Лапин В.А., Ержанов С.Е. Анализ реакции объекта сейсмоизоляции при случайном сейсмическом воздействии
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
- Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 144
Geoteh. meh. 2019, 144, 146-156
https://doi.org/10.15407/geotm2019.144.146
Анализ реакции объекта сейсмоизоляции при случайном сейсмическом воздействии
1Лапин В.А., 1Ержанов С.Е.
1АО «Казахский научно-исследовательский и проектный институт строительства и архитектуры»
УДК 699.841
Язык: Русский
Аннотация.
С использованием вероятностных методов анализируется надёжность и сейсмостойкость крупнопанельного здания на кинематических фундаментах (КФ) на полигоне сейсмоизоляции в городе Алматы. Здание моделируется нелинейной одномассовой системой с экспериментальной диаграммой деформирования. Привлекаются результаты вибрационных динамических испытаний, выполненных раннее специалистами АО «КазНИИСА». Сейсмическое воздействие моделируется случайным процессом с заданной корреляционной функцией. Для расчета вероятностных характеристик используется метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Параметры сейсмического воздействия задаются в соответствии с «Картой сейсмического зонирования Республики Казахстан» медианными значениями пиковых ускорений. В качестве модели воздействия выбраны 2 акселерограммы Байсорунского землетрясения 1990 года. Отличия пиковых значений ускорения от величин, нормируемых Картой сейсмического зонирования, составляет 2-8 %. Поэтому эти акселерограммы были приняты как исходные для моделирования сейсмического воздействия случайным процессом. Генерирование реализаций стационарного случайного процесса выполняется методом рекурсивной фильтрации. Реализации нестационарного случайного процесса получаются из стационарного путём умножения на дробно-рациональную детерминированную огибающую (Аптикаева Ф.Ф.). Исследовано влияние количества статистических испытаний (искусственных акселерограмм) на точность вычисления моментов функции распределения перемещений. Установлено, что для определения средних, медианных, среднеквадратичных значений перемещений достаточно использовать от 1000 до 5000 реализаций случайного процесса. Для величины надёжности достаточно от 5000 реализаций. Для значений асимметрии (третий момент) Ax достаточно от 10000 реализаций. Значение эксцесса Ex начинает устанавливаться от 25000 реализаций. По результатам расчёта методом Монте-Карло с использованием 5000 реализаций определяется надёжность здания (вероятность безотказной работы). Определены величины надёжности W475 и W2475 при сейсмическом воздействии с повторяемостью 475 и 2475 лет. Делаются выводы об эффективности системы сейсмоизоляции кинематического типа для указанного типа зданий при региональных параметрах воздействия.
Ключевые слова:
сейсмоизоляция, нелинейные системы, кинематический фундамент, случайный процесс
Список литературы:
1. Черепинский Ю.Д., Лапин В.А. Основы сейсмоизоляции в строительстве. Иркутск: Элит, 1995. 204 c.
2. Черепинский Ю.Д. Экспериментальные исследования, расчетно-теоретический анализ и внедрение в строительство сейсмоизолирующих конструктивных систем КФ: автореферат дисс. … докт. техн. наук. Новосибирск, 1998. 46 с.
3. Черепинский Ю.Д. Сейсмоизоляция жилых зданий. Алматы: КазГАСА, 2003. 157 с.
4. Лапин В.А., Ержанов С.Е. Динамика объекта полигона сейсмоизоляции: здание на кинематических фундаментах. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2019. №2. С. 16-22.
5. Прохоров С.А. Математическое описание и моделирование случайных процессов. Самара: Государственный аэрокосмический ин-т, 2001. 209 с.
6. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Советское радио, 1971. 400 с.
7. Лапин В.А., Ержанов С.Е., Даугавет В.П. Особенности колебания основания зданий при местных землетрясениях. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2018. №1. С. 25-32.
8. Лапин В.А., Ержанов С.Е. Методологические основы использования инженерно-сейсмометрической службы на зданиях. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2018. №4. С. 44-49.
9. Лапiн В.О., Ержанов С.Е., Даугавет В.П. Аналiз ефекту сейсмоiзоляцii на основi результатiв записiв станцiй iнженерно-сейсмометричноi служби на будинках. Наука та будівництво. 2019. №1. С. 59-65.
10. Руководство для проектировщиков к Еврокоду 8: Проектирование сейсмостойких конструкций: Общие нормы проектирования сейсмостойких конструкций, сейсмические воздействия, правила проектирования зданий и подпорных сооружений / М. Фардис и др. М.: МГСУ, 2013. 484 с.
Об авторах:
Лапин Владимир Алексеевич, кандидат технических наук, член-корреспондент НИА РК и МИА, директор Центра научных исследований строительной отрасли, АО «КазНИИСА», Алматы, Казахстан.
Ержанов Сырымгали Ержанович, кандидат технических наук, член-корреспондент НИА РК и МИА, советник генерального директора по науке, АО «КазНИИСА», Алматы, Казахстан.