Кабанцев О.В.

УДК 624.042.1:539.3+693.157

КАБАНЦЕВ ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ, канд. техн. наук, профессор,

ovk531@gmail.com

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,

129337, г. Москва, Ярославское ш., 26,

УСЕИНОВ ЭМИЛЬ СЕЙРАНОВИЧ, мл. научный сотрудник,

useinov_em@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2,

ШАРИПОВ ШАМСУДДИН, аспирант,

sharipov.shams@yandex.ru

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,

129337, г. Москва, Ярославское ш., 26

О МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДОПУСКАЕМЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СЕЙСМОСТОЙКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Выполнен анализ известных методик определения коэффициента допускаемых повреждений сейсмостойких конструкций. Представлен и обоснован метод определения коэффициента, основанный на учете разных уровней жесткости упругих и упруго-пластических систем. Предложен метод определения предельно допустимого уровня пластического деформирования конструкций. Анализ предложенной методики определения коэффициента допускаемых повреждений подтверждает, что для массовых конструкционных материалов (каменная кладка) возможно получение величин коэффициента допускаемых повреждений, обеспечивающих корректное отражение физической картины пластического деформирования конструкций при сейсмических воздействиях.

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние; пластическое деформирование; коэффициент допускаемых повреждений.

Библиографический список

  1. Айзенберг, Я.М. Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года. Некоторые уроки и выводы / Я.М. Айзенберг // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 1999. – №1. – С. 6–9.
  2. Андреев, О.О. Уроки землетрясения. Общие выводы / О.О. Андреев, В.И. Ойзерман // Карпатское землетрясение 1986 г. / под ред. А.В. Друмя, Н.В. Шебалина, Н.Н. Складнева, С.С. Графова, В.И. Ойзермана. – Кишинев, 1990. – С. 323–325.
  3. Газлийское землетрясение 1984 г.: анализ поведения зданий и инженерных сооружений / отв. ред. А.И. Мартемьянов, Д.А. Алексеенков, Л.Ш. Килимник. – М. : Наука, 1988. – 118 с.
  4. Кабанцев, О.В. Макросейсмический эффект землетрясения 4 октября 1994 г. на островах Итуруп, Кунашир, Шикотан / О.В. Кабанцев // Экспресс-информация ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 14. Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство. – Вып. 4. – М., 1995. – С. 7–11.
  5. Banon, H. Seismic Safety of Reinforced Concrete Members and Structures / H. Banon, D. Veneziano // Earthquake Engineering and Structural Dynamics. – 1982. – V. 10. – P. 179–193.
  6. Banon, H. Biggs Seismic Damage in Reinforced Concrete frame / H. Banon, M. John // Journal of Structural Deviation. – 1981. – V. 107. – №ST9, September. – P. 1713–1729.
  7. Cosenza, E. An Evaluation of Damage Functionals in Earthquake Resistant / E. Cosenza, G. Manfredi, R. Ramasco // Eur. Conf. Earthquake Engineering, Moscow. – 1990. – V. 9. – P. 303–312.
  8. Cosenza, E. The use of Damage Function in Earthquake Engineering: a Comparison between Different Methods / E. Cosenza, G. Manfredi, R.Ramasco // Earthquake Engineering and Structural Dynamics. – 1993. – V. 22. – P. 855–869.
  9. Darwin, D. Energy dissipation in RC beams under cyclic load / D. Darwin, C. K. Nmai // J. struct, eng. ASCE 112.– 1986. – P. 1829–1846.
  10. Fajfar, P. A measure of earthquake motion capacity to damage medium-period structures / P. Fajfar, T. Vidic, M. Fischinger // Soil Dynamic and Earthquake Engineering. – 1990. – № 9. – Р. 236–242.
