Включены материалы по прикладной динамике сооружений, относящиеся к расчету строительных конструкций на динамические воздействия, измерению колебаний и методам борьбы с колебаниями зданий и сооружений. Рассмотрены специальные вопросы: действие динамических нагрузок, динамические характеристики материалов, влияние колебаний на людей и технологические процессы, расчет конструкций на прочность и выносливость и др. Изд. 1-е вышло в 1972 г. под загл. «Справочник по динамике сооружений». Для инженерно-технических и научных работников проектных и научно-исследовательских организаций.

Предисловие к первому изданию
Предисловие ко второму изданию

Раздел 1. Оценка допустимого уровня колебаний строительных конструкции
1.1. Общие положения
1.2. Оценка характера физиологического воздействия колебаний на людей
1.3. О нормировании колебаний
1.4. Допустимый уровень производственных колебаний на рабочих местах по данным Стандарта системы безопасности труда ГОСТ 12.1.012—78
1.5. Об определении допустимого по сани тарным нормам уровня колебания конструкций при их динамическом расчете
1.6. Ограничение колебаний предельно допустимым динамическим прогибом

Раздел 2. Динамические нагрузки от машин
2.1. Общие принципы определения динамических нагрузок
2.2. Нагрузки от машин с конструктивно неуравновешенными движущимися частями
2.3. Нагрузки от машин с номинально уравновешенными движущимися частями
2.4. Динамические нагрузки от движения обрабатываемого материала

Раздел 3. Динамические характеристики строительных материалов и конструкций
3.1. Динамическая жесткость
3.2. Внутреннее трение
3.3. Выносливость

Раздел 4. Расчет сооружений на периодические нагрузки от машин и оборудования
4.1. Динамические воздействия, передаваемые на несущие конструкции зданий и сооружений
4.2. Основные расчетные положения
4.3. Определение расчетных параметров

Раздел 5. Расчет сооружений на действие эксплуатационных импульсных нагрузок
5.1. Основные расчетные положения
5.2. Системы с одной степенью свободы
5.3. Системы с несколькими степенями свободы
5.4. Балки и плиты

Раздел 6. Расчет фундаментов под машины с динамическими нагрузками
6.1. Общие сведения
6.2. Расчет массивных фундаментов
6.3. Расчет рамных фундаментов
6.4. Определение динамических характеристик основания

Раздел 7. Колебания стержней и стержневых систем
7.1. Основные положения
7.2. Системы с дискретным распределением масс
7.2.1. Система с одной степенью свободы
7.2.2. Система с несколькими степенями свободы
7.3. Поперечные колебания балок с распределенной массой
7.3.1. Точный метод определения частот собственных колебаний однопролетных балок
7.3.2. Собственные колебания неразрезных балок
7.3.3. Вынужденные колебания балок
7.4. Колебания плоских рам

Раздел 8. Колебания пластинок
8.1. Техническая теория изгиба и малые колебания упругих пластинок
8.2. Анизотропные пластинки
8.3. Гибкие пластинки
8.4. Общие методы решения дифференциальных уравнений колебаний пластинок
8.5. Свободные колебания прямоугольных пластинок
8.6. Свободные колебания круглых и кольцевых пластинок
8.7. Свободные колебания пластинок других очертаний
8.8. Неразрезные пластинки и безбалочные плиты
8.9. Вынужденные колебания пластинок

Раздел 9. Динамика упругих оболочек
9.1. Основные уравнения динамики тонких упругих оболочек
9.2. Методы решения задач о свободных и вынужденных колебаниях оболочек
9.3. Колебания замкнутой круговой цилиндрической оболочки постоянной толщины
9.4. Колебания замкнутой цилиндрической оболочки эллиптического сечения постоянной толщины
9.5. Колебания гофрированной круговой цилиндрической оболочки
9.6. Колебания замкнутой цилиндрической оболочки, усиленной продольными и кольцевыми ребрами
9.7. Колебания конической оболочки
9.8. Колебания сферической оболочки
9.9. Колебания торообразных оболочек
9.10. Колебания, пологих оболочек на прямоугольном плане

