Мониторинг технического состояния зданий сейсмическим методом
- Авторы: Курданова А.А.1, Воскресенский М.Н.1, Косоротова Е.А.1, Парыгин Г.И.1
-
Учреждения:
- Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
- Выпуск: Том 20, № 5 (2024)
- Страницы: 479-490
- Раздел: Экспериментальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325873
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2024-20-5-479-490
- EDN: https://elibrary.ru/CVGMIC
- ID: 325873
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Объектом исследования стали резонансные частоты собственных колебаний зданий институтов УрО РАН в г. Екатеринбурге и их распределение в точках наблюдения. Для анализа резонансных характеристик применяется метод спектральных отношений (HVSR, или метод Накамуры), который позволяет выявить скрытые дефекты конструкции. Периодический мониторинг технического состояния строительных объектов позволяет вычислить и оценить изменение динамических характеристик объекта с течением времени. Одинаковые значения амплитуд экстремумов кривой спектральных отношений и равномерное распределение значений в объеме здания свидетельствуют о нормальном работоспособном состоянии конструкции. Присутствие в некоторых точках аномально высоких значений может быть обусловлено наличием скрытых дефектов и подлежит дополнительному изучению. Демонстрируется способ расчета и распределения коэффициента уязвимости в объеме исследуемых зданий. По результатам периодического мониторинга (проводится ежегодно с 2017 г.) демонстрируется устойчивое состояние здания Института геофизики УрО РАН и приводится сравнение резонансных частот, полученных в здании с типовым проектом (Институт геологии и геохимии УрО РАН). В представленной работе описан метод оценки сейсмической устойчивости здания с применением расчета ускорения в горизонтальной плоскости ( ) в точке наблюдения. Рассчитывается ускорение при максимально возможном сейсмическом событии в регионе исследования (44 см/с2). Вычисляется возможное максимальное ускорение с учетом характеристик грунта, для точки наблюдения с наибольшим , = 30,6 см/с2, что соответствует интенсивности землетрясения 5,6 балла.
Ключевые слова
Об авторах
Алёна Алексеевна Курданова
Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: a.truuuuman@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1582-8113
SPIN-код: 7695-6043
младший научный сотрудник лаборатории сейсмометрии
Екатеринбург, РоссияМихаил Николаевич Воскресенский
Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Email: voskresenskiy.mn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6222-7265
SPIN-код: 4710-9710
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией сейсмометрии
Екатеринбург, РоссияЕлена Александровна Косоротова
Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Email: kosorotiha30@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1445-7250
SPIN-код: 9804-6660
младший научный сотрудник лаборатории сейсмометрии
Екатеринбург, РоссияГеннадий Иванович Парыгин
Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Email: usc_gena@mail.com
ORCID iD: 0009-0009-8401-3450
SPIN-код: 4262-8937
научный сотрудник лаборатории сейсмометрии
Екатеринбург, РоссияСписок литературы
- Davydov V.A. Study of seismic response of soils in microseismic soundings of dams. Bulletin of Kamchatka regional association «Educational-scientific center». Earth sciences. 2023;2(58):90–100. (In Russ.) https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-2-58-90-100
- Romanov V.V., Mal’skiy K.S., Dronov A.N. Selection of optimum parameters of microseismic vibration recording in underground excavations. Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2016; (7):101–107. (In Russ.) EDN: WGBLZJ
- Gorbatikov A.V., Stepanova M.Yu., Korablev G.E. Microseismic field affected by local geological heterogeneities and microseismic sounding of the medium. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2008;44:577–592. https://doi.org/10.1134/S1069351308070082
- Kalinina A.V., Ammosov S.M., Tatevosjan R.Je., Turchkov A.M. On the use of microseisms for seismic microzonation. Issues of engineering seismology. 2022;49(1):5–17. (In Russ.) https://doi.org/10.21455/VIS2022.1-1
- Kashubin S.N., Druzhinin V.S., Guljaev A.N., Kusonskij O.A., Lomakin V.S., Malovichko A.A., Nikitin S.N., Parygin G.I., Ryzhij B.P., Utkin V.I. Seismicity and seismic zoning of the Ural region. Ekaterinburg: UrO RAN, 2001. (In Russ.) ISBN: 5-7691-1212-3
- Kuderin M.K., Eremin K.I., Fomenko A.A., Nesipbaeva Zh.K. Continuous monitoring and introduction of the perspective estimation methods of the technical condition ofthe objects — deposit protection of buildings and facilities ofaccidents. Science and technology of Kazakhstan. 2016;(3–4):113–116. (In Russ.) EDN: YMHAOO
- Emanov A.F., Skljarov L.A. Technology of diagnostics and monitoring of the condition of building structures based on the study of microseismic vibrations. Prevention of accidents of buildings and structures. 2009. (In Russ.) Available from: https://pamag.ru/src/pressa/141.pdf (accessed: 04.05.2024).
- Jiang H., Lu X., Chen L. Seismic Fragility Assessment of RC Moment-Resisting Frames Designed According to the Current Chinese Seismic Design Code. Journal of Asian Architecture and Building Engineering. 2012;11(1):153–160. https://doi.org/10.3130/jaabe.11.153
- Ahmad N. Fragility Functions and Loss Curves for Deficient and Haunch-Strengthened RC Frames. Journal of Earthquake Engineering. 2019;26(2):1010–1039. https://doi.org/10.1080/13632469.2019.1698478
- Karapetjan Dk.K., Ajrapetjan O.Ju., Matevosjan G.M., Karapetjan R.K. Investigation of the dynamic characteristics of the road bridge in Yerevan by recording microseisms. Geology and geophysics of the South of Russia. 2022;12(2):67–77. (In Russ.) http://doi.org/10.46698/VNC.2022.25.25.005
- Senin L.N., Senina T.E., Voskresenskij M.N. Hardware and software complex “Register-SD” for studying the seismodynamic characteristics of objects under the influence of elastic vibrations. Instruments and experimental techniques. 2017;(4):157–158. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0032816217040115
- Sharov N.V., Malovichko A.A., Shhukin Ju.K. Earthquakes and microseismicity in the problems of modern geodynamics of the East European Platform. In 2 books. Book 2: Microseismicity. Petrozavodsk, 2007. (In Russ.) ISBN: 978-5-9274-0282-3
- Voskresenskij M.N., Parygin G.I., Senina T.E., Senin L.N. Expositional dynamic engineering-seismometricmonitoring of the building of the institute of geophysics UB RAS with use of the hardware-software complex “Register-SD”. Bulletin of Perm University. Geology. 2019;18(1):38–42. (In Russ.) https://doi.org/10.17072/psu.geol.18.1.38
- Nakamura Y. What Is the Nakamura Method? Seismological Research Letters. 2019;90(4):1437–1443. https:// doi.org/10.1785/0220180376
- Nakamura Y. A method for dynamic characteristic estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Quarterly report of Railway Technical Research Institute. 1989;30(1):25–33. Available from: https://www.sdr.co.jp/papers/hv_1989.pdf (accessed: 04.05.2024).
- Putti S.P., Satyam N. Evaluation of site effects using HVSR microtremor measurements in Vishakhapatnam (India). Earth Systems and Environment. 2020;4:439–454. https://doi.org/10.1007/s41748-020-00158-6
- Neukirch M., García-Jerez A., Villaseñor A., Luzón F., Ruiz M., Molina L. Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio of Ambient Vibration Obtained by Hilbert–Huang Transform. Sensors. 2021;21(9):3292 https://doi.org/10.3390/s21093292
- Karapetyan Dk.K., Hayrapetyan O.Ju., Matevosyan G.M., Karapetyan R.K. Comparative analysis of the dynamic characteristics of various types of buildings during microseismic vibrations. Geology and geophysics of the South of Russia. 2021;11(3):103–114. (In Russ.) http://doi.org/10.46698/VNC.2021.70.17.009
- Voskresenskiy M.N., Kurdanova A.A. Optimal Duration of Observations During Seismic Inspection of Buildings. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2024;20(2):182–194. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2024-20-2-182-194
- Anosov G.I., Drobiz M.V., Konovalova O.A., Sotnikov D.S., Chugaevich V.J. Evalution of seismic stability of the educational building 3 of Immanuil Kant russian state university using the Nakamura method. Bulletin of Kamchatka regional association «Educational-scientific center». Earth sciences. 2010;1(15):223–231. (In Russ.) EDN: MSVNNR
- Nakamura Y. Real-time information system for seismic hazards mitigation UrEDAS, HERAS and PIC. Quarterly Report of the Railway Technical Research Institute.1996;37:112–127. Available from: https://www.sdr.co.jp/papers/rtis_1996.pdf (accessed: 04.05.2024).
- Nakamura Y., Gurler E., Dilek, Saita J., Donati S. Vulnerability investigation of Roman Coliseum using microtremor. Proceeding, 12th WCEE 2000 in Auckland. NZ. 2000. Available from: https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/2660.pdf (accessed: 04.05.2024).
- Nakamura Y. Seismic vulnerability indisec for ground and structures using microtremor. World Congress on Railway Research. Florence, Italy. 1997. Available from: https://www.sdr.co.jp/papers/wcrr_vulnerability_indices.pdf (accessed: 04.05.2024).
Дополнительные файлы
