Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Атакишиев, Атакиши Аббас оглы. Оценка колебаний и состояния инженерных сооружений башенного типа геодезическими методами : Дис. ... канд. технические науки : 05.24.01.- Москва 2007


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Стр.

Введение 4

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕ
НИЯ БАШЕННОГО ТИПА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 12

  1. Инженерные сооружения башенного типа 12

  2. Основные положения о колебаниях башенных сооружений в ветровом потоке 15

  1. Классификация и роль геодезических методов наблюдений за состоянием инженерных сооружений -башенного типа ........... 22

  2. Постановка задач исследований 29

2. АНАЛИЗ НАТУРНЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ

КОЛЕБАНИИ ШЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ БАШЕННОГО ТИПА 37

  1. Цель и задачи измерения параметров колебаний ' инженерных сооружений башенного типа 37

  2. Классификация виброизмерительных приборов ..... 41

  3. Геодезические и фотограмметрические методы измерения параметров колебании инженерных сооружений, баше иного типа. 45

  4. Геодезическая оптико-электронная система следящего типа 55

Выводы 60

3. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ СВОБОДНЫХ "
КОЛЕБАНИЯХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 63

3.1. Цели и задачи исследования свободных колебаний

. . сооружений башенного типа 63

3.2. Уточнение проектных параметров башенных соору
жений параметрическим способом с избыточными '

. неизвестными 71

  1. Параметрический способ уточнения проектных параметров башенных сооружений 79

  2. Обобщенная методика уточнения параметров башенных сооружений по результатам геодезических

. измерений - 83

3.5. Оптимальное планирование геодезических наблюде
ний за колебаниями башенных сооружений 89

Стр,

  1. Обоснование точности геодезических измерений частот колебаний инженерных сооружений башенного типа 95

  2. Теоретическое обоснование точности геодезических измерений для уточнения логарифмических декрементов колебаний башенных сооружений ... 98

Выводы . 103

4. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЫ-'

НУЩЩННЫХ КОЛЕБАНИЙ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИИ 104

4.1. Цели и задачи анализа вынужденных колебаний

. . инженерных-сооружений башенного типа .. 104

  1. Теоретическое обоснование точности геодезических 'измерений при критических скоростях ветра .......^... 106

  2. Анализ соответствия расчетного и фактического состояния работы сооружения при предельных ' состояниях .. ИЗ

  3. Теоретическое обоснование точности геодезических Измерений при расчетных ветровых нагрузках * П6

Выводы 124

Выводы и рекомендации 126

Список использованной литературы 128

Приложения 140



Введение диссертации:

Актуальность темы. Дальнейшее развитие народного хозяйства страны в свете решений ХХУІ съезда КПСС тесно связано с увеличением объемов капитального строительства. Все большее значение имеет строительство инженерных сооружений башенного типа в связи с интенсивным развитием радио, телевидения и УКВ связи. В связи с постановлениями Партии и Правительства об охране окружающей среды ведутся мероприятия по борьбе с загрязнениями атмосферы вблизи населенных пунктов. С этой целью уделяют должное внимание и высотам дымовых труб промышленных предприятий.

Повышенное требование к надежности инженерных сооружений башенного типа вызвало необходимость решения целого ряда инженерных задач как при проектировании, так и при строительстве и эксплуатации этих сооружений. Улучшение качества и надежности строительных конструкций и инженерных сооружений, снижение сметной стоимости и сокращение сроков возведения зданий и сооружений, экономное расходование материалов в настоящее время является одной из важнейших задач одиннадцатой пятилетки.

В связи с этим весьма актуальными являются научные исследования с целью создания таких методов расчета, которые дадут возможность ликвидировать необоснованные излишки запаса прочности путем наиболее выгодного удовлетворения требований надежности, долговечности и экономичности.

Существенную роль при проектировании башен играет динамический расчет на ветровые нагрузки. Натурные исследования работы сооружения дают возможность уточнять взаимодействие ветра с сооружением и позволяют в некоторой степени уточнять динамический расчет.

В настоящее время основой натурных измерений являются геодезические работы, представляющие необходимую апостериорную информацию для более обоснованного расчета и проектирования башенных сооружений.

