Введение
1. Современное положение в области сейсмостойкости пролетных систем грузоподъемных кранов и постановка задачи исследования 11
1.1. Краткий обзор развития теории сейсмостойкости подъемных сооружений 11
1.2. Современное состояние теории сейсмостойкости 14
1.3. Пространственный характер движения грунта при землетрясениях 20
1.4. Особенности реакции пролетных сооружений при прохождении землетрясений 23
1.5. Выводы и постановка задачи исследования 32
2. Аппроксимация технических систем мостовых кранов 34
2.1. Общие положения 34
2.2. Формирование расчетных моделей пролетных систем мостовых кранов методом конечных элементов с учетом системного подхода 36
2.2.1. Понятие о моделях и моделировании 36
2.2.2. Системный подход в вопросах моделирования пролетных систем кранов 39
2.2.3. Дискретизация континуальной системы 45
2.3. Конечно-элементная модель металлоконструкций мостового кранов... 48
2.3.1. Узлы и конечные элементы 48
2.3.2. Системы координат 50
2.3.3. Узловые перемещения и внутренние усилия 52
2.3.4. Перемещения межузловых сечений 53
2.3.5. Кинематические условия закрепления КЭ 55
2.4. Напряженно-деформированное состояние КЭ 56
2.5. Аппроксимация грунтового основания МКЭ 57
2.5.1. Общие положения 57
2.5.2. Методы аппроксимации грунтового основания 60
2.5.3. Методика аппроксимации полупространства грунта МКЭ 66
2.6. Выводы 70
3. Математическая модель вынужденных сейсмических колебаний пролетных систем мостовых кранов 71
3.1 Общие положения 71
3.2 Уравнения сейсмических колебаний пролетных систем мостовых кранов 73
3.2.1 Общий вид уравнения сейсмических колебаний пролетных систем мостовых кранов с учетом системного подхода 73
3.2.2 Жесткосные характеристики системы 77
3.2.3 Инерционные характеристики системы 78
3.2.4 Диссипативные характеристики системы 79
3.2.5 Вектор эксплуатационных нагрузок 87
3.2.6 Вектор нагрузок от просадки опор 88
3.2.8 Вектор нелинейных характеристик системы 89
3.2.9 Учет граничных условий расчетной модели 94
3.3 Частные случаи уравнения вынужденных сейсмических колебаний 95
3.4 Выводы 96
4 Математическая модель входного сейсмического воздействия 97
4.1 Общие положения 97
4-2 Волновые модели сейсмического воздействия 100
4.2.1 Типы сейсмических волн 100
4.2.2 Скорость распространения сейсмических волн 103
4.2.3 Математическая модель распространения сейсмических волн 106
4.3 Информационный банк данных по сильным движениям земли 135
4.4 Математическая модель сейсмических нагрузок 135
4.5 Выводы 143
5. Разработка теоретических основ проектирования пролетных систем мостовых кранов в волновом сейсмическом поле 145
5.1. Общие положения 145
5.2. Линейно-спектральный метод 146
5.3. Метод динамического анализа 152
5.3.1. Общие положения 152
5.3.2. Интегрирование уравнений движения в нормальных координатах 154
5.3.3. Метод прямого интегрирования уравнений движения 162
5.3.3.1. Общие положения 162
5.3.3.2. Выбор метода численного интегрирования матричного уравнения движения 163
5.4. Комплекс программных средств динамического анализа систем грузоподъемных кранов DINA 169
5.4.1. Назначение и структура комплекса 169
5.4.2. Верификация комплекса программных средств DINA 172
5.4.2.1. Статический расчет балки швеллерного сечения 175
5.4.2.2. Собственные колебания плоской П-образной рамы 177
5.4.2.3. Вынужденные колебания плоской П-образной рамы 179
5.5. Выводы 181
6. Исследование напряженно-деформированного состояния пролетных строений мостовых кранов методом вычислительного эксперимента с учетом волновых свойств сейсмического воздействия 183
6.1. Общие положения 183
6.2. Расчетно-динамическая модель мостовых кранов турбинного цеха Ростовской АЭС 184
6.2.1. Исходные данные для построения расчетно-динамической модели мостовых кранов турбинного цеха Ростовской АЭС 184
6.2.2. Аппроксимация мостовых кранов турбинного цеха Ростовской АЭС методом конечных элементов 187
6.2.3. Аппроксимация пролетного строения турбинного цеха Ростовской АЭС методом конечных элементов 191
6.2.4. Аппроксимация грунтового основания турбинного цеха Ростовской АЭС методом конечных элементов 194
6.2.5. Построение расчетно-динамической модели мостовых кранов турбинного цеха Ростовской АЭС с учетом системного подхода 201
6.3. Статический расчет и статический деформационный расчет 207
6.4. Математическая модель входного сейсмического воздействия 210
6.5. Собственные формы и частоты 216
6.6. Линейно-спектральный метод 228
6.7. Динамический анализ в нормальных координатах 228
6.8. Динамический анализ прямым интегрированием уравнений движения 231
6.9. Сравнение результатов расчетного обоснования сейсмостойкости мостовых кранов турбинного цеха Ростовской АЭС, проведенного различными методами 241
6.10. Выводы 244
Заключение 248
Литература 251
Приложения 276
