Особые и аварийные сейсмические нагрузки


Аннотация:

Предложены способы определения особых и аварийных сейсмических нагрузок и аварийных расчетных ситуаций, требуемых действующим законодательством. Уточнены предложенный ранее способ описания движений сооружения с помощью нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений и существование для них устойчивых предельных циклов, приводящих к возникновению автоколебаний. Показано, что задача выбора особого (аварийного) сейсмического воздействия сводится к задаче оптимального быстродействия, когда переход сооружения при внешнем особом сейсмическом воздействии из одного крайнего положения в другое крайнее положение совершается за минимальное время. Максимальное расчетное землетрясение, как было предложено ранее, должно соответствовать автоколебаниям сооружения (возникновению острого резонанса), которое вызывается сейсмической силой, постоянной по модулю и меняющей знак на противоположный при экстремальных значениях смещений сооружения. В отличие от этого предложения максимальное расчетное землетрясение вызывается сейсмической силой, которая  определяется расчетным аварийным гармоническим сейсмическим воздействием с особой частотой, близкой, но не совпадающей с частотой собственных колебаний сооружения при отсутствии демпфирования колебаний. Определяется величина этой близости с помощью золотого сечения или его дробных степеней.  Из особых нагрузок выделяются аварийные сейсмические горизонтальные нагрузки с максимальной величиной показателя балльности для данного микрорайона как нагрузки, создающие аварийную ситуацию, — возникновение режима биений, приводящих к нарушению прочности или устойчивости сооружений, или к нарушению норм по оценке влияния общей вибрации на обслуживающий персонал или оборудование.
Приведен итерационный алгоритм определения особой частоты гармонических аварийных сейсмических воздействий, основанный на сопоставлении максимальных перемещений сооружений, возникающих при биениях и автоколебаниях. Требуется, чтобы максимальные перемещения при биениях были максимально близки к максимальным перемещениям при автоколебаниях и были не менее их по абсолютной величине. При этом максимальная величина абсолютных ускорений при биениях превосходит максимальную величину ускорений при автоколебаниях.

В.К. Востров, д-р техн. наук, гл. науч. сотрудник, vostrv@mail.ru ООО «Кимрское объединение ВНИПИморнефтегаз», Москва, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. ГОСТ 27751—2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. — М.: Стандартинформ, 2015. — 14 c.
2. ГОСТ Р 54257—2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования (с Изменением № 1). URL: http://docs.cntd.ru/document/1200083899 (дата обращения: 20.11.2017).
3. СП 14.13330—2014. Строительство в сейсмических районах. СНиП II-7—81* (актуализированного СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» (СП 14.13330.2011)) (c Изменением № 1). URL: http://docs.cntd.ru/document/1200111003 (дата обращения: 20.11.2017).
4. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений: федер. закон от 30 дек. 2009 г. № 384-ФЗ. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_95720/ (дата обращения: 20.11.2017).
5. Востров В.К. Аварийные расчетные ситуации и механическая безопасность строительных конструкций// Журнал нефтегазового строительства. — 2015. — № 3. — С. 43–51.
6. Ведяков И.И., Востров В.К. Аварийные расчетные ситуации и аварийные сейсмические нагрузки// Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. — 2016. — № 5. — С. 33–38.
7. Newmark N.M., Rosenblueth E. Fundamentals of earthquake engineering. — New York: Prentise-Holl, Inс. Englewood Cliffs, 1976. — 344 p.
8. Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. — М.: Наука, 1979. — 336 с.
9. Понтрягин Л.С. Избранные научные труды. В 3 т. Т. 2: Дифференциальные уравнения. Теория операторов. Оптимальное уравнение. Дифференциальные игры. — М.: Наука, 1988. — 576 с.
10. Леонов М.Я. Острый резонанс за пределом упругости при сейсмических колебаниях простейших сооружений// Известия АН Киргизской ССР. — 1974. — № 5. — С. 61–66.
11. Теодорчик К.Ф. Автоколебательные системы. — 3-е изд., испр. и доп. — М.– Л.: Гостехиздат, 1952. — 272 с.
12. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. — М.: Наука, 1981. — 568 с.
13. Kauderer H. Nihtlineare mechanic. — Berlin: Springer-verlag, 1958. — 777 p.
14. Magnus K. Schwingungen. Eine Einfuhrung in die theoretische Behandlung von Schwingungsproblemen. — Stuttgart: Teubner, 1976. — 304 p.
15. Timoshenko S. Vibration problems in engineering. — Toronto–New York–London, 1955. — 444 p.
16. Okamoto S. Introduction to earthquake engineering. — Тokyo: University of Tokyo Press, 1973. — 256 p.
17. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. — СПб: Наука, 1998. — 255 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее