Динамика сооружений

Дина́мика сооружений (теория колебаний сооружений) — наука о колебаниях и методах расчета сооружений, подвергающихся действию динамических нагрузок, способах уменьшения колебаний; раздел строительной механики. Динамические нагрузки на сооружение характеризуются настолько быстрым изменением во времени их величины, направления или места приложения, что вызывают колебания сооружения, которые необходимо учитывать при расчете. Динамические нагрузки возникают при работе машин с неуравновешенными движущимися массами, при ударах массивных тел, при землетрясениях и взрывах. Колебательный характер имеют не только перемещения точек сооружения, но и внутренние усилия и напряжения в его элементах. Определение ожидаемых амплитуд перемещений, внутренних усилий и напряжений в сооружении при его колебаниях под действием динамической нагрузки, то есть при вынужденных колебаниях, сравнение их с допустимыми значениями составляют содержание динамического расчета сооружения. Допустимые значения амплитуд внутренних усилий обусловлены требованиями прочности и долговечности строительных конструкций, а значения амплитуд скоростей и ускорений колебаний зданий и сооружений, в которых находятся люди или размещено производство с точной технологией, — требованиями безвредного влияния колебаний на здоровье людей и на качество выпускаемой продукции.
Динамика сооружений связана со статикой сооружений, являющейся разделом строительной механики. Вопрос о прочности и долговечности сооружения решается на основе статических расчетов (на статические нагрузки) и динамических расчетов. Динамика сооружений использует методы статики сооружений, обобщает их с помощью принципа д'Аламбера, вводя в уравнение переменное времени. По методам исследования различают экспериментальную динамику сооружений и теоретическую динамику сооружений.
Экспериментальная динамика сооружений с помощью опытов в натуре и на моделях изучает динамические нагрузки на сооружения от стационарных и подвижных машин и механизмов, сейсмические, ветровые, пульсации давления жидкостей и газов в водоводах, котлах и динамические характеристики материалов и конструкций (динамические модули упругости, внутреннее трение и внешние сопротивления, пределы выносливости материалов и заклепочных, сварных соединений конструкций, пределы прочности и текучести при больших скоростях деформирования, вызываемых мощными ударами), проверяет надежность расчетных схем сооружений и эффективность способов уменьшения колебаний. Теоретическая динамика сооружений, опираясь на результаты исследований экспериментальной динамики сооружений, разрабатывает аналитические и численные методы определения амплитуд вынужденных колебаний, что является основной проблемой динамики сооружений, а также частот и форм свободных (или собственных) колебаний сооружений. Методы решения основной проблемы зависят от вида динамической нагрузки и расчетной схемы сооружения.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика