автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Разработка метода расчета и исследование пространственной сейсмической реакции многоэтажных кирпичных зданий на кинематических опорах

5 ОД

На правах рукописи

АХМЕДОВ Ахывд Мздеид огли

. РАЗРАБОТКА. МЕТОДА РАСЧЕТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СЕШЯШаСЩЙ. РЕАКЦИИ ШЮГОЭТАЖШХ • КИРПМШХ ЩШШ НА КНЕЕЫШИВСШ: ОПОРАХ

05.23.01 - Строитольшэ конструкции, здапня в ооорувенгя

АВТОРЕФЕРАТ

дяооэртации на соискание ужзпоЙ отеаепп кандидата токнгческгх паук

Москва - 1936

Работа выполне1 Университете.

• НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ансном Инженерно-Строительном

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Защита состоится

доктор технических наук КУРЗАЮВ A.M.

кандидат технических наук ГАСАШВ А.Н.

доктор технических наук, профессор ЕАРНИЩИЙВ.И.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ДЕНШОВ Б.Е.

АО "Бурпроект"

нсьр

1996 г. в

/7

сО

часов

на заседании диссертационного совета К.053Л1.01 в Московском Государственном строительном университете по адресу: 113114, г.Москва, Шлюзовая набережная, д.8, аудитория У*

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан А^Я/'А 1996 года.

Учений секретарь дяссертапионного совета к.т.н., профессор

Э.В.Филимонов

- 3 -

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Дууу^рост^ теш. Защита зданий от землетрясений продолжает оставаться одной на важных задач в строительстве. Снижение затрат ва сейсмозадаты зданий и увеличение надежности зданий достигается совершенствованием раочатнах моделей зданий, оснащенных сис-твтзт сейсмозащитн, н методов расчета этих зданий на сейсми-твогле воздействия.

Среди получивших применение способов сейсмозавщты зданий выделяется класс кинематических опор, отличавдйхся сравнительной простотой конструкция, падеалоотью и »кономической аффектив-

зоотыэ.

Как показывает ошт натурных испытанна, здания на кинема-гнческих опорах а общем случае совершают слозное пространствен-зое перемещение, сочетающее возвратно-поступатолышв двиаення с щутилькакя колеЗгшитет вокруг вертикальной оси. В то же вреш! мслэдованая пространственной сейоыячеокой реакции ыногоэтав-шх кирпичных здашй на кинематических опорах, до настоящего зрекеш не проводились¿ В связи о этим экспериментальное определение дей'ствнтеяьннх значений параыетроп динамической реакция лногоэтавйых кирпичных зданий на кинематических опорах в натурное условиях, а такхе разработка ыатода расчета этих зданий на шсеяерограиш землетрясений с учетом совместных поступательннх i крутильных колебаний являются актуальными.

ррда. Pftfloffi. Целью настоящей работы является расчетно-тео->етичесхио и експериыенталыие исследования пространотвенной юйсмической реакции шгегоэтаавых кирпичных зданий на кинематических опорах типа сборнях оейомоизолирующих опор (CGO). Для (оствхенвв поставленной цели выполнены:

- натурная экспериментальная проверка сейсшазолируедей июообвоста капенатических сОорных оеЯсюизолирущих опор, изу-гонно кинематических параметров дефоршрования п колебаний над-шорной части трехэтаааого фрагмента кирпичного эдания при старческих, вибрационных и ишульснвиых нагрузках, натурные величания 5-этавного кирпичного талого здания на кинематических ¡СО;

- разработка расчетной модели здания на кинеыатичесшж опо-»ах с учетои поступательных в крутилышх колебаний;

- сйсгаздвйа математическая модель вдания на кинематически сейгакшзаязруюашс опорах на основе выбранной расчетной ыодэла;

- проведены расчетные исследования поотртахельно-кдггаиьш колебаний пространственной модели 5-®танного кирпичного эданая

jajtHHeuariiiecRHx ССО при сейсмических нагрузках.

HaysiliO^^_

- Разработана нелинейная пространствешая^ючёмаяТлодегш здания на сейсмовзояируюшдх кинематических спорах, позволявшая учесть поступательные н крутильные колебания здания под сейсмической нагруакой.

- Предложена методика расчета снстеш ^вдавйв-мнвнатичэс-кая опора" с учетом совместных поступательных в кругальншс колебаний, цри однокошонентноы сейсмическом воздействия.

- Получены параметра пространственной соёошчэскоЗ реакции пятиэтажного кирпичного здашя на кииеяатпческнх сборнах свйсио-иаолирувдих опорах, свидетелютаувднэ о существенном оиявеняя сейсначеских нагрузок на надопорную часть адавия.

- Установлены волитт шксашльно-возаатшк перемовднйй верке сборшя сейоыонзолЕрувдшс оаор о учетом пространственных хюхвбгшЗ щея их» ССОнра ее&<жт<зшх воздействиях интенсив-иостьв 9 бшшэ.

Шшзтякь М1шлш№МШ н, тшттлтшт

подтворвдсется сравнение» результатов' натурных ксштаяий я ро> сужьтатов расчета пространственной- данашческо2 модели фрапгэв-чб вданпя на сборных се2с«аазомвуевт оиорах цра деВотваа ода-eskossx натруво»..

РШШаАШ. ШвЭШ Шш состоят О тоа, что результата нровзйзшшг натурных имштвнза в веоретаческих ЕоследовагшЙ и разработанная кетодкйа расчета; адашт ка кинематических опорах с учзтоа его Еостуиателзввнх а крутялышх колебаний на акевдаро-гргжвд зеалотрясевл« но- СШИ 0-7-61 могут аспольвоваться

в тшенэрнах расчетах spa вроангаровашв шогоэтакных киршщщас зданий па кинематических raropas для строительства в сейсшческих районах»

pimppemtQ:. Результаты- днссертадводаой работы исяольеоваш при- проектировании пятнэтяздах кщишчннх адашй серка 114 на ССО для- строительства на 9ч5адльшх сейсетческнх площадках Бурятии. В л^Селеетшою построена нятиэтаетав кщшнные жядне дома.

114 сараи на ССО, яри это« подучен эконоияческяй эффект в разыэ-ро 80 тво.рублей па одно зданяе в ценах 1989 года (по данным Бурятгражданпроепта).

ШпйШШ-ШШ' Основные пологония п результаты работы бняи доловени ш заседании кафзда "Испзтанш и сейсмостойкость сооружений" Азербайджанского Иняэнврно-Строатольного Университета (г.Баку, 1993-55 гг.), на научной конференции по ыеханекв п математика посвященной ябидеэ проф.К.А.Квримова (АН АзербаЗдшш-скоЗ республики, г.Баку, 1993 г.), на семинаре отдала "Волновой динамики" Института Мохашкн и Йатематшш АН Азерб.республика (Г.Баку, 1595 г.).

Д2&ШЕ£ЯШЬ По результата« выполненных исследований оаубгаков апи 4 печатных, работа.

О&ШЗЛ&йЗШ* Диссертационная работа сосгогт из введения, чотэдах глаа, осповшх виводов, списка литературы из 87 ваимено-вапкЗ. Робота иэяоаена на 153 етсаякцох, в том таояэ 37 страницы пллистрацпЗ, 22 страница табягц.

- Расчетная пространственная иодэль пятнзташшго кирпичного зданкз на кшеиатнчасккх опорах, поззояяющая учесть поступатель-паз к крутильняо колэбашя здания пря 9-балльной сейсынческой нагрузке.

- Методика и алгоряти расчета вятяэтаавых кирпичных зданай на киноматпчеояпх. опорах о уютом ооЕместпр: поступательных п круталышх колобакнй на аксояэрограа»ы сэйсыичэскш: воздействий.

- Результата чкодзшюго анализа пространственной дннаип-чесноЗ модели пятгэтэнпсго кирпичного эдакая на гляеиатячоскиз сборшх сейсыоязолирувдях опорах.

Работа выполнена в 1991-1595 гг. на кафедре "Испытание и сейсмостойкость оооруяоппа" Азербайджанского Ипетшзрно-Строптолъ-його Упкворсктота под руководством доатора тозшнческих паут, А.ЦДурзанова и кандидата технических неук А.П.Гасанова.

