Выпуск № 6 (49) | 2020
Безопасность конструкций, зданий и сооружений
Конструктивно-технологические мероприятия для повышения надежности сейсмозащиты сборно-монолитных каркасов гражданских зданий в Крыму

Авторы: Шаленный В. Т.
Ключевые слова: сейсмическая изоляция, кинематические трубобетонные опоры, точность монтажа, сборно-монолитный каркас
В работе рассматривается проблема обеспечения надежности эксплуатации проектируемых зданий и сооружений в сейсмоопасных районах, к которым отнесена и Республика Крым. Показаны возможные пути совершенствования технологии монтажа конструкций кинематических систем изоляции, разработанных и апробированных проф. Курзановым А. М. и инж. Семеновым С. Ю. В случаях использования традиционной сейсмозащиты предлагаются конструктивно-технологические решения сборно-монолитного каркаса повышенной жесткости, обеспечивающейся монолитными сопряжениями его несущих элементов со сборными заполнениями стен и перекрытий из легких материалов.
Комментарии редакционной коллегии к статье проф. В. Т. Шаленного «Конструктивно-технологические мероприятия для повышения надежности сейсмозащиты сборно-монолитных
каркасов гражданских зданий в Крыму»

Авторы: Тяпин А.Г.
Ключевые слова: сейсмоизоляция, сейсмозащита, кинематические опоры, точность монтажа, сборно-монолитный каркас
Отмечается большая значимость вопросов, затронутых в статье В. Т. Шаленого «Конструктивно-технологические мероприятия для повышения надежности сейсмозащиты сборно-монолитных каркасов гражданских зданий в Крыму» и предложенных им технических решений для практического внедрения сейсмоизолирующих фундаментов. Сделано три комментария к статье: о терминологии активная и пассивная сейсмоизоляция; о необходимости оценки перемещений фундамента при сильных землетрясениях; об отсутствии у зданий на таких фундаментах периода основного тона колебаний.
Мониторинг состояния природно-технических систем
Опасные геологические процессы в Дагестане и перспективы их изучения

Авторы: Мамаев С. А., Юсупов А. Р., Идрисов И. А., Ибаев Ж. Г, Мамаев А. С., Сулейманов В. К.
Ключевые слова: опасные геологические процессы, оползни, осыпи обвалы, техногенные процессы
Дагестан отличается широким распространением опасных геологических процессов (ОГП). Для отдельных участков региона вероятны резкие катастрофические процессы переформирования рельефа, причины которых могут быть различными. Среди причин большую роль играют нестационарные процессы (землетрясения, техногенное воздействие, изменение климата, ливневые осадки и др.). Формирование крупных и сверхкрупных оползней региона может происходить вне связи с сейсмическими процессами. Потепление климата ведет к таянию ледников и запасов снега в высокогорье. Это приводит к формированию приледниковых озер и накоплению в них воды, что повышает вероятность формирования оползней, селей гляциального и гляциально-ливневого генезиса. К примеру такому оползню можно отнести самый молодой Дюльтычайский оползень сошедший в 2019 г. и образовавшееся в результате озеро. Для снижения таких опасностей необходимо провести мониторинг всех таких озер, локализовать скопления воды в их толще и путем последовательного подрыва карнизов и стенок этих скоплений осуществить регулируемый спуск воды до достижения критических объемов. В настоящее время опасным геологическим процессам подвержена территория 362 населенных пунктов Дагестана, а суммарная площадь составляет более 6 тыс. км2. Для Дагестана, где сохраняется высокая плотность населения, вопросы снижения ущерба от опасных геологических процессов, в том числе оползневого процесса, особенно актуальны. Стихийно бесконтрольно возведенные дома на оползневых участках, к примеру в с. Бацада [1], лишний раз указывает необходимость прогноза ОГП и контроля строительства.
Состав и дообжиговые свойства аргиллитов среднеюрского возраста горного Дагестана

Авторы: Сулейманов В. К., Юсупов А. Р., Абдуллаев М. Ш., Алхулаев К. Г., Мамаев А. С.
Ключевые слова: литифицированые породы, аргиллиты, минералы, структура, химический состав, керамика
Отмечена актуальность проблемы развития промышленности строительных материалов на основе местного сырья и необходимость поиска новых источников сырья. Подчеркивается, что литифицированные горные породы представляют в этом отношении интерес. Отмечено широкое распространение этих горных пород в Дагестане и геология их формирования. Описаны особенности вещественного состава отобранной пробы глинистых пород среднеюрского возраста горного Дагестана. Показаны результаты лабораторных исследований дообжиговых свойств данных пород. Описаны минеральный состав и структура породы. На основе выполненных исследований подтверждено, что минералогический и химический составы исследованных пород, их дообжиговые свойства являются вполне благоприятными для технологии получения на их основе керамических строительных материалов и обоснована высокая перспективность использования их как сырья для производства керамических материалов.
Композиционные строительные материалы из нерудного сырья мезозойско-кайнозойских осадочных толщ

Авторы: Тотурбиев Б. Д., Мамаев С. А., Тотурбиев А. Б.
Ключевые слова: мезозойско-кайнозойские осадочные отложения, нерудное минеральное сырье, аргиллитоподобные глинистые породы, нанодисперсные полисиликаты натрия, наноструктурированные композиции
В статье дается анализ научных и патентных исследований нерудного минерального сырья мезозойско-кайнозойских осадочных отложений и отмечается, что вследствие их малоизученности, они не находят большого практического применения в промышленности строительных материалов, хотя являются перспективным и широко распространенным минеральным сырьем. Отмечается актуальность теоретических и экспериментальных исследований, направленных на использование аргиллитоподобных глинистых пород, относящиеся к мезозойско-кайнозойским осадочным отложениям для производства строительных материалов различного функционального назначения. Приведены результаты ранее проведенных экспериментальных исследований использования аргиллитоподобных глин как минеральное сырье для производства керамических материалов: клинкерного кирпича, черепицы, керамзита и т. д., производство которых осуществляется в основном по энергоемкой обжиговой технологии, что значительно удорожает и удлиняет технологический процесс изготовления изделий.
В этой связи отмечается необходимость проведения исследований аргиллитоподобных глинистых пород для получения наноструктурированных композиционных вяжущих материалов по безобжиговой технологии.
Экспериментальные исследования. Методы испытаний
Обследование технического состояния многоквартирных домов города Катав-Ивановск сейсмическими методами

