vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2016-42-3-8-15vdgtu-297Research ArticleФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ . МЕХАНИКАPHYSICAL-MATEMATICAL SCIENCE. MECHANICSРЕГУЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА ЗДАНИЯREGULATION OF PARAMETERS OF NATURAL OSCILLATIONS OF THE SPATIAL FRAME OF THE BUILDINGАгахановЭ. К.AgachanovE. K.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильных дорог, оснований и фундаментов,

367015 г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

doctor of technical science, Professor, head of roads, bases and foundations of the transport faculty,

70 I. Shamil Ave, Makhachkala, 367015

elifhan@bk.ruКравченкоГ. М.KravchenkoG. M.

кандидат технических наук, профессор кафедры технической механики, академия строительства и архитектуры,

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

PhD of technical science, Professor of the Department of technical mechanics, Academy of construction and architecture,

1 Gagarina square, Rostov-on-Don, 344000

Galina.907@mail.ruТруфановаЕ. В.TrufanovaE. V.

кандидат технических наук, доцент кафедры технической механики, академия строительства и архитектуры,

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

PhD of technical science, associate Professor of the Department of technical mechanics, Academy of construction and architecture,

1 Gagarina square, Rostov-on-Don, 344000

El.Trufanova@mail.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian FederationДонской государственный технический университет»РоссияDonskoy State Technical UniversityRussian Federation201613122016423815Copyright © Агаханов Э.К., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., 20162016Агаханов Э.К., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В.Agachanov E.K., Kravchenko G.M., Trufanova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/297Цель

Цель. В статье рассматривается проблема влияния геометрических характеристик элементов железобетонного каркаса здания на параметры форм собственных колебаний системы.

Методы

Методы. Разработана конечно-элементная модель объекта в программном комплексе Ing+ по пространственной плитно-стержневой схеме методом конечных элементов. Плитный ростверк, плиты перекрытия и покрытия, стены и диафрагмы жесткости моделировались треугольными оболочечными элементами с 18-ю степенями свободы и четырехугольными оболочечными элементами с 24-ю степенями свободы. Колонны моделировались пространственными стержнями с 12-ю степенями свободы. Пространственная жесткость каркаса обеспечена совместной работой колонн, диафрагм жесткости и плит перекрытий. Расчетная схема разработана с учетом жесткой заделки колонн, диафрагм жесткости и стен в монолитный плитный ростверк.

Результаты

Результаты. Исследовано семь вариантов различных проектных решений каркаса многоэтажного здания. В проектных решениях варьировались параметры поперечного сечения стен шахты лифта, диафрагм жестокости и плит перекрытий. В результате динамического расчета в программном комплексе Ing+ МКЭ получены максимальные перемещения верхней точки плиты перекрытия, частоты и периоды собственных колебаний.

Вывод

Вывод. Выполнен анализ результатов исследований по регулированию форм и частот собственных колебаний каркаса здания с учетом изменения жесткостей элементов каркаса. Результаты динамического расчета сведены в табличную, графическую и иллюстративную формы. Даны рекомендации по выбору варианта проектных решений каркаса здания с оптимальными параметрами собственных колебаний.

Aim

Aim. In article the problem of influence of geometrical characteristics of elements of a steel concrete frame of the building on parameters of forms of natural oscillations of system is considered.

Methods

Methods. The finite and element model of an object in a program complex of ING + according to the spatial slabby and rod diagram is developed by the finite-element method. A slabby grillage, plates of overlapping and a covering, a wall and a diaphragm of rigidness were modelled by triangular cover elements with 18 levels of freedom and quadrangular cover elements with the 24th freedom levels. Columns were modelled by spatial rods with 12 levels of freedom. Spatial rigidness of a frame is provided with collaboration of columns, diaphragms of rigidness and plates of overlappings. The estimated diagram is developed taking into account rigid seal of columns, diaphragms of rigidness and walls in a monolithic slabby grillage.

Results

Results. Seven versions of different project solutions of a frame of the multi-storey building are probed. In project decisions parameters of a transverse section of walls of the elevator shaft, diaphragms of cruelty and plates of overlappings varied. As a result of dynamic calculation in a program complex of ING + MKE are received the maximum relocation of the upper point of a plate of overlapping, frequency and the periods of natural oscillations.

Conclusion

Conclusion. The analysis of results of researches on regulation of forms and frequencies of natural oscillations of a frame of the building taking into account change of rigidities of elements of a frame is made. Results of dynamic calculation are reduced in plate, graphic and illustrative forms. Recommendations about a choice of version of project solutions of a frame of the building with optimum parameters of natural oscillations are made.

каркас зданиягеометрические характеристики элементов каркасадинамический расчетформы собственных колебанийметод конечных элементовконечно-элементная модельпараметры собственных колебанийbuilding framegeometrical characteristics of elements of a framedynamic calculationforms of natural oscillationsfinite-element methodfinite and element modelparameters of natural oscillationsReferencesАбакаров А.Д., Зайнулабидова Х.Р. Вероятностные модели сейсмических воздействий. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2009. – Т.15 – №4 – С. 92-97.Abakarov A.D., Zaynulabidova H.R. Probabilistic models of seismic effects. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. [Herald of Daghestan State Technical University. Technical science], 2009. vol.15, no.4, pp.92-97. (In Russian)Абдуразаков Г.М., Абакаров А.Д. Построение расчетных моделей оценки живучести рамных систем при сейсмическом воздействии. Вопросы современных технических наук: Свежий взгляд и новые решения. Сборник научных трудов конференции. М. : – 2015. – С. 58-61.Abdurazakov G.M., Abakarov A.D. Construction of settlement survivability assessment models frame systems under seismic impacts. Voprosy sovremennykh tekhnicheskikh nauk: Svezhii vzglyad i novye resheniya. Sbornik nauchnykh trudov konferentsii [Questions of modern engineering science: A fresh look and new solutions. Collection of scientific papers Conference]. 2015, рр. 58-61. (In Russian)Абовский Н.П., Енджииевский Л.В., Саченков В.И. и др. Избранные задачи по строительной механике и теории упругости (регулирование, синтез, оптимизация). Учебное пособие для ВУЗов. – М.: – Стройиздат. – 1978. – С. 25-26.Abovsky N.P., Endzhiievsky L.V., Sachenkov V.I. et al. Selected problems in structural mechanics and theory of elasticity (regulation, synthesis, optimization). Uchebnoe posobie dlya VUZov [Textbook for High Schools]. Moskow: Stroyizdat, 1978, рр.25-26. (In Russian)Агаханов Г.Э. Решение задач механики деформируемого твердого тела с использованием фиктивных расчетных схем. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – Т.38 – №3 – 2015. –С. 8-15. DOI:10.21822/2073-6185-2015-38-3-8-15.Agakhanov G.E. Agakhanov G.E. The solution of problems of mechanics of the deformable solid body with use of fictitious settlement schemes. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. [Herald of Dagestan State Technical University. Technical Science], 2015, vol.38, no.3, pp.8-15. (In Russian) DOI:10.21822/2073-6185-2015-38-3-8-15.Агаханов Э.К., Кравченко Г.М., Панасюк Л.Н., Труфанова Е.В. Реализация метода кинематической декомпозиции для расчетов в нелинейной постановке. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – Т.35 – № 4. – 2014. – С.14-19. DOI:10.21822/2073-6185-2014-35-4-14-19.Agakhanov E.K., Kravchenko G.M., Panasyuk L.N., Trufanova E.V. Implementation of the method of kinematic decomposition for calculations in nonlinear formulation. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. [Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences], 2014, vol.35, no.4, pp.14-19. (In Russian). DOI:10.21822/2073-6185-2014-35-4-14-19.Агаханов Э.К. О развитии комплексных методов решения задач механики деформируемого твердого тела. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – Т.29 – №2. – 2013. – С. 39-45. DOI:10.21822/2073-6185-2013-29-2-39-45.Agakhanov E.K. About development of complex decision methods of the problems of deformable solid body mechanics. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. [Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences], 2013, vol.29, no.2, pp.39-45. (In Russian). DOI:10.21822/2073-6185-2013-29-2-39-45.Агаханов Э.К. Развитие комплексных методов в механике деформируемого твердого тела. Материалы Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВПО «ГГНТУ», г. Грозный. – 2015. – С.99-105.Agakhanov E.K. Development of complex methods in solid mechanics. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Groznyy. [International scientific-practical conference], Grozny, 2015, pp.99-105. (In Russian)Кравченко Г.М., Казанцев А.А., Шамитько Д.А. Определение оптимальных параметров стержневых и плитных систем. Theoretical Foundation of Civil Engineering, Варшава. – 2006. – С.78-82.Kravchenko G.M., Kazantsev A.A., Shamitko D.A. Determination of the optimal parameters of plate and rod systems. [Theoretical Foundation of Civil Engineering], Warsaw, 2006, pp.78-82. (In Russian)Кравченко Г.М., Коробкин А.П., Труфанова Е.В., Лукьянов В.И. Критерии оценки динамических моделей железобетонного каркаса здания. Science Time. – 2014. - С. 255-260.Kravchenko G.M., Korobkin A.P., Trufanova E.V., Lukyanov V.I. Criteria for evaluation of dynamic models of reinforced concrete frame building. Science Time, 2014, pp.255-260. (In Russian)Муртазалиев Г.М., Акаев А.И., Пайзулаев М.М. Основные соотношения начального этапа послекритического деформирования конструкций. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – Т.28 – № 1. – 2013. - С. 90-93. DOI:10.21822/2073-6185-2013-28-1-90-94.Murtazaliyev G.M., Akaev A.I., Payzulaev M.M. Main ratios of the initial stage of poslekritichechky of deformation of designs. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. [Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences], 2013, vol.28, no.1. pp.90-94. (In Russian) DOI:10.21822/2073-6185-2013-28-1-90-94.Муртазалиев Г.М., Дибиргаджиев А.М. Вариационные принципы механики конструкций//Сборник тезисов докладов XXXVI итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный технический университет». – 2015. – С.118-119.Murtazaliev G.M., Dibirgadzhiev A.M. Variational principles of mechanics of structures. Abstracts of the XXXVI final scientific conference of teachers, staff and students Dagestan State Technical University. Dagestanskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet [Daghestan State Technical University], 2015, pp.118-119. (In Russian)Труфанова Е.В., Панасюк Е.Л. Влияние упрощающих гипотез при моделировании объектов строительства на точность конструктивных результатов. Наука и бизнес: пути развития. - 2013. – Т.26 – №8 – С.11-18.Trufanova E.V., Panasyuk E.L. Influence of simplifying hypotheses in modeling of construction projects on the accuracy of design results. [Science and business: ways of development], Nauka i biznes: puti razvitiya, 2013, vol.26, no.8, pp.11-18. (In Russian)Batht K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey: Prentice Hall, 1996, pp.95-97.Batht K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey: Prentice Hall, 1996, pp.95-97.Engel H. Structure Systems. Stuttgart: Deutsche Verlags-Anstalt, 1967, pp. 23-24.Engel H. Structure Systems. Stuttgart: Deutsche Verlags-Anstalt, 1967, pp.23-24.Lutz L.A. Analysis of Stress in Concrete Hear a Reinforcing Bar Due To Bond and Transverse. ACI Joarnal, 1979, no.10, pp.12-15.Lutz L.A. Analysis of Stress in Concrete Hear a Reinforcing Bar Due To Bond and Transverse. ACI Joarnal, 1979, no.10, pp.12-15.Nilsen A.H. Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete by the Finite Element Method. ACI Joarnal, 1968, vol.65, no.9, pp.6-70.Nilsen A.H. Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete by the Finite Element Method. ACI Joarnal, 1968, vol. 65, no.9, pp.6-70.Raymond W. Clough, Joseph Penzien. Dynamics of Structures. New York: McGraw-Hill, 1993, pp.29-31.Raymond W. Clough, Joseph Penzien. Dynamics of Structures. New York: McGraw-Hill, 1993, pp.29-31.Semenov V.A. Hybrid finite elements for analysis of shell structures. Proceedings of international congress ICSS-98, June 22-26, 1998, Moscow, Russia, 1998, vol.1, pp.47-49.Semenov V.A. Hybrid finite elements for analysis of shell structures. Proceedings of international congress ICSS-98, June 22-26, 1998, Moscow, Russia, 1998, vol.1, pp.47-49.Simbirkin V. Analysis of Reinforced Concrete Loadbearing Systems of Multistorey Buildings. Modern Building Materials, Structures and Techniques. CD-ROM Proceedings of the 8th International Conference, Vilnius, May 19-21, 2004, pp.98-99.Simbirkin V. Analysis of Reinforced Concrete Loadbearing Systems of Multistorey Buildings. Modern Building Materials, Structures and Techniques. CD-ROM Proceedings of the 8th International Conference, Vilnius, May 19-21, 2004, pp.98-99.Yakushev Vladimir Analysis of numerical methods for building structures in STARK ES. ABSE-IASS-2011 Symposium, London, 20 - 23 September, 2011, pp.54-56.Yakushev Vladimir Analysis of numerical methods for building structures in STARK ES. ABSE-IASS-2011 Symposium, London, 20 - 23 September, 2011, pp.54-56.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.