Забезпечення сейсмостійкості будівлі пристроєм геотехнічного сейсмоізолюючого екрану

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260035

Ключові слова:

сейсмічні впливи, рух ґрунту, сейсмозахист та сейсмоізоляція, геотехнічний демпфер-гасник горизонтальних напруг, геотехнічний сейсмоізолюючий екран

Анотація

Розглядається проблема захисту будівель та споруд від сейсмічних впливів, запобігання, виключення чи зниження сейсмічної небезпеки. Катастрофічні руйнування сучасних «сейсмостійких» будівель у Туреччині та на Тайвані показали, що існуючі методи зміцнення та посилення споруд не досконалі та вимагають подальшого вивчення. Аналіз існуючих підходів щодо забезпечення сейсмостійкості показав, що системи сейсмоізоляції та сейсмогашення досі не мають науково-технічного обґрунтування ефективності їх роботи, з погляду забезпечення стійкості споруд. Розроблені на сьогоднішній день розрахунково-динамічні моделі системи «основа-сейсмоізоляція-спорудження» не завжди дозволяють моделювати спільну роботу їх взаємодії під час землетрусу та обліку трансформації сейсмічного впливу на споруду. Розроблено альтернативний спосіб, геотехнічний сейсмоізолюючий екран як система сейсмоізоляції, що знижує інтенсивність сейсмічних навантажень на споруду та забезпечує їх сейсмостійкість. На конкретному прикладі виявлено ефективність роботи системи сейсмоізоляції. Даний спосіб сейсмоізоляції у вигляді демпферних екранів відрізняється надійністю та технологічністю в забезпеченні сейсмостійкості об’єктів, що будуються.

Результатами розрахунково-експериментального моделювання взаємодії сейсмоізольованої споруди з ґрунтовою основою встановлено, що величини осьових сил та згинальних моментів у будівлі з сейсмоізолюючим екраном менші, ніж у будівлі без сейсмоізоляції на 30–40 %.

Геотехнічний сейсмоізолюючий екран дозволяє актуалізувати розробку нових способів сейсмоізоляції та визначення їхньої ефективності. Цей спосіб також буде ефективним при влаштуванні зміцнення основи та систем сейсмоізоляції історичних пам’яток архітектури, захисту їх від сейсмічних та динамічних впливів.

Біографії авторів

Yerik Bessimbayev, Satbayev University

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Construction and Building Materials

Zauresh Zhambakina, Satbayev University

Candidate of Technical Sciences, Professor

Department of Construction and Building Materials

Sayat Niyetbay, Satbayev University

Master of Technical Sciences

Department of Construction and Building Materials

Посилання

  1. Zhunusov, T. Zh. (1990). Osnovy seysmostoykosti sooruzheniy. Alma-Ata, 270.
  2. Cherepinskiy, Yu. D. (2003). Seysmoizolyatsiya zhilykh zdaniy. Alma-Ata, 157.
  3. Dzhinchvelashvili, G. A., Kolesnikov, A. V., Zaalishvili, V. B., Godustov, I. S. (2009). Perspektivy razvitiya sistem seysmoizolyatsii sovremennykh zdaniy i sooruzheniy. Seysmostoykoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzheniy, 6, 27–31.
  4. Abakarov, A. J., Omarov, K. M. (2017). Seismic response of frame buildings with combined earthquake protection system. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences, 44 (1), 116–126. doi: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-1-116-126
  5. Nazarov, Y. P., Poznyak, E. V. (2016). Estimate of Rotational Components of Seismic Ground Motion. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 52 (6), 355–360. doi: https://doi.org/10.1007/s11204-016-9353-0
  6. Poznyak, E. V. (2018). About boundary conditions in earthquake engineering analyses for differential seismic ground motion. Stroitel Stvo Nauka i Obrazovanie [Construction Science and Education], 8 (3). doi: https://doi.org/10.22227/2305-5502.2018.3.1
  7. Chang, Y., Tsai, C., Ge, L., Park, D. (2021). Influence of horizontally variable soil properties on nonlinear seismic site response and ground motion coherency. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 51 (3), 704–722. doi: https://doi.org/10.1002/eqe.3587
  8. Abovskiy, P. N. (2009). Konstruktivnaya seysmobezopasnost' zdaniy i sooruzheniy v slozhnykh gruntovykh usloviyakh. Krasnoyarsk: Sibirskiy federal'niy un-t, 186.
  9. Krantsfel’d, Y. L. (2012). Prospects for earthquake-protective shielding of soil beds of buildings and structures. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 49 (1), 30–35. doi: https://doi.org/10.1007/s11204-012-9163-y
  10. Kuznetsov, S. V., Nafasov, A. E. (2010). Horizontal seismic barriers for protection from seismic waves. Vestnik MGSU, 4, 131–134. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/gorizontalnye-seysmicheskie-bariery-dlya-zaschity-ot-seysmicheskih-voln-1
  11. Dudchenko, A., Dias, D., Kuznetsov, S. (2021). Pile Rows for Protection from Surface Waves. Proceedings of FORM 2021, 433–445. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-79983-0_40
  12. Morozov, N. F., Bratov, V. A., Kuznetsov, S. V. (2021). Seismic barriers for protection against surface and headwaves: multiple scatters and metamaterials. Mechanics of Solids, 56 (6), 911–921. doi: https://doi.org/10.3103/s0025654421060133
  13. Orekhov, V. V., Negahdar, H. (2013). Efficiency of Trench Barriers Used to Protect Structures from Dynamic Loads and Study of the Stress – Strain State of Soils Based on Strain Hardening and Elastic Models. Vestnik MGSU, 3, 105–113. doi: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2013.3.105-113
  14. Rusinov, A. V. (1990). Pat. No. RU2006553C1. Ekran dlya zaschity zdaniy, sooruzheniy ot seysmicheskikh vozdeystviy. declareted: 29.06.1990; published: 30.01.1994. Available at: https://patenton.ru/patent/RU2006553C1
  15. Shishkov, Yu. A., Reznikov, A. A., Borisov, V. D., Tynkevich, G. G., German, V. N., Bol'shakov, V. I. (1989). Pat. No. SU1629416A1. Ekran dlya zaschity zdaniy i sooruzheniy ot seysmicheskikh vozdeystviy. declareted: 20.03.1989; published: 23.02.1991. Available at: https://patenton.ru/patent/SU1629416A1
  16. Belash, T., Begaliev, U., Orunbaev, S., Abdybaliev, M. (2019). On the Efficiency of Use of Seismic Isolation in Antiseismic Construction. American Journal of Environmental Science and Engineering, 3 (4), 66. doi: https://doi.org/10.11648/j.ajese.20190304.11
  17. Mkrtychev, O. V., Dzhinchvelashvili, G. A., Bunov, A. A. (2014). Study of Lead Rubber Bearings Operation with Varying Height Buildings at Earthquake. Procedia Engineering, 91, 48–53. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.010
  18. SN RK EN 1998-1:2004/2012. Proektirovanie seysmostoykikh konstruktsiy chast' 1. Obschie pravila, seysmicheskie vozdeystviya i pravila dlya zdaniy.
  19. Zhambakina, Z. M., Kuatbayeva, T. K., Kozyukova, N. V., Akishev, U. K. (2021). Stress-Deformed State of Soils under Compressional Contraction Conditions. Environmental and Construction Engineering: Reality and the Future, 169–174. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-75182-1_23
  20. Mkrtychev, O. V., Busalova, M. S. (2016). Research of Influence of Soil Strength Failure on the Initial Seismic Action Transformation. Procedia Engineering, 153, 467–474. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.160
  21. Mkrtychev, O., Mingazova, S. (2020). 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, 869 (5), 052065. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/869/5/052065
  22. Al'bert, I. U. (2008). Chislennaya otsenka veroyatnosti otkaza sistemy "sooruzhenie seysmoizoliruyuschiy fundament – osnovanie" pri seysmicheskikh vozdeystviyakh. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov, 1 (14), 17–24.
  23. Mkrtychev, O. V., Dzhinchvelashvili, G. A., Busalova, M. S. (2014). Calculation Accelerogram Parameters for a “Construction-basis” Model, Nonlinear Properties of the Soil Taken Into Account. Procedia Engineering, 91, 54–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.011

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Bessimbayev, Y., Zhambakina, Z., & Niyetbay, S. (2022). Забезпечення сейсмостійкості будівлі пристроєм геотехнічного сейсмоізолюючого екрану . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7(117), 59–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260035

Номер

Том 3 № 7(117) (2022): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Yerik Bessimbayev, Zauresh Zhambakina, Sayat Niyetbay

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.