автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Методы количественной оценки надежности системы "основание-фундамент-сооружение" с устройствами сейсмоизоляции и сейсмозащиты

На правах рукописи

АЛЬБЕРТ Июля Ушерович

МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ «ОСНОВАНИЕ - ФУНДАМЕНТ - СООРУЖЕНИЕ» С УСТРОЙСТВАМИ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ И СЕЙСМОЗАЩИТЫ

Специальность 05.23.02 -Основания и фундаменты, подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2011

2 4 ЫАР 2011

4841418

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе ОАО «ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева»

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Шульман Сергей Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Индейкин Андрей Викторович Санкт-Петербургский государственный университет путей сообщения

доктор технических наук, профессор Лалин Владимир Владимирович Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

доктор технических наук, профессор Ставницер Леонид Рувимович НИИОСП им. М.Н. Герсеванова (Москва)

Ведущая организация

филиал ОАО «26 ЦНИИ» (Санкт-Петербург)

Защита состоится Явлк&Мл ¿¿{{г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 512.001.01

в ОАО «ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева» по адресу: 195220, Санкт-Петербург, ул.Гжатская, 21.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОАО «ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева»

Автореферат разослан « эЦР » 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, $

старший научный сотрудник /¿ъЖ&С^^ Т.В.Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений с целью снижения ущерба от сейсмических воздействий - важнейшая проблема современной строительной науки и практики. Последствия землетрясений - массовая гибель людей, огромный материальный ущерб, связанный с разрушением инфраструктуры, жилого фонда, объектов промышленности и транспорта. Только за последние 50 лет в результате разрушительных землетрясений число человеческих жертв составило более 5 миллионов; материальный ущерб исчисляется десятками миллиардов долларов.

До 47 процентов территории России относится к сейсмоактивным районам с сейсмичностью от 7 до 9 баллов по принятой в РФ сейсмической шкале, (в том числе 5 процентов территории подвержено чрезвычайно опасным 10-балльным землетрясениям). За последние четверть века в России произошло около 30 значительных, то есть силой более семи баллов, землетрясений. Этим обстоятельством обусловлена необходимость дальнейшего развития теории и практики обеспечения сейсмостойкости систем, включающих основание, фундамент и строительные конструкции сооружений.

В настоящее время проблема повышения сейсмостойкости оснований, фундаментов и строительных конструкций сооружений решается двумя методами - традиционным и с применением специальных устройств сейсмозащиты и сейсмоизоляции. Традиционные методы включают повышение прочностных характеристик грунтовых оснований, применение более совершенных проектных решений, использование современных технологий, высокопрочных материалов, усиление несущих строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений, а также учет поступающей исходной информации относительно прогнозируемых сейсмических воздействий и поведения элементов сооружений при экстремальных воздействиях. Наряду с этим, за последние 15-20 лет все большее распространение приобретает примените нетрадиционных способов повышения сейсмостойкости сооружений, реализуемые в различных конструкциях сейсмоизолиругощих фундаментов, динамических гасителей сейсмических колебаний, систем с деградирующей жесткостью и др. Разработка теоретических и экспериментальных основ этого направления содержится в работах А.ДАбакарова, Я.М.Айзенберга, А.Т.Аубакирова, Т.А.Белаш (Сан-дович), Е.Н.Беллендира, В.С.Беляева, В.В.Болотина, Л.А.Бородина,

B.А.Быховского, И.И.Гольденблата, С.Е.Ержанова, Ж.Жунусова, Д.Зелень-кова, А.Зеленского, A.B. Индейкина, А.С.Катен-Яцева, Л.Ш.Килимника, Б.Г.Коренева, И.Л.Корчинского, В.Л.Лапина, Г.М.Михайлова, В.В.Назина, А.А.Никитина, В.С.Полякова, В.Т.Рассказовского, Л.М.Резникова, Э.Ро-зенблюта, О.А.Савинова, Л.Л.Солдатовой, А.М.Уздина, Т.Н.Чачава,

C.Г.Шульмана, за рубежом - в работах Дж.М.Келли, Д.Ли, В.Робинсона, Р.Скиннера, Д.Смита, У.В.Чанга и др.

В настоящее время предложены десятки различных вариантов конструкций таких устройств. Однако отсутствие единообразной методики оценки их надежности, веерный характер расчетных моделей объектов и сейсмических воздействий затрудняют сопоставление полученных результатов и усложняют выбор наиболее эффективного варианта устройств сейсмоизоляции и сейсмозащиты (УСС).

Характерной и важной особенностью проблемы сравнительной оценки надежности оснований, фундаментов и строительных конструкций сооружений с различными вариантами УСС является неполнота и недостоверность исходной информации, как в отношении сейсмических воздействий, так и в отношении свойств и поведения элементов сооружения при сочетании статических и сейсмических нагрузок.

Как известно, цель использования любой конструкции УСС состоит в выполнении двух основных требований: снижения инерционных нагрузок на основание, фундамент и строительные конструкции сооружения и ограничения смещений сооружения относительно основания. Однако не менее важным, а в конечном итоге, определяющим условием выбора УСС является обеспечение надежности всех указанных элементов, образующих систему сооружения. До настоящего времени отсутствуют методики количественной оценки надежности таких систем, позволяющие осуществлять сопоставление различных вариантов УСС и выбор наиболее надежного. Это обстоятельство является одной из причин, сдерживающих применение разнообразных УСС - несмотря на то, что результаты теоретических и экспериментальных (в том числе, натурных) исследований этого направления убедительно доказывают их эффективность. Разработка таких методик на основе соответствующей методологической базы является важной и актуальной проблемой, решение которой позволит осуществлять обоснованный выбор наиболее надежного варианта УСС с учетом особенностей всех элементов системы сооружения.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методик количественной оценки надежности системы «основание - фундамент -сооружение с устройствами сейсмозащиты и сейсмоизоляции». Реализация этой цели позволит осуществлять обоснованный выбор наиболее надежного варианта УСС с учетом особенностей всех элементов системы.

Оценка надежности оснований, фундаментов и строительных конструкций сооружений в условиях интенсивных сейсмических воздействий характеризуется существенными отличиями от проблемы оценки надежности объектов массового производства, находящихся в условиях стационарных динамических (например, вибрационных) воздействий или иных, достаточно хорошо определенных динамических нагрузок, характеризуемых стабильностью во времени и повторяемостью. Эти отличия состоят в следующем:

сейсмические воздействия по своей природе являются уникальными и редкими природными явлениями, которые не поддаются прогнозирова-2

нию. Неполнота и недостоверность исходной сейсмологической информации относительно частотного состава, интенсивности, продолжительности воздействия, его ориентации относительно сооружения является характерной особенностью этого вида воздействий;

неполнота и недостоверность исходной информации в отношении прочностных и деформационных характеристик грунтовых оснований, фундаментов, элементов строительных конструкций и УСС в условиях интенсивных низкочастотных сейсмических воздействий, приводящих к появлению различных нелинейных эффектов;

необходимость рассмотрения исследуемого объекта как систему разнородных элементов (подсистем) - самого сооружения, его основания, фундаментного строения, УСС, а в ряде случаев - оборудования, устанавливаемого в сооружении; оценка надежности должна включать весь комплекс элементов, составляющих систему;

в отличие от объектов массового производства, сорружеиия с УСС являются уникальными объектами с весьма ограниченной или полностью отсутствующей в настоящее время информацией о их свойствах и поведении в условиях интенсивных сейсмических воздействий;

исторически сформировавшиеся различные теории сейсмостойкости сооружений (статическая, линейно-спектральная и динамическая), каждая из которых используется до настоящего времени в зависимости от характера элементов системы сооружения.

Методическую базу исследований составляют синтез параметрической и структурно-логической теорий надежности, все варианты теорий сейсмостойкости и ряд научно-прикладных дисциплин, позволяющих выполнять количественную оценку надежности как отдельных элементов и подсистем, так и всей исследуемой системы в целом.

Достоверность полученных результатов определяется корректным применением положений теорий надежности, используемых теорий сейсмостойкости и математическим аппаратом теории вероятностей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана методология системного подхода к количественной оценке надежности комплекса «основание - фундамент - сооружение с устройствами сейсмоизоляции и сейсмозащиты» в условиях возможной неполноты и недостоверности исходной информации, основанная на синтезе параметрической и структурно-логической теорий надежности и общепринятых теорий сейсмостойкости.

2. Предложена методика количественной оценки надежности сложных природно-технических систем «основание - сооружение (здание) с устройствами сейсмозащиты и сейсмоизоляции».

3. Разработана и реализована количественная оценка надежности различных устройств и систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты наземных и подземных сооружений.

4. Выполнена экспериментальная оценка характеристик демпфера сухого трения, являющегося элементом эффективного сейсмоизолирующего фундамента, в частности, для реакторного отделения АЭС.

5. Предложена методика оценки вероятностных характеристик процесса разжижения водонасыщенных несвязных грунтов при сейсмических воздействиях.

Практическая и научная значимость работы заключается в разработке методик количественной оценки надежности сооружений с УСС различных типов, позволяющих осуществлять выбор наиболее надежного варианта и одновременно анализировать чувствительность системы к изменению различных параметров с целью выявления более значимых из них.

Разработанные автором методики использованы в практике проектирования сейсмостойких сооружений и в создании основы для соответствующего нормативно-методического документа по расчету и проектированию систем сейсмозащиты строящихся и эксплуатируемых сооружений различного назначения.

Личный вклад автора состоит в создании методик количественной оценки надежности системы «основание - фундамент - сооружение с устройствами сейсмоизоляции и сейсмозащиты» и их реализации для различных практических схем.

Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались на: 1) Всесоюзном научно-техническом совещании «Методы исследования и расчетов сейсмостойкости гидротехнических и энергетических сооружений МИРСС-1981; 2) Научно-техническом совещании»ДЭС-81, ВДНХ СССР; 3) Всесоюзном совещании по сейсмостойкому строительству, Нарва, 1984; 4) VI Всесоюзной конференции ДОФ-85, Ленинград, 1985; 5) Конференции СПБГТУ «Средства математического моделирования», 1997, Санкт-Петербург; 6) IX Европейской конференции по сейсмостойкому строительству, 1990; 7) Международной научн.-практ. конф. «Градостроительные проблемы на современном этапе; 8) VI Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения», Санкт-Петербург, СПБГТУ, 2005; 9) 62-й научной конференции преподавателей, научных работников и аспирантов университета, изд. Санкт- Петербургского архитектурно-строительного университета, 2005 г.; 10) У1-Й Российской конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию с международным участием, Сочи, 2005г.; 11) Первой Европейской конференции по сейсмологии и сейсмостойкому строительству, Женева, Швейцария, 2006.

На защиту выносятся:

обзор и классификация известных и используемых в настоящее время вариантов устройств сейсмозащиты и сейсмоизоляции;

методологическая база оценки надежности систем «основание -фундамент - сооружение» в условиях неполноты и недостоверности исходной информации, основанной на синтезе параметрической и струкгурно-логи-

ческой теорий надежности и используемых в настоящее время теорий сейсмостойкости;

методики количественной оценки надежности различных УС С, в том числе, с нелинейными элементами;

методика количественной оценки надежности сейсмоизолирующих фундаментов с учетом накопления повреждений элементов УСС;

методика количественной оценки надежности сейсмоизолированного оборудования, установленного в подземных сооружениях;

методика оценки вероятностных характеристик процесса разжижения несвязных грунтов оснований сооружений при сейсмических воздействиях;

методика и результаты экспериментальных исследований по оценке характеристик демпфера трения с сыпучим слоем, как перспективного элемента энергопоглощения.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 46 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из 9 глав, основных результатов и выводов, списка литературы (213 наименований) и двух приложений, содержит 195 страниц текста, включая 26 рисунков, 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведены некоторые данные о сейсмической активности значительной части территории РФ и последствиях сильных землетрясений. Отмечена важность решения проблемы обеспечения сейсмостойкости, приведены примеры ошибок, допущенных при проектировании сейсмостойких сооружений с использованием УСС. Указана необходимость использования количественной оценки надежности, как определяющего фактора при выборе варианта УСС и применения системного подхода при разработке методики оценки надежности.

Выполнен обзор и составлена классификация известных в настоящее время УСС, представленная на рис.1. Изложены принципы их работы, приведены примеры применения в гражданском и транспортном строительстве. Для разработки методик количественной оценки надежности систем «основание - фундамент - строительные конструкции с УСС» автором сформулированы следующие задачи исследований:

1. Разработать стратегию оценки надежности, основанную на использовании теорий надежности, применяющихся в настоящее время теорий сейсмостойкости сооружений и прикладных научно-технических дисциплин с учетом необходимости применения системного подхода.

2. Выбрать математические модели неопределенности исходной информации как в отношении сейсмических воздействий, так и в отношении особенностей поведения элементов рассматриваемых систем при таких воздействиях.

3. Адаптировать известные нормативные методики оценки надежности оснований, фундаментов и строительных конструкций в соответствие с избранной стратегией исследований на основе синтеза параметрической и структурно-логической теорий надежности сложных природно-технических систем и используемых в настоящее время теорий сейсмостойкости.

УСТРОЙСТВА СЕЙСМОЗАЩИТЫ И СЕЙСМОЮОЛЯЦИИ

Адапшные системы

УСС

УСС на

податливых опорах

Одвокас- Многокас-

кадвые кадные

гл

Скивеиашчесшга

X

гасителями колебании

у у

Эластсмерныс опоры

Мшгестабки-юлошш

X

Соноройна жестклдроили массив

Пакеты винтовых пружин

С1 скольжения

Гвдроциркупяцион-яые фундзкеяш

Эллипсоиды

Шаровые ояоры

Г

УССсштавымя элементами сейсмозащиты

<н

1

Латунь-сталь

V ПГ

Ограличитсли перемещений

С линейно-упругой С нелинейно-упругой

дазью

хссшни упорами

упругими увдрши

Зюгруэаовнаготии (смяец)

Однокаспдгас I I Мнопжащдаые 1

Рис.1. Классификация устройств сейсмозащиты и сейсмоизоляции

4. Рассмотреть на примерах применение методик количественной оценки надежности для различных элементов систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты наземных и подземных сооружений.

5. Разработать методику оценки вероятностных характеристик процесса разжижения несвязных грунтов оснований сооружений при сейсмических воздействиях.