Раздел 10. Динамический расчет высоких сооружений на действие ветра
10.1. Структура турбулентного потока ветра
10.2. Параметры турбулентности (интенсивность, масштабы)
10.3. Нормативные и расчетные скоростные напоры ветра
10.4. Вертикальные профили нормативных скоростей и скоростных напоров для различных условий подстилающей поверхности земли 
10.5. Ветровая нагрузка на здания и сооружения
10.6. Воздействие ветра на высокие сооружения и здания

Раздел 11. Динамический расчет висячих систем
11.1. Собственные линейные поперечные колебания упругих элементов с неподвижными опорами
11.2. Собственные нелинейные поперечные колебания
11.3. Вынужденные нелинейные поперечные колебания при гармоническом воздействии

Раздел 12. Расчет сооружений на подвижные нагрузки
12.1. Метод решения задачи взаимодействия направляющей конструкции с движущимся грузом
12.2. Поперечные колебания балок, взаимодействующих с движущимся грузом
12.3. Динамические прогибы и изгибающие моменты балок при постоянной и переменной скорости движения грузов
12.4. Динамическое воздействие движущихся нагрузок на бесконечно длинные балки, лежащие на упругом основании

Раздел 13. Расчет сооружений на действие кратковременных нагрузок большой интенсивности
13.1. Виды кратковременных нагрузок
13.2. Влияние скорости деформирования на механические характеристики материалов
13.3. Расчетные диаграммы деформаций материалов и конструкций
13.4. Предельные состояния
13.5. Основные методы расчета конструкций и сооружений на кратковременные нагрузки в пластической стадии
13.6. Системы с одной степенью свободы
13.7. Балочные конструкции
13.8. Упругопластические прямоугольные пластинки, опертые по контуру
13.9. Упругопластические арки кругового очертания
13.10. Железобетонные оболочки

Раздел 14. Виброизоляция
14.1. Основные параметры виброизолируемого объекта
14.2. Частоты собственных колебаний виброизолированного объекта
14.3. Перемещения виброизолированного объекта под действием динамических нагрузок
14.4. Динамические нагрузки, передаваемые через виброизоляторы на основание
14.5. Кинематическая виброизоляция
14.6. Расчет пружинных, резиновых и комбинированных виброизоляторов
14.7. Практические расчеты виброизоляции
14.8. Пример расчета виброизоляции

Раздел 15. Виброизолированные системы с нелинейными характеристиками
15.1. Гармоническая линеаризация
15.2. Коэффициенты гармонической линеаризации для нелинейных функций некоторых типов
15.3. Основной резонанс нелинейной системы с одной степенью свободы при моногармоническом возбуждении
15.4. Субгармонические колебания виброизолированной системы
15.5. Расчет нелинейной виброизолированной системы на случайное воздействие
15.6. Коэффициенты статистической линеаризации
15.7. Автопараметрические колебания виброизолированных систем
15.8. Расчет упругого подвеса с очень низкой частотой собственных колебаний

Раздел 16. Устройства для гашения колебаний
16.1. Динамические гасители
16.2. Ударные гасители
16.3. Демпферы
16.4. Ограничители

Раздел 17. Экспериментальные методы изучения колебаний сооружений
17.1. Механические приборы для измерения вибраций
17.2. Электрические приборы для измерения вибраций
17.3. Методы измерения колебаний сооружений и конструкций
17.4. Испытания сооружений и конструкций специальными динамическими нагрузками

Раздел 18. Моделирование
18.1. Общие принципы физического моделирования, теория подобия, теория размерностей
18.2. Механические колебательные системы с сосредоточенными параметрами
18.3. Стержневые конструкции и арки
18.4. Тонкие плиты и тонкие оболочки малого подъема
18.5. Твердые деформируемые тела
18.6. Техника моделирования
Список литературы

