Обеспечение устойчивости рамных узлов металлических конструкций на особые воздействия от прогрессирующего ( лавинообразное) обрушения, за счет использования фрикци –демпфирующих демпферов и фрикционно - демпфирующей сейсмоизоляции и их программная реализация в SCAD Office
https://yadi.sk/d/_GFRu2PG9r9wgQ
https://dropmefiles.com.ua/ru/8Bvhs
http://zavolu.info/2.html#comments
https://www.liveinternet.ru/users/c9995354729yandexru/
https://t89995351513915bkru.diary.ru
https://ru.files.fm/filebrowser#/Obespechenie ustoyshivostia na osobe vozdestia ot progresiruyschego obrushnia za shet frikinno dempfiryhsheyu seisoizolyatsii 162 str.doc
УДК 699.841: 624.042.7
Испытательного центра СПб ГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат № RA.RU.21СТ39, выдан 27.05.2015), организация "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824
Испытания на соответствие требованиям (тех. регламента , ГОСТ, тех. условия)1. ГОСТ 56728-2015 Ветровой район – VII, 2. ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Снеговой район – VIII, 3. ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ 30546.3-98 (сейсмостойкость - 9 баллов)
Х.Н.Мажиев, САЙДУЛАЕВ К. М., УЛУБАЕВ С. Х, ученый секретарь кафедры ТСМиМ СПб ГАСУ Ирина Утарбаевна Аубакарова, инж- мех, инженер –патентовед, зам президента организации «Сейсмофонд» Е.И.Андреева
На фотографии изобретатель фрикци-демпфирующего демпфера и фрикци-демпфирующей сейсмоизоляции Андреев Борис Александрович
Ingenier?a S?smica B?sica explicada con marco did?ctico QuakeTek
https://www.youtube.com/watch?v=aSZa--SaRBY&feature=youtu.be&fbclid=IwAR38bf6R_q1Pu2TVrudkGJvyPTh4dr4xpd1jFtB4CJK2HgfwmKYOsYtiV2Q
Санкт-Петербургский государственный Архитектурно -Строительный Университет , 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул. д 4 , организация «Сейсмофонд» ОГРН:1022000000824, ИНН 2014000780
Секция : Кибернетика и моделирование
Организация «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ ОГРН 1022000000824
ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Ключевые слова демпфирующая сейсмоизоляция;фрикционно –демпфирующие сейсмоопоры: демпфирование; сейсмоиспытания: динамический расчет , фрикци-демпфер, фрикци –болт
Авторы исследуют системы многокаскадного демпфирования при прогрессирующем (лавинообразном ) обрушения от особых воздействий и сейсмоизоляции зданий и сооружений. Предложена методология научно-технического обоснования эффективности сейсмоизоляции. На конкретных примерах произведены нелинейные расчеты в вычислительного комплекса SCAD Office прогрессирующего (лавинообразного ) обрушения и системы сейсмоизоляции . Отмечается так же важность пересмотра действующих нормативных документов и методов расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия, сейсмоизоляция, расчет зданий и сооружений, сейсмические воздействия, нормативные документы
1.Введение
На современном этапе проблема защиты зданий и сооружений от особых и сейсмических воздействий является задачей первостепенной важности. Актуальность исследований в этом направлении в свете недавних разрушительных землетрясений, а также ускоренного развития инфраструктуры сейсмоактивных районов Дальнего Востока, Байкала, Краснодарского Края, Северного Кавказа, очевидна. Инженерный анализ последствий катастрофических землетрясений позволяет сделать важные выводы для получения новых данных и ведет к пересмотру действующих нормативных документов. Приведем некоторые примеры фрагментарно:
— Спитакское землетрясение (Армения, 1988 г.). В сейсмически опасных районах здания с гибким I этажом и чисто каркасные здания (без диафрагм жесткости) строить нельзя. Высокая сейсмостойкость крупнопанельных зданий. Несовершенство СНиП II-7-81 и карт ОСР.
— Кобе (Япония, 1995 г.). Почти полное повторение картины землетрясения в Ниигата (Япония, 1964 г.) — разжижение грунтов и значительный крен зданий, без существенных разрушений.
