Прогнозная оценка сейсмостойкости зданий региональной камчатской каркасно-панельной серии КПС

Представлена практическая реализация процедуры расчетной оценки сейсмостойкости существующих железобетонных каркасов зданий нелинейным статическим методом (НСМ). В качестве примера рассмотрены результаты расчета ближайшего аналога каркаса зданий серии КПС, возводимых на Камчатке с 1972 по 1975 г. Объектом исследования является каркас из четырех этажей, испытанный в 1968 г. путем проведения полномасштабного натурного вибрационного эксперимента. Расчетное воздействие представлено инструментальной записью ускорения компоненты ew Шипунского землетрясения 17.08.2024 г., приведенной к величине пикового значения 0,35g. Результаты расчетов по НСМ сопоставлялись с результатами, полученными нелинейным динамическим методом (НДМ). Для расчетной оценки по НСМ применена процедура метода спектра несущей способности, по НДМ – метод средних ускорений Ньюмарка. Параметры демпфирования назначались с применением результатов указанного натурного вибрационного эксперимента. Получены графики наложения гистерезисов на кривую равновесных состояний каркаса. Сопоставление результатов расчетов по НСМ и НДМ производилось в терминах остаточных перемещений. При формировании в каркасе повреждений, характерных для полной потери эксплуатационных свойств, расхождение результатов составляет 0,5%; на стадии «перед обрушением» – 16%. Сформулированы следующие основные выводы. Каркасы зданий серии КПС смогут сопротивляться подобному землетрясению, если их остов будет обладать пластичностью не менее 3. Остаточная сейсмостойкость исследуемого каркаса определена 8,14 в дробных значениях балла по шкалам MSK–64. Остаточную сейсмостойкость зданий, подобных серии КПС, при действии подобных землетрясений следует оценивать с применением НСМ и НДМ.

А.В. СОСНИН, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Научно-исследовательская лаборатория оценки безопасности результатов проектирования и сейсмостойкости строительных конструкций СейсмЭстимЛаб (214000, г. Смоленск, ул. Ленина, 13А)

1. Айзенберг Я.М. От Сахалина до Турции. Некоторые уроки последних сейсмических катастроф // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2000. № 5. С. 10–11.
2. Курзанов А.М. Что можно ожидать от следующего землетрясения в России // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 2. С. 53–55. EDN: ­OPJTNT
3. Уздин А.М. Что скрывается за линейно-спектральной теорией сейсмостойкости // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2009. № 2. С. 18–22. EDN: ­QCBKJV
4. Аптикаев Ф.Ф. Новые строительные нормы: шаг вперед, два шага назад // Геология и геофизика Юга России. 2020. Т. 10. № 2. С. 71–81. EDN: ­RHWTOE. https://doi.org/10.46698/VNC.2020.50.57.005
5. Конвисар А.М., Тимошкина Е.П., Титков Н.Н., Михайлов В.О., Волкова М.С., Смирнов В.Б., Чеб-ров Д.В. Модель поверхности сейсмического разрыва Шипунского землетрясения 17.08.2024 на Камчатке // Вестник КРАУНЦ. Серия «Науки о Земле». 2025. № 1. Вып. 65. С.18–27. EDN: ­KVLTMH. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2025-1-65-18-27
6. Викулин А.В., Дроздюк В.Н., Семенец Н.В., Широков В.А. К землетрясению без риска. П.-Кам-чатский: Изд. Центр типографии СЭТО-СТ, 1997. 120 с.
7. Соснин А.В. Сопоставление допускаемых повреждений железобетонных каркасных зданий с целью расчетов на сейсмические воздействия // Жилищное строительство. 2021. № 1–2. С. 50–80. EDN: ­JDASSP.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2021-1-2-50-80
8. Джинчвелашвили Г.А., Соснин А.В., Колесников А.В. Построение адекватной расчетной динамической модели сооружения путем проведения идентификационного эксперимента // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2013. Vol. 9. Iss. 1, pp. 59–63. EDN: ­PZEXRP
9. Соснин А.В. Об уточнении коэффициента допускаемых повреждений K1 и его согласованности с концепцией редукции сейсмических сил в постановке спектрального метода (в порядке обсуждения) // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 1 (60). С. 92–114. EDN: YGRWUZ
10. Clough R.W., Penzien J. Dynamics of structures. Third edition. Berkeley (USA): Computers & Structures, Inc. 2003. 752 p.
11. Duan L., Cooper T.R. Displacement ductility capacity of reinforced concrete columns. Concrete International. 1995. Vol. 17. No. 11, pp. 61–65.
12. Соснин А.В. Обоснование формулы для количественной оценки дефицита сейсмостойкости зданий нелинейным статическим методом в SAP2000 // Вестник ЮУрГУ. Сер. Строительство и архитектура. 2023. Т. 23. № 2. С. 15–24. EDN: ­XHMTHR. https://doi.org/10.14529/build230202
13. Соснин А.В., Белостоцкий А.М. Сопоставительные расчеты железобетонного каркаса здания из 4 этажей нелинейным статическим и динамическим методами с применением записей Шипунского землетрясения 17.08.2024 г. В кн.: Опасные природные и техногенные процессы в горных регионах: модели, системы, технологии: Коллективная монография / Под ред. В.Б. Заалишвили, В.И. Голик. Владикавказ: ГФИ ВНЦ РАН, 2024. С. 408–416. EDN: ­MFFMOP
14. Jiang Q., Wang H., Feng Y., Chong X., Huang J., Liu Y. Enhancing the seismic performance of precast RC frames with cladding panels through setting u-shaped dampers and rocking walls. Shock and Vibration. Vol. 2020, 4182094.
https://doi.org/10.1155/2020/4182094
15. Kato B., Akiyama H., Suzuki H., Fukazawa Y. Dynamic collapse test of steel structural models. Proceedings of the 5-th World Conference on earthquake engineering. 1973. Vol. II. Section 4C «Dynamic Tests of Structures», pp. 1457–1460.
16. Liu J.L., Zhu S., Xu Y.L., Zhang Y. Displacement-based design approach for highway bridges with SMA Isolators. Smart structures and systems. 2011. Vol. 8. No. 2, pp. 173–190. https://doi.org/10.12989/sss.2011.8.2.173