Главная
Статьи
Расчет зданий
Самодельные станки
Свойства бетона
Монтаж специальных сооружений
Строительная физика
Строительное проектирование
Штукатурные работы
Строительные конструкции
Строительные материалы из отходов
Дом и дача
От посетителей
|
Перейти на главную Журналы Используя формулы (9) п (53) Руководства, получим формулу (15) Руководства для динамической составляющей ветровой иа* грузки, действующей на массу покрытия. Высокие здания [6J, [57J, [S1J. Как уже отмечалось, для решетчатых конструкций вследствие малости их элементов обтекающий конструкцию поток может рассматриваться как квазистацио-парный. В этом случае стандарт лобового сопротивления может быть вычислен в зависимости от его среднего значения Сд от интенсивности турбулелшюсти ут и от коэффициента поперечной корреляции продольной компоненты скорости где Ixi-хе [ - расстояние между точками 1 и 2 по горизонтали. Тогда для спектральной плотности пульсации лобового сопротивления имеем S(j,(rt)-4(-) 5,,(n)J(n). (55) J{n) = J-7Г~Г.- (56) 5,,(«) S f w in) - коспектр (действительная часть взаимной спектраль-1 "2 ной плотности) пульсации продольной компоненты скорости в точках I и 2; S - площадь проекции конструкции иа плоскость, перпендикулярную потоку. . Таким образом, если рассматривать здание как решетчатое сооружение, то спектральная плотность возмущающей силы получается путем умножения спектральной п,чотности пульсации продольной компоненты скорости Sy/(rt) па функцию J{n), которая представляет собой квадрат модуля аэродинамической передаточной функции здания. Аэродинамические испытания плохо обтекаемых вертикальных конструкций [81] показали, что использование решетчатой модели допустимо для приближенной оценки пульсации лобового сопротивления зданий малого удлинения в турбулентном потоке. Этот подход, предложенный Викери и Давенпортом [58], эквивалентен допущению, что мгновенная сила, действующая иа плохо обтекаемое тело, пропорциональна количеству движения воздуха j pv4S, протекающего через площадь S. По аналогии с geшeткoй коэффициент пропорциональности принимается равным 0/JpfdS, т.е. как для установившегося потока. В дальнейшем этот подход использован нами при определении реакции высокого здания иа действие ветра. Рассмотрим три типа зданий: 1) прямоугольные и квадратные в плане здания с центром жесткости, совпадающим с центром масс; 2) несимметричные в плане здания с центром жесткости, не совпадающим с центром масс; 3) симметричные, протяженные в плане адання типа пластин, Очевидно, что для зданий первого типа пространственная корреляция продольных пульсаций должна учитываться не только по высоте здания, но и вдоль фасада. Как и для сооружения башенного типа инерционная сила, при-ложенная в середине участка прн колебаниях здания по t-ofi фор-ме» определяется по формуле где JWj -масса /-го участка, сосредоточенная в его середине; - коэффициент динамичности; v - коэффициент, учитывающий корреляцию пульсации скорости ветра по высоте и фронту здания. Для определения v используется выражение (50); (О можно получить, если в указанном выражении принять /(в)1 и разделить стоящий перед интегралом множитель на (аН-2)а. Выражение для /(е) имеет в данном случае вид У (е) = 4 [Яй/; {и) V, (и)У JJJJ £1 ехр (- X X ехр (- IX-Xii dx dXu Здесь коэффициент с в выражении (54) принят равным 20; А=« =В/Я; х=хЯ Коэффициевь V определяется по табл. 11 в зависимости от вы-соты здания и параметров ej = гт- и X. Логарифмический деире* мент колебаний 6=ОД Для зданий с равномерно распределенной массой и постоянной по высоте жесткостью коэффициент у, определяется точно так же» как и для сооружений такого типа. Для первой собственной формы колебаний принята прямая линия. Коэффициенты к приведены в табл. 13 Руководства. , Рассмотрим теперь несимметричное в плане здание рамно-свя-аевой системы (тип 2), в котором центр жесткости не совпадает с центром масс. В таком здании прн действии ветра возникают связанные поступательные и вращательные колебания. Уравнения вынужденных колебаний /-то этажа здания, рассматриваемого как система с s степенями свободы, можно получить нз уравнеиий свободных колебаний здания (п. 7, прил, 2), если в правые части системы уравнений вместо нулей написать возмущающие силы и внешний крутящий момент, действующие на уровне /-го этажа в направлении 1. 2 и 3. Перемещения точек осн здания могут быть выражены через его собственные формы колебаний Здесь pi (О - обобщенная координата; axiizj), ayi(zi), oqi (г,) - ординаты составляющих пространственной формы колебани!! эда-иня в точке Zj, соответствующей t-ой собствепной частоте.. Обозначим направление движения вдоль осей л: и и поворот вокруг вертикальной осн г соответственно через 1, 2 и 3. Ось x направлена вдоль наветренной грани, ось у совпадает с направлением ветра. Тогда, используя выражения (58), получим для рассматриваемой линейной системы последовательность урав-неннй вида (25), Здесь обобщенная сила Qt (О = i; Qxk (О + i; oafft Qrt (О + S <htk Явк (0; k=i k=i ki r T T обобщенная масса Af= 2 «ша+Х ikh S Ift-ft- ft=I Jt=l A=l где Mh и /fc - соответственно масса fe-го этажа здания (перекрытия и стен) и момент инерции этой массы относительно вертикаль* ной осн, проходящей через ентр тяжести здания, г Пусть 11*»(ХЖ*)/Я - масса единицы высоты здания, /=> ~iJh)iH ыотт инерции массы единицы высоты здания. Прн- мем для составляющих f-ой собственной формы колебаний здания прямую линию и обозначим ординаты составляющих на уровне его верха через ku. ksu кц. Пусть -отношение аэродинамических коэффициентов о и Сп для заданного направления ветра, ец - эксцентриситет равнодействующей давления ветра относительно центра наветренной грани, тогда Ai - fria fell -f- fetf + hi oJ в тех случаях когда можно пренебречь связью между поступательными и вращательными колебаниями здания, его собственные формы становятся плоскими с ординатами для верха здания, равными единице. Ковариация обобщенных координат где vjf определяется no формуле (34); У(е) принимается по формуле (57). Средний квадрат перемещений здания на уровне Zj в направления 2 определяется по формуле 3 3 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 |