Оцінка сейсмічної безпеки будівель, споруд та конструкцій із застосуванням теорії ризику - Автореферат

Положення введених в дію ДБН В.1.1-12:2006 “Будівництво у сейсмічних районах України”, у порівнянні із СНИП ІІ-7-81 “Строительство в сейсмических районах”, ґрунтуються на деяких принципових відмінностях, які враховують регіональні сейсмологічні особливості України й відповідають сучасним концепціям міжнародних норм із сейсмостійкого будівництва. вимоги до забезпечення сейсмостійкості будівель і споруд, що будуються в районах сейсмічністю 6 балів; Врахування нелінійної роботи конструкцій при інтенсивних сейсмічних впливах є важливою задачею, вирішення якої відкриває шляхи до більш точної оцінки конструкційного ризику, що є ключовим моментом для раціонального проектування нових і оцінки сейсмостійкості існуючих будівель і споруд. Тому дуже актуальною є розробка методики оцінки сейсмічної безпеки будівель, споруд і конструкцій, яка, з одного боку, забезпечувала б вимоги нових норм з сейсмостійкого будівництва, а з іншого, була би достатньо простою й наочною. розробити інженерний метод розрахунку будівельних конструкцій, проектованих чи експлуатованих, на сейсмічні впливи (акселерограми землетрусів) з урахуванням їх технічного стану й властивостей матеріалів конструкцій;При цьому значення сейсмічних навантажень, переміщень і деформацій конструкцій варто визначати з урахуванням просторової роботи конструкцій з розподіленими або зосередженими масами, особливостей нелінійного деформування конструкцій і взаємодії конструкцій верхньої будівлі із основою. Синицина, яка не тільки відображає ступінь опору конструкцій і зміну зовнішніх впливів, але й враховує їх істотно імовірнісний характер, є найбільш прийнятним параметром кількісної оцінки безпеки будівель і конструкцій, що експлуатуються чи проектуються у сейсмічно небезпечних регіонах України. Третій розділ присвячено розробці розрахункового апарату з визначення параметрів сейсмічної реакції та ризиків руйнування будівель, споруд та конструкцій при сейсмічних впливах. 2,а), підданої сейсмічному впливу, у відносних координатах має вигляд: , (1) де М - діагональна матриця зосереджених мас; С - матриця демпфірування системи; К - матриця жорсткості системи; - вектори прискорень, швидкості й переміщень зосереджених мас відносно основи, відповідно; - прискорення і переміщення основи щодо початкового положення. У результаті розрахунку визначають: частоти (періоди) коливань моделі за j-ою формою; координати j-ої форми коливань; маси, зосереджені в кожному рівні розрахункової схеми по висоті; розподіл інерційних навантажень Sji для кожного i-го рівня розрахункової схеми по висоті за j-ою формою коливань.Аналіз 45 записів реальних сейсмічних подій з епіцентрами в зоні Вранча (Румунія), зареєстрованих у Чернівецькій, Хмельницькій, Рівненській, Львівській і Київській областях дозволив: - уточнити залежності графіків коефіцієнтів динамічності b(Т) для території України в залежності від категорії за сейсмічними властивостями та продовжити горизонтальну ділянку графіка b(Т) до значення періоду Т=1,2 с; Запропонована інженерна методика оцінки сейсмічної реакції дозволяє виконувати динамічні розрахунки будівель і споруд на вплив акселерограм при роботі конструкцій як у пружній стадії, так і з урахуванням нелінійних властивостей матеріалів, а також розраховувати ризики руйнування конструкцій будівель і споруд при сейсмічних впливах. Представлений спосіб врахування впливу вищих форм коливань, дозволяє більш повно враховувати особливості роботи конструкцій, підданих інтенсивним динамічним впливам, що особливо актуально при розрахунку багатоповерхових будівель на сейсмічні впливи. Оцінка достовірності розрахункового апарату, виконана на основі зіставлення результатів розрахунку за запропонованою методикою з даними натурних динамічних випробувань і результатами нелінійного динамічного розрахунку, свідчить про те, що запропонована методика досить точно відбиває параметри реакції й процеси деформування конструкцій і будівель у цілому при інтенсивних сейсмічних та динамічних впливах. Методика може бути рекомендована для оцінки сейсмічної реакції будівель і конструкцій з урахуванням особливостей нелінійного деформування матеріалів, а також для оцінки сейсмічної безпеки конструкцій, проектованих і експлуатованих в районах з можливими інтенсивними сейсмічними впливами.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В дисертаційній роботі представлені результати теоретичних досліджень сейсмічної реакції й ризиків руйнування споруд і конструкцій, підданих сейсмічному впливу. Отримані в роботі наукові й практичні результати можуть бути сформульовані наступним чином: 1. Аналіз 45 записів реальних сейсмічних подій з епіцентрами в зоні Вранча (Румунія), зареєстрованих у Чернівецькій, Хмельницькій, Рівненській, Львівській і Київській областях дозволив: - уточнити залежності графіків коефіцієнтів динамічності b(Т) для території України в залежності від категорії за сейсмічними властивостями та продовжити горизонтальну ділянку графіка b(Т) до значення періоду Т=1,2 с;

- підготувати для ДБН В.1.1-12:2006 “Будівництво у сейсмічних районах України” набір розрахункових трикомпонентних акселерограм з розрахунковими прискореннями в діапазоні (0,1-0,15)g, переважаючі періоди яких охоплюють діапазон 0,1-2,6 с.

