Contabilitatea impactului unui cutremur sugerează că construcția rezistă pasiv printr-o combinație de rezistență, deformabilitate și absorbție de energie. Nivelul de amortizare a unui astfel de sistem este, de regulă, foarte scăzut și, prin urmare, cantitatea de disipare a energiei într-un astfel de sistem este de asemenea scăzută pentru comportamentul elastic. În timpul unui cutremur puternic, deformările unei astfel de structuri vor depăși granița elasticității și structura nu va fi distrusă doar datorită capacității sale de a se deforma nu elastic. Deformările inelastice dobândesc forma balamalelor plastice localizate, ceea ce duce la creșterea gradului de respectare și absorbție a energiei. În același timp, cea mai mare parte a energiei cutremurului este absorbită de proiectare prin pagube locale.
Luați în considerare distribuția energiei în structură. În timpul acțiunii seismice, o anumită cantitate de energie intră în structură. Această energie este reprezentată sub formă de potențial cinetic și cinetic, care trebuie absorbit sau împrăștiat. Dacă structura nu are amortizare, atunci oscilațiile vor dura pe termen nelimitat. Cu toate acestea, designul are întotdeauna niște parametri de amortizare și, datorită acestui fapt, amplitudinea oscilațiilor scade în timpul mișcării. Creșteți rezistența structurii la un cutremur și reduceți cantitatea de daune posibile prin adăugarea elementelor speciale de amortizare la proiect. Astfel de elemente sunt încorporate în cadru și absorb energia care trece prin ele.
Legea conservării energiei unui astfel de sistem are forma:
unde este energia totală sub acțiunea cutremurului,
- energie cinetică totală,
- energia deformării elastice,
- energia nu este o deformare elastică,
- energia disipată într-un element special de amortizare.
PC-ul LIRA-CAD vă permite să luați în considerare activitatea elementelor speciale de amortizare cu ajutorul unui element finit de amortizare vâscoasă (nr. CE 62), schema din care este prezentată în Fig.
Figura 1. Amortizor de sistem.
Luați în considerare funcționarea acestui element.
Pierderea energiei într - un singur ciclu de oscilații într - un astfel de element poate fi definită ca
unde este forța de amortizare.
În modelul matematic liniar, forța de amortizare vâscoasă.
Ecuația oscilațiilor armonice are forma
iar viteza de mișcare este determinată de expresie
Având în vedere acest lucru, putem scrie
Apoi pierderea de energie într-un singur ciclu de oscilații este
La rezonanță și, de asemenea,
Ecuația (4) poate fi scrisă în formular
Expresia (9) poate fi reprezentată ca:
Elipsa definită de ecuația (10) poate fi reprezentată grafic (figura 2).
Figura 2. Disiparea energiei într-un amortizor vâscos per ciclu de oscilații.
Alte mecanisme de disipare a energiei pot fi reprezentate ca un amortizor vâscos prin echivalarea muncii într-un singur ciclu, așa cum se face pentru un amortizor vâscos.
În consecință, factorul de amortizare echivalent este definit ca
Să rezolvăm exemplul de test al oscilației a două cadre. Caracteristicile geometrice și fizice sunt identice. Lungimea canalului este de 5 m, înălțimea pardoselii este de 3 m, secțiunea transversală a coloanelor este fasciculul I 35K1, secțiunea grinzilor este fasciculul nr. 30B1. Ambele cadre au aceeași încărcare dinamică. Într-unul dintre cadrele dintre etaje se stabilesc elementele unui amortizor vâscos (CE 62) așa cum se arată în figura 3.
Figura 3. Modelul de calcul.
Caracteristicile elementului amortizor vâscos sunt date în forma (figura 4),
Fig. 4. Caseta de dialog.
Unde este rigiditatea elementului în direcția axială (N / m), este coeficientul de amortizare vâscoasă (ND pentru calculul coeficientului de amortizare, folosim formula
Grad de amortizare - raportul dimensional al coeficientului de amortizare la amortizarea critică:
Natura mișcării, în funcție de valoarea gradului de amortizare, poate fi împărțită în trei cazuri:
- <1,0 колебательное движение;
- > 1.0 nu este mișcare oscilantă;
- = 1.0 deplasare în timpul amortizării critice.
Luați în considerare problema influenței gradului de amortizare. Pentru cele trei cadre cu CE 62 (Figura 5), stabilim diferiți parametri.
Fig. 5. Modelul de calcul.
Există diferite mecanisme care pot provoca amortizarea în proiectare. În calculatorul LIRA-CAD este implementat un CE special, care simulează lucrul unui element liniar al unui amortizor vâscos. Într-un astfel de element, forța de amortizare este proporțională cu viteza. În multe cazuri, o expresie simplă a forței de amortizare este imposibilă. Cu toate acestea, este posibil să se obțină un coeficient echivalent de vâscozitate vâscos. Pentru a face acest lucru, este necesar să se egaleze pierderea energiei cinetice și potențiale a energiei de împrăștiere.
Ați găsit o eroare? Selectați-l și apăsați pe Ctrl + Enter pentru a ne spune.