|
|
диссертация. Общероссийский математический портал
  Math-Net.Ru Общероссийский математический портал Г. А. Джинчвелашвили, Р. И. Дзержинский, Н. Н. Денисенкова, Количествен- ные оценки сейсмического риска и энергетические концепции сейсмостойкого строительства, Компьютерные исследования и моделирование, 2018, том 10, вы- пуск 1, 61–76 DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-1-61-76 Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским соглашением http://www.mathnet.ru/rus/agreement Параметры загрузки: IP: 92.46.241.53 30 ноября 2021 г., 10:28:07   КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
И МОДЕЛИРОВАНИЕ 2018 Т. 10 № 1 С. 61−76
DOI: 10.20537/2076-7633-2018-10-1-61-76
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
УДК: 51-7, 519.24
Количественные оценки сейсмического риска и энергетические концепции сейсмостойкого строительства  Г. А. Джинчвелашвили1,а, Р. И. Дзержинский2,b, Н. Н. Денисенкова3,c
1 Российская открытая академия транспорта
Московского государственного университета путей сообщения Императора Николая II,
Россия, 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9
2 Московский технологический университет (МИРЭА),
Россия, 119454, ЦФО, г. Москва, проспект Вернадского, д. 78
3 Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова, Россия, 117997, г. Москва, Стремянный пер., д. 36
E-mail: a guram2004@yandex.ru, b 9015111295@mail.ru, c natalya652008@yandex.ru
Получено18.06.2017,последоработки—07.12.2017.
Принятокпубликации11.12.2017.
В настоящее время сейсмостойкое проектирование зданий основано на силовом расчете и представлении эф- фекта землетрясения статическими эквивалентными силами, которые рассчитываются с использованием упругих спектров реакций (линейно-спектральный метод), связывающих закон движения грунта с абсолютным ускорением модели в виде нелинейного осциллятора.
Такой подход непосредственно не учитывает ни влияния длительности сильных движений, ни пластического поведения конструкции. Частотный состав и продолжительность колебаний грунта напрямую влияют на энергию, поступившую в сооружение и вызывающую повреждение его элементов. В отличие от силового или кинематического расчета сейсмическое воздействие на конструкцию можно интерпретировать, не рассматривая отдельно силы или переме- щения, а представить как произведение обеих величин, т. е. работу или входную энергию (максимальную энергию, кото- рую может приобрести сооружение в результате землетрясения).
При энергетическом подходе сейсмического проектирования необходимо оценить входную сейсмическую энергию в сооружение и ее распределение среди различных структурных компонентов.
В статье приводится обоснование энергетического подхода при проектировании сейсмостойких зданий и со- оружений взамен применяемого в настоящее время метода, основанного на силовом расчете и представлении эффекта землетрясения статическими эквивалентными силами, которые рассчитываются с использованием спектров реакции.
Отмечено, что интерес к использованию энергетических концепций в сейсмостойком проектировании начался с работ Хаузнера, который представил сейсмические силы в виде входной сейсмической энергии, используя спектр скоростей, и предложил считать, что повреждения в упругопластической системе, как и в упругой системе, вызывает одна и та же входная сейсмическая энергия.
В работе приведены индексы определения входной энергии землетрясения, предложенные различными авто- рами. Показано, что современные подходы обеспечения сейсмостойкости сооружений, основанные на представле- нии эффекта землетрясения как статической эквивалентной силы, недостаточно адекватно описывают поведение системы во время землетрясения.
В статье предлагается новый подход количественных оценок сейсмического риска, позволяющий формализо- вать процесс принятия решений относительно антисейсмических мероприятий. На основе количественных оценок сейсмического риска анализируется разработанный в НИУ МГСУ Стандарт организации (СТО) «Сейсмостойкость сооружений. Основные расчетные положения». В разработанном документе сделан шаг вперед в отношении опти- мального проектирования сейсмостойких конструкций.
В предлагаемой концепции используются достижения современных методов расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия, которые гармонизированы с Еврокодом и не противоречат системе отечественных нор- мативных документов.
