Скачать

Аннотация

Книга посвящена вопросам проектирования сооружений на экстремальные воздействия. Описаны способы динамических расчетов конструкций на кратковременные нагрузки в упругой и неупругой стадиях деформирования. Приведены методы определения нагрузок при экстремальных воздействиях, таких как удары летящих тел различной природы, взрывы, торнадо и ураганы, падение грузов, обрушение сооружений. Излагаются принципы учета экстремальных воздействий при проектировании атомных электростанций, включая вероятностные методы оценки их опасности и риска. Приведены многочисленные примеры расчетов.
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников. Она также может быть использована студентами и аспирантами строительных специальностей

Содержание

Предисловие
Список сокращений
Часть I
РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ НА УДАРНЫЕ И ИМПУЛЬСИВНЫЕ НАГРУЗКИ
Глава 1. Предельные состояния и прочность конструкций при динамических нагрузках
1.1. Прочность материалов при динамическом нагружении
1.1.1. Нормативные обозначения прочности
1.1.2. Диаграммы деформирования материалов
1.2. Предельные состояния конструкций
1.2.1. Характеристика предельных состояний
1.2.2. Нормирование предельных состояний железобетонных и стальных конструкций
1.2.3. О критериях отказа железобетонных конструкций при неупругих перемещениях
Глава 2. Линейные дискретные системы
2.1. Система с одной степенью свободы («линейный осциллятор»)
2.1.1. Свободные колебания
2.1.2. Вынужденные колебания
2.2. Свободные колебания дискретной системы
2.2.1. Выбор дискретной расчетной модели
2.2.2. Дифференциальные уравнения движения
2.2.3. Собственные частоты и моды системы
2.2.4. Свойства мод
2.2.5. Решение уравнений свободных колебаний методом модальной суперпозиции
2.3. Вынужденные колебания дискретной системы при силовом возмущении
2.3.1. Дифференциальные уравнения движения
2.3.2. Решение системы дифференциальных уравнений методом прямого пошагового интегрирования
2.3.3. Решение методом модальной суперпозиции
2.4. Вынужденные колебания дискретной системы при кинематическом возмущении
2.4.1. Дифференциальные уравнения движения
2.4.2. Интегрирование системы методом модальной суперпозиции
2.4.3. Сумма нормированных векторов мод
2.5. Вычисление матриц масс и податливости с помощью мод
Глава 3. Линейные континуальные системы
3.1. Изгибные колебания стержней
3.1.1. Свободные колебания

3.1.2. Вынужденные поперечные колебания стержня при силовом возмущении
3.1.3. Вынужденные колебания стержня при кинематическом возмущении
3.1.4. Переходный процесс при колебаниях стержня
3.1.5. О точности моделирования конструкции в виде стержня
3.2. Изгибные колебания прямоугольных пластинок
3.2.1. Предварительные замечания

3.2.2. Свободные колебания
3.2.3. Вынужденные колебания пластинок при силовом возмущении
3.2.4. Вынужденные колебания пластинок при кинематическом возмущении
3.2.5. Об уточненной теории поперечных колебаний пластинок
3.3. Приближенное определение динамических характеристик конструкций
3.3.1. Однопролетные балки и плиты с постоянными характеристиками
3.3.2. Многопролетные балки
3.3.3. Трубы
3.3.4. Многоэтажное здание высотой более 50 м
3.3.5. Первые моды сооружений
3.3.6. Эквивалентная погонная масса конструкции
3.4. Изгибная жесткость железобетонных элементов
Глава 4. Квазистатические методы расчета конструкций
4.1. Схематизация конструкции как системы с одной степенью свободы
4.1.1. Способы схематизации
4.1.2. Параметры эквивалентного линейного осциллятора
4.1.3. Задание приближенной функции прогиба в виде перемещений при статических нагрузках
4.1.4. Замечания по поводу схематизации конструкций в виде эквивалентного линейного осциллятора
4.1.5. Параметры эквивалентных линейных осцилляторов для некоторых простейших конструкций
4.2. Квазистатический расчет конструкции при действии силы
4.2.1. Коэффициенты динамичности
4.2.2. Законы движения осцилляторов
4.2.3. Квазистатический расчет конструкции как системы с одной степенью свободы
4.2.4. Квазистатический расчет конструкции как системы с n степенями свободы
4.3. Квазистатический расчет при кинематическом возмущении
4.3.1. Спектры отклика
4.3.2. Процедура расчета по линейно-спектральной теории
4.3.3. Модальные отклики конструкции

4.3.4. Вычисление суммарного («расчетного») отклика

4.3.5. Ограничение числа учитываемых мод при расчетах подсистем
4.3.6. Проверка прочности конструкции
4.4. Достоинства и недостатки квазистатических методов расчета
Глава 5. Расчет конструкций за пределами упругих деформаций
5.1. О неупругих расчетах по методу конечных элементов
5.2. Схемы с шарнирами пластичности
5.3. Неупругий расчет балок
5.3.1. Железобетонная шарнирно опертая балка
5.3.2. Железобетонная балка с заделкой и шарнирной опорой
5.3.3. Железобетонная балка с двумя заделками
5.3.4. Неупругий расчет металлических балок
5.4. Неупругий расчет железобетонных плит
5.4.1. О расчетах железобетонных плит с применением пластических шарниров
5.4.2. Шарнирно опертая железобетонная плита при равномерно распределенной нагрузке
5.4.3. Защемленная по контуру железобетонная плита при равномерно распределенной нагрузки
5.4.4. Свободно опертая по контуру железобетонная плита при сосредоточенной нагрузке
5.4.5. Защемленная по контуру железобетонная плита при соредоточенной нагрузке
5.4.6. Железобетонные плиты иной формы и с другими граничными условиями
5.5. Расчеты при схематизации конструкции в виде упругопластического осциллятора
5.5.1. Предварительные замечания
5.5.2. Шарнирно опертая балка
5.5.3. Балка с заделкой и шарнирной опорой
5.5.4. Балка с двумя заделками
5.5.5. Железобетонная шарнирно опертая плита при равномерно распределенной нагрузке
5.5.6. Железобетонная защемленная по контуру плита при равномерно распределенной нагрузке
5.5.7. Железобетонная шарнирно опертая по контуру плита при сосредоточенной нагрузке
5.5.8. Железобетонная защемленная по контуру плита при сосредоточенной нагрузке
5.6. Заключительные замечания
Глава 6. Энергетический метод расчета строительных конструкций на кратковременные нагрузки
6.1. Скорости точек системы при действии кратковременной силы
6.2. Процедура расчета конструкций энергетическим методом
6.3. Примеры расчета с использованием схематизации в виде осциллятора
6.3.1. Предварительные замечания

6.3.2. Шарнирно опертая балка
6.3.3. Балка с защемленными концами
6.3.4. Шарнирно опертая плита
6.3.5. Защемленная по контуру плита
6.4. Заключительные замечания
Часть II
НАГРУЗКИ НА СООРУЖЕНИЯ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Глава 7. Расчет конструкций на удары жестких тел
7.1. Удар абсолютно твердого тела в недеформируемую преграду
7.2. Удары линейно- и нелинейно-упругих тел в недеформируемую преграду
7.3. Локальные повреждения железобетонных конструкций
7.3.1. Виды повреждений бетонной преграды
7.3.2. Оценка локальных повреждений железобетонной конструкции
7.3.3. Последовательное пробивание жестким снарядом нескольких барьеров
7.3.4. Нагрузка на железобетонную преграду при внедрении жесткого тела
7.4. Локальные повреждения стальных конструкций
Глава 8. Нагрузки на строительные конструкции при ударах разрушающихся летящих тел
8.1. Удар в недеформируемую преграду
8.1.1. Удар по нормали к преграде
8.1.2. Решение уравнения движения тела в квадратурах
8.1.3. Удар тела с постоянной по длине массой и прочностью
8.1.4. Удар тела с линейно изменяющимися массой и прочностью
8.2. Удар в податливую преграду
8.2.1. Удар по нормали к преграде
8.2.2. Удар под углом к нормали меньше угла трения
8.2.3. Удар в плоскую преграду под углом к нормали больше угла трения
8.2.4. Удар в сферическую или цилиндрическую преграду под углом к нормали больше угла трения
8.3. Нагрузки и воздействия при падении на АЭС самолета
8.3.1. Виды учитываемых самолетов
8.3.2. Самолеты авиации общего назначения
8.3.3. Военные самолеты
8.3.4. Самолеты коммерческой авиации
8.3.5. Особенности нагрузок при ударе самолетов
8.4. Летящие тела при торнадо
8.4.1. Общая характеристика летящих тел
8.4.2. Удар деревянного бруса
8.4.3. Удар автомобиля