Строительство новых сооружений башенного типа, а также систематизация и анализ накопленных результатов натурных геодезических наблюдений за колебаниями указанных сооружений, вызывают объективную необходимость усовершенствования методики динамического расчета подобных сооружений с привлечением геодезистов. Удовлетворение требованиям оптимального проектирования башенных сооружений требует совместных усилий проектировщиков, строителей, геодезистов и т.д. Следует отметить, что инженерная геодезия всегда отвечала на запросы инженерной практики, требующей решения актуальных народнохозяйственных задач.

В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом,наряду с работами с участием геодезистов в стадии проектирования с целью оптимального расчета точности измерений при строительстве и эксплуатации уникальных сооружений, встречаются и работы, в которых подчеркивается, что инженерная геодезия органически входит в процесс проектирования при решении инженерных задач.

Индуктивный метод анализа этапов геодезических работ по обеспечению инженерных сооружений башенного типа позволяет говорить о необходимости применения методов инженерной геодезии и в процессе проектирования указанных сооружений.

Целью диссертационной работы является обоснование возможности и необходимости привлечения геодезических методов в стадии проектирования (при динамическом расчете) инженерных сооружений башенного типа с целью уточнения динамического расчета; синхронно с этапами динамического расчета сооружения обоснование точности

измерений основных параметров колебаний геодезическими методами.

Основные задачи исследования:

  1. Анализ существующих методов натурных измерений параметров колебаний башенных сооружений с целью выявления наиболее оптимальных методов и приборов.

  2. Уточнение жесткостных и инерционных характеристик башенных сооружений на основе установления аналогии между уравнительными задачами геодезии и задачами строительной механики.

  3. Обоснование необходимой точности геодезических измерений частот колебаний как для целей проектирования, так и для контроля за жесткостью сооружения.

  4. Обоснование необходимой точности геодезических измерений амплитуд колебаний с целью уточнения логарифмического декремента колебаний башенных сооружений.

  5. Использование априорной и апостериорной информации о характере колебаний для оптимального планирования геодезических наблюдений за колебаниями указанных сооружений.

  6. Обоснование методики и необходимой точности геодезических измерений амплитуд колебаний с целью определения перемещений и усилий в сечениях сооружений при "ветровом резонансе".

  7. Обоснование метода согласования расчетной и фактической работы сооружения при расчетных нагрузках, с целью выявления действительной прочности сооружения.

  8. Прогнозирование предельных состояний по результатам геодезических натурных измерений перемещений (амплитуд) при разных ветровых нагрузках и корректировка прогноза, исходя из уточненных физико-механических, геометрических и динамических характеристик сооружения.

  9. Обоснование необходимой точности геодезических измерений

перемещений (амплитуд колебаний) при скоростях ветра, близких к расчетным значениям.

Объектом исследований служили инженерные сооружения башенного типа - радиотелевизионные башни, высотные трубы. Расчетная схема указанных сооружений аппроксимировалась стержнем переменного и постоянного поперечного сечения, жестко защемленного в основании.

Научная новизна. Впервые на основе диалектического анализа этапов геодезических работ по обеспечению состояния башенных сооружений теоретически обоснована возможность и необходимость использования геодезических методов в стадии проектирования (при динамическом расчете) башенных сооружений с целью уточнения расчета. Использование геодезических методов при динамическом расчете предопределяет и причино-следственный характер обоснования точности геодезических измерений параметров колебаний. Синхронно с этапами динамического расчета дано обоснование точности геодезических измерений соответствующих параметров. Предложена методика уточнения жесткостных и инерционных характеристик указанных сооружений на основе использования аналогии между уравнительными задачами геодезии и задачами строительной механики.

Впервые на основе расчетной схемы и с учетом форм собственных колебаний указанных сооружений, разработана методика оптимального размещения узлов наблюдений по стволу башен.

На защиту выносятся;

Классификация современных натурных методов измерения параметров колебаний инженерных сооружений башенного типа, полученная на основе анализа существующих методов и приборов;

Методика уточнения жесткостных и инерционных характеристик башенных сооружений с использованием параметрического способа уравнивания и параметрического способа с избыточными неизвестными;

Обоснование точности геодезических измерений амплитудно-частотных характеристик при свободных колебаниях как для целей проектирования, так и для эксплуатационных нужд;

Использование априорной и апостериорной информации о характере колебаний для оптимального планирования геодезических измерений параметров колебаний;

Разработка методики и обоснование точности геодезических измерений амплитуд колебаний для контроля усилий в сечениях сооружения при ветровом резонансе;

Прогнозирование предельных состояний по результатам геодезических измерений;

Обоснование необходимой точности геодезических измерений перемещений (амплитуд колебаний) при скоростях ветра близких к расчетным значениям.

