ДИНАМИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

                У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зазначено її важливість і спрямованість, визначено мету дослідження; сформульовано завдання, предмет і об'єкт дослідження; розкрито наукову новизну, теоретичну й практичну цінність; дано загальну характеристику роботи.

Перший розділ. Система сейсмобезпекиі країни повинна забезпечувати безпеку:

– будівель і споруд існуючого фонду та таких, що знов будуються,

– будівель і споруд, що знаходяться на майданчиках, сейсмічність яких на останніх картах сейсмічного районування підвищена на один–два бали.

Специфічні особливості Українського сейсмічного регіону полягають у тому, що в техногеннонебезпечних зонах проживає близько 90% населення України. До них відносять і весь Кримський півострів. У Криму розташовано 5 сейсмоактивних зон з наступним розподілом магнітуд: Алуштинська – 4–6,5; Анапсько–Керченська – 6,8; Севастопольська – 4–6.8; Судаксько–Феодосійська – 3,6–6; Ялтинська – 4–6,8. Спостерігається також тенденція підвищення розрахункової сейсмічності споруд у районах, які вважалися несейсмічними або слабосейсмичними.

Нова концепція сейсмостійкого будівництва, що враховує рекомендації міжнародних організацій із сейсмостійкого будівництва, є системою основних положень|, що дозволяють оцінити і забезпечити сейсмостійкість будівель і споруд, включаючи: цілі проектування; критерії сейсмостійкості; моделі сейсмічних дій і поведінки будівлі при землетрусі; методи розрахунків і їх критерії. Ці пропозиції враховують результати досліджень і аналіз наслідків ряду руйнівних землетрусів у Вірменії (1988 р.), Нефтегорську (1995 р.), Туреччині (1999 р.), на Тайвані (1999 р.), в Індії (2001 р.), Китаї (2008 р.), Японії (2011 р.). У них також відображені і нормативні підходи до проектування з урахуванням міжнародних кодів і стандартів. Це відноситься головним чином до будівель традиційних конструктивних систем, що пройшли експериментальну перевірку (і перевірку землетрусами), що має відносно прості об'емно–планувальні рішення і що знаходяться на майданчиках із сейсмічністю не більше 8 балів.

Методичною базою, що дозволяє реалізувати завдання сейсмобезпеки, є ДБН В.1.1–12:2006 “Будівництво в сейсмічних районах України”.

Аналіз наслідків руйнівних землетрусів на початку XX століття остаточно затвердив думку про те, що сейсмічна дія на споруду істотно залежить від її динамічних характеристик: жорсткості, визначення мас, частот власних коливань, загасання і тощо. Врахування цих параметрів призвело до створення динамічної теорії сейсмостійкості, що з достатньою повнотою описує динамічну поведінку конструкції на основі добре розроблених методів динаміки споруд. Великий вклад до розвитку динамічної теорії сейсмостійкості внесли такі вчені, як Н. Мононобе і Сато, К.С. Заврієв, А.Г. Назаров, І.Л. Корчинський, М.А. Біо, Я.М. Айзенберг, С.В. Медведєв, А.Г. Назаров, С.В. Поляков, Ш.Г. Напетварідзе, Н.А. Ніколаєнко, В.Т. Рассказовський, Е.І. Хачиян, Г. Хаузнера та ін.

В Україні основний внесок у теорію і практику досліджень з порушених проблем належить Єгупову В.К., Немчинову Ю.І., Кулябко В.В., Кендзері О.В., Бугаєвському Г.М., Кукунаєву В.С., Єгупову К.В., Мар'єнкову М.Г. та ін.

Основна увага також приділяється питанням необхідності спектральної постановки завдання сейсмостійкості, оцінки частотної характеристики об'єкту. В той же час, для проблеми сейсмостійкості основним є завдання про вимушені коливання конкретної конструкції під впливом місцевого механічного, сейсмічного джерела. Тому правомочним і потенційно перспективним є уявлення про будівлю або споруду як про фізичний об'єкт, реакцію якого на дію слід вивчати фізичними методами.

