10.14489/hb.2017.09.pp.014-023

2017, 09 сентябрь (September)

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.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Е. В. Позняк (Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

E. V. Рoznyak (National Research University “Moscow Power Engineering Institute”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Назаров Ю. П., Позняк Е. В., Филимонов А. В. Анализ вида волновой модели и получение расчетных параметров сейсмического воздействия для высотного здания // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 5. С. 40 – 45.
2. Назаров Ю. П. Аналитические основы расчета сооружений на сейсмические воздействия. М.: Наука, 2010. 468 c.
3. Nazarov Yu. P., Poznyak E. V., Filimonov A. V. A Brief Theory and Computing of Seismic Ground Rotations for Structural Analyses // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2015. № 71. Р. 31 – 41.
4. Назаров Ю. П., Позняк Е. В. Моделирование процесса распространения волн Рэлея в пространстве по заданной акселерограмме // Строительство и реконструкция. 2015 (март–апрель). № 2(58). C. 20 – 26.
5. Мишенков Г. В., Самогин Ю. Н., Чирков В. П. Метод конечных элементов в курсе сопротивления материалов. М.: Физматлит, 2015. 472 с.
6. Позняк Е. В. О расчетах на сейсмостойкость с программным обеспечением «Еврософт Одиссей» // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2013, май. № 5. С. 22 – 24.

Eng

1. Nazarov Iu. P., Pozniak E. V., Filimonov A. V. (2014). Analysis of the wave model type and acquiring the design parameters of the seismic action for a high-rise building. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, (5), pp. 40-45. [in Russian language]
2. Nazarov Iu. P. (2010). Analytical basis for calculating structures for seismic impacts. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Nazarov Yu. P., Poznyak E. V., Filimonov A. V. (2015). A brief theory and computing of seismic ground rotations for structural analyses. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (71), pp. 31-41.
4. Nazarov Iu. P., Pozniak E. V. (2015). Modeling the process of Rayleigh wave propagation in space according to a given accelerogram. Stroitel'stvo i rekonstruktsiia, 58(2), pp. 20-26. [in Russian language]
5. Mishenkov G. V., Samogin Iu. N., Chirkov V. P. (2015). The finite element method in the course of the strength of materials. Moscow: FIZMATLIT. [in Russian language]
6. Pozniak E. V. (2013). Сalculations for seismic resistance with the software "Eurosoft Odyssey". Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, (5), pp. 22-24. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: