Определены виброперемещения центра масс условного фундамента от сейсмического воздействии продолжительностью 5 секунд с учетом присоединения к фундаменту железобетонной плиты и образования локальных пластических деформаций
в рассматриваемой системе. Построены графики изменяющегося численного значения логарифмического декремента затухания колебаний на интервале времени от 0 до 1,5 секунды. Определено количество энергии, затрачиваемое на образование локальных пластических деформаций в системе фундамент – присоединяемая плита при одноразовом силовом воздействии.

Введение. Строительство гражданских зданий в районах распространения многолетнемерзлых грунтов сопровождается рисками, связанными с формированием чаши оттаивания в основании.

Цель. Оценка влияния чаши оттаивания в ММГ на сейсмостойкость гражданских зданий с различными конструктивными системами с учетом сейсмических воздействий различного частотного состава.

Материалы и методы. Выполнено численное моделирование системы «здание – фундамент – основание» при сейсмических воздействиях различного частотного состава.

Результаты. Установлено, что наличие чаши оттаивания изменяет динамическое поведение здания в зависимости от его конструктивной системы и частотных характеристик землетрясения. Наиболее выраженный рост горизонтальных перемещений наблюдается для средне-жестких и гибких конструктивных систем в низко- и среднечастотном диапазоне, тогда как жесткие бескаркасные системы сохраняют более устойчивое поведение.

Выводы. Полученные результаты показывают, что при расчетах на сейсмические воздействия в условиях многолетнемерзлых грунтов необходимо рассматривать целостную систему «здание – фундамент – основание». Учет совместной работы сооружения и оттаивающего грунта позволяет более корректно оценить сейсмическую реакцию зданий с различными конструктивными системами.

 

Введение. Обеспечение сейсмостойкости резервуаров для нефтегазовой промышленности является важной задачей в обеспечении безопасной работы предприятий, на которых они используются. Основной сложностью выполнения расчетов по определению сейсмостойкости таких сооружений является учет совместной работы топлива и конструкций резервуаров. Существуют различные методики расчета, позволяющие определить сейсмостойкость резервуаров. В данной статье рассматриваются методики, изложенные в СТО-СА-03-002-2009 и НП-031-01.

Цель. Сопоставление результатов расчета сейсмостойкости резервуаров с учетом гидродинамических нагрузок по различным методикам.

Материалы и методы. Выполнено численное моделирование резервуара
РВС-10000 для нефтегазовой промышленности методом конечных элементов. Исследование выполнялось с учетом различной заполняемости резервуара, а именно                100 % и 50 %, было учтено влияние грунтовых условий – оттаивание мерзлого основания, сейсмическая нагрузка определялась по линейно-спектральной методике
и многочастотного характера землетрясений.

Результаты и выводы. Установлена разница значений внутренних напряжений при расчете по разным методикам. При средне- и низкочастотных сейсмических воздействиях отслеживается значительное увеличение внутренних напряжений
в конструкциях резервуаров. Выявлено, что при оттаивании грунтового основания увеличиваются значения внутренних напряжений, особенно при вертикальных сейсмических воздействиях. Установлено, что при меньшей заполняемости резервуара значительно уменьшаются внутренние напряжения в конструкциях стен и крыши.

Введение. Серия последних землетрясений, прошедших на территории России, еще раз наглядно показала, что это стихийное воздействие отличается не только своей непредсказуемостью, характером, направленностью, но даже значительной продолжительностью, как это было, например, на Камчатке в 2025 г. Сопротивляться стихии возможно только при использовании надежных и апробированных практикой сейсмостойкого строительства конструктивных решений, к которым относятся многосвязевые системы из сборных железобетонных конструкций, среди которых особую группу образуют объемно-блочные конструкции. Эффективность их работы существенным образом зависит от наличия в системе дополнительных демпфирующих элементов. В статье представлен анализ некоторых таких решений необходимый для понимания работы конструкций зданий и сооружений во время землетрясений.

Цель. Показать особенности конструктивных решений объемно-блочных зданий при наличии в них демпфирующих элементов в виде фрикционных связей, обеспечивающих непрерывное рассеивание энергии в течение всего периода воздействия.

