Оценка Влияния Ротационных Компонент Сейсмического Воздействия На Напряженно-Деформированное Состояние Простых Систем

Abstract

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); г. Москва, Россия АННОТАЦИЯ Введение. В настоящее время при расчете конструкций на сейсмические воздействия, как правило, учитываются только поступательные компоненты сейсмического воздействия. Однако анализ возникающих дефектов в зданиях и сооружениях, подвергающихся сейсмическому воздействию, указывает на пространственную природу работы конструкций, что свидетельствует о необходимости учета также вращательных компонент сейсмического воздействия при проектировании в сейсмических регионах для всех зданий и сооружений. Цель исследования -оценка влияния вращательных компонент на напряженно-деформированное состояние (НДС) простых систем. В рамках данного исследования вращательные компоненты акселерограмм получены как от действия только одной поступательной компоненты, так и от действия двух поступательных компонент сейсмического воздействия для интегральной модели сейсмического движения; уравнение движения получено с их учетом. Дифференциальные уравнения движения для исследуемых систем решены в плоской и пространственной постановках. Материалы и методы. Задача в плоской постановке решена с использованием метода центральных разностей в программном комплексе (ПК) LS-DYNA и метода Рунге -Кутта четвертого порядка в ПК MATLAB, с учетом одной поступательной компоненты, а также с учетом одной поступательной и одной вращательной компонент. Задача в пространственной постановке решена в программном обеспечении LS-DYNA с учетом только трех пространственных компонент, а также с учетом трех поступательных и трех вращательных компонент. Результаты. Получены максимальные и минимальные значения перемещений и значения напряжений фон Мизеса, возникающих как от действия только поступательных компонент, так и от комбинированного действия поступательных и вращательных компонент. Выводы. На основе результатов исследования проведен сравнительный анализ, в ходе которого сделано заключение, что влияние вращательных компонент сейсмического воздействия на НДС исследуемых систем незначительно, однако увеличение вклада вращательных компонент в НДС системы пропорционально ее высоте. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: сейсмостойкость, акселерограмма, ротационные компоненты, метод центральных разностей, метод Рунге -Кутта, LS-DYNA, MATLAB, вращательные компоненты Благодарности. Работа финансировалась Министерством науки и высшего образования РФ, проект № FSWG-2023-0004 «Система территориальной сейсмической защиты критически важных объектов инфраструктуры на основе гранулированных метаматериалов, обладающих свойствами широкодиапазонных фононных кристаллов».