автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Расчет и рациональное проектирование сейсмоизоляции существующих и строящихся зданий

Па правах рукописи

к/

ЧЫЛБАК Алдынай Александровна

РАСЧЕТ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ И СТРОЯЩИХСЯ ЗДАНИЙ

(В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА)

Специальность 05.23.17 - Строительная механика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 МАЙ

Санкт-Петербург 2009

003471726

Диссертация выполнена на кафедре строительной механики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

РУТМАН Юрий Лазаревич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БЕЛЯЕВ Вячеслав Семенович;

кандидат технических наук ДМИТРОВСКАЯ Любовь Николаевна

Ведущая организация:

ЗАО «НИИ ПетербургКомплексПроект»

Защита состоится 4 июня 2009 года в 14.30 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.223.03 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, ауд. 505-А.

Тел. / факс: (812) 316-58-72

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ГОУ ВПО «СПбГАСУ» (www.spbgasu.ru)

Автореферат разослан «83» апреля 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.Н. Кондратьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Около 30 % территории Российской Федерации с населением более 20 млн. человек может подвергаться землетрясениям свыше 7 баллов. На территории с сейсмичностью 7-10 баллов расположены крупные тлтктупны*5: и nnorjf.nnnpwf.ip. нпнтпи многочисленные гппопя и няг.еггрнние т/н-

V 4 4' 1" " - - * - I ' ' Ш ' ^ ■

кгы. Вся эта сравнительно густонаселенная часть подвержена землетрясениям, которые сопровождаются разрушениями несейсмостойких зданий и сооружений, гибелью людей и уничтожением материальных и культурных ценностей, накопленных трудом многих поколений. В эпицентральных зонах таких землетрясений нередко нарушается функционирование промышленности, транспорта, электроводоснабжения и других жизнеобеспечивающих систем, что ведет к значительному материальному ущербу.

Согласно нормативной карте ОСР-97 самая высокая сейсмическая опасность свойственна южным и восточным регионам России — Дальний Восток, Северный Кавказ, Сибирь, в том числе Республика Тыва. Территория Тывы, занимая около 11 % площади Алтае-Саянской сейсмогенной области, является наиболее сейсмически активной. На нее приходится около 26 % от общего количества зарегистрированных сильных землетрясений. В последние годы сейсмическая активность горных районов возрастает как по частоте землетрясений, так и по энергетическому классу. До 75 процентов зданий и сооружений в республике построено по старым нормативам. Имея к тому же значительный износ, эти объекты входят в группу повышенного риска.

В настоящее время чрезвычайно актуальной является задача защиты гражданских и промышленных зданий и сооружений, находящихся в сейсмически активных районах. Повышение сейсмостойкости зданий достигается различными способами. Одним из возможных является применение систем специальной сен-смозащиты. В последние годы достигнут определенный прогресс в разработке систем сейсмоизоляции (ССИ), методике определения их основных параметров -коэффициентов трения, жесткостей сейсмоизолирующих и демпфирующих элементов, выборе конструктивных решений. Вместе с тем задачи обоснования эффективности систем сейсмоизоляции еще не решены в полной мере. Установлено, что данные системы обладают большой чувствительностью к спектральным параметрам землетрясений, поэтому при их проектировании необходим учет спектрального состава воздействия.

Одно из серьезных препятствий внедрения систем сейсмоизоляции в строительстве - отсутствие в нормативных документах специальных рекомендаций по расчету и возведению зданий с системами сейсмоизоляции. Линейная постановка задачи, лежащая в основе спектрального метода, не может дать полного описания реальной картины работы опор в условиях сейсмического воздействия. Поэтому разработка эффективных методик расчета ССИ является актуальной задачей современного сейсмостойкого строительства.

Целью диссертационной работы является разработка методик расчета и рекомендаций для рационального проектирования сейсмоизоляции зданий средней этажности.

Для достижения указанной цели необходимо осуществить решение следующих задач:

• исследовать влияние параметров ССИ на реакции сейсмоизо-

«»тлпчщтлгл ОПОШЮ*

• разработать алгоритм выбора рациональных параметров ССИ;

• обосновать возможность применения упрощенных расчетных схем зданий с сейсмоизоляцией;

• оценить влияние высших форм собственных колебаний на сейсмическую реакцию сейсмоизолированного здания;

• разработать методику оценки сейсмопрочности сейсмоизолированного здания.

Научная новизна:

• выполнен теоретический и численный анализ динамики зданий средней этажности, расположенных на нелинейной ССИ;

• разработан алгоритм выбора рациональных параметров ССИ с учетом ветровой нагрузки;

• обосновано применение балочных расчетных схем для расчета динамики сейсмоизолированного здания;

• исследована точность применения одностепенной расчетной схемы для анализа динамики сейсмоизолированного здания средней этажности;

• теоретически и численно выполнена оценка влияния высших собственных форм сейсмоизолированного здания;

• предложена проектная методика оценки сейсмопрочности сейсмоизолированного здания.

Достоверность результатов исследований диссертации подтверждается современными методами исследований и обработки результатов, адекватностью принятых математических моделей, а также апробированных методов динамики нелинейных систем, реализованных в ПК "ШС5+".

На защиту выносятся:

• результаты расчета динамики зданий средней этажности, расположенных на нелинейной ССИ;

• алгоритм выбора рациональных параметров ССИ с учетом ветровой нагрузки;

• анализ точности балочных моделей и применения одностепенной расчетной схемы для анализа динамики сейсмоизолированного здания средней этажности;

• оценка влияния высших собственных форм сейсмоизолированного здания;

• методика оценки сейсмопрочности сейсмоизолированных зданий.

Практическое значение состоит в том, что предложенные алгоритм выбора рациональных параметров ССИ и инженерная методика оценки сейсмопроч-ности сейсмоизолированных зданий просты в применении, и полученные результаты можно использовать в инженерной практике.

Апробация и публикация работы: материалы диссертации апробированы и доложены на 59, 60, 61-й Международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства» (Санкт-Петербург); XXII ежегодной конференции BEM-FEM (Санкт-Петербург, 2007); ежегодной научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов ТывГУ (Кызыл, 2008).

Основные положения диссертационной работы опубликовано в 6 печатных работах, в том числе 2 статьи в изданиях из перечня ВАК.

Струюура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Общий объем работы 144 страниц, в том числе 78 рисунка, 21 таблица и список литературы, включающий 103 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации и дается краткая характеристика работы.

В первой главе дается обзор развит»» и современного состояния теории сейсмостойкости, приводится характеристика сейсмичности территории Республики Тыва, дан анализ конструктивных решений и методов расчета зданий и сооружений с системами сейсмоизоляции.

Существенный вклад в современное состояние теории сейсмостойкости внесли Я,М. Айзенберг, B.C. Беляев, А.Н. Бирбраер, М. Био, Дж. Блюм, И.В. Голь-денблат, К.С. Завриев, Г.Н. Карцивадзе, И.В. Корчинский, A.M. Масленников, C.B. Медведев, А.Г. Назаров, Ш.Г. Напетваридзе, H.A. Николаенко, Н. Мононобе, Ф. Омори, B.C. Поляков, Э. Розенблюэт, O.A. Савинов, A.M. Уздин, Т. Хаузнер, Э.И. Хачиян, С.Г. Шульман и другие.

Современный этап теории сейсмостойкости характеризуется интенсивным развитием всех направлений, расширением проблематики, возникновением новых аспектов и задач. Такое положение объясняется рядом причин: за последние годы населению различных стран мира пришлось пережить разрушительные землетрясения, усилившие интерес к проблеме сейсмостойкости, существенно увеличилось информация о сейсмических воздействиях (инструментальные акселерограммы) и т. д.

Существенное изменение претерпели за последний период методы решения задач теории сейсмостойкости. Применение компьютерных программ позволяет исследовать сейсмические колебания линейных и нелинейных систем любой сложности.

Начиная с 70-80-х годов прошлого века в строительстве все чаще стали применяться системы защиты от сейсмических воздействий - системы сейсмоизоляции. Широкое распространение в мире получили системы сейсмоизоляции на

основе резинометаллических опор (РМО) и элементы с повышенной пластической деформацией.

Существует целый ряд зарубежных фирм, которые разрабатывают и изготавливают системы (РМО) очень разнообразной номенклатуры и высокого качества. Лидерами являются фирмы: «FIP Industríale», «Maurer Snhne», «Robinson Seismic», «Earthquake Protection Systems», «Dymanic Isolation Systems», «Scougal

DuKKfti«s\ nm/mp

IVUUVVl'/j *« /J*

Большинство из них является комбинацией резинометаллических опор (РМО) с различными типами металлических демпфирующих элементов. Недостатки таких ССИ заключаются в следующем:

- чувствительность РМО к низким температурам;

- ползучесть резиновых компонентов РМО;

- чувствительность ССИ к частотному составу внешних воздействий из-за наличия в силовых характеристиках существенной упругой составляющей, что может привести к резонансным процессам;

- большая стоимость.

Постояшю идет поиск наиболее эффективных демпфирующих элементов, работающих параллельно с упругими. Принцип их действия основан на пластической деформации специальных металлических элементов.

Альтернативой зарубежным ССИ могут быть отечественные пространственные пластические демпферы (ППД), разработанные КБСМ под руководством Ю.Л. Рутмана. ППД- компактные, надежные, несложные в изготовлении пластические демпферы, обеспечивающие пространственную защиту.

В большинстве из рассмотренных ССИ скомпонованы упругие и демпфирующие устройства, которые работают параллельно. Поэтому силовая диаграмма ССИ получается суммированием диаграмм отдельных элементов. Типовой силовой диаграммой упругого элемента описывается работа пружин (рис. 1, а); типовой диаграммой демпфирующих устройств -- устройства трения и устройства, в котором пластическое деформирование происходит с упрочнением (рис. 1, 6).

~Г Pt

/ U

а) б) в)

Рис. 1. Типовые силовые диаграммы

Таким образом, суммарные силовые характеристики ССИ можно описать билинейной диаграммой с упругой разгрузкой (рис. 1,в). Такая силовая диаграмма полностью описывается тремя параметрами: Рт, с, ст.

Вопросам разработки специальных средств сейсмозащиты и их расчету посвящены работы многих ученых. Существенный вклад в их развитие внесли: Я. М. Айзенберг, А. Т. Аубакиров, И. У. Альберт, B.C. Беляев, Т.А. Белаш, Ф.Д. Зеленьков, Д. Келли, Л.Ш. Килимник, Б.Г. Коренев, И.Л. Корчинский, В.В. Костарев, В.В. Назин, B.C. Поляков, C.B. Поляков, В. Робисон, IO.JI. Рутман, O.A. Савинов, В.В. Сахарова, Т.А. Сандович, Л.Л. Солдатова, Р. Скиннер, В.И. Смирнов, В.А. Семенов, К. Тзмуря, A M Уадин. И. Xwnn«?*, Ю.Д. Че.плтт-ский и др.

При этом до сих пор ощущается недостаток работ, посвященных установлению связи между выбором рациональных параметров сейсмоизоляции и типов здания, по разработке методики оценки эффективности ССИ.

В главе формулируются цель и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены основные методы расчета зданий на сейсмическое воздействие - линейно-спектрального и метода расчета по акселерограммам. Согласно спектральному методу сейсмические нагрузки являются квазистатическими, что облегчает расчет на сочетание сейсмических и прочих нагрузок. К недостаткам относится то, что спектральный метод справедлив при расчете лишь линейных систем. К преимуществам метода расчета по акселерограммам следует отнести возможность использования моделей с физической нелинейностью. Недостатком является проблема выбора соответствующей расчетной акселерограммы.

Рассмотрен обобщенный метод главных координат Ю.Л. Рутмана, учитывающий фактор нелинейности. В этом методе в соответствии с принципом освобождаемое™ реакции нелинейных элементов рассматриваются как известные внешние силы по отношению к линейной части исходной системы. Таким образом, исходная нелинейная система заменяется линейной системой, внешняя нагрузка которой имеет неизвестные компоненты. Для расчета этой линейной системы применяется метод главных координат (метод приведения к собственным формам). Для определения неизвестной части внешней нагрузки формируются уравнения, описывающие зависимость реакций нелинейных элементов от главных координат линейной части системы. В результате получается единая система обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. Ее решение - есть решение исходной задачи.

В третьей главе проведен теоретический и численный анализ динамики зданий средней этажности, расположенных на нелинейной системе сейсмоизоляции. Целью такого анализа было обоснование возможности применения для проектных расчетов упрощенных расчетных схем. Была выбрана следующая иерархия расчетных схем зданий:

- полная динамическая КЭ модель;

- балочная динамическая модель;

- одностепенная динамическая модель.

Подробный конечноэлементный анализ был проведен на примере девятиэтажной модели сейсмоизолированного здания. В табл. 1 представлены результаты сравнения КЭ и балочной модели без сейсмоизоляции, а в табл. 2 - тех же

моделей с сейсмоизоляциеи. Результаты расчета показывают возможность применения балочной модели для сейсмоизолнрованного здания средней этажности.

Рис. 2. Первая форма колебаний жесткозащемленного и сейсмоизолнрованного здания и ее упрощение в виде балочной расчетноГ( схемы

Таблица !

Сравнение жесткозащемленной КЭ и балочной модели на воздействие Эль-Центро.

Контр, точка КЭ модель Балочная модель

Относит, перемещ., м, в контр.узле Абсол. у скор., м/с , в контр.узле Относит, перемет., м, в контр.узле Абсол.ускор., м/с" в контр:узле

Верхняя точка -0,0368 26,4313 -0,04186 26.555

Средняя точка -0.0168 18.33 -0,0157 19.61

Нижняя точка 0 3,49 0 3,49

Таблица 2

Сравнение сейсмоизолированной КЭ и балочной модели на воздействие Эль-Центро

1 КЭ модель Балочная модель

Контр. 1 Относит, точка [ перемещ,, м, : в контр.узле Абсол. ускор., м/с", в контр.узле Относит, перемещ., м, в контр.узле Абсол.ускор., м/с", в контр.узле

Верхняя точка I 0.1653 1.63 0.181 1,9

Средняя точка ! 0.1641 1.626 0,18 0,179 1.88

Нижняя точка | 0.1627 1.615 1,185

На примере балочной расчетной схемы 9-этажного сейсмоизолнрованного здания было проведено исследование влияния параметров ССИ на выходные параметры (относительное перемещение и абсолютное ускорение). По результатам расчета было выявлено, что высокий эффект сейсмоизоляции, определяемый сни-

жением максимальных ускорений сейсмоизолированной конструкции, достигается при малом демпфировании. Однако при этом возникают значительные взаимные смещения сейсмоизолированных частей сооружения, приводящие к разрушению сейсмоизолирующих опор или сбросу с них самого сооружения. Снижение взаимных смещений сейсмоизолированных частей сооружения достигается увеличением сил сопротивления, вследствие чего возрастают ускорения сейсмоизолированного сооружения и растут сейсмические инерционные нагрузки, что приводит к снижению эффекта сейсмоизоляции. Поэтому, задача проектировщика состоит в назначении такой величины параметров ССИ, при котором приемлемыми были бы как ускорения, так и взаимные смещения элементов защищаемого сооружения.

В дальнейшем этапе на примере балочной расчетной схемы сейсмоизоли-рованного здания был проведен расчет зданий разной этажности (9-, 15- 20-и 25-этажные здания) на различные воздействия. Все записи были приведены к максимальному пиковому ускорению 0,4^', что соответствует девятибалльному воздействию. Выяснилось, что при воздействиях, содержащие высокочастотные и среднечастотные составляющие сейсмоопоры хорошо снижают уровни абсолютных ускорений. При уровне внешнего воздействия в 0,4§ абсолютные ускорения в среднем снижаются до 0^. Так же выяснилось, что по мере увеличения высоты здания роль деформаций сдвига постепенно снижается, уступая место более заметному влиянию деформаций, вызванных изгибом, начинает проявляться влияние высших собственных форм колебаний. Из проведенных расчетов можно сделать вывод, что для расчета зданий до 15 этажей можно применить односте-пенную расчетную схему, т.к. значение перемещения в верхней и нижней точках сейсмоизолированного здания близки по амплитуде, т.е. здание, расположенное выше сейсмоизолированного фундамента совершает колебания как твердое тело. А для зданий этажностью более 15 этажей следует применять более подробные расчетные схемы (КЭ, балочные модели).

Сооружения с сейсмоизоляцией должны воспринимать ветровые нагрузки. Это обстоятельство должно учитываться конструкцией сейсмоизоляции: усилие Рт (рис. 1) должно быть больше суммарной ветровой нагрузки. Сформулировано условие для эффективного применения ССИ с учетом ветровой нагрузки:

• Рв < Рг - эффективное применение ССИ,

• Рв 2 Рг-неэффективное применение ССИ,

где Рт - усилие, при котором происходит переход с упругой в пластическую зону работы, Рв — суммарная ветровая нагрузка с учетом статической и пульсационной составляющей.

На основе вышеприведенных расчетов далее разработан алгоритм подбора рациональных параметров ССИ (рис. 3).

Рис. 3. Алгоритм выбора рациональных параметров ССИ

Для сейсмоизолированных зданий и сооружений при расчете на сейсмическое воздействие важнейшее значение приобретает кинематическое условие ограничения взаимных смещений и фундаментных плит: и < [и] Предельное значение [и ] принимается, исходя из конструктивных особенностей сейсмоизолирую-щих опор. Например, резинометаллические опоры в зависимости от их конкретной реализации могут допускать предельные смещения до 50 см.

Следующее ограничение должно ограничивать повреждаемость сейсмои-золированной части сооружения. Для обычных несейсмоизолированных зданий

абсолютные максимальные ускорения оценивается величиной [й'] = р«™, где величина коэффициента динамичности для обычных типовых зданий Р > 1. Таким образом, можно рассматривать сейсмоизолированную часть сооружения как обычное несейсмоизолированное здание и ограничить его ускорение величиной [¿¿]. Это будет гарантировать ограничение повреждаемости сейсмоизолированной части сооружения.

Далее в главе исследована точность применения одностепенной расчетной схемы сейсмоизолированного сооружения. Для расчета эффективности применения ССИ предложена расчетная схема (рис. 4), в которой (30) - здание, моделируемое как абсолютно твердое тело, смещается относительно движущегося фундамента во время сейсмического воздействия за счет работы ССИ, как параллелог-раммных механизмов. В параллелограммном механизме (рис. 4) горизонтальные ускорения массы, зависят не только от переносных инерционных сил, обусловленных движением основания, но и от действия вертикальной силы, т. е. от веса и вертикальной инерционной нагрузки. Если пренебречь влиянием вертикальных сил на движение одностепенной системы на рис. 4, то придем к одностепенной системе на рис. 5.

Для сравнительного анализа расчетной схемы с учетом особенности работы кинематических связей как параллелограммных механизмов (рис. 4), одностепенной расчетной схемы на (рис. 5), а также расчетов здания по КЭ модели был выполнен анализ результатов по всем вышеперечисленным схемам для девятиэтажного сейсмоизолированного здания при различных сейсмических воздействиях. Исходными данными в качестве сейсмических воздействий являлись акселле-рограммы исследовательского центра Калифорнии (Эль Центро). После оцифровки для дальнейших расчетов были выбраны воздействия соответствующие по шкале балльности от 7 до 9 баллов. Сопоставление результатов расчетов представлено в виде табл. 3 и 4, в которых значком «и» обозначены решения, соответствующие параллелограммной схеме.

г

г

Рис. 4. Расчетная схема с учетом особенности работы кинематических связей как параллелограммных механизмов

Рис. 5. Одностепенцая расчетная схема

Таблица 3

Относительные перемещения девятиэтажного здания

Воздействие № тах|Мос»! м/с2 Одностепенная схема КЭ схема

|«" шах| м |г/тах| м \имкэР тах м | «н м «мютах| м

1 1,27 0,015 0,017 0,020 0,023 0,019

2 2,65 0,017 0,0182 0,0136 0,014 0,0131

3 3,46 0,053 0,065 0,046 0,048 0,04

4 2,9 0,094 0,098 0,10 0,10 0,09

Таблица 4

Абсолютные ускорения девятютажного здания

Воздействие № таХ|Яя»| м/с2 Одностепенная схема КЭ схема

|и" шах| м/с [м шах| м/с2 [и^ртах| М/С2 |иХтах| м/с2 ¡"мютах| м/с1

1 1,27 1,298 1,3 1,32 и* 1Л

2 2,65 1,323 1,34 1,28 1,3 1Д

3 3,46 1,561 1,57 2,21 2ДЗ 2Д

4 2,9 1,93 1,9 2,06 2,1 1,9

Таблица 5

Параметры движения девятиэтажного здания без сейсмоизоляции

Воздействие № тахЮ м/с1 |4^шах| л/ м |«^шах| м/с2 м/с2

1 1,27 0,0045. 0,0117 3,33 6,40

2 2,65 0,00629 0,0141 14,2 17,6

3 3,46 0,0147 0,037 18,5 23,43

4 2,9 0,0075 0,019 6 14,4

Анализ табл. 3 и 4 показывает, что в условиях динамической устойчивости параллелограммную модель можно не рассматривать, однако, более подробные исследования показали, что эта модель нужна для выявления областей динамической неустойчивости одностепенной модели.

На рис. 6 показаны результаты расчета по одностепенной модели, на рис. 7 показаны относительные перемещения и абсолютные ускорения, полученные в результате прямого динамического конечно-элементнот расчета Ряпирт проводился для 9 этажного здания при воздействии № 3 (с максимальным ускорением грунта 3,46 м/с2). Графики на рис. 7 соответствуют нижним точкам здания.

X " "-"*"......... 1 4-—г

Г :—-- 1 !

-»гз -са -«гс-а й&з м«

и с

'1 з ¡в а я а у.

I б)

В)

Рис. 6. Результаты расчета по одностепенной модели с ППД при воздействии № 3: а) зависимость абсолютного ускорения здания от относительного перемещения; б) зависимость относительного перемещения от времени; в) зависимость абсолютного ускорения от времени

0.05 У8656. м

I, с

Рис. 7. Результаты расчета по КЭ модели с ППД при воздействии №3: а) зависимость относительного перемещения от времени; б) зависимость абсолютного ускорения от времени

Для сравнительного анализа движения девятиэтажного здания с применением и без применения ССИ был выполнен прямой динамический конечно-элементный расчет, а также были построены спектральные кривые а(ш) для системы с одной степенью свободы, Спектральная кривая для воздействия № 3 представлен в виде зависимости максимальных значений абсолютных ускорений от частоты на рис. 8.

Сравнение результатов расчета сейсмоизолированного здания и здания без ССИ (табл. 5) подтверждает эффективность сейсмогаоляции здания, так как при установке под фундаментом здания ССИ горизонтальные ускорения на верхней отметке конструкции снижаются в 5-10 раз по сравнению с несейсмоизолирован-ным зданием.

1 ! А ' | 1 1 — шах|и«ас|=3.4б

/ \ 1 Д......... !......... I

/ / / \ 1 1 ! ! I

1 ! |

>

! | I !

10 20 30 40 50 60 70 20 90 100 Рис. 8. Спектральная кривая воздействия X» 3

Результаты расчета КЭ модели позволило определить, что значение перемещения в верхней и нижней точках сейсмоизолированного здания близки по амплитуде. Таким образом, строительная конструкция расположенная выше сейсмо-изолированного фундамента совершает колебания как твердое тело, что подтверждает оправданность применения упрощенных расчетных схем для усредненных оценок поведения системы «30 - ССИ» и эффективности сейсмозащиты для зданий средней этажности.