Материалы и методы. Проведен анализ существующих конструктивных решений объемно-блочных зданий с включением в них демпфирующих элементов в виде фрикционных связей.

Выводы. Для обоснования возможностей рассматриваемых решений объемно-блочных зданий с фрикционными элементами необходимо проведение дополнительных расчетно-экспериментальных исследований.

Введение. Вследствие глобального изменения климата, особенно заметного в последние годы, все чаще возникают чрезвычайные ситуации в виде землетрясений, ураганов, смерчей, а также техногенных воздействий, например, в виде ударов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). При этом наиболее негативное воздействие воспринимает на себя покрытие здания, его верхняя часть, включая карниз и парапет. Все это сопровождается серьезными разрушениями и материальным ущербом. Кроме того, возможна ситуация, когда одно разрушительное воздействие следует за другим. Сценарии таких ситуаций в основном рассмотрены для крупных энергетических объектов, включая атомные станции. Для гражданских объектов массового строительства на данный момент отсутствуют какие-либо конкретные рекомендации. В этой связи возникает необходимость поиска таких конструктивных решений комплексной защиты, которые могли бы использоваться как при одних, так и при других воздействиях.

Цель. Изучение вопроса использования «гибкого» верхнего этажа для защиты покрытий зданий от землетрясений, ураганов, смерчей, ударов беспилотных летательных аппаратов.

Методы. Для оценки вариантов защиты покрытия здания от природных и техногенных воздействий изучена и проанализирована техническая литература, рекомендации и нормы проектирования.

Результаты. Предлагается использовать в качестве элемента комплексной защиты покрытия здания известную конструкцию «гибкого» верхнего этажа, выполняющего при землетрясениях в здании роль динамического гасителя. В статье рассмотрены известные конструктивные решения исполнения динамического гасителя, иллюстрирующие возможность его применения для защиты здания при экстремальных воздействиях.

Обсуждение. Для обоснования возможности и результативности использования модифицированного динамического гасителя колебаний в виде «гибкого» верхнего этажа в качестве комплексной защиты покрытия здания требуется проведение дальнейших исследований.

Введение. Каркасные здания могут быть выполнены из различных строительных материалов, наиболее распространенными из которых являются сталь, железобетон, дерево. Каркасы из этих строительных материалов будут рассматриваться в данном исследовании.

Цель. Оценка влияния конструктивных особенностей каркасных гражданских зданий на их сейсмостойкость при сейсмических воздействиях различного частотного состава и наличии в основании многолетнемерзлых грунтов.

Материалы и методы. Использовано численное моделирование для анализа сейсмостойкости каркасного здания. Исследование проведено с учетом варьируемых параметров: тип узловых соединений колонна-ригель, расположение ригелей в плане здания, тип основания (включая твердомерзлые и оттаявшие грунты), и преобладающая частота сейсмического воздействия.

Результаты и выводы. Численный анализ поведения каркасного здания под влиянием сейсмических воздействий разной частоты, материала, типа узлов и грунта основания выявил, что высокочастотные воздействия (<0,3 сек) обеспечивают сейсмостойкость всех типов каркасов, в то время как более длинные периоды (>0,4 сек) увеличивают параметры НДС. Наиболее сейсмостойкими оказались каркасы с продольными ригелями. При среднечастотном воздействии каркасы с поперечными ригелями на многолетнемерзлом грунте демонстрируют снижение НДС, но при оттаявшем грунте эффект шарнирных узлов заметен только у каркасов с продольными ригелями. В условиях среднечастотного воздействия и оттаявшего грунта железобетон оказался наиболее предпочтительным материалом.

Введение. В настоящее время актуальна задача оценки сейсмостойкости стальных каркасных зданий, учитывая различные факторы, влияющие на их поведение при землетрясениях.

Цель. Оценка влияния конструктивных особенностей стального каркасного гражданского здания на его сейсмостойкость при сейсмических воздействиях различного частотного состава и наличии в основании многолетнемерзлых грунтов.

