Разработка, исследование и реализация метода виброзащиты зданий с применением многослойных резинометаллических заменяемых виброизоляторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, кандидат технических наук Моторин, Владимир Владимирович

• Моторин, Владимир Владимирович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Моторин, Владимир Владимирович

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ.

1.1. Защита зданий от воздействия транспортных вибраций как одна из основных проблем экологии современных мегаполисов.

1.2. Виброзащита зданий с помощью высоконагруженных виброизоляторов из эластомеров (обзор основных результатов).

1.2.1. Основные тенденции в виброзащите зданий.

1.2.2. Оценка методов расчета виброизоляторов для зданий.

Заключение диссертации по теме «Строительная механика», Моторин, Владимир Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной диссертационной работе рассмотрены вопросы практического расчета виброизоляторов для зданий и сооружений, а так же конструктивное воплощение и технология монтажа этих виброизоляторов применительно к практике массового строительства в г. Москве. Ниже приводятся основные научные и инженерно — практические результаты, полученные автором.

1. В качестве научного результата работы представлена корректировка инженерного метода расчета виброизоляторов путём учета в расчетных формулах изменения коэффициента формы в процессе нагружения как образцов, так и силовых виброизоляторов. Такой подход позволил отразить реальное поведение виброизоляторов в процессе многостадийного нагружения при их монтаже. Кроме того, представлены новые соотношения, учитывающие влияние только части боковой поверхности слоя виброизолятора при малой его толщине, что косвенно отражает явления всестороннего сжатия при реализации процесса формоизменения и несжимаемости резины. Приведены многочисленные экспериментальные исследования процесса нагружения экспериментальных образцов виброизоляторов, позволившие отработать методику испытаний с учётом реологических явлений в резине, а так же достоверно определить её физико — механические параметры.

2. В качестве основного научного результата работы представлены экспериментальные исследования ансамбля образцов виброизоляторов и расчеты изменения статических и динамических характеристик виброизоляторов из резины марки 7-30-14-102 в результате старения под нагрузкой. Методом УКИ (ускоренных климатических испытаний) получены достоверные данные по статическим и динамическим параметрам изделий после старения под нагрузкой в течение 30, 60 и 100 лет.

Разработана и применена простейшая феноменологическая модель для описания процесса старения, что позволило получить практические расчетные соотношения для прогнозирования поведения виброизоляторов во времени. По результатам эксперимента были получены соотношения для определения параметров этой модели.

3. С помощью полученных в работе новых расчетных соотношений была разработана унифицированная линейка силовых виброизоляторов для зданий и сооружений в диапазоне нагрузок 150 - 2000 кН (15 - 200 тс) с определением всех их статических и динамических характеристик.

4. Для обеспечения 100% заводского контроля виброизоляторов в условиях производственного процесса была разработана методика установочных испытаний виброизоляторов, позволившая на основании результатов этих испытаний надёжно реализовать принцип 100% контроля изделий на простейшем заводском оборудовании — технологическом прессе с контролем смещения и усилия - без снижения производительности завода.

5. В работе предложен новый способ отсроченного монтажа виброизоляторов для зданий и сооружений и его конструктивное оформление для основных типов несущих конструкций зданий. Метод позволяет не только осуществлять монтаж виброзащиты после окончания основных строительно - монтажных работ по зданию, но и заменять любой виброизолятор в процессе эксплуатации здания в течение одного часа.

6. Предложенная унифицированная методика расчета и разработанные на её основе конструкции и метод монтажа виброзащищённых строительных объектов, от многоэтажных зданий и концертных залов до верхнего строения пути метрополитена, позволили развернуть в Москве массовое строительство виброзащищённых зданий и сооружений с применением отечественных исходных материалов и стандартной технологии. В результате применения предложенных в диссертации методов решена задача застройки полос отчуждения вдоль трасс метрополитена неглубокого заложения зданиями любого назначения, этажности и конструктивной схемы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Моторин, Владимир Владимирович, 2005 год

1. Барабанова Л.П., Пугачев А.Д. Влияние граничных условий и фактора формы при определении упругих модулей резиноподобных материалов. С. 363 367.

2. Бидерман В.Л. Вопросы расчета резиновых деталей //Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1958. - Вып. 3. - С. 40-88.

3. Бидерман В.Л., Мартьянова Г.В. Вариационный метод расчета деталей из несжимаемого материала //Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1977. - Вып. 19. - С. 3-27.

4. Бидерман В.Л., Жислин А.Я. Нелинейные характеристики рези-нометаллических упругих элементов //Расчеты на прочность. — М.: Машиностроение, 1979. Вып. 20. - С. 107-122.

5. Вейнер Д., Цейтлин А.И. Вибрационные повреждения в промышленности и строительстве. //Москва Стокгольм, 1994, 337 с.

6. Виницкий Л.Е. Влияние геометрии резиновых элементов на их характеристики //Резина — конструкционный материал современного машиностроения. М.: Химия, 1967. - С. 95-105.

