Оптимизация предельного состояния пространственной сталежелезобетонной рамы при сейсмическом воздействии

Аннотация

Расчет зданий и сооружений на сейсмическое воздействиеявляется одной из наиболее сложных задач в инженерной практике.Существует несколько методов расчета на сейсмическое воздействие, таких как расчет с применением упругого спектра реакций, нелинейный статический расчет, нелинейный метод прямого интегрирования во времени с применением акселерограммпроизошедших землетрясений или искусственных акселерограмм и другие. Расчет зданий и сооружений на сейсмическое воздействие может быть выполнен в рамках решения оптимизационной задачи при анализе приспособляемости с учетом нелинейных характеристик материалов. Такой подход имеет ряд преимуществ. Внешние воздействия представляются как область нагружений,в результате решается задача для всех направлений сейсмического воздействия и для любой схемы полезной нагрузки одновременно. Как часть решения оптимизационной задачи учитывается упруго-пластическое и хрупкое поведение материалов.

В данной статье представлено новое решение для расчета сталежелезобетонных каркасных зданий с упруго пластическими и хрупкими элементами. Поведение железобетонных и сталежелезобетонных элементов под воздействием поперечного усилия предполагается хрупким. С другой стороны, поведение элементов под воздействием изгибающего момента предполагается упругопластическим.

Предполагается, что нагрузка изменяется случайно в заданных пределах. Огибающие усилий от этих нагрузок могут быть найдены при помощи упругого КЭ анализа системы на временные и сейсмические воздействия с использованием упругого спектра реакций.

Приведен пример расчета сталежелезобетонной пространственной каркасной системы с частичным перераспределением пластических усилий в результате сейсмического воздействия.

Ключевые слова: сталежелезобетонный каркас, нелинейный расчет, сейсмическое воздействие, пластический шарнир, упругий спектр реакций.

Для цитирования: Буланов, Г.В. Оптимизация предельного состояния пространственной сталежелезобетонной рамы при сейсмическом воздействии / Г.В. Буланов // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2017. – Вып. 9. – С. 14–31. 
https://doi.org/10.23746/2017–9–1

Полный текст статьи на английском языке

Список использованных источников

1. Aliawdin P. V. Predelnyy analiz konstrukcyy pri povtornih nagruzhenijax [Limit Analysis of Structures Under Variable Loads]. Minsk: UP «Tekhnoprint». 2005. 284 p.(rus)
2. Alawdin P., Bulanov G. Shakedown seismic analysis of composite steel concrete frame system. Recent Progress in Steel and Composite Structures: Proceedings of the XIII International Conference on Metal Structures. 2016. London: Taylor & Francis Group. pp. 231–236.
3. Caltrans Seismic Design Criteria. Version 1.7. Caltrans. 2013. 180 p.
4. Chopra, A.K. and Goel, R.K. A modal pushover analysis procedure to estimate seismic demands for buildings: theory and preliminary evaluation. PEER Report 2001/03. [s.l.]. Pacific Earthquake Engineering Research Center. 2001. 87 p.
5. Eurocode 0: Basis of structural design. Brussels: European Committee for standardizations, 2002. 87 p.
6. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1–1: General rules and rules for buildings, Brussels, European Committee for standardizations, 2004. 225 p.
7. Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structuresfor. Part 1–1: General rules and rules for buildings. Brussels:European Committee for standardizations. 2005. 118 p.
8. Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings. Brussels: European Committee for standardizations. 2004. 229 p.
9. Fadaee, M. J., Saffari, H. & Tabatabaei, R. Shear effects in shakedown analysis of offshore structures. Journal of Ocean University of China. 2008. No 7(2). pp. 177–183.
10. General Services Administrations (GSA). Alternate Path Analysis and Design Guidelines for Progressive Collapse Resistance. 2013. 143 p.
11. Leonetti, L., R. Casciaro & G. Garcea. Effective treatment of complex statical and dynamical load combinations within shakedown analysis of 3D frames. Comput. & Struct. 2015.No 158. pp. 124–139.
12. Minasian A. V. Bearing capacity reserves of seismic-protected systems in terms of energy viewpoint, In: Actual problems of research on the theory of structures: Proceedings of the International Conference. Vol. 1. 2009. Moscow: V. A. Kucherenko TSNIISK. pp. 270–276.
13. Model Code 2010. Vol.2. Lausan: the International Federation for Structural Concrete (fib). 2012. 331 p.
14. DIN EN1992–1–1/NA. National Annex. Nationally determined parameters. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1–1: General rules and rules for buildings. Berlin: Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN. 2011.

ISSN 2076-6033