Воздействие сейсмических сил на здания и сооружения

Bibliograficheskiy spisok

1. Mayny, SH.B. Analiz avariy kanalizatsionnykh truboprovodov (na primere g. Kyzyla) / SH.B. Mayny // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2015. - № 3(50). S. 197-201].

2. SP 32.13330.2012 Kanalizatsiya. Naruzhnyye seti i sooruzheniya. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.04.03-85.

3. Terekhov, L. D., Ginzburg, A.V. Avariynost' vodovodov BAMa. Materialy seminara MDNTP / Obespecheniye nadezhnosti sistem khozyaystvenno-pit'yevogo vodosnabzheniya. M.:MDNTP, 1989. S. 63-66.

4. Mayny, SH.B., Terekhov, L.D., Zaborshchikova, N.P. Metodika opredeleniya minimal'noy glubiny zalozheniya nachal'nogo uchastka kanalizatsionnykh truboprovodov v surovykh klimaticheskikh usloviyakh / SH.B. Mayny, L.D., Terekhov, N.P. Zaborshchikova // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2016. - № 3(50). S. 116-122.

5. Dadar, A.KH. Arkhitekturno-stroitel'noye i organizatsionno-tekhnologicheskoye proyektirovaniye zdaniy v interesakh energoresursosberezheniya. Yestestvennyye i tekhnicheskiye nauki. 2015. № 8 (86). S. 101-104.

6. Bolotin, S.A., Dadar, A.KH., Oolakay, Z.KH., Chebokchinova, G.S. Metodika detalizatsii «novykh» norm prodolzhitel'nosti stroitel'stva na osnove statistiki SNiP 1.04.03-85. Izvestiye vuzov. Stroitel'stvo. - Novosibirsk: NGASU (Sibstrin), 2013. Vypusk 5 - S. 41-47.

7. Rekomendatsii po teplotekhnicheskim raschetam i prokladke truboprovodov v rayonakh s glubokim sezonnym promerzaniyem gruntov. - M.: NIIOSP, 1975. - 91 s.

Майны Шончалай Борисовна - старший преподаватель кафедры городского хозяйства Тувинского государственного университета, г. Кызыл, E-mail: shonchikspb@mail.ru

Mayny Shonchalay - senior lecturer of the Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: shonchikspb@mail.ru

УДК699.841

ВОЗДЕЙСТВИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИЛ НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Чылбак А.А.

Тувинский государственный университет, Кызыл

IMPACT OF SEISMIC FORCES ON BUILDINGS AND STRUCTURES

Chylbak A.A.

Tuvan state university, Kyzyl

В статье рассматриваются основные принципы обеспечения сейсмостойкости зданий, процесс передачи сейсмических нагрузок на здания и сооружения, основные конструктивные схемы.

Ключевые слова: сейсмические нагрузки, сейсмостойкость.

The article discusses the basic principles of earthquake resistance of buildings, transfer seismic loads to buildings and structures, basic design scheme.

Keywords: seismic loads, seismic stability.

Сейсмические нагрузки вызываются колебаниями земной поверхности в результате землетрясений. Сейсмические нагрузки вызывают различные повреждения в несущих конструкциях и даже разрушения не сейсмостойких сооружений. В связи с этим в районах, которые подвержены землетрясениям, необходимо применять меры, повышающие сопротивление конструкцийот сейсмических воздействий.

Основными принципами обеспечения сейсмостойкости, установленными на основе анализа повреждений зданий и сооружений при землетрясениях, являются: равномерное распределение сейсмических сил посредством применения простых форм в плане с равномерным и симметричным распределением объемов, масс и жесткостей несущих элементов; уменьшение сейсмических сил путем облегчения собственного веса конструкций и понижения их центра тяжести, а также увеличения допустимой гибкости несущих элементов; обеспечение восприятия значительных «пиковых» перегрузок за счет допущения пластических деформаций в отдельных сечениях, узлах и соединениях конструкций; обеспечение в максимально-возможной степени совместной пространственной работы всех несущих элементов зданий при сейсмическом воздействии [1].

Все здания и сооружения, возводимые в сейсмических районах, рассчитываются на одновременное действие собственного веса конструкций, снеговой нагрузки, временной нагрузки на перекрытия и сейсмической нагрузки. Расчет зданий и сооружений на действие сейсмических сил включает: определение величин и направлений сейсмических сил; непосредственный расчет конструкций на действие этих сил. Точное определение величин и направлений сейсмических сил, действующих на сооружение, невозможно, т. к. колебания земной коры в процессе землетрясения носят случайный характер и не могут быть описаны аналитически. Горизонтальная устойчивость зданий, проектируемых в сейсмических районах, обеспечивается рядом мероприятий, которые повышают горизонтальную жесткость здания и сооружения.

Для того чтобы рассмотреть воздействие сейсмических силна здания, необходимо определить основные принципы действия нагрузок и значение несущей конструкции для существования объекта, неизменяемости его формы, способности противостоять этим нагрузкам.

Задача несущих конструкций заключается не только в том, чтобы контролировать и нести собственный вес сооружения, но и воспринимать дополнительные нагрузки. При этом наибольший интерес представляет процесс не восприятия нагрузки, а передачи нагрузки, происходящий внутри конструкции.

Любая несущая конструкция работает в трех последовательных фазах:

а)восприятие нагрузки;

б)распределение нагрузки;

в)передача нагрузки.

Эти фазы называют работой конструкций, понимание которой является основополагающей предпосылкой для проектирования несущей конструкции, ее основной идеей. Движение сил достаточно ясно до тех пор, пока форма объекта соотносится с направлением воздействующих сил.

Изменение направления сил является предпосылкой для создания новых картин внешних воздействий, т.е. передача сил должна распределяться и проводиться по новым каналам. Поэтому отвод сил является принципом регулирования усилий в объекте. Проектирование несущей конструкции несет в себе задачу разработки системы восприятия нагрузок, которая соответствует уже заданной функциональной разработке или приближается к ней вплотную. Без несущей конструкции нет системы. Несущая конструкция должна проектироваться так, чтобы она могла противостоять действующим силам, т.е. мобилизовать силы противодействия, которые гарантируют равновесие [2].

Проект несущих систем сооружений не только предполагает обширные знания механизмов всех несущих систем, но и требует из-за своей зависимости от структуры плана и интеграции элементов технического оборудования, основополагающих знаний о внутренней взаимосвязи всех факторов, определяющих это сооружение.

Здания и сооружения, проектируемые в сейсмических районах требуют неразрывности элементов и конструкций, которые передают нагрузку на основание, и тем самым согласованности передачи нагрузок для каждого этажа.

Несущие системы зданий в сейсмических районах - это системы из прочных жестких элементов, располагаемых преимущественно в вертикальном протяжении, в которых перераспределение сил, а именно, фокусирование и заземление горизонтальных сил, осуществляется определенной «устойчивой по высоте» структурой.

По типу несущей конструкции здания и сооружения можно подразделить на:

- рамные (каркасные конструкции),

- с несущими стенами,

- ствольные сооружения.

Рис. 1. Типы зданий по типу несущих конструкций

Основная задача проектировщика состоит в том, чтобы по возможности интегрировать эти три системы и создать такую конструктивную основу, которая бы взяла на себя все эти функции.

Сейсмические нагрузки - это горизонтальные силы, вызванные воздействием землетрясения, создают различные комплексные движения и деформации в сооружении. При воздействии горизонтальных сил появляются такие деформации как: изгиб, сдвиги на разных уровнях сооружения, опрокидывание, наклон, кручение, колебания.

II II \ \1 V

/ I / / I ' I Я I 1 \11

117 / Ь

Рис. 2. Деформации здания при горизонтальном воздействии сил.

Поэтому одной из главных задач при проектировании несущих конструкций является защита сооружений от такого рода изменений или сведение их к минимуму. Для придания жесткости конструкции при воздействии горизонтальных нагрузок используют различные приемы.

Высокую сейсмостойкость обеспечивают крупнопанельные здания и здания с монолитными многослойными железобетонными стенами. В крупнопанельном строительстве для повышения сейсмостойкости зданий их проектируют таким образом, чтобы в них было большое количество вертикальных диафрагм (несущие стены). Эти диафрагмы несут функцию жестких связей и способны гасить энергию землетрясения. При строительстве высотных зданий, очень важно добиться того, чтобы они были жесткими, и в них не возникали недопустимые деформации. Для этого каждое из этих зданий должно иметь так называемое ядро жесткости. В центре объекта возводят жесткий пространственный стержень из монолитного железобетона. Он занимает 30% от площади каждого этажа. Именно эта конструкция и удерживает небоскреб во время сильных ветров, осадков и колебаний основания. Их отличительной чертой является фундамент глубокого заложения. Важное значение на

1 У 4

сейсмостойкость оказывают системы междуэтажных перекрытий и покрытий, работающих как диафрагмы жесткости, обеспечивающие распределение сейсмической перегрузки на вертикальные несущие конструкции.

Появление современных видов строительных материалов, типов конструкций, технологий приводит к появлению нового поколения зданий и сооружений, которые по сравнению с построенными ранее являются более легкими и гибкими. Большие открытые пространства внутри здания, балки большого пролета,большая высота здания существенно уменьшают несущую способность. Такие сооружения, как правило, характеризуются повышенной чувствительностью к горизонтальным воздействиям. В связи с этим учет горизонтальных воздействий на здание становится одним из основополагающих факторов при расчете здания на прочность. Ведутся постоянные исследования и поиск новых более точных и совершенных методов расчета, дающих возможность проектировщику оценивать горизонтальные воздействия с большей степени точности, чем это требовалось раньше.

Задача проектировщика состоит в том, чтобы обеспечить такую работу здания под воздействием сейсмических нагрузок, которая отвечала бы требованиям надежности и пригодности к нормальной эксплуатации в течение всего срока его службы. Определение воздействия сейсмических нагрузок на здания и инженерные сооружения в большинстве случаев приводит к весьма сложным проблемам, решение которых требует особо серьезного внимания.

Библиографический список

1. Основы проектирования зданий в сейсмических районах. / Под ред. И. Л. Корчинского. - М.: Стройиздат, 1961.

2. СНиП II-7-81 * Строительство в сейсмических районах. М.: Госстрой России, 2000.

3. http://tehn.oglib.ru/bgl/8440/413.html

Bibliograficheskiy spisok

1. Osnovy proektirovaniya zdaniy v seismicheskih raionah. / Pod red. I.L. Korchinskogo. -M.: Stroyizdat, 1961.

2. SNIPII-7-81* Stroitelstvo v seismicheskih raionah. M.: Gosstroi Rossii, 2000.

3. http://tehn.oglib.ru/bgl/8440/413.html

Чылбак Алдынай Александровна - кандидат технических наук, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства, Тувинского государственного университета, г. Кызыл, E-mail: ertnach@list.ru

Chylbak Aldynai - Ph.D., assistant professor of industrial and civil construction, Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: ertnach@list.ru