автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Сейсмостойкость высотных зданий с ядром жесткости

РГб од

, [ -МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ' 1 РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

АЛЬ-КУСА Майя да

СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ С ЯДРОМ ЖЕСТКОСТИ

05.23.01—Строительные конструкции, здания и сооружения

03.23.05-—Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени "кандидата технических наук

Алматы 1993

Работа выполнена в Казахской Государственной архитектурно-строительной академии и Казахском научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте сейсмостойкого строительства и архитектуры (КазНИИССА).

- академик Международной и Респуб лики Казахстан инженерных акаде мий, доктор технических наук, профессор Т.Ж.Жунусов

- доктор технических наук.професс К.К.Куатбаев

- доктор технических наук.професс В.А.Ржевский

- Акционерная научно-производстве; пая ассоция "Строй ПРОГРЕСС"

¿Защита состоится /"31" мая 1993 г/ в 14-00 часов на заседании специализированного совета К 058.05.01 по защите диссертации на соискание•ученой степ'ени Кандидата технических наук в 'Казахской Государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 480123, г.Алматы, ул.Обручева, 28, ауд. 240.

'• С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КазГАСЛ по адресу: г.Алматы, ул. Обручева, 28.

Просим Вас принять участие в защите и -направить отзыв но адресу: 480123, г.Алматы, ул.Обручева; 28, КазГАСА.

Автореферат разослан "03" мая 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета ,, ^

канд.теки.наук,доцент --~ Шинтемиров К.С.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РА10ТЫ

Актуальность темы. В настоящее время во всем мире имеет место тенденция к увеличению этажности зданий. Это обусловлено градостроительными и архитектурными требованиями, а также дефицитом свободных для застройки территорий. Повышение этажности зданий, строящихся в сейсмических районах, ставит перед специалистами задачу разработки новых конструктивных решений зданий и совершенствование методов определения сейсмических сил.

Особое значение строительства высотных зданий имеет для густонаселенных стран, к числу которых относится и родина диссертантки- Республика Сирия, имеющая 7-9 балльные сейсмоопасные территории.

Результаты экспериментально-теоретических исследований, выполненных в ЦНИИСК им.В.А.Нучеренко, КазНИИССА, ВЛЭНТИ и других организациях показали, что рациональным типом конструктивного решения для зданий высокой и повышенной этажности, строящихся в сейсмических районах, являются рамно-связанные системы, имеющие диафрагмы или ядра жесткости. В основу таких конструктивных систем положен принцип разделения функций несущих элементов здания. Ядро или диафрагмы жесткости должны воспринимать горизонтальные нагрузки, а каркас - вертикальные.

Актуально также изучение влияния типа' узла сопряжения каркаса и ядра жесткости на динамические характеристики здания и величины сейсмических сил.'

Целью работы является:

- разработка конструктивного решения сейсмостойкого здания в виде рамно-связевой системы, где ядро жесткости воспринимает

горизонтальную^сейсмическую нагрузку, каркас обстройки-верти-

кальную;

- анализ влияния типа узла сопряжения каркаса с ядром жесткости на величины сейсмических сил, определяемых спектральным методом и по записям реальных акселерограмм землетрясений;

- анализ сейсмичности регионов Сирийской Арабской Республики.

Научная новизна соатоит в следующем:

- реализована идея разделения функций несущих элементов здания при сейсмическом воздействии. Жесткое ядро предназначено к восприятию всей горизонтальной нагрузки, а каркас - вертикальной нагрузки;

- предложено новое конструктивное реиение шарнирного узла сопряжения между ядром л окружающими его конструкциями в виде металлической гребенки при вертикальном положении ее стержней (болтов). В этом случае все стержни будут участвовать в работе при любом направлении сейсмического воздействия в горизонтальной плоскости. Предложено также другое новое конструктивное ; решение шарнирного узла сопряжения, обеспечивающее повышенное рассеивание энергии колебаний„Между каркасом обстройки и ядром жесткости установлены связи, поглощающие энергию;

- выявлено влияние шарнирного узла сопряжения на динамические характеристики высотного здания рамно-связевой конструктивной схемы, т.е. каркасного здания с ядром жесткости;

- результаты анализа влияния нового узла сопряжения на вели чины сейсмических сил при спектральном и спектрально-временном способах задания сейсмического воздействия.

