автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Решение задачи оптимизации параметров сейсмостойких железобетонных каркасных конструкций с оценкой влияния факторов пространственности, упругопластичности и нелинейности

он

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО М СРЕДНЕГО СПШШАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСП.УБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи

САИДМАМАТОВ Аъламхон Турдалиевич УДК 624. 012. 4: 68!. 3015

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ СЕЙСМОСТОЙКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ОЦЕНКОЙ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ П РОСТРА НСТВЕН-ИОС'ГИ, УПРУГОПЛАСТИЧИОСТИ и НЕЛИНЕЙНОСТИ

Специальность: 05. 23. 01 — Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой сгсиеии кандидата технических наук

ТАШКЕНТ—1993

Работа выполнена в Ташкентском архитектурно-строи-те/гыюы институте.

.Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Туйчиев Н. Д.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук,

профессор Рузнев К. И.

кандидат технических наук, с. н. с. Ибрагимов Р. С.

Ведущее предприятие — Узбекский научно исследовательский и проектный институт по градостроительству (УзНИИПградостроительства.)

Защита диссертации состоится " /./к'-, 1993 г. в 1Ачасов на заседании специализированного совета К 067. 03. 21 при Ташкентском архитектурно-строительном институте по адресу: 700000, г. Ташкент ул. Я. Колоса, 16, ауд. 49.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ТАСИ по адресу: г. Ташкент, ул. 11авои, 13.

Отзывы просим направлять но адресу: 700000, г. Ташкент, ГСП, ул. Павой, 13.

Автореферат разослан ,, ЛЬ " и-ОЛь№> 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

к. т. и., доцент Хамраев П. X.

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность теки. На современном этапе развития Республики, когда сокращается водя централизованных капвложений и резко возрастает стоимость стройматериалов при постоянно растущей потребности в строительстве различных званий и сооружений (особенно п Ферганской долине).строительное производство должно основыватся на все более широком применении эффективных конструкций, это относится, в частности, и к железобетонным конструкциям, широко применяемым в каркасах зданий и сооружений самого различного назначения (общественных, гражданских, проиииелтх, сельскохозяйственных и «р. ).

Кирокое строительство железобетонных каркасных здания в сейсноопасных районах республики ставит перед исследователями задачу, имевшую первостепенное' народохозяйствеиное значение -совервенствование методов расчета с последующей экономией дефинитных материалов (оптимальное проектирование).

Для реализации преимущественного развития эффективных методов проектирования, основывавшихся на снижении материалоемкости. стоимости и трудоемкости строительства, необходимо соверяен-ствование конструкций и сооружений с внедрением современной теории оптимизации, методов расчета я программных средств. Более полный учет в расчетах реальных свойств материалов и конструкций позволить получит проектные ревення. позволяющие экономить материальные и трудовые ресурсы.

Как показал анализ соответствлжей литературы, вопросы одно-многокритериальной и вероятностной оптимизации рассмотрены достаточно широко, во всех изпестиых публикациях оптимальное проектирование конструкции юпк) проводится в основном для упругой стадии работы материала и плоских расчетных схем. Однако на сегодняшний день нет достаточно обвея теории оптимального проектирования железобетонных каркасных зданий, выполненных по рамным и рамно-сяяэевыи системам, учитывающей действительное состояние материала конструкций: упругопластические свойства, пространственную работу и нелинейность. Не исследована зависимость критериев оптимальности от таких Факторов, как. упругое осирание системы на грунт, сдвиговые деформасик. нелинейность работы материала конструкции. Не исследованы влитие отклы отдельных элементов на обвув несут го способность систем» и ю-

ч -

мевения жесткостных характеристик ца ьлан распределение усидка простраяствеиикг систем, а такае значение чувстьитедьпосги параметров матркни жесткости (НВ) плоского и пространственного конечного элемента (КЭ).

Результата, нолучешше в процессе раэртботки оптимизационных принципов и их реализации при шюекткгозании железобетонных зданий с учетом пространственных Факторов и действительной работы материала конструкции с наинснызян расходом ресурсов, будут способствовать ревешт одной из наиболее актуальна* народнохозяйственной проблем.

Ц ель работы - решение задач проектирования на основе всестороннего рассмотрения проблемы оптимизации сейсмостойких железобетонных каркасных конструкций с учетом и установлением влияния следящих Факторов:

-упругое и упругооластическое состояние; -пространственный характер работы сооружения: -упругое ооирание плоских и пространственных конструкций

(систсн) на грунт; -нелянейиость работы пространственных конструкций; -изменчивости жесткосткых характеристик на план распределения усилий оптимальных пространственных систем; -сдвиговые' деформации, отказ отдельных элементов и др. Предполагается также исследовать с целью выявления изменчивости параметры ШГ плоского и пространственного КЭ и их влияние на чуствитедыюсть напряхенно-дефорнировашого состояния (НДС).

Научная новизна работы заключается в следла-

вем:

-исследовано состояние оптимальных железобетонных конструкция в упругой и упругопластическсй стадиях;

-исследовано влияние учета пространственной работы сооружения на оптимальное решение;

-исследовано влияние упругого опирания конструкции на оптимальное решение;

-исследована степень влияния геометрической нелинейности ва оптимальную пространственную железобетонную систему;

-исследована степень влияния жесткостных характеристик на план распределения усилия оптимальных пространственных систем;

-исследовано влияние учета сдвиговых деформации на критерий оптимальности;

-исследована степень влияния отказа отдельные элементов п изменчивости параметров Н* на обгау» несшую способность систены.

Автор зашивает:

- уточненную расчетную модель геяезобетоппой каркасной конструкции здания для конкретных условий Республики, учитываю-иую пространственные Факторы, сдвиговые деформации. упругость опирания копстрлшни па грунт и геометрическую нелинейность;

- результата опенки состояния оатиналышй конструкккп при ее перекоде из упругого состояния в упругопластическое;

- натенатическую недель, аягорита расчета и оптимизации сейсмостойких пространственных каркасных конструккй«

- результата опенка НДС сптииальяоа конструкции с учетом упругого опирлния конструкции па грунт я сдвиговых деформация;

- результата опепхи состояния оптимальной пространственной конструкшщ пря учете ее геометрической нелинейности;

- результата влияния отказа отдельны: элементов в изнепчм-вости параметров KZ на обила пасущую способность систеки;

- результата влияния изменения хесткостпнх характеристик на план распределения усилий оптимальных пространствен»« систем;

- результата внедрения получения! давних в практику проектирования и эксплуатации здания.

Достоверность солучеппыг результатов подтверждается с понопью апробированных методов расчета и оптимизации пространственных конструкций! соответствующих современному уровню научных представления D нсследтшх областях. Для опенки ° достоверности аналитически сопоставляли отдельные результата, полученные по программе "KPOVCC-П"(усилия от основного к особого сочетания нагрузок), с аналогичными данными, полученными на расспрострапешшх вычислительных комплексахtтаких, как "ЛИРА"; (1ПШАСС г.Киев), предназначенных для прочностного расчета я автоматизированного проектирования конструкция па вс эвя м пзвн.

практическое зпачепве работы. Созданы алгоритм и усовершенствована программа "КРОУОС-П* для ПЭВП. которые могуть быть использованы при проектировании оптимальных железобетонных ракныз систем из сбориых элементов серии иис-оч. j,ого.!-гс, i. izo. i-tc « т. д. . а также при опенке состояния конструкций с пегом пространственных и других ♦акторов.

l!i основе разработатюго вычислительного аппарата по ковк-

ретнону объекту проведены численные эксперименты для плоских и пространственных рай в негодной к оптикалыюн вариантах. При расчете по орограние "КРОУСС П" установлена недостаточная несу-аая способность некоторые объектов г. Наманган (Детсад, поликлиника. медсанчасть, вкола - 1-н и г-н кккрораЛ .шах). lia осповании получешшх результатов были разгаботаны мери усиления и восстановления обьектоо.

Аоробапия работы. Осношше результаты исследований были доложены и обсуждены на:

- Всесоюзной научно-практической конференции 'Учение и специалиста - в решении социально-экономических проблем страны* (Ташкент. 199 И;

- II научно-техниче ской конференции 'Вопросы надежности и онти-ш^ании строительных конструкции, машин и механизмов" (Севастополь. 19911:

- "Региональной паучно-техничсской конференции по сейсмостойкому строительству" (Ташкент. 1991);

-ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТАСИ (1989 -1993 гг. ).

по теме диссертации опубликовано в работ. Внедреыие. Результаты диссертационной работы внедрены проектным институтом "Узшшпградостроительства" и На-нанганским филиалом республиканского проектного института "Уз-Гипросельстрой". с обшин экономическим эффектом 3.75 млн. р в год. Кроне того, они использованы при опенке и восстановлении несушей способности объектов наманганского производственно-велкового объединения с общим экономическим эффектом 757.053 р (в ценах 1991 г. ). в т.ч. по детсаду-1чч. 571 р. по поликлинике- 73.243 р. по медсанчасти • 172.093 р, по хилому дому - 367. 116 р, что подтверждено актом о внедрении.

Объем и структура работы. исследования выполнены на кафедре "Строительная механика и основы сейсмостойкости* Ташкентского архитектурно-строительчого института в период С 1989 по 1993 г.

Диссертационная работа состоит из введения,четырех глав, шшодов. списка литературы иэ 165 наименований и приложения. Содержит 120 страниц машинописного текста, 63 рисунка. 30 таблиц.

Исследования выполнялись в рамках приоритетных направлений науки ГКИТ Республики Узбекистан (ПГГП - 12.4 "Сейсмостойкость

зданий я сооружений. Создание новых экономичны«, сейсмосторскх строителышх конструкция*) по рсоени» народнохозяйственной проблемы в соответствии с темой 12.4. I. 1. -"Исследование по повышению качества и надежности сейсмостойких конструкций".

ОСНОВНОЕ СОДЕР1А1ШЕ РАБОТЫ.'

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ос-вешена суть рассматриваемых проблен, сформулированы цели исследования, показана научная новизна, практическая значимость и достоверность результатов работы и их апробации. Кратко изложено основное содержание диссертации.

Первая глава посвявена анализу и постановке задачи расчета и оптимизации пространственных сейсмостойких каркасных конструкций.

дан краткий обзор и анализ ОШС по выбору критерия опти-- нальноста и расчетной модели конструкции. Сделан детальный анализ соответствующей литературы. Большой вклад в развитие теории оптимального проектирования конструкций внесли зарубежные ученые (Дж. С. Apopa, а Васютинский. п. Енедзава. К. Нажид. к. Нива. э. Полак,

B. Прагер. Д. Рожваны. Я. Хейнман. А Янит). а также ученые стран СНГ (II и. Абрамов. П. а Аливдил. К. К. Антонов. А. И. Араслапов. а Н. Б1йков. Н. в. Бакичук. А. П. Виноградов. А. а Гемерлннг. Е. IL Герасимов, э. н. неги,

A. А. Комаров. П. Б. Краковский. R. Б. Лазеров, а П. Налков. и. п. Рабинович. D. А. Радциг, II. Д. Сергеев, D. К. Сираз/тдиноо. ILII. Складкев. А. П. Филин. О. Е. Хачиян. И. С. Холопов, А. П. чижас. А. А. Чирас. Л. К. Ярин и др I.

Приведены сведения об истории создания и развития "узбекской пколы'по опк. Ее основоположником признан академик АН республики Узбекистан а К. Кабулоп. которону принадлежат большие заслуги в области репения оптимизациошшх задач, разработки н реализации методов и алгоритмизации расчетов сейсмостойких конструкции различной сложности. В настоящее время научиая деятельность зтой школы связана с именами многих его учеников - ф. Б. Еадалооа. II. д. туйчиева. Т. В. Нуриева. К. В. Еабамурадова и др.

Проблены оптимизации параметров сейсмостойких конструкции по различным критериям оптимальности и пути их рсвския отражены в многочисленных работах ученых Республики - Г. С. Беленького. Р.

C. Ибрагимова.Н. Д. Hyiccua. Р. Н. Нурмухакнедовой. С. Т. Пискорского.С.

B. понанарева. К. А. Плахтий. С. А. Туклеиа. Г. И. Ipom i. л. е. Ходакл и др.

установлено.что многие исследования напраплены па ревение

- а -

скалярные задач оптимизации статически неопределимых систем, представлявшие большое практическое значение, где в качестве критериев оптимальности принимаются разл^'пшз технико- экононл-ческие характеристики конструкций. однако перспективными, по навей/ мнению, являются исследовании по обосиэвааиому выбору критериев оптимальности для конкретного условия с учетом необходимых ограничений и уточнений физической модели конструкции.

Приводится математическая нодедь задачи,сформулирован критерий оптимальности, наиболее полно удовлетвоР1^сцш всем необходимый требованиям. На различных стадиях окк используются соот- » ветотвуюшие конкретные критерии - экономические, энергетические и т. д.. такие, как стоимость материалов конструкции "в деле' и "сунна силы пути", в частности, на стадии выбора конструктивного решении используется показатель С,-коэФф{шиент совершенства конструктивного решения.

Анализируются различные копструктивгше решения (каркасные, папельные. крупнопанельные, крупяо-блочдые) в их технико-зхоно-мические показатели. Так. установлено, что идя строительства о сейсноооасных регионах республики, в том числе в Ферганской долине, перспективно возведение налоэтажпых и 9*12 этахиых каркасных железобетонных систем.

формулируется математический модель задачи оптимизации: необходимо найти такоеоевеаке ас* на множестве весовых параметров С? (аа*(х с .чтобы критерий оптимальности с^ достиг оп-ткиального значения.

Ф1 (с) = с((х> -* mía(aaxt. х - I ЕЛ.БИх. г. г1.вЛ1 при выполнении условий

« » {«г,п ,

где СЭ -область супествования системы, выбираемая из условий статики О,, - требования предельных состояний. 9, - конструктивных требований и о» - условия сейсмостойкости с учетом:

-упругопластического состояния: -условия надежности; -геометрической иелипейности; -пространственностп; -упругости основания; -сдвиговых деформации; -отказа отделышх зденеа-тов системы.

И, (XX = ц,„ ♦ в г кн (X) » I К,я I 1Р1 = С ЕС?) 1 I ¡Г I

£ - А К* А > п = б К; (П < I I ♦ С X9} I К I = I К*" 1 ♦ I К*1 ЕКХ)( -*0; 1 = 1.2.....&

Лля решения поставленной задачи оптимизации привлекло .-ся истод конечных элементов (НХЭ).изпестше программою комплексы "ЛЯРА" и "KPOVCC". проносятся чисяешшс эксперимента.

