СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ И С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНТЕЗИРОВАННЫХ АКСЕЛЕРОГРАММ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты расчета высотного здания на сейсмические воздействия двумя методами. Учитывая, что здания выше 12 этажей не входят в КМК 2.01.03-19 «Строительство в сейсмических районах» [1], то предложенные в статье рекомендации могут послужить дальнейшему развитию положений норм Республики Узбекистан по вопросам проектирования высотных зданий с учетом сейсмических воздействий. В статье приведены результаты расчетов здания с 17 надземными этажами, расположенном в г. Ташкенте в 8 бальной зоне по шкале МСК-64. Приведены основные результаты исследования и его практическая значимость.

ABSTRACT

The article presents the results of calculating a high-rise building for seismic impacts using two methods. Given that buildings above 12 floors are not included in КМК 2.01.03-19 "Construction in seismic areas" [1], the recommendations proposed in the article may serve to further develop the provisions of the norms of the Republic of Uzbekistan on the design of high-rise buildings taking into account seismic impacts. The article presents the results of calculations of a building with 17 aboveground floors located in Tashkent in an 8-point zone on the MSK-64 scale. The main results of the study and its practical significance are presented.

Ключевые слова: сейсмичность, линейно-спектральный метод, синтезированные акселерограммы, программный комплекс, напряженно-деформированное состояние.

Keywords: seismicity, linear spectral method, synthesized accelerograms, software package, stress-strain state.

Введение

Интенсивное развитие строительства многоэтажных и высотных зданий на территории Узбекистана, которая отличается высокой сейсмичностью, требуют дальнейшего развития и усовершенствования как нормативных документов по проектированию, так и методов расчета сооружений с учетом всех особенностей эксплуатации в таких условиях. В настоящее время в РУз проектирование зданий и сооружений с учетом сейсмических воздействий реализуется с соблюдением КМК 2.01.03-19.

Материалы и методы

Пространственная аналитическая модель здания разработана на основе изучения представленных информационных сведений о предполагаемых проектных архитектурных и конструктивных решениях здания. В конструктивной части проекта была тщательно проработана расстановка вертикальных элементов, а именно диафрагм жесткости и колонн, таким образом, чтобы центр масс и центр жёсткости системы максимально совпадали. Не менее тщательно проработаны диски перекрытий. Размеры балок и плиты подобраны из условий жёсткости, оптимального соотношения прочности и веса.

При выполнении расчетов в качестве компенсирующих мероприятий выступает комплексная система дополнительных требований, не входящих в действующие нормативно-технические документы. К ним относятся повышенные требования к определению нагрузок и воздействий [7], расчетам на сейсмические воздействия спектральным методом с повышенными коэффициентами (см Рис. 1).

Так коэффициент этажности принят 1.6 (в КМК он ограничен величиной 1.5).

Рисунок 1. Коэффициенты для спектрального метода

Так же выполнен расчет на сейсмические воздействия с использованием синтезированных акселерограмм (см. Рис. 2). Учитывая, что рассматриваемое здание имеет высокую категорию ответственности, рекомендуется для расчета сейсмических нагрузок принять сейсмические воздействия, относящиеся к вероятности Р=0.95 и выше. Этот пункт в настоящее время закреплен в разработанном Институтом сейсмологии АН РУз «Положении о порядке подготовки и выдачи сейсмологических заключений для проектирования и строительства объектов с очень высоким фактором опасности (IV категория)», который в настоящее время передан Министерству Строительства РУз. Указанная система требований призвана обеспечить безопасность, надежность, несущую способность, устойчивость и жесткость здания.

Рисунок 2. Акселерограмма для вероятности 99%

Рассматриваемое здание представляет собой пространственный железобетонный каркас с жесткими узлами и диафрагмами жесткости (см. Рис. 3), с заполнением из кладки, не участвующей в восприятии сейсмических нагрузок. Каркас расположен на фундаментной плите. Размеры здания в плане в осях 1/А-1/Е (1/1-1/7) 26 х 15 м. Здание имеет 2 подвальных, цокольный и 17 надземных этажей, высота здания над уровнем земли 54.59 м. Высота типового этажа – 3.11 м. Фундамент представляет собой монолитную плиту на сплошном упругом основании, толщина фундаментной плиты 1800 мм. В качестве перекрытий и покрытий используются монолитные железобетонные плиты.

Согласно Заключению об инженерно-геологических условиях участка строительства, исходя из типа грунтов, физических, прочностных и деформационных свойств грунтов в разведанной толще выделено 2 инженерно-геологических элемента (ИГЭ):

ИГЭ-1 – суглинки и супеси, лесовидные;

ИГЭ-2 – Галечниковый грунт, с песчаным заполнителем.

Сейсмичность площадки строительства согласно карте сейсмического микрорайонирования, г. Ташкента – 8 баллов.

Категория грунтов по сейсмическим свойствам –II (вторая).

Максимальная глубина сезонного промерзания грунтов 0.7 м. 1 раз в 50 лет. [5]

Рисунок 3. Пространственная модель

Ниже приведены результаты расчетов по 1-му предельному состоянию на прочность и по 2-му предельному состоянию по деформациям с учетом сейсмических воздействий двумя методами.

Рисунок 4. Результаты расчетов по 1-му предельному состоянию на прочность и по 2-му предельному состоянию по деформациям с учетом сейсмических воздействий двумя методами

Результаты и обсуждение

Результаты расчета показали значительное различие (см. Табл. 1) по горизонтальным перемещениям от сейсмических воздействий (по результатам расчета по акселерограммам значительно меньше) и некоторый запас прочности при проектировании по спектральному методу.

Таблица 1.

Результаты расчета

Заключение

Анализ напряжено-деформированного состояния элементов конструкции показывает значительные различия в усилиях, возникающих в колоннах от сейсмических воздействий при расчете различными методами. Таким образом, при назначении армирования по результатам спектрального метода имеются определенные запасы.

Список литературы:

1. КМК 2.01.03-19 «Строительство в сейсмических районах.
2. КМК 2.01.07-96 «Нагрузки и воздействия». (утв. Приказом Госархитектстроя РУз. от 13.08.96 №67. Взамен СНиП 2.01.07-85), Изменения №1 от 30 декабря 2003г.
3. ШНК 2.02.01-19 «Основания зданий и сооружений».
4. ШНК 2.03.01-24 «Бетонные и железобетонные конструкции». (утв. Приказом Министерства строительства и коммунального хозяйства РУз от 20 июня 2024г. № 01/2-22).
5. Заключение об инженерно-геологических условиях участка «Строительство многоэтажных жилых домов в Бектемирском районе г. Ташкента».
6. СП.14.13330.2018 (РФ) Строительство в сейсмических районах.
7. СП 20.13330.16 (РФ) Нагрузки и воздействия.
8. СП 296 1325800. 2017 Здания и сооружения. Особые воздействия.