автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Особенности расчета зданий сложной макроструктуры на ветровые и сейсмические нагрузки и их рациональное проектирование

СМИРНОВ Антон Александрович

003452937

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ЗДАНИЙ СЛОЖНОЙ МАКРОСТРУКТУРЫ НА ВЕТРОВЫЕ И СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Специальность 05.23.17 - «Строительная механика»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2008

003452937

Работа выполнена на кафедре Строительной механики в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор В. И. Плетнев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Михайлов Борис Кузьмич;

кандидат технических наук Дмитровская Любовь Николаевна

Ведущее предприятие:

ЗАО «ЛенНИИпроект»

Защита состоится «4» декабря 2008 года BjQ часСОмин на заседании диссертационного совета Д 212.223.03 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан « 0{ » 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

Л. Н. Кондратьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с постоянно возрастающей высотой и этажностью высотных зданий в настоящее время практически исчерпан ресурс ее увеличения при применении традиционной точечной их компоновки. В зданиях высотой более 30-40 этажей напряжения в вертикальных несущих элементах от горизонтальных нагрузок (ветровых и сейсмических) сравнимы с усилиями от вертикальных нагрузок, а в более высоких зданиях становятся определяющими.

' Кроме проблемы прочности остро стоит проблема комфортности высотных зданий. Ускорения, вызванные ветровыми колебаниями, создают неблагоприятные условия для длительного пребывания в них человека на верхних этажах. Требования к комфортности и снижению зыбкости верхних этажей постоянно ужесточаются (Ашах = 0.08 м/с2). Поэтому высотные здания должны обладать максимально высокой жесткостью. Кроме этого существуют высокие требования к пожарной безопасности (дублирование пожарных выходов) и ограничения по инсоляции глубины здания (16 м в России, 40 м в США). Наиболее эффективный путь комплексного выполнения данных требований - это использование зданий сложной макроструктуры.

Здание сложной макроструктуры (ЗСМ) - это здание, состоящее из 2-х и более башен, пластин, блоков, объединенных отдельными или регулярными связями или перемычками по высоте, включающими их в совместную работу. Здания сложной макроструктуры легко позволяют обеспечить горизонтальную жесткость, необходимую для восприятия ветровых нагрузок.

Большая жесткость таких зданий делает их однако уязвимыми при сейсмических воздействиях. Поэтому разрешение указанного противоречия является актуальной задачей расчета и рационального проектирования высотных зданий.

Цель работы заключается, во-первых, в исследовании статического и динамического поведения зданий сложной макроструктуры, выборе рациональных схем ЗСМ и оценке рациональных соотношений жесткости их макроэлементов. Во-вторых - в разработке конструктивных мероприятий, разрешающих указанное выше противоречие работы здания при ветровых и сейсмических нагрузках, и в создании методики оценки эффективности этих мероприятий.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- рассмотрены некоторые из возможных форм ЗСМ (здания из башен с перемычкой, здания двух-башенные со связями, распределенными по высоте);

проанализировано влияние на динамические характеристики соотношения жесткости макроэлементов ЗСМ и указано их рациональные соотношения;

рассмотрены особенности расчета ЗСМ на сейсмическое воздействие, заданное акселерограммами;

рассмотрены ЗСМ с упругопластическими связями(УПС), введенными между макроэлементами;

- разработан алгоритм расчета ЗСМ с УПС;

- указаны рациональные варианты расположения этих связей и их рациональные характеристики;

Практическое значение работы:

- разработана методика расчета зданий сложной макроструктуры (ЗСМ) с упругопластическими связями (УПС), что позволяет увеличить их безопасность и комфортность.

- даны рекомендации по рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры с учетом различных типов структуры, типов связей и различного количества башен ЗСМ;

- данные результаты закладывают основы для дальнейшего усовершенствования конструктивных схем ЗСМ и методов их расчета на ветровые и сейсмические нагрузки.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертации используются в ПКБ «Медведь» (Санкт-Петербург) при разработке проектов жилых зданий повышенной этажности.

Обоснованность и достоверность положений и выводов диссертации обеспечивается использованием строгих методов статики и динамики упругих систем а также апробированных методов динамики нелинейных систем, реализованных в ПК «ШС+».

Апробация. Основные положения диссертационных исследований представлены и одобрены:

1. На семинаре секции строительной механики ЛДУ, посвященном высотным зданиям 2 февраля 2005 года.

2. На 62-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ 2 февраля 2006 года.

3. На 64-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ 6 февраля 2007 года.

4. На Семинаре «Проблемы расчета и рационального проектирования высотных зданий и современные компьютерные технологии», 5 марта 2007 года в СПбГАСУ, посвященном 75-летию кафедры строительной механики.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы 142 страницы, в том числе 53 рисунка, 20 таблиц, 9 диаграмм и список литературы, включающий 130 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи исследований, приводятся основные положения диссертации, которые выносятся на защиту, обосновывается их научная новизна.

В первой главе диссертации поясняется состояние вопроса на современном этапе, рассматривается опыт строительства нескольких зданий, близких к ЗСМ, выявляются основные признаки и определение зданий сложной макроструктуры.

■ С точки зрения экономической и конструктивной целесообразности каждая из традиционных схем имеет как свой предел применимости по высоте, так и диапазон оптимальной этажности.

Таблица 1

Границы оптимального применения конструктивных схем выс. Зданий

Этажность Высота Рамная Стеновая Рамно- Рамно- Система Оболо-

здания, здания, связевая связевая наружная чечная "Труба в

к-во м с ядром жесткое с ядром труба трубе"

этажей ти и связев. ростверками

10 30

20 60 . 1 . 1 ■ ' , !>'

30 100 •': чЧ~

40 150

50 200 v.: (£;;•!■?! г ' l' •* - I 5 -

60 240 * 1 Vy V.y *.;

70 280 ■ -

80 320

90 360

100 400

При увеличении этажности высотных зданий до 120 этажей и более одно-объемная компоновка зданий исчерпывает свои возможности вследствие громоздкости плана и недостаточной жесткости. Если точечное здание способно быть жестким при соотношении высоты к ширине наименьшей стороны в плане равной 7-8, то в такой пропорции здание не способно расти бесконечно.

Ограничивающими факторами являются:

1. Размеры температурных блоков (60-70 м в ЖБК);

2. Глубина корпуса по инсоляции (предельная глубина корпуса 14 м в России и 60 м в США);

3. Большие затраты на фундаменты для отсутствия кренов и неравномерных осадок при стороне более 60 м;

4. Неравномерное распределение сдвиговых и продольных усилий между крайними и средними колоннами фасада (Shear lag-effect);

Это наводит на мысль, что особо высокое здание должно быть организовано по принципиально иной, структурно-подчиненной схеме, в которой первичными являются дискретные отдельно стоящие макроэлементы, устраняющие проблемы сплошного неразрывного корпуса, размещенного на грунте и образующие макроструктуру. При этом сильно развитая в плане башня может быть превращена в трех- и более -точечную башню сложной макроструктуры, объединенную системой перемычек,

В этом случае отдельно стоящие башни выполняют роль поясов фермы, а диагональные связи, перемычки или рамные ригели выполняют функцию решетки, объединяющих башни в единое - в здание сложной макроструюуры.

Здание сложной макроструктуры - это здание, состоящее из двух или более корпусов, объединенных перемычками или связями для совместной работы.

Рассмотрена классификация ЗСМ.

По форме композиции в плане упрощенно ЗСМ можно разделить на асимметричные, симметричные, центрические и круговые (рис. 1.).

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗСМ ПО ФОРМЕ КОМПОЗИЦИИ ПЛАНА

I АСИММЕТРИЧНАЯ 2 СИММЕТРИЧНАЯ 3 ЦЕНТРИЧЕСКАЯ 4 КРУГОВАЯ

башни

Рис. 1. Классификация ЗСМ по форме композиции плана

По количеству башен, очевидно, ЗСМ делятся на двух-, трех-, четырехба-шенные и многоветвевые (рис. 2).

