Введение. Проблема разработки и выбора систем и технологий сейсмозащиты зданий и сооружений актуальна и объясняется постоянной сейсмической активностью в различных районах Земли. Приводится описание и исследование новой конструкции кинематических опор здания. Новизна заключается в применении циклоидальных лунок в нижней части сейсмоопоры.
Цель. Разработать и исследовать конструкцию сейсмоопоры, способную функционировать в двух режимах: сейсмоизоляции и сейсмокомпенсации. Получить уравнения движения и амплитудно-частотные характеристики сейсмоопоры. Исследовать наиболее оптимальную для сейсмоизоляции форму лунки.
Материалы и методы. Приведен подробный анализ устройств с использованием технологий сейсмозащиты на основе гравитационной восстанавливающей силы, которая признана наилучшим решением проблемы. Динамика сейсмоопоры исследована с применением уравнений Лагранжа 2-го рода. Эффективность сейсмоопоры исследована на основе амплитудно-частотных характеристик, рассчитанных с применением энергетического метода.
Результаты. Опоры между зданием и фундаментом наиболее уязвимы при сейсмических нагрузках. Предложенная конструкция сейсмоопоры обеспечивает режимы сейсмоизоляции и сейсмокомпенсации. В работе исследован режим сейсмоизоляции: описаны конструкция сейсмоопоры и уравнения движения узла «фундамент–опора–здание», построены АЧХ для трех вариантов исполнения (с верхней сферической, верхней циклоидальной и комбинированной верхней/нижней циклоидальными лунками).
Выводы. В результате исследований получены амплитудно-частотные характеристики кинематических опор. Эти данные позволяют обоснованно определить радиус шара в опоре и установить область их эффективного применения в конструкциях многоэтажного каркасного здания. Расчеты показывают, что каждая из рассмотренных лунок имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при проектировании системы сейсмокомпенсации.