Была исследована реакция сейсмоизолированного здания при низкочастотном воздействии. Результаты расчета сейсмоизолированного здания при низкочастотном Карпатском воздействии в зависимости от количества принятых опор приведена в табл. 6.

Таблица 6

Кинематические параметры При 60 опорах При 100 опорах При 150 опорах

Абсол. ускор., м/с5 Относит, перем., м Абсол. ускор., м/с Относит, перем., м Абсол. ускор., м/с4 Относит, перем., м

РМО 9,44 0,874 8,867 0,802 8,! 0,708

ПД 7,009 0,558 5,546 0,345 2,771 0,075

Как видно из табл. 6, снижение относительных перемещений при низкочастотном воздействии можно достичь, увеличив юличество опор. Но для РМО, чтобы снизить до требуемого уровня относительных перемещений потребуется значительное количество опор, тем самым удорожается стоимость работ. Более эффективным при низкочастотном воздействии является ПД за счет своей силовой характеристики (т. е. высокой «ступеньки» силы срабатывания/т) и незначительной упругой составляющей. На основании расчетов предложен алгоритм подбора параметров ССИ при низкочастотном воздействии (рис. 9).

Рис. 9. Алгоритм подбора параметров ССИ при низкочастотном воздействии

В дальнейшем оценивается влияние высших собственных форм колебаний (п > 1) сейсмоизолированного здания в динамическом процессе, происходящем при землетрясении. Рассматривается линейная модель сейсмоизолированного здания (рис. 10).

1—9

т 0.Е1

Рис. 10. Линейная модель сейсмоизолированного здаиия

О

т„,£Г

// /V /-^ и

Рис. 11. Консольная балка

На рис. 10 балка моделирует здание, а упругий элемент с жесткостью с -сейсмоизоляцию. Параметры балки: та - погонная масса, Е1 - изгибная жесткость.

Рассчитаем эту модель, используя линейно-спектральный метод, для чего найдем собственные формы и частоты. Учитывая очень высокую жесткость сейс-моизоляционных опор в вертикальном направлении, граничные условия можно записать следующим образом:

¿и

Иг

= 0;

= 0;

Л

¿23

= о;

I гг^ и

си „ = -Е1—Т ¿г1

(1)

где и - поперечные перемещения балки, г - координаты центров сечений.

Применив стандартные процедуры для отыскания собственных форм, получим характеристические уравения:

ад.) ад-'ЭДА)

=о.

(2)

где < =-

й>„

о . - 1-я частота консольной балки (рис. И), й) - частота

12,25»;

абсолютно жесткой балки с упругой жесткостью с (рис. 10).

Обычно/г=2яо)г< 0,5 Гц,

/6=2лыг> 3 Гц, таким образом /2>3. Дальнейшие выкладки проводим для г2= 3. Если /2> 3, то эффект упругих балочных колебаний будет еще меньше, чем показано ниже.

При 1г= 3 получаем:

а,/ = А, = 0,75; ю, =3-;/, = 0,48Л/; с

аг1 = ?п= 2,37;а>2 = 30-;/2 = 4,8 Гц.

с

Соответствующие этим ларак1срис1ическим чкслат собъ1Бсккыс формы

колебаний равны:

и, (г) = 0,958к, г) + г) - 0,756^ г);

м2 (г) = -0,64*, г) + 0,79^ г) + 0,04^ г) ,

(4)

где и, (/) = 1

Используя СНиП 11-7-81*, определим модальные инерционные сейсмические нагрузки:

(5)

где у,

Первый тон колебаний балки практически соответствует ее перемещению как твердого тела. Второй тон описывает основную часть ее упругих колебаний.

Разница между уровнями ускорений, соответствующих различным собственным формам определяется для г = 1 отношением:

& =

¿Л •АД

(6)

Предположим, что система «резонирует» по второму тону, т. е. Р2 принимает максимальное значение Р2= 2,5. А по первому тону (движение как твердого тела), исходя из результатов, полученных в главе 4, можем принять р,=0,5, тогда

1.02-0.5 0.5

Таким образом, вклад второго тона собственных колебаний при сейсмическом воздействии для сейсмоизолированного здания составляет около 35 %, если ССИ снижают сейсмические нагрузки в два раза. При большем снижении уровня нагрузок влияние второго тона может увеличиться. На расчет прочности этот эф-

фект сказывается незначительно. Совсем иное дело, когда в сейсмоизолируемом здании устанавливается высокоточное оборудование, для него выявленное пиковое ускорение может иметь принципиальное значение.

Четвертая глава посвящена оценке прочности сейсмоизолированных зданий.

В настоящее время анализ прочности сооружений при сейсмическом воздействии ппои^лдится на базе линейно-спектральной теории сейсмостойкости. В соответствии с ним можно оценить сейсмические нагрузки и усилия в элементах линейной системы. Исходными данными для расчета являются уровень сейсмического воздействия А (зависящий от балльности землетрясения) и спектр отклика ускорений, т. е. зависимость коэффициентов динамичности сейсмовоздей-ствий от собственных частот сооружения. Если сооружение поставлено на систему сейсмоизоляции (ССИ), то вышеуказанный подход неприемлем. Действительно, силовая характеристика сейсмоизоляционных опор нелинейна.

Для сооружения, расположенного на таких сейсмоопорах принцип суперпозиции нагрузок неприменим, что делает невозможным прямое применение СНиП II-7-81*. Если в некоторых случаях характеристики сейсмоизоляторов все же удается линеаризовать, то период Т основного тона собственных колебаний сооружения оказывается больше 2-КЗ с (иначе сейсмоизоляция неэффективна). Согласно СНиП II-7-81*, значения спектра отклика ускорений для Т > 2с принимаются постоянными: (3 = 0,8. Таким образом, установить реальный эффект сейсмоизоляции с помощью нормативных спектров не удается. Поэтому анализ эффективности ССИ проводят, выполняя так называемый прямой динамический расчет, т. е. пошаговое интегрирование нелинейной системы «сооружение - ССИ». Расчет должен проводиться для представительной выборки сейсмовоздействий. Таким образом, в результате проведенных расчетов исследователь имеет дело с огромным информационным массивом (значениями внутренних усилий в узлах конечно-элементной модели в различные моменты времени и для различных воздействий), малопригодным для проектного анализа. Ниже предложена методика оценки сейсмопрочности сейсмоизолированных сооружений, позволяющая существенно уменьшить объем анализируемой информации и в то же время, использовать основные рекомендации СНиП IÎ-7-81* по оценке сейсмостойкости конструкций. Последнее обстоятельство важно тем, что в СНиП II-7-81* аккумулирован огромный проектный и экспериментальный опыт сейсмостойкого строительства, в частности, позволяющий надежно учесть неупругое поведение сооружения (появление трещин и т. д.).

Существо предлагаемой методики в следующем. В качестве исходных данных для расчета используются параметры, полученные при обработке законов движения кинематического фундамента (КФ). Расчет движения КФ может быть выполнен с помощью программ, учитывающих нелинейности в ССИ, таких как ING+. Анализ напряженно-деформированного состояния при этом не проводится.

COOpVXtSK!

югаеиатшказй фуидакж

Рис. 12. Общий вид сейсмоизолированного здания

Для перехода от закона движения КФ к нагрузкам на здание используется идея поэтажных спектров, т.е. исходя из параметров движения КФ определяются эквивалентные статические нагрузки, а потом проводится прочностной расчет. Такой подход позволяет в дальнейшем ввести понижающий нагрузку коэффициент Кг

Таким образом, методика предполагает следующий порядок расчета:

1) выполняется прямой динамический расчет системы «сооружение - ССИ». Расчет производится для представительной выборки воздействий, сгруппированных по балльности. В результате расчета находятся законы движения КФ сооружения (рис. 14);

2) для каждого закона движения КФ находится нормированный спектр отклика ускорений на MathCAD.

