DOI: 10.14489/hb.2017.09.pp.014-023

Позняк Е. В.
ОБ ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ РОТАЦИЙ НА ДИНАМИКУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(c. 14-23)

Аннотация. Статья посвящена проблеме предварительной оценки влияния ротационного сейсмического движения на динамику строительных конструкций. По результатам численного эксперимента обсуждается соответствие между значениями функции нормируемой интенсивности (c-коэффициенты) и динамическим откликом конструкции на волновое сейсмическое воздействие. Рассмотрена типичная плоская расчетная динамическая модель (РДМ) каркасного здания с двумя перекрытиями (шесть степеней свободы) под действием поступательного и ротационного сейсмического воздействия. Выведены уравнения движения, определены параметры динамической реакции для четырех вариантов РДМ (рядовое и высотное здание, с учетом и без учета ротаций) и шести вариантов волнового интегрального сейсмического воздействия. Каждый вариант соответствует определенной жесткости грунта – от очень мягкого (ротации максимальные) до абсолютно жесткого (ротации нулевые). Для каждого нагружения вычислены c-коэффициенты, установлено соответствие между c-коэффициентом и превышением уровня динамической реакции, обусловленным наличием ротаций. Оказалось, что при c > 0,5 ротации практически не влияют на динамический отклик; при c порядка 0,2–0,3 ротации увеличивают динамическую реакцию (перемещения) до 4 %, а при c < 0,2 – до 18 %. Сравнительный анализ с другими известными результатами показал, что при примерно одинаковых средних c-коэффициентах влияние ротаций на динамический отклик может существенно отличаться.

Ключевые слова: сейсмические ротации; интенсивность сейсмического воздействия; сейсмические нагрузки; динамическая реакция; редуцирующий коэффициент; интегральная модель сейсмического движения грунта.

Poznyak E. V.
ESTIMATION OF SEISMIC ROTATIONS INFLUENCE ON DYNAMIC RESPONSE OF BUILDING STRUCTURES
(pp. 14-23)

Abstract. The paper is dedicated to a problem of preliminary estimation of seismic rotations influence on a building structures dynamics. Based on the results of a numerical experiment it is discussed the correspondence between values of the normalized intensity function (the c-coefficients) and structural dynamic response to the effects of seismic waves propagation. We’ve considered a plane model of typical frame building with two slabs (two linear and one angular DOFs for each slab) under the action of translational and rotational seismic motions. Equations of motion were derived in an analytical form; dynamic displacements were found for four models (ordinary and high-rise building, with and without seismic rotations) and for six scenarios of the integrated wave seismic motions. The direct integration of the equa-tions of motion was performed using MATLAB. Each scenario corresponds to a particular ground stiffness from very soft (maximum rota-tions) to an absolutely rigid (zero rotations). For each loading were computed the c-cefficient and an excess of a level of dynamic response because of seismic rotations. It turned out that at c > 0,5 rotations do not affect the dynamic response; at c ~ 0,2–0,3 the rotations increases dynamic response (displacements) to 4 %, and at c < 0,2 to 18 % . Comparative analysis with other known results show that the influence of rotations on the values of dynamic response may differ significantly for approximately identical c-coefficients.

Keywords: Seismic rotations; Intensity of seismic excitation; Seismic loads; Dynamic response; Reduction coefficient; Integrated model of seismic ground motions.