 с.25.

127. Митасов Д.Г. Учет инерционных и диссипативных свойств оснований при расчете балок и плит на гармонические колебания. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Харьков, 1970 с. 215.

128. Митропольский Ю.А. Нестационарные процессы в нелинейных колебательных системах. Киев., Изд-во АН СССР, 1955 с. 389.

129. Муравский Г.Б. Гармонические колебания круглого штампа при действии возмущающей силы приложенной к поверхности полупространства. Динамика оснований и фундаментов. Материалы II всесоюзной конференции по динамике грунтов. М., 1969 с.24-27.

130. Муравский Г.Б. Вопросы динамики линейно-деформируемого основания. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1970 с.346.

131. Мурашев В.И. Трещиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона. — М., Машстройиздат 1950 с. 356.

132. Назаренко В.Г. Об интегральной жесткости сечений. Бетон и железобетон №8. -М., 1980 с. 12-15.

133. Невский П.М. Определение частот, главных форм продольных колебаний стержней и вертикальных колебаний каркасов зданий методом деформаций. Известия вузов. Строительство и архитектура №5. — Новосибирск 1966 с. 13-16.

134. Невский П.М., Репало А.А. Определение динамических усилий в конструкциях промышленного здания при работе кузнечных молотов. . Известия вузов. Строительство и архитектура №7. Новосибирск 1969 с.21-24.

135. НовакМ. Некоторые вопросы колебаний оснований и фундаментов. В кн. Динамика строительных конструкций. М., Стройиздат 1965 с.377-423.

136. Носарев А.В. Определение напряжений в бетоне и арматуре при сложном напряженном состоянии. В кн. Железобетонные пролетные строения мостов. Труды МИИТ, вып.273. М., 1969 с. 78-85.

137. Ортега Д., Рейнболт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. М., Мир 1975 с.558.

138. Пановко Я.Г., Губанова М.И. Устойчивость и колебания упругих систем. -М., Наука, 1979 с.384.

139. Петров В.И., Бильченко А.В. Экспериментально-теоретическиое исследование ползучести бетона при двухосном сжатии. В кн. Проблемы ползучести и усадки бетона. М., Стройиздат, 1974 с.34-40.

140. Пилипенко С.Н. Защита зданий и сооружений от вибраций, возбуждаемых в грунте от фундаментами под низкочастотное оборудование. Динамика сооружений. Харьков, 1980 с. 61-66.

141. Писаренко Г.С. Колебания механических систем с учетом несовершенной упругости материала. — Киев., Наукова думка, 1970 с.328.

142. Писаренко Г.С., Лебедев А.А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев., Наукова думка, 1976 с.416.

143. Победря В.Д. Численные методы в теории упругости и пластичности. -М.,МГУ, 1981 с.346.

144. Предводителев А.Л., Смирнов В.А. К теории динамической ползучести. Вестник МГУ №8. М., 1953, с.67-76.

145. Преображенская Н.А., Савченко И.А. О влиянии вибраций на сопротивление глинистых грунтов сдвигу. В сб. НИИОСН, Динамика грунтов, вып. 32.-М., 1958 с 68-72.

146. Прокопович И.Е., Зедгенидзе В.А. Прикладная теория ползучести. М., Стройиздат, 1980 с.240.

147. Рабинович Е.А., Соловянюк В.В. О влиянии частоты на деформацию бетона при длительной пульсирующей нагрузке. В кн. Ползучесть и усадка бетона. Киев, 1969 с. 123-128.

148. Работнов Ю.Н. Элементы наследственной теории ползучести. М., Наука, 1977 с.384.

149. Рауш Э. Фундаменты машин. М., Стройиздат, 1965 с.420.

150. Ржаницин А.Р. Теория ползучести. -М., Стройиздат, 1968 с. 416.

151. Ржаницин А.Р. Строительная механика. -М., Высшая школа, 1982 с.399.

152. Ройтман А.Г. Нажежность конструкций эксплуатируемых зданий. . М., Стройиздат, 1985 с. 175.