Предисловие к первому изданию

Проектирование зданий и сооружений на современном этапе невозможно без учета динамических воздействий. Это объясняется многими причинами. Наиболее очевидная — рост динамических нагрузок, вызываемых машинами, кранами и другим оборудованием, широкое применение вибраций, ударов и производственных взрывов как элементов технологического процесса; строительство гибких висячих сооружений, для которых необходимо учитывать динамическое действие ветра и др. Повышенное внимание к динамике связано также с совершенствованием развития точных технологических процессов, требующих снижения уровня вибраций, применением точных измерительных приборов и специального лабораторного оборудования при проведении научных исследований. И, наконец, одна из важнейших технических задач — обеспечить такой уровень вибраций, который допустим с санитарно-гигиенической точки зрения.

Поэтому при проектировании сооружении наряду со статическими необходимо также учитывать динамические воздействия и нагрузки. Попытки ограничиться статическим расчетом и учитывать динамические воздействия некоторыми, по существу, априорными динамическими коэффициентами уже давно признаны несостоятельными.

Динамика сооружений, закладывающая теоретические основы динамического расчета зданий, получила широкое развитие. Эта область строительной механики представлена огромным числом работ, которые лишь в самой общей форме отражены в обзорной литературе. Практическое применение всего многообразия результатов, естественно, затруднено; очевидно, что одной из причин этого является и многочисленность самих работ. Поэтому возникла острая необходимость в создании таких материалов, которые помогли бы инженеру-проектировщику в проведении динамических расчетов и ориентировали бы его на правильный и целесообразный выбор не только методов расчета, но и, что отнюдь не менее важно, на разумный выбор расчетных схем; эта задача в большей мере была решена в результате создания ряда инструкций и руководств по динамическому расчету сооружений, которые разрабатывались в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Указанные инструкции существенно упрощают проведение динамических расчетов. Однако они освещают далеко не все возникающие при проектировании вопросы; кроме того, без получения многих справочных данных расчет крайне затрудняется.

Цель настоящего издания — дополнить инструктивную и учебную литературу, дав инженеру-проектировщику справочные данные, необходимые для динамического расчета сооружений.

Справочник содержит разнообразные материалы, относящиеся к динамическому расчету сооружений и методам борьбы с вибрациями. В частности, приводятся подробные сведения о динамических свойствах строительных материалов, динамических нагрузках и требованиях, предъявляемых к результатам динамического расчета. Основная часть справочника посвящена непосредственно вопросам динамического расчета; широко представлены вопросы расчета стержней и стержневых систем, пластинок, оболочек, висячих конструкций. Эти разделы содержат весьма обширный справочный материал. Наряду с этим в справочнике имеются разделы, посвященные инженерным методам расчета, их обоснованию и пояснению. Эти разделы, развивающие материалы, опубликованные в инструкциях, бесспорно будут способствовать правильному пониманию существа основных положений современных инженерных методов расчета. С этих позиции рассмотрен вопрос расчета здании на действие нагрузок от машин, расчет гибких сооружений на действие ветра, расчет фундаментов под машины, расчет сооружении на действие ветра, расчет фундаментов под машины, а также расчет сооружений на действие импульсивных нагрузок.

Большое внимание в современной динамике сооружений уделяется вопросам, связанным с разработкой методов борьбы с вибрациями, которые широко представлены в справочнике. Раздел, посвященный линейной теории виброизоляции, имеет четкую инженерную направленность. В перспективе можно ожидать развития нелинейной теории виброизоляции, и этот вопрос также отражен в специальном разделе. Кратко рассмотрены динамические и ударные гасители колебаний, которые применяются еще не очень часто, однако применение гасителей является перспективным и эффективным методом борьбы с вибрациями. Два раздела посвящены вопросам моделирования и методам измерения вибраций, которые дают известное представление об экспериментальных методах изучения колебаний.