Натурт.о испытатш трохэтэйного фрагмента и С-этакного мр-пггашго здания проводекг в 1991-92 гг. а п.Селэшчшск Бурятия но хоздоговору ЦШШС и«.Кучеренко о Селангпкскпм ЦКК.

Рабочая документация О-этажпого кирпичного голого эданзл к трохэтакного фрагшэпта разработка институтом "Бурятграздан-проект".

- 6 -

СОДЗРШШЗ PAEOTU

SajöSfiSßgS. пзлоЕвно обоснование актуальности тема диооер-тятп; и краткая аннотация проделанной работы.

приведен Тбаод^течвствоиного-и-зврубеанора-оныта сейомоизоляцив зданий. Рассмотрены проведенные экспериментальные и теоретические исследования зданий на кинеиатпчеоких опорах. Сформулированы пели и задача дассертащюнноа работы.

В различных сейсмических районах в разные года построена н эксплуатируются сейсмостойкие здания, оснащенные системами акш ной сейсмозаадты, разработанными Айзенбергом Я.М., Дунуооаш T.i и Черешшсним Ю.Д., Зеленковым Ф.Д., Килимнином Л.Ш. я Поляковым B.C., Курвановын A.M. в Складне зам H.H.» Назикш В .В., Яременко В.Г. и др.

Из ознакомления с отечестэенндаи й зарубяиыш литературншв источниками и из анализа материалов теоретических в экспериментальных исследований зданий на кинематических опорах следует, что яри разработке динамических расчетных моделей системы "здание-кинематические опоры" в при расчета этих моделей на сейсш-ческие воздействия, применялась "плоские" модели, т.о. учитиаа-лись только поступательные колебания системы.

Очевидно, что при формировании таких "плооких" расчетных динамических моделей вданий на кинематических опорах учитывались одновременное включение в работу всех оойсмонзоларущгос киисыа-тических опор н одинаковое перемещения верха сейсмснз о лирувдгх опор. Однако, как показывает. оши натуршх испытаний, из-за неодинаковости перетя^ний отдельных спор гесткостше и дксоипа-тпвные характеристики нелинейная сейсмопзолирувднх опор в течение колебательного процесса в каждый момент времени сказывается разными. •

Таким образом, возникает необходимость разработки расчетной модели, здания на сейсмоизолкруюцих кинематических опорах с учетом поступательных и крутильных колебаний и катода расчета здания на кинематических опорах о учетом совместных поступательных я крутильных колебаний на сейсмические воздействия.

ßo ргоррй представлены натурные зксиерименталыше исследования сбордах сайсмоизолирувдах опор, трахатаяпого фрагмента кирпичного здания и пятиэтажного кирпичного аданпя серии 1X4.

Натурные испытании проведаны с не лью:

- проверки сейсмонвотруадей способности CCÖ, предназначению

з скивешш сейсмической нагрузки на надопорную часть 5-ти этак-со кирпичного здания серия 114 о 9-ти до 7 баллов;

- уточнения расчетной модели 5-ти этажного кирпичного зда-я на ССО;

- проверка сейсмостойкости трехэтажного кирпичного фрагмен-и 5-та этазного еилого здания серии 114.

Для проведения натурдаз исследований разработана испитатель-я установка. Преимущество установки заключается в том, что воз-йствие на систему "фрагмент здания-ССО" додается со стороны новашш. В качестве устройства, передающего на фрагмент здания здейотвия типа сейсмических, использован вибростол в вида сей-юизолирущнх опор первого уровня и располокенной на них плат-рш-основаши, второй уровень оборшх сейсмонзолирувдюс опор йоте с фрагментом здания представляя собой объект испытания.

Батурине йспыганил ССО и одахэтаккого фрагмента кирпичного йния серпа 114 проводились в три этапа:

статические испытания и испытания на сброс статической ¡грузки;

- вибрацаонше испытания;

- испытания па импульсивную нагрузку.

Натурные испытания 5-та этааного кирпичного вилого здания ?рни 114 на ССО проводились в два этапа:

- первый этап - статические испытания;

- второй этап - динашческио испытания.

По результат вы статических испытаний построены диаграммы :ала-веремещение" сиотеш "здашге-ССО". Наибольшая восотанавли-озщая сила Рв = 652 кН не превысила одной семнадцатой верти-альной нагрузи на опоры.

Из результатов натурных статических испытаний следует, что ависимооть между горизонтальной восстанавливающей силой и гори-онтальным перемещением - нелинейная. Виброграшн, полученные при впытаниях сбросом статической нагрузка, свидетельствуют о.плавом "мягком" характера затухания колебаний.

Гармонические колебания платфорш-основаняя фрагмента зда-ая возбувдались с помощью установленной на платформе вибромави-ы. При всех радиусах ввдвийения дебйлаксоо вибромашина наиболь-00 ускорение кинематического воздействия оказалось 20,7 см/с2, ри отоы ускорения первого »^третьего этажей соответственно сос-авляли 8,5 см/с и 3,5 см/о'4. Незначительная•величина кинемати-еских ускорений вибрационного воздействия объясняется большой

массой ¿фрагмента и недостаточной модностью вибрационной ыашшш.

В качестве средства импульсивного нагрукашм применялся под весной маятник с массой груза 7116 кг. Мокду платфорыой-основа-_щем_и_грузом маятника была установлена однострронпяя горизонтальная связь, ^ сбро оа нагрузка оттзжюх, возвратного двеезния иаятшша^ГполоЕошю^ равновесия и мгновенно напрягаемая в момент накопления каятнпко наибольшей кинетической зизрглп. С целью проверки сейсмостойкое ти фрагмента здания серии 114 сейсмопзоларущие опоры второго уровня были выкгаяеш (нрезрадеш в гесткле фундаментные блекз) При испнтагшях на шяпуяьспвцутз нагрузку в этом состоянии наибов шее ускорешэ в уровне подошва CGO второго уровня' (уровень поверхности платформ) составило 393 см/с2, а в уровне пола перво го этака фрагмента - 189 см/с2. При ислштазиях на ишульсивнуа нагрузку с вкяотеннаш в работу 0С0 второго уровня наибольшее ускорение в уровне поверхности платфор&а составило ЗЭЗ сгл/о*\ с ответственно в уровне пола первого отака фрагмента - 76 с?Уо .

Каких-либо поврездешШ в результате натурных испытаний в конструктивных эдемзнтах г узлах трехэтажного кирпичного фраг-шнта и 5-сш этажного кирпичного здания не обнаружено. Из результатов натурных испытаний следуют вывода:

- надопорнуа часть здания допускается рассматривать в раоче тах как пространственно Евсткоо тело; .

- ссйсмсизодированное здаше обладает трабушоЗ сейсмостойкости, необходимой для зданий, возводншх на 9-бадяышх сейсш чеекпх площадках;

- сейазояволируЕЩая способность ССО достаточна для снижения 9-балльной кннеггатнческой горизонтально!! нагрузки до уровня

7 балльной;

- свободшзе загухашщзе колебания сейтазоязозшрованной над-опорной часта здания носят нелинейный характер.

Результаты натурных испнтанзй фрагмента и 5-тя эташого кя пзчпого здания на ССО использована при разработке расчетной динамической модели псследуешго здания.

ft третьей ударе содерЕЗтея кшеапаэ нелинейной пространственной расчетной шдела иногоэтааного кЕраачного вдашш на кп-недатичэышх ССО п (гзтоднки расчета систа\ы "здание-кинематя-ческая опора" с учетом совместных поступательных и крутальшх колебаний при однокошобзнтеых сейсмических воздействиях, за-

- 9 -

даваешх акселерограммами землетрясений.

При разработке пространственной расчетной динамической модели исследуемой системы "здание-кинематическая ССО" для расчета на однокмопонентныв сейсмические воздействия были приняты следующие предпосылки:

1. Надопорная часть системы "здание-ССО" представляет собо'Э абсолютное твердое тело.

2. Система "здание-кинематическая опора" обладает 3 степенями сзободы: поступательными перемещениями в горизонтальной плоскости вдоль осей X п У а поворотом в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной осп, проходящей через центр жесткости поля сейсмоззолирущих опор.