двухточечныв зллиия

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗСМ Г10 КОЛИЧЕ'СТВУ БД Ш1ЧI

7Г£ГТОТЬЧ»ЫЕ ЗДАНИЯ ЧЕТЫРР.ЧТОЧЬЧНЫЕ ЗДАНИЯ МНОГОВЕТВЕВЫЕ ЗДАНИЯ

Рис. 2. Классификация ЗСМ по количеству башен

По типу систем жесткости ЗСМ делятся на две разновидности: рамные (ригельные), предающие жесткость за счет больших моментов инерции и способности воспринимать изгибающий момент, и ферменные (связевые), работающие на растяжение-сжатие за счет образования жесткого геометрически-неизменяемого треугольника (рис. 3).

По регулярности связей - регулярные и дискретые (рис.3).

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗСМ ПО ТИПУ СИСТЕМЫ ЖЕСТКОСТИ:

I СВЯЗЕВАЯ РЕГУЛЯРНАЯ 2 СВЯЗЕВАЯ ДИСКРЕТНАЯ

башни Башни

3 РИГЕЛЬНАЯ РЕГУЛЯРНАЯ башни башни

распорки

7\

4.РИГЕЛЬНАЯ ДИСКРЕТНАЯ башни

7\_

ч

распорки / распорки А

V

Рис. 3. Классификация ЗСМ потопам системы жесткости

Как показывают численные расчеты, соотношение изгибных жесткостей башни и ригелей в плоскости их работы не должно отличатся более чем 3 раза (что совпадает с теорией рам ). Для избежания противофазных изгибных колебаний отдельных остовов каждая связевая перегородка должна иметь достаточную крутильную жесткость.

Более равномерному объединению корпусов служит сочетание 3-х отдельных остовов 3-4-мя связями по высоте, что превращает здание в подобие пространственной 3-х поясной безраскосной фермы Веринделя, защемленной в грунт.

Возможно применение диагональных связей между остовами, которые, имея структуру пространственной фермы-оболочки располагают в себе эскалаторы для коммуникации между остовами на разных уровнях.

Четырехветвевое здание требует периодических диагональных галерей-связей большой жесткости для избежания колебаний здания по форме взаимного сближения корпусов.

Рис. 4. Многоветвевые звания

В качестве концепции предполагается возможность строительства зданий этажности в 200-300 этажей. Для этого применима многоветвевая структура здания (рис.4), которая позволяет организовать пространственную макро-трубу из остовов-ветвей, объединенных отдельными связями-галереями, и диагональными раскосами-переходами, что создает макро-оболочку или пространственную ферму, ветви и решетку которой образуют отдельные башни и жесткие переходы между ними. Такая компоновка решает проблему равнодоступности всей поверхности здания для инсоляционного поля. Данное здание работает совместно как пространственная труба, имеет высокую обтекаемость благодаря минимальной площади затенения и высокой продуваемости, но обладает большой площадью поверхности ограждающих конструкций и высокие тепловые потери.

В европейской практике реализован целый ряд зданий, которые в той или иной степени обладают макроструктурой. Это здание почты в г. Бонн имеющее 2 башни, объединенные изящными связями по высоте, здание Петронас Тауэр в столице Малайзии Куала Лумпур, 2 цилиндрические башни объединенное одной галерей, это здание олимпийской деревни в Китае и др.

В главе рассмотрены особенности работы высотных зданий различной этажности и переход к зданиям сложной макроструктуры, особенности работы связей ЗСМ.

Вторая глава посвящена проблемам расчета высотных зданий и в частности ЗСМ на ветровые нагрузки. Рассмотрены основные зависимости теории аэроупругости и применимость расчета СНиП к расчету ЗСМ на ветровую пульсаци-онную нагрузку, даны рекомендации в этом направлении. Показано, что при упрощении расчета ЗСМ на пульсационные составляющие ветровой нагрузки, досто-

8

верное определение ее статической составляющей требует дополнительные экспериментальные исследования в аэродинамических трубах.

Рассмотрены два основных типа аэродинамической неустойчивости высотных сооружений: вихревое возбуждение и галопирование.

Галлопирование типично для призматических сооружений и вызвано смещением центра приложения нагрузки с центра жесткости, что приводит к крутильным колебаниям и попеременному срыву вихрей, на которые сами колебания оказывают обратное влияние.

Вихревое возбуждение характерно для гибких цилиндрических сооружений, при нем возникают колебания из плоскости воздействия по эллиптической траек-троии, при этом цилиндр также влияет на вихреобразование, что при установившемся автоколебательном процессе приводит к попеременному срыву вихрей за цилиндром и образованию т. н. вихревой дорожки Бенара-Кармана.

Общая жесткость ЗСМ, характер поведения в ветровом потоке зависят от макроструктуры здания и параметров его элементов (башен, перемычек между башнями). Были исследовано влияние этих факторов на динамические свойства системы и рассмотрены двух-, трех- и четырехбашенные здания.

Во-первых - рассмотрена группа двухбашенных 25-этажных зданий. Размер каждой башни 18x18 м в плане, высота 75 м при расстоянии между башнями 18 м.

Результаты показывают, что одиночные перемычки для оказания влияния на совместную работу башен должны иметь изгибную жесткость, составляющую 10-20 % от жесткости отдельных точечных зданий. При этом на кручение оптимально работают коробчатые связи, имеющие собственную крутильную жесткость, которая противодействует взаимным изгибным колебаниям башен [1].

Крутильные формы колебаний часто недооцениваются при расчетах. Двух-башенные здания проявляют склонность к крутильным колебаниям в первых формах. При несовпадении центра приложения ветровых нагрузок (неравномерный обдув из-за соседних зданий) с центром изгиба системы образуется эксцентриситет и, как следствие кручение здания целиком.

Расчеты показали, что при увеличении числа башен до четырех при аналогичных перемычках жесткость системы несколько повышается, первая частота возрастает с 1.2 до 1.5 Гц. Однако и здесь сохраняется склонность к крутильным колебаниям (3-я форма, 1.92 Гц). Также возникают формы, ромбовидные в плане, при которых возникают взаимные сближения башен по диагонали (4-я форма, 2.62 Гц).

Далее проведен анализ трехбашенной модели здания. Жесткостные параметры системы варьируются характером связей. Первый тип здания - три башни, связанные пластинами, равномерно распределенными по высоте. Второй тип здания - дополнительная связь сдвига на отметке 25-го этажа (стена толщиной 200 мм на высоту этажа по периметру). Третий тип - аналогичные связи сдвига на отметках 5,10,15,20 и 25-этажей (рис.5).

Для данной группы зданий получены собственные частоты и перемещения верха от статической и пульсационной ветровой нагрузки, (табл. 2). Анализ показывает, что уже при установке связи сдвига на верхнем этаже перемещения сни-

жшотся с 27 до 15 см, что отвечает требованию СниП (£/,„,)• При установке дополнительных связей сдвига по высоте здания перемещения снижаются до 5 см. Что касается собственных частот, в треугольном типе зданий, в отличие от 2-х и 4-х башенных, частота, соответствующая крутильной форме колебаний, существенно выше первых 2-х частот, соответствующих изгибным формам. Из результатов, приведенных в таблицах следует, ч то наибольший эффект дают связи сдвига на отметке верхнего этажа, объединяющие отдельные башни и сокращающие депланацию сечения здания целиком.

г| латфчрл'ы Рис. 5. Расчет грехгочечпых ЗСМ

Влияние горизонтальных нагрузок на динамическое и статическое поведение высотных зданий увеличивается при возрастании высот, падении массы здания, в результате применения новых материалов и рационального использования ее несущей способности. Для отдельных зданий с оптимизированной структурой падают одновременно и жесткость и масса, что ведет к падению собственной частоты колебаний и приводит к зыбкости верхних этажей. Для гарантирования прочностных свойств достаточна меньшая материалоемкость, чем для гарантирования нормированных ускорений и перемещений, поэтому выходом служит объединение комплекса зданий в здание сложной макроструктуры, при этом особое внимание следует уделить характеру связей между зданиями.

