Файл: Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство.pdf

значений логарифмических декрементов, полученных по показаниям датчиков в точке В шахты и в точках 1—4, находящихся на плитах междуэтажных перекрытий, по­ казывает, что они по величине близки друг к другу. Из опытных данных видно, что средние значения логариф­ мического декремента затухания при увеличении ампли­ туды колебаний в исследуемом диапазоне динамических воздействий изменяются незначительно. Их значения не меняются также по высоте здания. Логарифмические декременты затухания, определенные при колебаниях, возбужденных мгновенным снятием нагрузки, приложен­ ной к зданию, находятся в пределах 0,08—0,10 и сопо­ ставимы по величине с декрементами затухания здания, колебания которого были вызваны в стадии выключен­ ной вибромашины.

Коэффициенты поглощения энергии колебаний (г|э = = 2 6), определенные при двух различных способах на­ чальных возмущений для здания № 1, находятся в диа­ пазоне 0,12—0,20.

Следуя [36], коэффициент поглощения энергии коле­ бания был определен также по формуле

В табл. VI.4 приводятся значения коэффициентов по­ глощения энергии колебания, определенные по ширине резонансного пика ф2, а'также коэффициенты ф і= 2 8, определенные на основании данных табл. VI.3. Коэффи­ циенты поглощения по затухающим свободным колеба­ ниям приводятся для тех осциллограмм, у которых на­ чальная амплитуда затухающих колебаний равна высо­ те резонансного пика.

Из табл. ѴІ.4 видно, что между значениями фі и ф2, определенными двумя различными методами, имеется существенное расхождение. В данном случае более до­ стоверными следует считать значения ф2, определенные по осциллограммам затухающих свободных колебаний.

Здание № 3. Динамические испытания здания прово­ дились после завершения строительных работ в период, когда отсутствовал настил полов. Колебания здания воз-

220

221

буждались в продольном и поперечном направлениях мгновенным удалением горизонтальной нагрузки, прило­ женной к свободному концу железобетонной шахты.

При первом цикле испытаний горизонтальная сила при разрыве каната была равна 0,39 тс, а при последу­ ющих шести циклах испытаний горизонтальная сила по­ степенно увеличивалась до величины 4,2 тс.

Колебания записывали при всех циклах испытания вибродатчиками, установленными в разных точках меж­ дуэтажных перекрытий и по высоте здания Для полу­ чения достоверных результатов' испытания по каждому

222

циклу и соответствующие осцпллографические записи повторялись несколько раз.

Анализ осциллограмм показал, что частота первой горизонтальной формы колебаний в поперечном направ­ лении равняется 1,8 Гц, а в продольном— 2,2 Гц. Отме­ тим, что частота колебаний оставалась неизменной да­ же при изменении начального возмущающего усилия примерно в 11 раз. По полученным осциллограммам бы­ ли определены изгибно-сдвиговые и крутильные дефор­ мации и построены кривые упругих колебаний зданий (рис. VI.13).

Упругие линии колебаний здания № 3 были построе­ ны также по осциллографическим записям микросейсмы колебаний, вызванных ветровой нагрузкой и движени­ ем городского транспорта (рис. ѴІ.14).

Значения логарифмических декрементов при этих опытах находились в пределах 0,09—0,12 при попереч­ ных колебаниях и 0,07—-0,08 — при продольных колеба­ ниях. Следовательно, коэффициент поглощения энергии для здания № 3 в исследуемом диапазоне динамических воздействий колеблется в пределах ф—0,14-^0,24.

Здание Лг° 4. Динамические испытания проводились после завершения строительно-монтажных работ до на­ чала отделочных работ и устройства полов. Колебания здания создавались резонансным методом вибромаши­ ной (см. § 18, п. 1). Вибромашину устанавливали на плите кровли здания по оси симметрии на расстоянии 0,65 м от шахты. Для устранения люфтов и возможных смещений вибромашины ее раму по контуру привари­ вали к закладным деталям, предусмотренным в кровель­ ной плите. Испытания проводились в продольном на­ правлении при величине эксцентрикового груза на виб­ раторе, равной 14,7 кг. Вибродатчики были установлены в нескольких точках междуэтажных перекрытий треть­ его, четвертого, восьмого и девятого этажей, а также на кровле здания. Исследования проводились по методике, примененной ранее при испытании здания № 1. Собст­ венная частота при первой форме колебаний оказалась равной 1,98 Гц. Построенная при резонансной частоте, уп­

энергии изменялась в пределах 0,12—0,18. Исследования по зданию № 4 были продолжены в период его эксплуата­ ции. Динамические характеристики здания определялись

223

при свободных поперечных колебаниях, возбужденных мгновенным разрывом стальных оттяжек по методу, опи­ санному в п. 1 § 18.

Вибродатчикп были установлены в проемах железо­ бетонной шахты в пяти точках по высоте здания. Вибро­ датчикп были приведены к единой фазе колебаний и ори­ ентированы по направлению колебаний. Результаты ис­ пытания здания представлены на рис. Ѵ.15. Частота пер­ вой формы свободных колебаний здания оказалась рав­ ной 1,6 Гц, коэффициент поглощения энергии колебания находился в пределах 0,16—0,2.

Резюмируя экспериментальные данные по динамиче­ ским испытаниям исследованных 9-этажных зданий, прежде всего надо отметить, что по всем трем объектам (здания № 1,3, 4) были получены идентичные резуль­ таты. При горизонтальных колебаниях зданий между­ этажные перекрытия оказались практически недеформи­ руемыми, и поэтому их можно рассматривать как жест­ кие диски. Жесткость зданий в продольном направле­ нии, по опытным данным, больше, чем в поперечном.

Опытные данные показали, что частота свободных ко­ лебаний практически не зависит от характера началь­ ных возмущений. Для отдельных зданий частота первой формы свободных колебаний в поперечном направлении находилась в пределах 1,6— 1,8 Гц\ в продольном на­ правлении— 1,7—2,2 Гц. Частота второй формы про­ дольных изгибно-сдвиговых II крутильных колебаний на­ ходилась в пределах 5,1—6,0 Гц. Коэффициент поглоще­ ния энергии колебания для всех зданий находился в пре­ делах ф= 0,12-=-0,24.

Горизонтальные перемещения зданий в их резонанс­ ном состоянии возрастали с увеличением массы эксцен­ триковых грузов вибратора, при этом величины компо­ нентов крутильных колебаний были в 1,4—2 раза боль­ ше компонентов изгибно-сдвиговых колебаний.

2. Определение расчетной схемы здания при изгибно-сдвиговых колебаниях

Одним из основных условий обеспечения нормальных эксплуатационных качеств здания является его надеж­ ное сопротивление действию горизонтальных нагрузок, в том числе сейсмических, которое проверяется расче­ том. Для рассматриваемого многоэтажного каркасного

224