Справочник ориентирован на те проблемы динамики, которые возникают в основном при проектировании обычных промышленных зданий и сооружений. Вопросы динамики гидросооружений, транспортных сооружений (мостов, виадуков и т. д.) не рассматриваются. Не освещены и некоторые весьма важные стороны динамического расчета, относящиеся к учету специальных видов динамических воздействий. К ним относятся в первую очередь расчеты на сейсмические воздействия, такой сравнительно новый вопрос, как расчет сооружений на действие взрывов при взрывоопасных производствах, а также вопросы динамики, имеющие отношение к проблемам противовоздушной обороны.

В справочник не вошел ряд разделов общего характера, необходимых в равной мере как для проведения динамических расчетов, так и расчетов статических, в частности, раздел «математика» и таблицы математических величин; в нем мет раздела «теоретическая механика» несмотря на то, что знание теоретической механики и особенно такого ее раздела, как теория малых линейных колебаний являются совершенно необходимыми для читателей. Справочник не включает также вводных разделов динамики сооружений, которые имеются практически во всех начальных курсах этой дисциплины.

Б.Г. Коренев, И.М. Рабинович

Предисловие ко второму изданию

Второе издание справочника, так же как и его первое издание, преследует цель — дать инженеру-проектировщику справочные данные, которые необходимы для динамического расчета сооружений, дополнив тем самым имеющуюся инструктивную и учебную литературу. Он ориентирован на решение тех проблем динамического расчета, которые возникают при проектировании обычных промышленных зданий и сооружений. Основное внимание при этом уделяется обычным эксплуатационным нагрузкам — в первую очередь динамическим воздействиям от машин и оборудования и динамическим ветровым нагрузкам. По-прежнему здесь не рассматриваются сейсмические воздействия, нагрузки, возникающие при взрывах и др. Все эти вопросы изложены в справочнике проектировщика «Динамический расчет сооружений на специальные воздействия», вышедшем в свет в 1981 г., который по существу является продолжением первого издания настоящего справочника по динамике сооружении, представляя как бы его второй том. Поэтому роль этого справочника состоит не только в ответе на те вопросы, которые в нем непосредственно затрагиваются, но также и в том, чтобы служить в известной мере отправным материалом для читателя указанного выше справочника по динамическому расчету сооружений на специальные воздействия.

При составлении второго издания справочника некоторые разделы существенно переработаны и дополнены новыми данными в области теории и практики динамических расчетов. Его содержание приближено к вновь появившимся нормативно-инструктивным материалам. Однако в целом справочник полностью сохранил свою первоначальную композицию.

Наиболее серьезно изменен разд. 10, который был радикально переработан в связи с выходом в свет нового руководства по расчету сооружений на действие ветра. Большие дополнения внесены в разд. 6, посвященный фундаментам под машины, основная цель которых — более глубоко отразить при расчете фундаментов волновые явления в основании, рассматриваемом как упругое полупространство. Внесены значительные изменения и дополнения в разд. 12, где изложен материал по расчету сооружений на действие подвижных нагрузок. Существенно изменен разд. 1, поскольку за истекшее время внесено много нового в практику нормирования вибраций и, в особенности, в связи с развитием исследований, направленных на изучение влияния вибраций на организм человека. Внесены, также некоторые изменения в разд. 4, который посвящен практическим проблемам расчета сооружений на действие периодических нагрузок от машин.

В предисловии к первому изданию отмечалось, что динамический расчет специальных сооружений: мостов, виадуков и других транспортных сооружений гидротехнических сооружений, а также различных подземных сооружений, резервуаров и др. не вошел в тематику справочника. Между тем эти вопросы, естественно, представляют большой практический интерес и, как нам представляется, в будущем могли бы послужить темой специального справочного издания, которое можно было бы рассматривать как своего рода третий том объединенного справочника по динамике сооружений.

В составлении предисловия не смог принять участие скончавшийся в 1978 г. член-корреспондент АН СССР, профессор, Герой Социалистического Труда И.М. Рабинович — крупнейший ученый в области строительной механики, при жизни которого была начата и в большой мере проведена работа над вторым изданием справочника.

Б.Г. Коренев