МУЛЬТИМОДАЛЬНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОГО ПОВЕДЕНИЯ

В настоящее время наиболее точным методом оценки сейсмостойкости систем является прямой динамический метод (ПДМ). Данный метод заключается в интегрировании уравнений движения системы с множеством степеней свободы во временной области. Результатом расчета является отклик конструкции на заданное сейсмическое воздействие. Прямой динамический метод очень трудоемок, требует высокой квалификации инженера и огромных вычислительных мощностей, а также реализован только в специализированных исследовательских программных комплексах. Поиск методов, позволяющих ускорить процесс анализа сейсмостойкости зданий, получив при этом достаточно точный результат, привел к созданию совершенно новой методики – Pushover Analysis (метод предельных состояний). Однако данная методика упоминается в действующих российских нормах лишь поверхностно. В процессе анализа возможно оценить последовательность образования пластических шарниров и разрушения элементов сооружения. Благодаря своей простоте и реализации во многих программных комплексах Pushover-анализ становится одним из основных инструментов оценки сейсмостойкости. Но ряд исследований показал ограниченность применения данной методики в части необходимости учета высших форм колебаний – метод применим к системам, в которых главная форма колебаний меньше 70% от общей модальной массы. Таким образом, модификация данной методики с целью расширения спектра ее применимости в части учета высших форм колебаний является актуальной проблемой, так как предложенные методики до сих пор не были в достаточной степени подтверждены и пока не получили широкого распространения. Цель диссертационной работы: оценка влияния высших форм колебаний на отклик при сейсмическом воздействии, а также разработка методики учета их влияния. В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:  Анализ существующих методов оценки сейсмостойкости систем;  Исследование влияния высших форм колебаний на общий отклик системы;  Разработка методики определения модифицированной системы инерционных сил при анализе сейсмостойкости с использованием Pushover-анализа;  Разработка методики поиска характеристической точки, на основании которой может быть определен общий отклик системы при сейсмическом воздействии;  Определение сейсмостойкости различных систем с учетом влияния высших форм колебаний с использованием Pushover-анализа и сравнение полученных результатов с математическими исследованиями;  Решение практической задачи оценки сейсмостойкости на примере реальных объектов. Научную новизну работы составляют следующие результаты:  Разработан новый мультимодальный метод расчета на сейсмические воздействия зданий и сооружений с учетом нелинейного поведения с использованием Pushover-анализа;  Введено новое понятие «модифицированная система инерционных сил», позволяющее учитывать влияние высших форм собственных колебаний системы при оценке сейсмостойкости нелинейным статическим методом;  Впервые применена гипотеза равенства энергий при упругой и упругопластической деформации системы при поиске характеристической точки на графике несущей способности, на основании которой возможно оценить отклик системы при сейсмическом воздействии с учетом нелинейного поведения;  Выполнена оценка сейсмостойкости башни ветроэлектрической установки Адыгейской ВЭС и существующего фундамента турбоагрегата блока №7 Томь-Усинской ГРЭС; Мультимодальный метод расчета на сейсмические воздействия зданий и сооружений с учетом нелинейного поведения реализован на базе программного комплекса Lira 10.X при помощи открытого интерфейса LiraAPI.