Отправить статью по E-mail 
Вероятностная оценка запаса несущей способности пространственной стальной рамы при землетрясении
- Авторы: Мкртычев О.В.1, Булушев С.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Выпуск: Том 16, № 2 (2020)
- Страницы: 87-94
- Раздел: Расчет и проектирование строительных конструкций
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325602
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-2-87-94
- ID: 325602
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. По своей природе сейсмическое воздействие, представленное акселерограммой, является ярко выраженным многомерным случайным процессом, в общем случае содержащим шесть компонентов. Расчет в детерминированной постановке не всегда позволяет адекватно оценить реакцию системы, в то время как расчет в вероятностной постановке более адекватно отражает работу системы и позволяет оценить ее сейсмостойкость с заданной обеспеченностью. Целью работы является оценка действительного запаса несущей способности и принимаемого при проектировании коэффициента К1, учитывающего допускаемые повреждения зданий и сооружений для стальной пространственной рамы при расчете на сейсмическое воздействие. Методы. В процессе исследования был произведен расчет стальной пространственной рамы на два набора акселерограмм с доминантными частотами, близкими к основным частотам собственных колебаний рамы. Каждый набор синтезировался как семейство реализаций нестационарного случайного сейсмического воздействия. Расчет производился на двухкомпонентное сейсмическое воздействие в нелинейной динамической постановке в программном комплексе LS-DYNA. Предварительно рама была запроектирована в соответствии с СП 14.13330.2014. «Строительство в сейсмических районах» на сейсмическое воздействие уровня ПЗ в ПК ЛИРА 10.8. По разработанной вероятностной методике для каждого набора были получены действительные коэффициенты запаса несущей способности Кз и произведена оценка коэффициентов К1. Результаты. Анализ результатов показывает, что рассматриваемая стальная рама имеет достаточно большой запас несущей способности, а коэффициент К1 принимается в нормах чрезмерно консервативно. Разработанная методика позволяет скорректировать значение принимаемого коэффициента К1 для зданий и сооружений определенных конструктивных схем, что в свою очередь позволит повысить экономическую эффективность строительства в сейсмических районах и обеспечить надежность проектируемых зданий и сооружений.
Об авторах
Олег Вартанович Мкртычев
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: sergey.bulushev@gmail.com
доктор технических наук, профессор кафедры сопротивления материалов
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26Сергей Валерьевич Булушев
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Email: sergey.bulushev@gmail.com
инженер научно-исследовательского центра «Надежность и сейсмостойкость сооружений»
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26Список литературы
- Mkrtychev O.V., Bulushev S.V. Actual problems of earthquake engineering. “Loleyt readings – 150”. Modern methods of calculation of reinforced concrete and stone structures by limit states (Moscow, November 30, 2018). 2018: 270–278. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A. Assessment of buildings and structures beyond the elastic limit at the seismic influences. Theoretical Foundation of Civil Engineering: XXI Russian-Slovak-Polish Seminar (Moscow – Archangelsk, July 3–6, 2012). 2012:177–186. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A., Dzerzhinskij R.I. The philosophy of multi-level design in light of the provision of seismic stability of buildings. Geology and Geophysics of the South of Russia. 2016;(1):71–81. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Reshetov A.A. Methods of modeling the most unfavorable earthquake accelerograms. Industrial and Civil Engineering. 2013;(9):24–26. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Reshetov A.A. Method for determining initial characteristics of the most unfavorable accelerograms for linear systems with finite number of degrees of freedom. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2015;(8):80–91. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Reshetov A.A. Representative set of earthquake accelerogramms for structural engineering of buildings and structures during earthquake effects. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2017;12(7): 754–760. (In Russ.)
- Hallquist J.O. Livermore Software Technology Corporation (LSTC), LS-DYNA Theory Manual. 2006.
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A. Problemy ucheta nelineynostey v teorii seysmostoykosti (gipotezy i zabluzhdeniya) [Accounting problems of nonlinear seismic stability in the theory (hypothesis and error)]. Moscow, MGSU Publ.; 2012. (In Russ.)
- Bulushev S.V. Comparison of the calculation results of structures for specified accelerograms by nonlinear static and nonlinear dynamic methods. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(5):39–47. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A. Nelineinye dinamicheskie metody rascheta zdanii i sooruzhenii s zadannoi obespechennost'yu seismostoikosti [Nonlinear dynamic methods of calculation of buildings and structures with a given security seismic stability] (Dr. Dissertation Abstract). Moscow, MGSU Publ.; 2015. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V. Accuracy evaluation of the nonlinear static analysis method of the structures seismic resistance. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2017;13(2):41–48. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V. Feasibility evaluation for a predefined seismic resistance of structures. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(1):70–79. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V., Kolesnikov A.V. Nonlinear static method of analysis of seismic resistance of buildings and structures. Earthquake engineering. Constructions safety. 2016;(5):39–47. (In Russ.)
- Sosnin A.V. On the peculiarities of the methodology of nonlinear static analysis and its consistency with the basic normative methodology for calculating buildings and structures for the action of seismic forces. Bulletin of the South Ural University. Series: Construction Engineering and Architecture. 2016;16(1):12–19. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A., Busalova M.S. Normative approaches to structural design calculations in a non-linear framework. MATEC Web of Conferences. 2016;86:01018.
- Mkrtychev O.V., Bunov A.A., Dorozhinskiy V.B. Comparison of linear spectral and nonlinear dynamic calculation method for tie frame building structure in case of earthquakes. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2016;(1):57–67. (In Russ.)
- Sosnin A.V. About refinement of the seismic-force-reduction factor (K1) and its coherence with the concept of seismic response modification in formulation of the spectrum method (in order of discussion). Bulletin of Civil Engineers. 2017;60(1):92–116. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Bulushev S.V. Probabilistic Estimation Seismic Resistance of Plain Steel Frame. XXVIII R-P-S Seminar 2019 IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019;661:012016.
- SP 14.13330.2014. Construction in seismic regions. The updated edition of SNiP II-7-81*. Moscow, 2014.
- SNiP II-7-81*. Construction in seismic regions. Moscow, 2000.
- SP 16.13330.2011. Steel structures. The updated edition of SNiP II-23–81*. Moscow, 2011.
Дополнительные файлы
