Управление допускаемыми повреждениями в рамной несущей системе

1. Управление допускаемыми повреждениями в рамной несущей системе

2. Проблемы проектирования

• Учет допускаемых повреждений единым
коэффициентом k1 без учета зон и
опасности повреждений
• Не учитывается перераспределение
усилий в несущей системе
• Не выполняется регулирование
армирования и допускаемых
повреждений

3. Конструкция с большим процентом армирования

4. Выводы

• нет методики анализа допустимости
локальных повреждений конструкций и
учета образования пластических
шарниров в расчетной модели
• не разработана методика допустимого
перераспределения усилий и
армирования в зонах концентрации с
учетом пластических деформаций и
допустимых повреждений

5. Цель и задачи исследований

• Цель Учет и управление
перераспределением усилий
• Задачи: 1. Анализ поведения системы
при различном армировании; 2. Поиск
возможности и методики
перераспределения армирования; 3.
Разработка рекомендаций по
проектированию; 4. Разработка
инновационного проекта

6. Гипотеза (Идея)

• Можно допустить повреждение
конструкций при сейсмическом
воздействии при условиях: нет
обрушения, пригодны к ремонту и
восстановлению.
• Перераспределением усилий и
повреждений можно управлять,
регулируя армирование.
• Управление позволит снизить
армирование и обеспечить надежность
при сейсмическом воздействии.

7. Общая методика исследований

1. Стержневой
конечный
элемент
2. Плоская
рама
Верификация
3. Плоская рама
усиленная
связями
Верификация
4.
Пространственная
рама
Верификация
Верификация
5. Пространственная
рама усиленная
связями
6.
Сравнительный
анализ моделей
7. Рекомендации
по
проектированию

8. Алгоритм проектирования плоской рамы

1. Расчёт
2. Преобразование
инерционных сил в
загружение
армирования
в линейной
системе
3. Расчёт армирования с
замещением сейсмики
загружением из
инерционных сил
4.
Верификация
5.
Унификация
армирования
8. Испытание
Испытание
8.
нелинейной
нелинейной
модели
модели
6.
Исключение
сейсмики
9. Регулирование
армирования
7.
Преобразование
жесткостей в
нелинейные

9. Характеристика расчетной модели

ЗАГРУЖЕНИЕ 1
17
151
24 40
23 39
22 38
21 37
20 36
19 13
133
18 35
17 34
16 33
15 32
14 31
13 9
115
12 30
11 29
10 28
9 27
8 26
75
97
6 25
5 24
4 23
3 22
2 21
11
Z
18
150157
149156
148155
147154
146153
152
48 60
47 59
46 58
45 57
44 56
43 14
135
134138
133137
132136
131135
139
134
42 55
41 54
40 53
39 52
38 51
37 10
120
119120
118119
117118
116117
121
116
36 50
35 49
34 48
33 47
32 46
31 6
105
104102
103101
102100
101 99
103
98
30 45
29 44
28 43
27 42
26 41
25 2
19
155163
154162
153161
152160
151159
158
72 80
71 79
70 78
69 77
68 76
67 15
140
139144
138143
137142
136141
145
140
66 75
65 74
64 73
63 72
62 71
61 11
125
124126
123125
122124
121123
127
122
60 70
59 69
58 68
57 67
56 66
55 7
110
109108
108107
107106
106105
109
104
54 65
53 64
52 63
51 62
50 61
49 3
Y
X
Рис.2.3. Расчетная схема рамы
160 20
159168
158167
157166
156165
164
96 100
95 99
94 98
93 97
92 96
91 16
145
144150
143149
142148
141147
146
90 95
89 94
88 93
87 92
86 91
85 12
130
129132
128131
127130
126129
128
84 90
83 89
82 88
81 87
80 86
79 8
115
114114
113113
112112
111111
110
78 85
77 84
76 83
75 82
74 81
73 4