6. Выполнить экспериментальную оценку характеристик перспективного типа элемента сейсмоизолирующих фундаментов (демпферов сухого трения с сыпучим слоем).

Во второй главе рассмотрены основные методы оценки надежности системы "основание - УСС - сооружение", работающей в условиях интенсивных сейсмических воздействий. Указаны особенности проблемы оценки надежности оснований и сооружений, характеризуемые применением различных теорий сейсмостойкости, неполнотой и недостоверностью

прогнозируемой исходной сейсмологической информацией, отличием прочностных и деформационных характеристик оснований и материалов строительных конструкций от расчетных в условиях сочетания статических и низкочастотных интенсивных сейсмических нагрузок, изменением характеристик сооружения в период эксплуатации и накоплением повреждений при повторных сейсмических воздействиях, а также многообразием расчетных моделей сооружения и сейсмического воздействия. Указанные особенности не позволяют сопоставить полученные в разных исследованиях результаты и выполнить обоснованный выбор наиболее надежного варианта компоновки УСС.

Рассмотрены наиболее известные модели сейсмических воздействий, оснований и сооружений. Приведены некоторые варианты этих моделей в зависимости от используемой теории сейсмостойкости.

Для сопоставительной оценки надежности сооружений с УСС, модели сейсмических воздействий формировались в соответствие со следующими условиями:

преобладающие частоты воздействия должны быть близкими к первым собственным частотам исследуемой системы;

максимальное (пиковое) значение воздействия должно соответствовать нормативным значениям;

амплитуды и частоты отдельных гармоник представляются случайными величинами с известными вероятностными характеристиками - математическим ожиданием, дисперсией и законом распределения плотности вероятности;

для трехмерных и двумерных расчетных схем сооружений воздействие задается вектором ускорения основания с определенным соотношением между вертикальной и горизонтальной компонентами.

В качестве примеров модели сейсмического воздействия выбирались элементарные случайные функции вида:

¡¥(1) = 1¥(В!,1)$т((йпр1)йп(ц>г,р1/2М) - огибающая синусоида (1) IV = №'(5/,/)5т(сйпр0ехр[-(а?)] - огибающая экспонента (2) = и^со^О - стационарное воздействие (3)

где I - балл землетрясения; В, - интенсивность сейсмического воздействия в пределах данного балла; а)пр - преобладающая частота воздействия; а - параметр, характеризующий скорость изменения огибающей, моделирующей нестационарность сейсмического воздействия; N - число периодов преобладающей частоты, суммарная длительность которых равна половине периода огибающей. Интенсивность сейсмического воздействия в пределах данного балла В1 и преобладающая частота о распре-

делены по нормальному закону с известными математическими ожиданиями т[]¥{В[)], т(сопр) и дисперсиями 0[№(В,)], £)(сопр). Плотность

вероятности угла наклона к горизонту 8 принимается в виде равномерного закона распределения с диапазоном возможных значений 0<5<л/2, математическим ожиданием /и(5) = л/4 и дисперсией /)(§) = я2/48.

Другая модель нестационарного случайного процесса формировалась в виде модулированного белого шума, имеющего непрерывный спектр в диапазоне 0-30 Гц. Такая модель получена с использованием генератора равномерно распределенных случайных чисел, их масштабирование и последующую отделение высоких частот. Нестационарность процесса также учитывалась умножением на детерминированные функции времени.

Особенностью проблемы количественной оценки надежности является наличие различных теорий сейсмостойкости, развитие которых исторически происходило в разные периоды времени, но все они в той или иной степени находят применение и в настоящее время. Нет оснований безоговорочно отдавать предпочтение той или иной теории, поскольку каждая обладает определенными преимуществами при исследовании различных элементов рассматриваемых систем. Кроме того, неполнота и недостоверность исходной информации приводит к необходимости в максимальной степени учитывать результаты, полученные с использованием всех теорий, равно как и имеющихся данных натурных наблюдений.

В третьей главе кратко изложены основы статистической динамики, которые при определенных условиях позволяют получать вероятностные характеристики реакции рассматриваемых систем при известных вероятностных характеристиках входа. Однако в настоящее время для количественной оценки надежности сложных систем наиболее разработаны и апробированы методы, формируемые на основе синтеза двух основных направлений - теорий сейсмостойкости (статической, квазистатической и динамической) и теорий надежности, которые подразделяются на параметрическую и структурно-логическую (схема на рис.2). Применение вероятностного подхода позволяет получать вероятностные аналоги каждой из теорий сейсмостойкости, которые в дальнейшем служат основой для применения метода предельных состояний, который также адаптирован в соответствие с вероятностным подходом. Объединение результатов оценки надежности отдельных элементов в показатели надежности подсистем и всей системы в целом осуществляется методами структурно-логической теории надежности, учитывающей физические и стохастические связи между элементами и подсистемами.

Параметрическая теория надежности является развитием методологии предельных состояний. В качестве модели неопределенности выбрана случайность, наиболее разработанная и апробированная в настоящее время.

В соответствие с этой моделью нагрузки, параметры воздействия, характеристики материалов представляются как случайные величин или 8

функции, что позволяет использовать аппарат теории вероятностей и получать количественную оценку надежности элемента конструкции. Мерой надежности является вероятность пребывания конструкции в допредельном состоянии, которая должна быть не ниже некоторого допустимого уровня в течение срока службы. В рассмотренных далее примерах условия допредельного состояния выражаются требованиями непревышения некоторых критериев надежности, в роли которых могут выступать характеристики нагрузок, прочности и деформативности элементов рассматриваемых систем, в том числе и элементов УСС. Реализация количественной оценки надежности в диссертационной работе осуществлялась методами прямой линеаризацией и методом статистических испытаний. Полученные количественные оценки надежности являются исходными данными для принятия решений о выборе наиболее надежного варианта.

ГЕОФИЗИКА

ИНЖЕНЕРНАЯ СЕЙСМОЛОГИИ -

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА -

ИНЖЕНЕРНЫЕ КОНСГРУКЦШ -

ГИДРОДИНАМИКА

Синтез теорий сейсмостойкости и теорий надежности (ТС+ТН)

ВЕРОЯТНОСТНЫЕ АНАЛОГИ ТС

МЕТОД ПРЕДЕЛ ЬНЫ> СОСТОЯНИЙ

СТАТИСТИКА ОТКАЗОВ

ТЕОРИИ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ГГС)

СТАТИЧ. (стс) КВАЗИ-СТАТ. (КС) ДИНАМ. (Д)

ПАРАМ ЕТРИЧЕС. СТРУКТУРНАЯ

КАЯ ТЕОРИЯ ТЕОРИЯ

НАДЕЖНОСТИ НАДЕЖНОСТИ

(ПТ1!) (СТН)

ТЕОРИЯ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ПРИГОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ргнепта

ТЕОРИЯ ИГР

ТЕОРИЯ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ПГИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (ТН СП ГС) С УСС ОСНОВАНИЕ+ОУНДАМЕНТ+СООРУЖЕНИЕ УССЮБОРУДО ВАЛИЕ

—с

ОЦЕНКА РИСКА

э-

--►с

ТЕОРИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Рис. 2. Синтез теорий сейсмостойкости, надежности и научно-прикладных дисциплин, используемых для оценки надежности сооружений с УСС

В четвертой главе рассмотрена задача количественной оценки надежности системы «основание — фундамент - сооружение» с использованием параметрической и структурно-логической теорий надежности сложных систем. Для сокращения объема необходимых для оценки надежности

выкладок, рассматриваемая система моделируется расчетной моделью с некоторыми непринципиальными упрощениями (рис.3).

Рис.3. Расчетная модель системы «основание - УСС - сооружение»

Расчетная модель системы включает подсистему "грунтовое основание", подсистему "сейсмоизолирующий фундамент" и подсистему "сооружение жесткого типа". Расчет надежности всей системы в целом выполняется раздельно для каждой из подсистем, далее полученные оценки объединяются в соответствии с положениями структурной теории надежности.

Каждая подсистема характеризуется своим набором критериев надежности. Такими критериями приняты для сооружения - предельно допустимые суммарные (статические и динамические) нагрузки, для сейс-моизолирующего фундамента - предельно допустимые взаимные смещения точек крепления упругих элементов (горизонтальные и вертикальные) и для основания - непревышение несущей способности основания, крена фундамента и отсутствие плоского сдвига по подошве. В зависимости от функционального назначения объекта указанный набор подсистем и критериев надежности может быть расширен включением дополнительных подсистем (например, подсистемой коммуникаций и инженерных сетей, подсистемой устанавливаемого в сооружении оборудования).

Простейшая расчетная модель подсистемы "сооружение" представляет собой абсолютно жесткий массив с массой Ми моментом инерции Зс относительно главной центральной оси. Массив опирается на систему сейсмоизоляции. Основание сооружения в плане представляет собой квадрат со стороной В, высота сооружения - Я, усредненная объемная плотность р = МIV = М/ВгН; отметка центра тяжести массива относи-

ла ]с

р!

тельно основания hc. Распределение масс предполагается симметричным

относительно вертикальной оси симметрии. Вторая подсистема представляет собой сейсмоизолирующий фундамент простейшего типа, состоящий из параллельно соединенных линейно-упругих и диссипативных элементов линейно-вязкого трения, размещаемых между сооружением и нижней частью фундамента. Коэффициенты жесткости подвеса в направлении координатных осей Z,X равны соответственно Сz, Сх коэффициент жесткости при повороте массива в плоскости С1?.

Третья подсистема - нескальное грунтовое основание - характеризуется случайными величинами с известными вероятностными характеристиками - математическими ожиданиями и дисперсиями угла внутреннего трения /«(<p),Z?(q>), модуля деформации m(E),D(E), коэффициента сцепления m(C),D(C), коэффициента трения по подошве фундамента при плоском сдвиге m(f),D(f) и коэффициента Пуассона m(v),D(v).

Сейсмическое воздействие моделируется вектором ускорения грунтового основания W, лежащим в плоскости Z - X, угол наклона которого к горизонту равен 5. С учетом неопределенности исходной сейсмологической информации, модель воздействия выбрана в виде элементарной функции случайных аргументов:

W(t) = fF(S/,^)sin(canpOsin(conpf UN) (1)

где W(Bj, Jk)- ускорение основания, соответствующее баллу В{ и интенсивностью Jk, юпр - преобладающая частота воздействия, N - число периодов преобладающей частоты, суммарная длительность которых равна половине периода огибающей. Случайными величинами в рассматриваемой модели являются балл сейсмического воздействия Bj (1 = 6—9) с законом распределения Пуассона, интенсивность ускорений в пределах данного балла и преобладающая частота сейсмического воздействия юпр с

нормальным законом распределения и угол наклона вектора ускорения основания 5 к горизонту с равномерным распределением. Нестационарность воздействия учитывается умножением на синусоидальную функцию времени с частотой <unp /2N, N - число периодов преобладающей частоты, суммарная длительность которых равна половине периода огибающей.

Рассматриваемая расчетная модель с учетом принятых допущений представляет собой систему с тремя степенями свободы, совершающая колебания сдвига - поворота в плоскости 2-Х и несвязанные колебания в той же плоскости в направлении вертикальной оси Z.

В соответствие со структурной теорией надежности подсистема, моделирующая сооружение, представляет собой два последовательно соединенных структурных элемента с критериями надежности, равными

предельно допустимым инерционным нагрузкам на сооружение. Для оценки надежности подсистем «сооружение» и « УСС» используется динамическая теория сейсмостойкости.

Учитывая, что величина случайных отклонений коэффициентов жесткости сравнительно невелика, полагаем их детерминированными. Максимальное значение модуля вектора ускорения основания определяется вероятным значением балла сейсмического воздействия Bs (учитываются воздействия с баллами от 6 до 9 включительно) и интенсивностью в пределах данного балла W(BjyJ). Вероятность сейсмического воздействия с баллом Bj при отсутствии других данных характеризуется распределением Пуассона:

P(B = Bi)=^zxр(-^) (4)

Ч т*

где т0 - нормативный срок службы сооружения; хк - повторяемость сейсмического воздействия для данного региона.

Вероятные значения угла наклона вектора ускорения основания заключены в пределах 0 - гс/2, закон распределения плотности вероятности принят равномерным с математическим ожиданием, равным я/4 и стандартным отклонением, равным л/48. При расчетах функция распределения угла наклона представляется в дискретной форме, с вероятностью попадания в любой из 6 интервалов дискретизации, равной 1/6. Закон распределения плотности вероятности интенсивности воздействия в пределах данного балла Bj принят нормальным с характеристиками m(WB.), D(WBj).

Система дифференциальных уравнений движения:

mx + Cxx-Cxhcq>+Bxx-Bxhc(p = -mW(t)cos5 (5)

Jciр - Cxhcx+(Сф + С.Л2)Ф - Bxhck++ Bxhl )ф = О (6) mz + Czz + B2z = -т W(t) sin 8 (7)

Решение системы уравнений (5-7) при фиксированном балле и угле наклона осуществляется численным методом. В результате решения получены максимальные значения нагрузок (вертикальной и горизонтальной компонент) Fsmax,Fvmax, которые пропорциональны компонентам сейсмического ускорения:

^шд wxabs = mix + W(B,) cos 5 ^

^vmax =mWvabs=m(z + W(Bi)smb

Для каждого возможного балла воздействия Д выражения для компонент сейсмической нагрузки можно приближенно представить в виде разложения в ряд Тейлора в окрестности математических ожиданий случайных величин с учетом только линейных слагаемых:

дР

\ , ^ $ та к

I /

д\У

о Г1

[Ж-т(1¥)] • '™ах

Зсо

пр

<3(0

пр

[со -/я(юпр)]

[со -«(со™)] (9)

где 'я(^тзх)' т(Ктлх) ~ математические ожидания соответствующих величин, вычисленные при математических ожиданиях аргументов.

Дисперсии функций ^тах,^„тахопределяются как сумма дисперсий случайных величин; с учетом их независимости дисперсии вычисляются по формулам:

дБ,

д^м-

ЭЖ

ГД^,);

агг

дмг

ДМ 1 = (-£

1 с 4 еж

)2Д^,) (10)

Вероятность надежной работы подсистемы «сооружение» по критерию непревышения горизонтальной компоненты инерционной нагрузки для данного балла В, и данного значения угла наклона вектора ускорения основания определяется соотношением:

1-Ф

т/7,,

Г,

ОДпих)

(И)

где Ф - интеграл вероятности.

Подобными отношениями определяется вероятность непревышения остальных компонентов нагрузки на сооружение. С учетом всех возможных баллов сейсмического воздействия и всех возможных значений угла наклона вероятность надежной работы подсистемы определяется формулой полной вероятности. Результаты оценки надежности подсистемы "сооружение" представлены на рис.4.

Оценка надежности подсистемы "сейсмоизолирующий фундамент" выполняется аналогичным методом. В качестве критериев надежности используются предельно допустимые значения взаимных смещений точек закрепления упругих элементов. Результаты оценки надежности подсистемы "сейсмоизолирующий фундамент" представлены на рис.5.

Оценка надежности грунтового основания выполняется по рандомизированной нормативной методике по двум группам предельных состояний и по методу предельного равновесия с учетом найденных ранее компонентов нагрузки на основание. Результаты количественной оценки надежности подсистем представлены в диссертационной работе в виде зависимостей вероятностей отказа отдельных подсистем по различным критериям надежности, параметрам подсистем и вероятностных характеристик

О)

Максимально допустимыезначение вертикальной нагрузки Ру<1/Мз

Ма ксимально допустимые значения горизонтальной нагрузки

Рис.4. Зависимости вероятности отказа подсистемы «сооружение» по критериям вертикальной предельно допустимой нагрузки (а) и горизонтальной предельно допустимой нагрузки (б). Параметр семейства зависимостей - математическое ожидание преобладающей частоты

воздействий. Для оценки надежности подсистемы "основание" используется нормативная методика, адаптированная в соответствии с вероятностным подходом. В настоящее время используются два метода оценки надежности оснований - метод предельных состояний и метод предельного равновесия. Оценка надежности по методу предельных состояний подразделяется на две группы. К первой группе относится расчет оснований по несущей способности на действие вертикальной составляющей внецен-тренной нагрузки исходя из условия: 14

где - вертикальная составляющая нагрузки в особом сочетании;

- вертикальная составляющая силы предельного сопротивления при сейсмическом воздействии;

Математическое о жида ние преобладающей частоты тру, рад/сек

б)

£ *

3 « В 3

л Ч

6 3

о »

1.0Е+00 1.0Е-01 1.0Е-02 1.0Е-03 1.0Е-04 1.0Е-05 1 .ОЕ-Об

—пк1г~0.05 —»-пкк-ОЛ -е- тЛг=0.20 —т<1г«0.25

V

N

\ ?4> N N.

ч

5 7 9 11 13 15 17 19 21

Математическое ожидание преобладающей частоты, тру, рад/с

23

Рис.5. Зависимости вероятности отказа подсистемы "УСС" от математического ожидания преобладающей частоты: а - по критерию предельно допустимых смещений горизонтальных смещений, б- по критерию предельно допустимых вертикальных смещений. Параметр семейства зависимостей -математическое ожидание коэффициента затухания М(С)

Периоды собственных колебаний: = 2.417 с, Тх2 = 0.547с, Тг = 1.0с, парциальные частоты Тх = Тг = 1.0, коэффициент вариации преобладающей частоты Кр= ОД, коэффициент вариации интенсивности воздей-

ствия Кк = 0,1; ус е1) - сейсмический коэффициент условий работы; уя -

коэффициент надежности по степени ответственности сооружения.

Ко второй группе предельных состояний относится проверка выполнен™ условий непревышения предельно допустимых значений осадок и кренов фундамента. В общем виде эти условия представляются неравенствами вида:

(13)

где - максимальное значение осадки или крена фундамента и их

предельно допустимые значения соответственно.

По методу предельного равновесия в качестве исходных данных назначается возможная форма поверхности разрушения и проверяется соответствующее условие устойчивости. Такая проверка осуществляется для нескольких возможных форм разрушения, после чего в качестве окончательной оценки надежности выбирается наименьшее. Частным случаем оценки надежности по методу предельного равновесия является определение вероятности сдвига фундамента по подошве, при котором задаваемая поверхность разрушения представляет собой плоскость, совпадающую с поверхностью контакта фундамента и грунтового основания.

Расчет фундамента на сдвиг по подошве производится исходя из условия:

(14)

5 Я

где - сумма проекций на плоскость скольжения сдвигаю-

щих и удерживающих сил, определяемых с учетом активного и пассивного давлений грунта на боковые грани фундамента.

Адаптация методов оценки надежности подсистемы "основание" в соответствие с вероятностным подходом заключается в учете случайного характера параметров, определяющих прочностные и деформационные характеристики грунта основания и определения вероятности отказа путем преобразования соотношений (12 -14).

Расчет надежности основания по несущей способности выполняется на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки на основание и сравнение с его предельной несущей способностью. Все необходимые для расчета соотношения приводятся далее с учетом вероятностного подхода и соответствующей адаптации нормативных соотношений. Для оценки надежности основания образована группа неравенств, определяющих условия сохранения работоспособности основания в детерминированной постановке:

Ф, =^/Уу-зш(ф)<0 (15)

Фг = еа-Ы 6<0 (16)

Ф3=еа-еи< 0 (17)

Ф4 =еа-ЫЪ < 0 (18)

Ф5=Ршы-Рь<0 (19)

Ф6 = ^-ЛГи1 < 0 (20)

Ф7=^-^и2<0 (21)

Ф8=^-Ли3<0 (22) где еа - эксцентриситет вертикальной нагрузки; еи - эксцентриситет рав-

нодействующей эпюры предельного давления основания; ра рь - ординаты эпюры предельного давления; ртах - максимальное давление при частичном отрыве подошвы фундамента; рь - максимальная ордината эпюры предельного давления для фундамента с размером подошвы в направлении действующего момента, равного Ъс = 1,5(Ь -2еа); - суммарная вертикальная составляющая нагрузки; Nг,^, N„2, Ыиг - варианты значений вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания.

В зависимости от выполнения комбинации условий, выражаемых соотношениями (15 - 22), вертикальная сила предельного сопротивления основания Ии вычисляется по следующим соотношениям: при Ф, <0, Ф2 < 0, Ф3 < 0

сила =0,5Ы(ро + рь) (23)

при Ф[ < 0, Ф2 < 0, Ф3 > 0

сила N„2 = Ырь(\ + 6еа /Ь) (24)

при Ф( < 0, Ф3 < 0,Ф4 < 0,Ф5 < О

сила ЛГм3 = 0,5Ьс1рь (25)

Неравенство Ф1<0 определяет условие, при выполнении которого надежность основания следует определять по критерию его предельной несущей способности.

Если условие (15) не выполняется, то надежность основания определяется вероятностью сдвига сооружения по подошве фундамента (плоский сдвиг). Вероятность развития плоского сдвига определяется вероятностью противоположного события:

Г1=1-Р(Ф1< 0) (26)

Неравенства Ф2>0 и Ф4<0 определяют нижнюю и верхнюю границы значений эксцентриситета приложения вертикальной нагрузки, при выполнении которых вероятен частичный отрыв фундамента от основания. При одновременном выполнении этих условий для обеспечения надежности основания необходимо выполнение дополнительного условия (19), ограничивающего предельную величину вертикальной нагрузки.

Неравенства (16 - 17) определяют соотношение между эксцентриситетами вертикальной нагрузки и эпюрой предельного давления при полном опирании фундамента, для этого случая предельная несущая способность основания вычисляется в зависимости от выполнения неравенства (18).

Вероятностная интерпретация условий (15 - 22) позволяет составить выражения для количественной оценки надежности основания при всех возможных сочетаниях этих условий. В качестве примера рассмотрим первое неравенство (15). Вероятность его выполнения запишем в виде:

Р{ - ДФ, < 0) = -бш(Ф)] < 0 Я,

(27)

где - горизонтальная и вертикальная компоненты суммарных (ста-

тических и инерционных сейсмических) нагрузок на основание; ср - угол внутреннего трения грунта. Выполнение данного условия учитывается при всех вариантах соотношений между эксцентриситетами нагрузки и эпюры предельной несущей способности основания.

Для вычисления вероятности выполнения условия (15), считая величины и (р нормально распределенными, определим математическое ожидание от(Ф,) и дисперсию 0(ФХ):

(28)

Дисперсия функции <&! определяется методом прямой линеаризации, для чего представим ее в виде разложения в ряд Тейлора в окрестности математических ожиданий переменных с сохранением только линейных относительно производных слагаемых:

Ф1 ~ /я(Ф|) +

дФ, дР,

дФ,

+ -

5ф

[ф-ш(ф)]

дФ1

дК,

(29)

Частные производные функции Ф,, определяемые при значениях аргументов, равных соответствующим математическим ожиданиям:

дФ,

дР,

1

дФ,

к

5Ф,

= -С05[ш(ф)]

(30)

С учетом свойства линейной функции аргументов дисперсия функции Ф[ определяется соотношением: 18

Если аргументы линейной функции имеют нормальное распределение, то плотность вероятности самой функция также подчиняется нормальному распределению, что позволяет определить искомую вероятность выполнения условия (15):

Р, = Р(Ф, < 0) =1[1-Ф0[-^-] (32)

где Ф0 - интеграл вероятности.

Аналогичным образом определяются вероятности выполнения всех неравенств, определяющих вероятность надежной работы основания при различных сочетаниях между эксцентриситетами эпюры предельной несущей способности и вертикальной нагрузки.

Вероятность выполнения соотношения между эксцентриситетами вертикальной нагрузки и эпюры предельной несущей способности:

Рг = Р(Ф$ < 0) = Р(еа - е„ < 0) (33)

Вероятность непревышения вертикальной нагрузкой предельной силы сопротивления основания:

Р6=Р(Ф6<0) = Р(^-ЛГц1<0) (34)

Вероятность надежной работы основания при одновременном выполнении условий (15,17,20) определяется произведением:

(35)

Второй вариант сочетания условий при полном опирании фундамента: сохраняется условие (15), определяющее возможность глубинного сдвига, вероятность его выполнения Ру;

Соотношение (17) между эксцентриситетами не выполняется, вероятность невыполнения (противоположного события):

Уъ = \-Рг (36)

Вероятность непревышения вертикальной нагрузки предельной силы сопротивления основания:

- ДФ7 < = Д^У _ ^и! < ; (37)

Вероятность надежной работы основания при одновременном выполнении условий (15,18,21) определяется произведением:

Щ^Р^В,-, (38)

Вариант условий, определяющий вероятность надежной работы основания при опирании частью контактной поверхности подошвы фундамента:

сохраняется условие (15), определяющее возможность глубинного сдвига, вероятность его выполнения Рй

Вероятность выполнения условия, ограничивающего максимальное значение эксцентриситета вертикальной нагрузки при частичном отрыве фундамента:

Р4 = Р(Ф4 < 0) = Р(еа-ЫЪ< 0); (39)

Вероятность выполнения условия, ограничивающего минимальное значения эксцентриситета вертикальной нагрузки, при котором возможен частичный отрыв фундамента:

У4 = Р(еа>Ь/6) = 1-Р(.еа<Ь/6); (40)

Вероятность выполнения условия непревышения максимальной ординаты эпюры несущей способности силы сопротивления при частичном отрыве фундамента с учетом изменения площади опирания:

Р5 = Р(Ф5 < 0); (41)

Вероятность непревышения вертикальной нагрузкой силы предельного давления основания при частичном отрыве подошвы фундамента от основания:

Р& = Р(Ф» <0) = Р(/<, -Ми3 <0) (42)

Вероятность надежной работы основания определяется произведением вероятностей условий, определяющих сохранение его работоспособности:

ЫЪ=Р1Р4У4Р5Р% (43)

Условная вероятность надежной работы основания с учетом всех возможных вариантов соотношений между эксцентриситетами и неполного опирания фундамента при фиксированном балле воздействия и угле наклона вектора ускорения основания:

^„5, = т < о )р(фъ < о )рв(Ф6 < о)+

+ (Р, (Ф, < 0)(1 - Р3 (Ф3 < 0)]Р7 (Ф7 < 0) + (44)

Щ\ < 0)Р4(Ф4 < 0) • -Р5(Ф5 < 0)Р8(Ф8 < 0) Для всех возможных баллов В, и углов 5у- вероятность надежной работы основания вычисляется по формуле полной вероятности:

= = = 8. (45)

/=б у=1 " '

Изложенная методика оценки надежности (вероятности отказа) основания по первой группе предельных состояний аналогичным образом применяется и для оценки надежности основания по второй группе предельных состояний (по крену и осадкам), а также при оценке вероятности сдвига по подошве фундамента. Соответствующие соотношения, найденные методом прямой линеаризации приведены в диссертационной работе.

Отметим важное обстоятельство, вытекающее из рассмотренной методики количественной оценки надежности. Имеется возможность сопоставления вклада каждого из слагаемых, входящих в выражения для дисперсий и, таким образом, отделить те из случайных величин, вклад которых мал по сравнению с остальными. Другими словами, одновременно с решением задачи количественной оценки надежности, может выполняться анализ чувствительности рассматриваемой системы к изменению параметров. В ряде случаев это позволяет уменьшить количество случайных параметров и сократить объем вычислений.

Результаты определения вероятности отказа основания по первой и второй группам предельных состояний представлены на рис. 6,7.

0,001

20

- Тх=0,5 с

- Тх=0,7 с

■ Тх=0,9 с

■ Тх=1Д с

- Тх=1,6 с -Тх=1,8 с

- Тх=2,0 с

- без СФ

25

30

35

40

Математическое ожидание угла внутреннего трения т(ф)

Рис. 6. Вероятность отказа по первой группе предельных состояний как функция математического ожидания угла внутреннего трения: параметр семейства - парциальный период колебаний сейсмоизолируемого сооружения Т„ вариант фундамента без сейсмоизоляции выделен жирной линией

Полученные ранее зависимости и расчетные формулы позволяют в соответствии с заданными исходными вероятностными характеристиками параметров подсистем определить надежность (вероятность отказа) для каждой подсистемы. На следующем этапе методами структурной теории надежности определяется надежность системы в целом.

Рассматриваемую систему в целом с точки зрения оценки надежности удобно представить в виде дерева отказов, представленного на рис.8. Считая, что отказ любой из подсистем приводит к отказу системы в целом, в данном случае подсистемы следует считать соединенными последовательно. Для последовательного соединения с учетом предположения о независимости отказов (что идет в запас надежности), надежность последовательно системы в целом определяется по наиболее слабому звену. Вероятность отказов для каждой подсистемы определяется суммой вероятностей отказов по всем критериям надежности. Для подсистемы «сооружение» вероятность надежной работы Рс с учетом последовательного соединения структурных элементов определяется соотношением:

-1-¡тах=0,001, Т х=0,5

---¡тах =0,002, Тх=0,5

-•-¡тах =0,003, Тх=0,5

—«-¡шах=0,001, Т х=1,0

-•-шэах=0,002, Тх=1,0

-й-¡тах=в,003, Тх=1,0

-1-¡шахЮ.ОО 1, Т х-1,5

■ Щ)ах=0,002, Тх=1,5

-О-¡тах=0,003,ТхЧ ,5

---♦■•- ¡тах-0,003, без УСС

Математическое ожидание модуля деформации т(Е), кПа

Рис.7. Вероятность отказа по второй группе предельных состояний (крену фундамента) как функция математического ожидания модуля деформации:

параметр семейства - парциальные период колебаний сейсмоизолируемого сооружения Т„ вариант фундамента без сейсмоизоляции показан пунктиром

+ Р[(М<М(1)<0] Для подсистемы «сейсмоизолирующий фундамент» вероятность надежной работы Рсф.

Рсф - Рсф\ + Рсф2 + РсфЗ

= Р[(х <^)<0] + Рх(г <7^)<0] + Д(9-9</) < 0]

(47)

Для подсистемы «основание» вероятность надежной работы выражается суммой вероятностей надежной работы по первой и второй группам предельных состояний и по критерию плоского сдвига по подошве фундамента. По первой группе предельных состояний вероятность надежной работы определяется выражением:

PN^ = РАРв + РАР7 +(48)

По второй группе предельных состояний вероятность надежной работы определяется выражением:

Рн, 2=А + Ло (49)

где Р9 = Р(Ф9< 0), Р10 = Р(Фп < 0)Р(Ф12 < 0)Р(Ф|3 < 0)Р(Ф14 < 0) По критерию сдвига по подошве фундамента:

Рсде - У\Р(Ф\о < 0) (50)

где ^¡=1-/>(Ф,<0)

Количественная оценка надежности системы в целом определяется в соответствие с методом обобщенной корреляции как минимальная вероятность надежной работы из всей совокупности количественных оценок надежности подсистем. Учитывая, что все варианты отказов обусловлены 22

Отказ системы "сооружение - сейсмоизолированный фундамент - основание"

ттт

Отказ сооружения Отказ сейсмизолпр фундамента Отказ основания

1С

Отказ по верт.Ц Отказ по гориз. комп. нагрузки комн. нагрузки Опсазпо изшб. моменту Отказ по верт. смещен. опор Отказ по гориз. смещен, опор

4 т

7>Ъл

Ь/6Х>

Л

Отказ по разжиженшс '

1Г 1—

1-1 ^

Отказ по несущей способности (1-я гр. пред. сост.) Ожаз по критериям 2-й группы продельных состояний. Отказ по плоскому сдвигу фундамента по подошве

Отказ при о аир алии частью

площади подошвы _фундамента

1 1

Отказ по осадкам фундамента Отказ по крену фундамента

Отказ при 0;:нр.1нис всей

площадью подошвы _фундамента

Рис.8. Дерево отказов системы "основание - фундамент - строительные конструкции"

одним и тем же фактором - сейсмическим воздействием, коэффициент обобщенной корреляции принимается равным единице, тогда вероятность надежности основания определяется соотношением:

^системы ~ ,,Рф,Рсф2Рсф^,Рц\,РN2 ^сде) (^1)

В пятой главе приведены методика и результаты количественной оценки надежности различных вариантов подсистем сейсмоизолирующих фундаментов, в том числе:

системы сейсмоизоляции с нелинейным демпфированием; системы сейсмоизоляции с выключающимися связями; системы сейсмозащиты с динамическим гасителем колебаний. Оценка надежности таких систем осуществлялась с учетом особенностей расчетных моделей - в зависимости от способа соединения упругих и демпфирующих элементов поведение таких систем может сопровождаться интервалами застоя осциллирующей массы, наличие и длительность которых зависела от соотношения инерционных сил и реакций упругих и демпфирующих элементов.

Оценка надежности системы с указанными видами соединений элементов осуществлялась методом статистических испытаний (Монте-Карло).

Другим известным типом УСС являются системы с выключающимися связями. Диаграммы изменения жесткости и демпфирования системы сейсмоизоляции с выключающимися связями обычно представляются в виде кусочно-линейных функций. В данном примере сейсмическое воздействие выбрано в виде модулированного белого шума, представляющего собой произведение детерминированной функции времени, характеризующей нестационарность воздействия на случайную функцию, приближенно соответствующую белому шуму с ограниченным диапазоном спектра частот.

В этой же главе рассмотрена также задача количественной оценки надежности УСС в виде простейшего динамического гасителя колебаний.

В качестве критериев надежности выбраны предельно допустимые значения смещений гасителя относительно основного сооружения, самого сооружения относительно основания и абсолютных ускорений сооружения, определяющих инерционные нагрузки. Решение данной задачи выполнено методом прямой линеаризации.

В шестой главе рассматривается методика оценки надежности сооружения с учетом накопления повреждений и отказа части элементов сейсмоизолирующего фундамента. Цель данного исследования состоит в разработке методики определения вероятности отказа системы "сооружение - сейсмоизолирующий фундамент" при повторных сейсмических воздействиях с учетом последовательного отказа части элементов фундамента. Методика основана на использовании теории дискретных цепей Маркова, основным свойством которых является зависимость случайного процесса только от его состояния в предшествующий момент времени.

Рассматривая процесс последовательных сейсмических воздействий как испытания с различными исходами, можно представить такой процесс как последовательную совокупность состояний. При большом числе вероятных состояний следует в качестве возможной траектории выбирать наиболее вероятные - именно те, которые приводят к переходу системы в следующее состояние с наибольшей вероятностью отказа. Выбор таких траекторий существенно облегчается благодаря использованию ЭВМ и разработке соответствующей программы вычислений.

Сейсмическое воздействие задано в виде элементарной случайной функции времени с учетом нестационарности. Для повторных воздействий вероятность каждого последующего воздействия определяется соотношением:

Ря(/А) = М>< (52)

П!

где параметр X - повторяемость сейсмических воздействий заданной балльности; / - установленный срок эксплуатации сооружения; п - число повторных воздействий.

В качестве критериев надежности выбраны предельно допустимые значения вертикальных смещений опорных элементов, крен сооружения и компоненты абсолютных ускорений центра тяжести сооружения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Превышение соответствующих параметров сейсмической реакции сооружения при сейсмическом воздействии рассматривается как отказ системы сейсмоизоляции или самого сооружения.

В качестве одной из возможных траекторий состояний рассматриваемой системы принято начальное состояние, при котором предполагается работоспособность всей совокупности опорных элементов и последующее, при которых с определенной вероятностью выходят из строя ряды опор, наиболее удаленные от плоскости симметрии сооружен™.

В седьмой главе приведена методика количественной оценки надежности подземного сооружения с системой сейсмоизоляции объекта, находящегося внутри жесткого цилиндрического контура (например, железобетонной обделки тоннеля). В работе используется детерминированное решение, полученное С.В.Гаммерштадтом для расчетной модели, приведенной на рис.9. Решение для потенциала возмущенного поля Ф ищется в виде суммы падающих и отраженных волн:

ф = Ф, + 1лХ2)(Исо5(«е) (53)

ш=О

После соответствующих выкладок уравнение движения в комплексной форме приводится к виду:

(р + тЦ+ХЧЫ^^Хоа^ (54)

где р,п - вещественная и мнимая части, представляющие собой функции, зависящие от соотношения масс внешнего и внутреннего тел, частоты воздействия и волнового числа для продольной волны, ~ функции линейного преобразования исходных координат:

5i =

Xi X9

1 + —J-

т-,

^2 =

т{х | +тхх 2 т{ +т2

(55)

Рис. 9. Расчетная модель подземного сооружения с сейсмоизоляцией установленного оборудования

Параметр X характеризует зависимость собственной частоты от амплитуды относительных смещений внешнего и внутреннего тел. Для линейной системы сейсмоизоляции очевидно X = Const ). Решение уравнения (13), полученное методом гармонической линеаризации, разыскивается в виде:

(56)

Экстремальные значения амплитуды относительного смещения определяются при частоте равной:

1-1«'

к1 =

(57)

Количественной мерой надежности системы сейсмоизоляции является вероятность непревышения предельно допустимой амплитуды атйх смещений внутреннего цилиндра относительно внешнего:

N = P[a¡<amax] (58)

В качестве случайных параметров сейсмического воздействия выбраны частота падающей продольной волны к и амплитуда смещения на фронте а-,

Учитывая случайный характер параметров сейсмического воздействия, для оценки работоспособности системы сейсмоизоляции осуществляется пе-

реход от детфшшированного решения к вероятностной оценке работоспособности (вероятности отказа), используя метод прямой линеаризации.

В восьмой главе рассматривается методика оценки вероятностных характеристик одного из видов энергопоглошающих элементов (демпферов), основанных на использовании сил трения, возникающих при взаимном смещении элементов трущихся пар. В качестве рабочего тела в таком демпфере может использоваться обычный крупнозернистый песок, песча-но-щебенистая смесь, некрупный щебень. Конструкция сейсмоизолирую-щего фундамента с системой таких демпферов была предложена О.А.Савиновым и его сотрудниками. Достоинства таких демпферов заключаются прежде всего в долговечности, отсутствии необходимости их обслуживания и контроля параметров, возможности регулирования в достаточно широких пределах сил трения, которые создаются за счет передачи части нагрузки от веса сооружения на опорную плиту демпфера посредством системы упругих элементов (пакетов стальных пружин). Подробные экспериментально-расчетные исследования таких устройств были выполнены при непосредственном участии автора на двух специально сконструированных экспериментальных стендах, оснащенных необходимой измерительной аппаратурой

Основные результаты оценки характеристик демпферов с сыпучим слоем сводятся к следующим:

1. Коэффициенты трения практически мало зависят от интенсивности вертикальной нагрузки, изменение значений этих коэффициентов не превышает точности измерений.

2. В зависимости от вида шероховатости контактной поверхности демпфера и вида сыпучего материала значения коэффициента трения варьируются в пределах 0.6 - 0.8).

3. Демпферы с сыпучим слоем достаточно адекватно аппроксимируются модифицированной диаграммой Прандтля, отличающейся от классической сравнительно плавным переходом от состояния покоя к состоянию движения. Это обстоятельство связано, по-видимому, с развитием микропластических деформаций на начальных стадиях смещений плит на сыпучем слое. Указанное обстоятельство может в определенной степени снижать эффект возбуждения колебаний сооружения по высшим формам.

4. Реальная диаграмма знакопеременного сдвига характеризуется определенным снижением развиваемой демпфером силы сопротивления сдвигу при повторных циклах, что объясняется выносом сыпучего слоя и снижением вертикальной нагрузки на плиту демпфера вследствие осадки плиты демпфера. Приведены результаты количественной оценки надежности для варианта с учетом и без учета снижения сил сопротивления сдвигу.

В девятой главе представлены методика и результаты экспериментальной оценки возможности разжижения несвязных водонасыщенных грунтов оснований сооружений в условиях действия динамических нагрузок. Принятая в ряде стран методика оценки потенциала разжижения ос-

27

новывается на сопоставлении нагрузок, действующих на основание (CSR -SYCLIC STRESS RATIO) и предельные силы сопротивления грунтового основания (CRR - CYCLIC RESISTANCE RATIO). Параметр CRR определяется различными методами в полевых условиях (метод стандартной пенет-рации, метод измерения скоростей волн сдвига и др.)

Для оценки параметра CSR используются динамические стабило-метрические испытания (стандарт США ASTM D-3999). Исследования при участии автора проводились для ряда объектов на стенде производства фирмы Wykeham Farrance (Англия). В результате экспериментальных исследований, в частности, устанавливалась зависимость между параметрами нагрузки и числом циклов, приводящих к лавинообразному росту по-рового давления в испытуемого образце, потере прочности и разрушению. Методика оценки параметра CSR адаптирована в соответствие с вероятностным подходом с целью учета случайного характера расчетного сейсмического воздействия и исходных характеристик основания. Полученные в результате испытаний данные должны учитываться при оценке надежности оснований, сложенных несвязными водонасыщенными грунтами в условиях действия динамических (в том числе, сейсмических) нагрузок.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. За последние 2-3 десятилетия в РФ и за рубежом предложены разнообразные конструкции сейсмоизолирующих фундаментов и других устройств сейсмзащиты сооружений как альтернатива традиционным методам обеспечения сейсмостойкости. На основании изучения имеющихся предложений автором разработана и представлена в первой главе диссертации классификация большинства известных вариантов таких конструкций.

2. Выполнена адаптация общей методологии оценки надежности сложных природно-технических систем применительно к поставленным целям диссертационной работы с учетом неопределенности исходной информации относительно сейсмических воздействий и характеристик объекта. В качестве модели неопределенности принята случайность, что позволило использовать математический аппарат теории вероятности. Разработана схема стратегии исследований, основанная на синтезе различных научно-прикладных дисциплин, теорий сейсмостойкости и теорий надежности.

3. Разработана количественная оценка надежности системы «основание - сейсмоизолирующий фундамент - сооружение», включающая оценку надежности каждого из элементов системы методами параметрической теории надежности и оценку надежности всей системы в целом в соответствие со структурно-логической теории надежности.

4. Разработаны методики количественной оценки надежности для различных типов систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты, в том числе:

для устройства сейсмоизоляции с нелинейными характеристиками;

системы сейсмозащиты с динамическим гасителем колебаний;

системы сейсмоизоляции с выключающимися связями.

5. Разработана методика количественной оценки надежности сейс-моизолирующего фундамента с учетом накопления повреждений при повторных сейсмических воздействиях с использованием математического аппарата дискретных цепей Маркова.

6. Используя вероятностный подход, выполнена оценка надежности расчетной модели сейсмоизолированного объекта в подземном сооружении.