3) производится статистическая обработка спектров отклика и максимальных (по времени) значений абсолютных ускорений КФ. В результате обработки находятся:

а) усредненный спектр отклика ускорений (усреднение производится по всем спектрам независимо от балльности) (рис. 15);

б) средние значения абсолютных ускорений КФ (Акфма.(), соответствующие различным балльностям землетрясений (при статистической обработке спектр отклика находится как оценка математических ожиданий плюс оценка стандартного отклонения, а пикЬвые значений ускорений КФ (Акфм1х) как оценка математических ожиданий;

4) указанные средние значения используются как исходные данные для расчета в соответствии с рекомендациями СНиП II-7-81*.

; В качестве примера применения этой методики приведен анализ сейсмостойкости девятиэтажного панельного здания, расположенного на РМО. Вес здания 6000'т, здание расположено на 37 РМО, каждая грузоподъемностью 280 т. В качестве исходных данных для проведения динамических расчетов были использованы акселлерограммы Холистера, Броули, Кишиневского, Спитакского, Ташкентского, Карпатского землетрясения, а также акселерограммы исследова-

тельского центра в Калифорнии (Эль Центро), захватывающие высоко-, срсдне-н низкочастотные составляющие. Ускорения грунта были разбиты на три группы, соответствующие интенсивности землетрясений 7,8 и 9 баллов. Каждая группа воздействий состояла из ]0 акселерограмм.

Для каждой акселерограммы был построен нормированный спектр отклика ускорений на МаЛСАО. Использовалась обычная процедура построения спектров ускорений. Спектры ускорений находились при значении относительного затухания \ ~ 0,05.

Спектральный коэффициент динамичности находился по формуле:

тах|А'д(/)|

После того как был и получены спектры отклика для всех акселерограмм, была произведена их статистическая обработка.

Сравнение спектра, полученного после статистической обработки, с нормативными показано на рис. 13. Полученные результаты показывают, что выбранные акселерограммы имеют такой же характер, как нормативный спектр отклика. Поэтому ансамбль внешних воздействий можно считать представительным.

I периоде |

Рис. ¡3. Сравнение полученного спектра с нормативными

Каждая акселерограмма, описывающая ускорение грунта, подавалась на вход математической модели «сооружение - ССИ». Расчет проводился с помощью ПК «МюгоНе» (опция «нелинейный анализ»). Из полученных решений были установлены законы движения КФ здания.

Рис. 14. Ускорение в КФ при 9 бальном воздействии (максимальное ускорение грунта 3,6 м/с2)

Следующим этапом расчета было определение спектров отклика, соответствующих абсолютным ускорениям КФ. Результаты статистической обработки этих спектров показан на рис. 15.

Рис. ¡5. Усредненный спектр отклика, соответствующий движению КФ

Статистическая обработка приведена в табл. 7.

Таблица 7

А (в долях g)

Балльность 7 8 9

КФ 0,08 0,11 0,23

СНиП 0,1 0,2 0,4

Если считать, что внешними воздействиями на здание являются движения КФ, то в соответствии СНиП И-7-81*, для расчета сейсмостойкости нужно определить частоты здания, считая его жесткозащемленным в КФ. Эти частоты, определенные с помощью ПК «МюгоРе», даны в табл. 8.

Таблица 8

№ формы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Частота,Гц 3,84 5,126 6,343 14,65 15,24 16,25 19,31 22,47 23,56 23,84

Период,с 0,26 0,195 0,157 0,068 0,065 0,061 0,052 0,044 0,042 0,042

Сравнивая данные табл. 8 и спектры, показанные на рис. 15, видим, что сейсмоизоляция позволила «отстроиться» от резонансных частот Т > 3,8 Гц.

Эффект ССИ виден из табл. 9, в которой для разных собственных частот приведены произведения АР, определяющие уровень эквивалентной статической нагрузки для каждой собственной формы.

Таблица 9

№формы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 1 1 0.809 0.793 0.769 0.708 0.664 0.654 0.6518

0.279 0.279 0.279 0.238 0.237 0.237 0.243 0.233 0.227 0.227

В рассматриваемом случае сейсмоизоляция снизила нагрузки по всем формам более чем в 3 раза.

Предлагаемая методика позволяет: уменьшить объем выходной информации и упростить анализ результатов расчета по сравнению с прямым динамическим расчетом; использовать коэффициенты понижения нагрузки К,, учитывая тем самым возможность частичного разрушения сооружения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты настоящей работы в следующем:

1. Выполнен теоретический и численный анализ динамики зданий средней этажности, расположенных на нелинейной ССИ.

2. Разработан алгоритм выбора рациональных параметров ССИ с учетом ветровой нагрузки.

3. Обосновано применение упрощенных расчетных схем сейсмоизолиро-ванного здания.

4. Исследована точность применения одностепенной расчетной схемы для анализа динамики сейсмоизолированного здания средней этажности.

5. Теоретически и численно выполнена оценка влияния высших собственных форм сейсмоизолированного здания.

6. Предложена проектная методика оценки сейсмопрочности сейсмоизо-лированных зданий.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Чылбак, A.A. Обоснование необходимости повышения сейсмостойкости зданий в условиях Республики Тыва / A.A. Чылбак // Актуальные проблемы современного строительства: 59-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитеюур.-строит. ун-т. - СПб, 2006. -

ГТ I п пл 1С.

1.1 . - W. , "I , v>.

2. Чылбак, A.A. Рациональное проектирование сейсмозащиты с учетом нелинейности опор / A.A. Чылбак // Математическое моделирование в механике деформируемых тел и конструкций. Методы граничных и конечных элементов: труды XXII Междунар. конф.: сб. трудов. / СПб.: 24-27 сентября 2007 г. - Т. 2. - С. 387-392.

3. Чылбак, А. А. Оценка сейсмической опасности Республики Тыва / A.A. Чылбак // Науч. тр. Тывинского государственного университета. Вып. V. Т. I. - Кызыл: Изд-во ТывГУ, 2008. - С. 31-33.

4. Чылбак, А. А. Исследование НДС крупнопанельного здания на сейсмическое воздействие / A.A. Чылбак // Актуальные проблемы современного строительства: 61-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитеюур.-строит. ун-т. - СПб., 2008, - Ч. 1.-С. 108-111.

5. Рутман, Ю. Л. Оценка сейсмопрочности здания, расположенного на системе сейсмоизоляции / Ю.Л. Рутман, A.A. Чылбак II Вестник гражданских инженеров. - 2009. -№1(18). - С. 30-33 (по списку ВАК).

6. Чылбак, A.A. Оценка влияния высших собственных форм сейсмоизо-лированных зданий / A.A. Чылбак // Промышленное и гражданское строительство. - 2009. - № 4. - С. 41 (по списку ВАК).

Компьютерная верстка И. А. Яблоковой

Подписано к печати 27.04.09. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 120 экз. Заказ 45.

Саикг-Петсрбургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 5.

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика сейсмичности территории Республики Тыва.

1.2. Развитие теории сейсмостойкости. Состояние на современном этапе.

1.3. Обзор работ с системами сейсмозащиты.

1.4. Силовые характеристики.

1.5. Методы анализа систем сейсмоизоляции.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I.!.

ГЛАВА И. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ.

2.1. Метод расчета по линейно-спектральной теории сейсмостойкости

ЛСТ).

2.2. Метод расчета по акселерограммам.

2.3. Обобщенный метод главных координат для расчета сейсмоизолированных зданий.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II.

ГЛАВА III. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ СЕЙСМОИЗОЛИРОВАННОГО ЗДАНИЯ.

3.1. Динамический расчет сейсмоизолированного здания по конечноэлементной модели.

3.2. Динамический расчет сейсмоизолированного здания по балочной схеме.

3.3. Параллелограммная нелинейная модель сейсмоизолированного здания как системы с одной степенью свободы.

3.4. Оценка влияния высших форм собственных колебаний сейсмоизолированных зданий.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

ГЛАВА IV. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СЕЙСМОПРОЧНОСТИ СООРУЖЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННОГО НА НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЕ

СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ.

4.1. Методика оценки прочности сооружения, расположенного на ССИ.

4.2. Степень точности задания движения кинематического (сейсмоизолированного) фундамента.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV.

ОСНОВНЫЕ ВЫВЬДЫ.

Актуальность работы. Среди всех стихийных бедствий землетрясения удерживают печальное первенство по причиняемому ими экономическому ущербу и одно из первых мест по числу человеческих жертв.

На территории с сейсмичностью 7-10 баллов расположены крупные культурные и промышленные центры, многочисленные города и населенные пункты. Вся эта сравнительно густонаселенная часть подвержена землетрясениям, которые сопровождаются разрушениями несейсмостойких зданий и сооружений, гибелью людей и уничтожением материальных и культурных ценностей, накопленных трудом многих поколений. В эпицентральных зонах таких землетрясений нередко нарушается функционирование промышленности, транспорта, электроводоснабжения и других жизнеобеспечивающих систем, что ведет к значительному материальному ущербу.

Согласно нормативной карте ОСР-97 самая высокая сейсмическая опасность свойственна южным и восточным регионам России - Дальний Восток, Северный Кавказ, Сибирь, в том числе Республика Тыва. Тем временем особую обеспокоенность вызывает активизация сейсмических процессов на данных регионах.

Республика Тыва располагается в Саяно-Алтайской сейсмической области Байкало-Монголо-Алтайского трансазиатского сейсмоактивного пояса. Высокая сейсмичность этой территории связана с глубинной геодинамикой в зоне Байкальского рифта и сложным рельефом. Она обусловлена движением горных пород по глубинным разломам. В федеральной целевой программе "Сейсмобезопасность территории России" 2000-2010 годы" по результатам экспертной оценки уровня сейсмической опасности и сейсмического риска Республика Тыва отнесена к первой группе среди регионов России с индексом сейсмического риска 1,8. При этом уровень сейсмической изученности ее территории остается низким. Главной особенностью зарегистрированных сейсмических событий в Тыве является многочисленность землетрясений энергетического класса К>10 и линейно-узловое размещение их эпицентров. В целом за указанный так называемый "инструментальный" период изучения сейсмической активности было зарегистрировано в Тыве 127 сильных землетрясений энергетического класса К>10.

В настоящее время актуальной является задача защиты гражданских и промышленных зданий и сооружений, находящихся в сейсмически активных районах. Повышение сейсмостойкости зданий достигается различными способами. Одним из возможных является создание систем специальной сейсмозащиты. В последние годы достигнут определенный прогресс в разработке систем сейсмоизоляции, методике определения их основных параметров - коэффициентов трения, жесткостей сейсмоизолирующих и демпфирующих элементов, выборе конструктивных решений. Вместе с тем задачи обоснования эффективности систем сейсмоизоляции еще не решены в полной мере. Установлено, что данные системы обладают большой чувствительностью к спектральным параметрам землетрясений, поэтому при их проектировании необходим учет спектрального состава воздействия.

Одно из серьезных препятствий внедрения систем сейсмоизоляции в строительстве - отсутствие в нормативных документах специальных рекомендаций по расчету и возведению зданий с системами сейсмоизоляции. Поэтому разработка эффективных методик расчета зданий с ССИ является актуальной задачей современного сейсмостойкого строительства.

Целью диссертационной работы является разработка методик расчета и рекомендаций для рационального проектирования сейсмоизоляции зданий средней этажности.

Для достижения указанной цели необходимо осуществить решение следующих задач:

• Исследовать влияние параметров ССИ на реакции сейсмоизолированного здания;

• Разработать алгоритм выбора рациональных параметров ССИ;

• Обосновать возможность применения упрощенных расчетных схем зданий с сейсмоизоляцией;

• Оценить влияние высших форм собственных колебаний на сейсмическую реакцию сейсмоизолированных зданий;

• Разработать методику оценки сейсмопрочности сейсмоизолированных зданий.

Диссертационная работа состоит из четырех глав.

Первая глава посвящена обзору развития и современного состояния теории сейсмостойкости. Дается обзор существующих систем сейсмоизоляции (ССИ) и методов анализа таких систем. В этой главе осуществляется постановка вопроса, и формулируются задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены основные методы расчета зданий на сейсмическое воздействие - линейно-спектральный и метод расчета по акселерограммам. Согласно спектральному методу сейсмические нагрузки являются квазистатическими, что облегчает расчет на сочетание сейсмических и прочих нагрузок. К недостаткам относится то, что спектральный метод справедлив при расчете лишь линейных систем. К преимуществам метода расчета по акселерограммам следует отнести возможность использования моделей с физической нелинейностью. Трудностью является проблема выбора соответствующей расчетной акселерограммы. Рассмотрен обобщенный метод главных координат, учитывающий фактор нелинейности.

В третьей главе выполнен анализ динамики сейсмоизолированных зданий средней этажности. Сформулировано условие для эффективного применения ССИ с учетом ветровой нагрузки. На основе балочной расчетной схемы разработан алгоритм подбора рациональных параметров ССИ.

На примере балочной модели были проведены расчеты сейсмоизолированных зданий разной этажности. По мере увеличения высоты здания с жесткой конструктивной схемой роль деформаций сдвига постепенно снижается, уступая место более заметному влиянию деформаций, вызванных изгибом, начинает проявляться влияние высших собственных форм колебаний.

Исследована точность применения одностепенной расчетной схемы для анализа динамики сейсмоизолированного здания средней этажности. Найдены численные значения и построены зависимости основных параметров системы с помощью пакета символьной математики MathCad, а также аналогичные результаты получены с помощью конечно-элементного расчета в программном комплексе «MicroFe», что подтверждает оправданность применения упрощенных расчетных схем для усредненных оценок поведения системы «защищаемый объект - ССИ» и эффективности сейсмозащиты.

В данной главе теоретически и численно выполнена оценка влияния высших собственных форм колебаний (п>1) сейсмоизолированного здания в динамическом процессе, происходящем при землетрясении.

При воздействиях, содержащих высокочастотные составляющие ССИ хорошо снижают уровни абсолютных ускорений. Между тем хорошо известно, что большие смещения основания на низких частотах приводят к большим смещениям сейсмоизолированных сооружений [13]. Была исследована реакция сейсмоизолированного здания при низкочастотном воздействии. Более эффективной при низкочастотном воздействии является пространственные пластические демпферы (ППД) за счет высокой демпфирующей способности.

Представлен алгоритм подбора параметров ССИ при низкочастотном воздействии.

Четвертая глава посвящена оценке сейсмопрочности сейсмоизолированных зданий. Предложена проектная методика оценки сейсмопрочности сейсмоизолированных зданий.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка, включающего 103 наименования. Общий объем работы 143 страницы, 78 рисунков, 21 таблица.

Основные результаты настоящей работы в следующем:

1. Выполнен теоретический и численный анализ динамики зданий средней этажности, расположенных на нелинейной ССИ;

2. Разработан алгоритм выбора рациональных параметров ССИ с учетом ветровой нагрузки

3. Обосновано применение упрощенных балочных схем для расчета динамики сейсмоизолированного здания;

4. Исследована точность применения одностепенной расчетной схемы для анализа динамики сейсмоизолированного здания средней этажности;

5. Теоретически и численно выполнена оценка влияния высших собственных форм сейсмоизолированного здания;

6. Предложена проектная методика оценки сейсмопрочности сейсмоизолированных зданий.

1. Айзенберг, Я.М. Адаптивные системы сейсмической защиты сооружений / Я. М. Айзенберг. -М.: Наука, 1978. 246 с.

2. Айзенберг, Я.М. Простейшая сейсмоизоляция. Колонны нижних этажей как элемент сейсмоизоляции зданий /Я. М. Айзенберг // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. — 2004. №1. - с. 28-32.

3. Айзенберг, Я.М. Сейсмоизоляция высоких зданий /Я.М. Айзенберг // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2007, №4.

4. Айзенберг, Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов / Я.М. Айзенберг. М.: Стройиздат. - 228 с.

5. Альберт, И.У. Сейсмозащитные фундаменты реакторных отделений АЭС / Альберт И.У. и др., М.: Информэнерго, 1988. - 64с.

6. Альберт, И.У. Особенности поведения жесткого сейсмоизолированного объекта с гибкой надстройкой / И. У. Альберт, Т.А. Сандович // ЭИ, ВНИИИС. Сер. 14. 1986. - вып. 4.

7. Аль-Насер, М.С. Использование демпферов сухого трения в системах сейсмозащиты зданий на территории арабских стран: дисс. . канд. техн. наук / ЛИИЖТ. Д., 1990. - 166 с.

8. Амосов, А. А. Основы теории сейсмостойкости сооружений / А.А. Амосов, С.Б. Синицын. -М.:АСВ, 2001 95 с.

9. Белаш Т.А. Оптимизация параметров энергопоглощения в сооружениях: дис. д-ра техн. наук : 05.23.02 / Т.А. Белаш СПб., 1996.

10. Белаш, Т.А. Сопоставительный анализ сейсмостойкости зданий с различными системами сейсмозащиты / Т.А. Белаш, И.У. Альберт. // Экспресс-информация ВНИИНТПИ. Сер. Сейсм. стр-во. 1995. - вып. 4.

11. И.Беляев, B.C. Устройства для сейсмоизоляции зданий, промышленных сооружений и их оборудования / B.C. Беляев, В.Д. Гуськов, В.Г.Долбенков, Ю.Л. Рутман. // Вестник инжекона. 2007.- № 6 (19) - с. 114-120.

12. Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний. / В.Л. Бидерман. М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

13. Бирбраер, А.Н. Анализ нормативных спектров отклика на основе записей реальных землетрясений / А.Н. Бирбраер, Е.Б. Старостин. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2007. - №4.

14. Бирбраер, А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость / А.Н. Бирбраер. СПб. : Наука, 1998. - 255 е.: ил. 70.

15. Вибрации в технике. // Справочник т. 2 М.: Машиностроение, 1979.

16. Воробьев, Г.В. Оценка сейсмической нагрузки на здания и сооружения при их реконструкции: автореф. дис. . уч. степ. канд. техн. наук. / ПГУПС. СПб, 2005. - 23 с.

17. Возможность использования упрощенных расчетных схем при выборе параметров сейсмоизоляции сооружений. / Т.А. Белаш, О.А. Савинов, И.У. Альберт // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1993.

18. Голубков, В.Н. Фундаменты из пирамидальных свай с промежуточной подушкой / В.Н. Голубков, H.JI. Моргулис, В.Ф. Никитин. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977. - № 5. - С. 26-28.

19. Гуськов, В.Д. Пространственные пластические демпферы, методы их расчета и экспериментальные исследования / В.Д. Гуськов, Ю.Л. Рутман. // Международная конференция «Четвертые Окуневские чтения» 22-25 июня 2004, Санкт-Петербург, Тезисы докладов. 214 с.

20. Дашевский, М.А. Вибросейсмозащита зданий и сооружений / A.M. Дашевский, Е.М. Миронов. // Промышленное и гражданское строительство. 1996. - № 2. - С.28-30.

21. Деглина, М.М., Динамические испытания фрагмента здания с выключающимися связями во Фрунзе / М.М. Деглина, A.M. Мелентьев. // НТРС, ВНИИИС. Сер. 14. 1982. - вып.2.

22. Деглина, М. М. Региональные модели сейсмических колебаний грунта для расчета сейсмической защиты М. Наука, 1983 - С. 5-17.

23. Джабуа, Ш.А. Повреждение зданий при землетрясениях в г. Скопле / Ш.А. Джабуа, С.В. Поляков // Жилищное строительство. 1965. - № 2 -С. 28-31.

24. Джабуа, Ш.А. Сейсмостойкость железобетонных конструкций / Ш.А. Джабуа, А.Л. Чураян // Наука производству: сб. 2. - Тбилиси: Мецниереба, 1975. - С.110-124.

25. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия / Под ред. Б.Г. Коренева, И.М. Рабиновича. М.: Стройиздат, 1981.-215 с.

26. Дмитровская, JI.H. Методы оценки сейсмостойкости многоопорныхсооружений : автореф. дис. канд. техн. наук / Л.Н. Дмитровская. 1. ПГУПС. СПб, 2005. - 23 с.

27. Долгая, А.А. Развитие методов анализа и оценки параметров систем сейсмоизоляции зданий и сооружений: автореф. дис. . канд.техн.наук. / А.А. Долгая. ПГУПС. - СПб, 1998. - 23 с.

28. Зб.Залилов, К.Ю. Методика генерирования синтетичесих акселерограмм и их использование в расчетах линейных и нелинейных нестационарных систем / К.Ю. Залилов // Исследования по теории сейсмостойкости сооружений. М., 1986.-С. 106-112.

29. Известия ВНИИГ им. Веденеева. Динамика и сейсмостойкость энергетических сооружений, т. 166. -JT. 1983.

30. Килимник, Л.Ш. Методы целенаправленного проектирования в сейсмостойком строительстве /Л.Ш. Килимник. М.: Наука, 1980. - 156 с.

31. Килимник, Л.Ш. Анализ работы зданий со скользящим поясом с использованием расчетной модели / Л.Ш. Килимник, Л.Л. Солдатова, Л.И. Ляхина. // Строительная механика и расчет сооружений. 1986. - № 6.

32. Кириков, Б.А. Избранные страницы истории сейсмостойкого строительства / Б.А. Кириков. Изд. Мир, 1993.

33. Клаф, Р. Динамика сооружений: пер. с англ. / Р. Клаф, Д.Ж. Пензиен. -М.: Стройиздат, 1979. 320 с.

34. Корчинский, И.Л. Сейсмостойкое строительство зданий: учеб. пособие для вузов / И.Л. Корчинский. М.: Высшая школа, 1971 - 320 с.

35. Красносельский, М.А. Системы с гистерезисом / М.А. Красносельский,

36. A.В. Покровский. -М.: Физматгиз, 1983. 272 с.

37. Крупнопанельные и крупноблочные 5-9 этажные жилые здания с системами сейсмозащиты скользящих опор. // Бюллетень строительной техники. 1988. - № 9. - С. 23.

38. Лаппо, Е.Л. Применение реальных акселерограмм при определении НДС пространственных систем: дис. . канд. техн. наук. Л., 1984. - 137 с.

39. Лебедев, В.И. Новейшая геодинамика и сейсмичность горных сооружений Центральной Азии: Тува и Северо-Западная Монголия. /

40. B.И. Лебедев, К.С. Кужугет, М.Ф. Лебедева, С.В. Лебедева, О.С. Черезова, С.А. Чупикова. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2006, №

41. Масленников, A.M. Основы динамики и устойчивости стержневых систем: учеб. пособие для студ. строит, спец. / A.M. Масленников; С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. Изд-во АСВ; - М.; СПб.: 2000. -204 с.

42. О.Масленников, A.M. Расчет конструкций при нестационарных воздействиях. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1991. — 164 с.

43. Методы обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений (Япония) // Научно-технический реферативный сборник / ВНИИИС. Серия Сейсмостойкое строительство. Зарубежный опыт. 1987. - вып. 12. - С. 5-9.

44. Индейкин, А. В. Теория диссипативных систем: учебн. пособие / А.В. Индейкин, A.M. Уздин, А.А. Долгая. СПб. : ПГУПС, 1999. - 99с. : ил.

45. Назаров, Ю. П. Совершенствование программных средств для расчета сооружений на динамические воздействия. // Сейсмостойк. стр-во. Безопасность сооружений. 2002. - № 1. - С. 11 -12.

46. Николаенко, А. Н. Анализ положений по расчету сооружений в нормах проектирования для строительства в сейсмических районах / А.Н. Николаенко, Ю.П. Назаров // Строительная механика и расчет сооружений. 1990 - № 1 - с. 66-72. - библиогр.: 7 назв.