Таблица 2

Собственные частоты, Гц н перемещения, см

Тип П а О ихи1 ихЗ ихР ихЭитт

1 0,383 0,428 1,134 15 16,73 10,71 27,46

2 0,404 0,456 1,016 15 9,3 5,76 15,3

3 0,692 0,773 1,414 15 3,44 1,87 5,22

В третьей главе рассматриваются расчеты ЗСМ на сейсмическое воздействие.

Можно ожидать высокий уровень сейсмических сил и усилий в ЗСМ в силу их высокой жесткости . Поэтому предлагается использовать в несущей системе упруго-пластические связи (УПС). Изложен алгоритм расчета по акселерограммам, обоснована необходимость применения данного метода к расчетам зданий сложной макрострукутры на сейсмические воздействия.

Существующие методы расчета на сейсмические нагрузки - это спектральный метод СНиП и метод расчета по акселерограммам.

Расчет физически нелинейных ЗСМ с УПС спектральным методом невозможен по следующим причинам:

1. Физическая нелинейность системы при наличие в системе упруго-пластических связей. (УПС),

2. Отсутствие достоверных спектральных кривых для конкретных типов ЗСМ, которые не приводится к консольному стержню.

Учитывая ограничение программного комплекса версии ПК МюгоРе 2006, в данном исследовании пришлось прибегнуть к использованию симметрии системы и замене внутренних упруго-пластических связей эквивалентными наружними УПС;

Также в главе даны некоторые рекомендации по выбору расчетных схем и расчету зданий сложной макроструюуры на сейсмические воздействия.

Рассмотрен расчет ЗСМ с учетом упруго-пластических связей при работе на ветровые и сейсмические нагрузки с помощью ПК МюгоРе. Рассмотрена идея и алгоритм метода псевдожесткостей.

Приведена обобщенная формулировка метода псеводожесткостей, изложены псевдоупругие зависимости для различных моделей, предложенные Ю.Л.Рут-маном. Описана возможность применения упруго-пластических демпферов в высотных зданиях. Показаны основные типы упруго-пластических связей (УПС).

В четвертой главе сделаны расчеты и даны рекомендации по рациональному проектированию ЗСМ, способных оптимально работать как на ветровые, так и на сейсмические нагрузки. Показан рациональное проектирование ЗСМ с учетом выбора расчетных схем и применения упругопластических связей (УПС).

При расчете зданий сложной мактроструктуры обнаруживается противоречивость требований при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки.

При работе на ветровые нагрузки высотное здание требует жестких однородных связей. При сейсмических толчках ЗСМ требует податливость структуры.

11

В данном исследовании использованы УПС д.т.н. Ю. Л. Рутмана, работающих упруго и пластически при различных усилиях и скоростях нагружений.

Рассматриваемое здание высотой 160 м относительно гибкое, для него больше опасны ветровые нагрузки, поэтому здесь применена жесткая перемычка, которая должна практически выключаться при сейсмических нагрузках. Поэтому в качестве элемента жесткости 2-х башенного ЗСМ принята перемычка, опертая на башни через УПС (рис. 7, 11). Цель поиска - УПС должна отключаться и работать как пластическая только при усилиях землятресения, при статических и пульсацион-ных ветровых нагрузках на спектр пульсации ветра УПС работает упруго.

Рис. 6. Расчетная модель 2-х точечного ЗСМ с регулярными крестовыми связями. Вид в профиль

ы

\ \

Рис. 7. Эгаора горизонтальных перемещений 2-х точечного ЗСМ высотой 160 м с регулярными связями от Статической (Гпп = 57мм), пульсационной(Гш = 48мм) ветровой нагрузки а также сейсмической нагрузки (Г„ = 87 мм)

I

Рис. 8 Расчетная модель 2-х точечного ЗСМ с крестовой перемычкой. Вид в профиль

Рис. 9. Эпюра горизонтальных перемещений 2-х точечного ЗСМ высотой 160 м с крестовой перемычкой от статической ветровой нагрузки (Гют = 83 мм), пульсационной ветровой нагрузки (Г = 69 мм), от сейсмической нагрузки (6 баллов, Г^ = 126 мм)

Проведен расчет двухбашенного здания, состоящего из двух корпусов 54х 16 м, раздвинутых на 24 м. Структура здания - плитный железобетонный каркас с сеткой колонн 8x8 м, этажность - 40 этажей, высота здания -160 м. Рассмотрена как перемычечная, так и регулярная связевая система жесткости.

Результаты расчета коротко представлены в табл. 3.

Сопоставление расчетов на действие ветровой и сейсмической нагрузок показал, что от максимальной ветровой статической и пульсационной составляющих ветровой нагрузки максимальный прогиб верха здания составил сокращается на 30 % при применении полностью связевой системы взамен перемычки.

Таблица 3

Таблица перемещений 2-х точечного ЗСМ высотой 160 м

Горизонтальное перемещение верха, мм

Вид нагрузки Перемычка Связевая решетка

Ветровая статическая нагрузка 83 57

Ветровая пульсационная нагрузка 69 48

Сейсмическая нагрузка 6 баллов 126 87

Прогиб от сейсмической нагрузки, полученный расчетом на МикроФе 2006 по спектральной теории от 7-бального землятресения дает прогиб равный 126 и 87 мм, что на 15% меньше чем суммарная ветровая нагрузка. Это объясняется относительно высокой гибкостью корпусов и склонностью рассеивать энергию колебаний. Предельный прогиб от ветровой нагрузки Fmax = 83 + 69 = 152 мм меньше максимально допустимого нормами и равного Н1д / 1000 = 160 000 мм / 1000 = 150 мм, что выполняет требование СНиП. Данный расчет показывает достаточную жесткость обоих систем при упругой работе без применения УПС и ее соответствие нормам.

Анализ задачи показывает, что у опорных и галерейных связей необходимо разное усилие срабатывания. Для получения усилий срабатывания вычислены продольные усилия в связях регулярной решетки по наихудшей комбинации с учетом сейсмической нагрузки.

При сейсмическом толчке максимальные сдвигающие усилия возникают в опорной зоне, т. е в первых этажах здания, поэтому усилия включения связей первых этажей необходимо устанавливать существенно выше. При сейсмическом толчке силы инерции заставляют здание двигаться относительно грунта как единое целое.

Для высоких и гибких зданий, или отдельных башен здания сложной макроструктуры со связями-галереями характерно замедленное волнообразное включение связей по высоте.

Конечная цель расчета - поиск оптимальных жесгкостей связей УПС в опорной и связевой зонах для обеспечения жесткости на статическую и пульсацион-ную составляющие ветровой нагрузки и снижение усилий в колонных при сейсмическом толчке.

Для 9-бального толчка при втором типе грунта и 2-го ветрового района результаты показывают, что одноточечное здание показывает лишь вдвое большее перемещение и от ветра и от сейсмики, что говорит об отсутствии существенного повышения жесткости при данных перемычках. Увеличение перемещений от сейсмики показывает положительную податливость и преимущество одиночного здания при сейсмике перед двойным, т.к. оно деформируется больше двухточечного а усилия в нем на 20-25 % меньше.Это подтвердило необходимость увеличения жесткости перемычки здания, т.к. допустимые перемещения для Я = 160 м составляют 160 мм.

Рис. 10 Эпюры продольных сил (кП) при наихудшей комбинации усилий (сейсмическая ншрузка) в регулярных связях 2-х точечного ЗСМ

81.31

Н.43\ \\ ."42-89

489.??

82.64

■474.8)

-517.42

-4 78.65

Рис 11. Эшоры продольных сил (кП) при наихудшей комбинации усилий (сейсмическая нагрузка) в одиночной связи 2-х точечного ЗСМ

Простые соображения привели к идее аналогии работы двух-башенного здания на горизонтальную нагрузку с работой одноточечного здания с введением податливых опор в точках примыкания стержней ферм и связей перемычки.

Далее были рассмотрены варианты с крестовыми связями.

Как известно крестовые связи и регулярная связевая решетка наделяет здание высокой жесткостью при ветровом воздействии, и, как следствие повышает собственные частоты и инерционные силы при сейсмическом воздействии.