Глава 9. Воздействие взрывов на сооружения
9.1. Классификация взрывов
9.1.1. Виды взрывов
9.1.2. Характер взрыва облаков газо- и паро-воздушных смесей
9.2. Детонационный взрыв
9.2.1. Детонация концентрированных взрывчатых веществ
9.2.2. Детонация облака взрывоопасной смеси
9.2.3. Нагрузки на строительные конструкции при детонационном взрыве в неограниченном пространстве
9.2.4. Нагрузки при затекании ВУВ через проемы в ограждающих конструкциях
9.2.4. Нагрузки на строительные конструкции при детонационных взрывах в закрытых и частично открытых помещениях
9.3. Дефлаграционный взрыв
9.3.1. Определение избыточного давления при дефлаграции
9.3.2. Нагрузки на строительные конструкции при дефлаграционных взрывах
9.4. Разрыв резервуаров со сжатым газом
9.4.1. Разрушение наземного резервуара со сжатым газом
9.4.2. Разрушение подземного резервуара
Глава 10. Поражающее действие взрыва
10.1. Оценка поражающего действия воздушной ударной волны
10.1.1. Степень поражения людей и строительных конструкций
10.1.2. Оценка зоны поражения
10.2. Разлет осколков
10.2.1. Первичные осколки
10.2.2. Нагрузка на тело при его обтекании взрывной волной
10.2.3. Движение вторичных осколков
10.2.4. Дальность полета осколков
10.3. Защита от взрывов с помощью проницаемых экранов
Глава 11. Падение грузов и обрушение строительных конструкций
11.1. Падение грузов
11.1.1. Предварительные замечания
11.1.2. Падение абсолютно твердого тела на упругую конструкцию
11.1.3. Падение разрушающегося груза на недеформируемую преграду
11.1.4. Падение разрушающегося груза на податливую преграду
11.1.5. Сравнение расчетных нагрузок на конструкцию при разных исходных предположениях
11.2. Падение грузов в резервуары и бассейны
11.2.1. Постановка задачи
11.2.2. Гидродинамические нагрузки

11.2.3. Движение груза в воде
11.2.4. Динамическая нагрузка при ударе о дно
11.2.5. Эквивалентные статические нагрузки
11.2.6. Перелив и всплеск воды
11.2.7. Пример. Падение транспортного контейнера в колодец перегрузки отработавшего топлива
11.3. Нагрузки от завала при полном обрушении здания
Глава 12. Ветровые нагрузки на сооружения
12.1. Общие сведения об аэродинамике плохообтекаемых тел
12.2. Задание ветровых нагрузок по российским нормам
12.2.1. Скорость ветра
12.2.2. Виды ветровых нагрузок
12.2.3. Средняя составляющая ветровой нагрузки
12.2.4. Пульсационная составляющая ветровой нагрузки
12.2.5. Расчет сооружений на ветровую нагрузку по вычислительной программе SCAD Office
12.3. Аэроупругие колебания конструкций
12.3.1. Аэроупругость
12.3.2. Вихревое возбуждение колебаний конструкций
12.3.3. Галопирование гибких конструкций
12.3.4. Дивергенция и флаттер
12.3.5. Логарифмический декремент колебаний
Глава 13. Экстремальные метеорологические явления
13.1. Виды экстремальных ветровых нагрузок
13.2. Торнадо
13.2.1. Общая характеристика и интенсивность торнадо
13.2.2. Учет торнадо в проекте АЭС по нормам России
13.2.3. Физическая модель торнадо
13.2.4. Нагрузки и воздействия на конструкции
13.3. Ураганы
Часть III
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЭС НА ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Глава 14. Общие принципы проектирования АЭС на экстремальные воздействия
14.1. Основные понятия
14.2. Включение событий в проектные основы
14.3. Классификация элементов АЭС по отношению к экстремальным воздействиям
14.4. Особенности проектирования АЭС на экстремальные воздействия
14.5. Последовательность проектирования
14.6. Задание нагрузок

