Расчет колебаний несимметричных массивных и стенчатых фундаментов при произвольной зависимости нагрузки от времени
Б.1 Фундамент считается абсолютно твердым телом, имеющим 6 степеней свободы: 3 поступательных перемещения , , начала координат и 3 угла поворота , , относительно осей , , соответственно (рисунок Б.1).
Рисунок Б.1 - Степени свободы фундамента
Б.2 Колебания фундамента описываются системой шести дифференциальных уравнений:
, (Б.1)
где , и - элементы матриц инерции, демпфирования и жесткости соответственно, a - обобщенные силы, действующие на фундамент (динамические поступательные и вращательные воздействия, нормативные значения).
Б.3 Начало координат помещается в центр тяжести подошвы фундамента; ось направляется вертикально вверх; горизонтальные оси лежат в плоскости подошвы фундамента и являются ее главными осями. При этом матрицы демпфирования и жесткости диагональны: 0 и 0 при , (16; 16).
Б.4 Ненулевые диагональные элементы матрицы жесткости следует определять по формулам:
; ; ; ; , (Б.2)
где , и вычисляются по формулам (11), (9) и (12), а и - из соотношений
; , (Б.3)
где и - моменты инерции подошвы относительно осей и соответственно.
Б.5 Элементы матрицы инерции представляют собой массу всей установки (фундамента с засыпкой грунта на его обрезах и выступах и машины), ее статические моменты и ее моменты инерции, которые следует определять в системе координат .
Б.6 Ненулевые диагональные элементы матрицы демпфирования следует определять по формулам:
(16), (Б.4)
где , , , ; значения относительного демпфирования , , и определяются в соответствии с указаниями 6.1.5-6.1.6.
Б.7 Для системы уравнений (Б.1) при произвольной зависимости нагрузки от времени следует применять численные методы решения дифференциальных уравнений. В частных случаях периодической, импульсной или случайной нагрузки, а также при наличии плоскости симметрии возможно применение аналитических методов.
Б.8 Для расчетов колебаний несимметричных массивных и стенчатых фундаментов рекомендуется использовать матричную форму:
, (Б.5)
где и - вектор-столбцы обобщенных координат и связанных с ними обобщенных сил; , и - матрицы инерции, демпфирования и жесткости:
, (Б.6)