СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ ВЫСОКОГО ЗДАНИЯ

СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ ВЫСОКОГО ЗДАНИЯ

СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ ВЫСОКОГО ЗДАНИЯСейсмоизоляция рассматривается в настоящее время как один из основных способов обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений в высокосейсмичных районах. Известно, что сейсмоизоляцию необходимо использовать в совокупности с демпфирующими устройствами. Для этой цели широко используются демпферы сухого трения (ДСТ). Дешевизна, простота устройства, относительная стабильность динамических характеристик во времени — основные критерии, благодаря которым ДСТ получили широкое распространение в системах сейсмоизоляции.

В статье представлены некоторые результаты динамического расчета 9-этажного сейсмоизолированного здания. Расчетная схема здания показана на рис.1.

Конструктивная схема здания каркасная, каркас выполнен из предварительно напряженного железобетона. Расчетная схема здания представляет собой консоль с сосредоточенными массами. Изолированные опоры моделируются в виде пружин с жесткостью C и демпфированием £,=5% в долях от критического. Особенность рассматриваемого сооружения состоит в том, что ДСТ устанавливаются параллельно изолированным опорам и описываются коэффициентом сухого трения f.

Чтобы оценить сейсмостойкость рассматриваемого здания, выполнен расчет по акселерограммам. В результате получены значения ускорений и смещений в уровне каждого этажа. Расчет выполнен с использованием метода, предложенного проф. А. М. Уздиным и И. О. Кузнецовой и описанного. В соответствии с этим методом сооружение рассматривается как кусочно-линейная система релейного типа. Она имеет два состояния. В первом ДСТ открыт и сейсмоизоляция работает, во втором ДСТ закрыт и сейсмоизолированные опоры блокированы, т. е. система работает как несейсмоизолированная. «Переключение» системы от одной линейной схемы к другой осуществляется в результате превышения нагрузкой некоторых предельных величин, при этом такое переключение может происходить неоднократно.

На рис. 2, а и б представлены зависимости максимумов ускорения и смещения от безразмерного коэффициента трения для рассматриваемого 9-этажного сейсмоизолированного здания, на рис. 2, в и г — аналогичные зависимости, построенные А. А. Долгой для жестких конструктивных систем зданий. Сравнение перемещений показывает, что их максимумы обусловлены свойствами изолирующих устройств, таких как жесткость и демпфирование. Полученные зависимости нечувствительны к малым изменениям коэффициента трения.

Расчет по акселерограммам показал, что максимум ускорений чувствителен к частотному составу входного воздействия. Ускорения для каждого этажа различны. Они также значительно изменяются при небольших вариациях коэффициента трения. Эти эффекты объясняются влиянием высших форм колебаний.

1. При оценке смещений сейсмоизолированных зданий можно использовать упрощенные их модели и известные оценки смещений, полученные ранее другими авторами.

2. Для оценки ускорений высотных зданий с собственным периодом колебаний более 1 с существенными становятся высшие формы колебаний и их следует учитывать при оценке поэтажных ускорений. Этот учет может влиять в первую очередь на сейсмостойкость оборудования, а также на величину сейсмических нагрузок.

3. Система сейсмоизоляции высотных зданий должна дополнительно снабжаться вязкими демпферами или системой пластического многокаскадного демпфирования. Такая система демпфирования гасит высокосейсмические вибрации по высшим формам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *