К использованию торсионных энергопоглотителей для сейсмозащиты сооружений
Основные группы и меры сейсмозащиты сооружений. Удельная энергоемкость и демпфирующие свойства - важнейшие характеристики энергопоглощающих устройств. Определение величины удельного энергопоглощения, отнесенной к единице объема рабочей части стержня.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 234,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
К использованию торсионных энергопоглотителей для сейсмозащиты сооружений
Смирнов И.И.,
Захарова К.В.,
Авилкин В.И.,
Стрельников Г.П.
Для сейсмозащиты сооружений, как правило, используются следующие основные группы: системы, реализующие принципы сейсмоизоляции; адаптивные системы с изменяющимися характеристиками; системы с повышенным демпфированием; системы с гасителями колебаний.
Основная идея сейсмозащиты состоит в снижении сейсмической реакции сооружений и имеет определенную область применения, зависящую от основной конструкции объекта, его функционирования и назначения.
К мерам активной сейсмозащиты сооружений можно отнести создание систем с повышенным демпфированием в несущих конструкциях. Известно, чем больше затухание в основной конструкции, тем меньше реакция системы при одном и том же воздействии. Поэтому наиболее эффективными будут системы сейсмозащиты с повышенным рассеянием энергии при их колебаниях.
В настоящее время активно развивается направление сейсмозащиты, связанное с использованием специальных устройств, так называемых энергопоглотителей, принцип действия которых основан на рассеивании энергии за счет процессов пластического кручения. Такие поглотители проектируются в узлах конструкций с наиболее вероятным возникновением зон пластических деформаций [1]. Достоинством таких поглотителей является то, что они имеют небольшие размеры, возможность использования в сооружениях различных конструктивных схем и возможность легкой замены в случае необходимости.
Существующие энергопоглощающие устройства (ЭПУ), различаются как по конструктивному выполнению рабочих элементов, так и по способу их деформирования.
Наиболее перспективными с точки зрения энергоемкости являются ЭПУ, у которых пластическая деформация, а, следовательно, и диссипация энергии, происходит по всему объему рабочего элемента. Конструкция таких ЭПУ может быть весьма технологична [2,4,5] .
Величина поглощаемой и рассеиваемой ЭПУ энергии ударного импульса будет зависеть от их формы, которая определяет вид пластической деформации рабочих элементов, составляющих конструкцию отдельного ЭПУ.
Целесообразность применения того или иного вида деформации (изгиб, растяжение, сжатие, кручение), а, следовательно, той или иной формы ЭПУ при изготовлении их из стержней, можно оценить, сравнивая величины предельной энергоемкости, которая у одного и того же материала неодинакова при различных видах деформирования. Далее рассмотрим деформацию кручения.
В общем виде энергоемкость стержня определяется полной работой пластической деформации при нагружении его от предела текучести до предела прочности [6]:
.
Интегралы берутся по пути деформирования.
Представим диаграмму деформирования до предела прочности в виде:
Рис. 1. Диаграмма деформирования до предела прочности
Тогда работа пластической деформации, определяющая энергоемкость стержня, находится по формуле:
,
где - момент, соответствующий пределу текучести материала стержня;
- момент, соответствующий пределу прочности материала стержня;
max - угол закручивания, при котором происходит разрушение стержня;
Обозначая
,
получим:
Aкр = Mср max = ср ,
где l, d - длина и диаметр стержня (рабочего элемента);
max - угол закручивания, при котором происходит разрушение стержня.
Величина удельного энергопоглощения, т.е. работа пластической деформации, отнесенная к единице объема рабочей части стержня определяется по формуле:
акр = 0,5ср max.
Кроме удельной энергоемкости, важнейшей характеристикой ЭПУ являются его демпфирующие свойства. Очевидно, что наиболее эффективным при прочих равных условиях, является ЭПУ, у которого при равном ходе и равной максимальной нагрузке удельная работа деформации будет больше. Так как энергия, накопленная в единице объема материала, определяется площадью под частью кривой М = (), ограниченной величиной , то ее значение будет максимальным для прямоугольной диаграммы деформирования. Следовательно, демпфирующая способность ЭПУ может оцениваться отношением площади под кривой деформирования этого элемента Sд, к площади под диаграммой деформирования, имеющей вид прямоугольника со сторонами .
Кд = Sд / Smax,
где Sд - площадь под кривой деформирования, полученная при экспериментальном исследовании ЭПУ.
Значения энергоемкости и коэффициента демпфирования, а также технологичность изготовления и сборки определяют эффективность конструкции.
На рис. 2 представлено простейшее техническое решение торсионного ЭПУ, которое может найти применение для защиты различных объектов (опор мостов, линий электропередач, строений и т.п.), расположенных в зонах возможных ударных воздействий. Данное ЭПУ состоит из двух стержней 1 и двух рычагов 2, в которых неподвижные концы торсионов закреплены в фиксаторе 3.
сейсмозащита сооружение энергопоглощение стержень
Рис. 1. Пластический торсионный энергопоглощающий элемент
Литература
1. Корчинский И.Л. и др. Рекомендации по расчету металлических рамных каркасов на сейсмические воздействия с учетом образования пластических шарниров. - М.: Стройиздат, 1974
2. Панов Б.В., Семененко Н.П., Смирнов И.И. Торсионные пластические амортизаторы. Учеб. Пособие.- Ростов-на-Дону: РВВКИУ РВ, 1985.
3. Поляков С.В. Последствия сильных землетрясений. - М.: Стройиздат, 1978.
4. Смирнов И.И. и др. Амортизирующее устройство. Авт. свидетельство,
№ 105321,1977.
5. Смирнов И.И., Аксенов И.В., Стрежнев Е.А. Амортизатор. Авт. свидетельство, №1414971, 1988.
6. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Учеб. пособие / Я.Б. Фридман. - М.: Машиностроение, 1974.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Нахождение допустимых концентраций на выпуске из очистных сооружений. Сопоставление фактических значений концентраций загрязняющих веществ на выпуске очистных сооружений с нормативными значениями. Интенсификация работы первичных радиальных отстойников.
курсовая работа [68,4 K], добавлен 16.11.2021Площадь поперечного сечения стержня. Изменение статических моментов площади сечения при параллельном переносе осей координат. Определение положения центра тяжести сечения, полукруга. Моменты инерции сечения. Свойства прямоугольного поперечного сечения.
презентация [1,7 M], добавлен 10.12.2013Исходные данные, задачи, оформление курсовой работы. Выбор мест расположения водозаборных, водоочистных сооружений и очистных сооружений канализации. Определение расходов водопотребления и водоотведения в населенном пункте. Водохозяйственный баланс.
методичка [291,6 K], добавлен 06.10.2008Выбор типов водозаборных сооружений. Определение диаметров самотечных трубопроводов и размеров водоприёмных окон. Устройства для удаления осадка. Проектирование зоны санитарной охраны водозаборных сооружений. Расчет мероприятий по защите берега.
курсовая работа [667,5 K], добавлен 04.06.2015Физико-механические свойства материала подкрепляющих элементов, обшивок и стенок тонкостенного стержня. Определение распределения перерезывающей силы и изгибающего момента по длине конструкции. Определение потока касательных усилий в поперечном сечении.
курсовая работа [7,5 M], добавлен 27.05.2012Определение расчётных расходов сточных вод и концентрации загрязнений. Расчёт требуемой степени очистки сточных вод. Расчёт и проектирование сооружений механической и биологической очистки, сооружений по обеззараживанию сточных вод и обработке осадка.
курсовая работа [808,5 K], добавлен 10.12.2013Структурная схема управления и контроля очистных сооружений. Функциональная схема автоматизации. Техническая характеристика измерительного преобразователя Сапфир 22ДД. Принцип действия преобразователей Ш78 и Ш79. Анализатор остаточного хлора АХС-203.
курсовая работа [252,1 K], добавлен 13.08.2013Планирование показателей производственной программы. Анализ выполнения плана по сортаменту и браку металлопродукции прокатного стана. Мероприятия по совершенствованию работы очистных сооружений. Экономическая эффективность предотвращенного ущерба.
курсовая работа [325,5 K], добавлен 27.02.2015Виды теплоизоляционных материалов, которые предназначены для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Классификация, свойства. Органические материалы. Материалы на основе природного органического сырья.
презентация [5,0 M], добавлен 23.04.2016Номенклатура и характеристики выпускаемых водно-дисперсионных лакокрасочных материалов (ВДЛКМ), предназначенных для наружной и внутренней отделки и защиты зданий и сооружений. Технологический процесс создания этого рода продукции. Контроль качества.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 13.11.2013Разработка и проектирование локальных очистных сооружений для объектов промышленности. Изготовление металлических конструкций и ограждений на заводе для производственных и бытовых нужд. Технологические решения по очистке сточных вод на предприятии.
курсовая работа [621,7 K], добавлен 09.04.2014Классификация процесса очистки молока, механизм его протекания. Очистка молока от микробиологических и механических примесей. Сравнение и выбор оптимального аппарата. Удельная энергоемкость и материалоемкость. Техническая производительность, габаритность.
курсовая работа [603,4 K], добавлен 02.06.2015Определение величины потребного напора для заданной подачи. Паспортная характеристика центробежного насоса. Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки. Регулирование режима работы для увеличения подачи.
курсовая работа [352,3 K], добавлен 14.11.2013Методика и основные этапы расчета стержня. Построение эпюры нормальных напряжений. Определение параметров статически неопределимого стержня. Вычисление вала при кручении. Расчет консольной и двухопорной балки. Сравнение площадей поперечных сечений.
контрольная работа [477,1 K], добавлен 02.04.2014Определение действительных объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теоретического объема воздуха, необходимого для сжигания газа. Определение диаметров и глубин проникновения. Геометрические характеристики горелки. Состав рабочей массы топлива.
реферат [619,7 K], добавлен 20.06.2015Определение типа протяжки, величины припуска на диаметр для круглой части, величины припуска на диаметр для шлицевой части. Расчет наименьшего диаметра предварительно обрабатываемого отверстия. Расчет подачи на зуб для черновых и чистовых режущих зубьев.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 01.03.2015Разработка схемы очистки сточных вод на правобережных очистных сооружениях г. Красноярска. Выбор методов очистки сточных вод. Комплекс очистных сооружений, позволяющие повысить эффективность очистки до нормативов, удовлетворяющим условиям выпуска стоков.
дипломная работа [274,5 K], добавлен 23.03.2019Определение объемов реальных ресурсов древесных отходов на лесосеке. Выбор технологического процесса и оборудования по использованию отходов. Расчет годового и сменного объема работ по цеху переработки. Мероприятия по охране труда и безопасности проекта.
курсовая работа [324,6 K], добавлен 27.02.2015Расчет внутреннего диаметра трубопровода, скорость движения жидкости. Коэффициент гидравлического трения, зависящий от режима движения жидкости. Определение величины потерь. Расчет потребного напора. Построение рабочей характеристики насосной установки.
контрольная работа [187,7 K], добавлен 04.11.2013Основные характеристики и классификация якорей. Держащая сила, механическая прочность и критерии оптимальной конструкции якоря. Влияние свойств грунтов для выбора типа якоря. Классические и самозакапывающиеся якоря для шельфовых плавучих сооружений.
реферат [4,0 M], добавлен 21.01.2016