7. Виницкий Л.Е. Влияние коэффициента формы на релаксационные свойства резин при больших деформациях сжатия //Каучук и резина. -1967.-№9.-С. 29-31.

8. Горелик Б.М., Горелик Л.Б. Новое направление технического прогресса тонкослойные многослойные эластомерные конструкции (ТМЭМК). С. 248-253.

9. Григорьев Е.Т. Расчет и конструирование резиновых амортизаторов. -М.: Машгиз, 1960. С. 160.

10. Дашевский М.А., Миронов В.В. Исследование и расчет высоко-нагруженных виброизоляторов для зданий, с. 254 260.

11. Дашевский М.А., Миронов Е.М. К расчету резиновых виброизоляторов при больших сжимающих напряжениях //Труды института/ЦНИИСК им. Кучеренко. Исследование по динамике сооружений. - М.: ЦНИИСК, 1984.-С. 80-87.

12. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Кублицкая Г.Л., Черкаская Т.В. Высоконагруженные резиновые виброизоляторы для зданий //ЦНИИСК им. Кучеренко. М., 1986. - С. 23. Пер. во ВНИИС Госстроя СССР, 3.11.86. №7416.

13. Дашевский М.А., Басинкевич Г.И. и др. Виброзащита зданий, возводимых в зоне трасс метрополитена мелкого заложения// Строительство и архитектура БССР. 1976. - № 4. - С.33-39.

14. Дашевский М.А. К расчету виброизоляции для зданий// Строительная механика и расчет сооружений.- 1987. № 2. - С. 59-63.

15. Дашевский М.А. и др. Исследование виброизолирующих свойств резин при больших нагрузках// Каучук и резина. 1987. - № 2. С. 20-22.

16. Дашевский М.А. Высоконагруженные резиновые виброизоляторы для зданий // Труды института / ЦНИИСК им. Кучеренко. — Исследование по динамике сооружений. М.: ЦНИИСК, 1987. - С. 50-58.

17. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Кублицкая Г.Л. Рациональный выбор размеров виброизоляторов //Труды института /ЦНИИСК им. Кучеренко. — Динамика строительных конструкций. — М.: ЦНИИСК. 1988. — С. 8493.

18. Дашевский М.А., Басинкевич Г.И. и др. Сменная виброзащита зданий, возводимых в зоне трасс метрополитена мелкого заложения//

19. Dynamic of structure. Chechoslovak conference with international participation: Praha. 1989.-Vol.3. - pp. 85-88.

20. Дашевский M.A. Виброизоляция зданий, расположенных вблизи линии метрополитена мелкого заложения //Рекомендации по виброзащите несущих конструкций производственных зданий. Глава 10. - М.: ЦНИИСК, 1988.-С. 142-152.

21. Дашевский М.А., Кублицкая Г.Л., Юрцев JI.H., Гарцман В.И., Миронов Е.М. Особенности динамики и статики высоконагруженных виброизоляторов //Промышленность синтетического каучука, шин и резиновых технических изделий. 1989. - № 3. — С. 23-26.

22. Дашевский М.А., Мондрус В.Л., Моторин В.В. Виброзащита зданий и сооружений // Строительные конструкции XXI века: Международная научно-практическая конференция 21-23 ноября 2000 г. Сборник материалов, часть I / М., 2000. - С. 181 - 184.

23. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В. Виброзащита многоэтажных крупнопанельных зданий. //ССБС, 2001, №4, с. 49 51.

24. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В. Либасов Ю.П. Виброизолированный крупнопанельный жилой дом. //ССБС, 2001, №6, с. 58 -62.

25. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В. Защита музыкального комплекса от вибрации, вызываемой движением автотранспорта. //ССБС, 2002, №2, с. 58 62.

26. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В. Виброзащита зданий теория и реализация. //ССБС, 2002, №5, с. 37 - 46.

27. Дашевский М.А., Моторин В.В., Мамажанов М.А. Виброзащита крупнопанельных зданий. //Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, 2004, №10, с. 44-45.

28. Дашевский М.А., Моторин В.В., Миронов Е.М., Самойленко Т.Г., Титаренко С.А. Инженерная модель расчета резиновых виброизоляторов настарение. Теория и эксперимент. // Тезисы. Международная конференция по каучуку и резине IRC'04. М., 2004.

29. Дашевский М.А., Миронов Е.М., Моторин В.В.Способ установки виброизоляторов здания, сооружения. Патенты российской федерации на изобретение №№ 2232850, 2233365, 2233366 с приоритетом от 12.11.2003 г.

30. Дерхем К. Дж., Келли Дж. М., Томас А. Дж. Резиновые амортизаторы и их применение для защиты зданий от землетрясений // Международная конференция по каучуку и резине. — М., 1984. Репринт В64.

31. Дунаев И.М. Об одном варианте нелинейной теории термовязко-упругости эластомеров // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1985. — Т. 1.-С. 110-117.

32. Дырда В.И. Резиновые элементы вибрационных машин. Киев: Наукова думка, 1980.-С. 100.

33. Дырда В.И. Прочность и разрушение эластомерных конструкций в экстремальных условиях. Киев: Наукова думка, 1988. — С. 232.

34. Жислин А.Я., Миронов О.Н., Талдыкин С.Б. Конечноэлементный анализ резинометаллических виброизолирующих опор. С. 261 268.

35. Инструкция по проектированию и расчету виброизоляции машин с динамическими нагрузками и оборудования, чувствительного к вибрациям / М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре— 1956. —55 с.

36. Лавендел Э.Э., Хричиков В.В. Жесткость элементов конструкций с учетом предварительного поджатая в напряженном состоянии //Вопросы динамики и прочности. Рига: Зинатне, 1976.-Вып. 33. —С. 124-128.

37. Лавендел Э.Э. Расчет резинотехнических изделий. М.: Машиностроение, 1976. - С. 232.

38. Лукомская А.И., Евстратов В.Ф. Основы прогнозирования механического поведения резин и каучуков. М., Химия, 1975. - С. 360.

39. Ляпунов В.Т., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы: Справочник. Л.: Судостроение, 1988. - С. 216.

40. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение. //ГОСТ 9.707-81. Издание официальное. 79 с.

41. IRC-94 Международная конференция по резине. Москва, 27.09 — 01.10/94 г. Расчетные методы, прогнозирование долговечности и конструирование РТИ.

42. Пейн А.О. Динамические свойства наполненных резин // Усиление эластомеров: Сборник под ред. Дж. Крауса. М., Химия, 1968. — С. 73115.

43. Потураев В.Н., Дырда В.И. Резиновые детали машин. М.: Машиностроение, 1977.-С. 216.

44. Потураев В.Н., Дырда В.И., Круш И.И. Прикладная механика резины. Киев: Наукова думка, 1980. - С. 260.

45. Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве: Справочное пособие (под ред. Д.Л. Федюкина). М.: Химия, 1986. — С.240.

46. Рекомендации по виброзащите несущих конструкций производственных зданий /ЦНИИСК им. Кучеренко. М., 1988. - С. 217.

47. Рекомендации по уменьшению вредных вибраций рабочих мест на предприятиях железобетонных изделий / — М.: Стройиздат, 1972. — 100 с.

48. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М. Стройиздат, 1968 г. —418 с.

49. Санитарные Нормы РФ «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» (СН 2.2.4./2.1.8.566 96)

50. Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резины. -М.: Химия. 1985. С. 236.

51. Ферри Д. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: Изд-во иностранной литературы. 1963. - С. 536.

52. Фролов Н.Н., Захарюк A.M. Расчет резинометаллического сейсмоизолятора. / Кубанский государственный технологический университет. - Краснодар, 2002. - 11 с. - Деп. в ВИНИТИ 18.07.2002. № 1352 - В2002.

53. Фролов Н.Н., Лозовой С.Б., Молдаванов С.Ю. — Методика и алгоритм определения структурно-механических параметров эластомеров. / Кубанский государственный технологический университет. — Краснодар, 2000.- 15 с.-Деп. в ВИНИТИ 07.08.2000. №2191-В00.

54. Фролов Н.Н., Михайленко Е.В. Конечноэлементный анализ трехмерных геометрически нелинейных краевых задач механики эластомеров. / Кубанский государственный технологический университет. — Краснодар, 1997. - 17 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.08.97. № 2628-В97.

55. Цейтлин А.И., Горпинченко В.М., и др. (Фурман В.М., Барон Р.И., Пичугин А.А.) Виброизоляция металлического каркаса здания филиала ГАБТ в Москве. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. (ССБС), 2002 г, №4, с. 31 34.

56. Черных К.Ф., Литвиненкова З.Н. Теория больших упругих деформаций. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1988. — 256 с.

57. Dashevsky М., Mironov Е. Vibration and earthquake protection of building and structures based on removable hightly loaded rubber vibration insulation // Proceedings of the ninth European conference on earthquage eng.: Moscow, 1990.-vol.3, pp. 169-174.

58. Derham C.J., Kelly J.M. Combined earthquake protection and vibration isolation of structures// NR. Technol., 1985. v. 16, Part I, pp. 3-11.

59. Europe's largest resiliently mounted building // Noice and Vibr. Contr., 1980/ vol. II, N 2.- pp. 69-70.

60. Grootenhuis P. Resilient mountings of large structures // Elastomeric Criteria of Engineering Design. London: Appl. Sei., 1979. - pp. 219-240.

61. Harris R. Tower building on resident mountings // Building research and practice, 1973. vol. I, N 4, pp. 210-213.

62. Sowry J.A. Isolation for London housing development // Rubber developments. 1979. - vol. 32, N 2. - pp. 48-51.

63. Tajirian F.F., Kelly J.M., Aiken I.D. Seismic isolation for Advanced Nuclear Power Station // Earthquake spectra. 1990. - vol. 6, N 2. - pp. 371-401.