3. Проекции центра месс здания н центра горизонтальной вест' к оста поля сеЗшоизоллрующих опор расположены на одной из двух осей симметрии плана здания (главных осей инерции, проходящих через упругий центр поля ССО).

4. Не учитывается вертикальная•составляющая сейсмических колебаний.

0. Сейсьгическое двпзение основания представлено однокомпонент-шаа возвратно-ностунатеяьтш перемещением вдоль оси X или У .

IIa основании принятых предпосылок расчетная иода ль 5-ти отахного кирпичного жилого здания на кинематических ССО мояет быть, представлена как пространотвонная, одношссовая модель, со-аориаздая колебания с двумя стопешши свобода: поступательна колебаниями в направлении сейсмического воздействия и крутильными колебаниями вокруг вертикальной оси (рис.1).

Рассмотрен случай, когда центры яесткостей и масс расположена на оси X , а одцокоммнентное сейсмическое воздействие направлено вдоль осй У . При однокошонентксм воздействий вдоль оси X ногат быть решена аналогичная задача. В этом случае система уравнений совместных поступательных и крутильгах колебаний исследуемого здания на кинематических опбрах иыоет вид:

. .+ = p(t\ 1 (I) -Мз-Гу-е+Мд.+ МвГ^^ -Pdbe. f ■

где ЪО'.'Р) - инерционная сила, равная: Г}(ъч>)-->п(у+е'ф)

Иу - инерционный момент, равный M7=-ß0y , где ß« -физический ыоуонт инерции относительно центра »'"ос; - сила затухания, учитываемая по гипотезе Фойгта:

У

Риа» I. Расчетная динамическая модель систеш "здание-кинематическая опора" а) структура модели; 6} уравновешенные силы и моменты

i- a

= TI'Zjx'P j П - число сейсмоизолирувдих стоек;

% - коэффициент сопротивления;

Мд - диссипативный момент, которыЗ при крутильных колебаниях

системы записывается в виде: Мд ¿Z'Lj ip

Rfy^j - восстанавливающая сила для систеш "эдание-ССО", определяемая на каждом í-ом шаге интегрирования:

Rt(y.vft-xl Rijfr.V) #где Rij(y,v) - восстанавливающая сила

для одной J -oñ стойки, которая изменяется по расчетной кривой диаграмма деформирования, полученной экспериментально-теоретическим путем (рис.2)

где }<*(€)* y£¡ly£~'t¡ - коэффициент

жесткости j -ой стоики прп ее перемещо-

нин вдоль оса У.

■ Таким образов, на кавдоы i -о« шаге интегрирования величину в осстаназлетающей силы для систеш "здаше-ССО" следует записывать в виде:

+ (2)

MB(wJ- восстанавливовдай моиеот* систем "зданне-ССО" при крутильных колебаниях, который па каядом £ -ом шаге интегрирования равннЗ:

МаМ с Мв(Н +£,K(y¡J+ (3)

Pft)- приловениая сейсмическая нагрузка, равна? произведена) кассы tfi на ускорение основания Va ...

Учитывая, что Уц =Yl+Zj*4>í ; Xtj . гдз Vi -пос-

тупательное перемещение центра жесткости относительно основания на " i -ом шаге, и Vi - угол поворота ЦМ относительно ЦН на

i -ом шаге, Получаем окончательную систему пз двух дифференциальных линейных неоднородных уравнений, второго порядка для каждого шага интегрирования

т(р%+е4 £ к^У, + (4)

О лэльэ лроводеш»? расчета просгракстпопиоЗ расчетной «зде-,12 сггстсг:л "здгнгв-ССО" в раочотауэ выборку аисоаврогремм шглбчо-шг ексалейзгра-"! роаяьшх зслйзтрзоэшгл с паэбояьазаяг агтазтуда-да переме^оззая грунта осяэзавхш.

3-2Ш<Ж23~££гЖ шаешш аягорктм и результата расчота аятйэтакпого кирпячпого здания седан П4 на ССО па се-Зс"Псскно воздействия, предстазлзкио а вдде ваборгат вкогшрограма роалв-шх зеяяйтрясошй.

Чнсшгаов ветедраровашга сясгага де^дешрияьшх уравнэпаД (4) производилось мэчодси Ньшарза, для чего авторе:.! дкссертаца-окноЗ работа разработай алгоратаг а прогргидн расчета на язоко " "фортран", рзалазованша на ЭЙД ЕС-1036.

В качестве расчетной шделя сейсшческих воздеЗствкЙ прпна-азлясь нариаройанвзо по - 400 ем/о2 ахсолэрогршаш прошлых зеияетрясензЗ.

Результата расчетов галашЗаоЯ прострзпствензэЯ иоделя аданля на ССО на аксаязрограмку пращах зеылзтряееплЗ продетаялош в •габл,1. Цря воздействия всех вяселарограш ¿гакелмальное абсолютное ускоренна части здания, раоаолоншгасН вага сейсглзязолвругщях опор, та препигеет £3,4 ем/е » что нз продотавляот опасности дш кзпетрукшгё здания. .

Ддя анализа сэЗс&олзожздущзЗ енасобноста ССО произведен срзанзтелгшО расчет обачпого пзсойсхоязоанасго лятяэтазпого адяшчвого здашм ое&т 114. Расчет'.-згаоЗноЗ издали йвссЗсыаззо-лнрозанвого зденяя штэзнвв на ЗШ ЕС-1036 по епецзально разработанной программа на языке Оортраи.

Для опенки эффективности устройства сейсмоззолящт введен коэффициент сшзоюм расчетная соИсшчвсаоД нагрузка Кс (табл.1), равняй отношению мааспмалындс значопкЗ абезлатного ускорения массн пг неизолированного к сейсмэизовированного здания (линейной и нэ-

-14 -

линейной моделей): _ ■ _ Кс=|21аин/12;1^__

„„М1,.т оейсмоазоляшш наименьштири-вов—

Как видно из авейбольшей при врздействив

действии ^оелерог^ма Ас1Э, Кс- , *^ ^^ ^ ^ ш

акселерограмма АсК, Кс - 31,8. «о ввсейоиоиволаровав-

Н09 «^опасность ирсд^ав-

"действия, к о— акселерс-

'^КоэЙи^нт'дашости КД, равный отношении максша^ного

перемеГе«оп к ,аксиально^ пере,ещеш, доа, № •» •

на реакон» системы «здание^«^

параметров реакшш адашя на ССО. • _

для изучения" влияния характера даагракш Р../* на пда

ыетра реаедш сиотеш «здание^СО" произведены расчеты на одн^п Гу 2 погрешу 00 ступенчатым уменьшена угла наклона по-

рлйпнйго участка с=5 диаграммы дефоршровавия.

ГашГза шшшальшк перецещешгё верха сейсыоизолируда

стоек прп воэдеЦотвшз »ушреншх« «ясений.^ет «»но«*

вывод что при всех значениях вксцэнтршшяета ОТ Щ и оно-Гш "змше-ССО" величина зазора ЗД стойкой и упором ограш-адтелеи сборных сейсьшзблирутих опор, предйазиачешшх Гоизолящш в 9-бапльшх сейсшческвх районах, домна бать ш-нее 7^97 см. При таком зазоре все вешштрясения, кроме «наиболее

шш». предотавлешшх акселэрогр^аш Ас19 и Ас16 не вызову

содаршшя стойки с упором-ограначителем, тем самым надопорная часть будет сейсмоиволирована до расчетного уровня. •

При "наиболее сильных" землетрясениях интенсивностью 9 бая-лов. представленных акселерогратш Ас19 и АоХб произойдет соударение стойки ССО с упором ограничителем с последующим скольжением

Таблица I

Результаты расчетов нелинейной пространственной дянаьическоЗ подали этаааого кирпичного здания на ССО на акселерограмма прошлых землетрясений, корвдрованше к 9-ти

балльному уровни

за- • пкси УГ см/с^ у«*Х см рад у«« см/с рад/с »К**-— са/с2 и V -ДО рад/с2 Ф«гГ ш гГ= са йГ мл*

