Булат А.Ф., Кобець А.С., Дирда В.І., Лисиця М.І., Козуб Ю.Г., Гребенюк С.М., Нємченко В.В. Деякі проблеми розрахунку та експериментальних досліджень еластомерних блоків для вібросейсмозахисту будівель і споруд

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-138

Деякі проблеми розрахунку та експериментальних досліджень еластомерних блоків для вібросейсмозахисту будівель і споруд

Булат А.Ф., Кобець А.С., Дирда В.І., Лисиця М.І., Козуб Ю.Г., Гребенюк С.М., Нємченко В.В.

Автори:

Булат А.Ф., Акад. НАН України, д-р техн. наук, професор (ІГТМ НАН України)

Кобець А.С., д-р наук з державного управління, професор, ректор (ДГАЕУ)

Дирда В.І., д-р техн. наук, професор, (ІГТМ НАН України)

Лисиця М.І., канд. техн. наук, старший науковий співробітник, (ІГТМ НАН України)

Козуб Ю.Г, канд. техн. наук, доцент (ЛНУ ім. Тараса Шевченко)

Гребенюк С.М, д-р техн. наук, завідувач кафедри (ЗНУ)

Нємченко В.В., інженер, директор (ООО «Монодит»)

УДК 678.4:539.3

Мова: Російська

Анотація.

Розглядаються основні проблеми системи вібросейсмозахисту будівель і споруд за допомогою шаруватих еластомерних блоків, які характеризуються високою вертикальною жорсткістю, низькою жорсткістю на зсув, високою диссипацією енергії і здатністю до центрування вертикального навантаження; мають високу надійність і відсутність ризику раптової відмови.

Розглядається розрахунок еластомерних блоків при статичному стисненні. Досліджуються компоненти напружено-деформованого стану тонкошарових елементів. Проведено розрахунок величини стиснення тонкого гумового шару під дією вертикально прикладеної сили. У разі прийняття спрощуючих гіпотез аналітичним методом отримана залежність величини осаду гумового шару при різних співвідношеннях радіусу і товщини. Завдання вирішували при пружному деформуванні для гумового шару. При чисельному розрахунку слабка стисливість гуми моделювалася за допомогою моментної сили кінцевого елемента для слабостискаємих матеріалів, яка полягає в потрійний апроксимації полів переміщень, компонент деформацій та функції зміни об’єму. Чисельне рішення отримано методом кінцевих елементів для різних співвідношень радіусу і товщини в разі геометрично нелінійного пружного і в’язкопружного деформування.

Геометрична нелінійність описувалася за допомогою тензора нелінійних деформацій. Для моделювання в’язкопружних властивостей гуми використовували спадкову теорію Больцмана-Вольтерра з ядром релаксації Ю.Н. Работнова. Нелінійні крайові задачі вирішувалися модифікованим методом Ньютона-Канторовича. Досліджено вплив геометричної нелінійності і в’язкопружних властивостей гуми на величину осаду гумового шару.

Викладено результати статичних і динамічних випробувань параметричного ряду еластомерних блоків для захисту житлових будинків від вібрацій. Розглядається конструкція палі з віброізолюючими гумовими опорами.

Розроблені і випробувані конструкції були використані для віброзахисту від поїздів метрополітену та автотранспорту житлових будинків в м. Києві: 10-секційного 10-поверхового житлового будинку по вул. Кіквідзе і трьох 27 поверхових будинків по Оболонському проспекту, а також трьох будинків у м. Львові.

Вібросейсмоізоляція за допомогою еластомерних блоків забезпечує власну частоту коливань будівлі в горизонтальній площині менше 1 Гц, що відповідає вимогам національних стандартів, які гармонізовані з відповідними частинами єврокодів 8 до проектування систем сейсмоізоляції будівель.

Ключові слова:

вібросейсмозахист будівель і споруд, віброізолятор, статичні та динамічні дослідження, розрахунок віброизоляторів.

Список літератури:

1. Бідерман, В.Л. Розрахунок циліндричних і прямокутних довгих гумових амортизаторів стиснення / В.Л. Бідерман, Н.А. Сухова // Розрахунки на міцність. - 1968. - № 13. - С. 55-72.

2. Гребенюк, С.Н. Підвищення точності моментной схеми кінцевого елемента для слабосжімаемих матеріалів / С.М. Гребенюк, А.А. Бова // Сучасні проблеми та шляхи їх вирішення в науці, транспорті, виробництві та освіті. - 2009. - Т. 22. - С. 55-64.

3. Дирда, В.І. Аналітичні і чисельні методи розрахунку гумових виробів / В.І. Дирда, С.Н. Гребенюк, С.І. Гоменюк. - Дніпропетровськ-Запоріжжя: Запорізький національний університет, 2012. - 370 с.

4. Дирда, В.І. Рішення завдання про стиснення в'язкопружного циліндра методом Рітца / В.І. Дирда, А.В. Гончаренко, Л.В. Жарко // Геотехнічна механіка. - 2010. - Вип. 86. - С. 113-124.

5. Киричевський, В.В. Метод кінцевих елементів в механіці еластомерів: [монографія] / В.В. Киричевський. - К .: Наукова думка, 2002. - 655 с.

Про авторів:

Булат Анатолій Федорович, Академік Національної академії наук України, доктор технічних наук, професор, директор інституту, Інститут геотехнічної механіки ім. Н.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Кобець Анатолій Степанович, доктор наук з державного управління, професор, ректор, Дніпровський державний аграрно-економічний університет (ДГАЕУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Дирда Віталій Іларіонович, доктор технічних наук, професор, завідувач відділу механіки еластомірних конструкцій гірських машин, Інститут геотехнічної механіки ім. Н.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Лисиця Микола Іванович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник від-справи механіки еластомірних конструкцій гірських машин, Інститут геотехнічної механіки ім. Н.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Козуб Юрій Гордійович, кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри технологій виробництва і професійної освіти, Луганський національний університет ім. Тараса Шевченка (ЛНУ ім. Тараса Шевченка), Луганськ, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Гребенюк Сергій Миколайович, доктор технічних наук, завідувач кафедри математичного аналізу Запоріжського національного університету (ЗНУ), Запоріжжя, Україна

Нємченко Віталій Володимирович, інженер, директор ТОВ «монодії», Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.