Авторы: Воскресенский М. Н.
Ключевые слова: обследование зданий и сооружений, период (частота) собственных колебаний, максимальная скорость смещений, инженерные сейсмические исследования
Статья посвящена описанию применения сейсмических методов для решения прикладных задач в инженерной геофизики, в частности, обследование зданий и сооружений. После случившегося интенсивного сейсмического события в начале осени 2018 года близ города Катав-Ивановск, руководство города и района приняли решение проверить техническое состояние многоквартирных жилых домов. Выполнен анализ по результатам наблюдений и измерений типовой застройки на примере пятиэтажных панельных домов. В результате проведения исследовательских работ подтверждено соответствие динамических характеристик допустимым значениям, описанным в нормативных документах.
Дискуссии
Спектры ответа и спектры Фурье: установлена ли связь между ними?

Авторы: Тяпин А.Г.
Ключевые слова: воздействие конечной продолжительности, спектры ответа, спектры Фурье, интеграл Дюамеля
Статья носит полемический характер и написана в ответ на серию публикаций Е. Н. Курбацкого с соавторами, посвященных спектрам ответа и спектрам Фурье. В этих публикациях представлена формула, устанавливающая связь между спектром ответа перемещений для осциллятора с нулевым демпфированием, с одной стороны, и модулем образа Фурье, с другой стороны. В первой части статьи показано, что эта связь, на самом деле, установлена не с традиционным образом Фурье, а с некоторым «усеченным» образом Фурье, полученным интегрированием по времени не с бесконечным, а с конечным верхним пределом. Для воздействия конечной продолжительности «усеченный» образ Фурье совпадет с традиционным образом Фурье только в том случае, если предел интегрирования по времени в «усеченном» образе окажется равным или больше, чем время окончания воздействия. Другими словами, связь традиционного образа Фурье установлена не со спектральным перемещением, а с максимальными по модулю перемещениями, достигаемыми после окончания воздействия. Но эти перемещения не обязательно являются максимальными за все время реакции. Во второй части статьи рассматривается простой пример, допускающий аналитические вычисления и подтверждающий вывод об ошибочности рассматриваемой формулы в общем случае.
Выпуск № 5 (48) | 2020
Теоретические и экспериментальные исследования
Развитие теории риска в задачах сейсмостойкого строительства

Авторы: Богданова М.А., Болтенкова А.А., Уздин А.М., Чернов В.П.
Ключевые слова: сейсмостойкое строительство, нормы проектирования, шкала интенсивности землетрясений, сейсмологическая информация, ОСР, ДСР, МСР, методы расчета, категории технического состояния
Рассматриваются результаты, полученные за последние 15 лет, по развитию теории риска, разработанной в 60‑е годы прошлого века под руководством академика Л. В. Контаровича. Помимо математического ожидания ущерба (риска) рассматривается его дисперсия и функция плотности распределения. Рассматриваются вопросы суммирования рисков по объектам и событиям. Статья посвящена памяти В. В. Сигидова, начавшего работу указанного направления 15 лет тому назад.
Безопасность земляных сооружений, оснований и фундаментов
Особенности расчета транспортного портала АЭС на сейсмические воздействия

Авторы: Тяпин А.Г., Антонов Н.А.
Ключевые слова: сейсмическая реакция, взаимодействие через грунт, метод сил
Главной отличительной особенностью расчета портала является необходимость учета разного движения фундамента портала и основного здания. Кроме того, если еще и можно допустить, что портал не оказывает обратного влияния на колебания основного здания, то обратное допущение звучит неубедительно: тяжелое и большое основное здание явно будет влиять на движение фундамента портала, причем не только через верхнее строение (балки под путями), но и через грунт. Необходимо также учесть податливость вытянутого фундамента портала. В статье предлагается методика расчета этого сооружения.
Безопасность гидротехнический сооружений
Конструкция для управления сценарием разрушения причала эстакадного типа

Авторы: Назарова Ш.Ш., Уздин А.М., Симкин А.Ю., Ус П.В., Шульман С.А.
Ключевые слова: морской причал, эстакадный тип, сейсмическое воздействие, накопление повреждений, сценарий
Рассматриваются сценарии накопления повреждений в морском причале эстакадного типа при разрушительных землетрясениях. Для управления сценарием накопления повреждений предложено разделить причал в продольном направлении швом, а соединение частей выполнить с помощью фрикционно-подвижных соединений. При слабых воздействиях причал работает, как единое целое. При сильных воздействиях происходят раздельные колебаний береговой и морской частей, взаимодействующих силами трения в соединении. При этом сваи не повреждаются, а в качестве повреждения выступает остаточная подвижка во фрикционно-подвижном соединении. После землетрясения подвижки легко устраняются, и причал занимает исходное положение.
Расчетный анализ, проектирование конструкций, зданий и сооружений
Нелинейный расчет каркаса с учетом пластических зон методом перемещений

Авторы: Потапов А.Н.
Ключевые слова: метод перемещений, предел текучести, напряжение, пластическая зона, изгибающий момент, жесткость
Предложен подход к расчету статически неопределимых рам с учетом пластических зон методом перемещений с использованием диаграммы материала с упрочнением. Приведен алгоритм, позволяющий в сейсмостойком каркасе, преобразовать пластические зоны в пластические зоны равного сопротивления. Введены две упрощающие предпосылки, с помощью которых моделируется напряженно-деформированное состояние в упругопластической и пластической зоне. При заданной длине пластические зоны записываются инкрементальные уравнения методом перемещений, устанавливающие связи между приращением изгибающих моментов и приращением нагрузки. На каждой ступени нагружения определяются длина пластической зоны и соответствующая предельная нагрузка.
Сейсмоизоляция зданий и сооружений
Некоторые особенности оценки сейсмостойкости медицинских комплексов

Авторы: Назарова Ш.Ш.
Ключевые слова: БГС, венцовая пара, частота пересопряженья зубьев, гармонический анализ, полигармонический характер спектров
Приводятся результаты вибрационного обследования поддерживающих конструкций сушильных барабанов БГС, установленных на перекрытие встроенной этажерки в производственном корпусе завода по производству минеральных удобрений. Результаты обследования использованы для усиления конструкций и снижения динамических воздействий на строительные конструкции и оборудование.
Дискуссии
Давайте говорить прозой, или еще раз о спектрах ответа

Авторы: Тяпин А.Г.
Ключевые слова: сейсмостойкость, сейсмоизоляция, поэтажная акселерограмма, поэтажные спектры
Рассмотрены особенности обеспечения сейсмостойкости медицинских учреждений. Отмечено, что рекомендация сейсмоизоляции таких учреждений обусловлена требованиями работоспособности оборудования при проектных землетрясениях. При отсутствии сейсмоизоляции необходимо построение поэтажных акселерограмм и поэтажных спектров, по которым должно подбираться медицинское оборудование. При необходимости для сейсмозащиты больных и оборудования может использоваться локальная сейсмоизоляция, например, в виде матов или пробкового пола.
Выпуск № 4 (47) | 2020
Техническое регулирование и развитие норм проектирования
К вопросам о разработке норм проектирования сейсмостойкого строительства нового поколения

Авторы: Гурьев В.В., Дорофеев В.М.
Ключевые слова: сейсмостойкое строительство, нормы проектирования, шкала интенсивности землетрясений, сейсмологическая информация, ОСР, ДСР, МСР, методы расчета, категории технического состояния
Рассматриваются вопросы состава норм проектирования сейсмостойкого строительства нового поколения как в области задания сейсмической опасности по данным общего и детального сейсмического районирования, а также микросейсморайонирования, так и в области применения моделей и методов расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия. Указана необходимость перехода оценки сейсмической опасности от макросейсмической шкалы MSK-64 к макросейсмической шкале МШИЗ-18. Приведена требующаяся для расчетов зданий и сооружений сейсмологическая информация и предложена форма ее представления в нормативном документе. Отмечена важность установления связи предельных состояний конструкций с категориями технического состояния объектов при сейсмическом воздействии нормированного уровня, упорядочения использования тех или иных моделей и методов расчета для разных типов зданий и сооружений, в том числе с учетом их ответственности, представления связи используемых моделей и методов расчета зданий и сооружений с приведенной в нормах сейсмологической информацией.
Сейсмоизоляция зданий и сооружений
Сейсмоизоляция мостов

Авторы: Курбацкий Е.Н., Титов Е.Ю., Баев Л.В.
Ключевые слова: сейсмоизоляция, сейсмоизолирующие устройства, специальные спектры ответов
Мосты, и в особенности мосты большепролетные, являются уязвимыми при воздействии землетрясений и получают серьезные повреждения, а иногда и разрушаются при сильных землетрясениях. Сейсмоизолирующие устройства позволяют существенно ослабить воздействия землетрясений на мосты. Поэтому инженеры, проектирующие и сооружающие мосты в районах с повышенной сейсмической активностью, должны уметь применять различные типы сейсмоизоляторов, которые необходимо использовать в таких условиях. В работе приведены конструкции современных сейсмоизолирующих устройств для мостов и требования к ним.
Для оценки влияния параметров сейсмоизоляции на реакцию моста на землетрясение используются специальные спектры ответов в виде зависимости спектра максимальных ускорений от максимальных перемещений, о которых в российских нормативных документах даже не упоминается. Анализируется реакция сооружений на сейсмические воздействия при использовании сейсмоизолирующих устройств. Рассмотрены основные типы сейсмоизолирующих опорных частей, получившие наиболее широкое применение на практике в последние годы, а также их математические модели.
В СП «Транспортные сооружения в сейсмических районах» о сейсмоизоляции мостов нет ни слова. Антисейсмические устройства мостов «стопоры» и «буферы» не имеют никакого отношения к сейсмоизоляции.
Считаем, что необходимо разработать СП, в котором должны быть изложены рекомендации, методы расчета и требования к сейсмоизолирующим устройствам для мостов и других сооружений.
Безопасность земляных сооружений, оснований и фундаментов
Резонансные свойства грунтов на территории г. Ялта (Крым)

Авторы: Пустовитенко Б.Г., Эреджепов Э.Э.
Ключевые слова: резонансные свойства грунта, модель среды, амплитудно-частотные характеристики, сейсмические жесткости
Приведены результаты изучения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и резонансных свойств грунтов на территории г. Ялта. Получено пространственное группирование частот, усиливающих сейсмические колебания. Наибольшее усиление и наименьшие частоты отмечены на грунтах с наличием слоя с пониженными сейсмическими жесткостями. Получены количественные корреляционные зависимости спектральных характеристик среды от мощности первого приповерхностного инженерно-геологического элемента (ИГЭ-1) с пониженной сейсмической жесткостью (ρV ≈ 1000 г / см2∙с) в грунтовом массиве, отнесенного ко II категории по сейсмическим свойствам. При возрастании мощности слоя ИГЭ-1 от 0 до 10 м усилительные свойства грунта для поперечных колебаний (S) увеличиваются примерно в 5 и более раз, а для продольных (P) — почти на порядок. При этом резонансные частоты fp и fs соответственно уменьшаются в 1,5 и 2 раза, т. е. происходит их смещение в более низкочастотную область, наиболее опасную для строительных объектов.
Численное моделирование ситуации возникновения дополнительных деформаций основания
фундаментов объекта нового строительства при виброизвлечении шпунтовых свай

