Введение. В работе рассмотрено напряженно-деформированное состояние стальной рамы с различными системами сейсмозащиты. Основной целью проведения численных исследований было сравнение способности гашения сейсмических нагрузок различными системами сейсмозащиты и определение коэффициента допускаемых повреждений К₁ и избыточной прочности Ω для рамы с расцентрованными связями. Так как в СП 14.13330.2018 нет данной конструктивной системы при выборе коэффициента К₁, а также нет никаких требований для учета избыточной прочности, надеемся, что данное исследование станет шагом вперед в совершенствовании норм по сейсмостойкому строительству нашей страны.

Материалы и методы. Исследование выполнялось в программном комплексе SAP2000 с учетом физической и геометрической нелинейности. Рассматривалась работа двухэтажной стальной рамы пролетом 6 м и высотой этажа 3 м с различными системами сейсмозащиты. Землетрясение моделировалось при помощи акселерограммы Эль-Сентро 1940 г. В качестве сейсмозащиты рассматривались система с жестким узлом балка-колонна, система с расцентрованными связями, система с центрованными связями и сейсмоизоляция в виде резинометаллических опор (РМО). Коэффициент К₁ и Ω вычислялись аналитическим методом на основании результатов МКЭ-расчета.

Результаты. Численно доказана способность к максимальному снижению усилий от сейсмического воздействия рамы с расцентрованными связями, усилия в элементах при пластификации энергопоглотителя (участок балки между связями) могут снижать усилия в элементах до 76 % по сравнению с другими системами сейсмозащиты. Выведен коэффициент допускаемых повреждений К₁=0.222 для рамы с расцентрованными связями. Также определены коэффициенты избыточной прочности Ω для элементов рамы с данным типом сейсмозащиты. Для колонн Ωк=3.47, для связей Ωсв=1.8, для балок Ωбалк=2.76.

Выводы. Исследование доказало существенное превосходство сейсмозащиты на основе системы с расцентрованными связями по сравнению с другими наиболее простыми в реализации системами. Также были выведены коэффициенты допускаемых повреждений К₁ и коэффициент избыточной прочности Ω для данной системы. По данным расчета коэффициентов К₁ и Ω следует вывод, что за счет пластических деформаций в энергопоглотителе усилия в элементах конструкции уменьшаются непропорционально. Поэтому, на взгляд авторов, введение одного только коэффициента К₁ согласно СП 14.13330.2018 для расчета на сейсмические воздействия является недостаточным, так как может привести к обрушению конструкции.