153. Савченко И.А. Экспериментальные исследования коэффициента поглощения грунтов. В сб. НИИОСН Динамика грунтов, № 32. -М., 1958 с. 4548.

154. Савченко И.А. Влияние вибраций на внутреннее трение в песках. В сб. НИИОСН Динамика грунтов, № 32. М., 1958 с. 49-51.

155. Санжаровский Р.С. Устойчивость элементов строительных конструкций при ползучести. Л., Изд-во ЛГУ, 1984 с.280.

156. Санжаровский Р.С. Напряженно-деформированное состояние и устойчивость строительных конструкций, как единых физических и геометрических нелинейных систем. Материалы международного симпозиума, ч.2. -СПБ., 1993 с 45-51.

157. Савинов О.А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет. Л., Стройиздат, 1979 с.200.

158. Сеймов. В.М. Динамические контактные задачи. — Киев., 1976 с. 187.

159. Сеймов. В.М., Шевченко В.Д. Колебания круглого штампа при сейсмическом воздействии. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. . -Ташкент., Фан 1977 с.38-42.

160. Свинкин.М.Р. Прогнозирование колебаний грунта при вибрациях фундаментов машин. В сб. Динамика сооружений. Харьков, 1973 с. 34-37.

161. Свинкин.М.Р. К расчету колебаний грунта по эмпирическим формулам. В сб. Расчет строительных конструкций. Харьков, 1973 с.34-38

162. Свинкин.М.Р. Некоторые особенности колебаний грунта при работе машин ударного действия. В сб. Динамика строительных конструкций. JI., 1976 с. 18-21.

163. Свинкин.М.Р. Влияние области приложения внешней динамической нагрузки к основанию на колебания грунта. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. Ташкент., Фан 1977 с.68-52.

164. Сизов A.M. Вынужденные колебания ферм покрытий промышленных зданий. В сб. ЦНИИСК Динамика сооружений. М., 1971 с 12-15.

165. Синицин А.П. Метод конечных элементов в динамике сооружений. — М., Мир, 1973 с.268.

166. Синицин А.П. Практические методы расчета сооружений на сейсмические воздействия. -М.,Стройиздат, 1974 с.212.

167. Синицин А.П., Пеньковский Г.Ф. Управление напряженным состоянием балки на упругом основании при вынужденных динамических деформациях основания. Строительная механика и расчет сооружений, №1. М., 1977 с. 12-17.

168. Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лащенников Б.Я., Шапошников Н.Н. Строительная механика (динамика и устойчивость сооружений). — М., Стройиздат, 1984 с.425.

169. Смоликов Я.Н. Распространение и затухание колебаний в грунте от фундаментов машин. Строительная промышленность, №9. -М., 1940 с. 34-39.

170. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Строительные нормы и правила. М.,1985 с.79.

171. СНиП 2.03.01-84* Основания зданий и сооружений. Строительные нормы и правила. М.,1985 с.40.

172. СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Строительные нормы и правила. М.,1989 с.32.

173. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. Строительные нормы и правила.-М., 1987 с.35.

174. СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах. Строительные нормы и правила. М.,1987 с.35.

175. Соболев Д.Н., Кочетков Б.Е. Колебания бесконечной балки, лежащей на стохастическом основании, с учетом частотно-независимого внутреннего трения. Инженерные проблемы строительной механики. М., Изд-во МИ-СИ им. Куйбышева, 1980 с.23-29.

176. Соломин В.И., Шматков С.Б. Методы расчета и оптимальное проектирование железобетонных фундаментных конструкций. М., Стройиздат, 1986 с.207.

177. Соломин В.И., Шматков С.Б. Об учете нелинейных деформаций железобетона и грунта при расчете круглых фундаментных плит. Основания, фундаменты и механика грунтов, №3. -М., 1972 с. 36-39.

178. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. -М.,Стройиздат, 1960 с.275.

179. Сорокин Е.С., Кочнева Л.Ф.линейная теория наследственного частотно-независимого внутреннего трения в материалах и конструкциях при колебаниях. Исследования по теории сооружений вым. 21. М.,Стройиздат, 1975 с. 124-131.

