Работа железобетонных зданий с сейсмоизолирующим скользящим поясом с упругим ограничителем горизонтальных перемещений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Эффективным способом обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений является использование активной системы сейсмозащиты - сейсмоизоляции. Известна сейсмоизоляция в виде сейсмоизолирующего скользящего пояса в уровне фундамента. Однако применение данной системы сейсмозащиты ограничивается отсутствием необходимых расчетных обоснований и исследований. Рассмотрена работа монолитного железобетонного здания различной этажности (5, 9, 16 этажей) с сейсмоизолирующим скользящим поясом в уровне фундамента с фторопластовыми пластинами и упругим ограничителем горизонтальных перемещений. Основное внимание уделено влиянию зазора между упругим ограничителем и боковыми гранями верхнего фундамента на эффективность работы скользящего пояса. Расчет проведен с использованием прямого динамического метода. Получены сравнительные графики относительных перемещений и изополя интенсивности напряжений для каждой расчетной ситуации. Выявлено, что близкое расположение упругого ограничителя к фундаменту увеличивает вероятность столкновения и возникновения опасных колебаний, которые могут привести к разрушению конструкции. Оптимально подобранное расстояние позволит эффективно работать скользящему поясу, ограничивая чрезмерные горизонтальные смещения, снизить сейсмические нагрузки на надземные конструкции здания.

Об авторах

Олег Вартанович Мкртычев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mkrtychev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2828-3693
SPIN-код: 9676-4986

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сопротивления материалов

Москва, Россия

Салима Рафиловна Мингазова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: salima.mingazova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-3654-4038
SPIN-код: 7506-5852