Рассмотрено поведение здания с параметрами, аналогичными предыдущим . Здание состоит из 2-х башен, связанных распорками и крестовыми связями (рис.12, 13) со связевой треугольной решеткой, как одиночной перекрестной связью, так и ферменной решеткой, регулярной по высоте. В качестве расчетной схемы принята одна башня, где в местах прикрепления диагональных связей наложены краевые условия, имитирующие связи с варьируемыми жесткостями.

Жесткость и сейсмостойкость здания из плоскости работы связей обеспечивается большим размером поперечного сечения башен в этом направлении. Как известно, низшая форма колебаний составного стержня связана с большими усилиями в раскосах нижних ярусов, играющих роль связей сдвига между башнями. Поэтому упруго-пластические связи должны быть введены именно в эти элементы.

Эффективный метод расчета систем с УПС изложен в [4] и реализован в программном комплексе «МюгоРЕ» .

Алгоритм расчета ЗСМ с учетом УПС, использованный в данной главе, состоит в следующем:

1. Формирование расчетной модели здания с упругими связями.

2. Упругий расчет здания без УПС и нахождение оптимального соотношения жесткостей корпусов и связей для соответствия СНиП.

3. Нахождение предварительных усилий включения путем вычисления усилий в связях при расчете на сейсмику по спектральной теории.

4. Пересчет жесткостей внутренних связей на внешние путем геометрических преобразований.

5. Назначение параметров УПС в системе: для ЗСМ с двусторонними связями - кусочно линейная зависимость с гистерезисом.

Выбор: смещение или поворот. Направление работы или оси поворота связи Параметры диаграммы -Е- жесткость связи в упругом состоянии, Ег жесткость связи в пластическом состоянии, Е2, жесткость связи на сжатие в пластическом состоянии.

Назначение компенсационной жесткости, обычно применяемой равной жесткости Ег

6. Расчеты по акселерограммам модели ЗСМ с внешними связями и поиск их отимапьной жесткости и окончательного расчетного усилия включения путем перебора.

7. Цель расчета - минимизация абсолютного значения ускорений верха здания при расчетном землетресении.

Согласно данного алгоритма рассмотрены ЗСМ, изображенные на рис. 12, 13. Это двухбашенные ЗСМ высотой 160 м, 40 этажей. Габариты башен 16x54 м, расстояние между башнями - 24 м. Здания объединены ферменной системой 2-х (рис. 12) или 5-ти (рис. 13) крестовых связей. Расчетная бальность района по шкалн Рихтера принята 6 баллов (акселерограмма Холистера). Расчет по спектральной теории дает усилие срабатывания в первом уровне равное 4000 кН. Сечение металлических связей 200 см2.

В версии 2006 г. программного комплекса «МкгоРЕ» реализован сейсмический расчет сооружений по акселерограммам при условии, что упруго-пластические связи являются внешними. Поэтому, с учетом косой симметрии задачи, перейдем к рассмотрению отдельной башни, где связевая крестовая решетка заменяется внешними моментными связями, приложенными в середине высоты панелей (рис. 12, 13). При этом при боковом толчке сжатые связи большой гибкости выключаются и система фактически работает как ферма с односторонней восходящей решеткой. Это дает возможность учитывать жесткость только растянутых раскосов.

Рис. 12. Здание с перемычкой

Рис. 13. Здание со связями

Путем несложных преобразований получим, что жесткость моментной связи при наклоне связей 45 градусов равна

Яг = 8ЕР( 1),

где Е-модуль упругости стали, а Г-площадь поперечного сечения диагональной связи.При этом площадь поперечного сечения равна

F = N /Я (2).

ср У к >

Здесь Мср - усилие срабатывания раскоса, т.е. такое усилие в каждой конкретной диагонали, при которой она переходит в пластическую стадию своей работы, Д,-предел текучести стали.

Тогда момент срабатывания эквивалентной моментной связи равен

М =8N (3).

ср ср * '

Аналогично можно найти остальные эквивалентные жесткости моментных связей.

Произведено два расчета: здание с двойной крестовой связью на уровне 2/3 высоты здания (рис. 12) и здание со связевой решеткой, регулярной по всей высоте здания (рис.13). Первая схема, при варьировании жесткости УПС показала зону снижения ускорений до величин отдельно стоящего здания при определенном подборе величин жесткости и усилия включения УПС.

Подбор жесткостей показал возможность выключения связей и работу УПС как пластических при усилиях срабатывания 500 кНгм (см. табл. 4). При этом удается снизить ускорения с 0.41 м/с2 до 0.27 м/с2, равному ускорению одиночной свободной башни.

Во второй схеме подбор усилий срабатывания и жесткостей по расчету по спектральной теории показал переменные усилия, убывающие аналогично значениям поперечных сил в составном стержне.

Подбор жесткостей показал возможность выключения связей и работу УПС как пластических при усилиях срабатывания 100-600 кН-м (см. табл. 5). При этом удается снизить ускорения с 0.61 м/с2 до 0.48 м/с2, равному ускорению свободнос-тоящего здания.

Таблица 4

Ускорения, скорости и перемещения ЗСМ с 2-мя УПС

Ускорения, скорости и перемещения с 2-мя УПС

Параметры системы/ тип здания башня 2 башни с УПС 2 башни с УПС 2 башни с УПС

Жестк.х 106,Усил.вкл. хЮ2, кН 20,20 10,10 5,5

Ускорения а. м/с1 0,27 0,41 0,33 0,27

Скорость У.м/с 0,32 0,22 0,28 0,32

Перемещение £ м 0,25 0,12 0,21 0,25

0,6

■ Ускорения л м/с2 Скорость у.м/с — Перемещение (, м

12 3 4

Таблица 5

Ускорения, скорости и перемещения здания ЗСМ с 5-ю УПС

Ускорения, скорости и не ремещения здания с 5-ю УПС

Параметры системы/ тип здания башня 2 башни с УПС 2 башни с УПС 2 башни с УПС 2 башни с УПС

Жестк. х10в,Усил.вкл. хЮ2, кН - 2-12х107 1-6х107 З-бхЮ6 1-18х106

Ускорения а.м/с2 0,48 0,61 0,61 0,52 0,48

Скорость у.м/с 0,27 0,21 0,17 0,32 0,27

Перемещение £ м 0,22 0,14 0,15 0,24 0,22

3

—Жсстк х10*б.Усил окл.х1

0Л2, КН -Ускорения а.м/с2

—- - Скорость у.м/с

Проведенный анализ показывает, что применение упруго-пластических связей позволяет снизить ускорения колебаний высотного здания сложной мактрост-руктуры при сейсмическом воздействии практически до значений отдельно стоящего здания, а значит снизить сейсмические силы и усилия в элементах башен.

Основные результаты данной работы состоят в следующем:

1. Сделан обзор основных проблем проектирования и существующих конструктивных схем высотных зданий и обоснована эффективность зданий сложной макроструктуры(ЗСМ).

2. Исследованы особенности поведения ЗСМ при действии ветровых и сейсмических нагрузок. Выявлена противоречивость требований к ЗСМ при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки.

3. Показано, что для снижения сейсмических сил в ЗСМ возможно применение УПС. Разработан алгоритм расчета ЗСМ с применением УПС.

4. Установка связей рекомендуется в зоне наибольших усилий в диагональ. ных связях между корпусами ЗСМ.

5. Усилия срабатывания рекомендуется принимать на 5-10 % ниже продольных сил в стержнях связей , полученных при расчете на расчетное сейсмическое воздействие.

6. Использование УПС с правильно подобранными характеристиками позволяет снизить горизонтальные ускорения от расчетного сейсмического толчка практически до значений отдельно-стоящего здания.

Данную работу можно рассматривать как первую попытку исследования и разработки рекомендаций по расчету и рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры (ЗСМ), как относительно нового типа зданий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Смирнов A.A. Рациональное проектирование зданий сложной макроструктуры // Материалы доклада на 62-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов; СПбГАСУ, 2 февраля 2006 г.

2. Смирнов A.A. Железобетонные каркасы высотных зданий. Особенности поведения зданий сложной макроструктуры под действием горизонтальных нагрузок // Стройпрофиль. 2006. N3 (49). С. 34-35.

