К вопросу задания уровня расчетного воздействия и надежности высотного строительства

DOI: 10.37153/2618-9283-2021-1-43-56

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: высотные здания, сейсмостойкость, уровень расчетного воздействия, надежность, риск
Аннотация:
Рассматривается вопрос задания расчетного воздействия на здания повышенной этажности. Описаны существующие в России подходы к учету повышенной ответственности высотных зданий. Проанализировано предложение снижения допустимой вероятности отказа пропорционально числу этажей и предложения норм по увеличению коэффициента надежности и использованию карт общего сейсмического районирования. Указаны основные недостатки применяемых подходов. Показано, что действующие нормативные документы в области сейсмостойкого строительства не обеспечивают одинаковую надежность проектируемых сооружений вообще и высотных зданий в частности. Отмечено влияние ситуационной сейсмичности по картам общего сейсмического районирования на надежность проектируемых объектов. Рассмотрен подход к назначению расчетного воздействия, исходя из допустимой вероятности его превышения на примере пяти пятиэтажных зданий и одного 25-этажного здания. Оценена вероятность величины ущерба, заложенная в нормативные расчеты. Предложена оценка допустимой вероятности отказа от величины приемлемого ущерба (риска) в предположении нормального распределения ущерба при землетрясении. Показано, что вероятность допустимого отказа падает с уменьшением приемлемого ущерба только в области малых ущербов. Сформулирован подход к назначению сейсмического воздействия на основе оценки сейсмического риска. Проанализирована система расчетных коэффициентов, используемая для расчета сейсмических нагрузок на высотные здания. Отмечено, что наряду с ростом расчетного уровня сейсмического ускорения, необходимо повышать коэффициент, учитывающий малое демпфирование колебаний высотных зданий. Вместе с тем имеется возможность существенного снижения коэффициента предельных состояний за счет регулирования усилий между этажами здания. Используемая литература:

1.    Уздин А.М. Задание сейсмического воздействия. Взгляд инженера-строителя // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2005. №1.С. 27-31.

2.    Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Проектные и реальные спектры реакции: проблема точности задания сейсмических воздействий // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №1. 2005. С. 43-45.

3.    Арещенко Т.С., Прокопович С.В., Сабирова О.Б., Фролова Е.Д. Задание уровня сейсмического воздействия для оценки сейсмостойкости сооружений при многоуровневом проектировании // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2018. №4. С.25-27.

4.    Богданова А.М., Нестерова О.П., Никонова Н.В., Ткаченко А.С., Уздин А.М., Рахманова М., Азаев Т.М., Зайнулабидова Х.Р. Числовые характеристики сейсмических воздействий // Наука и мир. 2017. №3 (43), том 1. С. 49-55.

5.    Нестерова О.П., Ткаченко А.С., Уздин А.М., Долгая А.А., Смирнова Л.Н., Гуань Юхай. К вопросу о задании уровня сейсмического воздействия в шкалах балльности и нормах проектирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. № 1, т. 45. С. 73–80. DOI: 10.21455/VIS2018.1-7

6.    Omori F. Seismic Experiments on the Fracturing and Overturning of Columns, Publ. Earthquake Invest. Comm. in foreign Languages, №4, Tokyo, 1900. 99 p.

7.    Сюэхиро К. Инженерная сейсмология. М., Экономическая жизнь. 1935. 167 с.

8.    ГОСТ 57546-2017 «Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности»

9.    Сабирова О.Б., Сахаров О.А., Уздин А.М. Функция плотности распределения ускорений для площадки строительства // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2019. №2 (39). С. 23-25.

10. Сахаров О.А. Назначение расчетного ускорения с учетом новых карт сейсмического районирования // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2003. №2. С.48-49.

11. Уздин А.М. Оценка статистических характеристик расчетного воздействия при заданной сейсмичности площадки строительства // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2000. №2. С.3-4.

12. Уздин А.М., Нестерова О.П., Прокопович С.В., Долгая А.А., Чанг Юань, Гуань Юхай, Ван Хайбинь. Моделирование сейсмических воздействий для динамического расчета зданий и сооружений // Российско-китайский научный журнал «Содружество» Ежемесячный научный журнал научно-практической конференции. 2017. № 20, 1 часть.   С. 59-66.

13. Уздин А.М. Что скрывается за линейно-спектральной теорией сейсмостойкости // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2009. №2. С.18-23.

14. Уздин А.М., Елизаров С.В., Белаш Т.А. Сейсмостойкие конструкции транспортных зданий и сооружений. Учебное пособие. ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте». 2012. 500 с.

15.СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*

16. Сахаров О.А. К вопросу задания сейсмического воздействия при многоуровневом проектировании сейсмостойких конструкций // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2004. №4. С.7-9.

17. ГОСТ 6249-52 «Шкала для определения силы землетрясений в пределах от 6 до 9 баллов».

18. Арещенко Т.С., Прокопович С.В., Сабирова О.Б., Фролова Е.Д., Уздин А.М. Программа определения пиковых ускорений сейсмического воздействия. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018664350. Прокопович С.В., Арещенко Т.С., Фролова Е.Д., Сабирова О.Б., Уздин А.М. Зарегистрирована 14 ноября 2018 г.

19. Деменкова М.С., Уздин А.М. Использование дробных баллов в инженерной сейсмологии и сейсмостойком строительстве // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. №1, т. 46. С.78-83. DOI:10.21455/VIS2019.1-6

20. Дорофеев В.М. Развитие макросейсмической шкалы интенсивности землетрясений // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2018. № 5 (36). С. 19-22.

21. Fioravante V., Madabhushi G., Benin A.V., Elizarov S.V., Uzdin A.M., Fedotova I.A., Dolgaya A.A., Sakharov O.A. Performance based designing of high-rise base isolated buildings. Internationalworkshop “Baseisolated high-rise buildings”, Yerevan, 2008, p. 98-107.

22. Уздин А.М., Воробьев В.А., Богданова М.А., Сигидов В.В., Ваничева С.С. Экономика сейсмостойкого строительства. М.: ФГПУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте». 2017. 176 с.

23. Перельмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. Киев, Изд. УкрНИИпроектстальконструкция. 2000. 215 с.

24. Савинов О.А., Уздин А.М., Шульман С.Г. О системе расчетных коэффициентов для определения сейсмических нагрузок на большие плотины. IV Всесоюзная школа семинар «Методы количественной оценки сейсмических воздействий и применение спектрального анализа в сейсмологии. Тезисы лекций 20-25 октября 1980г., г. Сигнахи». Тбилиси, Мецниерба, 1980. С. 168-182.

25. Дурсенева Н.В., Воробьева К.В., Костенко Б.В., Нестерова О.П. Оценка влияния демпфирования на величину сейсмического риска сейсмоизолированных сооружений // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2013. №4. С. 43-47.

26. Benin A.,  Nesterova O., Uzdin A., Prokopovich S., Rutman Yu., Youhai Guan. On estimating the reduction factor of bridge piers. E3S Web Conf. Volume 157, 2020, Key Trends in Transportation Innovatio, pp. 1-17. https.doi.org/10.1051/e3sconf/202015706012

27.Yasser S. Salem, Giuseppe Lomiento, Jawwad Khan. Assessment of Response modification factor of reinforced concrete table top-frame structures to seismic loads. Springer. International Congress and Exhibition "Sustainable Civil Infrastructures: Innovative Infrastructure Geotechnology", GeoMEast, Facing the Challenges in Structural Engineering. 2017, pp. 55-71.