Поведение гражданских зданий различных конструктивных решений в условиях совместного распространения многолетнемерзлых грунтов и сейсмических воздействий

DOI: 10.37153/2618-9283-2025-2-102-114

Авторы:  
Рубрики:    Основания и фундаменты, подземные сооружения   
Ключевые слова: сейсмические воздействия, грунтовое основание, многолетнемерзлые грунты, конструктивные решения, фундаменты
Аннотация:

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.

Список литературы:

1.        Белаш Т.А., Уздин А.М. Железнодорожные здания для районов с особыми природно-климатическими условиями и техногенными воздействиями: Учебник для вузов ж-д транспорта. Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте. 2007. 372 с.

2.        Солоненко В.П. Сейсмическое районирование Восточной Сибири и его геолого-геофизические основы: монография. Новосибирск: Наука. 1977. 288 с.

3.        Авторское свидетельство № 429164 A1 СССР, МПК E02D 27/34. Фундамент зданий, сооружений: № 1734449/29-14: заявл. 05.01.1972: опубл. 25.05.1974 / А.Т. Аубакиров, Т.Ж. Жунусов; заявитель Казахский государственный проектный и научно-исследовательский институт.

4.        Авторское свидетельство № 639997 A1 СССР, МПК E02D 27/34. Фундамент здания,сооружения: № 2457716: заявл. 03.03.1977: опубл. 30.12.1978 / А.Т. Аубакиров, А.Д. Амалбашян; заявитель Государственный проектный и научно-исследовательский институт «Казахский ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ».

5.        Гриб С.И. Свайные фундаменты на вечномерзлых грунтах в сейсмических районах.    Ленинград: Стройиздат, Ленинградское отделение. 1983. 152 с.

6.        Харитонов В.А. Сейсмостойкое строительство в районах распространения вечномерзлых грунтов. Москва: Центральный институт научной информации по строительству и архитектуре (ЦИНИС), 1978.

7.        Сергеев Д.А. Обеспечение сейсмостойкости зданий в районах вечной мерзлоты при использовании свайных фундаментов с высоким ростверком в качестве сейсмоизоляции // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2015. № 3(44). С. 184–193.

8.        Belash T.A., Mitrofanova M.N. Pile Foundations for Areas with a Joint Manifestation of Permafrost and High Seismic Activity. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vladivostok: Institute of Physics Publishing, 2018, vol. 463, part 2, p. 022076. – DOI 10.1088/1757-899X/463/2/022076 

9.        Кудрявцев С.А., Сахаров И.И., Парамонов В.Н. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечноэлементные расчеты): книга для работников научно-исследовательских и проектных организаций, преподавателей, аспирантов и студентов строительных и транспортных вузов. Санкт-Петербург: Группа компаний «Геореконструкция». 2014. 247 с.

10.    Патент № 38789 U1 Российская Федерация, МПК E02D 27/32, E02D 27/34, E02D 27/35. Сборная пространственная железобетонная фундаментная платформа для строительства многоэтажных зданий в особых грунтовых условиях и сейсмичности: № 2004107322/22: заявл. 11.03.2004: опубл. 10.07.2004 / Н.П. Абовский,                           С.Н. Абовская, В.А. Матюшенко [и др.]; заявитель Красноярская государственная архитектурно-строительная академия. 31 с.

11.    Патент № 45410 U1 Российская Федерация, МПК E02D 27/32, E02D 27/34, E02D 27/35. Монолитная пространственная фундаментная платформа: № 2004135990/22: заявл. 08.12.2004: опубл. 10.05.2005 / Н. П. Абовский, В. И. Сапкалов, В. А. Сиделев; заявитель Красноярская государственная архитектурно-строительная академия КрасГАСА. 11 с.

12.    Патент № 55388 U1 Российская Федерация, МПК E02D 27/34. Пространственная железобетонная фундаментная платформа для малоэтажных зданий для строительства в особых грунтовых условиях и сейсмичности в сборном и монолитном вариантах: № 2006113951/22: заявл. 24.04.2006: опубл. 10.08.2006 / В. А. Сиделев, Н. П. Абовский, А.П. Попович [и др.]; заявитель Красноярская государственная архитектурно-строительная академия, КрасГАСА. 13 с.

13.    Дударева М.С. Вероятностное моделирование взаимодействия сооружения с основанием при расчете на землетрясение: специальность 05.23.02 «Основания и фундаменты, подземные сооружения»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2018. 177 с.

14.    Lysmer J., Kuhlemeyer R.L. Finite Dynamic Model for Infinite Media. Journal of Engineering Mechanics Division. 1969, vol. 95, pp. 859–878.

15.    Синельщиков А.В., Панасенко Н.Н. Обоснование сейсмостойкости зданий и сооружений с учетом волновых свойств сейсмического воздействия // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 10. С. 52–63. DOI 10.12737/article_5bd95a744377e9.98556143

16.    Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость: монография. ­Санкт-Петербург: Наука. 1988. 255 с.