Поиск по сайту

Метод обратной задачи динамики в определении остаточной жесткости эксплуатируемых зданий на основе лазерных отображений колебательных процессов

Соболев В.И. , Туан Нгуен Фу

2019 / Том 9, номер 1(28) 2019 [ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО ]

Представленная работа посвящена решению проблем чрезвычайно актуальных для большинства городов России - последовательности сноса или реконструкции ветхих домов, в частности, серии 335 путем определения уровня дефектности каждого строения. Количественные оценки дефектности осуществляются путем решения обратных задач динамики на основе лазерных отображений собственных динамических процессов. Под обратными задачами динамики принято понимать задачи, решение которых позволяет восстановить механические и геометрические параметры (в том числе и наличие дефектов) инженерных конструкций различного назначения по параметрам и характеристикам собственных динамических процессов. Предложенная авторами методика основана на использовании высокоточных лазерных отображений процессов собственных колебаний, позволяющих определить собственные динамические свойства зданий и на их основе дать интегральную оценку остаточных фактических жесткостей, характеризующих степень накопления дефектов. Изложенный подход к решению задач обследования технического состояния домов позволяет произвести интегральную (комплексную) оценку жесткости зданий, не используя детального обследования узлов и элементов внутренних несущих конструкций, находящихся внутри ограждающих конструкций. При этом нет необходимости демонтажа и вскрытия конструктивных элементов, влекущих за собой выселение жильцов и массу связанных с этим проблем, затрудняющих проведение обследования. Предложенное решение обратной задачи динамики, основанной на инструментальном определении собственной частоты колебаний основного тона конструкций, обеспечивает корректность вычислительного процесса и единственность решения. В сочетании с обеспечением высокой точности лазерных измерений предложенная методика имеет безусловные преимущества по сравнению с традиционными методами и может быть использована для обследования судовых и авиационных конструкций.

Ключевые слова:

частота колебания,виброизмеритель,спектральные преобразования,лазер,остаточная жесткость,накопление дефектов,обратная динамика,frequency of oscillations,vibration meter,spectral transformations,laser,residual rigidity,accumulation of defects,inverse dynamics

Библиографический список:

ГОСТ 31937 - 2011. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. Введ. в действие приказом Росстандата от 27.12.2012.
СНиП II-7-81* Нормы проектирования. Строительство в сейсмических районах. М.: Стройиздат. 2000.
Синицын А.П. Практические расчеты сооружений на сейсмические нагрузки. Стройиздат, 1967. 276 с.
Гаскин В.В., Снитко А.Н., Соболев В.И. Динамика и сейсмостойкость зданий и сооружений. Часть 1. Многоэтажные здания. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного университета, 1992. 216 с.
Айзенберг Я.М. Развитие концепций и норм антисейсмического проектирования, ЦНИИСК, ГНЦ. Москва: Строительство, 1997.
ГОСТ Р 53964-2010. Измерение вибраций сооружений (утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.11.2010 № 531-ст).
BC ISO 4866 Mechanical vibration and shock.
Пинус Б.И., Моргаев Д.Е. Оценка остаточного ресурса сейсмостойкости зданий серии 1-335 кс в городе Иркутске. Тезисы докладов V Российской Национальной конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию с международным участием // Центр исследований сейсмостойкости сооружений. М.: ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. 2003. 81 с.
Соболев В.И. Расчёт многоэтажных зданий, различных конструктивных систем на горизонтальное сейсмическое воздействие с учётом пространственного деформирования // Математическое моделирование в механике сплошных сред на основе методов граничных и конечных элементов: Труды XVIII Международной конференции, т. 1. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2000. С. 217.
Соболев В.И., Пинус Б.И., Зеньков Е.В. Комплексная оценка накопления дефектов зданий с использованием лазерных виброизмерителей: материалы Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве», Иркутск, 2018.
Adams, R.D., Cawley, Р., Stone, B.J А Vibration technique for non-destructively assessing the integrity of structures, 1978, 560 p.
Cawley, Р., Adams, R.D. The location of defects in structures from measurements of natural frequencies, 1979.
Карпиловский B.C., Криксунов Э.З., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. Scad Structure для пользователя, 2003. 328 с.
Argyris J.H., Boni В., Hinderlang V. Finite element analysis of two- and three dimensional elastoplastic frames - the natural approach, Comp. Meth. Appl. Mech., 1982, vol. 35, no. 2, pp. 221-248.
Соболев В.И., Черниговская Т.Н. Численное моделирование динамических процессов в сооружениях с дискретнонепрерывным распределением масс // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018;8(4), c. 170-181.
Бате К., Вильсон Е. Численные методы анализа и метод конечного элемента. М.: Стройиздат, 1982. 447 с.
Клаф Р., Пензиен Дж. Динамика сооружений. М.: Стройиздат, 1979. 319 с.
Снитко Н.К. Динамика сооружений. Госстройиздат, 1960. 357с.
Киселев В.А. Строительная механика. Специальный курс. Стройиздат. , 1969. 371 с.
Колоушек В. Динамика строительных конструкций. М.: Издательство литературы по строительству, 1965. 632 с.
Berman А. System identification of structural dynamic models - theoretical and practical bounds. 1984. 84-0929, 123-129. 487.