Динамические расчеты

Динамика сооружений тесно связана со статикой сооружений, являющейся основным разделом строительной механики. Динамические расчеты являются результатами анализа и исследования о колебании сооружения, подвергающиеся действию динамических нагрузок. Также, с помощью динамических расчетов возможно определить способы уменьшения колебаний.

Оформление динамических расчетов

Нагрузки, возникающие при работе машин с неуравновешенными движущимися массами, при ударах массивных тел, при землетрясении, при взрывах и т.п. требуют динамических расчетов при проектировании сооружения. Колебательный характер имеет не только перемещения точек сооружения, но и внутренние усилия и напряжения в его элементах.

Основным содержанием динамических расчетов является определение ожидаемых амплитуд перемещений, внутренних усилий и напряжений в сооружении при его колебаниях под действием динамической нагрузки, то есть при вынужденных колебаниях и сравнение их с допустимыми значениями. Допустимые значения амплитуд внутренних усилий обусловлены требованиями прочности и долговечности строительных конструкций. Значение амплитуд скоростей и ускорений колебаний сооружений или зданий, в которых находятся люди, в том числе производственные помещения, обусловлены требованиями безвредного влияния колебаний на здоровье людей и на качество выпускаемой продукции.

Прочность и долговечность сооружений решается на основе статических и динамических расчетов.

Динамика сооружений использует хорошо разработанные методы статики сооружений, например с помощью универсальной программной системы конечно-элементного (МКЭ) анализа Ansys определяет:

• Отклик конструкции на гармоническое воздействие;
• Отклик конструкции на случайное внешнее воздействие;
• Рассчитывает по спектрам отклика для определения сейсмостойкости зданий и сооружений;
• Рассчитывает и оценивает воздействие на оборудование: ударное, волновое, аэродинамическое, вибрационное;
• Отклик конструкции на случайное внешнее воздействие;
• Динамические расчет по временной области для определения нестационарного отклика конструкции в результате воздействия переменных во времени нагрузок;
• Расчёт собственных частот и форм конструкции (модальный анализ);
• Расчёт гармонического отклика;
• Расчёт спектра отклика;
• Расчёт случайных колебаний;
• Динамику роторов;
• Динамику абсолютно жёстких тел;
• Динамику судов и морских сооружений;
• Нестационарные динамические расчеты прочности конструкции во временной области.

В зависимости от вида расчётной схемы сооружения: балка, ферма, рама, арка, плита, свод, оболочка, применяют теоретический метод для определения амплитуды колебаний как функции координат точек сооружения. Методы определения частот и форм колебаний зависят только от расчётной схемы сооружения. Знание частот и формы соответствующих колебаний сооружения позволяет ещё до его расчёта на динамическую нагрузку предугадать качественную картинку вынужденных колебаний, максимально сократить этот расчёт и выявить невыгодные значения частот периодических нагрузок и продолжительности кратковременных нагрузок.

Такой метод, как Экспериментальная динамика сооружений, осуществляется с помощью опытов в натуре и на моделях.

Изучает динамические нагрузки на сооружения:

• От стационарных и подвижных машин и механизмов;
• Сейсмические;
• Ветровые;
• Пульсации давления жидкости и газов в водопроводах, котлах и т.п.

А также изучает динамические характеристики материалов и конструкций:

• Динамические модули упругости
• Внутреннее трение и внешнее сопротивление;
• Пределы выносливости материалов и соединений конструкции (заклёпочных, сварных и т.п.).

Экспериментальная динамика сооружений изучает пределы прочности и текучести при больших скоростях деформирования, вызываемых мощными ударами. Проверяет надёжность расчётных схем сооружений и эффективность способов уменьшения колебаний.

Динамические расчеты нагрузок от машин

Промышленное оборудование, располагаемое в зданиях и сооружениях, являются основными источниками колебаний строительных конструкций. Эти колебания могут возбуждаться как в нормальном рабочем режиме оборудования, так и при его пуске и остановке.

Различают два основных типа машин, развивающих динамические нагрузки:

1. Машины с конструктивно неуравновешенными движущимися частями:
   • Поршневые компрессоры;
   • Насосы;
   • Различные виды станков;
   • Типографические машины;
   • Ткацкие станки и т.п.
2. Машины с нормально уравновешенными, движущимися частями:
   • Центрифуги;
   • Вентиляторы и т.п.

Заказать динамические расчёты

Цель динамических расчетов:

1. Определение динамических нагрузок и их классификация по частотности и динамичности;
2. Расчёт собственных колебаний и определение основных динамических характеристик зданий;
3. Расчёт вынужденных колебаний и определение амплитуды динамических перемещений, и проверка выполнения физиологического и технологического требования по ограничению уровня колебаний;
4. Определение амплитуды внутренних усилий в конструкциях и произведение расчёта гна прочность и выносливость.