Теоретические и эксприментальные исследования систем сейсмозашиты с выключающимися связами

Аннотация

To reduce the amplitudes of accelerations under high-frequency impacts and the amplitudes of displacements under low-frequency vibrations, the principle of paired columns was applied in the work, which were calculated beyond the limits of elasticity. At the beginning, the internal columns only support bending moments and axial forces. When the movement increases, the external columns are included in the work. Expanding units and burst-type dampers are installed in the gaps between the internal and external columns. Key words: models of large-panel, seismic, strength, pillar supports, brick buildings. Annotatsiya: Yuqori chastotali ta'sirlar ostida tezlashuvlar amplitudalarini va past chastotali tebranishlar ostida siljishlar amplitudalarini kamaytirish uchun ishda elastiklik chegarasidan tashqarida hisoblangan juft ustunlar printsipi qo'llanildi. Boshida ichki ustunlar faqat bükme momentlarini va eksenel kuchlarni qo'llab-quvvatlaydi. Harakat kuchayganda, tashqi ustunlar ishga kiritiladi. Ichki va tashqi ustunlar orasidagi bo'shliqlarga kengaytiruvchi agregatlar va portlash tipidagi amortizatorlar o'rnatiladi. Kalit so'zlar: katta panelli, seysmik, mustahkamlik, ustunli tayanchlar, g'ishtli binolar modellari. В исследованиях, проведенных в последние годы, натурные здания и их модели подвергались интенсивным динамическим нагрузкам, близким к сейсмическим, которые вызвали серьезные повреждения конструкций [1]. Результаты этих испытаний показали, что в процессе развития повреждений происходит интенсивное уменьшение жесткости и частот, а следовательно и увеличение периодов собственных колебаний сооружений. Я.М. Айзенбергом были проведены испытания моделей крупнопанельных, каркасно- панельных и кирпичных зданий, колебания которых вызывались движением сейсмоплатформы [1]. По результатам проведенных исследований моделей крупнопанельных зданий отмечается, что величины периодов собственных колебаний увеличивались после повреждений, по сравнению с начальными, в 3-4 раза, а для моделей кирпичных зданий в 1,5- 1,7 раза. В работах С.В.Полякова и О.Я.Бахтадзе рассмотрено поведение системы с жесткой билинейной характеристикой при стационарном периодическом возмущении, где изучалось влияние соотношения жесткости линейных участков и положения точки излома билинейной характеристики на изменения величины амплитуды колебаний, ускорения и восстанавливающей силы. Изменения жесткости связей в сейсмостойких зданиях за рубежом рассматривались в работах японского ученого К. Муто, который предлагал принцип проектирования железобетонных стен с вертикальными прорезями. В процессе сейсмического воздействия схема армирования предусматривает образование системы менее опасных трещин, создающих условия для совместной пластической работы каркаса и заполнения, а также диссипации энергии сейсмических колебаний. Для снижения амплитуд ускорений при высокочастотных воздействиях и амплитуд перемещений при низкочастотных колебаниях, в работе был применен принцип парных колонн, которые рассчитывались за пределами упругости. В начале, внутренние колонны воспринимают только изгибающие моменты и осевые усилия. При увеличении перемещения, в работу включаются наружные колонны. В зазорах между внутренними и наружными колоннами монтируются распирающиеся узлы и демпферы разрывного типа. В разработана конструкция, состоящая из жесткого стального разборного цилиндрического кожуха, внутри которого помещена многослойная резинометаллическая опора. Сущность этого устройства заключается в том, что при сейсмическом воздействии выключаются запорное устройство кожуха и верхняя часть опускается на резинометаллическую опору, которая включается в работу. Конструкция в период между землетрясениями работает как жесткая система, а при землетрясении становится податливой. В [4] также разработана система опор с выключающимися связями маятникового типа. Она состоит из нескольких коротких вертикальных качающихся железобетонных опор-стоек ромбической формы. Система опор расположена в замкнутом пространстве, заполненном неопреновой массой. Предполагается, что в этих конструкциях можно предусмотреть упоры из хрупкого материала, которые ограничивали бы горизонтальные перемещения наземной части здания относительно фундамента, а при сейсмических колебаниях разрушались, выполняя роль выключающихся связей. В работах [5] исследовались системы с выключающимися связями, которые обладают приспосабливаемостью к сейсмическим воздействиям. В зданиях с "гибким" первым этажом выключающиеся связи применяются в виде перегородок, панелей, раскосов и растяжек, представляя сооружение с внутренними связями, которые разрушаются в случае превышения перемещения определенного уровня. Разрушившиеся связи могут быть легко восстановлены и являются более экономичными по сравнению со зданиями с постоянными параметрами. Результаты исследований, проведенных в работах [1, 3] показывают, что при усилении стен, а также перегородок с помощью торкретирования бетоном или усилением металлическими поясами, можно добит