  11. Kunnath, S.K. Analytical modeling of inelastic seismic response of R/C structures / S.K. Kunnath, A.M. Reinhorn, Y.J. Park // Journal of Structural Engineering, ASCE 116. – 1990. – P.996–1017.
  12. Nadim, F. The Bam Earthquake of 26 December 2003 / F. Nadim, M. Moghtaderi Zadeh // Bulletin of Earthquake Engineering 2. –Kluwer Academic Publishers, Printed in the Netherlands, 2004. – P. 119–153.
  13. Rahai, A. Concrete Structures, Evaluation of Behavior and Strengthening Method / A. Rahai, S. Nemati. – 2003. – 362 p.
  14. Ньюмарк, Н. Основы сейсмостойкого строительства / Н. Ньюмарк, Э.Розенблюет ; под ред. Я.М. Айзенберга. – М., 1980. – 344 с.
  15. Рутман, Ю.Л. Выбор коэффициента редукции сейсмических нагрузок на основе анализа пластического ресурса конструкции / Ю.Л. Рутман, Э. Симборт // Вестник гражданских инженеров. – 2011. – №2 (27). – С. 78–81.
  16. Симборт, Э. Методика выбора коэффициента редукции сейсмических нагрузок K1 при заданном уровне коэффициента пластичности µ / Э. Симборт // Инженерно-строитель­ный журнал. – 2012. – № 1. – С. 44–52.
  17. Мкртычев, О.В. Проблемы учета нелинейностей в теории сейсмостойкости (гипотезы и заблуждения) / О.В. Мкртычев, Г.А. Джинчвелашвили.– М. : МГСУ, 2012. – 192 с.
  18. Жарницкий, В.И. Оценка сейсмостойкости зданий и повреждений его конструкций на основе динамического расчета с учетом пластических деформаций материалов / В.И. Жарницкий. Ю.Л. Голда, С.О. Авдеева // Сейсмостойкое строительство. Безопас­ность сооружений.– 1999. – №4.– С. 7–8.
  19. Жарницкий, В.И. Развитие теории сейсмостойкости железобетонных конструкций / В.И. Жарницкий, А.В. Забегаев // Бетон на рубеже третьего тысячелетия : сб. докладов 1-й Всероссийской конференции по проблемам бетона и железобетона. Т. 2. – М., 2001. – С. 655–658.
  20. Никифоровский, В.Н. Динамическое разрушение твердых тел / В.Н. Никифоровский, Е.И. Шемякин. – Новосибирск: Наука, 1979. – 271 с.
  21. Николаевский, В.Н. Динамическая прочность и скорость разрушения / В.Н. Никола­евский // Механика. Удар, взрыв и разрушение. – 1981. – № 26. – С. 166–203.
  22. Панин, В.Е. Структурные уровни деформациитвердыхтел/ В.Е. Панин, В.А. Лихачев, Ю.В. Гриняев; отв. ред. Н.Н. Яненко / АН СССР. Сиб. отд. Ин-т оптики атмосферы. – Новосибирск: Наука, 1985. – 163 с.
  23. Фудзи, Т. Механикаразрушения композиционных материалов / Т. Фудзи, М. Дзако ; пер. с яп. С.Л. Масленникова ; под ред. В.И. Бурлаева. – М. : Мир, 1982. – 232 с.
  24. Экспериментальные исследования несущей способности каменной кладки с трещинами при их инъецировании цементным раствором по разрядно-импульсной технологии / О.В. Кабанцев, Г.П. Тонких, В.В. Кошаев, В.Я. Еремин, М.В. Тихонов // Научно-техни­ческий вестник МГСУ. – 2011. – №2 (Т.1). – С. 127–135.
  25. Копаница, Д.Г. Экспериментальные исследования фрагментов кирпичной кладки на действие статической и динамической нагрузки /Д.Г. Копаница, О.В. Кабанцев, Э.С. Усеинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2012. – №4. – С. 157–178.
  26. Тонких, Г.П. Экспериментальные исследования несущей способности комбинированной каменной кладки при главных нагрузках / Г.П. Тонких, В.В. Кошаев, О.В. Кабанцев // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2007. – №6. – С. 26–31.
  27. Экспериментальные исследования сейсмоусиления каменной кладки наружными бетонными аппликациями / Г.П. Тонких, О.В. Кабанцев, О.А. Симаков, А.Б. Симаков, С.М. Баев, П.С. Панфилов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2011. – №2. – С. 35–41.
  28. Попов, Н.Н. Расчет конструкций на динамические и специальные нагрузки / Н.Н. Попов, Б.С. Расторгуев, А.В. Забегаев. – М.: Высшая школа, 1992. – 319 с.