10. Инерционные силы перобразовкать во внешнее загружение

ЗАГРУЖЕНИЕ 2
Составляющая 1
Массы собраны из загружений: 1
Z
-4.95
-2.01
-7.35
-7.35
-8.77
-8.77
-4.95
-2.01
-7.35
-7.35
-8.77
-8.77
-4.95
-4.95
-2.01
-2.01
-7.35
-7.35
-7.35
-8.77
-8.77
-8.77
-4.95
-7.34
-8.77
-0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.05
-1.06
-0.08
-0.09
-0.11
-0.13
-2.63
-0.14
-0.17
-3.90
-0.18
-0.19
-4.52
-0.21
-0.22 -0.24
-0.25
-0.25
-0.26
-0.27
-2.01
-4.95
-2.01
-4.95
-7.35
-8.77
-0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.05
-2.07
-5.10
-7.57
-0.07
-8.90
-0.09
-0.11
-0.13
-0.14 -0.17
-0.18
-0.19
-0.21
-2.01
-4.95
-0.22
-7.35
-8.77
-0.24
-0.25
-0.25
-0.26
-0.27
-2.01
-4.95
-2.01
-2.01
-4.95
-7.35
-8.77
-0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.05
-2.07
-5.10
-0.07
-7.57
-8.90
-0.09
-0.11
-0.13
-0.14 -0.17
-0.18
-0.19
-2.01
-0.21
-4.95
-0.22
-7.35
-0.24
-8.77
-0.25
-0.25
-0.26
-0.27
-2.01
-4.95
-7.35
-8.77
-4.95
-2.01
-0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.05
-1.06
-0.08
-0.09
-0.11
-0.13
-2.63
-0.14
-0.17
-3.90
-0.18
-0.19
-4.52
-2.01
-0.21
-0.22
-4.95
-7.34
-0.24
-8.77
-0.25
-0.25
-0.26
-0.27
-2.01
-4.95
-7.35
-8.77
Инерционные силы перобразовкать во внешнее
загружение
Y
X
Рис.3.1 Инерционные силы (1-я форма колебаний)

11. Теоретическое армирование при линейном расчете сейсмикой

0.08
0.41
0.73
1.05
1.38
1.70
2.02
Вариант конструирования:Вариант 1
Единицы измерения - %
Расчет по РСУ (ДБН В.2.6-98:2009)
Z
Y
X
Процент армирования Несимметричное армирование . Максимум 2.67 в элементе 102.
Рис.3.5 Несимметричное армирование (Рама_00)
2.35
2.67

12. Армирование после преобразования инерционных сил в загружение

0.0264
0.0268
0.358
0.69
1.02
1.35
Вариант конструирования:Вариант 1
Единицы измерения - %
Расчет по РСУ (ДБН В.2.6-98:2009)
Z
Y
X
Процент армирования Несимметричное армирование . М аксимум 2.68 в элементе 102.
1.68
2.02
2.35
2.68

13. Технологическая унификация армирования

1
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У31
У21
У21
У21
У21
У11
У11
У31
У11
У11
У11
У11
У11
У11
У41
У51
У51
У41
У41
У51
У51
У41
У31
У51
У51
У31
У31
У51
У51
У31
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У31
У21
У21
У21
У21
У11
У11
У31
У11
У11
У11
У11
У11
У11
У41
У41
У51
У51
У41
У41
У41
У51
У51
У41
У31
У31
У51
У51
У31
У31
У31
У51
У51
У31
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У31
У21
У21
У21
У21
У11
У11
У31
У11
У11
У11
У11
У11
У11
У41
У41
У51
У51
У41
У41
У41
У51
У51
У41
У31
У31
У51
У51
У31
У31
У31
У51
У51
У31
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У41
У21
У21
У21
У21
У21
У21
У31
У21
У21
У21
У21
У11
У11
У31
У11
У11
У11
У11
У11
У11

14. Сравнение предельной нагрузки при теоретическом армировании и технологической унификации

15. Армирование при технологической унификации

1.04
1.26
1.47
1.68
Вариант конструирования:Вариант 1
Единицы измерения - %
Расчет по РСУ (ДБН В.2.6-98:2009)
Z
Y
X
Процент армирования Несимметричное армирование . М аксимум 2.74 в элементе 97.
1.89
2.1
2.32
2.53
2.74

16. Состояние нелинейной модели перед разрушением

17. Состояние после уменьшения опорного армирования

Рис.3.19. Стадия перед разрушением

18. Графики зависимостей перемещения верха поперечной рамы от уровня сейсмической нагрузки

19. Зависимость уровня предельной сейсмической нагрузки от уровня армирования.