— Турция (1998 г.). Многочисленные разрушения торцовых частей зданий из-за неравномерности поля колебаний грунта под фундаментом здания (эффект кручения).
Сейсмостойкость каркасных зданий повышается постановкой диафрагм жесткости. При проектировании протяженных зданий надо учитывать неравномерные по длине горизонтальные нагрузки в плоскости перекрытий, иными словами РДМ (расчетная динамическая модель) сооружения и воздействия должна быть пространственной.
После этого произошло еще несколько катастрофических землетрясений (Япония, 2002г.; Китай, 2008 г.; Италия, 2009 г.; Индонезия, 2009 г.).
Какие же шаги были предприняты для учета печального опыта?
Нормы СНГ — внедрение (они являются рекомендуемыми, но не обязательными) пространственных методов расчета. На их основании пересмотрены нормы Украины, Казахстана, Узбекистана, Армении, Грузии.
Украина — внедрение в СНиП пространственных методов расчета, пересмотр ОСР территории, обязательные расчеты ответственных сооружений на синтезированные акселерограммы (они нормированы по типам грунтов и зданий).
Армения — сейсмичность площадки нормируется ускорением, учет грунтовых условий в явном виде, внедрение в нормы систем сейсмоизоляции в виде американских резинометаллических опор.
Для расчета зданий и сооружений, проектируемых в странах Евросоюза, приняты нормы Eurocode-8, в которых внедрены пространственные методы расчета и многое другое.
Россия — «косметический ремонт» СНиП II-7-81*, не пересмотрено ничего принципиального, актуализация норм практически провалена. Из опыта последних землетрясений почти не делается никаких выводов.
Все сложнее проектировать современные здания и сооружения в районах с повышенной сейсмичностью, в условиях, когда:
1) качество нормативных документов ненадлежащее;
2) фактически свернуты научные исследования в свете поиска новых конструктивных форм и систем сейсмозащиты.
Поэтому новизна исследований в направлении поиска надежных систем сейсмоизоляции (вопреки нормативным документам), также очевидна.
2. Системы сейсмозащиты
Традиционный способ обеспечения сейсмостойкости сооружений предусматривает повышение несущей способности основных конструктивных элементов за счет увеличения их размеров и прочности. Такой вид сейсмозащиты называется пассивным.
Применение элементов пассивной сейсмозащиты приводит к увеличению сечений конструктивных элементов, что в свою очередь приводит к увеличению жесткости и веса сооружения. Это вызывает возрастание инерционной (сейсмической) нагрузки, и, следовательно, чтобы воспринять ее, следует еще раз пересмотреть размеры сечений несущих конструкций. Процесс этот, в конце концов, может и не привести к повышению сейсмостойкости сооружения. Примеров тому — масса.
Другой способ повышения сейсмостойкости, который неоднократно обсуждался среди проектировщиков еще в 60-е годы (хотя в принципе применялся еще с древних времен), условно был назван активной сейсмозащитой, или сейсмоизоляцией .
В активной сейсмозащите, в отличие от простого наращивания прочности зданий с большим расходом материалов при пассивной сейсмозащите, используется либо адаптация к внешнему воздействию, либо искусственное повышение демпфирования, либо антирезонансное гашение колебаний, либо создание условий изоляции здания от сейсмических колебаний грунта.
Сейсмоизоляция, как новое научное направление, не имеет единой методологии научно-технического обоснования, позволяющего делать объективные выводы по полезности того или иного решения и, соответственно, о его целесообразности .
В нашей стране и за рубежом предложено и разработано большое количество систем активной сейсмозащиты зданий. Отдельные из этих систем получили практическое воплощение на отдельных объектах, это позволило оценить их технологичность для строительного производства. На многих объектах проведены вибрационные испытания, что позволило получить экспериментальные данные о поведении этих систем при динамических воздействиях. Однако по существу все разработанные системы нуждаются в дополнительных исследованиях преимущественно в натурных условиях, так как многие стороны реального поведения систем сейсмозащиты трудно исследовать теоретически или на моделях из-за весьма большого количества факторов, влияющих на поведение сооружения при интенсивном землетрясении.
Широкое внедрение систем активной сейсмозащиты в настоящее время сдерживается практически полным отсутствием данных о реальном поведении таких систем при сильных землетрясениях и отсутствия сейсмостойких опор .
Тем не менее, внедрение систем сейсмозащиты в экспериментальном строительстве следует продолжать и расширять по двум основным причинам.
Во-первых, только в процессе строительства можно достоверно оценить технологичность каждой системы сейсмозащиты, получить данные о технико-экономических показателях, которые, в конечном счете, могут оказаться решающими при выборе той или иной системы сейсмозащиты.
Во-вторых, уже сейчас на основании существующего опыта теоретических и экспериментальных исследований можно выделить ряд перспективных для сейсмостойкого строительства систем сейсмозащиты.
В СПб ГАСУ и организации «Сейсмофонд» проводятся исследования по усовершенствованию уже известных систем с маятниковыми антисейсмическими опорами по изобретению № 196076 «Опора сейсмостойкая» с упругой или гравитационной возвращающей силой и диссипативными демпферными элементами (рис.1).
В Канаде, США ,Японии, Тайвани, Новой Зеландии , Китае широко используются изобретения проф дтн ПГУПС А М Уздина и изобретателя организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ Андреева Борис Александровича фрикци –демпфирующмй демпфер для использования в горных выработках для податливых крепий
Боле подробно сморите по ссылкам: Канада Монреаль Seismic Friction Damper Small Model
www.youtube.com/watch?v=YwwyXw7TRhA
Earthquake Protection
www.youtube.com/watch?v=GOkJIhVNUrY
www.youtube.com/watch?v=oT4Ybharsxo
Friction damper in single diagonal braced frame
A simple animation of how a friction damper works. As the elements move, the force in the damper is controlled through friction and energy is dissipated as heat.
www.youtube.com/watch?v=I4YOheI-HWk
Seismic resistance GD Damper
Традиционные методы получили широкое распространение в различных странах, подверженных сейсмической опасности, и являются общепризнанными. Однако специальные методы сейсмозащиты во многих случаях позволяют снизить затраты на усиление и повысить надежность возводимых конструкций. В последние десятилетия в Японии. США. Новой Зеландии, странах СНГ предложены десятки различных технических решений специальной сейсмозащиты зданий и инженерных сооружений. Многие из этих предложений реализованы на практике.
Классификация методов антисейсмического усиления
Общая классификация систем сейсмозащиты, по мнению авторов, может быть демпфирующая сейсмозоляция, по изобретению Андреева Борис Александровича № 165076 «Опора сейсмостойкая» В соответствии со сложившейся терминологией в теории виброзащиты будем подразделять специальную сейсмозащиту на активную (имеющую дополнительный источник энергии) и пассивную.
Прилагаются маятниковые фрикци- демпфирующие опоры для зданий, сооружений, магистрального трубопровода : Крестовидные , трубчатые, квадратные с упругопластическим шарниром , энергопоглотители, используемые организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ для численного моделирования в ПК SCAD систем энергопоглощения при взрывных воздействиях или землетрясениях , представлены в таблице Б.1.
Т а б л и ц а Б.1 — Фрикционно –демпфирующие энергопоглотители для энергопоглощения «нагрузка-перемещение», используемые для энергопоглощения взрывной и сдвиговых энергопоглотителей энергии или поглотителей энергии для демпфирующей сейсмоизоляции
Типы фрикционно-демпфирующих энергопоглощающих крестовидных, трубчатых,
Схемы энергопоглощающих сдвиговых фрикционно-демпфирующих энергопоглотителей в
Идеализированная зависимость фрикционно-демпфирующей «нагрузки для перемещения» (F-D)
Энергопоглотитель квадратный трубчатый
Квадратный телескопический энергопоглотитель ( опора сейсмостойкая)
с высокой способностью к поглощению пиковых ускорений
Трубчатая протяжная опора на фрикционо –подвижных соединениях ФПС
Энергопоглощающие демпфирующие
Крестовидная повышенной способности к энергопоглощению взрывной и сейсмической энергии
Крестовидный -маятниковый за счет фрикци-болта раскачивается при смятии медного обожженного клина забитого в пропиленный паз болгаркой шпильки
Квадратный пластический шарнир – ограничитель перемещений , по линии нагрузки (ограничитель перемещений одноразовый)