Розглянуто питання забезпечення і способів підвищення сейсмостійкості будівель і споруд, визначення економічного ефекту при проведенні антисейсмічних заходів. Сейсмостійкість споруди забезпечують заданням значень реакції зв'язків у вузлах при його істинному сейсмічному русі. Тому характеристики міцності споруди безпосередньо визначають через кінематичні і динамічні характеристики сейсмічного руху вузлів споруди. Отже, завдання полягає у визначенні рівнянь “істинного” руху мас споруди при проходженні сейсмічних хвиль. Методи забезпечення сейсмостійкості: організаційні; інженерні; економічні; комбіновані.

Основні завдання забезпечення механічної стійкості реальної економічної бази – фонду нерухомості, а також сейсмічної захищеності матеріальних цінностей і життя людини за ДБН В.1.1–12:2006 “Будівництво в сейсмічних районах України”:

– обстеження і паспортизація будівель і споруд з урахуванням складних інженерно–геологічних умов;

– визначення динамічних характеристик будівель і основ;

– оцінка технічного стану будівель, проведення розрахунків на сейсмічні навантаження;

– розробка заходів забезпечення сейсмостійкості будівель і споруд.

Сьогодні актуальною є необхідність обстеження будівель і споруд міської забудови, насамперед у великих містах, з метою виявлення сейсмонебезпечних об'єктів, до яких потенційно можна віднести близько 4 млн. м² аварійного житла, десяток млн. м² панельних будинків забудови 60–х рр.; будівель і споруд, побудованих з місцевих будівельних матеріалів у післявоєнні роки. Таким чином, до першочергових заходів потрібно віднести:

– оцінку сейсмостійкості будівель з несучими стінами з цеглини, місцевих будівельних матеріалів, побудованих за типовими проектами;

– паспортизацію будівель існуючої забудови;

– класифікацію будівель населених пунктів відповідно до їх сейсмонебезпеки|, складання карт–схем міста, де вказані будівлі з категорією сейсмостійкості;

– оцінку можливих економічних витрат, визначення районів першочергового руйнування і знесення.

Задачу зменшення матеріального і соціального збитку від сильних землетрусів вирішують двома шляхами: розвитком прогнозу землетрусу і будівництвом сейсмостійких будівель і споруд.

Враховуючи високу сейсмічну небезпеку Криму, проведення сейсмометричних досліджень є насущною необхідністю. У зв'язку з цим першочерговими заходами є паспортизація будівель і споруд і посилення відповідальних несейсмостійких споруд відповідно до ДБН В.1.1–12:2006 “Будівництво в сейсмічних районах України”.

У другому розділі розглянуто теоретичні передумови (математичні основи) динамічної паспортизації об'єктів. Для вдосконалення методів розрахунку будівель і споруд на сейсмічні дії, для цілеспрямованих досліджень зниження матеріаломісткості сейсмостійкого будівництва, а також для вирішення багатьох інших практичних питань, пов'язаних з проектуванням і будівництвом об'єктів у сейсмонебезпечних районах, необхідна достовірна і чисельна інформація про динамічну поведінку будівель і коливання ґрунту.

Будь–яка споруда, пов'язана з ґрунтом, є коливальною системою зі своїми частотними характеристиками. Згідно з сучасними модельними уявленнями і теоремою Єгупова–Гантмахера для власних рухів будівель і споруд головні частоти і форми коливань визначають через головні частоти і форми коливань підсистем кінцевих елементів. “Істинний” рух точок споруди можна визначити через “істинний” рух ґрунту і реакцію споруди як механічної системи на цей рух. Таким чином, завдання визначення “істинного” руху ґрунту й окремих точок споруди є найважливішим оптимізаційним завданням теорії сейсмостійкості.