CC BY
2УДК 62 КоломеецИ.И., КосоруковН.С., ФадеевМ.Н.
Коломеец И.И.
магистрант кафедры техносферной безопасности Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
Косоруков Н.С.
магистрант кафедры техносферной безопасности Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
Фадеев М.Н.
магистрант кафедры техносферной безопасности Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
СЕЙСМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ: ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Аннотация: в статье рассматриваются вопросы сейсмической безопасности и строительных норм. Описываются основных факторов, обуславливающих высокую повреждаемость. Определяются этапы проведения расчетно-аналитической оценки сейсмостойкости зданий.
Ключевые слова: безопасность, повреждаемость, деформативность, надежность, сейсмостойкость.
Сейсмическая безопасность становится все более важным вопросом в современном мире, где наша технологическая инфраструктура становится все более сложной и зависимой от энергетических и коммуникационных сетей.
Техносферная безопасность, в свою очередь, охватывает все аспекты безопасности в техногенной среде и включает в себя сейсмическую безопасность как один из ключевых аспектов.
Землетрясения, извержения вулканов и другие сейсмические явления могут иметь разрушительные последствия для зданий, мостов, дорог, электростанций и других объектов искусственной инфраструктуры. Эти природные явления могут привести к гибели людей, уничтожению имущества и нарушению работы критически важных систем.
Одним из способов обеспечения сейсмической безопасности является разработка и соблюдение строительных норм и правил, учитывающих потенциальную опасность сейсмической активности. Эти нормы определяют требования к проектированию, строительству и изменению зданий и сооружений в сейсмически активных районах. Они также определяют методы усиления существующих конструкций, чтобы сделать их более сейсмостойкими.
Соблюдение строительных норм и правил - обязательный этап в процессе проектирования и строительства. Инженеры и архитекторы должны учитывать сейсмические факторы при разработке планов и спецификаций. Строительные компании обязаны строго соблюдать эти нормы при реализации строительных проектов.
В качестве основных факторов, обуславливающих высокую повреждаемость, можно отнести следующее:
- полное или частичное отсутствие антисейсмических мероприятий,
- условия эксплуатации, осадку основания,
- физический износ строительных конструкций,
- дефекты допущенные в процессе строительства.
По характеристикам повреждений здания, полученным при анализе воздействия землетрясения, находятся исходные данные для построения математических моделей. Для описания математических моделей,
учитывающих степень физического повреждения здания, может быть использовано фундаментальное значение тона собственных колебаний здания.
В зависимости от периода эксплуатации изменяется период собственных колебаний зданий. В результате процесса физического износа отдельных конструкций прочность здания снижается, а значит, увеличивается период собственных колебаний. В этом случае деформация здания за определенный период времени может быть проиллюстрирована как на рисунке 1.
Рисунок 1. Изменение динамических характеристик здания во времени.
На участке 1 показаны характеристики здания с деформацией из-за физического износа, а на участке 2 - сейсмические воздействия, которые не привели к значительным повреждениям. На участке 3 показаны более значительные повреждения, чем на участке 2. На участке 4 показаны сейсмические воздействия, которые приводят к одному из пяти уровней повреждений по шкале MSC. На участке 5 показаны характеристики здания без ремонтно-восстановительных работ. Участок 6 также демонстрирует сейсмические воздействия той же интенсивности, что и участок 2, но с большей продолжительностью из-за частичного разрушения связей, что приводит к дополнительным повреждениям. Наконец, участок 7 характеризуется более крутым склоном и указывает на действие значительно деформированных строительных конструкций.
В случае деформированных зданий, которые были в эксплуатации более 20 лет и подверглись нескольким сейсмическим воздействиям силой 7 баллов, можно определить этот коэффициент по формуле к = 1.9^Н - Н0/4.
Оценка деформативности здания с жесткой конструктивной схемой должна рассматриваться как предварительный этап, поскольку именно деформативность может привести к обрушению здания под воздействием сейсмических воздействий.
Следует учитывать, что надежность зданий и сооружений зависит от многих факторов: нагрузок, их неравномерного распределения во времени и возможных сочетаний, срока службы.
Проведение расчетно-аналитической оценки сейсмостойкости таких зданий должны содержать следующие этапы.
1. Определение повторяемости землетрясений с определёнными преобладающими периодами, продолжительностью и интенсивностью.
2. Получение цифровых акселерограмм. Расчетно-аналитическая оценка зданий существующей застройки с применением акселерограмм является трудоемким процессом, так как такие данные практически отсутствуют даже для большинства стран, расположенных в сейсмических районах и такие расчеты можно рекомендовать проводить при обследовании уникальных зданий, выполненных в нетрадиционных конструкциях и особо ответственных сооружений.
3. Определение жесткостных/прочностных параметров здания. Построение диаграмм деформирования, назначение коэффициента демпфирования с учетом реального состояния здания на основе экспериментальных данных.
4. Определение усилий в элементах здания
5. Определение несущей способности несущих конструкций.
При проведении поверочных расчетов учитывается состояние конструкций посредством коэффициентов, вводимых к расчетному сопротивлению материалов.
Например, такой коэффициент для всех конструкций рекомендуется принимать равным 0.8 согласно (8).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Айзенберг, Я. М. О концептуальных правилах повышения сейсмостойкости и живучести сооружений // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2003. - № 3. - С. 6-8;
2. Гарагаш, Б. А. О геотехнической безопасности сейсмостойкого строительства в Сочи // Геотехника. - 2016. - № 4. - С. 28-35;
3. Дегтярева, О. Г. Сейсмостойкость гидротехнических сооружений с учетом работы конструкций за пределом упругости // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2019. - № 1(33). - С. 92-108;
4. Нестеров, К. Д. Обзор методов расчета на сейсмическое воздействие / К. Д. Нестеров // Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки: материалы конференции, Москва, 25-26 ноября 2021 года -С. 98-100;
5. Павленко, О. В. Проблемы сейсмостойкого строительства с 1980-х годов до наших дней // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. -2013. - № 6. - С. 31-41
Kolomeets I.I., Kosorukov N.S., Fadeev M.N.
Kolomeets I.I.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
Kosorukov N.S.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
Fadeev M.N.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
SEISMIC SAFETY AND BUILDING REGULATIONS: ENSURING TECHNOSPHERE SECURITY
Abstract: article discusses issues of seismic safety and building regulations. The main factors that cause high damage are described. The stages of the computational and analytical assessment of the earthquake resistance of buildings are determined.
Keywords: safety, damage, deformability, reliability, earthquake resistance.