Практическая ценность работы. Разработанная методика позволяет:

составить ППГР при динамическом расчете башен, что способствует рациональному планированию и проектированию геодезических наблюдений за колебаниями указанных сооружений как для эксплуатационных нуад, так и для целей рационального проектирования указанных сооружений;

определить вероятнейшие значения параметров масс и жест-костей, что необходимо для определения современного состояния сооружения, а также для оптимизации указанных параметров при проектировании подобных типовых сооружений;

контролировать максимально возможные перемещения и усилия в сечениях сооружения при ветровом резонансе;

- провести надежный прогноз наступления предельных состояний и выявить действительную прочность сооружения.

Реализация работы. Результаты проведенных исследований использованы при наблюдениях за колебаниями Киевской телебашни.

Результаты исследований также будут использованы при наблюдениях за колебаниями Бакинской телебашни в период эксплуатации.

Апробация работы.Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Киевского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института (1980,1981,1982 г.г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Азербайджанского инженерно-строительного института (1983, 1984 г.г.), семинарах Республиканского Дома экономической и научно-технической пропаганды общества "Знание" УССР "Современные проблемы инженерной геодезии 24-27 февраля 1981г.", "Геодезические работы при строительстве, монтаже и эксплуатации уникальных сооружений и оборудования 22-24 февраля 1983 г.".

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, одна из которых написана в соавторстве.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Список литературы включает 124 наименования, из-них 29 на иностранных языках. Общий объем работы 162 страницы, 24 таблицы, 16 рисунков.

В первой главе дается характеристика инженерных сооружений башенного типа, рассматриваются основы колебаний указанных сооружений в ветровом потоке. Далее на основе отечественной и зарубежной практики показан весь комплекс инженерно-геодезических работ по обеспечению башенных сооружений.

-ІО-

На основе диалектического анализа этапов геодезических работ по обеспечению указанных сооружений ставится общая задача исследования: обоснование возможности и необходимости участия геодезистов в стадии проектирования. Из общей задачи вытекают единичные задачи: составление ППГР в стадии динамического расчета.

Во второй главе дается анализ существующих стандартных и нестандартных приборов и систем натурных измерений параметров колебаний башенных сооружений. Исходя из требований, предъявляемых к приборам и системам для регистрации колебаний, а также на основе проведенного анализа дана табличная классификация приборов и систем для измерения параметров колебаний указанных сооружений.

В третьей главе на основе анализа свободных колебаний установлена аналогия между уравнительными задачами геодезии и задачами строительной механики. Для уточнения жесткостных и инерционных характеристик использованы: параметрический способ уравнивания и параметрический способ с избыточными неизвестными.

Придан причино-следственный характер обоснованию точности геодезических измерений основных параметров колебаний. Показано, что известная приближенность расчетных схем и самих расчетов являются величинами,непосредственно влияющими на нормируемую точность геодезических измерений. Теоретически обоснована необходимая точность геодезических измерений амплитудно-частотных характеристик при свободных колебаниях. Разработана методика оптимального размещения узлов наблюдений по стволу башни, исходя из априорной информации о характере колебаний, с последующей апостериорной корректировкой узлов наблюдений.

В четвертой главе рассматриваются вопросы, связанные с расчетом сооружения на ветровые нагрузки.

Предлагается методика определения усилий в сечениях сооружения

- II -

при ветровом резонансе. Обоснование точности геодезических измерений исходит из детерминированного расчета, согласно которому усилия определяются исходя из вычисленных распределений перемещений*

В то же время при назначении допуска на геодезические измерения целесообразно исходить из величин усилий, возникаемых в сечениях сооружения, так как при учете высших форм колебаний величины усилий более значимы, чем перемещения. Этот замкнутый цикл причины и следствия решается, исходя из дифференциальной зависимости между перемещениями и усилиями.

Обосновывается точность геодезических измерений перемещений (амплитуд колебаний) при скоростях ветра, близких к расчетным значениям, исходя из результатов прогноза и особенностей расчета указанных сооружений.

Обосновывается метод анализа работы сооружения с целью определения действительной прочности сооружения.

Приводится прогноз наступления предельных состояний по результатам геодезических измерений, который может быть скорректирован^ исходя из уточненных физико-механических, геометрических и динамических характеристик указанных сооружений.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций