Расчет элементов металлоконструкций на статическое и динамическое нагружение, страница 13

Воспользовавшись условиями динамического равновесия для момента времени t+At и зависимостями (II), получим:

3.3. Определение кинематических нагрузок

Сейсмичность площадки – интенсивность возможных сейсмических воздействий. Устанавливается в соответствии с картами сейсмического районирования, измеряется в баллах. Максимальное расчетное землетрясение (МРЗ) – землетрясение со средней повторяемостью до 10000 лет. Проектное землетрясение (ПЗ) – со средней повторяемостью до 100 лет.

Акселерограмма – зависимость от времени абсолютного ускорения точки крепления оборудования для одного направления для определенной отметки (высоты).

Спектр ответа – совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейно-упругой системы с одной степенью свободы (осциллятора) при воздействии, заданном акселерограммой, определенных в зависимости от собственной частоты и параметра демпфирования осциллятора.

Обобщенный спектр ответа – спектр, полученный по результатам обработки спектров ответа для набора акселерограмм.

Расчет на сейсмическое воздействие проводится для площадок с сейсмичностью более 4 баллов. При сейсмичности в 4 балла – согласно решению проектной (конструкторской) организации. Исходными данными являются воздействия от землетрясений (МРЗ и ПЗ), задаваемые в виде акселерограмм и спектров ответа для трех направлений (вертикального и двух горизонтальных).

Относительное демпфирование принимается равным 0,02. При наличии экспериментального обоснования  допускается использование других значений.

Если доминирующая частота (ν1) более 20 Гц, расчет допускается проводить в статической постановке с умножением ускорений, полученных по спектру ответа, на 1,3 для ν1=20 ... 33 Гц, и на 1,0 для ν1>33 Гц.

Определение напряжений и деформаций допускается проводить в предположении статического воздействия найденных расчетом амплитудных значений сейсмических нагрузок.

Наименование параметра

Горизонтальные колебания

Вертикальные колебания

Частота u1, Гц

1,14

1,14

Виброускорение А, м/с2

7,62

7,57

Виброускорение А, см/с2

762

757

Перемещение, см (А/(2×P×u)2

14,86

14,76

Пересчет для сейсмичности площадки в 8 баллов

7,43

7,38

3.4. Анализ результатов

При полученных кинематических нагрузках имеем.

Перемещение первой характерной точки А с линейными степенями свободы 1,2, 3 достигает максимального значения 125 см в 3 направлении (рис.28).

Перемещение второй характерной точки В с линейными степенями свободы 55, 56, 57 (центр первой двойной фермы) составляет 125 см по третьему направлению (рис.29).

Середина центральной колонны последнего пролета достигает по направлению 501 максимального значения 310 см (рис. 30).

Скорость перемещения основания колонны также имеет постоянный характер изменения во времени и не превышает значения в 160см/ч (рис. 31).

Изменение продольной силы в выбранных стержнях 12, 19, 30 имеет непостоянный характер и достигает максимума в 19 элементе равное 3000 (рис.33).

Раздел IV. Заключение по работе

            В данной курсовой работе была построена конечномерная модель металлоконструкции, определены собственные частоты и моды колебаний, смоделирован и проанализирован отклик системы на сейсмическое воздействие. Построены графики перемещений выбранных точек.


Рис. 28. Изменение линейных перемещений характерной точки по направлениям 1, 2, 3.

Рис. 29. Изменение линейных перемещений характерной точки по направлениям 55, 56, 57.

Рис. 30. Изменение линейных перемещений характерной точки по направлениям 499, 500, 501.

Рис. 31. Изменение скорости опоры по направлениям 499, 500, 501

Рис. 31. Изменение ускорения опоры по направлениям 499, 500, 501

Рис. 31. Изменение продольной силы в стержнях 12, 19, 30, выбранных по статическому расчету опоры по направлениям.