Диссертация (1141525), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

В качествезакона аппроксимации эмпирических распределений будем использовать нормальныйзакон.123В приложении В на рисунках 4-7 приведены гистограммы эмпирическогораспределения,функцииплотностираспределенияифункциираспределенияследующих значений соответственно: времени появления пластических деформаций вэлементах конструкции, значений времени первого отказа элемента конструкции,значений времени начала обрушения здания, количества колонн, в которых появляютсяпластические деформации.На рисунке 4.3.1 приведены гистограмма эмпирического распределения, функцияплотности распределения и функция распределения количества конечных элементов,отказавших (разрушенных) до начала обрушения здания.а)б)124в)Рисунок 4.3.1. Гистограмма (а), плотность (б) и функция распределения (в) количестваэлементов, отказавших до начала обрушения зданияНа рисунке 4.3.2 приведены гистограмма эмпирического распределения, функцияплотности распределения и функция распределения значений пластических деформацийв грунте на момент начала обрушения здания.а)б)125в)Рисунок 4.3.2.

Гистограмма (а), плотность (б) и функция распределения (в) значенийпластических деформаций в грунте на момент начала обрушенийПографику распределенияколичестваотказавшихконечныхэлементоврасчетной схемы (рисунок 4.3.1) можно сделать вывод, что среднее количество, котороеприводит к обрушению конструкции составляет nel  170 . При отказе (повреждении)nel  50 несущих элементов вероятность обрушения конструкции будет равна F (nel )  0,2(рисунок 4.3.1в).Среднее значение максимальных пластических деформаций на момент началаобрушения ε pl  0, 0233 . Вероятность того, что пластические деформации в грунтепревысят величину ε pl  0,01 составляет F (ε pl )  0,32 .4.4.

Исследование реакции 9-ти этажного железобетонного здания наземлетрясениеприслучайныхначальныхповрежденияхгрунтовогооснованияРассмотрим9-тиэтажноежелезобетонноезданиеперекрестностеновойконструктивной схемы, расчетная схема которого была представлена на рисунке 4.2.1.Выполним расчет методом статистических испытаний используя случайныереализации сейсмического воздействия, которое было смоделировано с помощьюметода канонических разложений и нормировано на 8 баллов (доминантная частота 0,5Гц), параметры грунта основания примем случайными в соответствии с постановкой,описаннойвп.4.2.Вкачествемоделигрунтовогооснованияпримеммодифицированную модель Мора-Кулона по методике, изложенной в п.

2.3. Положение126начальных повреждений грунта под фундаментной плитой здания примем случайным ираспределенным по равномерному закону вдоль соответствующих горизонтальных осей.Рассмотрим следующие расчетные ситуации: поперечные разломы, случайнореализующиеся вдоль продольной оси и продольные разломы, имеющие случайноеравномерное распределение вдоль поперечной оси. Ниже приведем результатырасчетов.На рисунках 4.4.1-4.4.2 показаны изополя интенсивностей напряжений ипластических деформаций в грунте для обоих расчетных случаев для двух реализаций.А в приложении В на рисунках 8-21 приведены аналогичные результаты для другихреализаций.а)б)Рисунок 4.4.1.

Изополя интенсивности напряженийζ i (а) и интенсивности пластическихдеформаций ε pl (б) в грунтовом основании (1-я реализация поперечного повреждения)127а)б)Рисунок 4.4.2. Изополя интенсивности напряженийζ i (а) и интенсивности пластическихдеформаций ε pl (б) в грунтовом основании (1-я реализация продольного повреждения)По полученным результатам можно сделать следующие выводы:несмотря на то, что характер напряженно-деформированного состояниягрунтового массива в значительной степени зависит от положения разлома, ни в одномиз рассматриваемых расчетных случаев не происходит потеря несущей способностигрунтового основания;появление повреждений грунта в процессе землетрясения существенно невлияет на реакцию рассматриваемого 9-ти этажного железобетонного здания.Однако следует отметить, что при расчете высотных зданий и зданий повешеннойэтажности, строящихся в сейсмических районах, учет возможности появления разломовв грунтовом основании под фундаментной конструкцией необходим.128Выводы к главе 4Была произведена оценка надежности 9-ти этажного железобетонного здания сполным рамным каркасом методом статистических испытаний.

