VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Введение. Выявление процессов, происходящих в материале колонны при колебаниях почвы в процессе землетрясений и характера разрушения колонны имеет важное значение для повышения сейсмостойкости строительных конструкций.

Работа проводится на кафедре точного приборостроения Томского политехнического университета совместно с кафедрой «Защита в чрезвычайных ситуациях» Кыргызско-Российского Славянского университета [1]. В Киргизии создан экспериментальный макет нагруженной колонны (рис.1), который смонтирован в сейсмически активной зоне на сейсмической станций Академии наук для проведения физического эксперимента с целью выявления характера её разрушения при землетрясении.

Компьютерный анализ. В ТПУ проведен компьютерный статический анализ 3D модели экспериментального макета. Анализ проведен в программном продукте T-Flex Анализ [2]. Параметры 3D модели в полном объеме соответствуют параметрам экспериментального макета (рис.1).

Рис.1. Чертеж общего вида экспериментального макета колонны

В таблице 1 приведены характеристики выбранного материала железобетона.

Таблица 1 – Характеристики материала

Модуль упругости	17300/(мм3)
Коэффициент Пуассона	0.18
Модуль сдвига	20000 н/(мм2)
Предел текучести	235 н/(мм2)
Предел прочности на разрыв	373 н/(мм2)
Предел прочности на сжатие	240 н/мм2
Плотность	2400кг/мм3
Теплопроводность	0.00197ват/(мм*град)

Задача 1. Внешнее воздействие - распределенная нагрузка приложена к боковой грани фундамента. Ниже (рис.2) приведены результаты анализа при распределенной нагрузке Q = 12500Н/м² на фундамент колонны.

а) б)

в) г)

Рис. 2. Результаты анализа задачи 1: а) перемещение, модуль, б) к-т запаса по эквивалентным напряжениям, в) напряжения эквивалентные, г) деформации эквивалентные

Задача 2. Внешнее воздействие - распределенная нагрузка приложена к нижней грани фундамента. Такой вариант (рис.3) силового воздействия может иметь место в случае, если очаг (гипоцентр) землетрясения будет расположен ниже сооружения.

Рис.3. Вариант расположения гипоцентра землетрясения под сооружениями

Ниже (рис.4) приведены результаты анализа задачи 2 при распределенной нагрузке Q = 10000 Н/м²) на фундамент колонны снизу.

а) б)

в) г)

Рис.4. Результаты анализа задачи 2: а) перемещение, модуль, б) коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям, в) напряжения эквивалентные, г) деформации эквивалентные

Выводы: Результаты анализа (задача 1) показывают, что самые высокие (опасные) напряжения возникают в колонне в месте ближе к её заделке в фундаменте (рис.2.в) при воздействии нагрузки на боковую грань фундамента. Такое воздействие характерно при волне землетрясения распространяющейся в горизонтальной плоскости. При этом ожидаемый характер разрушения колонны – косой разлом (срез).

Результаты анализа задачи 2 показывают, что в колонне при рассматриваемом воздействии не возникают разрушительные (опасные) напряжения. При этом опасные напряжения возникают только в нижней части фундамента колонны.

Полученные результаты статического анализа позволят подобрать необходимые приборы (акселерометры, наклономеры, тензодатчики) для регистрации параметров напряженно-деформированного состояния макета в условиях реального землетрясения.

Литература

1. Ордобаев Б. С. Сеитов Б. М. Исследование на сейсмостойкость несущих элементов железобетонных колонн и стен в чрезвычайных ситуациях: Монография. Бишкек: КРСУ, 2014. 144 с.

2.http://www.tflex.ru/products/raschet/analiz/

Код для цитирования: Скопировать