Сезонные изменения собственных частот колебаний здания на свайном фундаменте
- Авторы: Корепанов ВВ1, Цветков РВ1
- Учреждения:
- Институт механики сплошных сред УрО РАН
- Выпуск: № 2 (2014)
- Страницы: 153-167
- Раздел: Статьи
- URL: https://ered.pstu.ru/index.php/mechanics/article/view/302
- DOI: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2014.2.153-167
- Цитировать
Аннотация
Работа посвящена исследованию динамических характеристик зданий на свайном фундаменте, а именно исследованию вибрационных процессов в здании при естественных внешних «слабых» воздействиях (микросейсмические, ветровые и т.д.). В этом случае требуется специальная аппаратура, способная регистрировать такие динамические процессы. Ветровые или микросейсмические воздействия различных механизмов, например автомобилей, на здания продолжаются постоянно, поэтому есть возможность организовать непрерывное наблюдение или мониторинг. Одним из наиболее информативных динамических параметров, оценивающих состояние исследуемой системы, является собственная частота. Так, например, изменение спектра собственных частот может свидетельствовать об изменении жесткостных характеристик элементов здания за счет накопленных повреждений, а также об изменениях в грунте и его связи со свайным фундаментом. В работе на основе непрерывного мониторинга вибрационных характеристик анализируется спектр частот колебаний здания, определяются его собственные частоты, исследуются сезонные изменения собственных частот и проводится численное моделирование, позволяющее описывать эти сезонные изменения. На основе численного эксперимента по определению собственных частот в системе здание-свайный фундамент-грунт, в котором взаимодействие свайного фундамента с грунтом представлено в виде пружин, найдены низшие собственные частоты конструкции здания. Установлено, что сезонные изменения собственных частот конструкции здания связаны с промерзанием грунта, которое влияет на жесткостные свойства системы здание-свайный фундамент-грунт.
Об авторах
В В Корепанов
Институт механики сплошных сред УрО РАН
Email: kvv@icmm.ru
614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1
Р В Цветков
Институт механики сплошных сред УрО РАН
Email: flower@icmm.ru
614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1
Список литературы
- Корчинский И.Л. Колебания высотных зданий; Центральный институт промышленных сооружений. - М, 1953. - Вып. 11. - 44 с.
- Вибрационный метод испытания жилых и общественных зданий / Г.А. Шапиро, Ю.А. Симон, Г.Н. Ашкинадзе [и др.]. - М.: Наука, 1972. - 160 c.
- Пат. РФ 2141635. Российская Федерация. Способ динамических испытаний зданий и сооружений и устройство для его осуществления / Н.А. Есенина, В.И. Ларионов, М.А. Шахраманьян, Г.М. Нигметов [и др.]; заявитель и патентообладатель ТОО «Центр исследований экстремальных ситуаций». - № 99105726/28; заявл. 30.03.99; опубл. 20.11.99.
- Аппаратура и методика сейсмических наблюдений в СССР / под ред. З.И. Аранович - М.: Наука, 1975. - 243с.
- Dalgleish W.A., Rainer J.H. Measurements of wind induced displacements and accelerations of a 57-storey building in Toronto, Canada // Proc. 3rd Colloquium Onindustrial Aerodynamics, Aachen, 14-16 June 1978. - Vol. 2. - P. 67-78.
- Капустян Н.К., Дыховичная Н.А. Сейсмический мониторинг ветровых колебаний высотных зданий // Мониторинг небезопасных геологических процессов и экологического состояния среды; УрО РАН. - Екатеринбург-Пермь, 2005. - 225 с.
- Юдахин Ф.Н., Капустян Н.К., Антоновская Г.Н. Инженерно-сейсмические исследования геологической среды и строительных конструкций с использованием ветровых колебаний зданий; Ин-т эколог. проблем Севера УрО РАН. - Екатеринбург, 2007. - 156 с.
- Цветков Р.В., Шардаков И.Н. Автоматизированная система измерения неравномерности осадок сооружения // Вестник ВолгГАСУ. Строительство и архитектура. - Волгоград, 2008. - Вып. 10 (29). - С. 128-134.
- Пат. № 2378457, Российская федерация, МПК E02D33/00. Система мониторинга здания, находящегося под действием возмущений от его фундамента / И.Н. Шардаков, В.П. Матвеенко, Р.В. Цветков, Л.А. Голотина; заявитель и патентообладатель ИМСС УрО РАН. - №2008145818; заявл. 19.11.2008; опубл. 10.01.2010.
- Цветков Р.В., Шардаков И.Н. Моделирование деформационных процессов в системе «грунтовое основание-фундамент-здание» при наличии карстовых явлений // Вычислительная механика сплошных сред. - 2010. - Т. 3, № 3. - С. 102-116.
- Salawu O.S. Detection of structural damage through changes in frequency: a review // Enginering Structures. - 1997. - Vol. 19 (9). - P. 718-723.
- The observed wander of the natural frequencies in a structure / J.F. Clinton, C.S. Bradford, T.H. Heaton, J. Favela // Bullеtin of Seismological Society of America. - 2006. - Vol. 96(1). - P. 237-257.
- Dynamic monitoring of a stadium suspension roof: Wind and temperature influence on modal parameters and structural response / N. Martins, E. Caetano, S. Diord, F. Magalhaes, A. Cunha // Engineering Structures. - 2014. - Vol. 59 - P. 80-94.
- Yuen K.V., Kuok S.C. Ambient interference in long-term monitoring of buildings // Engineering Structures. - 2010. - Vol. 32. - P. 2379-2386.
- Цветков Р.В., Шардаков И.Н. Оценка вибрационных процессов в системе «грунтовое основание-фундамент-здание» при мониторинге конструкции здания // XVII Зимняя школа по механике сплошных сред: тез. докл. Пермь, 28 февраля - 3 марта 2011 г. - Пермь-Екатеринбург, 2011. - С. 326.
- Матвеенко В.П., Федорова В.А., Шардаков И.Н. Теоретическое обоснование возможности построения волоконно-оптической системы мониторинга деформаций земной поверхности // Известия РАН. МТТ. - 2013. - № 5. - C. 46-52. == Matveenko V.P., Fedorova V.A., Shardakov I.N. Theoretical Justification of the Possibility of Constructing a Fiber-Optic Earth Surface Deformation Monitoring System // Mechanics of Solids. - 2013. - Vol. 48. - No. 5. - Р. 520-524.