Об учете корреляции форм колебаний в расчетах сейсмостойкости сооружений

DOI: 10.37153/2618-9283-2025-6-27-35

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: сейсмическое воздействие, расчет, формы колебаний, корреляция, суммирование, динамический гаситель колебаний, формула Гупты, формула Тер-Кюригяна, формула Петрова
Аннотация:

Введение. В статье рассмотрен пример расчета сооружения, для которого учет способа суммирования усилий по формам колебаний становится существенным. Рассматривается сооружение с жесткой конструктивной схемой с относительно гибким верхним этажом, разделенным на две части. Основание сооружения нескальное.                              В расчете учитывается податливость основания и неоднородность демпфирования.

Цель. Оценка влияния различных способов учета суммирования усилий по формам колебаний.

Материалы и методы. Для оценки расчетного усилия рассмотрены четыре способа суммирования: сумма модулей, корень из суммы квадратов, формула Гупты и учет корреляции по формуле А.А. Петрова.

Результаты. Результаты расчетов существенно различаются, причем нормативный метод – корень из суммы квадратов, дает неконсервативную оценку усилий. Нормативные расчетные усилия оказываются на 20 % меньше по сравнению с аналогичными усилиями, рассчитанными с учетом корреляции форм по формуле                         А.А. Петрова.

Выводы. Способ учета корреляции форм колебаний существенно влияет на результаты расчетов. Представляется целесообразным включить уточнение суммирования нагрузок по формам колебаний в действующий свод правил Список литературы:

1.         Елисеев О.Н., Уздин А.М. Сейсмостойкое строительство: учебник. СПб.: Изд-во ПВВИСУ, 1997. 371 с.

2.         Chopra A.K. Earthquake Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering. 2nd ed. EERI Publication, no. VNO-11.129 p.

3.         Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства. М.: Стройиздат, 1980. 343 с.

4.         Петров А.А., Базилевский С.В. Учет взаимной корреляции между обобщенными координатами при определении сейсмических нагрузок // Реф. инф. «Сейсмостойкое строительство (отечественный и зарубежный опыт)». Сер. XIV. М.: ЦИНИС, 1978. Вып. 5. С. 23–28.

5.         Igusta T., Kiureghian A., Sackman C. A. Modal decomposition method for stationary response of non-classically damped systems. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1984, vol. 12, pp. 121–136.

6.         Gupta A.K., Chen D.C. A Simple Method of Combining Modal Responses. Proc. 7 Int. Conf. Struct. Mech. In Reactor Technol. Paper no. K3/10. Chicago, 1983.

7.         Уздин А.М. К вопросу о возможном усилении сейсмических колебаний наземных сооружений и оценке этого усиления по действующим нормам // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2002. № 5. С. 50–54.

8.         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.

9.         Цейтлин А.И., Ким Л.И. Сейсмические колебания многоэтажного здания с «гибким» верхним этажом // Снижение материалоемкости и трудоемкости сейсмостойкого строительства: тез. докл. Всесоюз. совещ. М.: Стройиздат, 1982. 85 с.

10.     Melkumyan M. New solutions in seismic isolation.Yerevan: Lusabats, 2011. 264 p.

11.     Руководство по проектированию фундаментов машин с динамическими нагрузками. М.: Стройиздат, 1982. 207 с.

12.     Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах. М.: Стройиздат, 1975. 66 с.