При проведенииисследований использовалась модель Мора-Кулона для задания грунтового основаниясо случайными параметрами: модуль деформации  Е, удельное сцепление  с и уголвнутреннего трения  θ . Реализации сейсмического воздействия как нестационарногослучайногопроцессабылисмоделированыспомощьюметодаканоническихразложений.В результате проведенного вероятностного анализа при случайном сейсмическомвоздействии,рассматриваемомкакнестационарныйслучайныйпроцесс,инормированном на 8 баллов, определена частота отказов и вероятность отказа, котораясоставляет Pf  0,2 .

Получены эмпирические функции распределения различныхпараметров реакции системы сооружениеоснование, в том числе интенсивностипластических деформаций в грунте.Была выполнена аппроксимация полученных эмпирических распределенийинтенсивностинапряженийвгрунтенаиболееподходящимтеоретическимраспределением с помощью критерий максимального правдоподобия Пирсона.Установлено,чтозначенияинтенсивностинапряженийнаилучшимобразомописываются законом распределения Вейбулла. При этом вероятность того, чтоинтенсивность напряжений превысит значение ζi  0,1 МПа составит F (ζi )  0,05 .Произведена оценка надежности 9-ти этажного железобетонного здания с полнымрамным каркасом методом статистических испытаний при случайном сейсмическомвоздействии, нормированном на 9 баллов.

В частности установлено, что при отказе(повреждении) nel  50 несущих элементов вероятность обрушения конструкции будетравна F (nel )  0,2 , а также вероятность того, что пластические деформации в грунтепревысят величину ε pl  0,01 составляет F (ε pl )  0,32 .Были произведены исследования реакции 9-ти этажного железобетонного здания,расположенного на грунтовом основании со случайными параметрами при случайномсейсмическом воздействии с учетом случайных начальных повреждений грунта (трещини разломов). Не смотря на то, что характер напряженно-деформированного состояниягрунтового массива в значительной степени зависит от положения разлома, ни в одном129из рассматриваемых расчетных случаев не происходит потеря несущей способностигрунтового основания.

Появление повреждений грунта в процессе землетрясениясущественно не влияет на реакцию рассматриваемого 9-ти этажного железобетонногоздания. Однако следует отметить, что при расчете высотных зданий и зданийповешенной этажности, строящихся в сейсмических районах, учет возможностипоявления разломов в грунтовом основании под фундаментной конструкциейнеобходим.130ЗАКЛЮЧЕНИЕВрамкахмоделированиедиссертационнойвзаимодействияземлетрясение,атакжеработыбылосооруженияспроизведенавыполненооснованиемоценкавероятностноеприрасчетенадежностинасистемысооружениеоснование.

Была разработана и апробирована методика корректного учетавзаимодействия конструкции с грунтовым основанием при расчете на случайноесейсмическое воздействие. Предложен подход к детерминированным расчетам, которыйпозволяет решать задачу во временной области прямым динамическим методом,учитывать нелинейный характер работы грунтового основания, возможную потерюнесущей способности грунта.

При этом материал надфундаментных конструкцийзадаетсясиспользованиемнепосредственноенеотражающиенелинейныхармированиеграницы,несущихкоторыемоделей,вэлементов.Вреализованыприкоторыхрасчетахпомощиучитываетсяиспользуютсядемпфирующегограничного слоя.По результатам проведенной работы можно сделать следующие основныевыводы:1.Для исследования реальной работы системы сооружениеоснование вусловиях землетрясения необходимо применять нелинейные методы, в частностинелинейныйдинамическийметод,которыйпредполагаетнепосредственноеинтегрирование уравнений движения.

Исследования показывают, что наиболееэффективными при расчетах на интенсивные землетрясения являются явные схемыинтегрирования уравнений движения, которые устойчиво работают при учетевзаимодействия сооружения с основанием.2.В результате анализа результатов исследования установлено, что наиболееприемлемой моделью грунтового основания при выполнении вероятностных расчетовметодом статистических испытаний на случайные сейсмические воздействия являетсямодель Мора-Кулона.3.Разработанаметодикадетерминированногорасчетасистемысооружениеоснование в корректной постановке.4.Предложена модифицированная модель Мора-Кулона. В данную модельвведен критерий разрушения, который связан с ограничением величин главной131линейной деформации 15-ю процентами и деформации сдвига  10-ю процентами.

Характеристики

Список файлов диссертации