3. Смирнов А. А. Рациональное проектирование зданий сложной макроструктуры, подверженных ветровым и сейсмическим воздействиям // Промышленное и гражданское строительство. 2007. N 6. С.15-16 (публикация в издании, рекомендованном ВАК ).

4. Смирнов A.A. Повышение сейсмостойкости высотных зданий сложной макроструктуры путем введения упруго-пластических связей // Строй-профиль. 2008. N 5 (67). С. 68.

Компьютерная верстка И. А. Яблоковой

Подписано к печати 27.10.2008. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. 1,22. Тираж 100 экз. Заказ 104.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул.,5.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Проблемы конструирования высотных зданий и зданий сложной макроструктуры (ЗСМ)

1.1 Краткий обзор ссхем традиционных высотных зданий.

1.2 Здания сложной макроструктуры.

1.3 Обзор опыта строительства зданий сложной макроструктуры.

1.4 Особенности работы основных схем ЗСМ.

1.5 Особенности работы связей ЗСМ.

Выводы из Главы

ГЛАВА 2. Проблемы расчета зданий сложной макроструктуры на ветровые нагрузки

2.1 Основы теории аэроупругости.

2.2 Расчет цилиндрической башни на вихревое возбуждение.

2.3. Эксперименты в аэродинамической трубе.

2.4 Особенности расчета ЗСМ на ветровые нагрузки.

Выводы из Главы

ГЛАВА 3. Расчет ЗСМ на сейсмические нагрузки

3.1 Общие положения.

3.2 Основные положения расчета по акселерограммам.

3.3 Идея и алгоритм метода псевдожесткостей.

3.4 Обобщенная формулировка метода псеводожесткостей.

3.5 Псевдоупругие зависимости для различных расчетных моделей.

3.6 Применение упругопластических связей в высотных зданиях.

3.7 Особенности расчета ЗСМ на сейсмические нагрузки.

Выводы из Главы 3.

ГЛАВА 4. Расчеты и рекомендации по рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры при работе на ветровые и сейсмические нагрузки

4.1 Постановка задачи для численного исследования возможности применения упругопластических связей жесткости в зданиях сложной макроструктуры.

4.2 Анализ структуры здания.

4.3 Введение в стрктуру упругопластических связей.

4.4 Расчет с учетом усиления структуры.

4.5 Расчет с учетом усиления структуры по акселерограммме Холистера.

4.6 Расчет с абсолютно-жесткой перемычкой и перемычкой конечной жесткости, соединенной со зданием через упругопластические связи.

4.7 Расчет с крестовыми связями, соединенными со зданием через упругопластические связи.

4.8 Сравнительный расчет 2-х точечного ЗСМ с одиночными и регулярными крестовыми связями, соединенными со зданием через упругопластические связи.

4.9 Рекомендации по рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры при работе на ветровые и сейсмические нагрузки.!

В связи с постоянно возрастающей этажностью высотных зданий в настоящее время практически исчерпан ресурс ее увеличения при применении традиционной точечной их компоновки. В зданиях высотой более 30-40 этажей напряжения в вертикальных несущих элементах от горизонтальных нагрузок (ветровых и сейсмических) сравнимы с усилиями от вертикальных нагрузок, а в более высоких зданиях становятся определяющими.

Кроме проблемы прочности остро стоит проблема комфортности высотных зданий. Ускорения, вызванные ветровыми колебаниями, создают неблагоприятные условия для длительного пребывания в них человека на верхних этажах. Требования к комфортности и снижению Л зыбкости верхних этажей постоянно ужесточаются (Лмякс. = 0.08 м/с ). Поэтому высотные здания должны обладать высокой горизонтальной жесткостью.

Кроме этого существуют высокие требования к пожарной безопасности (дублирование пожарных выходов) и ограничения по инсоляции глубины здания (14 м в России, 60 м в США).

Наиболее эффективный путь комплексного выполнения данных требований — это использование зданий сложной макроструктуры.

Здание сложной макроструктуры (ЗСМ) — это здание, состоящее из 2-х и более башен, пластин, блоков, объединенных связями или перемычками по высоте, включающими их в совместную работу.

ЗСМ легко позволяют обеспечить необходимую для восприятия ветровых нагрузок горизонтальную жесткость.

Принципы выбора схем ЗСМ, структуры составляющих элементов, соотношения их жесткостей, дающих максимальную горизонтальную жесткость, неочевидны. Однако, добившись ее, мы делаем здание уязвимым относительно сейсмических воздействий.

Целью данной работы является уяснение этих принципов и рассмотрение возможностей разрешения указанного противоречия.

Поэтому вопрос расчета ЗСМ и поиск разрешения указанного противоречия являются актуальными задачами расчета и рационального проектирования высотных зданий.

Данная тема является относительно новой. Несмотря на наличие опыта расчета, проектирования и строительства ЗСМ в Европе (Германия), Океании (Малайзия), Среднего Востока (Дубай) и Китае (Пекин, Шанхай), данные проектные разработки носят статус коммерчески секретных, что делает их недоступными в литературе и потребовало самостоятельной работы и анализа существующего опыта.

Обоснованность и достоверность положений и выводов диссертации обеспечивается использованием строгих методов статики и динамики упругих систем а также апробированных методов динамики нелинейных систем на программных комплексах с помощью ПЭВМ. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 167 страницы, в том числе 65 рисунков, 19 таблиц, 9 диаграмм и список литературы, включающий 120 наименования.

Выводы из главы 3. Постановка задач исследования»

1. Опираясь на работы Ю.Л.Рутмана [82, 83] рассмотрены основы расчета на сейсмические нагрузки по акселерограммам, основы метода псевдожесткостей как основа для расчета и применения упруго-пластических связей (УПС или ЕРБ).

2. Здания сложной макроструктуры, имея большую горизонтальную жесткость обнаруживают противоречивость критериев рациональности при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки.

3. При работе на ветровые нагрузки высотное здание требует жестких упругих связей. Работа на сейсмику - податливых. Для зданий, работающих на сейсмическую и ветровую нагрузки связи должны быть выполнены упруго-пластическими (УПС).

4. Показаны возможности применения УПС в высотных зданиях на примере устройств, разработанных при участии Ю.Л. Рутмана в КБСМ.

5. В свете этого возможно использование упруго-пластических связей с нелинейной упругой характеристикой для связи двух или более корпусов зданий сложной макроструктуры (ЗСМ). I

Опираясь на выявленные противоречия (п.2) цель численного исследования в Главе 4 - нахождение оптимальных соотношений жесткостей здания, связей УПС и усилий их срабатывания.

ГЛАВА 4. Расчеты и рекомендации по рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры при работе на ветровые и сейсмические нагрузки.

В четвертой главе сделаны расчеты и даны рекомендации по рациональному проектированию 2-х точечных зданий сложной макроструктуры (ЗСМ) при работе на ветровые и сейсмические нагрузки. Показана возможность разрешения противоречия требований по работе ЗСМ на ветровую и сейсмическую нагрузки путем применения упругопластических связей (УПС).

4.1. Постановка задачи для численного исследования возможности применения упруго-пластических связей жесткости в 2-х точечных зданиях сложной макроструктуры.

Жесткие здания сложной макроструктуры, хорошо сопротивляясь ветровым нагрузкам, провоцируют высокие усилия в структуре при сейсмической нагрузке.

При работе на ветровые нагрузки высотное здание требует жестких регулярных связей, при работе на сейсмические нагрузки необходимы выклячаемые связи для создании податливости структуры при сейсмических толчках.

В данном исследовании предполагается использовать упруго-пластические связи д.т.н. Ю.Л. Рутмана, использующих принцип физической нелинейности при различных усилиях и скоростях нагружений.

Отдельные высокие здания относительно гибкие, при сейсмике они рассеивают энергию, для них больше опасны ветровые нагрузки, поэтому здесь необходимы жесткие связи.

Для ЗСМ с жесткой связевой структурой ветер не столь опасен, но большая жесткость делает их уязвимыми при сейсмических толчках, поэтому связи в таких зданиях должны быть выполнены податливыми.