аспирант кафедры сопротивления материалов

Москва, Россия

Список литературы

  1. Айзенберг Я.М., Смирнов В.И. Сейсмобезопасность сооружений и поселений. Инновационные решения // Градостроительство. 2013. № 1 (23). С. 57-64. EDN: PYWRPV
  2. Мкртычев О.В, Бунов А.А. Особенности расчета сейсмоизолированного здания по перемещениям // Вестник МГСУ. 2014. № 6. С. 63-70. EDN: SIJYDH
  3. Mirzaev I., Turdiev M. Vibrations of buildings with sliding foundations under real seismic effects. Construction of Unique Buildings and Structures. 2021;1(94):9407. https://doi.org/10.4123/CUBS.94.7
  4. Смирнов В.И. Применение инновационных технологий сейсмозащиты зданий в сейсмических районах // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2009. № 4. С. 16-23. EDN: QCLRRB
  5. Maureira-Carsalade N., Pardo E., Oyarzo-Vera C., Roco A. A roller type base isolation device with tensile strength. Engineering structures. 2020;221:111003. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111003
  6. Erdik M., Ulker O., Sadan B, Tuzun C. Seismic isolation code developments and significant applications in Turkey. Soil dynamics and earthquake engineering. 2018;115:413-437. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.09.009
  7. Paolo M. Calvi, Gian Michele Calvi. Historical development of friction-based seismic isolation systems. Soil dynamics and earthquake engineering. 2018;106:14-30. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.12.003
  8. Takafumi Fujita Dr. Seismic isolation of civil buildings in Japan. Progress in structural engineering and materials. 2005;1(3). https://doi.org/10.1002/pse.2260010311
  9. Zhou F.L. Seismic isolation of civil buildings in the People’s Republic of China. Progress in structural engineering and materials. 2001;3(3):268-276. https://doi.org/10.1002/pse.85
  10. Avinash A.R., Krishnamoorthy A., Kamath K., Chaithra M. Sliding isolation systems: historical review, modeling techniques, and the contemporary trends. Buildings. 2022;12(11):8-23. https://doi.org/10.3390/buildings12111997
  11. Asaad R., Kaadan A. Retrofitting existing masonry structures by using seismic base isolation system. Arabian journal for science and engineering. 2023;49:5243-5254. https://doi.org/10.1007/s13369-023-08381-9
  12. Warn G.P., Ryan K.L. A Review of seismic isolation for buildings: historical development and research needs. Buildings. 2012;(2):300-325. https://www.mdpi.com/2075-5309/2/3/300
  13. Patil A.Y., Patil R.D. A review on seismic analysis of a multistoried steel building provided with different types of damper and base isolation. Asian journal of civil engineering. 2024;25:3277-3283. https://doi.org/10.1007/s42107023-00978-7
  14. Cardone D., Flora A., Gesualdi G. Inelastic response of RC frame buildings with seismic isolation. Earthquake engineering and structural dynamics. 2013;42(6):871-889. https://doi.org/10.1002/eqe.2250
  15. Hou S., Chen Y., Wu H., Wang Z. Seismic isolation design and analysis of a complex medical building. Structural concrete. 2024;25(3):1495-1498. https://doi.org/10.1002/suco.202300832
  16. Banovic I., Radnic J., Grgic N., Matesan D. The use of limestone sand for the seismic base isolation of structures. Advances in Civil Engineering. 2018;(6):1-12 https://doi.org/10.1155/2018/9734283
  17. Dushimimana A., Dushimimana C., Mbereyaho L., Niyonsenga A.A. Effects of building height and seismic load on the optimal performance of base isolation system. Arabian journal for science and engineering. 2023;48:13283-13302. https://doi.org/10.1007/s13369-023-07660-9
  18. Leblouba M. Selection of seismic isolation system parameters for the near-optimal design of structures. Scientific Reports. 2022;12:14734. https://doi.org/10.1038/s41598-022-19114-7
  19. Politopoulos I., Pham H. Sensitivity of seismically isolated structures. Earthquake engineering and structural dynamics. 2009;38(8):989-1007. https://doi.org/10.1002/eqe.879
  20. Whittaker A.S., Sollogoub P., Kim M.K. Seismic isolation of nuclear power plants: past, present and future. Nuclear Engineering and Design. 2018;338:290-299. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2018.07.025
  21. Yu C.-C., Bolisetti C., Coleman J.L., Kosbab B., Whittaker A.S. Using seismic isolation to reduce risk and capital cost of safety-related nuclear structures. Nuclear engineering and design. 2018;326:268-284. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2017.11.016
  22. Lo Frano R. Benefits of seismic isolation for nuclear structures subjected to severe earthquake. Science and technology of nuclear installations. 2018;2018(1):8017394. https://doi.org/10.1155/2018/8017394
  23. Hall J.F. The role of damping in seismic isolation. Earthquake engineering and structural dynamics. 1999; 28(12):1717-1720. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199901)28:1<3::AID-EQE801>3.0.CO;2-D
  24. Du Y., Li H., Spencer B.F. Effect of non-proportional damping on seismic isolation. Journal of structural control. 2002;9(3):205-236. https://doi.org/10.1002/stc.13
  25. Mkrtychev O., Mingazova S. Analysis of the reaction of reinforced concrete buildings with a varying number of stories with a seismic isolation sliding belt to an earthquake. IOP Conference series: materials science and engineering. 2020;869:052065. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/5/052065
  26. Mkrtychev O., Mingazova S. Numerical analysis of antiseismic sliding belt performance. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2023;19(2):161-171. https://doi.org/10.22337/2587-9618-202319-2-161-171
  27. Mkrtychev O., Mingazova S. Study of the seismic isolation sliding belt: The case of a monolithic reinforced concrete building. Journal of Physics: Conference Series. 2020;1425(1):012161. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/ 012161
  28. LS-DYNA. KEYWORD users manual. Volume I, II. Livermore Software Technology Corporation (LSTC). P. 3186.
  29. Мкртычев О.В., Джинчвелашвили Г.А. Проблемы учета нелинейностей в теории сейсмостойкости (гипотезы и заблуждения): монография. Москва: МГСУ, 2014. 192 с. ISBN978-5-7264-0801-9

© Мкртычев О.В., Мингазова С.Р., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах