Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние теоретических и экспериментальных исследований металлических каркасов на динамические воздействия 14
1.1. Экспериментальные исследования прочности и пластичности металлических конструкций при различных видах нагружения 14
1.2. Анализ последствий сильных землетрясений 16
1.3. Основные этапы развития моделей нелинейных систем 17
1.4. Методы решения уравнений движения 19
1.5. Модели тонкостенных стержней 21
1.6. Обзор теорий пластичности 22
1.7. Методы определения напряжений и деформаций
упругопластического тела 25
1.8. Критерии надежности нелинейных систем 27
1.9. Обзор программных систем 29
1.10. Выводы по первой главе 30
ГЛАВА 2. Расчетная модель составного металлического стержня, учитывающая физическую нелинейность металла и влияние продольных сил 33
2.1. Основные положения теории течения 35
2.2. Функция упрочнения 37
2.3. Методика определения жесткостных характеристик для упрочняющегося материала в пластической стадии работы 40
2.4. Определение модуля упругости замещающей системы 43
2.5. Учет геометрической нелинейности 45
2.6. Критерии разрушения 46
ГЛАВА 3. Теоретические положения детерминированного анализа нелинейных систем на динамические воздействия 48
3.1. Уточненное уравнение движения для металлических каркасов, учитывающее физическую и геометрическую нелинейности 48
3.2. Формирование матрицы масс 56
3.3. Формирование матрицы коэффициентов затухания 58
3.4. Задание динамической нагрузки 61
3.5. Формирование расчетных динамических моделей 67
3.5.1. Сокращение несущественных степеней свободы 69
3.5.2. Сокращение поступательных степеней свободы 74
3.6. Введение грунтового основания в динамическую модель 80
3.7. Расчетные модели сейсмоизолированных систем 84
ГЛАВА 4. Алгоритм ступенчатого детерминированного анализа металлических каркасов 88
4.1. Общая схема решения 88
4.2. Наборы элементов 914.3. Используемые алгоритмы линейной адгебры 92
4.4. Функции формы 94
4.5. Алгоритм определения жесткости пластинчатого элемента в упругой линейной постановке 95
4.6. Алгоритм построения матрицы жесткости стержня в упругой стадии работы 99
4.7. Алгоритм расчета стержневой системы на статические нагрузки... 101
4.8. Алгоритм детерминированного динамического анализа 102
4.9. Определение оптимального количества конечных элементов, моделирующих стержень 104
4.10. Верификация программы в упругой стадии 110
4.10.1. Верификация блока определения усилий и перемещений от статической нагрузки 110
4.10.2. Верификация блока динамики 115
ГЛАВА 5. Сравнение с экспериментальными исследованиями и существующими частными решениями 118
5.1. Экспериментальные исследования 118
5.1.1. Исследования трубчатых образцов 118
5.1.2. Балка-стенка в условиях чистого изгиба 121
5.1.3. Потеря устойчивости внецентренно сжатой стальной полосы. 125
5.1.4. Экспериментальные исследования фрагментов стальной рамы 126 5.2. Сравнение разработанного метода с другими известными методами 134
5.2.1. Сравнение с методикой А. В. Геммерлинга 134
5.2.2. Двухмассовая система виброизолированного объекта 137
5.2.3. Соударение двух зданий 142
5.3. Сравнение с расчетом по нормам 144
5.3.1. Расчет внецентренно нагруженной стойки на статические нагрузки 144
5.3.2. Расчет двухярусной стальной рамы на сейсмические воздействия 148
5.3.3. Исследование стальной рамы на воздействие одиночного мпульса и сейсмические нагрузки с учетом податливости основания 152
5.3.4. Девятиэтажное панельное здание в упругой и нелинейной постановках 157
ГЛАВА 6. Применение разработанных алгоритмов к численным исследованиям металлических каркасов на динамические воздействия 163
6.1. Исследование стальной рамы на одиночный импульс 163
6.2. Реакция каркаса под вибростол в переходном режиме 167
6.3. Исследование влияния продольных сил и неупругих деформаций на
сейсмическую реакцию стального каркаса 169
6.4. Исследование влияния связей на сейсмическую реакцию 175
6.4.1. Двухмассовая система 175
6.4.2. Десятиэтажное рамно-связевое здание 178
6.5. Исследование зданий смешанной конструктивной схемы на
сейсмические нагрузки 180
6.5.1. Исследование системы железобетонный каркас — легкая металлическая надстройка на нагрузки типа сейсмических 180
6.5.2. Здание с гибким нижним этажом без учета нелинейной работы жесткой части 186
6.5.3. Жесткое здание с гибкими этажами при учете нелинейной работы жесткой части 190
6.6. Пространственный стальной каркас 196
6.7. Численное исследование элементов сейсмоизоляции 200
6.7.1. Сейсмоизоляция с сухим трением 201
6.7.2. Сейсмоизоляция с демпферами вязкого трения 207
Заключение