В свете этого возможно использование упруго-пластических связей (УПС) с нелинейной упругой характеристикой для связи двух корпусов исследуемого здания. Связь должна работать как пластическая только при усилиях землетрясения, при статических и пульсационных ветровых нагрузках на спектр пульсации ветра связь работает как упругая.

Предусматривается расчет двухбашенного здания, состоящего из двух корпусов 54x16 м, раздвинутых на 24 м. Структура здания — стоечно-плитный железобетонный каркас 8x8 м, 40 этажей, 160 м. Будут рассмотрены 2 варианта данного здания. 1-й тип- здание с монолитным ядром жесткости и монолитными внутернними и ригельгой диафрагмами. 2-й тип - здание с ферменными связями и ригелем - фермой между корпусами. В качестве основания принят свайно-плитный фундамент со сваями Ф600 мм шагом 1800 мм и длиной 30 м. В предположении средней осадки 100 мм жесткость основания под колоннами составила 48 600 КН / м, под стены - 14 000 КН / м при общей массе здания 32 000 тонн и сетке колонн 8x8 м. В зоне наибольших сдвиговых усилий предусматривается введение упруго-податливых связей(УПС). Связи введены в крайние диагональные связи в месте прикрепления перемычки между корпусами.

Рис.45. Расчетная модель исследуемого ЗСМ с перемычкой.(Аксонометрия).

Рис. 46. Расчетная модель исследуемого ЗСМ с перемычкой.

4.2. Анализ структуры здания

Расчет произведен на программе МюгоРе 2006. Нагрузки заданы в нагружениях НГ-1,2 и т.д. и сформированы в комбинации нагружений 1,2,3, и т.д. Нагружения

Нагружение 3 - НГ-3 - Статическая ветровая нагрузка

Нагружение 4 — НГ-4 — Пульсационная ветровая нагрузка

Нагружение 7 - НГ-7 - Сейсмическая ветровая нагрузка по 3-й форме колебаний (вдоль оси У).

Комбинации нагружений Комбинация 3 - Статическая ветровая нагрузка Комбинация 4 - Пульсационная ветровая нагрузка

Комбинация 7 - Сейсмическая ветровая нагрузка по 3-й форме колебаний (вдоль оси У).

Возможны три схемы введения упруго-пластических связей.

1. Связи только в приопорной зоне.

2. Связи только в галерее

3. Связи в приопорной зоне и в галерее.

Анализ задачи показывает, что у приопорных и галерейных связей необходимо разное усилие включения. При сейсмическом толчке максимальные сдвигающие усилия возникают в приопорной зоне, т.е в первых этажах здания, поэтому усилия включения связей первых этажей необходимо устанавливать существенно выше.

Для высоких и гибких зданий, или отдельных башен здания сложной макроструктуры со связями-галереями характерно замедленное волнообразное включение связей по высоте.

Конечная цель расчета - поиск оптимальных жесткостей связей в приопорной зоне и зоне перемычек зонах для обеспечения жесткости на статическую и пульсационную составляющие ветровой нагрузки и снижение усилий в колонных при сейсмическом толчке.

В программе МюгоРе 2006 отсутствоует аппарат введения связей между зданием и его отдельными частями, т.к. существующий аппарат нелинейных связей предусматривает введение связей только между зданием и основанием.

Перед заданием реальных связей и пониманием того, рационально ли вообще использование данных нелинейных амортизаторов для снижения сейсмического толчка, был рассмотрен сравнительный расчет одноточечного и двухточечного здания на ветровую статическую, пульсационную и сейсмическую нагрузку по линейно-спектральной теории в МюгоРе 2006.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты настоящей работы состоят в следующем:

1. Сделан обзор конструктивных схем традиционных высотных зданий, выявлены их качественные недостатки.

2. Рассмотрена, классификация, особенности работы зданий сложной макроструктуры (ЗСМ).

3. Численными методами исследованы особенности поведения зданий сложной макроструктуры при действии ветровых и сейсмических нагрузок.

4. Выявлена противоречивость требований к ЗСМ при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки.

5. Численными методами показана возможность применения упруго-пластических связей (УПС) для сохранения высокой жесткости здания при работе на ветровую нагрузку и создания пластических резервов конструкции при работе на сейсмические нагрузки.

6. Предложена последовательность расчета ЗСМ с применением УПС в программе МюгоРе-2006.

7. Даны рекомендации по рациональному проектированию ЗСМ как нового комбинированного типа высотных зданий.

8. Учитывая постоянно повышающуюся актуальность проблем расчета и конструирования зданий сложной макроструктуры, данную работу можно рассматривать как первую попытку охватить данный относительно новый тип зданий и разобраться в основных принципах их статической работы, расчетов и конструирования .

1. Адаптивные системы сейсмической защиты сооружений.

2. Айзенберг Я.М., А.И. Нейман, А.Д. Абакаров, и др.; Отв ред. C.B. Медведев. -М: Наука 1978.-246 с.

3. Айзенберг Ü.M. Сильные землетрясения 2001г. в Мире // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №6. С. 43

4. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для районов. М.: Стройиздат, 1976. - 232 с.

5. Айзенберг Я.М., ред. Сейсмоизоляция и адаптивные системы .М.: Наука 1983г.-141с.

6. Айзенберг Я.М., Сухов Ю.П., Васильева A.A. IV Российская конференция по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию, г. Сочи, 9-13 октября 2001г. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №1. С. 50 - 53.

7. Амосов A.A., Синицын С.Б. Основы теории сейсмостойкости сооружений: Учеб. пособие для вузов, обучающихся по направлению подгот. дипломир специалистов.«Стр-во». M.: АСВ, 2001. - 95 е.: ил.

8. Аюнц В.А. Колебания сооружений с учетом пространственного характера сейсмического воздействия: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1985.-23 с.

9. Бате К., Вильсон Р. Численные методы анализа и метод конечных элем. : Пер. с англ. -М.: Стройиздат, 1982. 447 с.

10. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. -СПб. .'Наука, 1998.-25 5с., ил.

11. Борджес Дж. Ф., Равара А. Проектирование железобетонных конструкций для сейсмических районов / Пер. с англ. JI.III. Климника. под. ред. C.B. Полякова. -М.: Стройиздат, 1978. 135 с.

12. Ветошкин В. А. Синтезированная модель сейсмического воздействия. // Тр. Центр, науч.-исслед. проект.-конструкт. котлотурбин. ин-та. 1984. Вьш. 212- С. 41-52.

13. Волновые процессы в конструкциях зданиях при сейсмических воздействиях / А.П. Синицын, Е.С. Медведева, Э.Е. Хачиян и др.; Отв. ред. Кривелев В.А. -М.: Наука, 1987. 159 с.

14. Волоцкий М.Я. Некоторые вопросы теории колебаний и виброгашения систем с густым спектром собственных частот: Автореф. дис. канд. техн.наук. М., 1974.-16с.

15. Газлийское землетрясение 1984г.: Инженерный анализ последствий / Т.Абаканов, З.Абдукаримов, К.С. Абдурашидов и др.; Отв. ред. А.И. Мартемь-янов и др. М.: Наука, 1988. - 156 с.

16. Гаскин В.В., Снитко А.Н., Соболев В.И. Динамика и сейсмостойкость зданий и сооружений.-Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1992.

17. Гольдштейн Ю.Б., Соломец М.А. К оптимальному проектированию балок при динамических нагрузках. Строительная механика и расчёт сооружений, 1968. № 4.

18. Дарков A.B., Шапошников H.H. Строительная механика. М.: Высш.шк.5 1986.-607 е.: ил.

19. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В. Виброзащита зданий теория и реализация // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. -2002. - №5.- С 37-46.

20. Деглина М.М. Региональные модели сейсмических колебаний грунта для расчета сейсмической защиты. М.: Наука, 1983. - С. 5 - 17.

21. Ден-Гартрог Д. П. Механические колебания / Перевод с англ. А.Н. Обморшева. -Гос. изд-во физ.-мат. лит. М.: 1960.-580 с.

22. Деркачев A.A., Давыдов B.C., Клигерман С.Н. Исследования диссипативных свойств стержневых конструкций с упругофрикционными соединениями на высокопрочных болтах. // Сейсмост. Строит.: Реф. Сб./ВНИИИС Сер.14.-1981. вып.З -С. 7- 10.

