|
| |
  |
Перейти на главную Журналы принято, что для сооружений с периодом собственных колебаннй менее 0,25 с и для зданий высотой до 40 м, т, е. для достаточно жестких зданий и сооружений, динамическую составляющую ветровой нагруа-ки можно не учитывать. Для указанных зданий и сооружений при сочетании ветровой нагрузки с другими кратковременными нагрузками (снеговой, краиовой н др.) и учете вероятности одновременного возникновения расчетных значений пульсации скоростного напора по поверхности сооружения (пространственной корреляции) вклад динамической составляющей ветровой нагрузки мал по сравнению с суммарной расчетной нагрузкой на сооружение. Для сооружений, имеющих густой спектр собственных частот колебаннй, должны учитываться как вклады самих собственных форм колебаний, так и вклады взаимных корреляций между формами. Б качестве примера рассмотрим вынужденные колебания горизонтального надземного трубопровода, расчетная модель которого пред-с1авляет собой пятипролетную нераэрезную балку постоянного сечения на жестких опорах. Принимается, что влияние пролетов, расположенных далеко от рассматриваемого, незначительно влияет на его колебания. Параметры расчетной модели: пролет балки L»=50 м- площадь поперечного сечения - 0,0771 м; жесткость на изгиб £/=3,98>< ХЮ МПам; распределенная масса t=2,14 т/м; статическая сжимающая сила - 400 кН- Нормативное значение давления и интенсивность турбулентности на уровне расположения балки j? (jti) = (хд) д: Vi Ui) "Ут М -У-Нормативное значение интенсивности пульсации давлениж/ивг, t= 2*,=0,6 кН/м, где d - диаметр трубопровода. Известно, что в неразреэиых балках собственные частоты образуют зоиы сгущения с числом частот в зоне, равном числу пролетов балки. Поскольку первая н вторая зоны сгущения частот в таких балках достаточно удалены друг от друга, динамические перемещения 11 усилия могут определяться с учетом вклада частот только первой зоны сгущения- Собственные частоты балки, образующие первую зону сгущения, приведены в табл. 10. Таблица 10
КовариациЕ! обобщенных координат, вычисленные по формулам (33) и (34), где /(e) = («ht=Jjai(x,)a,(x2)exp(-p dxtdx. и увеличенные в 1000 раз, приведены в табл. П. Как видно из табл. 11, при определении перемещений и усилии в системе необходимо учитывать вклады всех пяти собственных форм, соответствующих первой зоне сгущения собственных частот нераз-резной балки. В то же время вклады взаимных корцрляциЙ между собственными формами малы. Это объясняется, по-видиыюму, тем, 7-514 97
что собственные формы неразрезной балки, расположенные в порядке возрастания номеров, попарно чередуясь, симметричны и косо-симметричны относительно середины балки. Ниже общее решение задачи используется для определения ди-иамической составляющей ветровой нагрузки, перемещений и усилий в упомянутых двух классах сооружений и зданий, имеющих разреженный и густой спектр частот собственных колебаний. Сооружения башенного типа, В качестве расчетной схемы сооружения принимается защемленный в основании консольный стержень переменного сечения но высоте. Сооружение разбивается на г участков с текущим номером /=1, 2, А, .... т, г, масса участков и действующая на него возмущающая сила сосредоточиваются в центре участка. Пренебрегая корреляцией между обобщенными координатами, можно средний квадрат смещений точки / системы записать так: где средний квадрат обобщенной координаты 1т] = [а> 2 (1-7/2) квадрат модуля передаточной функции системы; (35) (36) (37) Спектральная плотность обобщенной силы 4=2, S/»m (38) где взаимная спектральная плотность возмущающих сил (О в m4<t.,<ryry,S; (39) Вшыушающая сила (О =<3й (О-а Sk - площадь проекции сооружения на уровне к на плоскость, перпендикулярную к направлению ветра. Нормированная взаимная спектральная плотность продольных пульсаций скорости в точках k tt т как функции в будет иметь вид Окончательное выражение для среднего квадрата перемещений сооружения запишем так: 1=1 * ft где v;. = (в) = 4 S 2 Т,, V.. сс, (г,) а, (. J ехр (- ). k=l m=l " / (43) Задача существенно упрощается, если предположить, что скорость ветра полиостью коррелирована по высоте сооружения, т, е. представляет собой произведение случайной функции времени на функцию координат, В этом случае vf,it)=fiiy%* ; /(00; =1, где Oj, -стандарт пульсации продольной компоненты Скорости на уровне k. Возмущающая сила, действующая на этом уровне, Q;(0-2QjtVxft/(0: (44) стандарт возмущающей силы Gq -2Qfjf утл- Расчетное значение возмущающей силы Ql(Zh)=Qim(Zh), где коэффициент пульсации fn{Zk)-2acyTh, Лс - коэффициент обеспеченности. В главе СНиП II-6-74 интенсивность турбулентности принята по формуле (2). Тогда коэффициенты пульсации для четырех типов подстилающей поверхности могут быть вычислены по формулам: "oiKp,Mopeft = 0j55f-jI , (45) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 [ 31 ] 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||