Ас04 400 2,06 0,095 2),9 0,374 28,5 0Д9Г 2,12 2,42 27,8 о,75

АсОЭ 400 2,70 0,109 23,1 0,372 33,8 0,163 2,50 3,93 19,3 0,82,

Ао15 400 1,29 0,104 24,9 0,323 32,7 0,174 2.31 3,38 31,8 0,66

лек 430 16,80 0.260 30,2 0,678 39,0 0,228 16,70 17*34 22,6 3,76

'Ас19' 100 30,80 0,199 102 0,618 86,4 0,335 31,00 32,08 7,4 1,37

Таблица 4

Результата расчета нелинейной пространственной динамической глодали 5-зтагного кирпичного здания на ССО- с разный величинами относительного аксцвнтраситата еД. прз воздействии

аксслерограгдш АсОЭ

сл I

Относит. экспектр. «л. у Ш* см , рад/р ?тт/с2 «км Ацм см/с2 ым ¿-им ям ■, РМ. ■ . .ям Ма ■, рД-?' — МАХ т« . .МАХ Мд

0,0 2,80 0,000 22,4 0,000 0,000 39,5 2,80 2,80 342 -

0,02 3,26 0,087 22,0 0,317 ода 35,9 3,27 3,55 4220 337 600

0,1 2,70 0,109 23 Д 0,372 0,163 33,8 2,90 3,93 5600 362 754

0,2 3,42 0,221 20,4 0,575 0,244 28,5 4,88 7,97 9030 355 1460

верхнего блока ССО по накладной стойки о коэффициентом.трения металла по металлу /т„,.« 0,2, Прж скольжений о таким коз@а-—пиентсм-трания_м_вданпв будет передаваться сейсмическая нагрузка интенсивностью 8 баллов. Проектом построена» 5-ти этаШШ сейсмоиаолнровашшх кирпичных зданий 114 серия предусматривается фактическая сейсмостойкость надопорной части здания, равная 8 бал лам. В случае разрушения стойки верхяай блок опустится на плпту--фшсатор, тем сети будет предотвращена возкойяобть обруташя гдання. Сборная сейсмоизолярувдая опора {ССО) в этой случае будет работать как обычный фундшентный блок.

Такшл образом, с учетом концепция двойного расчета максз- < мально возможное свободное перемещение верха стойки допускаем равным 8 см.

С цельо сравнительной оценки .bosmoehocth использования для практических расчетов "плоской" или "пространственной" давашчест ких моделей здания, произведен расчет "плоской" цоделн 5-ти ота^ ного кирпичного здания на ССО. Сравнивались результаты расчетов "плоской" и "пространственной" дш'чщчеоких моделей системы ние-ССО". Сравнение пропав одапооъ по иакоюгалышы вначешиш перемещения верха стоек и абсолютного ускорения надопорной части, здания при'расчете на одинаковые Езадействля.

Относительная разность сравниваемых величин составляла:

- для шшскшльных значений перемещений верха стойки - в пределах от 1,9 до 40$;

- для максимальных значений абсолютных ускорений - от 2,5 до 27,8*.

• Как видно, различие моделей ыоеэт повлечь за собой оущеотвщ ныв различия как ыаксимальных значений перемещений'верха сейсыо-' изолирующих стоек, так в ускорений.

Таким образом, применение упрощенной "плоской1* расчетной делп привода к заметным ошибкам в основной при определений как-сиыально-возыоашх перемещений верха сеЁоиоизолцрующах стоек. Jüsj практических расчетов, особенно расчетов протявенных и нооишот-рачвых адани! на кинематических опорах, целесообразно применять пространственную модель. -

осшвшв швода ■ • '

I, Результаты выполненных,.натурных н численных экспершлон-талышх исследований свидетельствуют, что сейсмояаолирущая способность кинематических сборных сейсмоизолируодах опор достаточ-

на для снижения 9 балльной горизонтальной сейсмической нагрузки до уровня 7 балльной.

2. Результаты натурных испытаний трехэтажного фрагмента я 5-этакного кирпичного здания серии 114 на кинематических сборных сейсмоизолзруЕщих опорах использованы при разработке пространственной расчетной модели исследуемого здания.

3. Построена обобщенная скелетная кривая диаграммы деформирования здания веоом б? на кинематических сборных сейсмоизолирующих опорах. Установлено, что зависимость медцу горизонтальной восстанавливающей силой Рв и горизонтальным перемещением верха сейсмо-нзолирувпдах стоек в области больших перемещений У>3 см, существенно нелинейна.

4. Разработана методика и алгоритм расчета здания на сейсмо-йзолирувщах кинематических опорах на динамические и сейсмические воздействия о учетом пространственных поступательно-крутильных кмэбакяЗ» Корректность расчетной модели н алгоритма расчета проворена путей сравнения результатов численного эксперимента о результатами натурных испытаний трехэтажного фрагмент здания на сборных свйетоизолзрувщях опорах (СО». Результата сравнения под-твэрвдаот правильность расчетного аппарата.

5. Проведен сравнительный анализ ре&ультато» расчета здания, на сборных сейстизозшругщпх опорах я результатов расчета несей-сшазолировапного здания на расче'пшу всбЪрку акселерограмм сой- . омических воздействий, которая свидетельствует о суггзственном снияяшш сейсмической нагрузки на надопорнуп часть здания в 7-31 раз, благодаря применению кинематических сборных сейсмоизолирующих ояор*

б! Коэффициент динамичности - Кл , полученный в расчетах сейсшизолированного здания меняется в пределах от 0,66 до 3,76. Эти пределы свидетельствует, что вследствие существенной неляней-ноота зависимости "восстанавливающая сила - перемещение" и правильному подбору сил затухания, в срстеме "зданио-ССО" практически по возникают резонансные явления в широком спектре динамических воздействий.

7. Раочетшм путем исследована сейсмическая реакция системы' яздаязе-ССО" с разными величинам® эксцентриситета е . Изменение ?>ясцеитрасят0та существенным образом влияет на величины параметров реакции здания на ССО. Увеличение акоцентрнслтета вызывает

больше перемещения стоек, раовояовенвдх па кра&шх осях плана здания, в результате чего мокет произойти соударение стойки с упором-ограничителем. .

8. Определена шшшально допустимое свободное перемещение верха отойка С'Г-Г - В ом

ствия 9 баллов.

9. Расчетным путем исследовано влияние характера диаграммы Рв-У па сейсмическую реакцию системы "вдание-ССО" в зависимости от угла наклона последнего участка диаграммы С=5. Результаты " расчета свидетельствуют ,о целесообразности продолжения как экс-перименгальнах, так п теоретических исследований о целью построения наиболее оптимального варианта'обобщенной диаграмм деформирования здания на кинематических CGQ.

10. Проведен сравнительный анализ результатов расчетов "плоской" и "пространственной" динамических моделей пятиэтажного кирпичного здашя оврки 114 на ккнеыатеот ССО, из которого следует, что применение упрощенной плоской модели, приводит к вамет-шш погоешноотлы g результатах вычислений. В практических расчетах протяженных г несимметричных зданий на кинешатических опорах на сейсмические воздействия целесообразно применение пространственной динамической модели. .

Основные результаты диссертации иалокены в следующих работах: ,

I. Ахмедов A.M., РзаевР.А. Экспериментальные исследования оейсыостойкооти зданий йа сборных сойсыоизолирувашх опорах//Мате-риалн научн .конференции по механике и математике, посвященной юбилею проф.К.А.Керимова. - Баку. 1993. - С.203.

' 2. Курзанов A.M., Ахмедов А.Ы. Натурные исследования трехэтайного фрагмента и пятиэтажного кирпичного здания на сборных сейсмо-изолиругацих опорах//Экспресс-инфори.,,СвЙомостойкое стр-во®. Вш,2-3, - M., 1994. - С.24-31.

3. Ахмедов A.M., Гасанов А»Н. Выбор и обоснование пространственной нелинейной динамической модели кестких зданий на сборных сейсмоизолируодях опорах//Сборник научных трудов Аз.ШУ по механике. Баку. - 1994. -M 4. - С.104-10?.

4. Ахмедов А.М. 0 методике расчета сейсмоиэолирующей опоры под 5-ти этажные кирпичные здания с учетом поотупателько-крутиль-ных колебаний па оейсшческие нагрузки//Сборник научных трудов Аз.ИСУ. Баку. - 1995. - № I, - С.105-109. ., < • •