CC BY
2MEXANIKA
UDK 539.3+ UDK 699.84
BINOLARNI SEYSMIK TO'LQINLARDAN HIMOYA QILUVCHI SEYSMIK
TO'SIQLAR SAMARADORLIGINING UNING SHAKLIGA BOG'LIQLIGI
Shirin Jumaboyeva NamMQI dotenti, e-mail: sh.jumaboyeva1953@gmail. com
Annotatsiya. Maqolada binoga seysmik sirt to'lqinlarining ta'siri Plaxis 3D dasturiy majmuasi yordamida Chekli elementlar usulini qo'llagan holda aniqlangan. Har bir nuqtadagi ko'chishning eng yuqori amplitudalari aniqlangan. To'g'ri to'rtburchak bilan aylana shaklidagi seysmik to'siqni qiyosiy taqqoslash orqali samaradorligi tahlil qilingan.
Аннотация. В статье с помощью программного комплекса Plaxis 3D с использованием метода конечных элементов определяется воздействие поверхностных сейсмических волн на здание. Определены наибольшие амплитуды смещений в каждой точке. Эффективность анализировалась путем сравнения прямоугольных и круглых сейсмических барьеров.
Abstract. In the article, the effect of seismic surface waves on the building is determined using the Plaxis 3D software complex using the Finite Element method. The highest displacement amplitudes at each point are determined. Efficiency was analyzed by comparing rectangular and circular seismic barriers.
Kalit so'zlar: bino, seysmik sirt to'lqinlari, chekli elementlar usuli, elastiklik nazariyasi, seysmik to'siq.
Ключевые слова: строительство, поверхностные сейсмические волны, метод конечных элементов, теория упругости, сейсмический барьер.
Key words: building, seismic surface waves, finite element method, theory of elasticity, seismic barrier.
Kirish. Bino va inshootlarni tabiiy va sun'iy tebranishlardan himoya qilish muammosi zamonaviy qurilish uchun muhim ahamiyatga ega. Sun'iy tebranish manbalariga yer osti temir yo'l liniyalari, avtomobil yo'llari, og'ir yuk: uskunalar va jihozlar yuklangan mashinalar hisoblanadi. Hozirgi vaqtda zilzilaga chidamli binolarning zamonaviy konstruktiv tizimlari seysmik qarshilikning maqbul darajasini ta'minlaydi. Bu ko'p hollarda binolar va inshootlarning loyihaviy intensivlikdagi zilzilalarga xavfsiz dosh berishiga imkon beradi. Biroq, ayrim hollatlarda seysmik himoya tizimlari bilan jihozlangan inshootlar loyihaviy seysmik yuklar ta'sirida vayron qilingan holatlar mavjud. Shuning uchun aylana va to'g'ri to'rtburchak shaklidagi seysmik to'siq orqali passiv himoya tizimi dolzarb masaladir.
Tadqiqot materiallari va metodologiyasi
1885-yilda Lord Rayleigh tomonidan kashf etilgan sirt to'lqinlari yarim fazoning tekis yuzasida tarqaladi (1-rasm), chuqurlikka qarab so'nib boradi [1]. Bu to'lqinlar eng ko'p seysmik energiyani uzatadi va zilzilada eng katta zararga olib keladi [1,2,3].
Reyle to'lqini
1-rasm. Reyle sirt to'lqinining tarqalish sxemasi [1,2,3].
Maqolada Reylening sirt to'lqinlari bino qavatlaridagi ta'sirini o'rganish bilan bog'liq bir qator masalalar ko'rib chiqilgan.
Mazkur masalani yechishda chekli elementlar usulini qo'llash uchun cheksiz yarim
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
fazodan bizni qiziqtirgan chekli sohani fikran ajratib, uning chegaralariga tolqinni qaytarmasdan otkazib yuboruvchi (1) shartlar qo'yiladi [1,2,3]. Ajratilgan Modelning uzunligi 200 m eni 100 m va chuqurligi 50 m olchamlarga ega. Masalada yer osti suvlarining borligi ham hisobga olinadi, yer osti suvlarining sathi 20 m chuqurlikda deb olingan. Bino 24 m uzunlikda, eni 24 m va balandligi 14.75 m, qavat balandligi 3,3 m, binoning yer to'la qismi esa 3 m chuqurlikda joylashgan [1,2,3]. Gruntli asosning 1-qatlami 5 metr qumloq (suglinka) grunt, 2-qatlami 45 metr shag'alii (galichniy) grunt qilib modellashtirildi.
2-rasm. To'rtburchak shaklidagi seysmik 3-rasm. Aylana shaklidagi seysmik to'siq to'siq
Ushbu masalada cheksiz yarim fazoni chekli soha bilan almashtiramiz. Chegaralarda to'lqinlarning cheksizlikka intilishini ta'minlovchi quyidagi shartlar qo'yilgan [1,2,3].
Gr =
U
v =
apVp bpVsv
bpVsw,
<r„ =
,v
T
.17
T =
trr =
w
T =
xy
T r =
apVp bpVsu
bpVsv
(1)
apVp bpVsw bpV sii
Tadqiqot sohasi 46517 ta chekli elementga va 87829 ta tugunlarga ajratilgan. Cheki elementlarning shakllari noto'gri tetraedr shaklida tanlanadi.