47. Ньюмарк, Н. Основы сейсмостойкости строительства / Н. Ньюмарк, Э. Розенблют. Пер. с англ. Г. Ш. Подольского; под. Ред. Я. М. Айзенберга. М. Стройиздат, 1980. - 344с.

48. Поляков, С.В. Опыт возведения зданий с сейсмоизолирующим скользящим поясом в фундаменте / С.В. Поляков, Л.Ш. Килимник, JI.A. Солдатова. -М.: Стройиздат, 1984.

49. Поляков, С.В. Расчет и применение динамических гасителей колебаний для снижения сейсмических реакций зданий // Снижениематериалоемкости и трудоемкости сейсмостойкого строительства / Тез. Докл. Всесоюзного совещания, Алма-Ата. — М.: Стройиздат, 1982.

50. Поляков, С.В. Современные методы сейсмозащиты зданий / С.В. Поляков, Л.Ш. Килимник, А.В. Черкашин. М. Стройиздат, 1989 - 320 с.

51. Поляков, С.В. Последствия сильных землетрясений. М., Стройиздат., 1978.-311 с.

52. Рассказовский, В.Т. Методика расчета жестких зданий с гибким первым этажом на сейсмические воздействия. / В.Т. Рассказовский, Ю.А. Гамбург. // Строительство и инженерное обеспечение полиграфических зданий. Ташкент, 1971. - С. 37-44.

53. Рекомендации по проектированию зданий с сейсмоизолирующим скользящим поясом и динамическими гасителями колебаний. М.: ЦНИИИСК им. Кучеренко, 1984. - 55 с.

54. Рекомендации по расчету зданий жесткой конструктивной схемы с гибкой нижней частью. -Ташкент, Таш.ЗНИИЭП, 1972. 43 с.

55. Рутман, Ю.Л. Обобщенный метод динамического расчета и его применение к исследованию колебаний элементов стартового комплекса: дис. . канд. техн. наук: Ленинград, ЛМИ, 1966.

56. Рутман, Ю.Л. Оценка сейсмопрочности сооружения, расположенного на системе сейсмоизоляции / Ю.Л. Рутман, А.А. Чылбак. // Вестник гражданских инженеров. 2009. - № 1(18). - С. 30-33.

57. Савинов, О.А. Динамические проблемы строительной техники: Избр. ст. и докл. СПб. : ВНИИГ, 1993. - 179с. : ил.

58. Савинов, О.А. Избранные статьи профессора Савинова О. А. и ключевые доклады, представленные на 4 Савиновские чтения: сборник. / IV Савиновские чтения, 2004, Санкт-Петербург. Санкт-Петербург, 128 с: ил.

59. Савинов, О.А. О некоторых особенностях применения систем сейсмоизоляции зданий и сооружений / О.А. Савинов, Т.А. Сандович. // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, сб. научн. трудов. 1982. - Т. 161. - С.26-39.

60. Савинов, О.А. Оптимизация параметров сейсмоизолирующего фундамента с демпфером сухого трения и упругопластическимограничителем перемещений / О.А. Савинов, В.В. Сахарова // ЭИ, ВНИИИС. Серия 14, отеч. опыт 1985. - вып.1.

61. Самсонов, А.В. Рациональное проектирование конструкций и пружинной изоляции зданий, подвергающихся динамическим воздействиям: дис. . канд. техн. наук /А.В. Самсонов. СПб, 2003. - 158с.

62. Сандович, Т.А. Влияние вида диаграммы сдвига демпфера сухого трения в системах сейсмоизоляции на характер поведения сооружения / Т.А. Сандович // ЭИ, ВНИИИС. Сер. 14, отеч. опыт. 1985. - вып. 10.

63. Смирнов, В.И. Демпфирование как элемент сейсмозащиты сооружений / В.И. Смирнов, Е.А. Никитина. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2007. - № 4.

64. Смирнов, В.И. Сейсмоизоляция для вновь проектируемых и усиления существующих зданий / В.И. Смирнов. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2004. - № 4.

65. Смирнов, В.И. Снижение сейсмической реакции зданий с гибким нижним этажом за счет использования дополнительных выключающихся жестких элементов / В.И. Смирнов. // Сб. ВНИИИС. Серия 14. 1981 -вып. 12. - С. 13-17.

66. Современное состояние теории сейсмостойкости и сейсмостойкого сооружения (По материалам IV международной конференции по сейсмостойкому строительству) / Под ред. Полякова С. В. М.: Стройиздат, 1973 - 280 с.

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

68. Солдатова, Л. JI. Динамическая реакция жесткой модели здания больницы с сейсмоизолирующими скользящими опорами / Л.Л. Солдатова, С.Ж. Жумуков // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2006. - № 1. - С.28-31.

69. Сугоракова, A.M. Кайнозойский вулканизм Тувы / A.M. Сугоракова, В.В. Ярмолюк, В.И. Лебедев. Отв. Редактор д.г-м.н. А.Э. Изох. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2003. - 92с.

70. Уздин, A.M. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений / A.M. Уздин, Т.А. Сандович, М. С. Аль-Насер. СПб. : Изд-во ВНИИГ, 1993.

71. Уздин, А.М. Некоторые особенности сейсмоизолирующего кинематического фундамента Ю.Д. Черепинского / A.M. Уздин, Т.А. Сандович, И.У. Альберт. // Экспресс- информация ВНИИИНТПИ. Сер. Сейсмостойкое строительство. 1993. - Вып. 1 - С. 32-36.

72. Фахриддинов, У. Сейсмозащита многоэтажных кирпичных зданий в районах высокой сейсмической опасности: дис. .д.т.н. / У. Фахриддинов. М, 2005. - 283 с.

73. Фундамент сейсмостойкого здания: а. с. № 573535 СССР, МКИ Е 02 d 27/34. / Г.Н. Соболев, Ю.Г. Чернышев (СССР) № 2057288; заявл. 29.08.74: Новосибирский филиал всесоюзного научн.-исслед. инст-та транспортного стр-ва; опубл. 25.09.77 в Бюл. № 35.

74. Фундамент сейсмостойкого здания: а. с. № 746045 СССР, МКИ Е 02d 27 / 34 / В.П. Чуднецов, Л.Л. Солдатова (СССР.) № 2555044 / 29-33, заявл. 13.12.77: Фрунз. Политехи. Ин-т; опубл. 07.07.80, Бюл. № 80.

75. Хачиян, Э.Е. Расчет сооружений на сейсмостойкость по акселерограммам сильных землетрясений / Э.Е. Хачиян. // Известия АН Арм. ССР, т. 15.- 1962. -№5.-36 с.

76. Чачава, Т.Н. Некоторые вопросы проектирования здания с гибким нижним этажом / Т.Н. Чачава. // Сейсмостойкость сооружений. Тбилиси: Мецниереба, 1968. вып.2 - с .51-65.

77. Черепинский, Ю.Д. Проблемы сейсмостойкости зданий с использованием сейсмоизолирующих конструктивных решений / Ю.Д. Черепинский, М.Н. Гусев. / Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2006. - № 5.

78. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки воздействия: (Дополнения. Разд. 10. Прогибы и перемещения): СНиП 2.01.07-85: Утв. Гос. строит, ком. СССР 08.07.88 : Срок введ. в действие 01.01.89. Офиц. изд. - М. Госстрой СССР, 1988.

79. Hirokazu, I. Optimum design of resilient sliding isolation system to protect equipments / Hirokazu Iemura, Touraj Taghikhany. // 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver, В. C., Canada. August 1-6, 2004. -paper № 1362.

80. Kelly, J.M. Earthquake resistant design with rubber / J.M. Kelly. London etc: Springer-Verl., 1997.-243 p.

81. Skiner, R.I. An introduction to seismic isolation / R.I. Skiner, G.H. McVerry. New Zeland: John Wiley & Sons, 1993. - 353 p.

82. Tsai, N.C. Spectrum-Compatible Motions for Design Purposes // Journ. Engng. Mech. Div., ASCE. April 1974.