Использование динамического гасителя колебаний в виде «гибкого» верхнего этажа для защиты покрытий зданий от природных и техногенных воздействий

DOI: 10.37153/2618-9283-2025-6-76-86

Авторы:  
Рубрики:    Проектирование, строительство и реконструкция сейсмостойких зданий и сооружений   
Ключевые слова: покрытие здания, землетрясение, ураган, смерч, БПЛА, динамический гаситель колебаний, «гибкий» верхний этаж
Аннотация:

Введение. Вследствие глобального изменения климата, особенно заметного в последние годы, все чаще возникают чрезвычайные ситуации в виде землетрясений, ураганов, смерчей, а также техногенных воздействий, например, в виде ударов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). При этом наиболее негативное воздействие воспринимает на себя покрытие здания, его верхняя часть, включая карниз и парапет. Все это сопровождается серьезными разрушениями и материальным ущербом. Кроме того, возможна ситуация, когда одно разрушительное воздействие следует за другим. Сценарии таких ситуаций в основном рассмотрены для крупных энергетических объектов, включая атомные станции. Для гражданских объектов массового строительства на данный момент отсутствуют какие-либо конкретные рекомендации. В этой связи возникает необходимость поиска таких конструктивных решений комплексной защиты, которые могли бы использоваться как при одних, так и при других воздействиях.

Цель. Изучение вопроса использования «гибкого» верхнего этажа для защиты покрытий зданий от землетрясений, ураганов, смерчей, ударов беспилотных летательных аппаратов.

Методы. Для оценки вариантов защиты покрытия здания от природных и техногенных воздействий изучена и проанализирована техническая литература, рекомендации и нормы проектирования.

Результаты. Предлагается использовать в качестве элемента комплексной защиты покрытия здания известную конструкцию «гибкого» верхнего этажа, выполняющего при землетрясениях в здании роль динамического гасителя. В статье рассмотрены известные конструктивные решения исполнения динамического гасителя, иллюстрирующие возможность его применения для защиты здания при экстремальных воздействиях.

Обсуждение. Для обоснования возможности и результативности использования модифицированного динамического гасителя колебаний в виде «гибкого» верхнего этажа в качестве комплексной защиты покрытия здания требуется проведение дальнейших исследований.

Список литературы:

1.                  Белаш Т.А., Казарновский В.С. Эксплуатация и ремонт железнодорожных зданий в особых природно-климатических и сейсмических условиях строительства: учебное пособие. Москва: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. 293 с.

2.                  Поляков С.В. Последствия сильных землетрясений. М.: Стройиздат, 1978. 311 с.

3.                  Приморье.РБК – URL https://prim.rbc.ru/prim/06/09/2023/64f8586c9a7947e1d74c58c8?ysclid=mhhu5wxn8k98439376

4.                  Бирбраер А.Н., Роледер А.Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического университета, 2009. 593 с.

5.                  СП 14.13330.2018. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* = Seismic building design code: свод правил: издание официальное: утверждён и введён в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 мая 2018 г. N 309/пр: дата введения 2018-11-25. Москва: Минстрой России, 2018. 122 с. Текст: непосредственный.

6.                  Chernokulsky A., Kurgansky M., Mokhov I., Shikhov A., Azhigov I., Selezneva E., Zakharchenko D., Antonescu B., Kühne T. Tornadoes in Northern Eurasia: From the Middle Age to the Information Era. Monthly Weather Review, 2020, no. 14(8), pp. 3081–3110.

7.                  Шульгин В.Н. Инженерная защита населения. Ч. 1. Основы инженерной защиты населения и территорий: Учебник / Шульгин В.Н., Седнев В.А., Овсяник А.И. и др. Москва: Академия ГПС МЧС России, 2009. 582 с.

8.                  НП-064-17 Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии».

9.                  СП 542.1325800.2024 «Защитные ограждающие конструкции от беспилотных летательных аппаратов. Правила проектирования».

10.              Рекомендации по инженерной защите объектов МЧС России от беспилотных воздушных средств нападения. М.: МЧС России, 2024.

11.              Белаш Т.А. Нетрадиционные способы сейсмозащиты транспортных зданий и сооружений: монография. Москва: ФГБУ ДПО «Учебно-методологический центр по образованию на железнодорожном транспорте». 2017. 175 с.

12.              Корнев Б.Г., Резников Л.М. Динамические гасители колебаний. Теория и техн. прил. Москва: Наука, 1988. 302 c.

13.              Цейтлин А.И., Ким Л.И. Сейсмические колебания многоэтажного здания с «гибким» верхним этажом. Снижение материалоемкости и трудоемкости сейсмостойкого строительства: тезисы докладов Всесоюзного совещания. 1982. 85 с.

14.              Нестерова О.П., Уздин А.М. Эффективность динамических гасителей колебаний для массивных сооружений на нескальных основаниях // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2021. № 1. С. 20–25.

15.              Melkumyan Mikayel. (2022). Unique Concepts and Features of Seismic Isolation Systems.

16.              Равкина Е.А., Сандович Т.А. (Белаш Т.А.), Равкин А.А., Нудьга И.Б. Многоэтажное сейсмостойкое здание. А.с. № 1716060, Е 04 Н 9/02, опубликовано 29.02.92 в Б.И. № 8.

17.              Хачиян Э.Е., Мелкумян М.Г., Хлгатян З.М. Исследование сейсмического воздействия на многоэтажное здание с «гибким» верхним этажом // Промышленность, строительство и архитектура Армении. 1987. № 1. С. 45–49.