Kinematik munosabatlarni quyidagicha shakllantirish mumkin [1,2,3]:
s = Lu (2)
LT - transpanirlangan differensial operator
(3)
Umumiy holda har bir element materiali temperaturaning o'zgarishi, cho'kish yoki kristllashish ta'sirida boshlang'ich deformatsiyaga ega bo'lishi mumkin [1,2,3]. Bu deformatsiyani {f0 j bilan belgilasak, kuchlanish mavjud deformatsiya bilan boshlang'ich deformatsiya orasidagi ayirma orqali aniqlanadi. Bundan tashqari, qaralayotgan vaqtda qandaydir o'lchash mumkin bo'lgan qoldiq kuchlanish bor deb qarash qulay [1,2,3]. Bu kuchlanishni kuchlanishning umumiy ifodasiga qo'shiladi. Qaralayotgan jism mateialini elastik deb qaralayotganda kuchlanish bilan deformatsiya orasidagi bog'lanish chiziqli bo'ladi [1,2,3]:
Bu yerda [D] - material xususiyatlarini ifodalovchi elastiklik matritsasi.
Xususiy holda tekis kuchlanish holatida kuchlanishning deformatsiyaga mos keluvchi uchta komponenti quyidagicha yoziladi [1,2,3]:
0 0 d 0 d ~
dx ay Sz
0 d 0 a a 0
ày Sx ctz
0 0 d 0 d d
0Z ày ÔX-
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
Matritsa [D] kuchlanish bilan deformatsiya orasidagi quyidagi munosabatdan aniqlanadi:
Bundan:
Dinamik yuk ta'sirida hosil bo'lgan mexanik sistemning harakatining differensial tenglamalar sistemasi quyidagicha ifodalanadi [1,3]:
Bu tenglamaning tartibi 86825 x 3 = 260 475 ga teng.
Bu yerda M — massalar matrisasi, C - so'ndirish matrisasi, K — bikrlik matrisasi va F - dinamik yuk vektori. U — ko'chish, it — tezlik va U — tezlanishlar vaqtning uzuluksiz funksiyalari. M —matrisasida materiallarning massasi (grunt + suv + har qanday konstruksiya) hisobga olinadi [1,2,3].
Dinamika masalasini raqamli ifodalashda vaqt iteratsiyasini shakllantirish hisoblash jarayonining barqarorligi va aniqligi uchun muhim omil hisoblanadi [1,2,3].
Nyumark usulining vaqt iteratsiyasi koeffitsentlarini ct = 0.25 va /? = 0.5 deb qabul qilamiz [1,2,3].
Seysmik sirt to'lqinlarni tarqalishini Garmonik kuch orqali hosil qilamiz. Garmonik kuchning fazasi 0, amplitudasi 1 va chastotasi 10 Hz davomiyligi 5 sekund deb belgilash kiritildi
[1,2,3].
6-rasm. Binodagi ko'chishni qiyosiy taqqoslash
7-rasm. Binodagi tezlikni qiyosiy taqqoslash
^ To'siqsiz
To'rtburchak to'siq Aylana to'siq
8-rasm. Binodagi tezlanishni qiyosiy taqqoslash
Xulosa. Olingan natijalarga asoslanib, 6-7-8 rasmdagi grafiklardan ko'rinib turibdiki, bino atrofiga xech qanday to'siq joylashtirilmagan binoga nisbatan bir xil koordinatada joylashgan to'rtburchak shakldagi seysmik to'siqli modeldagi binoda ko'chish o'rtacha 20.05%, tezlik 54.72% va tezlanish 48.84%, aylana shakldagi seysmik t o'siqli modeldagi binoda ko'chish
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
o'rtacha 24.11%, tezlik 56.70% va tezlanish 50.13% ga seysmik to'siqlar samaradorligi qayd etildi.
Bu tahlilga binoan binoga ta'sir etayotgan seysmik sirt to'lqinlar ta'sirini kamaytirish uchun to'rtburchak va aylana shaklli seysmik to'siqlar modellashtirilganda, ikki turdagi seysmik to'siq ham ijobiy natija berdi. Aylana shaklli seysmik to'siq to'rtburchak shaklli seysmik to'siqqa qaraganda afzalligi aniqlandi. Olingan natijalarga asoslanib, shuni aytishimiz mumkinki: aylana shaklli seysmik to'siqlardan foydalanish binodagi seysmik sirt to'lqinlarni sezilarli darajada kamaytirishini aytish mumkin.
ADABIYOTLAR
1. ABDUNAZAROV, A., & SHAROFITDIN, Y. (2023). BINOGA TA'SIR ETAYOTGAN SEYSMIK SIRT TO'LQINLARNI ANIQLASH VA SEYSMIK TO'SIQ (PENOPOLIURETAN) YORDAMIDA KAMAYTIRISH.
2. ABDUNAZAROV, A., & SHAROFITDIN, Y. (2023). YER OSTI SUVLARI SATHINING SEYSMIK SIRT TO'LQINLARI TARQALISHIGA TA'SIRI.
3. ABDUNAZAROV, A., & SHAROFITDIN, Y. (2023). BINOGA TA'SIR ETAYOTGAN SEYSMIK SIRT TO'LQINLARINING GRUNT XUSUSIYATIGA BOG'LIQLIGI.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