Материалы и методы. Использовано численное моделирование для анализа сейсмостойкости стального каркасного здания. Исследование проведено с учетом варьируемых параметров: тип узловых соединений колонна-ригель, расположение ригелей в плане здания, тип основания (включая твердомерзлые и оттаявшие грунты), и преобладающая частота сейсмического воздействия.

Результаты и выводы. Установлено, что наименьшая уязвимость рассматриваемых зданий наблюдается при высокочастотных сейсмических воздействиях и при залегании твердомерзлых грунтов. Выявлено существенное влияние конструктивных особенностей каркасов (расположение несущих элементов и жесткость узловых соединений) на сейсмостойкость. Наиболее опасными для рассматриваемого типа зданий оказались средне- и низкочастотные сейсмические воздействия при наличии оттаявшего грунта под зданием. Результаты указывают на необходимость учета этих факторов при проектировании и оценке сейсмостойкости стальных каркасных зданий.

Введение. Модульные здания в настоящее время имеют широкую географию применения. За счет своих преимуществ одной из областей их применения в Российской Федерации является строительство модульных зданий в труднодоступных регионах, которые зачастую являются сейсмическими. Широко востребованы модульные здания для промышленных объектов, например, для газо- и нефтеперерабатывающих заводов: здания диспетчерских и операторных, комплектные трансформаторные подстанции и здания распределительных устройств, газовые котельные, насосные и канализационные станции. Подобные сооружения требуют обоснования их надежности и соответствия нормам проектирования, в том числе и по сейсмике. При этом нормативная база как в целом по модульным зданиям, так в частности по их сейсмостойкости развита слабо. Цель. Изучение вопроса применения модульных зданий в сейсмических регионах. Методы. Для оценки возможности применения модульных зданий в сейсмических регионах выполнены изучение и анализ существующих экспериментальных исследований данных зданий и их узлов на сейсмические воздействия. Результаты. Испытания полноразмерных модулей и зданий выполняются в России и за рубежом. Испытания по акселерограммам и по воздействиям, соответствующим нормам землетрясениям показывают довольно высокий уровень сейсмостойкости модульных зданий, вплоть до расчетной сейсмичности в 9 баллов. Исследования узловых соединений на циклические нагрузки демонстрируют довольно высокую способность узлов к рассеиванию энергии, что приводит к снижению реакции при сейсмическом воздействии. Логарифмические декременты колебаний в рассмотренных исследованиях лежат в пределах 0,2÷0,3, что близко к железобетонным сооружениям. При этом различные демпферы в узлах могут использоваться для увеличения сейсмостойкости модульного здания. Обсуждение. Модульные здания имеют широкую географию строительства, в том числе в сейсмических регионах. Сертификационные и лабораторные испытания полноразмерных модулей и зданий показывают их довольно высокий уровень сейсмостойкости, вплоть до расчетной сейсмичности в 9 баллов. Также высокими диссипативными свойствами обладают внутримодульные узлы, при этом для повышения сейсмостойкости возможно применение различных демпферов.

Введение. Северная климатическая зона занимает значительные территории Российской Федерации, которые на сегодняшний день являются весьма перспективными, так как обладают высоким потенциалом развития, ввиду богатых запасов полезных ископаемых, редких металлов и драгоценных камней. При обширном развитии добывающей отрасли на данных отдаленных территориях параллельно встает вопрос в возведении гражданских объектов, в состав которых входят общественные и жилые здания различного назначения, главной задачей которых является обеспечение надежных, безопасных и комфортных условий эксплуатации. Часть этой зоны, затрагивающей регионы Дальнего Востока, Западной и Восточной Сибири, находятся в сложных условиях, таких как совместное сочетание вечной мерзлоты и высокой сейсмической активности, балльность которой изменяется от 6 до 10 баллов. Именно поэтому данные территории диктуют особые требования и условия для проектирования и строительства, а также ставят перед инженерами сложные задачи, требующие нетривиальных подходов и решений.

Материалы и методы. Для оценки поведения гражданских зданий различных конструктивных решений в условиях совместного распространения многолетнемерзлых грунтов и сейсмических воздействий различного частотного состава проведено численное исследование с использованием метода прямого интегрирования уравнения движения во времени.