Практическая значимость состоит в возможности использования новых узлов сопряжения в проектах сейсмостойких зданий повышенной этажности (16 этажей и выше). Применение такого узла

приводит к перераспределению усилий в каркасе обстройки, что позволяет снизить армирование стоек и ригелей. Новое конструктивное решение сейсмостойкого здания, рассмотренное в диссертации может быть использовано при проектировании высотных зданий для строительства в Республике Сирия, территория которой подвержена землетрясением.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались в 1993 г.:

- на семинаре Казахского научно-исследовательского и про-ектно-экспериментального института сейсмостойкого строительства и архитектуры (КазНИИССА);

- на семинаре Кафедры железобетонных конструкций Казахской Государственной архитектурно-строительной академии (КазГАСА).

Публикация:

По результатам проведенных исследований опубликованы 2 научные статьи и подготовлена'к публикации одна, а также подготовлена заявка для оформления свидетельства на изобретение конструкции нового узла сопряжения ядраИобстройкй.

Структура и объем работы. . .

Диссертация состоит из введения, пяти глав,-основных выводов, списка использованной литературы.

Общий объем диссертации Пб стр., содержится 6 табл., 26 иллюстраций и библиография иа 101 наименований.

Автор диссертации приносит глубокую благодарность канд. техн.наук Лапину В.А. и канд.техн.наук Наурйзбаеву К.А., за консультации при выполнении расчетно-теоретических исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации. Особое значение строительство высотных зданий имеет для густонаселенных стран, к числу которых относится Республика Сирия. Излагается цель исследования, приводится краткое содержание глав диссертации и ее научная новизна, а также практическая значимость диссертационной работы,

13 первой главе диссертации излагаются краткие сведения о природно-климатических и социальных условиях Республики Сирия. ■ Сирия, государство в Западной Азии, расположена у восточных берегов Средиземного моря. Она занимает территорию 165,4 тыс.кв.км. В настоящее время численность населения Сирии состаг лпет 15 млн.человек.

По геологическому строению территория Сирии расположена на Аравийской плите и характеризуется наличием складчатости Друз и поднятия Рутба. Зоны поднятия и г-пэдинк образовались при палеозое, мезазое, кайнозое и напластовянности неогено-антропогенньй'и базальтами.

Вся территория Республики Сирия подвержена землетрясениям В связи с этим дается исторический обзор о землетрясениях на территории этой страны. Анализ этих донных указывает на возможность сильных землетрясений с магнитудой М = 7 8 и интенсивностью 7-9 баллов. Сейсморайонирование территории Сирии, должно учитывать возникновение землетрясении интенсивностью 7-9 баллов. Следовательно, актуально дальнейшее повышение эффективности сейсмостойкого строительства данного региона.

Вторая глава содержит обзор современного состояния сейсмостойкого строительства в бывшем СССР, а также во всем мире,

В нем подробно рассмотрены особенности объемно-планироеочных и конструктивных решений сейсмостойких здсиий, а также современные инженерные методы оценки сейсмостойкости сооружений.

Поскольку тема диссертации посвящена вопросам сейсмостойкости высотных зданий в этой же главе диссертации дан анализ особенностям проектирования высотных зданий для строительства в сейсмических районах по мировым данным.

В целом у специалистов разных стран еще не выработаны единые принципы б вопросах обеспечения сейсмостойкости и методики расчета высотных зданий на сейсмические воздействия. Чтобы эта важная проблема была успешно решена необходимы спениальныв исследования и, прежде всего, получение и накопление объективной информации о реакции таких зданий на сейсмические воздействия, а также разработка эффективных методов расчета.

Результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в КазШМССА, Алмаатагипрогоре и др., включая работу автора диссертации свидетельствуют, что для зданий повышенной этажности и высотных, проектируемых для строительства в сейсмических районах, рациональной конструктивной схемой является рамно-связевая система (рамнйй каркас с ядром жесткости).

Автор диссертации полагает, что материалы изложенные в данной главе будут весьма полезными в его дальнейшей работе в

Республике Сирия,

В третьей главе дано описание объекта исследования. При ведены объемно-планировочные и конструктивные решения 16-этажного жилого дома, конструктивная схема которого представляет рамный каркас с ядром жесткости.

Кратко освящены физико-механические характеристики строительных материалов, в частности бетона, примененных для несущих конструкций здания: ядра жесткости и кар. зса, а также ограждения обстройки.

Приведено конструктивное решение нового шарнирного узла сопряжения между ядром и окружающими его ригелями рамного каркаса в виде металлической гребенки при вертикальном положении ее стержней (болтов). В этом случае все стержни будут участвовать в работе при любом направлении сейсмического воздействия в горизонтальной плоскости.

Новое конструктивное решение шарнирного узла сопряжения между ядром и ригелями каркаса обосно&ано расчетом.

В диссертации также приведен другой вариант конструктивного решения шарнирного узла сопряжения, обеспечивающее перемещение . каркаса относительно ядра жесткости в двух взаимно перпендикуляр ных горизонтальных направлениях. Это обусловлено наличием в соединительном приспособлении Клинообразной пластины, которая скользит в продольном и поперечном направлениях. За счет трения клинообразных пластин и подкладки или накладки упругих ограничителей происходит увеличение рассеивания энергии колебаний.

Четвертая глава посвящена расчетно-теоретическому анализу сейсмостойкости высотных зданий с позиции спектрального водхода.

Для выявления специфики деформирования каркасных зданий с ядром жесткости,.узловыми соединениями двух типов (жесткие и шарнирные) и разработки более обоснованных методов расчета и конструирования как самого здания, так и отдельных его элемен' тов, требовалось проведение численных исследований.

Расчеты выполнены на особые сочетания нагрузок с учетом

сейсмических воздействии интенсивностью 9 баллов по программе "Лира" реализующей метод конечного элемента на ПЗВМ-АТ-266.

В диссертационной работе исследрван 16-ти этажное здание (жилой дом) с,железобетонным сердечником (ядром жесткости) для строительства в условиях 9 балльной сейсмической активности .в Ш строительно-климатическом районе. Основными несущими конструкциями здания являются наружные железобетонные рамы и монолитный железобетонный ствол (ядро жесткости), расположенный симметрично относительно главных осей здания. Принята плоско-параллельная расчетная схема здания. В расчете учитывалось 10 форм колебаний.

Всего выполнено четыре сопоставительных расчетов в спектральной постановке по методике действующих строительных норм и правил (СНиЛ П-7-81 *).

Рассмотрены следующие расчетные схемы: рамные, рамно-сБязевые с жесткими узловыми соединениями; рамно-связевые й шарнирными узловыми соединениями; ядро жесткости (рис.1,2).

Результаты расчетов показывают, что величина периода колебаний по основному тону каркасного здания с ядром жесткости при шарнирных узловых соединениях больше, чем величина периода колебания аналогичного здания, но имеющего жесткое узло- . вое соединение, на 20-25 % и меньше, чем величина периода колебания чисто каркасного здания на 50 % (табл.1).

Сейсмические нагрузки по основному тону для рамно-связе-вой конструктивной схемы с шарнирными узловыми соединениями, уменьшается по сравнению с рамно-связевой конструктивной схемы с жесткими узловыми соединениями на 25-30 % (рис.3).

- т0 -

1X0 Л11 ¿93

¿91 «91-

/9о 1?8 Х9Г

гн

.¿'1.

"7«1

14

И1 11 г

ИИ

'ИЭ

"77?

«89

гео га»

1Г2

/О /86

; ? '< 51' 5

/18 г I ? 2ьг ги

|о

1*8

г«-- ¡¡о и

гтз

71ь 187

го*

1о5 2* в 321

~п

I 4 •

<«« л.а/

т.

г>8

114 /8«

4 84

¿зи 5СЛ

ИЛ-

1(0

Иг. ¿е*

/11

гв1

<61 4 9«

о«. 1** 4 Ч

4вг

нгегв!

4«г 4»ч

2" а

4«» «».

4.1 и* /4» И»

ЧТО

46« ¿в/

И5

4 64 ¿99

4 «Э

'и /о* 4«!

445 /9в

и1 ллз 4X1

4 5«

12' гв°

Чо*

<гв ?9г

10Щ 1М 40)

■Но ¿>9

ГГ

9<

4« 796

п

я

«г

У<

Го

ГГ

9» "

9«

78

794

в!

Вг С -I г» тг г»-»

бг

Г» 2"

16

йв

«9

ЛО ¿93

29

Г,

44

1Г

43 292

V,

2чо

гг г м

4

»/'л?

2

т

? ТТП

40

У. ООО

о "о

о

6 <П>0

о о о 6

в

Рис.1. Расчетная схема здания (рамно-связевой системы с ядром жесткости, жесткие узлы сопряжений).

О (0)0

о о

Рис.2. Расчетная схема здания (рамно-связевой системы с ядром жесткости, шарнирные узлы сопряжения).

- 12 -

Периоды колебаний по 10 высшим форма колебаний

Таблица I

Период колебаний | Каркас |Ядро с каркг'ом ) (ж) Ядро с каркасом (и)

I форма 2,34137 0,9505 1,1613

2 форма 0,76477 0,227 0,2489

3 форма 0,4361 0,09965 0,1044

4 форма ' 0,30717 0,05965 0,0615

5 форма 0,2359 0,04174 0,0427

6 форма 0, Г9135 0,03209 0,03279

7 форма 0,16056 0,026222 0,026759

6 форма 0,13878 0,02235 0,0228

9 форма 0,12146 0,01966 0,02005

10 форма 0,1085 0,0177 0,01806

ядро каркас '(ж) ' (ш)

Рис.3. Сейсмическая сила,Соответствующая первой форме колебания для различных расчетных схем

/=

3335" -748*

лы ДО

2,77 52, М

8В, 74 112,07 130, ^

153,15

П--52л 77 I"»

к

П

I форма

2 форма

5,П \ П«' [1| Щ12 4| ¿Н26 _А Це! 1—1 3 форма

Рис.4. Величины перерезывающих сил для зданий ядро с каркасомижестким узлом сопряжения

«01

Еог 111,6? ¡28,12

15!., 89

175;37 188, И 2 О? 01, 217,12

щи

ЩЬ Щ22

Ж05

а

I форма

форма

Рис.5. Величина перерезывающих сил для здания ядро с каркасомкшарнирным узлом сопряжения:

Максимальная перерезывающая сила, вычисленная по 3 фор!¡ем колебания, в здании с шарнирным узлом сопряжения на 13-15 % меньше, чем б здании с жестким узлом сопряжения. Максимум перерезывающей силы по первой форме д-я первого здания меньше на 25 % по сравнению со вторым ь.цаш, (рис.4,5).

Анализ эпюр перерезывающих сил показывает, что в здр.чий с шарнирным узлом сопряжении 93 % величин сил воспринимается >:д-ром жесткости и только 7 % - каркасом обстройки. Интересно, что ь здании с жестким узлом сопряжении каркас воспринимает ужо 17 % величины силы. Следовательно, в зданиях с шарнирные узлом сопряжения каркас обстройки работает в более благоприятных условиях.

Расчеты показали, что в силу указанного результата расчета расход стали нь армирования ригелей может снижаться на 20-^5 & на армирование колонн на 10-15 % по сравнению со зданием с жесткими узловыми соединениями обстройки здания с ядром жесткости .

л

Таким образом, расчеты, выполненные при спектральном представлении сейсмического воздействия, показали эффективность применения шарнирного узла сопряжения по сравнению с обычным -решением узла сопряжения ядра жесткости с каркасом обстройки.

В пятой главе рассмотрены вопросы сейсмостойкости высотных здений при сейсмическом воздействии, заданном реальными акселарограым&ми землетрясений.

С целью еыявлзния эффективности применения шарнирного узиа сопряжения каркаса обстройки и ядра жесткости выполнен .расчет шестнадцатиэтажного здания с ядром жесткости на реальные акселерограммы землетрясений.

- 15 -

Достоинством расчета также является возможность изучения реальной работы здания с учетом наблвдяшых При землетрясениях движения грунта основания.

Дифференциальные уравнения колебания такой системы в матричном виде имеет вид:

• п)

пр: кзадрчтные гкобни соответствуют матрицам, а фигурны? векторам. Здесь: [V]"] - матрица масс; ] - матрица коэффициентов внутреннего вязкого трения; ^2] - матрица жесткости;

вектор кинематического воздействия; - рек-

тора перемещения, скорости, ускорения.

Для решения системы уравнений используем метод разложения по формам колебаний, т.е. метод главных координат, преобра-зогшвающий исходную систему к более простому виду. Вводятся главные координаты связанные с декоративными соотношениями:

. ^и*, (2)

где: - главные координаты;

и;к - амплитуда'смещения в точке ОС ; по К-той собственной форме колебания;

Н - количество главных координат.

В свою очередь главные координаты связаны с декартовыми

соотношениями:

Ч'ЦЧч«"*'

для консолыш(1 дискретной системы:

*

Исходная система (I) при Применении преобразования (2) распадается на независимые дифференциальные уравнения относительно главных координат:

V^kVPK v ак/п?к,

где: Пк - РКТГИ 3

Рк - частота колебания по К-ой форме свободных колебаний;

- коэффициент неунругого сопротивления. По разработанной программе на ПЭВМ PC/AT выполнены расчеты двух типов шестнадиатизтажних зданий: зданий с ядром жесткости в случае шарнирного и жесткого узла сопряжения каркаса обстройки с ядром жесткости.

Шестнадцатиэтажное здание моделировалось семнадцатимас-совой дискретной консольной системой, жестко заделанной в основании. Периоды и формы колебаний такой системы определены в главе 4. Всего в расчетах на акселерограммы учтено 10 форм колебаний. Рассеяние энергии описано гипотезой Фойгга с логарифмическим декрементом (Г '=0,314 (5 % от критического).

В качестве воздействия выбраны 6 акселерограмм калифорнийских (США) землетрясений. Параметры акселерограмм и землетрясений приведены в таблице 2.

Таблица 2

Наименование, даты регистрации и. параметры реальных акселврогр&ш землетрясении

T7J7-3-1-Г~!—:-1-п-

™ f Землетрясение ! Дат* ! or ' D ! м акс- 1____!____1 ^tn/j! K<m| ' <L

1 MorMtd П.09.38 - 140,9 .55 5,5

2 . -¿oy: #e<xth 10.03.33 62,3 59 6,3

3 ' Зе»th Г0.03.33 95,6 59 6,3

Продолжение табл.2

ЮГ-акс. ! ----------------------- ---------- | Землетрясение ! | Дата I .. ! ' ССо, .! О ! см/*?! К" ! кп 1

4 05.06.60 57,6 597 5,7

5 £егпаг>с)о 09.02.71 104,6 46 6,6

6 09.02.71 80,5 . 46 6,6

В табл. 3 и 4 приведены максимальные величины ускорений . и сейсмических сил, приложенных к массам, для обоих типов узла сопряжения.

Анализ табл. 3, 4 и рис. 6,7 показывает, что на реакцию зданий весьма сильно влияет частотный состав и магнитуда землетрясений. Землетрясению с большей магнитудой соответствует большая реакция зданий. В верхних ярусах ускорения в здании с шарнирным узлом сопряжения на 20...23 % меньше, чём в здании с жестким узлом сопряжения каркаса обстройки с ядром жесткости. Аналогичные оценки" относятся и к величинам сейсмических сил.

На рис. 7 представлены эпюры перерезывающих сил и распределение ускорений на высоте здания с ядром жесткости при воздействии акселерограмм землетрясений. /-Слг^г ВеасИ * 40.0Ъ-ЪЪ

Следовательно, "применение шарнирного узла сопряжения каркаса обстройки с ядром жесткости может привести к уменьшению сейсмических сил на здание на 20...25 %, а перерезывающих сил на 25-35 %, при мелкофокусных землетрясениях семибальной интенсивности. Землетрясения такого типа весьма вероятны в сейсмических районах Сирии.

Таблица 3

Реакция 16-ти этажного каркасного здания с ядром жесткости при шарнирном узловом сопряжении

№№ '! Яру-] са \ акс.' I 1 акс .'2 ......( ( акс. 3

....." ! чЛ"' СИ/сМ ! 00'си \ ■■ ! 1 •• -г , СГЛ/Л 5 VI

1 40,9 5,21 156,60 19,96 369,48 47,10

г 47,1„ 6,00 180,35 22,99 425,50 54,24

3 26,51 з,за 101,50 12,94 239,47 30,52

4 30,36 3,87 116,26 14,82' 274,30 34,96

5 66,37 8,46 254,17 Э2?40 599,67 . 76,44

6 73,02 9,31 279,62 35,64 . 659,71 84,09

7 67,62 8,62 258,93 33,00 610,90 77,87

8 88,84 11,32 340,18 43,46 802,60 102,31

9 109,26 13,93 410,3? 52,33 987,08 125,82

10 105,29 13,42 403,10 51,39 951,25 121,25

И 105,72 13,48 404,83 51,60 955,14 121,75

12 119,5 15,23 457,60 58,33 1079,63 137,62

13 119,55 15,24 457,76 ' 58,35 1080,05 137,67

34 109,57 13,97 419,59 53,48 989,95 126,19

15 112,93 Ч14,39 432,44 ' 55,12 1020,26 130,05

16 Пб,38 17,44 445,65 56,78 1051,43 157,56

17 102,68 12,38 393,21 47,71 927,72 Ш,86

Таблица 4

Реакция 16-ти этажного каркасного здания о ядром жесткости при жестком узловсм соединении

1№ яруса I акс. I | акс. 2 1, " -; акс. 3

! ^ / си/с! 5 , -\ом 1 ^/Сп1ех! : Здеп ! сЫ<М £ч«п

I 39,36 5,02 150,73 19,21 '355,62 45,33

2 47,62 6,07 182,36 * 23,25 430,25 54,84

3 27,69 3,53 106,02 13,51 250,13 31,88-

4 32,58 4.Т5 124,67 15,89 294,13 37,49

5 69,25 8,83 265,20 33,80 626,69 79,76

6 76,60 9,76 293,34 37,39 692,09. 88,22

7 72,62 9,26 278,07 35,44 656,06 83,63

В 95,93 12,23 367,35 46,83 866,70 110,48

9 118,75 15,14 454,75 57,97 1072,90 136,76

10 117,25 14,95 448,98 57,23 1059,30 135,03

Л 120,22 15,32 .460,34 58,68 1086,II 138,44

12 136,86 17,45 524,09 66,80 1236,50 157,61

13 139,99 17,84 536,08 68,33 1264,80 161,22

14 132,84 16,93 508,69 64,84 1200,16 152,98

15 138,60 17,67 530,74 67,65 1252,20 159,61

16 144,49 21,65 553,2.9 82,91 1305,39 • 195, г.

17 133,27 16,07 510,53 61,53 1204,07 145,18

615*3

к№ т ЩЧ1

6^77-

663/1 ■

Щ55-шад

(05Щ

1068,15-Ш^ОО "11,21

Ш1

иьлч

Щ61 223,0?

2ВМЛ 35174 391,3/, ¡Л 2,62-«.96,6» -53?Л7 " 572Л1-60М -Ш,51 -

Ш,?7-691>26 -

щг?

Рис.6. Эпюры перерезывающих сил в 16-этажном здании с ядром жесткости при сейсмическом воздействии, -----Ш акселеР°*1РаМыо{* землетрясения!,^

б)с шарнирным узлом соединения

.510,31ч

553.29

ад*

т,б9 ЮШ 62409 Ш.З?

347/ЗУ 2.Ш7 293, 263.2 О 12М7 »06,02

150,75 Рис.7.

с жестким узлом соединения,

4ЩУ

№ ЗЦ18

шг

»»6,26 1£>1л5" 160,35 1*6,60

Эпюры ускорений в 16-этажном здании с ядром жесткости при сейсмическом воздействии,заданном »кселерограммой землетрясения^ г>елс.н Ш.си-.с^

в) с жестким узлом соединения б) с шарнирным узлом соединен

- 2Т -

основные вывода

1. Дан исторический обзор о землетрясениях на территории Республики Сирия. Диализ этих данных указывает на возможность

■ I

сильных землетрясений с магнитудой 7 и 8. СеЯсморайонирование территории Республики Сирия должно учитывать возникновение, землетрясений интенсивностью 7-9 баллов.

2. Выполнен обзор современного состояния сейсмостойкого строительства в бывшем СССР, а также во всем мире. Уделено внимание особенностям объемно-планировочных и конструктивных•решений высотных зданий, строящихся в районах подтвержденных землетрясениям. Результаты анализа о поведении высотных зданий при сильных землетрясениях весьма актуальны в условиях Республики Сирия.

3. Предложено новое конструктивное решение шарнирного узла сопряжения между жестким узлом й рамным каркасом в виде металлической гребенки при вертикальном положении ее болтов. В этом случае все стержни будут участвовать в работе при любом направлении сейсмического воздействия в горизонтальной плоскости.

Разработано также другое новое конструктивное решение'шарнирного узла сопряжения ядра с каркасом, позволяющее увеличить ряс*-сеивяние энергии колебаний при сейсмическом воздействии. Для этого между каркасом и ядром жесткости установлены связи, поглощающие энергию колебаний и создающие силы упругости.,

4. Результаты расчетно-теоретических исследований 16-ти этажного здания с ядром жесткости при сейсмических воздейст- . виях, задаваемых как спектральным методом, так по акселерограммам реальных землетрясений показали, что реализация идеи о разделении функции несущих элементов здания достигается при применении шарнирного узла сопряжения ядра с каркасом обстройки.

- 22 -

Максимальная величина перерезывающей силы вычисления по трем формам колебаний в здании с шарнирным узлом сопряжения -на 13...15 % меньше, чем в здании с жестким узлом сопряжения, в по -первой основной форме колебаний эта разница составляет 25%.

Анализ величин перерезывающих сил показывает, что в здании с шарнирным узлом сопряжения 93 % сейсмических сил воспринимается ядром жесткости и лишь 7 % - каркасом обстройки. В здании же о Жестким узлом сопряжения каркас обстройки воспри-

N

нимавт уже 17...20

5. Применение предложенного в работе шарнирного узла сопряжения ядра жесткости с каркасом обстройки позволяет снизить расход стали на армирование ригелей на'201..25 %, а на армирование колонн на 10...15 % по сравнению с жесткими узловыми соединениями обстройки здания с ядром жесткости.

6. Анализ реакций высотных зданий при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами реальных землетрясений показывает, что на сейсмостойкость зданий весьма сильно влияет частотный состав и магнитуда землетрясений. Землетрясению с большей ыагнитудой соответствует большая реакция зданий. В верхних ярусах величины ускорения и сейсмических сил в здании с шарнирным узлом сопряжения на 20...25 % меньше, чем в здании с жестким узлом сопряжения каркаса обстройки с ядром жесткости,

7.' Результату анализа влияния нового узла сопряжения на величины сейсмических сил при спектральном и спектрально-временном способах задания сейсмического воздействия подтвердили идее разделения функций несущих элементов в высотных зданиях о ядром жесткости.

Основное содержание работы опубликовано в следующих статьях:

1. М. Аль-Куса. Расчетно-теорвтическиЙ анализ сейсмостойкости высотных зданий. - Алматы, КазЦНТИС, 1993.-5с.

2. В.Лапин, М.Аль-Куса. Сейсмостойкость высотннх зданий с ядром жесткости. КазЦНТИС,-Алматы, 1993.- 4 с.

3. М.Аль-Куса. Сейсмичность территории Сирии (находится в печати).

4. Т.Ж.Жунусов, А.Н.Долгих, М.Аль-Куса. Многоэтажное сейсмостойкое здание. (Подана заявка на получение авторского свидетельства на изобретение).

Заказ 470. Тираж IC0 экз. Объем 1,0 уч.-изд.л.

Размношю л КазШГТИСа Гооархотроя Реопублики Казахстан. 460008, г.Алмагн, пр.Абая,115.