Ярошенко Д. С. Розробка схем та способів розрахунку нелінійної динамічної взаємодії споруд рамного типу з демпфіруючими пристроями

Об'єкт дослідження - нелінійна взаємодія будівель та споруд рамного типу з демпфіруючими пристроями при динамічних навантаженнях. Метою дисертаційної роботи є розробка наукових положень щодо вибору конструктивних схем і способів розрахунку нелінійної динамічної взаємодії споруд рамного типу з демпфіруючими пристроями. Методи дослідження: методи будівельної механіки, теорії власних і вимушених коливань механічних систем, метод скінченних елементів, "метод прямих"; математичний пакет Mathcad, ПК ЛІРА, SCAD, лабораторний експеримент. Теоретичні і практичні результати: розроблено схеми і способи створення і розрахунку моделей системи "споруда + демпфіруючий пристрій", а також нелінійного процесу динамічної взаємодії її підсистем; розроблені методи розрахунків дозволяють визначати раціональні місця і схеми встановлення демпфіруючих пристроїв в будівлях і спорудах рамного типу, а також параметри нелінійних характеристик для забезпечення міцності і стійкості конструкцій, заданого рівня комфорту для людей, справності і працездатності приладів і обладнання. Наукова новизна: вперше складені нелінійні диференціальні рівняння руху з використанням "методу прямих" для моделювання в часовій області динамічної взаємодії різних демпфіруючих пристроїв зі спорудами рамного типу, що мають скінченне число ступенів вільності; виявлено закономірності в частотних спектрах форм власних коливань одноповерхових і багатоповерхових рам з різними вузлами сполучення і статичними навантаженнями; виявлено межі і описано принципи розташування зон згущення частот; показано, що при додаванні в систему нелінійних демпфіруючих пристроїв можуть виникати ефекти зміни структури моделі споруди і рухів із зупинками; при зіставленні ефективності різних типів і схем демпфіруючих пристроїв з лінійними і нелінійними дисипативними характеристиками виявлено, що ефективність динамічних гасителів коливань з в'язким і сухим тертям є найбільшою з розглянутих варіантів (вона в 4-5 разів вища за ефективність поглиначів коливань з в'язким і сухим тертям); для рамної споруди створено нову схему ефективного демпфіруючого пристрою, що побудована на основі пристрою перетворення руху, а також запропоновано його динамічну модель і спосіб розрахунку всієї системи в часовій області. Ступінь упровадження: результати роботи прийняті до впровадження в проектну практику ВАТ "Проектний інститут "Дніпропроектстальконструкція" для гасіння коливань крана-перевантажувача, Лабораторії надшахтних споруд ДонНАБА (для зниження коливань конструкцій рамних копрів), а також були впроваджені в навчальний процес ДВНЗ "ПДАБА" і ОДАБА. Сфера використання: динамічні розрахунки і захист від надмірних коливань будівель та споруд.