Вторая глава посвяаеиа расчету и оптимальному проектирование железобетонных каркасных конструкций о упругой я упругопяастической •■ стадиях- работы. Приводятся выбор расчетных моделей, методика численного эксперимента и разработанные алгоритм расчета исслсдуеного супсрэлсмснтлсэл» в упругой и упругопластической стадиях (предельное равновесие) иол действием

вертикальной равномерно распределенной (<■) и горизонтальной (Р)

г.

нагрузки,а также их комбинации.

Цель исследования заключается п той.чтобы определить оптимальную область системы по ee nsemeft способности системы в упругой стадии с переходом о уиругоаласти-ческую;

исследовать оптимальную область системы с оценкой ее надежности в упругой и упруi .¿пластической стадиях.

переход из упругой р упругопластичеркуо стадию определяется из услорнй

"г < W-r. W.r» «\t« • н г . гд<; Н,^ - ионеит треяинообразопллия; \1<п - момент сопротивления лая растянутой грани сечения, определяемый с учетом не-упругнх свойс1в бетона:

для ригеля • (О. 2924. 5(A#/bhl. 1) <Е,/Е»)Ы?1. I)

для стойки v<rt (О. 292«!. бЭ(А$/ЬЫ (Е,/ЕкШ>).

Вычисляются мзгибные жесткости сэл. работающих в упр^го-пластической ставим:

/им г-геля а - * (rfy bh.e^) '

«f

для стойки Ь-

где f- отноентеяьвая высота сжатой зоны бетона с треяишой. им-числияемая по формуле . ^ в

Г' «/О»-О»* TOJ)-

Вычисляются нэгибше жесткости СЭЛ. работающих а упруго* стадии. D обоих случаях

Лля достижения поставленной пели используется методика. обь -единяюаая несколько процедур расчета, конструдоошния. олпоиои-

они и оценки надежности: ккэ. нетол ц->следопатслышх нагруаения (приближений). метода оптимизации: покоординатный спуск и слу-qaíuoüs поиск с самообучением: метод предельных равновесий и способ оцешш надежности.

Кетодкка направлена на нолелирова;«е значения НДС конструкции и определение оптимальных параметров системы при статическом се загрлссшш с учетом перехода некоторых элементов' из упругого состояния о упругопдастическое. статическое эагружение конструкции продолжается до отказа одного из элементов скстеиы.

По результатам теоретических исследования установлена зависимость перехода эленентов системы в упругопластическую стадию:

(3 ♦ Cijf l«(4L / гч( i ♦ a^fn » Выявлены граничные значения жестхоспшх характеристик, когда элеиеит конструкции переходит о усругопластическую стадию, т. с. .

8 > « 24 htrc - 3f lí f 2«¡ ¿ - 21 h«„ )>.

Авадкз и оценка состояния конструкции с учетом требосашп предъявлявшие к надежности, и средств, затрачиваемых ва восстановление проводятся со известаоп методике, предложенной Н. Н. склад-певым. позволявшей оценить безотказность системы: С : ntíl - 8И».

где. С,- первоначальная стоимость возведет» конструкции:

П, - натериалыше затраты из восстановление: -вероятность безотказности систеиы.

Система исследована.исходя из материальных затрат в зависимости от назначения объекта ори П = 190:100:2001. Результаты численных экспериментов позволили установить область оптимальных реесния для исследуемых систем И Установить рекомендуемые величины ч. ^ /и, и | --EI«, /Е1,.

Как показал численный эксперимент, где учитываются ио(fa затеям безотказности системы R,,, искомое ревенис для рассматриваемых рам в упругой стадии при i =1.3. ч=3.0,10 кгс/си находится на шишей границе ^ . т. к. критерий опттальиости является

монотонно убииажии.

Сшшлено. что при действии иа систему вертикальной равно-<' мерно распределенной нагрузки ч первым а удр/гоиластическую стадию ве ре ходит рзггедь. искомое ревение. определяемое с поноси» показателя «адежьости. где юшмиизашп палее становится нецелесообразной, выбирается иа отрезке

В значительной степени оно зависит от соотношения и колеблется в пределах а : ч. 65. исследэиано также действие различных ком5Ю13ши« нагрузок при различные ^ .

Как показали результаты, при оптимизации системы в упругой стадии действие комбинации нагрузок не существенно отличается от ч. однако при з.том элементы системы переходят в упругоплас-тическую стадию па более ра1ишх стадиях, которые яапяэтея границей оптимизации упругой стадии, при действии на систену горизонтальных и вертикальных нагрузок (Р»ч) до определенного предом (^<г> ситуация перехода остается веизиецноя. При >2 в •/цругопластическую стадию переходят все элементы одновременно,а с увеличением нагрузки порвыни в упругоаластическую стадию работа перегодят стойки.

оптимальность решения, анализировали с учетом надежности, позволяются Солее детально изучить и осенить состояние.ксиструк-пии. Решение принимается в зависимости от наложенного условия по категоркяшости конструкции здания. .

О целом полученные результаты позволили определить искомое решение и сделать вывод, что разность между показательями «унк-щда пели для упругопластической стадии достигает ю. о*.

третья глава посвишена анализу и опенке учета «акторов (пространствсшюсть. нелинейность, сдвиговых деформации. упругости основания), влияксош на результаты расчета и оптимизации сейсмостойких рамных систхи и позволяю®« адаптировать результаты оптиииз.'.пии.

в данной трактовке для реаения поставленной задачи: '

- проведен анализ элементов их пространетзенного элемента. влияюоих на процесс оптимизации;

- исследовано изиеиенке НДС и результатов оптимизация при учете пространственной работа систем различной сложности; основное уравнение Н5Э 5 ■ [11г.

где (31= С 3 . I = Н12 -вектор УЗЛОВЫХ УСИЛИЯ.

Ш ■ С 2 ' . .1 > 1 + 12 -вектор узловых пергмевсин*;

- проанализировано влияние изненения жесткостных характеристик на шзан распределения усилий плоских м вростраяствстшз систем;

- исследовано изменен;«? НДС я результатов оптммизаа'о» вря учете упругого овитания систем на грунтсоринкмается агтлеров-екая кодедь грунта):

I С 1 = С К**1 ♦ Е

- te

Где. í = I E„ IJE.L.'35: K,s = Е„ =

* 13E.L' /г 10; ;JT„ : 9E„!/lf: Г„ =EMe=

= E.L*/105; 13E.L* /120;

2 EeL* /140 I.

- исследовано изиенение НДС и результатов оптимизации с учетом геометрической нелинейности (используется многоступенчатое нагрухение): I р" i = t K(zu ( S*l;

- исследовано изменение НДС ори раздельной и одновременном учете сдвиговых деформации и упругости основания: учитывается сдвиговые деформации:

t t ] . с к" i • С г*|. где ( s'l « К„= 1 1/1*12у.

ГАС J> - (EI/EA) (e/L* ); е -Р (Е/С1. ^ а также одновременно - сдвиговые деформации и упругость осаова-^ иия:

t Г I ! t ♦ С r'l • С Г"|.

Наилучшая конструктивная система отыскивается с ноиоаьо вариантного проектирования, являвшегося одлим из уровней оптимизации. В качестве критерия оптимальности исследуемых каркас-них конструкций принята сумма силы путей по А. А. Комарову. опРе-~ дедяемая по форнуде

Ф. =£|HjL./h4: ф, = JJa|Ltn4. где Н;- максимальный изгибасаий момент в 1-ом элементе системы; Q¿- максимальная перерезывагаая сила в 1-ом элементе системы: L¡- длина 1-го эленента; ht-высота поперечных.сечений 1 го 'шенента: п количество с то жней.

Поставленные вопросы реваотся путем расчета ряда пространственных каркасных конструкций разной сложности на ЕС ода и i ПЭЕН. по программным комплексам*ЛИРА* и "КРОУСС-П*.

исследуется в сравнительном аспекте одно- и пятиэтажные кдркасиые конструкции претерпеваете равные статические нагрузки и сейсмические воздействия при идентичных жесткости и условиях опирания. На исследуемых рамах производится поварил н-лмя оптимизация ва базе заданных множеств элементов (стойки и ригели) сборной системы(напримере серии НЯС-04). Размеры поперечных сечений исследуемых множеств элементов соответствуют стандартным параметрам единой системы.

Анализ подученных результатов показал:

Статика

I ^и ¡¡/I» уу

■¡¿и '»н -ТоЛ'Тм Т

а

лЙ- • * ииЛог-^г« Ъ« -Ц? 1*17*.

-13*. Кк ^Г^Т""

НО !-а< -•и 1-11

С4) -НИ -«.»1 | ли •ч* »¡к «И гт -чт!

1*9 уА« -юа'-ш «.ц IV.« ■<в»/|«« Л, -и». 4- -

в.* Ли А*« т*» »!« -'Ы •им кя,

£»1 <ая / -<г у т п >1« -и.« И» и/ ы' ■¡Я -ЛЫ ч» '¿.7 *Т Л1

¥ 1/

V

У/

V

/ 7 7 7

Сочетание усилий

м

Сочетание усилий

Рис. Распределение усилия при расчете и оптимизации пространственной: а, в - оптимальной раны; б. г - оптимальной при учете упругости основания; д.е - рамы с и без учете геонетрической нелинейности.

- и -

-при расчете оптимальных железобетонных каркасных конс-ТР7КЖЯ Разиапа между оптимальными решениями. полученными по пяйскоГ, и пространственной расчетным схемам, ве превышает г. от.;

-пет упругого опирапия системы па грунт для рассматриваешь вариантов ие приводит к супсствепвому изменению НЯС<разница достигает з. 0*1.