Авторы: Мангушев Р.А., Полунин В.М.
Ключевые слова: виброизвлечение шпунтов, динамика, разжижжение грунта, метод конечных элементов, дополнительные осадки зданий, геотехнический мониторинг
Представлены результаты численного моделирования виброизвлечения шпунтовых свай в геотехническом конечно-элементном программном комплексе Plaxis. Отмечено, что в процессе вибрирования элементов в дисперсных водонасыщенных грунтах происходит изменение структуры грунта в околошпунтовом пространстве, которое необходимо учитывать в процессе прогноза деформаций зданий при проведении строительных работ. Выполнены расчеты по определению распространений колебаний в грунте, получены величины виброускорений в динамическом модуле Plaxis. Величины дополнительных осадок рассмотренного здания, определенные в ходе статического расчета, сопоставлены со значениями вертикальных деформаций по результатам численного расчета и результатам мониторинга.
Безопасность конструкций, зданий и сооружений
Опыт эксплуатации сушильных барабанов, установленных на перекрытиях производственных зданий

Авторы: Гурьева Н.С., Смирнов В.В., Новицкий Д.В.
Ключевые слова: БГС, венцовая пара, частота пересопряженья зубьев, гармонический анализ, полигармонический характер спектров
Приводятся результаты вибрационного обследования поддерживающих конструкций сушильных барабанов БГС, установленных на перекрытие встроенной этажерки в производственном корпусе завода по производству минеральных удобрений. Результаты обследования использованы для усиления конструкций и снижения динамических воздействий на строительные конструкции и оборудование.
Расчетный анализ, проектирование конструкций, зданий и сооружений
Некоторые задачи сейсмических колебаний проводов ЛЭП

Авторы: Алатырцева Е.Л., Лезова О.В., Уздин А.М.
Ключевые слова: провода, сейсмические колебания, уравнения движения, смещения опор, уравнение Матье-Хилла, малые смещения, приближенное решение
Рассмотрены особенности колебаний проводов ЛЭП при кинематическом возмущении опор. Показано, что в процессе сейсмических колебаний опор ЛЭП в проводах может существенно изменяться натяжение. Предлагается метод приближенной оценки колебаний провода при его переменном натяжении. Показано, что в общем случае уравнения колебаний раскладываются по переменным от координаты и времени, причем по координате получается классическое уравнение для нахождения собственных форм колебаний, а по времени для каждой формы получается уравнение Матье-Хилла. Получена первая область неустойчивости решения.
Выпуск № 3 (46) | 2020
Безопасность земляных сооружений, оснований и фундаментов
Методы повышения сейсмоустойчивости откосов и склонов

Авторы: Хомяков В.А., Еменов Ю.М
Ключевые слова: склон, подпорная стена, активное давление, грунтовые анкера, устойчивость склона, угол внутреннего трения
По результатам предварительного обследования состояния откосов и склонов в предгорных районах города Алматы (Казахстан) и  изучения инженерно-геологических условий выделены наиболее характерные участки развития оползневых процессов. Исходя из специфики их геологического строения и физико-механических параметров грунтов, даны варианты по обеспечению устойчивости склонов и откосов различной конфигурации и крутизны. Расчетным обоснованием подтверждена эффективность предлагаемых методов и даны конкретные конструктивные мероприятия.
Проблемы исследования вибрации фундаментов зданий, вызываемой движением автотранспорта

Авторы: Пономарев А.Б., Шутова О.А.
Ключевые слова: вибрация, виброускорение, нормативные документы, нормирование
В статье рассматриваются вопросы, связанные с нормированием вибрации конструкций фундаментов жилых зданий при воздействии техногенных источников. Данные вопросы возникли при  проведении натурного эксперимента по  изучению вибрации конструкций фундаментов жилых зданий, вызываемой движением автотранспорта. Приведено описание экспериментальных площадок, методики проведения эксперимента, исследуемых факторов, полученные результаты. Описаны проблемы, связанные с оценкой полученных значений величин виброускорения. Проведенный анализ действующей нормативной литературы в области динамического воздействия на конструкции показал, что в настоящее время есть некоторые проблемы нормирования вибрации конструкций фундаментов от движения автотранспорта.
Эксплуатационная надежность гравитационных подпорных стен в условиях сейсмики

Авторы: Хомяков В.А., Ходжагали И.Н
Ключевые слова: подпорная стена, грунт засыпки, основание, георешетка, склон
Приводятся результаты лабораторных исследований изучения напряженного и деформированного состояния моделей гравитационных подпорных стен. Составные элементы стен выполнены на 3D принтере в масштабе 1/50. Испытания проведены в лотке с внешней статической нагрузкой и  сейсмическим воздействием на  модель стены. Деформированное состояние стенки контролировалось стрелочными индикаторами, грунта засыпки — порошковыми сенсорами. Получены данные по  влиянию грунтовой решетки на деформированное состояние грунта засыпки и общую устойчивость гравитационных стен.
Расчетный анализ, проектирование конструкций, зданий и сооружений
Линейно-спектральный метод расчета на сейсмические воздействия и нелинейные системы

Авторы: Семенов В.А., Лебедев В.Л.
Ключевые слова: сейсмостойкость, демпфирование, нелинейность, линейно-спектральный анализ
Рассмотрена задача определения перемещений и усилий в элементах конструкций, подверженных сейсмическим воздействиям, при помощи метода линейно-спектрального анализа. Решение этой задачи распространяет линейно-спектральный метод на расчет нелинейных систем. Для этого в процедуре расчета исключается стадия определения сейсмических сил, а непосредственно вычисляются перемещения и усилия в элементах по формам колебаний. В рамках такого подхода можно применять линейно-спектральный метод для расчета на сейсмические воздействия конструкций, для определения положения равновесия которых необходимо использовать нелинейный статический расчет. Представленные методики и алгоритмы реализованы в программном комплексе MicroFE-СтаДиКон, предназначенном для массового применения при строительном проектировании.
Способ статического учета высших форм колебаний в задачах динамики конструкций