23. Динамика и устойчивость сооружений / А.Ф, Смирнов, A.B. Александров, Б.Я. Лащенников, H.H. Шапошников; под ред. А.Ф. Смирнова. М:Стройиздат, 1984. -415 с.

24. Динамические свойства линейных виброзащитных систем. Ред. К.В. Фролов М.: Наука 1982.

25. Джинчвелашвили Г.А. Оценка влияния конечных величин перемещений и углов вращения при пространственных сейсмических колебаниях сооружений: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.,1985.- 24 с.

26. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. Под ред. Коренева Б.Г., Рабиновича И.М. М.: Стройиздат, 1981. - 215 с.

27. Дроздов П.Ф., Лишак В.И. Пространственная жесткость и устойчивость многоэтажных зданий различных конструктивных схем. -М.: 1976.

28. Егупов В.К. Расчет зданий на прочность, устойчивость и колебания. -Киев: 1965.-256 с.

29. Егупов В.К., Камандрина Т.А., Голобродько В.Н. Пространственные расчеты зданий. -Киев: 1976.

30. Жунусов Т.Ж. Бурчацкий Е.Г. Современное сейсмостойкоестроительство. Алма-Ата: Казахстан, 1976. 132 с.

31. Зубков Д.А. Особенности колебаний 7- этажного каркасного здания от микросейсмических воздействий техногенного происхождения. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. -2002. №4. С. 54 -57.

32. Иванова Е.К. Конструктивное решение высотных зданий за рубежом: (Обзор).-М.; 1969.-55 с.

33. Ильин В.П., Карпов В.В., Масленников А.М. Численные методы решения задач строительной механики: Справ, пособие / под общей редакцией В.П. Ильина. -Минск: Выейш. шк., 1990. 349 е.: ил.

34. Киселев В.А. Строительная механика. Спец. курс. М.:Стройиздат, 1969.-432. с.

35. Клаф Р., Пензиен Д.Ж. Динамика сооружений: Пер. с англ. МТ.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

36. Козак Ю. Конструкции высотных зданий. / Пер. с чеш. Г. А. Казиной -М.: Стройиздат, 1986. 306 с.

37. Кондрахов М.Е. Динамический расчёт вязкоупругих элементов виброзащитных систем: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1989. - 27 с.

38. Корчинский Л.И. Колебания высотных зданий. М., 1953. - 44 с.

39. Мажид К.И. Оптимальное проектирование конструкций. / пер. с англ. М.: Высш. шк., 1979. 237 с.

40. Лаппо Е.Л. Применение реальных акселерограмм при определении напряженно-деформированного состояния пространственных систем: Дис.канд. техн. наук. Л. 1984. - 137 с.

41. Марджанишвили М.А. Методика учета пространственной работы и протяженности современных зданий при расчете их на сейсмическиевоздействия.-М.: 1976.

42. Масленников A.M. Основы динамики и устойчивости стержневых систем: Учеб. пособие для студ. стрит, спец Изд-во АСВ; С.-Петерб. гос. архитектур.-строит, ун-т. -М.;СПб.: 2000. 204 с.

43. Масленников A.M. Расчет конструкций при нестационарных воздействиях. Д.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1991.- 164 с.

44. Масленников A.M. Расчет строительных конструкций численными методами. Д.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987.- 224 с.

45. Методы борьбы с вибрациями в строительстве: (Обзор) В.А. Ивович, Б.Г.Коренев М.А. Дашевский и др. ред. В.А. Ивович. М.: ЦНИИС 1978 -55с.

46. Михайлов Г.М. Использование упругофрикционных систем в сейсмостойком строительстве // Стр-во и архитектура, сер. 14 Сейсмостойк. стр-во: Науч-техн Реф. сб./ 1974. Вып. 6. - С. 3 - 5.

47. Модели сейсмостойкости сооружений / И.И. Голъденблат, НА. Николаенко, C.B. Поляков, C.B. Ульянов; Отв. ред.ВЛ. Иванин-М.:Наука, 1979.-252 с.

48. Назаров Ю.П. Анализ пространственной работы сооружений при землетрясениях и методы ее оценки. М.: 2000. - 26 с, ил.

49. Назаров Ю.П. Совершенствование программных средств для расчета сооружений на динамические воздействия. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №1. С. 11 - 12.

50. Напетваридзе Ш.Г., Хачатрян С.О. Совместный учет волнового процесса и локальных повреждений в зданиях при расчете на сейсмостойкость. // Анализ последствий землетрясений. М.: 1982.

51. Неймарк A.C. Расчёт вибрационной защиты строительныхконструкций: Учеб. пособие / Куйбышев, строит, ин-т., 1984. 55 с.

52. Никитин А. А., Смирнов В.В. Расширение возможностей применения динамических гасителей сейсмических колебаний. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №6. С. 29.

53. Николаенко Н.А., Назаров Ю.П. Динамика и сейсмостойкость сооружений. -М.:Стройиздат, 1988. -308 с.

54. Новотворцев В.И. О нормах сил инерции при расчетах сооружении на сейсмостойкость проф. КС. Завриева. -Л.: 1933. 8 с.-(Тр. сейсмол. ин-та; №22).

55. Ньюмарк Н. Розенблат Э. Основы сейсмостойкости строительства. Пер. с англ. Г.Ш. Подольского; Под ред. Я.М. Айзенберга. М. Стройиздат, 1980.-344 с.

56. Оганесян М.В. Исследование взаимодействия сооружения с неоднородным основанием с учетом волновых процессов: Автореф. дис. канд. техн.наук.-М., 1983.-23 с.

57. Основы теории сейсмостойкости зданий и сооружений / Завриев К.С., Назаров А.Г., Айзенберг Я.М., и др.; Под ред. К.С. Завриева М.: Стройиздат, 1970.-206 с.

58. Павлинская А.Ф. Исследование динамики виброзащитных систем при детерминированных и специальных воздействиях: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1983. 16 с.

59. Павлык В.Г. Принцип проектирования сейсмостойких зданий с повышенными диссипативными свойствами // Материалы Всесоюзного совещания по проектированию и стр-ву сейсмостойк. зданий и сооружений. Фрунзе, 1971.-С. 210-218,

60. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний: Учеб. пособие для втузов 3-е изд. - М.: Наука, 1977. - 233 с.

61. Писаренко Г.С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. -Киев, 1962.-435 с.

62. Плетнёв В.И. Эффективный метод расчета многоэтажных зданий с использованием дискретно-континуальных моделей и континуализированных суперэлементов: Дис. д-ра. техн. наук. СПб., 1995. -305 с.

63. Плетнёв В.И., Самсонов A.B. Использование кинематических гипотез в конечно-элементном расчёте с помощью ПК 81агкЕ8 // Тр. XIX Междунар. конф,, 30 мая 2 июня 2001г., Санкт-Петербург. СПб., 2001 - Т.З: Докл. конф. - С.20-26.

64. Поляков B.C., Климник Л.Ш., Черкашин A.B. Современные методы сейсмозащиты зданий. -М.: Стройиздат, 1989. 319 с,

65. Поляков C.B. Последствия сильных землетрясений. -М.: Стройиздат, 1978.

66. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции зданий: Учеб. пособие для вузов. -2-еизд. -М. Высш. шк., 1983. -304 е.: ил.

67. Попкова О.М. Конструкции высотных зданий за рубежом. Обзор -М.: ЦНИИС Госстроя СССР, 1973г.

68. Проектирование и расчёт многоэтажных зданий и их элементов: Учеб.пособ. для вузов / Дроздов П.Ф., Додонов М.И., Панъшин Л.Л. Суруханян Р.Л.;Под ред. П.Ф. Дроздова. М.: Стройиздат 1986.

69. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-М.: Минздрав России, 1997.

70. Рабинович И.М. К расчету ферм и балок минимального объема на действие динамических нагрузок и собственного веса. В сб.: Исследования по теории сооружений, вып. XV Стройиздат, 1967.