Ключевые слова: сейсмостойкость сооружений, энергетический метод, сейсмостойкое строительство, спектры реакции, входная энергия землетрясения, период повторяемости землетрясений, сейсмический риск, антисейсмиче- ские мероприятия, концептуальное проектирование, двухуровневый расчет, критерии сейсмостойкости, нелинейный статический и нелинейный динамический метод расчета
© 2018 Гурам Автандилович Джинчвелашвили, Роман Игоревич Дзержинский, Наталья Николаевна Денисенкова
COMPUTER RESEARCH AND MODELING 2018 VOL. 10 NO. 1 P. 61–76
DOI: 10.20537/2076-7633-2018-10-1-61-76
MODELS IN PHYSICS AND TECHNOLOGY
UDC: 51-7, 519.24
Quantitative assessment of seismic risk and energy concepts of earthquake engineering  G. A. Dzhinchvelashvili1,а, R. I. Dzerzhinsky2,b, N. N. Denisenkova3,c
1 Russian Open Transport Academy of Moscow State University of Railway Transport, Obrazcova st. 9/9, Moscow, 127994, Russia
2 Moscow Technological University (MIREA),
Prospect Vernadsky 78, Moscow, Central Federal District, 119454, Russia
3 Russian Economic University named after G. V. Plekhanova, Stremyanniy Lane 36, Moscow, 117997, Russia
E-mail: a guram2004@yandex.ru, b 9015111295@mail.ru, c natalya652008@yandex.ru
Received18.06.2017,aftercompletion—07.12.2017.
Acceptedforpublication11.12.2017.
Currently, earthquake-resistant design of buildings based on the power calculation and presentation of effect of the earthquake static equivalent forces, which are calculated using elastic response spectra (linear-spectral method) that connects the law of motion of the soil with the absolute acceleration of the model in a nonlinear oscillator.
This approach does not directly take into account either the influence of the duration of strong motion or the plastic behavior of the structure. Frequency content and duration of ground vibrations directly affect the energy re- ceived by the building and causing damage to its elements. Unlike power or kinematic calculation of the seismic effect on the structure can be interpreted without considering separately the forces and displacements and to provide, as the product of both variables, i.e., the work or input energy (maximum energy that can be purchased building to the earth- quake).
With the energy approach of seismic design, it is necessary to evaluate the input seismic energy in the structure and its distribution among various structural components.
The article provides substantiation of the energy approach in the design of earthquake-resistant buildings and structures instead of the currently used method based on the power calculation and presentation of effect of the earth- quake static equivalent forces, which are calculated using spectra of the reaction.
Noted that interest in the use of energy concepts in earthquake-resistant design began with the works of Housner, which provided the seismic force in the form of the input seismic energy, using the range of speeds, and suggested that the damage in elastic-plastic system and elastic system causes one and the same input seismic energy.
The indices of the determination of the input energy of the earthquake, proposed by various authors, are given in this paper. It is shown that modern approaches to ensuring seismic stability of structures, based on the representation of the earthquake effect as a static equivalent force, do not adequately describe the behavior of the system during an earthquake.
In this paper, based on quantitative estimates of seismic risk analyzes developed in the NRU MSUCE Standard Organization (STO) “Seismic resistance structures. The main design provisions”. In the developed document a step forward with respect to the optimal design of earthquake-resistant structures.
The proposed concept of using the achievements of modern methods of calculation of buildings and structures on seismic effects, which are harmonized with the Eurocodes and are not contrary to the system of national regula- tions.
Keywords: the earthquake resistance of buildings, the energy method, earthquake-resistant construction, spectra response, the input earthquake energy, earthquake recurrence period, seismic risk, anti-seismic measures, conceptual design, two-tiered calculation, seismic resistance criteria, nonlinear static and nonlinear dynamic calculation method
Citation: ComputerResearchandModeling, 2018, vol. 10, no. 1, pp. 61–76 (Russian).
© 2018 Guram A. Dzhinchvelashvili, Roman I. Dzerzhinsky, Natalya N. Denisenkova
|
|
|
Скачать 0.73 Mb.