Oscillations of point-supported square slabs
https://doi.org/10.22227/2305-5502.2023.4.4
Abstract
Introduction. The development of methods for determining the frequencies and forms of vibrations, as well as dynamic reactions of thin slabs with different support systems, including those supported on point supports, is an urgent task, the solution of which is the subject of this paper.
The aim of the work is to develop experimental methods for determining the frequencies and forms of natural vibrations of thin point-supported square solid slabs and slabs with holes.
Materials and methods. The methodology and analysis of experimental results of dynamic characteristics of square solid slabs and slabs with holes are presented.
Results. In this work, the frequencies of natural vibrations of square slabs with free edges resting on point supports are determined; the dependences of frequencies of slabs vibrations on coordinates of point supports and sizes of symmetrically located holes are obtained; the location of point supports at which the fundamental frequency of slabs free vibrations is maximum, is determined; frequencies, forms and decrements of vibrations of square slabs resting on four point supports are experimentally determined, as well as the influence of presence of holes and the degree of pinching of the supports on the dynamic characteristics of these slabs.
Conclusions. Comparison of experimental and theoretical values of natural vibration frequencies of the slabs showed good similarity. The results obtained in this paper can be appplied to dynamic and seismic calculations of point-supported square slab coverings.
About the Authors
A. G. Abovyan
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
Russian Federation
Russian Federation
Avetik G. Abovyan — Candidate of Technical, Associate Professor, Department of wood and metal structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Scopus: 57202799465
A. S. Marutyan
Branch of the North Caucasus Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Alexander S. Marutyan — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Leading Researcher of the Department of project and grant activities
56 40 years of October Avenue, Pyatigorsk, 357538
Scopus: 57194604628
G. A. Abovyan
Institute of Roads, Construction and Structures (IPSS) Russian University of Transport (RUT) (MIIT)
Russian Federation
Russian Federation
Gurgen A. Abovyan — student of the Institute of Roads, Construction and Structures (IPSS)
9 st. Obraztsova, build. 9, Moscow, 127994
Scopus: 57202804177
References
1. Abovyan A.G. Way of simulating of seismic impact on building and structures // XXVII RSP seminar TFoCE, Zilina. 2019. DOI: 10.1088/1757-899X/661/1/012024
2. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Расчет железобетонных плит на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 2 (35). С. 107–110.
3. Бержинская Л.П., Бержинский Ю.А., Киселев Д.В., Ордынская А.П. Идентификация динамической модели по результатам вибрационных испытаний фрагмента бетонного каркаса с использованием безригельного каркаса с использованием ВК SCAD, CAD Master // Архитектура и строительство. 2007. № 2. C. 94–98.
4. Абовян А.Г., Абовян Ар.Г. Исследование графиков колебаний зданий и сооружений при воздействии реальных землетрясений // Сборник научных трудов ЕрГУАС. Ереван, 2003. Т. 2. С. 1–3.
5. Абовян А.Г., Абовян Ар.Г., Абовян Г.А. Зависимость декремента затухания от форм колебаний плит // Сборник научных трудов ЕрГУАС. Ереван, 2001. Т. 3. С. 5–7.
6. Амбарцумян В.А., Абовян А.Г. Колебания круглой плиты при кинематическом возбуждении точечных опор // Инженерные проблемы строительной механики : межвузов. сб. науч. трудов. 1990. С. 80–84.
7. Chiaia B., Kumpyak O., Maksimov V., Placidi L. Experimental analysis and Modeling of two-way reinforced concrete slabs over different kinds of yielding supports under short-term dynamic loading // Engineering Structures. 2015. Vol. 96. Pp. 88–99. DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.03.054
8. Kezmane A., Placidi L., Chiaia B., Kumpyak O., Maksimov V. 3D modelling of reinforced concrete slab with yielding supports subject to impact load // European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2017. Vol. 21. Issue. 7–8. Pp. 988–1025. DOI: 10.1080/19648189.2016.1194330
9. Кумпяк О.Г., Мещеулов Н.В. Прочность сжато-изгибаемых железобетонных конструкций по наклонным сечениям при податливых опорах при динамическом нагружении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2014. № 6 (47). С. 70–80.
10. Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., Koko-rin D.N. Strength of concrete structures under dynamic loading // AIP Conference Proceedings : Proceedings of the II All-Russian Scientific Conference of Young Scientists “Advanced Materials in Technology and Construction”. 2016. P. 070006. DOI: 10.1063/1.4937876
11. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Максимов В.Б. Исследование железобетонных плит, опертых по контуру на жесткие и податливые опоры, при кратковременном динамическом нагружении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2013. № 1 (38). С. 69–76.
12. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Максимов В.Б. Железобетонные плиты на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Бетон и железобетон, 2014. № 5. С. 16.
13. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Экспериментальные исследования опертых по контуру железобетонных плит с распором // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 3 (50). С. 113–120.
14. Kumpyak O.G., Mescheulov N.V. Numerical simulation of yielding supports in the shape of annular tubes under static and short-term dynamic loading // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2017. Vol. 13. Issue 4. Pp. 103–113.009.
15. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Кокорин Д.Н., Максимов В.Б. Прочность и деформативность железобетонных балок и плит на податливых опорах при интенсивном динамическом нагружении // Бетон и железобетон — взгляд в будущее. Науч. труды III Всеросс. (II Международ.) конф. по бетону и железобетону : в 7 т. 2014. С. 315–325.
16. Кумпяк O.Г., Галяутдинов З.Р. Деформирование железобетонных плит на податливых опорах при динамических воздействиях // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, 2017. № 1. С. 28–34.
17. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Прочность и деформативность опертых по контуру железобетонных плит с распором // Общество. Наука. Инновации (НПК-2021) : сб. ст. XXI Всеросс. науч.-практ. конф. Киров, 2021. С. 472–478.
18. Кумпяк О.Г., Мещеулов Н.В. Экспериментальное исследование наклонных сечений сжатых железобетонных конструкций на податливых опорах при поперечном кратковременном динамическом воздействии // Современные проблемы расчета железобетонных конструкций, зданий и сооружений на аварийные воздействия. М., 2016. С. 213–217.
19. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Исследование динамического деформирования железобетонных плит на податливых опорах // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 1 (54). С. 107–115.
20. Алявдин П.В., Музычкин Ю.А. Анализ динамической модели фрагмента перекрытия здания // Вестник Белорусско-Российского университета. 2010. № 1 (26). С. 137–143.
21. Алявдин П.В., Музычкин Ю.А. Свободные колебания плитно-балочного фрагмента перекрытия зданий // Механика машин, механизмов и материалов, 2009. № 1. С. 162–167.
22. Педиков А.В. Исследование сжато-изгибаемых железобетонных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении : дис. … канд. техн. наук. Томск, 2006. 171 с.
23. Босаков С.В., Мордич А.И., Карякин А.А., Сонин С.А., Дербенцев И.С., Попп П.В. Результаты испытаний нагружением сборно-монолитного перекрытия, опертого на несущие стены многоэтажного здания // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 2. С. 35–42.
24. Айвазов Р.Л., Лапицкий И.В. Сборное перекрытие, опертое по контуру и работающее с поперечным распором // Бетон и железобетон. 1991. № 11. С. 7–9.
25. Босаков С.В., Мордич И.В., Симбиркин Н.В. К повышению несущей способности и жесткости перекрытий, образованных многопустотными плитами // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 4. С. 30–36.
26. Назаров Ю.П., Жук Ю.Н., Симбиркин Н.В. Автоматизированное проектирование плоских монолитных и сборно-монолитных дисков перекрытий каркасных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2006. № 10. С. 48–50.
27. Алявдин П.В., Мордич А.И., Белевич В.Н. Прочность и деформации сборно-монолитных дисков перекрытий при сдвиге в их плоскости // Бетон и железобетон. 2014. № 2. С. 13–18.
28. Hatch M.R., Raton B. Vibration simulation using MATLAB and ANSYS // Chapman and Hall. CRC, 2001. 654 p.
29. Абовян Г.А., Абовян А.Г. Экспериментальное исследование колебаний круглых плит, опертых на точечные опоры // Известия НАН РА и ГИУА. 1999. С. 7–12.
30. Абовян А.Г., Абовян Г.А. Исследование колебаний точечно-опертых прямоугольных плит // Юбилейный сборник к 60-летию ЕрПИ. 1998. С. 6.
31. Амбарцумян В.А., Абовян А.Г. Колебания перекрытий, опирающихся на точечные опоры и имеющих квадратные отверстия // Известия академии наук Армянской ССР. Серия: технические науки. 1990. Т. XLIII. № 2. С. 54–60.
Review
For citations:
Abovyan A.G., Marutyan A.S., Abovyan G.A. Oscillations of point-supported square slabs. Construction: Science and Education. 2023;13(4):63-74. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/2305-5502.2023.4.4
Views:
164
Email this article 