На примере одноэтажных пространственны* рам установлено, что учет геометрической нелинейности наибольшее влияние оказывает па вертакадьвые элементы, приводя к изменению ксследуекэа ♦уккяип ссдп до 3. ох для исходной системы и до т. ох шея оппшадьпого варианта.

Учет сдвигы&х деформация н упругости оакрапия конструкция па гргит приводит к изненегаао исследуемый Фгажии вели в пределах 10.0%. , Четвертая глава поспяагка теоретической опенке чувствительности показателей кос конструкции от иэменчи-востм <ш>аиатров КЗ шгссиого и пространственного £0. аиалиу результатов исследовали» н опэшее их достоверности. приведены также наваге, о снедрешси результатоэ исследования в народное хозяйство.

Ззвасн-чость усилий в железобетонных конструкций от их па-раксгсш и £лра:ггеряст)05 выявляется с соношьо'чувствительпости" показатеяга. Ори «том пользуясь методикой дадвирома мохно ВРЕВЯПнчт ш>а падщ отклонениях паганетроз сюдпеквадратичес-ссе ота^:саиас «уняаяи Я определяется по фсриудс

» ♦ ♦ ... ♦ (В»«/

где в^.^и/Элн,! а*«,« и/ЭдиИБ^,« ...

.... » I® - среднекоадратическое отклонение,

«локшовадьвая зависимость представлена вероятностным усложнен Р (Ф 1Н >, Н„И.

где Н.-расчетЕое значение (усилий) о.

Я -предельное значеь.л (несущая способность) кэ. Ори этом с петой изменчивости величин должао быть соблюдено усяэпае я ♦ »и > и„ ♦ «п., 1

где *н в в П.- соответственно изменчивость несушей способности в расчетпое значение усилия.

определено, что ва чувствительность их кэ наиболшее влияете оказывает изменчивости длины элемента I.. составлявшая: при гм-дольной деформации до вз.ох, при поперечной до 98. ох.при изгиб -ной до 93. ох. относительно нешае влияние оказывает жесткостаые

характеристики. '

по результатам чисиешмх экспериментов я ел апздяза пыга-лена. несущественная зависимость чувствительности 1КС от пространственных «акторов, в частности изгибиын деферкака ао осп г (до 5.0x1 и деформации кручения (до 0.5*). ■

Нссяедо;?.:;ше КС пространственного КЗ в обвей координатной ' системе показало, что на 'гувствительнесть максимально в£кяет тот эгенопт(1=(1х, 1у. 12)).который составляет больвий угол по отно-кешаэ к рассматриваемой оси координат.

В процессе опткмкзащи получаются системы, в больвей степени подверженные предельным состояниям. Поэтому представляет интерес исследование вопроса отказа отдел ьгаих элементов каркаспо--го здания.

При анализе результатов исследования:выявлена элемент отказ которых в наиболыаей степени вяяяет на отказ системы в целом: определено влияние отказа отдельных элементов на характер изменения усилия снежных элементов.

В работе развивается и иироко используется "Комплексная , программа расчета и оптимизации упругих стерзяевых систем (кро-1'сс)". Поэтому с целью одепхи достоверности результатов проводится сопоставление полученных результатов.характеристик и возможностей двух программ - "крогсп-п" в "ЛИРА*, ери этом совпа-

дегягэ соответствующих данных расчета достигает 3 * 3*.

•

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ

результаты исследований позволяют сделать следусшие

сипэды:

1. опенка различных (каркасных.панельных, крупнопанельных, кг гаяо-блочных) конструктивных ревений показала, что в соврекен-пях условиях в сейсиоопасвых регионах Республики экономически целесообразно строительство зданий я сооружений (в тон числе а Ферганской долине) до ¡г этажей из каРкаспого.железобетона.

2. Модернизировали алгоритм и програина'КРОЛС* по расчету и оптюетзапяя каркасных конструкций из раюто- в рамяо-связевах скстеи с учетом кж работы в упругой и угшугопластической стадия, геонетряческой нелинейности я совместной работа конструкция здллкп с основанием с использованием пространственной я плоской расчетных схем. Это позволяет решать задачи реального проектя-репаяия здания и сооружений, строящихся в сейсиоопасвых регионах.

3. Установлено, что искомое оптимальное решение в упруго-пластической стадии работы конструкции значительно зависит от показателей и | находится в интервале jr.«t : 2. (нч. 65. Разность по показателе функции цели в упругопластической стадии Работы по сравнению с упругой достигает 10. ОХ.

4. Разнила иежду показателями НДС плоских и пространственных регулярных конструкции не превышает 3.ох < в оптимальном варианте г. О*). что позволяет проводить расчеты и оптимизации пространственных конструкций по плоской схеме.

5. Анализ влияния гесткостных характеристик на план распределения усилий в селях сохранения этапа поиска позволил выявить области наилучшх решения: для стоек XEI^/EI. I =0.7 4 1.0, для ригелей - О. 3 i 1.0; для фундаментов - Bln.