14.7. Сочетания нагрузок и характеристики пригодности
14.8. Общие требования к расчетным моделям
14.9. Характеристики материалов
14.10. Вторичные воздействия
14.11. Методы расчетов конструкций АЭС на экстремальные воздействия
14.11.1. Предварительные замечания
14.11.2. Детерминистический расчет конструкций
14.11.3. Вероятностный анализ надежности
Глава 15. Включение экстремальных воздействий в проектные
основы АЭС
15.1. Падение самолета
15.1.1. Предварительные замечания
15.1.2. Процедура анализа
15.1.3. Величина дистанции отбора
15.1.4. Вероятность падения самолета на площадку АЭС
15.1.5. Вероятность удара самолета в здание АЭС
15.1.6. Вероятность удара самолета в конкретную конструкцию здания
15.2. Воздействие взрыва
15.3. Летящие тела при авариях
15.3.1. Причины образования летящих тел при авариях
15.3.2. Анализ опасности летящих тел
15.3.3. Методы и средства защиты АЭС от летящих тел
Глава 16. Прочность строительных конструкций при ударе самолета и взрыве
16.1. Предварительные замечания
16.2. Общие положения учета падения самолета на АЭС
16.2.1. Нагрузки и воздействия при падении самолета
16.2.2. Задачи и методы защиты АЭС от авиакатастрофы
16.2.3. Требования к расчетам на удар самолета
16.3. Динамический расчет железобетонной защитной оболочки на удар самолета
16.4. Учет неупругих деформаций конструкций при ударе самолета
16.5. Прочность строительных конструкций при взрыве
Глава 17. Колебания зданий и нагрузки на вторичные системы при ударе самолета и взрыве
17.1. Предварительные замечания
17.2. Поэтажные спектры отклика
17.2.1. Процедура расчета поэтажных спектров отклика
17.2.2. Моделирование зданий для расчета поэтажных спектров отклика
17.3. Поэтажные спектры отклика при ударе самолета

17.4. Поэтажные спектры отклика при действии ВУВ
17.5. Способы снижения динамических нагрузок на оборудование
Глава 18. Вероятностный анализ прочности и колебаний зданий АЭС при ударе самолета
18.1. Вероятностный анализ прочности строительных конструкций
18.1.1. Вероятность отказа конструкции
18.1.2. Вероятность отказа с учетом угла и места удара самолета
18.1.3. Учет случайности места, угла удара, скорости и массы самолета
18.1.4. Учет случайности нагрузки при проектировании конструкций
18.2. Вероятностный анализ вынужденных колебаний зданий
18.2.1. Предварительные замечания
18.2.2. Рассматриваемые случайные параметры
18.2.3. Распределение вероятности поэтажных спектров отклика
18.2.4. Допускаемая вероятность непревышения спектральных ускорений
18.2.5. Примеры вероятностного расчета поэтажных спектров отклика
18.3. Заключительные замечания
Библиографический список
Предметный указатель
Contents


Жанр: Нагрузки и воздействия, Техническая литература