Регулирование параметров собственных колебаний пространственного каркаса здания в программном комплексе ЛИРА

Введение. В последние годы многие исследователи заинтересовались применением различных типов метода конечных элементов для изучения проблем связанные с колебанием зданий. Наряду с применением метода конечных элементов для анализа собственных колебаний в последние десятилетия успешно используется физи- ческое моделирование. Масштабированное физическое моделирование и экспериментальные подходы также подходят для решения сложных проблем. Основная цель нашего исследования заключается в следующем: выявить зависимость динамических характеристик каркаса здания от геометрических характеристик элементов этого каркаса. Задача данного исследования: анализ и обзор по теме, определение научного дефицита, проведе- ние численных и экспериментальных исследований, формулирование выводов, моделирование, анализ результа- тов. Научная новизна состоит в том, что полученные данные по собственным колебаниям каркаса здания в зави- симости от геометрических характеристик элементов этого каркаса можно использовать в качестве оптимального соотношения жесткостей. Практическая значимость исследования состоит в разработке конкретных аналитических взаимосвязей для выбора варианта проектного решения каркаса здания с оптимальным параметром собственных частот в практике проектирования и строительства.
Материалы и методы. Создание и расчет конечно-элементной модели был выполнен в программном комплексе ЛИРА.
Результаты исследования. В результате расчета были получены частоты и периоды собственных колебаний каркаса здания.
Обсуждение и заключения. По результатам анализа собственных колебаний здания сделан вывод о том, что, изменяя жесткости элементов каркаса, можно подбирать его динамические характеристики для определения оптимального варианта проектного решения конструкций.

1. Vibration Analysis of Asymmetric-Plan Frame Buildings Using Transfer Matrix Method / K. B. Bozdogan, D. Ozturk // Math. Comput. Appl. — 2010. — Vol. 15, No 2. — P. 279–288. — DOI: https://doi.org/10.3390/mca15020279

2. Effect of Foundation Geometry and Structural Properties of Buildings on Railway-Induced Vibration: An Experimental Modeling / M. Mousavi-Rahimi, J. A. Zakeri, M. Esmaeili // Buildings. — 2022. — Vol.12, No 5. — P. 604. — DOI: https://doi.org/10.3390/buildings12050604

3. Орехов, В.В. Оценка параметров землетрясений и собственных колебаний массивных сооружений на территории Ирана / В. В. Орехов, А. А. Мохамад // Вестник МГСУ. — 2008. — № 2. — С. 37–40.

4. Соболев, В. И. Синтез динамических систем при ограничениях на частоты собственных колебаний / В. И. Соболев, Н. Ф. Туан // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2013. — № 9 (80). — С. 89–95.

5. Нестеренко, А.М. Комплекс динамических параметров для анализа технического состояния строительных систем / А. М. Нестеренко, М. Ю. Нестеренко // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. — 2018. — № 1. — С. 8.

6. Агаханов, Э. К. Регулирование параметров собственных колебаний пространственного каркаса здания / Э. К. Агаханов, Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова // Вестник Дагестанского государственного технического университета. — 2016. — Т. 42, № 3. — С. 8–15.

7. Зинатуллин, А. В. Особенность динамических откликов элементов конструкций зданий повышенной этажности / А. В. Зинатуллин, О. А. Ковальчук // Вестник ТГАСУ. — 2013. — № 1 (38). — С. 59–64.

8. Кравченко, Г. М. Исследование собственных колебаний здания сложной параметрической формы / Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова, И. Ю. Данилейко, В. А. Думбай // Молодой исследователь Дона. — 2019. — № 6 (21). — С. 41–47.

9. Хазов, П.А. Определение частот собственных колебаний многоэтажных эданий / П.А. Хазов, О.М. Кофорова // Евразийский союз ученых. — 2015. — № 4–4 (13). — С. 83–86.

10. Земцова, О. Г. Определение периода и формы собмтвенных колебаний зданий и сооружений при сейсмическом воздействии с учетом податливости основания / О. Г. Земцова // Инженерный вестник Дона. — 2021. — № 5 (77). — С. 546–552.

11. Могилюк, Ж. Г. Нормативные проблемы расчета динамических параметров зданий и сооружений / Ж. Г. Могилюк, В. В. Подувальцев // Компетентность. — 2020. — № 9–10. — С. 22–30.