7. Разработана методика по определению потенциала разжижения несвязных водонасыщенных грунтов при динамических нагрузках с учетом случайного характера параметров расчетного сейсмического воздействия и исходных данных. Полученные результаты могут быть использованы при оценке надежности оснований, сложенных несвязными водонасы-щенными грунтами в условиях сейсмических воздействий.

8. Выполнены экспериментальные исследования по оценке характеристик демпфирующих элементов с сыпучим слоем при статическом и динамическом воздействии.

9. Результаты исследований в соответствии с представленными в диссертации справками о внедрении, приняты к использованию при проектировании сейсмостойких сооружений различного типа.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах (в скобках указаны соавторы):

1. Альберт,И.У.Теоретические основы динамических методов поверхностного уплотнения грунтов. [Текст] / Альберт И.У. // JL, изд. Энергия, 1974.-С. 87

2. Альберт,И.У. Выбор расчетной модели грунтового массива в исследованиях эффективности ударно-вибрационных уплотнителей. [Текст] / Альберт И.У.// Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.114,1976,- С.109-112.

3. Альберт,И.У. Практический способ расчета напряженно-дефор-миро-ванного состояния грунтового массива при ударном нагружении. [Текст] / Альберт И.У. // Материалы IV Всесоюзной конференции «Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений». Ташкент, 1977 - С. 11-14.

4. Альберт, И.У. Сравнительное исследование эффективности средств сейсмозащиты зданий, опирающихся на высокий свайный ростверк [Текст] / Альберт И.У., Сандович Т.А. // Известия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева, т.131,1979.-С.51 -57.

5. Альберт, И.У. Экспериментальные исследования демпфера сухого трения [Текст] / Альберт И.У., Сандович Т.А. // Экспресс-информация ВНИИИС, серия «Строительство», вып.6,1981. - С.16 - 20.

6. Альберт, И.У. Учет некоторых видов нелинейных характеристик в расчетах фундаментов и массивных сооружений с помощью методов математического моделирования [Текст] / Альберт И.У. / В кн. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технич. совещания «Методы исследований и расчетов сейсмостойкости гидротехнических и энергетических сооружений» / Изд. ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева. Л.,1981.- С.161-162.

7. Альберт, И.У. Решение некоторых нелинейных задач сейсмостойкости гидросооружений с использованием АВМ [Текст] / Егоров А.Н., Альберт И.У., Шульман С.Г. // Известия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева т. 148, 1982. -С.100-105.

8. Альберт, И.У. (соавторы Савинов O.A., Сандович Т.А., Сахарова В.В., Уздин A.M.) A.c. № 1011789 «Сейсмостойкий фундамент», кл. Е 02 D 27/34, Б.И.№14, 15.04.1983.

9. Альберт, И.У. О возможности использования упрощенных расчетных схем при выборе параметров систем сейсмоизоляции и сейсмоза-щиты фундаментов [Текст] /Альберт И.У., Савинов O.A., Сандович Т.А. // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т. 166, 1983.- С.31-39.

Ю.Альберт, И.У. Нелинейные задачи динамики и сейсмостойкости гидротехнических сооружений [Текст] / Егоров А.Н., Шульман С.Г. / Обзорная информация «Энергетика и электрификация. Серия 2 Гидроэлектростанции. Вып.1,М., 1983.-48 с.

П.Альберт, И.У. Сейсмоизоляция зданий и сооружений. [Текст]. / Савинов O.A., Альберт И.У. // Экспресс-информация: Строительство и архитектура. Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство. Вып. 4,1983.-СЛ-4.

12. Альберт, И.У. Основные принципы устройства сейсмоизоли-рующих фундаментов сооружений [Текст] / Альберт И.У., Савинов O.A. // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по сейсмостойкому строительству. Нарва, 1984. С. 14.

13. Альберт, И.У. (соавторы Савинов O.A., Равкин A.A., Лаврино-вич Е.В.) A.C. № 1129273 «Способ уплотнения дорожно-строительных материалов», кл. Е 01 С 19/28 БИ №46 15.12.84.

14. Альберт, И.У. Моделирование колебаний сейсмоизолиролван-ных фундаментов [Текст] / Альберт И.У. Савинов O.A.,Сахарова В.В., Уздин А.М. // Тезисы VI Всесоюзной конференции ДОФ-85, Ленинград. 1985,-С.434-435.

15. Альберт, И.У. Лабораторная методика определения максимальной плотности и виброуплотняемости зернистых материалов. [Текст] / Лавринович E.H., Карманов И.В. \\ Известия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева, т.189, 1985-С.67-72.

16. Альберт, И.У. Методика определения виброуплотняемости связных грунтов. [Текст] / Савинов O.A., Равкин A.A., Степанов К.А. \\ Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т. 197, 1986 - С.36-41.

17. Альберт, И.У. Сейсмоащитные фундаменты реакторных отделений АЭС. [Текст] / Альберт И.У., Савинов O.A., Кауфман Б.Д., Уздин A.M. / Обзорная информация ЦНТИ, серия 3 Атомные электростанции. -Вып. 13,1988.-62 с.

18. Альберт, И.У. О применимости искусственных акселерограмм для оценки эффективности сейсмоизолирующих фундаментов [Текст] / Ау-бакиров А.Т. // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.212,1989. С.109 -114.

19. Альберт, И.У. Характеристики динамической уплотняемости грунтов и их пользование при оценке эффективности вибрационных уплотняющих машин // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.212, 1989. -€.47-52.

20. Альберт, И.У. Экспериментальные установки для определения динамических прочностных и деформационных характеристик мелкозернистых грунтов в условиях сдвига и трехосного напряженного состояния. [Текст] / Альберт И.У. //Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.235,1998 - С.51-57.

21. Альберт, И.У. Рекомендации по определению виброуплотняемости связных грунтов. П42-89/ВНИИГ им.Б.Е Веденеева , 1989. (группа авторов). 60 с.

22. Альберт, И.У. Использование эффекта обратной засыпки для оптимизации параметров сейсмоизолирующих фундаментов [Текст] / Савинов O.A., Аубакиров А.Т. //Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: ДЭС-87. Повышение надежности энергетических сооружений при динамических воздействиях // JIO Энергоатомиздат, 1989. - С.192 - 196.

23. Альберт, И.У. Сейсмоизоляция реакторных отделений АЭС [Текст] / Савинов O.A., Уздин А.М. // Тезисы докладов к IX Европейской конференции по сейсмостойкому строительству. 1990. - С. 62.

24. Альберт, И.У. Некоторые особенности сейсмоизолирующего кинематического фундамента Ю.ДЛерепинского [Текст] / Уздин A.M., Сандович Т.А. // Научно-тех. реф. сб. ЦНИИС. серия 14. Сейсмостойкое строительство, вып. 1,1993. - С.32 - 36.

25. Альберт, И.У. Сопоставительный анализ сейсмостойкости зданий с различивши системами сейсмоизоляции. [Текст] / Белаш Т.А. // Сейсмостойкое строительство, вып. №4,1995. - С.30 - 34.

26. Альберт, И.У. Математическое моделирование систем сейсмоизоляции зданий с поэтажным расположением демпфирующих элементов [Текст] / Белаш Т.А., Мсаллам Маджед. // Тезисы докладов конференции «Средства математического моделирования, Санкт-Петербург, изд. СПбГТУ, 1997.-С.62-63.

27. Альберт, И.У. Эффективные энергопоглотители сухого трения в конструкциях гибких зданий и сооружений [Текст] / Белаш Т.А„ Мсаллам Маджед. // Сейсмостойкое строительство, вып. № 1,1998.—С.ЗЗ— 36.

28. Альберт, И.У. Эффективность сейсмозащиты здания на сейс-моизолированном фундаменте при опирании поэтажно расположнных энергопоглотителей сухого трения на невращающийся массив [Текст] / Белаш Т.А., Альберт И.У., Мсаллам М. // Сейсмостойкое строительство, вып. № 3,1999,-С. 35-37.

29. Альберт, И.У. Оценка эффективности сейсмоизолирующего фундамента многоэтажного здания с гибким каркасом и системой поэтажного демпфирования. [Текст] / Сандович Т.А., Маджед М. // Известия ВНИИГим.Б.Е.Веденеева, т.234, 1999.-С. 158-163.

30. Альберт, И.У. Оценка степени деградации жесткости межэтажных связей и ее влияние на параметры динамической реакции здания с динамическими гасителями колебаний [Текст] / Белаш Т.А., Богданова Г.А. // В сб. докладов Международной научно-практической конференции: Градостроительные проблемы на современном этапе. СПб, изд. Стройиз-дат, 2000,-С. 172-174.

31. Альберт, И.У. Опыт исследования фильтрационных и геомеха-ничесских свойств твердых бытовых отходов (антропогенных образований). [Текст]/ Жиленков В.Н, Кветная И.А., Васильева З.Г.// Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.239,2001, - С. 251-259.

32. Альберт, И.У. Анализ влияния неоднородности основания на параметры его динамической модели [Текст] / А.О. Докторова // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, вып. 2,2001. С. 30 - 33.

33. Альберт, И.У. Об учете основания в нормах по расчету сооружений на сейсмические воздействия [Текст] / Докторова А.О., Клячко, М. А., Петров, В.А., Уздин А.М. // Тезисы IV национальной конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию с международным участием, 9-13 октября 2001, г.Сочи.- с.24

34. Альберт, И.У. Нестационарные колебания нелинейных систем со случайными характеристиками трения [Текст] / Р. Р. Лабазанов Р.Р., Белаш Т. А. // Известия ВНИИГ им.Б.КВеденеева. т.267,2002,- С. 100 - 106.

35. Альберт, И.У. Экспериментальная оценка параметров диаграмм сдвига демпферов сухого трения на основе металлических трущихся пар. [Текст] / Белаш Т.А., Лабазанов P.P. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, вып. № 2, 2002,- С. 46 - 48.

36. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности системы зданий и сооружений с нелинейными сейсмоизолирующими элементами [Текст] / Альберт И.У. // Тезисы докладов IV Российской национальной конференции по сейсмостойкому строительству и безопасности сооружений, г. Сочи, 19 - 24 сентября, 2005. - С. 14-15.

37. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности системы "сейсмоизолированное сооружение - основание" при сейсмической воздействии [Текст]. / Альберт И.У. // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.244, 2005.-С. 203-209.

38. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности зданий, сооружений и оборудования с системами сейсмоизоляции [Текст] / Альберт И.У.// В сб. докладов IV Российской национальной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения", Санкт-Петербург, изд. Санкт-Петербургского Государственного Политехнического университета, 2005. -С.ЗЗ - 38.

39. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности сейсмоизоли- г рованного фундамента с демпферами сухого трения. [Текст] / Альберт И.У.// Вестник гражданских инженеров. №2(7), 2006. - С. 26-29.

40. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности зданий и сооружений с нелинейными сейсмоизолирующими элементами // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, вып. 6,2006 - С. 19-20 .

41. Albert, I.U. Probabilisic reliability assessment of seismic isolation and seismic protaction systems / I. U. Albert //First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland. 2006, P. 409.

42. Альберт, И.У.Численная оценка вероятности отказа системы "сооружение - сейсмоизолирующий фундамент - основание" при сейсмических воздействиях.[Текст]/Альберт И.У. // Вестник гражданских инженеров. № 1(14), 2008. - С. 17 - 24.

43. Альберт, И.У. Методика количественной оценки надежности зданий и сооружений с системами сейсмозащиты. [Текст] // Известия-ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. Т.252,2008. - С. 104 - 110.

44. Альберт, И.У. Количественная оценка надежности сейсмоизо-лирующего фундамента с изменяемыми характеристиками опорных элементов. [Текст] / И.У.Альберт. // Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, т.260,2010,-С. 39-44.

45. Альберт, И.У. Экспериментальные исследования вероятности разжижения несвязных водонасьнценных грунтов оснований при сейсмических воздействиях. [Текст] / Альберт И.У. // Сейсмостойкое строительство, Безопасность сооружений №6,2010. - С. 46-48.

46. Альберт, И.У. Снижение отклика сооружения на сейсмическое воздействие с помощью маятниковых подшишшков.[Текст] / Альберт И.У., Кассирова Н.А., Цирухин Н. А. // Известия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева. - т. 260,2010.-С. 45-49.

Типография ООО «Наша Марка» 195220, Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21. Объем 2,0 пл. Тираж 100. Заказ 3.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Введение.

1.2. Классификация средств обеспечения сейсмостойкости сооружений.

1.3. Специальные средства сейсмоизоляции и сейсмозащиты.

1.3.1. Сейсмоизолирующие фундаменты с упругой подвеской сооружения.

1.3.2. Системы сейсмозащиты с выключающимися связями.

1.3.3. Системы сейсмозащиты с опорами скольжения.

1.3.4. Кинематические фундаменты с телами вращения.

1.3.5. Фундаменты гидроциркуляционного типа.

1.3.6. Устройства сейсмозащиты с динамическими гасителями колебаний.

1.3.7. Активные системы сейсмозащиты.

1.4. Задачи исследований.

2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ, ФУНДАМЕНТОВ И НАДФУНДАМЕНТНЫХ СТРОЕНИЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

2.1. Особенности работы оснований, фундаментов и надфундаментных строений в условиях интенсивных сейсмических воздействий.

2.2. Сейсмические воздействия и способы их моделирования.

2.3. Выбор расчетных моделей. Иерархический и веерный ряды моделей.

2.4. Выбор модели подсистемы «сооружение».

2.5. Выбор расчетной модели «основание».

2.6. Варианты теорий сейсмостойкости и их использование при оценке надежности.

2.6.1 Статическая теория сейсмостойкости.

2.6.2 Линейно-спектральная теория сейсмостойкости.

2.6.3 Динамическая теория сейсмостойкости.

3. ОСНОВЫ ВЕРОЯТНОСТНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ.

3.1. Методы статистической динамики и их использование для оценки надежности оснований и сооружений.

3.1.1. Вырожденные системы.

3.1.2. Системы, представляемые дифференциальными или интегральными уравнениями.

3.1.3. Метод решения задач статистической динамики с использованием спектральных функций.

3.1.4. Методика оценки надежности с использованием теории выбросов случайных процессов.

3.1.5. Метод статистической линеаризации.

3.1.6. Оценка надежности нелинейных систем.

3.2. Параметрическая оценка надежности и методы ее реализации.

3.2.1. Нормативный метод оценки надежности.

3.2.2. Метод прямой линеаризации.

3.2.3. Методом статистических испытаний (Монте-Карло).

3.3. Структурно - логическая теория надежности.

3.4. Деревья отказов как структурно-логические схемы надежности сложных систем.

3.5. Синтез научно-прикладных дисциплин, используемых для количественной оценке надежности сложных природно-технических систем.

3.6. Байесовский подход к оценке надежности при проектировании эксплуатации и испытаниях сооружений.

3.7. Принятие решений в условиях неопределенности и риска.

4. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ "ОСНОВАНИЕ- СЕЙСМОИЗОЛИРУЮЩИЙ ФУНДАМЕНТ -СООРУЖЕНИЕ"

4.1. Постановка задачи.

4.2. Методика количественной оценки надежности подсистем «сооружение» и «сейсмоизолирующий фундамент».

4.3. Методика количественной оценки надежности подсистемы «основание».

4.3.1. Оценка вероятности отказа основания по первой группе предельных состояний.

4.3.2. Оценка вероятности отказа основания по второй группе предельных состояний.

4.3.3. Оценка вероятности отказа основания по методу предельного равновесия.

4.4. Оценка надежности системы «основание — сейсмоизолирующий фундамент соружение».

5. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ УСТРОЙСТВ

СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИИ СЕЙСМОЗАЩИТЫ.

5.1. Методика оценки надежности системы сейсмоизолированного фундамента с нелинейным элементом демпфирования методом статистических испытаний.

5.2. Методика оценки надежности сейсмоизолированного фундамента с изменяемой системой опорных элементов.

5.3. Пример расчета надежности системы сейсмозащиты с динамическим гасителем сейсмических колебаний.

5.3.1. Результаты расчетов.

6. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СЕЙСМОИЗОЛИРУЮЩЕГО ФУНДАМЕНТА

ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ С

УЧЕТОМ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ОПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

6.1. Постановка задачи.

6.2. Краткие сведения по теории дискретных цепей Маркова.

6.3. Методика оценки надежности сейсмоизолированного фундамента с учетом накопления повреждений опорных элементов.

6.4. Результаты расчета.

7. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СЕЙСМОИЗОЛИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ,

УСТАНОВЛЕННОГО В ПОДЗЕМНОМ СООРУЖЕНИИ.

7.1. Некоторые особенности количественной оценки надежности сейсмоизолирован-ных объектов, размещаемых в подземных сооружениях.

7.2. Постановка задачи. Расчетная модель подземного сооружения и установленного в нем сейсмоизолированного оборудования.

7.3. Методика количественной оценки надежности сейсмоизолированного оборудования с учетом случайных факторов.

7.4. Результаты расчета.

8. ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЗМОЖНОСТИ РАЗЖИЖЕНИЯ НЕСВЯЗНЫХ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

8.1. Оценка потенциала разжижения несвязных грунтов в детерминированной постановке.

8.2. Вероятностная оценка потенциала разжижения с учетом случайного характера исходных данных.170.

9. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФЕРОВ С СЫПУЧИМ СЛОЕМ В УСТРОЙСТВАХ

СЕЙСМОИЗОЛИРУЮЩИХ ФУНДАМЕНТОВ.

9.1. Цель экспериментальных исследований.

9.2. Оборудование, использованное для испытаний демпферов с сыпучим слоем.

9.3. Методика проведения экспериментальных исследований

9.4. Результаты динамических испытаний демпфера.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. За последние 2-3 десятилетия в РФ и за рубежом предложены разнообразные конструкции сейсмоизолирующих фундаментов и других устройств сейсмзащиты сооружений как альтернатива традиционным методам обеспечения сейсмостойкости. На основании изучения имеющихся предложений автором разработана и представлена в первой главе диссертации классификация большинства известных вариантов таких конструкций.

2. Выполнена адаптация общей методологии оценки надежности сложных природно-технических систем применительно к поставленным целям диссертационной работы с учетом неопределенности исходной информации относительно сейсмических воздействий и характеристик объекта. В качестве модели неопределенности принята случайность, что позволило использовать математический аппарат теории вероятности. Разработана схема стратегии исследований, основанная на синтезе различных научно-прикладных дисциплин, теорий сейсмостойкости и теорий надежности.

3. Разработана количественная оценка надежности системы "основание - сейсмоизолирующий фундамент - сооружение", включающая оценку надежности каждого из элементов системы методами параметрической теории надежности и оценку надежности всей системы в целом в соответствие со структурно-логической теории надежности.

4. Разработаны методики количественной оценки надежности для различных типов систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты, в том числе:

• для устройства сейсмоизоляции с нелинейными характеристиками;

• системы сейсмозащиты с динамическим гасителем колебаний;

• системы сейсмоизоляции с выключающимися связями.

5. Разработана методика количественной оценки надежности сейсмои-золирующего фундамента с учетом накопления повреждений при повторных сейсмических воздействиях с использованием математического аппарата дискретных цепей Маркова.

6. Используя вероятностный подход, выполнена оценка надежности расчетной модели подземного сейсмоизолированного объекта.

7. Разработана методика оценки надежности для системы сооружения с сейсмоизолирующим фундаментом с учетом отказов части элементов устройства при последовательных сейсмических воздействиях.

8. Разработана методика по определению потенциала разжижения несвязных водонасыщенных грунтов при динамических нагрузках с учетом случайного характера параметров расчетного сейсмического воздействия и исходных данных. Полученные результаты могут быть использованы при оценке надежности оснований, сложенных несвязными водонасыщенными грунтами в условиях сейсмических воздействий.

9. Выполнены экспериментальные исследования по оценке характеристик демпфирующих элементов с сыпучим слоем при статическом и динамическом воздействии.

10. Результаты исследований в соответствии с представленными в диссертации справками о внедрении, приняты к использованию при проектировании сейсмостойких сооружений различного типа.

1. Абакаров, А.Д. Исследование сейсмической реакции и оценка рациональных параметров систем сейсмоизоляции со скользящим поясом при сейсмических воздействиях Текст. / А. Д. Абакаров, Ч. Р. Зайнулабидова.

2. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. Вып. 6. 2003. С. 31-34.

3. Айзенберг, Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов Текст. / Я. М. Айзенберг. М.: Стройиздат. 1976, 229 с.

4. Айзенберг, Я.М. Спектры состояния систем с деградирующей жесткостью и их применение для оценки сейсмической реакции сооружений Текст. / Я. М. Айзенберг // Экспресс информация ВНИИИС. — Серия 14. Сейсмостойкое строительство . 1981. № 6, С. 24 - 29.

5. Айзенберг, Я.М. Развитие концепций и норм антисейсмического проектирования Текст. / Я. М. Айзенберг // М.: ВНИИНТПИ. 1997. С. 3-7.

6. Айзенберг, Я.М. Сейсмоизоляция зданий в России и СНГ Текст./ Айзенберг Я.М. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. Вып. 1. 1998, С. 23-26.

7. Айзенберг, Я.М. Реабилитация сейсмостойкости зданий с гибким нижним этажом Текст. / Я. М. Айзенберг // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. Вып. 5. 2001. С. 3 6.

8. Айзенберг, Я.М. Простейшая сейсмоизоляция. Колонны нижних этажей как элемент сейсмоизоляции Текст. / Я. М. Айзенберг // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений Вып. 1. 2004. С. 28 - 34.

9. Айзенберг, Я. М. Нейман, А. И. Абакаров А. Д. и др Адаптивные системы сейсмической защиты сооружения Текст. / Я. М. Айзенберг,

10. А. И. Нейман, А. Д. Абакаров и др.; Отв. ред. С. В. Медведев. М.: Наука. 1978.-246 с.

11. Айзенберг, Я.М. Качающиеся опоры с гидроциркуляционной системой для сейсмоизоляции сооружений Текст. / Я. М. Айзенберг, В. И. Смирнов, А. В. Минасян // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений — Вып. 2. 2000. С. 34-36.

12. Айзенберг, Я.М. Гидроциркуляционно-фрикционная система для сейсмоизоляции сооружений Текст. / Я. М. Айзенберг, В. И. Смирнов,

13. А. В. Минасян // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений -Вып. 6. 1999. С. 28-29.

14. Айзенберг, Я.М. Алгоритм программы расчета системы сейсмозащиты с выключающимися связями и ограничителями перемещений Текст.

15. Я. М. Айзенберг, М. М. Хасенов //Науч-техн. реф. сб. ЦНИИС: серия 14,

16. Сейсмостойкое строительство. 1977. Вып.11. С. 6 — 10.

17. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности системы "сейсмоизоли-рованное сооружение — основание" при сейсмических воздействиях. Текст. / И. У. Альберт // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, т.244. 2005. С. 203209.

18. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности системы зданий и сооружений с нелинейными сейсмоизолирующими элементами Текст.

19. И. У. Альберт // Тезисы докладов IV Российской национальной конференции по сейсмостойкому строительству и безопасности сооружений, Сочи. 19 24 сентября. 2005. С. 14-15.

20. Альберт, И.У. Численная оценка вероятности отказа системы "сооружение сейсмоизолирующий фундамент — основание" при сейсмических воздействиях Текст. / И. У. Альберт // Вестник гражданских инженеров,1(14). 2008. С. 17-24.

21. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности сейсмоизолированного фундамента с демпферами сухого трения // Вестник гражданских инженеров. №2(7). 2006. С. 26-29.

22. Альберт, И.У. Оценка эффективности сейсмоизолирующего фундамента с гибким каркасом и системой поэтажного демпфирования. Текст. /АльбертИ.У. //Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1999. т.234, с. 158-163.

23. Альберт, И.У. Вероятностная оценка надежности зданий и сооружений с нелинейными сейсмоизолирующими элементами Текст. / И. У. Альберт

24. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений — Вып. 6. — 2006. С.19-20 .

25. Альберт, И.У. Методика количественной оценки надежности зданий и сооружений с системами сейсмозащиты Текст. / И. У. Альберт // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 2008. Т.252. С.104 110.

26. Альберт, И.У. Анализ влияния неоднородности основания на параметры его динамической модели Текст. / И. У. Альберт, А. О. Докторова // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. Вып. 2. 2001. С. 30 -33.

27. Альберт, И.У. О применимости искусственных акселерограмм для оценки эффективности сейсмоизолирующих фундаментов Текст. /

28. И. У. Альберт, А. Т. Аубакиров // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1989. Т.212. С. 109-114.

29. Альберт, И.У. Нелинейные задачи динамики и сейсмостойкости гидротехнических сооружений Текст. / И. У. Альберт, А. Н. Егоров,

30. С. Г. Шульман . Обзорная информация Информэнерго. 1983. С. 48.

31. Альберт, И.У. Нестационарные колебания нелинейных систем со случайными характеристиками трения Текст. / И. У. Альберт, Р. Р. Лабазанов,

32. Т. А. Белаш // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 2002г. Т.267. С. 100— 106.

33. Альберт, И.У. Анализ динамической реакции конструктивно-нелинейных механических систем. Текст. / И. У. Альберт, В. А. Петров, А. Е. Скворцо-ва // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 2002. Т.241. С. 48-51

34. Альберт, И.У. Сейсмоизоляция реакторных отделений АЭС Текст.

35. И. У. Альберт, О. А. Савинов, А. М. Уздин. Тезисы докладов к IX Европейской конференции по сейсмостойкому строительству. 1990. С. 62.

36. Альберт, И.У. О возможности использования упрощенных расчетных схем при выборе параметров систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты Текст. / И. У. Альберт, О. А. Савинов, Т. А. Сандович // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1983.Т.162. С. 56-59.

37. Альберт, И.У. Экспериментальные исследования демпфера сухого трения Текст. / И. У. Альберт, Т. А. Сандович // Экспресс-информация ВНИИИС. серия строительство. 1981. Вып.6. С. 16-20.

38. Альберт, И.У. Сейсмоизоляция зданий и сооружений. Строительство и архитектура Текст. / И. У. Альберт, О. А. Савинов, Т. А. Сандович // Сейсмостойкое строительство. Серия 13.59. вып.4. 1983. С. 1-4.

39. Альберт, И.У. Основные принципы устройства сейсмоизолирующих фундаментов сооружений Текст. / И. У. Альберт, О. А. Савинов. Тезисы

40. Аубакиров, А.Т. Особенности реакций зданий на свайных фундаментах с упругими ограничителями колебаний на сейсмические воздействия. Текст. / А. Т. Аубакиров, С. А. Ержанов // Науч.тр. КазпромстройНИИпроект. Алма-Ата. 1977. Вып.9(19). С. 70 87.

41. Аугусти, Г. Вероятностные методы в строительном проектировании Текст. / Г. Аугусти, А. Барретта, Ф. Кашиати. М.: 1988. 584 с.

42. Барштейн, М.Ф. Приложение вероятностных методов к расчету сооружений на сейсмические воздействия Текст. / М. Ф. Барштейн // Строительная механика и расчет сооружений. 1960. №2. С. 25 -29.

43. Белаш, Т.А. Сопоставительный анализ сейсмостойкости зданий с различными системами сейсмоизоляции. Текст. / Т. А. Белаш, И. У. Альберт

44. Сейсмостойкое строительство. 1995. Вып. №4. С. 30-34.

45. Белаш, Т.А. Экспериментальная оценка параметров диаграмм сдвига демпферов сухого трения на основе металлических трущихся пар Текст. / Т. А. Белаш, И. У. Альберт, Р. Р. Лабазанов // Сейсмостойкое строительство. 2002. Вып. №2. С. 46-48.

46. Белаш, Т.А. Эффективные энергопоглотители сухого трения в конструкциях гибких зданий и сооружений Текст. / Т. А. Белаш, Мсаллам Маджед, И. У. Альберт//Сейсмостойкое строительство. 1998. Вып. № 1. С. 33 — 36.

47. Белаш, Т.А. Эффективность сейсмозащиты здания на сейсмоизолирован-ном фундаменте при опирании поэтажно расположнных энергопоглотителей сухого трения на невращающийся массив Текст. / Т. А. Белаш,

48. И. У. Альберт, Мсаллам М. // Сейсмостойкое строительство. 1999. Вып. №3. С. 35 -37.

49. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений Текст. / Е. Н. Беллендир, Д. А. Ивашинцев, Д. В. Стефанишин, О. М. Финагенов, С. Г. Шульман // Т.1, 2. Санкт.-Петербург. 2003. 553 с.

50. Фрикционно-подвижные соединения на высокопрочных болтах Текст. / Е. В. Березанцева, В. В. Сахарова, А. Ю.Симкин, А. М. Уздин / Международный коллоквиум: Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных конструкциях/ М.: 1989. Т.1. С. 73-76.

51. Бирбраер, А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость Текст. / А. Н. Бирбраер. / Санкт-Петербург. Изд. Наука. 1998. 254 с.

52. Бирбраер, А.Н., Шульман, С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях Текст. / А. Н.Бирбраер, С. Г. Шульман. М.: Энергоатомиздат. 1989. 301 с.

53. Бирбраер, А.Н., Шульман, С.Г. Сейсмостойкость атомных электростанций. Обзорная информация Текст. / А. Н.Бирбраер, С. Г. Шульман. Ин-формэнерго. 1979. 75 с.

54. Блехман, И.И. Вибрационное перемещение Текст. / И. И Блехман. //М.: изд. Наука. 1974. 460 с.

55. Богданофф, Д.Л. Вероятностные модели накопления повреждений Текст. / Д. Л., Богданофф, Ф. Козин // М.: изд. Мир. 1989. 341с.

56. Болотин, В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений Текст. / В. В. Болотин/. М.: Стройиздат. 1982. 351с.

57. Болотин, В.В. Статистическая теория сейсмостойкости сооружений Текст. / В. В. Болотин // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение. 1959. №4. с.25-35.

58. Болотин, В.В. Применение статистических методов для оценки прочности конструкций при сейсмическом воздействии Текст. В.В. Болотин

59. Изв. АН СССР. Инженерный сборник. 1959. Т.25. с.35-42.

60. Болотин, В.В. Статистическое моделирование в расчетах на сейсмостойкость Текст. / В. В. Болотин // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. №1. С. 60-64.

61. Бородин, JI.A. Оценка влияния работающих в пределах упругости конструктивных элементов на колебания упруго-пластических систем Текст. / JI. А. Бородин // Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС: серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1979.Bbin.ll. С. 15 19.

62. Бородин, JI.A. Расчет каркасов зданий на сейсмические воздействия с учетом перегрузок и неупругой работы в уровнях отдельных этажей Текст. / JI. А. Бородин // Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС: серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1980. Вып.1. С. 1—4.

63. Прочность и надежность конструкций АЭС при экстремальных воздействиях Текст. /С. Е. Бугаенко, С. JI. Буторин, Г. С. Шульман, С. Г. Шульман. М.: Энергоатомиздат. 2005. 575 с.

64. Методы анализа безопасности АЭС при авиакатастрофах Текст.

65. С. JI. Буторин, Г. С. Шульман, С. Г. Шульман. М.: Энергоатомиздат. 2006. 326 с.

66. Буторин, С.Л. Вероятностный анализ безопасности АЭС с учетом сейсмического фактора (практическая реализация системного подхода). Автореферат дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Текст.

67. С. JI. Буторин // С.-Петербург. 1997. 43 с.

68. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей Текст. / Е. С. Вентцель. Изд. Наука. 1969. 576 с.

69. Визир, П.А. Приближенный метод определения надежности элемента статически неопределимой системы Текст. / П. А. Визир // Строительная механика и расчет сооружений. 1979. №5. С. 10-12.

70. Проектирование сейсмостойких гидротехнических, транспортных и специальных сооружений Текст. / И. И. Гольденблат, Г. Н. Карцивадзе, Ш. Г. Напетваридзе, Н. А. Николаенко. — М.: Стройиздат. 1971. 270 с.

71. Годубцова, М.Н. О взаимодействии системы грунт — сооружение при расчете на сейсмические воздействия Текст. / М. Н. Годубцова, О. Я. Шехтер// Труды НИИОСП. 1976. Т.67. С. 64-71.

72. Гусев, A.C., Светлицкий, В.А. Расчет конструкций при случайных воздействиях Текст. / А. С. Гусев, В. А. Светлицкий. М.: Машиностроение. 1984. 240 с.

73. Докторова, А.О. Развитие методов учета взаимодействия фундамента с основаниием для оценки сейсмостойкости сооружений. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд.техн.наук Текст. / А. О. Докторова СПб. 2002. ПГУПС. 26 с.

74. Диментберг, М.Ф. Нелинейные стохастические задачи механических колебаний Текст./М. Ф. Диментберг. М.: изд. Наука. 1980. с.320.

75. Егоров, А. Н. Решение некоторых нелинейных задач сейсмостойкости гидросооружений с использованием АВМ Текст./ А. Н. Егоров, И. У. Альберт, С. Г. Шульман // Известия "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева". 1982. Т. 148. с. 100-105.

76. Елисеев, О.Н., Уздин, А.М. Сейсмостойкое строительство Текст. /О.Н. Елисеев, A.M. Уздин/ Учебник в 2-ух томах. СПб.: Изд. ПВВИСУ. 1997. 371с.

77. Ермаков, С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы Текст. / С. М. Ермаков. М.: Изд. Наука. 1975. 471 с.

78. Ержанов, С.Е. Расчет сейсмоизолирующей системы с демпфером сухого трения Текст. / С. Е. Ержанов // Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС: серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1980. Вып.1. С. 5-7.

79. Ермолаев, H.H. Надежность оснований сооружений Текст. /Н. Ермолаев, В. В. Михеев/ Изд. JIO Стройиздат. 1976. 152 с.

80. Зеленский О. Текст. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. / Зеленский О., Чанг И./ М.: Машиностроение. 1985. 320 с.

81. Завриев, К.С. Динамическая теория сейсмостойкости Текст.

82. К. С. Завриев. Тбилиси: Закавказский институт сооружений. 1936. 205с.

83. Основы Теории сейсмостойкости зданий и сооружений Текст./.

84. Завриев К.С., А. Г. Назаров, Я. М. Айзенберг, С. С. Дарбинян и др. том 2. М.: Изд. литературы по строительству. 1970. 224 с.

85. Зарецкий, Ю.К. Лекции по современной механике грунтов Текст. / Ю. К. Зарецкий. Изд. Ростовского Университета. 1989. 607 с.

86. Зеленский, Г.А. Многокаскадное демпфирование колебаний зданий на кинематических фундаментах Текст. / Г. А. Зеленский// Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС Госстроя СССР: серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1979. Вып.6. С. 21-24.

87. Зеленьков, Ф.Д. Предохранение зданий и сооружений от разрушения с помощью сейсмоамортизатора Текст. / Ф.Д. Зеленьков / М.: Наука. 1979. 49 с.

88. Иванов, П.Л. Разжижение песчаных грунтов Текст. / П. Л. Иванов / Ленинград: Госэнергоиздат. 1962. с.340.

89. Исследования работы конструкций зданий на упругих опорах при воздействиях типа сейсмических (Великобритания, США) Текст. // Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС Госстроя СССР: серия 14. Сейсмостойкое строительство. -1978. Вып.9. С. 17-20.

90. Ильичев, В.А. Экспериментальное изучение динамического взаимодействия вертикально-колеблющегося фундамента с основанием Текст. / В. А. Ильичев, В. Г. Таранов // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1975. №5. С. 7-11.

91. Капур, К. Надежность и проектирование систем Текст. / К. Капур, JI. Ламбертон. М.: Мир. 1980. 604 с.

92. Керчман, В.И. Консолидация и разжижение водонасыщенных песчаных грунтов при вибрациях и землетрясениях Текст. / В. И. Керчман // Труды НИИОСП. 1976. Т.67. С. 168-177.

93. Килимник, Л.Ш. О проектировании сейсмостойких зданий и сооружений с заданными параметрами предельных состоянгий Текст.

94. Л. Ш. Килимник // Строительная механика и расчет сооружений. 1975. №2. С. 40-44.

95. Килимник, Л.Ш. Анализ работы зданий со скользящим поясом с использованием многомассовой расчетной модели Текст. / Л. Ш. Килимник,

96. Л. Л. Солдатова, Л. И. Ляхина // Строительная механика и расчет сооружений. 1986. №6. С. 69-73.

97. Килимник, Л.Ш. Современные методы сейсмозащиты зданий и сооружений Текст. / Л. Ш. Килимник, Г. А. Казина // Строительство и архитектура. Строительные конструкции: Обзорная информация. Серия 8. М.: ВНИИИС. 1987. Вып.7. 44 с.

98. Кириллов, А.П. Основные пути обеспечения сейсмостойкости электротехнического оборудования АЭС Текст. / А. П. Кириллов, В. В. Пискарев // Электрические станции. 1980. - №11. - С. 13 -14.

99. Кириков, Б.А. Древнейшие и новейшие сейсмостойкие конструкции Текст. / Б. А. Кириков./ М.: Наука. 1990. 72 с.

100. НО.Клаф, Р. Динамика сооружений Текст. / Р. Клаф, Дж. Пензиен./ М.: Стройиздат. 1979. 320 с.

101. Ш.Коренев, Б.Г. Оптимальные параметры динамического гасителя колебаний при воздействиях типа сейсмического Текст. / Б. Г., Коренев, В. С. Поляков // Научн.техн. реф. сб. ЦНИИС Госстроя СССР: серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1977. Вып.З. С. 37—44.

102. Коренев, Б.Г. О колебаниях башенных сооружений, оборудованных динамическими гасителями Текст. / Б. Г., Коренев, JI. М. Резников // Строительная механика и расчет сооружений. 1968. №2. С. 27-31.

103. Коренев, Б.Г. О колебаниях конструкций с динамическими гасителями при стационарных случайных воздействиях, сооружений Текст. / Б. Г., Коренев, J1. М. Резников // Строительная механика и расчет сооружений. 1969. №4. С.48-53.

104. Корчинский, И.Л. Сейсмические нагрузки на здания и сооружения. Пособие для освоения метода расчета строительных конструкций на сейсмические воздействия Текст. / И. JI. Корчинский./ М.: Госстройиздат. 1989. 78 с.

105. Корчинский, И.Л. и др. Основы проектирования зданий в сейсмических районах Текст. / И. Л. Корчинский и др/. М.: Госстройиздат. 1961. 488 с.

106. Крэндалл, С. Роль демпфирования в теории колебаний Текст.

107. С. Крэндалл // Периодический сборник переводов иностранных статей: Механика. №5 1971. С. 3-22.

108. Кудзис, А.П. Надежность железобетонных конструкций Текст. /А. П. Кудзис/. Вильнюс. Изд. Мокслас. 1985. С. 7 78.

109. Кузнецов, A.A. Теория надежности Текст. / А. А. Кузнецов/. М.: МАИ. 1980. 360 с.

110. Кузнецов, A.A. Надежность механических систем летательных аппаратов Текст. / А. А. Кузнецов. М. 1979. 350с.

111. Кульмач, П.П. Сейсмостойкость портовых гидротехнических сооружений Текст. / П. П. Кульмач/. М.: Транспорт. 1970. 310 с.

112. Ломнитц, Ц Сейсмический риск и инженерные решения Текст. / Ц.Ломнитц, Э.Розенблюэт/. Изд. Недра. 1981. 375 с.

113. Лужин, О.В. Вероятностные методы расчета сооружений Текст. / О. В Лужин. М.: 1983. 122 с.

114. Методы обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений (Япония) Текст. // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР: серия 14. Сейсмостойкое строительство. Зарубежный опыт. 1987. Вып. 12. С. 5- 11.

115. Марков, A.A. Избранные труды. Теория чисел. Теория вероятности Текст. / А. А. Марков/. М.: изд. Наука. 1951. 587 с.

116. Маслов, H.H. Условия устойчивости водонасыщенных песков Текст. /Н. Н. Маслов/. М.: Госэнергоздат. 1959. с.41 69.

117. Маслов, H.H. Основы инженерной геологии и механики грунтов Текст. /H.H. Маслов. М.: 1982, 548 с.

118. Механический гаситель колебаний высотных зданий (США) Текст. // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР: серия 14. Сейсмостойкое строительство. Зарубежный опыт. 1997. Вып.6. С. 12—13.

119. Михайлов, Г.М. Использование упруго-фрикционных систем в сейсмостойком строительстве Текст. // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. 1974. Вып.З. С. 36-38.

120. Мишель, А.Г. Динамика многофазных грунтовых сред Текст. / А. Г. Мишель, С. Г. Шульман./ Санкт Петербург, изд. ОАО «ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева». 1999. 395 с.

121. Назин, В.В. Гравитационная система сейсмоизоляции. (Опыт проектирования и строительства 9-этажного жилого сейсмостойкого здания в Севастополе) Текст. / В. В. Назин/. М.: ЦНТИ Минпромстроя СССР. 1974. 55 с.

122. Вероятностные оценки сейсмических нагрузок на сооружения Текст. / Напетваридзе Ш.Г., Кириков Б.А., Чачава Т.Н., Абакаров А.Д. и др. М.: Наука. 1987. 120 с.

123. Никитин, A.A. Применение динамических гасителей для сейсмозащиты мостов Текст. / А. А., Никитин, А. М. Уздин // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М.:. 1986. Вып.9. С.20-24.

124. Ньюмарк, Н. Основы сейсмостойкого строительства Текст. / Н. Нъюмарк, Э. Розенблюэт / М.: Стройиздат. 1980. 343 с.

125. Переверзев, Е.С. Параметрические модели отказов и методы оценки надежности технических систем Текст. / Е. С. Переверзев, JL Д. Чумаков / Киев. Изд. Наукова думка. 1989. 184 с.

126. Поляков, B.C. К вопросу об эффективности динамического гасителя колебания при сейсмических воздействиях Текст. / B.C. Поляков // Строительная механика и расчет сооружений. 1980. №5. С. 49-53.

127. Поляков, B.C. Колебания системы с выключающимися связями и динамическим гасителем при сильных землетрясениях Текст. / В. С. Поляков

128. Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М.: 1977. Вып.8. С.14 18.

129. Поляков, B.C. Сейсмостойкие конструкции зданий. Текст. / В. С. Поляков. Учеб.пособие для вузов/. М.: Высшая школа. 1969. 333 с.

130. Поляков, B.C. Рекомендации по проектированию зданий с сейсмоизоли-рующим скользящим поясом и упругими ограничителями перемещений

131. Текст. / В. С. Поляков, Н. Ш. Килимник // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М. 1982. Вып.4. С.7- 11.

132. Переверзев, Е.С. Параметрические модели отказов и методы оценки надежности технических систем Текст. / Е. С.Переверзев, JI. Д. Чумаков. -Киев. Наукова думка. 1989. 184 с.

133. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). Текст./ Изд. НИИОСП им.Герсеванова Госстроя СССР. М.: 1986. 415 с.

134. Применение систем сейсмоизоляции в зданиях и сооружениях (США) Текст. // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М.: 1985. Вып.12. С. 2 5.

135. Пугачев, B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления Текст. / В. С. Пугачев/. М.: Физматгиз. 1957. 669 с.

136. Радзинский, Г.Н. Справочник по вероятностным расчетам Текст. / Г. Н. Радзинский/. М.: изд. Наука. 2001. 295 с.

137. Райзер, В.Д. Теория надежности в строительном проектировании Текст. / В.Д. Райзер/. М.: Изд. Ассоциация строительных вузов. 1998. 584 с.

138. Рассказовский, В.Т. Расчет многоэтажных зданий с гибкой нижней частью на сейсмические воздействия Текст. / В. Т., Рассказовский, Ю. А. Гамбург // Строительство и архитектура Узбекистана. 1967. №2. С. 41-45.

139. Рашидов,Т., Шамсиев,У.Ш., Мушеев,Р.Н., Бовшовер, А.З.

140. Сейсмодинамика пространственных систем. Текст. / Рашидов Т.Р., Шамсиев У.Ш., Мушеев Р.Н., Бовшовер А.З. Ташкент/. Изд. «Фан». 1991. 181с.

141. Рекомендации по проектированию зданий с сейсмоизолирующим скользящим поясом и динамическими гасителями колебаний Текст. / М.: ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко. 1984. 55 с.

142. Резников, JI.M. Эффективность динамических гасителей при нестационарных случайных воздействиях Текст. / JI. М. Резников, Г. М. Фишман // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. №1. с.56-59.

143. Рекомендации по проектированию гасителей колебаний для защиты зданий и сооружений, подверженных горизонтальным динамическим воздействиям от технологического оборудования и ветра. Текст. М.: ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко. 1978. 68 с.

144. Ржаницын, А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность Текст. / А. Р. Ржаницын/. М.: Стройиздат. 1978. 160 с.

145. Роледер, А.Ю. Вероятностная оценка сейсмостойкости свайных фунда ментов при последовательных землетрясениях Текст.

146. А. Ю. Роледер // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1991. Т. 225. С. 100- 105.

147. Рябинин, И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем Текст. / И. А. Рябинин / Изд."Политехника". Санкт-Петербург. 2000.248 с.

148. Савинов, O.A. Об экспериментальном исследовании свойств насыпных грунтов как оснований фундаментов под машины Текст.

149. О. А. Савинов // Труды НИИОСП. 1949. Вып.1. С. 34 39.

150. Савинов, O.A. Фундаменты под машин Текст. / О. А. Савинов // Изд. литературы по строительству и архитектуре. Москва-Ленинград. 1955.292 с.

151. Савинов, O.A. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет Текст. / О. А. Савинов/. Стройиздат. 1979. 198 с.

152. Савинов, O.A., Альберт И.У. Сейсмоизоляция зданий и сооружений. Текст. / О.А.Савинов, И.У.Альберт//. Экспресс-информация Строитель ство и архитектура. Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строителдьство. Вып. 4. 1983. С.1-4.

153. Савинов, O.A. Динамические проблемы строительной техники Текст. / О. А. Савинов/. Санкт- Петербург. 1993. 178 с.

154. Савинов, O.A. Использование эффекта обратной засыпки для оптимизации параметров сейсмоизолирующих фундаментов Текст.

155. О. А. Савинов, А. Т., Аубакиров, И. У. Альберт / Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Повышение надежности энергетических сооружений при динамических воздействиях, 1989. С.192 196.

156. Савинов O.A., Сандович Т.А. и др. A.c. 855160, (СССР), Фундамент сейсмостойкого здания; заяв. 28,06,79, №27858 72/29-33; опубл. В БИ 1981. №30 МКИ, Е04Н 9/02, E02d, 27/346 УДК 624.159.1(083.8).

157. Сандович, Т.А., Альберт, И.У. Сравнительное исследование эффективности средств сейсмозащиты зданий, опирающихся на высокий свайный ростверк Текст. / Т. А. Сандович, И. У. Альберт // Известия "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева". 1979. т.131. С. 51-57.

158. Санельников, B.C. Гидрофрикционная система сейсмоизоляции объектов различного назначения Текст. / В. С. Санельников, Е. А. Аболин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. № 6. 2001.1. С. 33-37.

159. Семенцов, С.А. О возможности определения надежности вероятностным методом Текст. / С. А. Семенцов // Строительная механика и расчет сооружений. 1972. №4. С. 2-7.

160. Сейсмоизолирующие резино-металлические опоры (Япония) // Экспресс информация. Серия Сейсмостойкое строительство. ВНИИИС. Вып.1 1987. С. 8-9.

161. Соболь, И.М. Численные методы Монте-Карло Текст. / И. М. Соболь/. Изд. Наука. М.: 1973. 311 с.

162. Солдатова, JI.JI. Исследование работы двухмассовой модели здания с сейсмоизоляционным скольящим поясом Текст. / JI. Л. Солдатова // Реф. информация ЦНИИС Госстроя СССР. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М. 1980. Вып.11. С.4-7.

163. Ставницер, JI.P. К вопросу о влиянии грунта на расчетную сейсмичность зданий Текст. / Л. Р. Ставницер // Строительная механика и расчет сооружений. 1990. №2. С. 92-95.

164. Стефанишин, Д.В. Проблемы надежности гидротехнических сооружений Текст. / Д. В. Стефанишин, С. Г. Шульман // Санкт Петербург, изд. ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1991. 50 с.

165. Стрелецкий, Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений Текст. / Н. С. Стрелецкий / М.: Стройиздат. 1947. 320 с.

166. Стрелецкий, Н.С. Метод расчета конструкций зданий и сооружений по пре дельным состояниям, применямый в СССР, и основные направления его применения к строительным конструкциям Текст. / Н. С. Стрелецкий / М.: Стройиздат. 1961. 235с.

167. СНиП П-7-81 Строительство в сейсмических районах. М.: Стройиздат. 1982. 44с.

168. СНиП 2.02.05 Фундаменты машин с динамическими нагрузками / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР. 1988. 41 с.

169. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Госкомитет СССР по делам строительства. М.: 1985. 41 с.

170. Тихонов, В.И. Выбросы случайных процессов. Текст./ Тихонов В.И./ Изд. Наука, М.: 1970. 392 с.

171. Уздин А.М. Некоторые особенности сейсмоизолирующего кинематического фундамента Ю.Д.Черепинского Текст. / А. М. Уздин, Сандович Т.А., Альберт И.У. // Научно-тех. реф. сб. ЦНИИС. серия 14. Сейсмостойкое строительство. М.: 1993. Вып.1. С.32-36.

172. Уздин, А.М. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений Текст. / А. М. Уздин, Т. А. Сандович, Аль -Насер Мохомад Самих Амин / СПб.: Изд. ВНИИГ. 1993. 176 с.

173. Филиппов, Р.Д. К вопросу об устойчивости водонасыщенных песков оснований при динамических воздействиях Текст. / Р. Д. Филиппов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1959. №2. С. 24 27.

174. Финагенов, О.М. Управление динамической реакцией грунтовых плотин с использованием динамических льдогрунтовых гасителей колебаний Текст. / О. М. Финагенов // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1989.1. Т. 216. с. 39-43.

175. Финагенов, О.М. К оценке вероятности отказа льдогрунтового динамического гасителя колебаний Текст. / О. М. Финагенов // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1991. Т. 225. С. 79-83.

176. Хоциалов, Н.Ф. Запасы прочности Текст. / Н. Ф. Хоциалов // Строительная промышленность. №10. 1929. С. 34-41.

177. Хачиян, Э.Е. К постановке задачи о сейсмической защите сооружений путем применения активных внешних сил Текст./ Э. Е. Хачиян, JI. А. Мов-сисян // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №1. 2004. С. 39-43.

178. Черепинский, Ю.Д. К сейсмостойкости зданий на кинематических опорах Текст. / Ю. Д. Черепинский // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1972. №3. С. 13-15.

179. Черепинский, Ю.Д. Сравнительный анализ сейсмоизолирующих фундаментов опорного типа Текст. / Ю. Д. Черепинский // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №5. 2004. С. 31-34.

180. Черепинский, Ю.Д. Активная сейсмозащита зданий и сооружений Текст. / Ю. Д. Черепинский, Т. Ж. Жунусов, И. Г. Горвиц. Алма-Ата. : КазНИИНТИ. 1985. 240 с.

181. Чернов, Ю.Т. Расчет сооружений, содержащих нелинейный динамический гаситель или ограничитель колебаний на сейсмические воздействия Текст. / Ю. Т. Чернов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №3. 2000. С. 36 39.

182. Чураян, А.Л. Сейсмостойкие здания с гибким нижним этажом Текст. / А. Л. Чураян, Ш. А. Джабуа // Жилищное строительство. 1962. №1. С. 14 -15.

183. Штильман, В.Б. Повышение надежности водопроводящих трактов гидротехнических сооружений на основе методов системного анализа работы затворов. Автореферат дисс. на соиск.уч.ст. докт.техн.наук. Текст. / В.Б. Штильман // Санкт-Петербург. 2005. 40с.

184. Эйслер, Л.А. Взаимодействие фаз во влажном грунте Текст. / Л. А. Эйс-лер//Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1989. Т. 112. С. 12-24.

185. Эйслер, Л.А. Взаимопрникающее движение компонент в многофазных грунтовых средах Текст. / Л. А. Эйслер // Известия ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. 1989. Т.112. С. 24-38.

186. Яременко, В.Г. Использование гравитационной системы сейсмоизо-ляции на качающихся стойках в сложных грунтовых условиях

187. Текст. / В.Г. Яременко, Е. М. Василенко // Научно-тех. реф. сб. ЦНИИС. Серия 14. Сейсмостойкое строительство. М.: 1980. Вып.З. С.4-7.

188. Яременко, В.Г. Выбор модели сейсмического воздействия для расчетазданий со средствами динамической сейсмоизоляции Текст. / В.Г.

189. Яременко// Экспресс информация ВНИИИС. Сер.14. Сейсмостойкое строительство. 1981. Вып.11. С. 16-19.

190. Ahmadi, H.R. Current research at MRPRA related to seismic isolation of buildinsgs / Ahmadi H.R., Ruller K.N.G., Muhr A.H. // Proceedings of the International POST- SMIRT Conference Seminar. Capri (Napoli). Italy. 1993.1. P. 191-237.

191. Albert, I.U. Building Seismoisolation System on Cinematic Supports with Dampers and Limit Stones /1. U. Albert, Ju. I. Bezrukov, A. M. Uzdin / Proceeding of the 9-th European Conf. on Earthquake Eng. Moscow. 1990. Vol.l0A.P. 135-139.

192. Albert, I.U. Probabilisic reliability assessment of seismic isolation and seismic protaction systems / I. U. Albert //First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology. Geneva. Switzerland. 2006. P. 409.

193. Berlage, H.P. Recherches sur debut d'une phase, Publ. Bureau centralseismologique Inst., Ser.A, 1,73,1924.

194. Chandrasesekaran, A.R. Seismic behaviour of multistoreyd buildings of medium height with flexible first storey / A. R. Chandrasesekaran, S. P. Gupta, R. Khetarpol//Journal of Structural Engieeniring. 1979. Vol.6. №4. P.200-205.

195. Gabinet, A.B. Dispozitiv de protection d'une constraction contreles effects de solicitations dynamiques horizontales importantes. Demande de brevet d'invention. // France, №75520654, E04H 9/02, 5/02. Data de la mise 4 du 28.01.1977.

196. Guerreiro, L. Structural response of base isolated Systems influence of the systems characteristics / L. Guerreiro, J. Azevedo, F. Branco // Proceedings of the ninth European conference on earthquake engineering. Moscow. 1990. Vol.2. P.134-143.

197. Hadijan, A.N. Issues in seismic isolation of nuclear power plants. / Hadijan, W. S. Tseng // Nuclear Engng and Design. 1985. Vol.84. P. 433 -438.

198. Housner, G.W. Characteristics of Strongmotion Earthquake / G. W. Housner // Bulletin of the Seismological Society of America. Vol.37. 1947.

199. Idriss, I.M. Yound, T. Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Liquefaction Resistance of Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.1. APPIL 2001-297.

200. Kato, A., Moro S., M.Morishita. A Development Program of Three- Dimensional Seismic Isolation for Advanced Reactor Systen\m in Japan. Transaction of the 17th International Conference in Reactor Technology (SMIRT -17). Paper K 10-1. P. 1-8.

201. Kageyama, T., Umeki K., Somati T., Moro S. Development of Three Dimensional Base Isolation System with Cable Reinforcing Air Spring. -Transaction of the 17th International Conference in Reactor Technology (SMIRT-17). Paper K 09-5. P.l-8.

202. Kashiwazaki A., Shimada T., Fudgiwaka T., Moro S. Study on 3-Dimensional Base Isolation System: No.l. — Transaction of the 17th International Conference in Reactor Technology (SMIRT 17), paper K 09-2, pp. 1-8

203. Proceedings of the NCEER Workshop on evaluation of Liquefaction Resistance of Soil // Edited by Youd T.L., Idriss I.M., Salt Lake City. 1996. - P. 40.

204. Liao, S.S., Whitman, R.V. Catalogue of liquefaction and non- liquefaction occurrences during earthquakes. Res, Rep.,Dept. of WCiv. Engrg., Massachusets Institute of Technology, Cambridge, Massachuset

205. Robertson, P.K., Wride, C.E. Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test. \Con. Geoteech./ Ottawa, 35(3). P. 442-459.

206. Seed, H.B., Idriss, I.M. Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential. J. Geotech. Engrg. Div. 1971. ASCE. 97(9). P.1249-1273.

207. Seed, H.B. Soil Liquefaction and cyclic mobility evaluation for level ground during earthquakes. Journal of Geotechnical Engineering Division. ASCE, 1, 1979, 105(GT2), 201-55.