Результаты. В статье представлены результаты расчетных исследований гражданских зданий различных конструктивных решений в условиях совместного распространения многолетнемерзлых грунтов и сейсмических воздействий. Показано, что сейсмостойкость гражданских зданий с различными конструктивными решениями в условиях многолетнемерзлых грунтов и высокой сейсмичности существенно отличаются друг от друга. Это свидетельствует о необходимости детального обоснования принимаемых проектных решений гражданских зданий для рассматриваемых условий с учетом свойств многолетнемерзлых грунтов.

Введение. Необходимость возведения высотных зданий в условиях плотной городской застройки в 1960-х годах привела к внедрению новой конструктивной системы высотных зданий – ствольной. Одной из ее разновидностей является ствольно-подвесная конструктивная система, которая была воплощена во многих зданиях по всему миру. Кроме архитектурных достоинств здания ствольно-подвесного типа системой обладают рядом конструктивных особенностей, связанных со значительной податливостью несущих элементов. Данная особенность высотных зданий позволяет снизить сейсмическую нагрузку на их конструкции. Трудности, связанные с технической реализацией подвески перекрытий, а также методы расчета, не позволявшие отразить поведение подвесных конструкций при динамических воздействиях, препятствовали применению ствольно-подвесной системы при возведении высотных зданий в сейсмически активных районах. Другим подходом к обеспечению сейсмической защиты высотных зданий является устройство динамических гасителей колебаний. Это требует внедрения в конструкцию сооружения дополнительных массивных элементов, занимающих его внутреннее пространство. Подвесные конструкции в зданиях с несущим стволом потенциально могут выполнять роль элементов динамических гасителей колебаний. Современные методы расчета математических моделей и вычислительные комплексы позволяют проверить это предположение, так как они способны выполнять сложные задачи в области динамических линейных и нелинейных колебаний, в частности колебаний подвесных конструкций зданий. В данной статье представлено новое конструктивное решение ствольно-подвесного здания, а также дана оценка влияния инженерных параметров подвешенной части здания на его сейсмостойкость.

Материалы и методы. Для оценки эффективности предлагаемого конструктивного решения здания в условиях сейсмического воздействия проведено численное моделирование здания в программном комплексе ЛИРА во временной области в шаговой нелинейной постановке.

Результаты. Выявлено, что перемещения и ускорения ствольно-подвесного здания при землетрясении зависят от величины продольной жёсткости упругих связей и массы верхнего подвешенного блока этажей. Определены рациональные параметры подвешенных конструкций, позволяющие снизить колебания всего здания.

Выводы. Изменение массы подвешенных этажей и жёсткости связей между элементами ствольно-подвесного здания может привести к снижению перемещений и ускорений несущих конструкций, гашению колебаний системы. Дальнейшие исследования могут быть посвящены аналитическому определению оптимальных параметров подвешенных конструкций, обеспечивающих восприятие и рассеивание колебательной энергии сейсмического воздействия.

Введение. В сейсмически активных районах широкое распространение получили конструкции, выполненные из различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Материалы и методы. Среди существующих материалов особенно выделяются металл и дерево, используемые для изготовления разнообразных конструкций как в гражданских, так и в промышленных зданиях.

Результаты. Активное применение этих конструкций в сейсмических районах позволяет создавать конструктивные решения, способные сопротивляться сейсмическим воздействиям различного частотного состава и интенсивности. При этом особое значение при выборе материала следует уделять влиянию преобладающей частоты или периода землетрясения на поведение строительного объекта. В статье представлены результаты исследований этого влияния и некоторые примеры реализации конструктивных решений из металла и дерева.

В настоящее время все большее распространение в сейсмостойком строительстве получают технологии сейсмоизоляции. Известная с древности технология получила значительное развитие в современном мире. Эффективность различных применяемых технологий сейсмозащиты многократно подтверждалась после сильных землетрясений во многих странах мира, в том числе и в России. Именно поэтому научная инженерная мысль не перестает работать над совершенствованием сейсмозащиты зданий и сооружений. В статье представлены основные концептуальные системы сейсмозащиты, рассмотрены существующие конструктивные решения по реализации сейсмоизолирующих устройств с учетом особенностей их работы во время землетрясений, так как надежность и безотказность работы систем сейсмозащиты во многом зависит от особенностей сейсмического воздействия, его частотной составляющей, направленности, интенсивности и т.п. Системы, разработанные и используемые в России в настоящее время, обладают экономической и социальной эффективностью, позволяют достичь по сравнению с традиционными конструкциями повышения сейсмической надежности сооружений, снижения стоимости антисейсмических мероприятий, снижения ущерба от землетрясений, уточнения оценок инвестиционных и страховых рисков.

В связи с ростом населения городов, недостатком земельных участков и их высокой стоимостью всё большее распространение получают высотные здания. Среди высотных зданий наиболее надёжной системой, как показывает практика, является ствольная конструктивная система, разновидностью которой является ствольно-подвесная система. Эта система была реализована во многих высотных зданиях и получила широкое распространение за рубежом, в частности, в районах сейсмических воздействий. В России эта система имеет ограниченное применение, отсутствуют рекомендации по её использованию, нет сведений о характере её поведения в районах высокой сейсмической активности. Последние серьёзные исследования ствольной системы проводились в 80-х – 90-х годах 20-го века. Между тем, эта система имеет ряд важных преимуществ перед другими системами. К ним относятся существенная податливость этих конструкций, период колебаний этих систем может превышать одну секунду, что приводит к снижению сейсмической нагрузки на строительные конструкции. Кроме того, ствольная система при её реализации в виде подвесных конструкций обладает важным преимуществом, которое заключается в том, что во время колебательного процесса эти конструкции могут выполнять функции динамического гашения колебаний. Это даёт возможность не устраивать специальных дополнительных демпферных устройств при опасных сейсмических воздействиях. Между тем эта конструктивная система уязвима при сейсмических воздействиях низкочастотного характера, сопровождающихся значительными смещениями грунта. Для дальнейшего развития этой системы и возможности использования её в сейсмических районах требуется проведение дополнительных исследований, некоторые результаты которых представлены в данной статье.

Здания жестких конструктивных систем с включением в их конструкции «гибких этажей» являются широко известным решением, получившим свое распространение во многих южных регионах для организации летних помещений, помещений для отдыха, спорта и т.п. При этом «гибкий этаж» располагается на уровне первого этажа. Такой подход позволяет не только создать комфортные условия для проживания, но и с его помощью снизить сейсмические нагрузки на здания за счет повышения гибкости всего здания и улучшения его динамических характеристик. В другом конструктивном решении сейсмостойкость здания повышается за счет расположения «гибкого этажа» в самой верхней части, при этом «гибкий этаж» выполняет роль динамического гасителя колебаний. Однако по архитектурно-планировочным требованиям возникает необходимость использования свободных пространств и в средней части жестких зданий, которые также могут быть реализованы через «гибкий этаж». Оценка сейсмостойкости этих зданий в сейсмических районах при воздействиях различного частотного состава имеет большое значение для безопасного функционирования этих объектов. Некоторые результаты этого исследования представлены в данной статье.

Введение. Показана актуальность выбранной темы. Рассмотрен расчет коротковолновой радиопередающей антенны, установленной на коммуникационном сооружении связи в виде мачты на оттяжках. Площадка строительства характеризуется большими значениями ветрового давления, сейсмичностью 9 баллов и грунтами III категории.

Цель. Целью расчета является проверка стойки и оттяжек типовой мачты, предоставленной заводом с учетом характеристик площадки строительства и оценка ее сейсмостойкости.

Материалы и методы. Расчет выполнен в программе автоматизированного проектирования СКАД. Сейсмическое воздействие задано автоматически с использованием возможностей программного обеспечения. Графики коэффициента динамичности приняты по СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах».

Результаты. Стойка мачты и оттяжки имеют необходимый запас по прочности и устойчивости и допускаются к установке на площадке с имеющимися климатическими условиями. Сейсмическая нагрузка оказала меньшее влияние, чем комбинация ветровой и гололедной нагрузки.