Авторы: Лалин В.В., Ле Т.К.Ч., Нго Х.Х
Ключевые слова: динамика сооружений, спектральный метод, моды колебаний, высшие моды, статический учет
Расчет строительных конструкций на динамические воздействия обычно выполняется по методу разложения по собственным формам колебаний. Такой метод дает точное решение динамической задачи при полном учете всего спектра мод. Однако при решении задач с использованием программных комплексов динамические расчеты выполняются приближенно с учетом ограниченного количества первых собственных форм колебаний. Вклад в динамическую реакцию сооружения неучтенных высших форм колебаний, как правило, никак не оценивается. Настоящая работа посвящена способу статического учета высших форм колебаний в задачах динамики строительных конструкций при гармоническом воздействии. Принятый метод статического учета высших форм колебаний требует решения одной динамической задачи и двух вспомогательных статических задач. Важным обстоятельством подхода является то, что одна из статических задач должна быть решена методом разложения по собственным формам колебаний. Предлагаемый в статье подход позволяет снизить вычислительные затраты на динамический расчет в сравнении с классическим подходом.
Обратная задача на собственные значения для линейных систем с демпфированием и ее приложения для гашения колебаний конструкций

Авторы: Семенов В.А., Трубников С.А.
Ключевые слова: сейсмостойкость, демпфирование, собственные значения, обратная задача
Рассмотрены эффективные численные алгоритмы решения обратной квадратичной задачи на собственные значения. Алгоритмы реализованы в программном комплексе MicroFe — СтаДиКон и могут применяться для анализа и корректировки свободных колебаний
конструкций как  с  пропорциональным, так и  с  непропорциональным демпфированием. Алгоритмы решают задачу частичного переназначения собственных значений свободных колебаний демпфированных систем, оставляющих оставшиеся собственные
значения и соответствующие собственные вектора без изменений. Эти алгоритмы могут быть эффективно применены при решении задач гашения колебаний конструкций при сейсмических и других динамических воздействиях. Приводятся примеры использования алгоритмов для  моделей реальных сооружений, выполненные при  помощи ПК MicroFe — СтаДиКон и  иллюстрирующие высокую эффективность алгоритмов.
Выпуск № 2 (45) | 2020
Теоретические и экспериментальные исследования
Энергетическая характеристика силы сейсмического воздействия

Авторы: Уздин А.М., Сибуль Г., Прокопович С.В., Долгая А.А.
Ключевые слова: энергетический метод, сейсмическое воздействие, сейсмостойкость, пиковое ускорение основания, шкала сейсмической интенсивности, максимальное расчетное землетрясение
В настоящей статье предложена новая характеристика оценки сейсмического воздействия — работа сил пластического деформирования PFW (plastic forces» work). В ее основе лежит энергетический подход к оценке сейсмостойкости сооружения: поведение сооружения во время землетрясения определяется количеством энергии, поступившей в систему. Эта энергия оценивается на основе того, какую удельную работу она могла бы совершить. Проведен анализ работы сил пластического деформирования для базы из 91 акселерограмм прошедших землетрясений. На основании этой характеристики показано, что широкополосные и высокочастотные воздействия опасны для различных классов сооружений.
Сейсмическая безопасность
Некоторые энергетические характеристики инструментальных записей станций инженерно-
сейсмометрической службы при землетрясении 18 марта 2018 года

Авторы: Лапин В.А., Ержанов С.Е., Алдахов Е.С.
Ключевые слова: инструментальные записи, акселерограммы, энергетические характеристики, сейсмостанции
Для двух зданий, оснащенных инженерно-сейсмометрическими станциями, определены энергетические характеристики инструментальных записей (интеграл Ариаса и кумулятивная абсолютная скорость). Использованы инструментальные записи 4‑балльного землетрясения 26 марта 2018 года, записанные на станциях № 1 и № 11 сети инженерно-сейсмометрических станций АО «КазНИИСА». Установлены значительные отличия величин энергетических характеристик для обоих зданий, расположенных на однотипных рунтах — до 10 раз. Предполагается, что такие отличия обусловлены инерционными и жесткостными характеристиками жесткого и гибкого зданий. Отмечено, что инструментальные записи станций инженерно-сейсмометрической службы содержат энергетические характеристики как воздействия, так и самого здания.
Безопасность конструкций, зданий и сооружений
Сейсмоизоляция в Республике Казахстан: прошлое, настоящее и будущее

Авторы: Ержанов С.Е., Лапин В.А.
Ключевые слова: сейсмоизоляция, элементы сухого трения, резинометаллические блоки, роботы, демпфирующие стойки
Рассматриваются наиболее применяемые системы сейсмоизоляции, реализованные в Республике Казахстан (г. Алматы), новые разработанные системы на основе плоскостных роботов, система на базе безригельного каркаса на кинематических фундаментах, а также перспективные системы с применением резинометаллических опор и опор из резиновых блоков. Отмечается применение разных типов энергопоглатителей и демпфирующих стоек. Рекомендуется продолжить исследования кинематических систем сейсмоизоляции для сборного безригельного каркаса применительно к сейсмическим условиям региона города Шымкент.
Оптимизация параметров систем сейсмоизоляции зданий и сооружений

Авторы: Cорокина Г.В.
Ключевые слова: жесткость, демпфирование, сейсмоизоляция, акселерограмма, демпфером сухого трения, коэффициент трения, преобладающий период, воздействие, с вязкое трение
Обеспечить эффективную работу сейсмоизоляции возможно путем оптимизации ее параметров — жесткости и демпфирования.
При малом демпфировании возникают значительные перемещения в уровне основания сейсмоизолированного сооружения, высокое же демпфирование приводит к снижению эффективности сейсмоизоляции по критерию расчетных ускорений конструкции. Слабо демпфированные системы сейсмоизоляции целесообразно использовать при надежном прогнозе высокочастотных воздействий на площадке строительства. Показано, что систему сейсмоизоляции лучше передемпфировать, чем недодемпфировать.
Безопасность земляных сооружений, оснований и фундаментов
Виброзащитные экраны из легких материалов, устраиваемые в грунте