6. Учет совместной работы оптимальных конструкций с грунтом для рассматриваемых плоских и пространственных расчетных схем не приводит к существенному изменению ндс.где разница между оптимальными решениями достигает 3. о*.

Т. Учет сдвиговой деформации при одновременном учете упругости опмраиия оптимальных конструкций на грунт существенно изменяет исследуемую функцию пели в пределах до ю. о*.

В. Учет геометрической нелинейности (деФормщ>оваиного состояния системы) иэиепяет (увеличивает) исследуемую функпив пели до 5. ог яла исходной системы к до Т. О* для оптимального варианта. Учет данного «актора веобходкн для опенки оптимальности ' систем.

9. '(ислеюша эксперимент по шивлевию влияния отказа отдельных элементов на состояние регулярно« стержневой системы исказил особую учзвимость ряда элементов пространственной рамы.

В проектировании вообв*. а в оптимальной в особенности, к далее в процессе строительства и экспглаташш необходимо обра тить особое витание на выявленные оиов элементы как на наиболее увэвимые. Для этого необходимо строго придерживаться нормативных требований при проектировании подобных конструкций, ис-поляевяи проектных ревевяа в сохранении (поддержании) в процессе х> зксшатхи

10. Теоретически установлено, что наибольшее влияние ил чувствительность НДС плоского КЭ оказывает изменчивость длина элемента: ори продольных деформациях изменения этого показателя постигает 61.0 Я И. 1*; ври поперечных - 9в. О и 9?. в"/., при из tmiiVr -93.0 и 99. в к. Аналогичные значения получены и ллн врос-

тгзлствеииого ЕЭ: доля дефорнапии tcpnarmn пе срспмшет i.ox.

Осповзиа сологеаия дкесертадш оигбяякопаян в eaemrtsia p.-ifiorns:

1. Пршепенке зпа в новых условиях Еоэппстаоваша. //ин®. листок о передовой пронз. опыте. Серкя: O&sse вопросы строительства. узшшпи. 1990г. (соавторы Туйчиев H.A..Ианбеков к.Т).

г. Исследование нелинейной нодедн при расчете и. оптнкиза-пш$ па ЗШ1. //Тез. док. Всесосз. иаучно-прак. кон*. "Ученые н спз-Елагасти в ршатш соцнаяьно-эканокическиж проблем страны", ига асат. Ташкент. i99ir. (Соавтор Плата к. а.).

3. Оптимизация конструкции а упругой и упругопластической стадиях работ //Тез. док. 2 вагчао-техп. коа*. 'Вопросы падегнос-тз я оптЕНизаяии стронтеяышх конструкций и наша*. Севастополь, 1991г. (Соавтор ПлахткЯ К. А.).

4. Алгоритмизация расчета я оптимизации железобетонных рай а области как упругой, так н упругопластической работа // Тез. док. "Современные проблема алгоритмизации. НПО "Кибернетика", АН УЗССР,199|1\ . .

3. асследовает» железобетонных конструкций on оптимальной проектировании иа статические и сейсмические нагрузки в упругой и упрутопластической стадии. //Тез. док. пауч. техн. кои*, по сейсмостойкому строительству. Тайкент. 1991г.

6. Расчет, проектирование и оценка состояния весуших конструкций зданий, //Ян*, листок о передовом производственно» опыте. Серия: Стр. копстр. ■ конструктивные элементы зданий и сооружений. Узкюшти. 1991г. (Соавторе Абдураяядов к. а и др.).

7. Техническая паспортизация зданий и сооружений. //Ев*, листок о перед, про из. опыте, серия: Градостроительство, УзИКИНТН, 1991г. (Соавторы Туйчиев Н. Д. н др.).

в. натсматическая модель задачи оптимизации структуры кадрового потенциала по ВТИ и ее реализация оа ЗВН. //Сб. науч. трудов, вып. 3. ■ НПО "Кибернетика* АН республики Узбекистан. »991г. -С. 36-41. (Соавторы Туйчиев и. А идр.).

- le

. A. T. Саидиаматовшшг 'Зилзклабардов каркасли тоинр-бетон коистргкцияаэр'и к*рсаткячларини оптималлаштирит натигасига. шшг rçafiûnrçorç-пластиклик. ночизи^лик ва «азовийляк ' холатла'ршнГ таьешчшя бахолао" маззусига багивлаягая химоя ивйнинг (рссцача баёни. i •

наълуики. лойихалапаётган констргкоияшшг xanmjira ахволи ва /нш1г оптииал ечими.унинг хусусияти ва холатюш хар танонлана ииобатга оладиган хисоблаш схеналарюш яратиш ва ударнинг мате-натик иФодаларидан (нолелларидач ) «ойдалапиб хисоблаш оркали то-аилади. Хисоблаш схеналарини анихлавтирив натихасида конструк-оияларшшг ахволига хацяний бахо бе рил. чидакли ва ицтисодий са-нарали лойихалар яратия нуикин. 1