71. Рассеяние энергии при колебаниях механических систем: Материалы XIV Респ. науч. конф. /АН УССР Ин-т проблем прочности. Отв. ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наук, думка 1989. - 312 с.

72. Рассказовский В.Т., Широва З.Х., Карцовник З.Н. Расчёт зданий и сооружений на воздействия акселерограмм. Ташкент: Фан, 1978. - 19 с.

73. Расчетная модель сейсмического движения грунта для проектирования сооружений в конкретных сейсмологических условиях.

74. Айзенберг Я.М., Деглина М.М., Ногай Р.В., Залилов К.Ю. // Вопросы инженерной сейсмологии. -М., 1984.-Вып. 25. С. 28-34.

75. Рекомендации по виброзащите несущих конструкций производственных зданий / Центр, науч.- исслед. ин-т строит, конструкций им. В.А. Кучеренко.-М., 1988.-217 с.

76. Рекомендации по выбору параметров входного воздействия для определения сейсмических нагрузок для здания массовой застройки Камчатского региона / Дальневост. науч. исслед. ин-т по стр-ву-Владивосток, 1987. 149 с.

77. Рекомендации по определению динамических характеристик и сейсмических нагрузок для зданий и сооружений по акселерограммам землетрясений /Ереван: АрмНИИСА, 1985. 112 с.

78. Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования. М.: Стройиздат, 1972. 159 с.

79. Рутман Ю.Л. Метод псевдожесткостей для решения задач о предельном равновесии жестко-пластических конструкций. Балт. гос. техн. ун-т- СПб., 1998г.

80. Ю.Л. Рутман. Новые системы сейсмозащиты.Статья.

81. Садовский М.А. Простейшие приёмы определения сейсмической опасности массовых взрывов. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1946. - 29 с.

82. Самсонов A.B. Рациональное проектирование конструкций пружинной изоляции зданий, подвергающихся динамическим воздействиям., СПб., Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, СПбГАСУ., 2003 г. 158 с.

83. Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности/ Под ред. А.Г. Назарова, Н.В. Шебалина. М. Наука, 1975.

84. Сергеев Н.Д. Богатырев А.И. Проблемы оптимального проектирования конструкций. -Л.: Стройиздат, ленингр. отделение. 1971.- 136 с.

85. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения /пер. с англ. Б.Е. Маслова, A.B. Шевцовой, под ред. Б.Е. Маслова М.: Стройиздат, 1984.-358С.

86. Синицын С.Б. Расчет на сейсмостойкость пространственных стержневых конструкций не соответствующих консольной схеме. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2002, №4 с 4

87. Смирнов В.И., Сенькин С.Ю. Каркасные здания с безбалочными перекрытиями. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №1. С. 12-14.

88. Слеповичев A.A. Оптимизация упругих параметров конструктивных систем замкнутого объема: Дис. канд. техн. наук. Л., 1990. - 200 с.

89. Смирнов A.A. "Рациональное проектирование зданий сложной макроструктуры"// материалы доклада на конференции молодых ученых в СПбГАСУ, 2 февраля 2006 г. с. 11-15.

90. Смирнов A.A. Железобетонные каркасы высотных зданий. Особенности поведения зданий сложной макроструктуры под действием горизонтальных нагрузок., //Стройпрофиль, N3(49) 2006 г., с 34-35.

91. Смирнов A.A. Здания сложной макроструктуры, //Промышленное и гражданское строительство., N6, 2007 г., с. 15-16.

92. Смирнов A.A. Повышение сейсмостойкости высотных зданий сложной макроструктуры путем введения упруго-пластических связей //Стройпрофиль, N3(49) 2006 г., с. 34-35.

93. Снитко Н.К. Строительная механика: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. -М.: Высш. школа, 1980. -431 с. ил.

94. Сухов Ю.П. Федеральная целевая программа "Сейсмобезопасность территории России» Содержание и структура // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - №1. С. 4-8.

95. Тананайко О.Д., Бенин A.B. О влиянии жесткости основания на частоты колебаний на величину сейсмических сил, действующих на сооружение. // Сейсм. стр-во. Безоп. сооружений. 2002. - №2. С. 44.

96. Торкатюк В.И. Оптимизация высотного строительства. Харьков: Прапор, 1984.-56 с.

97. Фролов. К.Ф., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. М: Машиностроение, 1980. 267 с.

98. Харт Ф., Хенли В., Зонтаг X. Атлас стальных конструкций Многоэтажные здания: Пер. с нем. А.Н. Попова, Т.Н. Морачевского, О.М. Попковой М.:Стройиздат, 1977. - 351 с.

99. Хачиян Э.Е. Сейсмические воздействия на высотные здания и сооружения. Ереван: Айстан, 1973. - 328 с.

100. Хачиян Э.Е., Амбарцумян ЗА. Динамические модели сооружений в теории сейсмостойкости. М.: Наука, 1981. - 204 с.

101. Хог Э., Apopa Я. прикладное оптимальное проектирование: Механические системы и конструкции: Пер. с англ. М. Мир, 1983.- 478

102. Цшохер В.О. К вопросу о характере действия сил, развивающихся при землетрясениях. JL: 1933. - 10 с. (Тр. сейсмол. ин-та; №24).

103. Цшохер В.О. Материалы по составлению единых норм антисейсмического строительства СССР. JL: 1935. - 39 с. (Тр. сейсмол. ин-та; №57).

104. Чануквадзе Г.Ш., Марджанишвили JI.M. Проект экспериментального 16-этажного каркасно-панельного жилого здания с фрикционными стенами -диафрагмами // Стр-во и архитектура, сер. 14 Сейсмостойк. стр-во: Науч-техн Реф. сб./ 1984. Вып. 5. - С. 1 - 4.

105. Черепинский Ю.Д. К сейсмостойкости зданий на кинематических опорах / Основания и фундаменты и механика грунтов.-1972.-№3.-С. 13.

106. Чернов Ю.Т. Романенко А.Б. К расчету нелинейных систем виброизо ляции. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. -2002.- №4. С. 34 -38.

107. Чуднецов В.П., Солдатова JI.JI. Здания с сейсмоизоляпцонным скользящим поясом и упругими ограничителями перемещений. // Стр-во и архитектура, сер. 14 Сейсмостойк. стр-во: Науч-техн Реф. сб./- 1979. Вып. 5. -С. 1-3.

108. Шулер В. Конструкции высотных зданий. / Пер. с англ. Л.П1. Климника; Под ред. Г. А. Казиной. М: Стройиздат, 1979 - 248 с.

109. Эффективные системы сейсмоизоляции. Исследования, проектирование, строительство. / Айзенберг Я.М., Смирнов В.И., Бычков С.И., Сутырин Ю.А. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - № 1. С. 31 - 37.

110. Эшли X. Бесплингхофф Р.Л., Халфмэн Р.Л. Аэроупругость. Перевод с английского Баренблатта Г.Н., Смирнова А.И., Шидловского В.П.; Под ред. Григолюка Э.И. М: Издательство иностранной литературы, 1958 - 550 с.

111. Юркин.В. Строится башня. // Наука и жизнь. 1966.-№11 .-С97.

112. Ямакава X. Проектирование оптимальных динамически нагружен ных конструкций В кн. Новые направления оптимизации в строительном проектировании. /М.С. Андерсон, Ж.Л. Арман, Д.С. Арора и др. - Пер. с англ. К.М.Бромштейна. -М.: Стройиздат, 1989. -592 с.

113. Stavridis L. Athen. Einflup der Grundimgsnachgiebigkeit auf die Wechselwirkung zwischen Rahmen und Wandscheiben von Hochhausern. // Bauingenieur Bd. 73 (1998) 27-28, №1 Januar.

114. The Architecture of Adrian Smith, SOM, Toward a sustainable future. Victoria, Australia, The Images Publishing Pty Ltd., 2007.

115. Yamada M. Das Hanshin-Awaji-Erdbeben, Japan 1995 Schaden an Hochbauten. //Bauigenieur Bd. 71 (1996) 73-80, №1 - Januar.

116. Johann Eisele und Ellen Kloft, Hochhausatlas, Verlag D.W.Callwey GmbH & Co.KG, 2002.