Сейсмоізоляція багатоповерхових будинків складної конфігурації із пальовим ростверком

  • M.G. Maryenkov Доктор технічних наук, провідний науковий співробітник, ДП «Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій», м. Київ http://orcid.org/0000-0002-7246-845X
  • Iu.K. Bolotov Канд. технічних наук, старший науковий співробітник, ДП «Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій», м. Київ http://orcid.org/0000-0003-3822-9938
  • V.I. Dirda Доктор технічних наук, проф., завідувач відділу, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), м. Дніпро http://orcid.org/0000-0002-2113-816X
  • M.I. Lysytsia Канд. технічних наук, старший науковий співробітник, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), м. Дніпро http://orcid.org/0000-0001-6364-8937
Ключові слова: багатоповерхові будинки, сейсмоізоляція, пальовий ростверк, випробування старіння та довговічності гуми, жорсткість, демпфування, акселерограми

Анотація

В статті представлені результати експериментально-теоретичних досліджень проблеми сейсмоізоляції багатоповерхових будівель у рівні пальового ростверку для захисту від сейсмічних впливів та нерівномірних деформацій основи. У багатьох містах України є будівельні майданчики з особливими та складними інженерно-геологічними умовами будівництва, до яких відносять сейсмічну небезпеку та наявність просідаючих грунтів, підземних виробок. Влаштування у рівні пальового ростверку високодемпфуючих сейсмоопор дозволяє забезпечити будівництво сейсмостійких будівель за рахунок зниження сейсмічних навантажень до двох разів та компенсації неравномірних деформацій основи. Предметом досліджень є житловий 25 поверховий будинок складної конфігурації (Г-подібна форма у плані та різна висота поверхів: двох підземних – 3,15 м та 4,05 м; першого – 5,25 м; житлових з другого до 24-го – 3,0 м; технічного – 4,35 м). Сейсмічність будівельного майданчика 7 балів за шкалою сейсмічної інтенсивності відповідно до стандарту України ДСТУ Б В.1.1-28. Розрахунки просторової моделі будинку з сейсмоізоляцією на вплив акселерограм виконано у програмному комплексі ЛІРА САПР-2017. Аналіз результатів розрахунку армування плити ростверку та паль з урахуванням сейсмоізоляції дозволив зменшити армування плити ростверку (за розрахунком Ø12мм – Ø16мм А500С проти Ø20мм А500С в проекті) та кількість паль до 271 у порівнянні з проектним рішенням без влаштування сейсмоізоляції (293 палі з варіантом жорсткого сполучення паль з плитою ростверку). Для обгрунтування параметрів сейсмоізоляції без виконання заміни ізоляторів при експлуатації житлових будинків до 100 років необхідно враховувати старіння гуми. Методом прискореного старіння у продовж 5 років і незалежними тривалими промисловими випробуваннями масивних гумових ізоляторів встановлено, що після 55 років експлуатації в екстремальних умовах (циклічні деформації зсуву до 30% при частоті навантаження 10,2 Гц) їх статична жорсткість збільшилася не більше ніж на 25%. За результатами випробувань визначені залежності збільшення значення модуля зсуву у часі, що дозволяє визначати параметри гумових та гумовометалевих сейсмоопор із врахуванням старіння гуми. З побудованої кривої прогнозу отримано, що через 50 років експлуатації гумових блоків при температурі 25°С їх жорсткість збільшиться не більше ніж на 11%. Застосування розробленої низькомодульної гуми особливо ефективно в системах сейсмоізоляції у рівні пальового ростверку (без заміни сейсмоопор) при довготривалої експлуатації будівель і споруд (75-100 років).

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Посилання

Construction in seismic regions of Ukraine: DBN V.1.1-12: 2014. (2014).

Scientific and technical support of construction sites: DBN V.1.2.-5:2007. (2007).

Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance - Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings. CEN. Ref. No. EN 1998-1: 2004: E.

Masaru Kikuchi, Nobuyki Ogino (2018) Seismic Isolation Devices. Principle and application of SI devices, introduction of examples. International seminar “Technologies of earthquake-resistant construction” Sep 17-19 2018, Almaty.

Keita Sakakibara (2021), Structural design for seismic isolation. International seminar “Technologies of earthquake-resistant construction”, February 8-9, 2021, Bichkek.

Melkumyan M. G. Base Isolation Retrofitting Design for the Existing 9-Story Large-Panel Apartment Building. International Journal of Trend in Scientific Research and Development (IJTSRD), Volume 4 Issue 4, June 2020.

Smirnov V.I. (2009) Testing of high-damping rubber-metal supports for use in the seismically insulated building of the Sea Plaza Hotel and Tourist Complex in Sochi. Earthquakeresistant construction. Safety of structures. - No. 4, 40-48.

Dirda V.I., Nemchinov Y.I., Lisitsa N.I., Maryenkov M.G., Pugach A.M., Zharko L.O. (2011). Antiseismic Support. Patent UA 58418. 11.04.2011.

Melkumova T.V. (2017). Aging of rubber products during storage. A young scientist. № 11.3 (145.3). PP. 33-35. URL: https://moluch.ru/archive/145/40907/

Vakulov N.V., Myshlyavtsev A.V., Malyutin V.I. (2016). Indexes objectively reflecting performance evaluation of technical rubber goods. Procedia Engineering. 152. PP. 694- 700.

Yulovskaya V.D., Mokhanova T.M., Petrova V.S., Karpova S.G. (2017). Influence of the rubber compound composition on the aging resistance of vulcanizates based on nitrile butadiene rubbers of different polarity. Rubber and rubber. №1. PP. 32-34.

Nemchinov Yu.I., Marienkov N.G., Khavkin A.K., Babik K.N. Ed. Nemchinov Yu.I. (2012). Design of buildings with a given level of seismic resistance.

Bulat A.F. (2011). Vibration seismic protection of heavy machines, buildings and structures using rubber-metal blocks / Bulat A.F., Dyrda V.I., Lysytsia N.I. [and others]. (2011). Automation of production processes in machinery and equipment: Ukrainian interdisciplinary science and technology collection. - Lviv: Lvivska politechnika. № 45, 460-464.

PC "LIRA-SAPR" 2017. (2017). User manual. Educational examples. Ed. Acad. AIN of Ukraine A.S. Gorodetsky. Electronic edition

Foundations of machines with dynamic loads. (1988). SNiP 2.02.05-87

Seismic Analysis of Safety-Related Nuclear Structures and Commentary on Standard for Analysis of Safety-Related Nuclear Structures . ASCE Standard. (1986).

Bulat A.F., Dyrda V.I., Kalgankov E.V., Lisa M.I., Mar'enkov M.G., Bogdan D.V., Agaltsov G.M. (12.10.2020). Patent of Ukraine for utility model № 144476. Method of seismic and vibration protection of buildings and structures from the effects of earthquakes and dynamic loads. IPC: F16F 1/36 (2006.01). Bulletin № 19.

GOST 9.707-81. (1982). Unified system of protection against corrosion and aging. Polymeric materials. Accelerated Climate Aging Test Methods.


Переглядів анотації: 10
Завантажень PDF: 3
Опубліковано
2021-08-30