2. Запропонована інженерна методика оцінки сейсмічної реакції дозволяє виконувати динамічні розрахунки будівель і споруд на вплив акселерограм при роботі конструкцій як у пружній стадії, так і з урахуванням нелінійних властивостей матеріалів, а також розраховувати ризики руйнування конструкцій будівель і споруд при сейсмічних впливах.

3. Представлений спосіб врахування впливу вищих форм коливань, дозволяє більш повно враховувати особливості роботи конструкцій, підданих інтенсивним динамічним впливам, що особливо актуально при розрахунку багатоповерхових будівель на сейсмічні впливи.

4. Оцінка достовірності розрахункового апарату, виконана на основі зіставлення результатів розрахунку за запропонованою методикою з даними натурних динамічних випробувань і результатами нелінійного динамічного розрахунку, свідчить про те, що запропонована методика досить точно відбиває параметри реакції й процеси деформування конструкцій і будівель у цілому при інтенсивних сейсмічних та динамічних впливах. Методика може бути рекомендована для оцінки сейсмічної реакції будівель і конструкцій з урахуванням особливостей нелінійного деформування матеріалів, а також для оцінки сейсмічної безпеки конструкцій, проектованих і експлуатованих в районах з можливими інтенсивними сейсмічними впливами.

5. Аналіз сучасних програмних комплексів, показав, що їх можливості можуть бути використані для виконання основних етапів розрахунку за запропонованою методикою, а саме: одержання розподілу сейсмічних навантажень, проведення нелінійного розрахунку на статично прикладені еквівалентні сейсмічні навантаження й динамічний аналіз одномасової системи-аналога на вплив акселерограм. На основі аналізу підготовлено рекомендації із застосування ПК ЛІРА (НДІАСБ (м. Київ) в розрахунках просторових і плоских моделей будинків за запропонованою методикою.

6. Підготовлено рекомендації із проведення інженерних обстежень і динамічної паспортизації будівельних обєктів, експлуатованих у сейсмічних районах. За результатами натурних досліджень вібрації будівель, підданих сейсмічним впливам від масових вибухів у залізорудних карєрах м. Кривій Ріг, розроблені рекомендації з обмеження рівнів коливань конструкцій і параметрів масових вибухів породи.

7. Використання запропонованої методики оцінки сейсмічної реакції будівель, споруд і конструкцій із застосуванням теорії ризиків дозволило вирішити наступні практичні завдання: - провести чисельні дослідження просторової моделі багатоповерхового будинку, проектованого для будівництва в сейсмонебезпечному районі (м. Одеса) при впливі розрахункових акселерограм з урахуванням нелінійних властивостей матеріалів конструкцій. За результатами перевірочних розрахунків підготовлені рекомендації з науково-технічного супроводу проектування, будівництва й експлуатації конструкцій будинку.

- обчислити ризики руйнування нестабільних конструкцій “Обєкта “Укриття” ЧАЕС, зокрема, підтримуючої конструкції вентиляційної труби з урахуванням можливої зміни конструктивної схеми, можливого терміну експлуатації, корозії металевих конструкцій.

1. Мар?єнков М.Г., Бабік К.М. Розрахунок будівель і споруд на динамічні та сейсмічні навантаження// Матеріали Пятої міжнародної науково-технічній конференції “АВІА-2003”. Том 4.- К.: НАУ, 2003. - с.90-93.

2. Немчинов Ю.И., Марьенков Н.Г., Бабик К.Н., Недзведская О.Г. Учет динамического взаимодействия зданий с основанием при расчетах на воздействия акселерограмм// Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Вип. 60. - К.: НДІБК, 2004. - с.285-291.

3. Немчинов Ю.И., Марьенков Н.Г., Бабик К.Н. Применение метода спектра несущей способности при расчетах сооружений на сейсмические воздействия с учетом нелинейного деформирования // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 63. - К.: НДІБК, 2005. - стор. 11-19.

4. Марьенков Н.Г., Максименко В.П., Бабик К.Н. Нелинейный расчет зданий на сейсмические воздействия с применением ПК “ЛИРА”// Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Вип. 64. - К.: НДІБК, 2006. - стор. 188-195.

5. Бабик К.Н. К вопросу использования реальных записей землетрясений в расчетах зданий на сейсмические воздействия// Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Вип. 64. - К.: НДІБК, 2006. - стор. 491-498.

6. ДБН В.1.1-12:2006 Будівництво у сейсмічних районах України. - Міністерство будівництва, архітектури та житлово-комунального господарства України. - Київ, 2006. - 84 с.

7. Немчинов Ю.И., Марьенков Н.Г., Бабик К.Н. Оценка сейсмической реакции многоэтажных железобетонных зданий с учетом особенностей нелинейного деформирования конструкций// Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. №71 (94) - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2007. -с.105-114.

8. Nemchynov Yu., Kryvosheyev P., Maryenkov N., Khavkin A., Tarasiuk V., Babik K., Bazhenov V., Gudkov B., Zolotariev I., Kukunayev V., Kendzera А., Omelchenko V., Pustovitenko B., Dorofeyev V., Yegupov К., Onyshchuk G., Krasovskyi L., Avdiyenko А., Barzylovych D., Nechyporchuk А. “Basic regulations of national norms:construction in seismic regions of Ukraine -2006” - Proceedings of Sixth National Conference on Earthquake Engineering, Istanbul, Turkey, 2007, vol. 1, p.p. 369-378.

Размещено на .ru