Авторы: Холмянский М.Л., Джантимиров Х.А.
Ключевые слова: виброзащита, геоматериалы, экраны, грунтоцемент, волны в грунте
Экранирование волн в грунте являются известным, хотя и недостаточно изученным способом виброзащиты в условиях городов.
Одновременное обеспечение эффективности экранов, удобства их устройства и долговечности представляет собой сложную задачу. Перспективными представляются виброзащитные экраны из легких и податливых геоматериалов. В число этих геоматериалов могут входить грунтоцемент с малой плотностью и жесткостью, пенополиуретан, аэрированный грунт и т. д. Разработаны методы анализа и проведены расчеты на основе одномерной теории распространения волн в трехслойной среде «грунт-экран-грунт» и численного моделирования методом конечных элементов. На примере показана эффективность виброзащитного экрана из легких и податливых геоматериалов: на частоте 50 Гц, характерной для воздействий от метрополитена; экран толщиной 1 м и глубиной 5 м снижает перемещения в 3 и более раз.
Безопасность гидротехнических сооружений
Обеспечение сейсмостойкости виброизолированного фундамента турбоагрегата

Авторы: Минаев О.П.
Ключевые слова: подпорная стенка, устойчивость, песчаная засыпка, основание, разжижение грунтов, вибродинамическое уплотнение
Доктор технических наук, профессор О. А. Савинов (ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева) являлся научным редактором СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах», в настоящее время СП 14.13330.2018 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах».
В развитии известного решения автором статьи в основу расчета подпорной стенки на сейсмическое воздействие вводится условие по недопущению разжижения песчаных грунтов обратной засыпки и песчаной подушки в основании подпорной стенки, которое вызовет катастрофическую потерю устойчивости подпорной стенки и несущей способности основания.
Аудит безопасности. Оценка и управление рисками
Оценка ущерба в здании при землетрясении с помощью нелинейного статического метода

Авторы: Иванов А.Ю.
Ключевые слова: экономический ущерб, нелинейный статический Pushover-анализ, платежная матрица, сейсмоизолированное здание
Предлагается методика оценки экономического ущерба, причиняемого зданию землетрясением. Ущерб определяется с помощью расчета по нелинейному статическому Pushover-анализу на основе кривой несущей способности здания. С помощью такого расчета вычисляются элементы платежной матрицы, используемой при анализе экономического эффекта в сейсмостойком строительстве.
Такого рода уточнение позволяет минимизировать неопределенность при оценке ущерба по статистическим данным, собранным при прошедших землетрясениях.
Выпуск № 1 (44) | 2020
В работе рассматривается вопрос нормирования сейсмического воздействия по результатам вероятностной оценки сейсмической опасности. Приводятся анализ и сравнение методики вероятностной оценки сейсмической опасности и действующими нормативными документами Республики Таджикистан.
В докладе рассматривается вопрос обеспечения безопасности при землетрясениях объектов электроэнергетики и гидротехнических сооружений. Обосновывается необходимость развития нормативной базы федерального уровня, устанавливающей требования безопасности при землетрясениях объектов электроэнергетики и гидротехнических сооружений с учетом их особенностей и значимости для энергетической безопасности Российской Федерации.
В докладе рассматривается вопрос цунамиактивности акватории Японского моря. Приводятся информация о методиках получения оценок цунамиопасности на базе натурных данных об исторических цунами.
В работе рассмотрены современное состояние и существующие проблемы в инженерной сейсмологии, ее место в практической градостроительной деятельности и возможные пути их решения. В частности, рассмотрены методы оценки ожидаемой сейсмической опасности и результаты их реализации в виде карт общего сейсмического районирования (ОСР), детального сейсмического районирования (ДСР), сейсмического микрорайонирования (СМР) и особенности их практического использования.
Проведен краткий анализ проблем, обусловленных формальным использованием рассмотренных оценок сейсмической опасности,
в практических работах. Показано, что в этих условиях важнейшее значение приобретает качество и стратегическая глубина
нормативных документов, тем более вновь разрабатываемых.
Обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений повышенной ответственности в сложных инженерно-геологических условиях требует особого подхода к инженерным изысканиям и строительству. При проектировании грунтовых оснований необходимо учитывать динамические воздействия техногенного или природного происхождения. В этом случае необходимо предусмотреть комплекс специальных исследований грунтов основания. Результаты исследований позволяют получить механические свойства грунтов, необходимые для последующих расчетов. Как правило, расчеты выполняются в современных программных комплексах путем численного моделирования системы «основание — сооружение». Прогнозирование напряженно-деформированного состояния грунтового основания с учетом специальных исследований грунтов и численного моделирования позволяет обеспечить прочность и устойчивость, а также безопасную эксплуатацию проектируемого сооружения в течение всего срока службы.
В докладе представлены методики и результаты определения расчетных штормов повторяемостью до 1 раз в 10000 лет. Рассматриваются методы статистического анализа экстремальных значений океанографических (гидрометеорологических) параметров, базирующиеся на основе подходов, развитых в современной теории статистики экстремальных значений.
Сейсмическая безопасность
Защита зданий от цунами в сейсмоопасных районах

Авторы: Белаш Т.А., Нудьга И.Б., Яковлев А.Д.
Ключевые слова: строительные конструкции, сейсмо-цунамибезопасность
Значительная часть России подвержена различным природным бедствиям. Более того, на территории России есть районы, подверженные нескольким опасным природным явлениям одновременно. Так на восточном побережье Российской Федерации существует высокая опасность землетрясений и волн цунами. Но в то же время, данный район представляет большой интерес для развития.
Для решения задачи по обеспечению безопасности временно проживающих в данном районе людей предложено ряд небольших малоэтажных зданий располагать на автомобильной эстакаде. В статье описаны результаты по изучению сейсмостойкости такой конструкции. Установлены зависимости сейсмостойкости конструкции от ее геометрических и жесткостных параметров, а также даны рекомендации по их выбору.
Оценка сейсмостойкости архитектурных памятников зодчества на территории Сирии

Авторы: Белаш Т.А., Альдреби З.А.
Ключевые слова: сейсмичность, строительные конструкции, архитектурные памятники Сирии, сейсмостойкость, период землетрясения, расчетная схема
В статье приведена расчетно-теоретическая оценка сейсмостойкости одного из значимых памятников архитектуры на территории Сирии, Великой мечети в г. Алеппо. Определены деформации и выполнено сравнение перемещений в здании мечети от сейсмического воздействия, так как анализ сейсмической обстановки на территории Сирии свидетельствует о высокой сейсмической активности на этой территории, что может сильно влиять на состояние и сохранность архитектурных памятников, многие из которых находятся под охраной ЮНЕСКО. Этот расчет призван помочь в повышении сейсмостойкости памятников архитектуры Сирии на примере вышеназванной мечети.
Безопасность конструкций, зданий и сооружений
Исследование динамического поведения железобетонных конструкций при аварийных воздействияхс использованием упругопластической модели

Авторы: Федоров И. В.
Ключевые слова: расчет железобетонной плиты, воздействие взрыва, аварийные воздействия, нелинейное поведение бетона, динамическое поведение, конечно-элементное моделирование
При моделировании динамического поведения бетонных и железобетонных сооружений под действием аварийных нагрузок напряжения в отдельных элементах конструкции зачастую достигают значений, существенно превышающих пределы прочности бетона.
Для корректного прогнозирования последствий таких воздействий на сооружение необходимо в расчетах учитывать эффекты, связанные с нелинейным поведением бетона, вызванным его разрушением. В статье представлен пример использования упругопластической модели бетона при решении задачи о воздействии взрыва на железобетонную плиту.
Безопасность земляных сооружений, оснований и фундаментов
Геотехническое обеспечение конструкционной безопасности длительно эксплуатируемых
канализационных тоннелей в условиях слабых грунтов и интенсивных техногенных и динамических
воздействий (Опыт Санкт-Петербурга)

Авторы: Перминов Н.А., Перминов А.Н.
Ключевые слова: канализационные тоннели, динамические и техногенные воздействия, геотехнические защитные мероприятия, мониторинг
Интенсивное развитие мегаполисов вызывает необходимость устойчивого функционирования объектов подземной городской инфраструктуры. В особой защите от техногенного воздействия нуждаются длительно эксплуатируемые тоннельные канализационные коллекторы. В статье, на основе обширных материалов изучения работы тоннельных коллекторов в условиях слабых грунтов и интенсивных техногенных и динамических воздействий, приводятся новые методы диагностирования, признаки дефектов и результаты моделирования совместной работы системы «тоннель — геомассив» и данных эксперимента на опытных объектах. Разработаны геотехнологические методы защиты длительно-эксплуатируемых тоннельных канализационных коллекторов и приводится уникальный опыт применения разработанных методов на объектах Санкт-Петербурга с мониторинговым сопровождением.
Об эффективности использования существующих методов усиления фундамента конструкций
эксплуатируемых железнодорожных зданий в сложных природно-климатических и инженерно-
геологических условиях

Авторы: Белаш Т.А., Нудьга И.Б., Михайлюк Е.Р.
Ключевые слова: здания железнодорожного транспорта, фундаменты, усиление.
В настоящее время большое внимание уделяется освоению Северных территорий Российской Федерации. При этом особая роль отводится железнодорожному транспорту, развитию его инфраструктуры, в которую входят различные здания и сооружения. Безаварийная эксплуатация этих объектов является важнейшим фактором в реализации проектов по комплексному освоению арктического побережья. Условия, в которых приходится эксплуатировать железнодорожные здания и сооружения, отличаются суровыми климатическими параметрами, сложной инженерно-геологической ситуаций. В этих условиях наиболее ответственной частью объектов являются фундаментные конструкции. Исследованию эффективности методов их усиления для эксплуатируемых железнодорожных зданий Мурманского отделения Октябрьской железной дороги посвящаются материалы настоящей статьи. Оценка выполнялась для усиления в виде устройства железобетонной обоймы, устройство железобетонной рубашки и применения метода наращивания.
Обеспечение сейсмостойкости виброизолированного фундамента турбоагрегата

Авторы: Тарасов В.А.
Ключевые слова: сейсмостойкость, виброизолированный фундамент, фундамент турбоагрегата, спектры отклика
Статья содержит результаты анализа вариантов конструкции виброизолированного фундамента быстроходного турбоагрегата, работающего в условиях повышенной сейсмической активности. При проведении исследования были созданы пять различных расчетных моделей, соответствующих различным конструктивным решениям в области виброизоляции фундамента турбоагрегата. Моделирование и расчеты проводились в программе «NASTRAN». Основными расчетными характеристиками, используемыми для сравнительного анализа альтернативных вариантов конструктивных решений, явились: ускорения на фундаменте; пиковые сейсмические ускорения в спектре; наибольшие деформации изолирующих элементов. Сделан вывод о предпочтительности варианта конструктивного решения, предполагающего использование в опорах конденсаторов демпферов вместе с пружинными изоляторами повышенной горизонтальной жесткости, а в опорах фундамента турбоагрегата — комбинацию пружинных и пружинно-демпферных изоляторов.
Расчетный анализ, проектирование конструкций, зданий и сооружений
О возможности использования существующих методов учета грунтового основания при
динамических расчетах строительных конструкций

Авторы: Белаш Т.А., Травин С.М.
Ключевые слова: грунтовое основание, взаимодействие сооружения с основанием, динамические расчеты
В статье выполнен обзор существующих методов моделирования грунтового основания при динамических расчетах строительных конструкций зданий и сооружений, описаны преимущества и недостатки различных подходов. Так как прямые методы, основанные на моделях с большим числом степеней свободы, являются трудоемкими и требуют существенных ресурсов вычислительной техники, более подробно были рассмотрены упрощенные подходы, при которых основание задается в виде совокупности пружин и демпферов. Выполнен сравнительный анализ результатов, полученных при использовании различных методик: отраслевой, применяемой при расчете объектов использования атомной энергии, методики общества гражданских инженеров США и отечественных общестроительных норм. Был сделан вывод, что отечественные общестроительные нормы требуют доработки в части рекомендаций по расчету динамической жесткости грунтового основания зданий и сооружений, площадь подошвы фундаментов которых свыше 200 м2.
Новые технологии. Инновационная деятельность
Российская (советская) свайная вибротехника как основа развития в мировой практике
вибрационных технологий

