Олег Вартанович Мкртычев — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сопротивления материалов, директор НИЦ «Надежность и сейсмостойкость сооружений»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ ID: 386561, Scopus: 56449249100, ResearcherID: Q-2370-2017
Oleg V. Mkrtychev — Doctor of Technical Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Strength of Materials, Director of the Research Center “Reliability and Seismic Resistance of Structures”
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
ID RSCI: 386561, Scopus: 56449249100, ResearcherID: Q-2370-2017
Андрей Александрович Решетов — кандидат технических наук, научный сотрудник НИЦ «Надежность и сейсмостойкость сооружений»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Scopus: 57197187290
Andrey A. Reshetov — Candidate of Technical Sciences, Researcher of the Research Center “Reliability and Seismic Resistance of Structures”
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Scopus: 57197187290
Екатерина Михайловна Лохова — аспирант, инженер НИЦ «Надежность и сейсмостойкость сооружений»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Ekaterina M. Lokhova — postgraduate student, engineer of the Research Center “Reliability and Seismic Resistance of Structures”
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. В настоящее время при расчете конструкций на сейсмические воздействия, как правило, учитываются только поступательные компоненты сейсмического воздействия. Однако анализ возникающих дефектов в зданиях и сооружениях, подвергающихся сейсмическому воздействию, указывает на пространственную природу работы конструкций, что свидетельствует о необходимости учета также вращательных компонент сейсмического воздействия при проектировании в сейсмических регионах для всех зданий и сооружений. Цель исследования — оценка влияния вращательных компонент на напряженно-деформированное состояние (НДС) простых систем. В рамках данного исследования вращательные компоненты акселерограмм получены как от действия только одной поступательной компоненты, так и от действия двух поступательных компонент сейсмического воздействия для интегральной модели сейсмического движения; уравнение движения получено с их учетом. Дифференциальные уравнения движения для исследуемых систем решены в плоской и пространственной постановках.
Материалы и методы. Задача в плоской постановке решена с использованием метода центральных разностей в программном комплексе (ПК) LS-DYNA и метода Рунге – Кутта четвертого порядка в ПК MATLAB, с учетом одной поступательной компоненты, а также с учетом одной поступательной и одной вращательной компонент. Задача в пространственной постановке решена в программном обеспечении LS-DYNA с учетом только трех пространственных компонент, а также с учетом трех поступательных и трех вращательных компонент.
Результаты. Получены максимальные и минимальные значения перемещений и значения напряжений фон Мизеса, возникающих как от действия только поступательных компонент, так и от комбинированного действия поступательных и вращательных компонент.
Выводы. На основе результатов исследования проведен сравнительный анализ, в ходе которого сделано заключение, что влияние вращательных компонент сейсмического воздействия на НДС исследуемых систем незначительно, однако увеличение вклада вращательных компонент в НДС системы пропорционально ее высоте.
Introduction. At the present time, when calculating structures for seismic effects, usually only the translational components of seismic effects are taken into account. However, the analysis of emerging defects in buildings and structures subjected to seismic action indicates the spatial nature of structural behavior, which indicates the necessity to take into account also the rotational components of seismic action in the design of all buildings and structures in seismic regions. The objective of this study is to assess the influence of rotational components on the stress-strain state of simple systems. In the scope of this study, the rotational components of accelerograms are obtained from both the action of only one translational component and from the action of two translational components of seismic action for an integral seismic motion model; and the equation of motion has been derived considering them.
Materials and methods. The differential equations of motion for the investigated systems were solved in both planar and spatial settings. The problem in the plane formulation was solved using the central differences method in LS-DYNA software and the fourth-order Runge – Kutta method in the MATLAB software, considering one translational component and also considering one translational and one rotational component. The problem in the spatial setting was solved in the LS-DYNA software, considering only three spatial components and also considering three translational and three rotational components.
Results. During the study, maximum and minimum displacement values and von Mises stress values were obtained, resulting from the action of only translational components and from the combined action of translational and rotational components.
Conclusions. Based on the results of the study, a comparative analysis was conducted, leading to the conclusion that the influence of rotational components of seismic action on the stress-strain state of the investigated systems is insignificant. However, the increase in the contribution of rotational components to the stress-strain state of the system is proportional to its height.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.