Хиноя шпишшг асоскй мацеади. конструкпяялариинг юк кггарша-даги ханш^ий ахволипи иФодаловчи натснатих ноделлар орцлли. ушшг таьсири сезнларли бУлган «акторларини ва хусусиятшш tp гашшдан иборат. хуняадан.конструкциянинг эгилувчап -цайиш^о^ли-ги (пластиклиги). ночизицлилиги. «азовийлилиги. било замшш билан бкрга вшдаш!* силхиш дефорнашшеи ва 6omrça Факторларикилг овти-над ечиига таьсири Урганилдя. Каркасли темир-бетон конструкция-ларишшг к^рсаткичларини оптиналлаштириш хараёнидаги кисобий схеналарга анюушк киритишда. кенг тар^алгаи иис-оч паиупасида-ги конструкцнялар устида пазария таткш^отлар олиб боридди.

цуйилгаи иацеадга эришип учун.ковструкоияларни к*п Фактор-ян тадояп цклип усудларидан «ойдаланиб.хар хил мураккабликдаги те кис ва «азовий каркасли конструкпияларви нуаллиф яратган ус-луб. алгоритм, программа хайда эхн яс ва пот да "лира*(киев в. I. "кроусс-а* (Тоокеит a i программа компдексларн ёрдамида хисобла-виддя.

Хпсобий схеиаларпи ави>(даотиришга »çupa-ranraii изланиолар натихасида.оптииал конструквияларни цатор «акторлари ва хусу-сиятларн. хуидадая. «азопийлиги. «азовиялихда силхиш деФорнашшси ва закишш ииобатга олишшидан б*ладигаи таъсир. текис хисоблаш цлид^яя» олиагаи оптимал счимга нисбатан г»3* яи ташкил этили апицланди. Бундая курияадики. е^орядаги «акторларни оптимал ечим цндяркшда кнобатга олив варт энас. Бироц. бойца «акторлар. яъни геокстрик ночизшушк. эгилувчан-кайиипоцлнкларнн ипобатга о лини-ви оптимал ечинга to. 02 гача аииклик киритар экая.

С ушшг учун мураккаб те нир-бетон констрлшияларини оптимал лойнхалаша. яьци унявг сиФатиии овириода таьсирм катта б£лган «актордат эътиборга олив эарур ва мухимдир.

Химоя ишиди. буцддн тавцари цатор те мир-бетой коиструкиия-лармшшг ¿лчамлари ва характеристикалари узгарилидан. маьлум эленентоари ип цобилиятшш й^отивидав.оптималляк курсаткичла-рига ва эксплуатация дешва харабиндаги чидаилялигига буладиган таьскри бахолавди.

Олииган натихалар мухокамадая Утказидиб маьпулланди иа (оптимал)лойяхалашга.эксплуатация цилинаяпган биноларии чидам-шоигшш оииркига хами з. о млн. сумдап срти^ шгтисодк» сакага билан хорий (ришнди.

- 19 -

optivizatioh of seishoproof cohcrete feahe cosst8uctioh parameters uhdeh estihated ihdices of elasticiti-plas-ticity. uhlihearity ahd voluhikositt.

Saldaamatov AlamKhon Turdallevlch. TashKent, 1993

As is denerallr Knovn. application of calculated and coate-natlcal modol3 of complex systems. that consider the influence of speclfim* factors and characteristics of the construction in the full extent maKe it possible to estimate its stress-de-fonaied state «mite precisely.

The tasK of the thesis 13 to specify a calculated model unden optimization of concrete standard frame constructlons'pa-raseters model hhc-od under maximum approaching of the mathematical model to the worKing conditions of the construction in correlation with some objective significant factors and chara cteristlcs:. elasticity,unlineanlty,elasticity of foundation, shift deformations, voiuminosltr. ets.

To fulfull the present tasK methodics.algorithms,proaranaie3 and a numeral experiment of plane and volume standard frame constructions of different complexity were done by electronics computers (ec OBfl and II3BH) In accordance with programme comp-lexes'/mPAMKlev) and "KPOVCC-n (TashKentI. The methods of versatile analysis of the constructions were also applied..

The remits of the investigations conducted to specltr a calculated model in correlation with the above-mentioned factors under the process of optimization demostrated that seme factors(voluailnoslty. shift deformation, elasticity of foundation) unsufficiently lnfluense(not oven E-3X) in comparelson with the results of optimization by the Plane calculated scheme. Such factors a3 geometrical unllnearlty elasticity.plasticity of the construction specificate a calculated model ur to tox. That 13 why much attention should be paid to these factors as the most vulnerable in luatitatlvebulldlnc.

The thesis adduces some experimental results necessanr for estimating changeability of concrete constrnctlon parameters, influence of probable failures of some elements and thein influence on optimum and safety indices.

There resylts were approbated and inculcate* on deslcnuas and strengthening of a number of exploited buildings with hlia economic effect of 3 million roubles.