Авторы: Верстов В.В.
Ключевые слова: вибротехника, вибрационная технология
Рассмотрены вопросы погружения в грунт и извлечения элементов с применением вибрирования. Кратко показана история развития свайной вибрационной техники. Приведены основные типы и параметры вибрационных машин, созданных в период с 1949 г. по настоящее время, а также основные теоретические предпосылки, способствующие развитию вибрационного метода.
При проектировании и строительстве в сейсмических районах современных зданий, часто имеющих сложную конструкцию и высокую этажность, чрезвычайно важно корректно оценить параметры возможных в данном регионе сейсмических воздействий: интенсивность сотрясений (балльность), пиковые ускорения, скорости и смещения, длительность воздействий, волновые формы и спектральный состав. Эти параметры определяются свойствами сейсмических очагов, строением и свойствами коры и верхней мантии в регионе (среды распространения сейсмических волн) и локальными эффектами, т. е. грунтовыми условиями, влиянием поверхностной топографии и т. п. Свойства очагов и среды распространения сейсмических волн, как известно, могут существенно меняться от региона к региону; они описываются небольшим числом характеристик, и задача сейсмологов — оценить региональные значения характеристик. К настоящему времени в сейсмологии развиты методы надежной оценки сейсмических воздействий, которые необходимы в проектировании и строительстве сейсмостойких сооружений.
Предложено обобщение формул Л. В. Канторовича для оценки сейсмического риска для отдельных сооружений на расчет риска для застроенной территории. Рассмотрены случаи вновь застраиваемой территории, которая характеризуется одним классом сейсмостойкости сооружений и застроенная территория, имеющая сооружения с различным классом сейсмостойкости.
Предложено обобщение формул Л. В. Канторовича для оценки сейсмического риска для отдельных сооружений на расчет риска для застроенной территории. Рассмотрены случаи вновь застраиваемой территории, которая характеризуется одним классом сейсмостойкости сооружений и застроенная территория, имеющая сооружения с различным классом сейсмостойкости.
Предложено обобщение формул Л. В. Канторовича для оценки сейсмического риска для отдельных сооружений на расчет риска для застроенной территории. Рассмотрены случаи вновь застраиваемой территории, которая характеризуется одним классом сейсмостойкости сооружений и застроенная территория, имеющая сооружения с различным классом сейсмостойкости.
Предложено обобщение формул Л. В. Канторовича для оценки сейсмического риска для отдельных сооружений на расчет риска для застроенной территории. Рассмотрены случаи вновь застраиваемой территории, которая характеризуется одним классом сейсмостойкости сооружений и застроенная территория, имеющая сооружения с различным классом сейсмостойкости.
На основе современных технологий создана информационная база данных о сейсмичности и сейсмических рисках в информационной системе обеспечения градостроительной деятельности включающая в себя карты детального сейсмического районирования (ДСР) Республики Северная Осетия-Алания и карты сейсмического микрорайонирования территории крупных населенных пунктов республики.
Рассмотрены методы оценки возможных социальных и экономических потерь от возможных землетрясений различной интенсивности и разработана методика оценки сейсмического риска.
Для снижения социального и экономического ущерба от сильных землетрясений за счет реализации превентивных строительных мероприятий по своевременному усилению зданий и сооружений с дефицитом сейсмостойкости необходим прогноз их последствий. В статье предлагаются правила представления прогноза последствий сильных землетрясений, основанные на исходных данных в виде класса сейсмостойкости и различных видов сейсмической опасности.
Для снижения социального и экономического ущерба от сильных землетрясений за счет реализации превентивных строительных мероприятий по своевременному усилению зданий и сооружений с дефицитом сейсмостойкости необходим прогноз их последствий. В статье предлагаются правила представления прогноза последствий сильных землетрясений, основанные на исходных данных в виде класса сейсмостойкости и различных видов сейсмической опасности.
Архив Номеров
Контакты
Российская Федерация, 111024, г. Москва, пр. Вернадского, д. 29
+7 (499) 705 67 12
info@ptrbs.ru
✉  info@ptrbs.ru
☎ +7 (499) 705 67 12
Регистрация в системах
Партнеры
Издание зарегистрировано в Роскомнадзоре. Свидетельство ПИ № ФС 77 27300
от 22 февраля 2007 года
ISSN 2221-5638 (print)
ISSN 2686-7508 (online)
Переодичность: 6 выпусков в год
Подписка на журнал:
Индекс: 62009
Агентство «Роспечать» (АО)
Почта России (ФГУП) Альтернативные подписные агентства — Урал-Пресс (ООО), Информнаука (ООО) и др.
В редакции можно приобрести комплект или отдельные номера журнала
Контакты:
Российская Федерация, 111024, г. Москва, пр. Вернадского, д. 29
+7 (499) 705 67 12
info@ptrbs.ru
Издание зарегистрировано в Роскомнадзоре. Свидетельство ПИ № ФС 77 27300
от 22 февраля 2007 года
ISSN 2221-5638 (print)
ISSN 2686-7508 (online)
Переодичность: 6 выпусков в год
Индекс: 62009
Агентство «Роспечать» (АО)
Почта России (ФГУП) Альтернативные подписные агентства — Урал-Пресс (ООО), Информнаука (ООО) и др.
В редакции можно приобрести комплект или отдельные номера журнала
Российская Федерация, 111024, г. Москва, пр. Вернадского, д. 29
+7 (499) 705 67 12
info@ptrbs.ru
© Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений., 2020 Все права защищены.
✉  info@ptrbs.ru
Научно-технический журнал
ISSN 2221-5638 (print) | ПИ № ФС77-27300 от 22.07.2007
ISSN 2686-7508 (online) | ЭЛ № ФС77-72436 от 05.03.2018
☎ +7 (499) 705 67 12