Выводы. Ветровая нагрузка и сочетание ветровой и гололедной нагрузок с большей вероятностью будут определять конструкцию коммуникационных сооружений, чем сейсмические эффекты. Мачты относительно легкие (расчетные силы ветра будут больше сил гравитации) и поскольку их масса более или менее линейно распределена по их высоте, силы боковой инерции, порождаемые сейсмическими возбуждениями этой распределенной массы, будут не такими значительными, как силы ветра.

Активное освоение в последнее десятилетие Арктической зоны, Сибири и Дальнего Востока в России побудило авторов вернуться к проблеме строительства сооружений в районах, которые в процессе строительства и эксплуатации могут подвергаться воздействию сразу целого ряда природных явлений. В статье авторы сужают обозначенную проблематику и анализируют только варианты строительства сейсмостойких зданий на многолетнемерзлых грунтах, ситуации наиболее распространенной на территориях так называемой вечной мерзлоты. Представлен обзор и анализ существующих и наиболее часто применяемых вариантов строительства на многолетнемерзлых грунтах по I и II принципу и дана оценка возможности применения на таких объектах специальных систем сейсмозащиты. Приводятся требования к характеристикам подсыпок в случае строительства по принципу I, варианты конструктивных решений свайных фундаментов при строительстве с использованием принципа II. Выполнен анализ конструктивных решений, применённых более 40 лет назад при строительстве жилых кварталов из зданий 122 серии в г. Северобайкальске, хорошо себя зарекомендовавших в результате прошедших землетрясений. Авторами приводятся примеры различных вариантов сейсмозащитных устройств при реализации принципа сейсмоизоляции, реализация которого осуществляется обычным способом, путём введения различных податливых опорных элементов в фундаментную часть здания. В выводах по результатам проведенного исследования даны рекомендации по строительству сейсмостойких зданий для условий Арктической зоны.

В статье проведен анализ существующих решений применения специальной сейсмозащиты к комплексам зданий. Приведена разработанная на кафедре «Здания» ПГУПС расчетная модель для ряда зданий в сейсмическом районе на территории Северного Кавказа с сейсмоизоляцией, выполненной в виде резинометаллических опор. Выполнены предварительные исследования, которые показали, что применение такой системы сейсмоизоляции помогает снизить нагрузки на здания различных конструктивных типов в комплексе единого жилого квартала при экономии средств на сейсмоусиление.

В статье рассматриваются повреждения памятников архитектуры на территории Сирии: Замок Крак-де-Шевалье; Великая (Большая) мечеть Омейядов г. Алеппо; Большая мечеть в г. Маарат аль-Нуман; Триумфальная арка в Пальмире, улица Колоннад в Пальмире; Мечеть Омара в г. Босра, возникшие из-за прошлых землетрясений и в результате боевых действий, которые начались в 2011 году.

В статье представлены результаты исследования зданий с подвесными конструкциями в сейсмических районах. В рамках исследования был проведен сравнительный анализ различных конструктивных схем с выявлением наилучшего варианта, а также выполнено пробное проектирование здания подвесного типа. Расчеты производились в программно-вычислительном комплексе SOFiSTiK, в основу которого заложен метод конечных элементов. Исследование показало, что использование подвесных систем позволяет существенно снизить нагрузку на конструкции здания от сейсмического воздействия. Подвесные здания имеют как преимущества, так и некоторые особенности, усложня­ющие их возведение.

Статья посвящена 150?летию кафедры «Здания» и 120?летию кафедры «Теоретическая механика» ФГБОУ ВПО ПГУПС Императора Александра I.?Представлены основные научные достижения в области сейсмостойкого строительства, выполненные в университете.

Результаты исследований проанализированы в хронологическом порядке. Дана оценка расчетно-теоретических исследований в области сейсмостойкости зданий и различных транспортных сооружений, включая мосты. Особое место уделено вопросам изучения сейсмоизоляции. Показан вклад ученых университета в развитие сейсмостойкого строительства.

Практическое значение представленного анализа заключается в возможности его использования начинающими молодыми учеными, инженерами, занимающимися вопросами строительства зданий и сооружений в районах высокой сейсмической активности.