180. Стороженко П.И. Объемно-напряженно-деформированное состояние железобетона с косвенным армированием. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Кривой Рог, 1985, с.495.

181. Суров К. J1. Теория деформирования железобетона при сложных напряженных состояниях. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М, 1984, с.288.

182. Ставницер JI.P., Карпушина З.С. Динамические трехосные испытания• песчаных грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов, №1. -М, 1973 с. 32-36.

183. Таранов В.Г. К вопросу о взаимодействии фундамента и его основания при сейсмическом воздействии. В сб. НИИОСН Основания, фундаменты и подземные сооружения, вып. 63. -М., 1972, с.57-61.

184. Таранов В.Г. Экспериментальные изучения взаимодействия вертикально колеблющихся штампов и его основания. Основания, фундаменты и механика грунтов, №2.-М., 1976 с. 12-16.

185. Томсон О.И. Колебания каркасов промышленных зданий. В сб. ЦНИИСК колебания зданий и сооружений. М., 1963 с.56-61.

186. Ухав С.Б. Расчет конструкций и оснований методом конечных элементов.-М., МИСИ, 1973 с. 189.

187. Фаддеев В.К., Фаддеева В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры. -М., Физматгиз, 1969 с. 656.

188. Феодосьев Сопротивление материалов. М., Наука, 1979 с.544.

189. Филиппов Р. Д. Причины осадок колонн фундаментов кузнечного цеха с виброизолированными фундаментами под молоты. Материалы IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. . Ташкент., Фан 1977 с. 145149.

190. Филиппов О. Р. Экспериментальные исследования осадки штампов на во-донасыщенном песчаном грунте при вибрациях. Материалы IV всесоюзной конференции по динамике грунтов. . Ташкент., Фан 1977 с. 159-163.

191. Финаев И.В., Филиппов Р.Д.,Канаков Г.В. К расчету фундаментов ограждающих конструкций кузнечных цехов. Основания, фундаменты и механика грунтов, №1. -М., 1961 с. 15-18.

192. Фрайфельд О.Е. Общие уравнения теории деформаций материалов. Труды ХИСИ, вып. 5. Харьков, 1969 с.3-37.

193. Цейтлин А.И. О линейных моделях частотно- независимого внутреннего трения. МТТ, №3. М., 1978 с 45-49.

194. Цейтлин А.И. Об учете внутреннего трения в нормативных документах по динамическому расчету сооружений. Строительная механика и расчет сооружений, №4. -М., 1981 с. 24-29.

195. Часов Э.И. Об учете вибраций при проектировании междуэтажных перекрытий цехов компрессии химических предприятий. Реферативная информация, серия V, вып. 12. М„ ЦБНТИ, 1973 с. 213.

196. Часов Э.И. Повреждение зданий компрессорных. Совершенствование расчета и проектирования зданий подвергающихся динамическим воздействиям. Труды всесоюзной конференции. М., 1978 с.89-91.

197. Чичкин А.Ф., Кабыляцкий Н.В., Кошкина Н.В. Осадка колонн кузнечно-прессового цеха. В сб. НИИОСН Основания, фундаменты и подземные сооружения, вып. 58. -М., 1969, с.64-69.

198. Шагин A.JI. Об оценке работы бетона в условиях сложного напряженного состояния. Реализация региональной комплексной программы «Бетон». Обл. конф., тез. Докл. Харьков. Облполиграфиздат, 1983, с.28-30.

199. Шафрановский Ю.А. Ползучесть бетона при повторных нагрузках. Известия вузов. Строительство и архитектура №5. Новосибирск 1969 с.3-9.

200. Швец В.Б., Тарасов Б.Л., Швец Н.С. Надежность оснований и фундаментов. -М., Стройиздат, 1980 с. 156.

201. Шейкин А.Е. Ползучесть при повторных нагрузках и модуль деформаций бетона. Исследование железобетонных и сварных мостовых конструкций. Труды МИИТ.-М., 1958 с 34-39.

202. Шехтер О.Я. Об учете инерционных свойств грунтов при расчете вертикальных вынужденных колебаний массивных фундаментов. Труды Минво• енморстроя, вып. 12. М., Машстройиздат, 1948 с 12-18.

203. Шехтер О.Я. Экспериментальные исследования виброкомпрессионых свойств песков. Труды НИИОСП, №22. М., Стройиздат, 1953 с.78-82.

204. Шматков С.Б. Расчет гибких фундаментных плит с использованием нелинейно-упругой модели грунтового основания. Известия вузов. Строительство и архитектура №4. Новосибирск 1976 с.40-44.

205. Antman St. Existence of solutions of equilibrium equations for nonlinearly elastic rings and arcs. Indian Univ. Math. J. №3, 1970 p.45-49.

206. Archer F.E. Statically indeterminate framed structures of nonlinear elastic material. Internat. I. Solids and Struct. №4. 1966, p.621-643.

207. Backlund J. A rectangular finite element for elasto-pllastic plane stress prob• lems. CTH Publ. 72:5. Goteborg, 1972 p. 56-59.

208. Berlinov M.V. Foundation analisis and design. Mir Publishers Moscow. 1990, p. 304.

209. Brandt. A. Ratios between the linear components of the strain in concrete. Bull. Acad. Pollen. Sei., Ser. Sci. techn., №9, 1965 p.808-813.

210. Bolzman L. Lur Theorie der elastischen Nachwirkung. Wiener. Berlin., 1974, p.356.

211. Felipa С. A. Refined Finite element analysis of linear and non-linear two-dimensional structures. SEL Report №66-22, University of California. Bercly, 1966, p. 123-129.

212. Field S. The finite element method in three-dimensional theory of elasticity. IS. -Trondheim, 1978, p. 245.

213. Hannant D. Creep and creep recovery jf concrete substituted to multiaxial compressive stresses. JACI. London., 1969, p.34-39.

214. Harris J. Histeresis experiment in rheology. Nature (Engl), 214, №5090, 1967 p. 796-797.

215. Kausel E. Forced Vibrations of Circular Foundations on Layred Media. Washington. 1974 p. 236

216. Lamb H. On the Propagation of Tremors over the Surface of an Elastic Solid. Philosofical Transactions of the Royal Society. London. A203. № 1 1904 p.23-48.

217. Livensley R.K. Matrix method of structural analisis. Oxford, Pergamon press. 1975 p. 345.

218. Miller G.F., Pursey H. The Field and Radiation Impedance of Mechanical Radiators on the Free Surface of Semi-Infinite Isotropic Solid. Proceedings of Royal Society, v. A. 203. 1965 p.84-99.

219. Mitzel A. Reologia betonu. Arkady. Warszava., 1972, p.245.

220. Nath. B. Fundamentals of finite elements for engineers The Athlone press of University of London. 1974 p.287.

221. Newlands H. Lambs Problem With Internal Dissipations. Jornal of Acoustical Society of America. V. 26. №3. 1964 p 26-38.

222. Niordson F.Y. On the optimal design of vibrating beam. Quart. Appl. Math. 23, №1. 1965 p.479-536.

223. Richart F.E., Hall J.H., Woods R.D. Vibrations of Soils and Foundations. Pergamon Press. 1970 p. 324.

224. Silver M.L., Seed H.B. Volume changes in sands during cyclic loadings. Proc. ASCE, vol. 97, №SM9. 1971, p. 56-59.

225. Sukle L. Reological Aspects of Soil Mechanic. Wiley-Interscience. 1973 p.484.

226. Wen-kue Luo The Characteristics of Soils Subjected to Repeated Loads and their Applications to the Engineering Practice. Soils and Foundations. V. 13. № 31. 1995 p.45-52.

227. Wittke W., Semprich S. Three-dimensional finite element method for foundation in soils. Proc of the 8-th Conf. On soil Mech. And Found., vol. 1. Moscow, 1973 p.271-277.