______________________________

OLEG V. KABANTSEV, PhD, Professor,

ovk531@gmail.com

National Research Moscow State University of Civil Engineering,

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow, Russia,

EMIL' S. USEINOV, Junior Scientist,

useinov_em@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia,

SHAMSUDDIN SHARIPOV, Research Assistant,

sharipov.shams@yandex.ru

National Research Moscow State University of Civil Engineering,

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow, Russia

DETERMINATION OF ALLOWABLE DAMAGE FACTOR OF ANTISEISMIC STRUCTURES

The paper presents the analysis of known calculation techniques related to the allowable damage factor. This technique is based on accounting for different stiffness of elastic and elasto-plastic systems. A method is suggested to detect the maximum permissible level of plastic deformation of a structure. The analysis of the proposed methodology of determining the allowable damage factor confirms that the popular construction materials (masonry) values can be obtained that ensure the correct reflection of the structural plastic deformation under seismic loads.

Keywords: strain-stress state; plastic deformation; allowable damage ratio.

References

  1. Aizenberg Ya.M. Spitakskoe zemletryasenie 7 dekabrya 1988 goda. Nekotorye uroki i vyvody [Spitak earthquake on December 7, 1988. Some lessons and conclusions]. Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii. 1999. No. 1. Pp. 6–9. (rus)
  2. Andreev O.O., Oizerman V.I. Uroki zemletryaseniya. Obshchie vyvody [Lessonsofearthquake. Generalconclusions]. Karpatskoezemletryasenie 1986 g. Kishinev, 1990. Pp. 323–325. (rus)
  3. Martem'yanov A.I., Alekseenkov D.A., Kilimnik L.Sh. Gazliiskoe zemletryasenie 1984 g.: Analiz povedeniya zdanii i inzhenernykh sooruzhenii [Gazliearthquake 1984: Analysisofstructuralbehavior]. Moscow: NaukaPubl., 1988. 118 p. (rus)
  4. Kabantsev O.V. Makroseismicheskii effekt zemletryaseniya 4 oktyabrya 1994 g. na ostrovakh Iturup, Kunashir, Shikotan [Microseismic effect of earthquake 4 October 1994 on the Iturup, Kunashir, Shikotan islands]. Moscow: Gosstroy Publ., 1995. No. 4. Pp. 7–11. (rus)
  5. Banon H., Veneziano D. Seismic safety of reinforced concrete members and structures. Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 1982. V. 10.Pp. 179–193.
  6. Banon H., John H. Biggs seismic damage in reinforced concrete frame. Journal of Structural Deviation. 1981. V. 107. No. 9. Pp. 1713–1729.
  7. Cosenza E., Manfredi G., Ramasco R. An evaluation of damage functional in earthquake resistant. Eur. Conf. Earthquake Engineering. Moscow, 1990. V. 9. Pp.303–312.
  8. Cosenza E., Manfredi G., Ramasco R. The use of damage function in earthquake engineering: a comparison between different methods. Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 1993. V. 22. Pp. 855–869.
  9. 1986. Pp. 1829–1846.
  10. Fajfar P., Vidic T., Fischinger M. A measure of earthquake motion capacity to damage medium-period structures. Soil Dynamic and Earthquake Engineering. 1990. No. 9. Pp. 236–242.
  11. Kunnath S.K., Reinhorn A. M., Park Y. J. Analytical modeling of inelastic seismic response of R/C structure. Journal of Structural Engineering, ASCE 116. 1990. Pp. 996–1017.
  12. Nadim F., Moghtaderi Zadeh M. The Bam earthquake of 26 December 2003. Bulletin of Earthquake Engineering 2. 2004. Pp. 119–153. Kluwer Academic Publishers, Printed in the Netherlands.
  13. Rahai A., Nemati S. Concrete structures, evaluation of behavior and strengthening method. 2003. 362 p.
  14. Newmark N., Rozenblyuet E., Aizenberg M. Osnovy seismostoikogo stroitel'stva [Basics of earthquake engineering]. Moscow, 1980. 344 p. (rus)
  15. Rutman Yu L., Simbort E. Vybor koeffitsienta reduktsii seismicheskikh nagruzok na osnove analiza plasticheskogo resursa konstruktsii [Selection of reduction coefficient based on seismic loads analysis of plastic resource]. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2011. No. 27. Pp. 78–81. (rus)
  16. Simbort E. Metodika vybora koeffitsienta reduktsii seismicheskikh nagruzok pri zadannom urovne koeffitsienta plastichnosti [Selectionof seismic load reduction coefficient for a given level of plasticity coefficient]. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2012. No. 1. Pp. 44–52. (rus)
  17. Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A. Problemy ucheta nelineinostei v teorii seismostoikosti (gipotezy i zabluzhdeniya) [Problems of non-linearities in earthquake resistance theory (hypothesis and misconceptions)]. Moscow : MGSU Publ., 2012. 192 p. (rus)
  18. Zharnitskii V.I., Golda Yu.L., Avdeeva S.O. Otsenka seismostoikosti zdanii i povrezhdenii ego konstruktsii na osnove dinamicheskogo rascheta s uchetom plasticheskikh deformatsii materialov [Estimation of seismic stability of buildings and damages based on dynamic analysis and plastic deformation]. Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii. 1999. No. 4. Pp. 7–8. (rus)
  19. Zharnitskii V.I., Zabegaev A.V. Razvitie teorii seismostoikosti zhelezobetonnykh konstruktsii [Theory development of seismic resistance of reinforced concrete structures]. Proc. 1st All-Rus. Sci. Conf. ‘Concrete at the turn of the third century‘. Moscow, 2001. V. 2. Pp. 655–658. (rus)
  20. Nikiforovskii V.N., Shemyakin E.I. Dinamicheskoe razrushenie tverdykh tel [Dynamic fracture of solids]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1979. 271 p. (rus)
  21. Nikolaevskii V.N. Dinamicheskaya prochnost' i skorost' razrusheniya [Dynamic strength and rate of destruction]. Mekhanika. Udar, vzryv i razrushenie. 1981. No. 26. Pp. 166–203. (rus)
  22. Panin V. E., Likhachev V.A., Grinyaev Yu.V. Strukturnye urovni deformatsii tverdykh tel [Structural levels of deformation of solids]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1985. 163 p. (rus)
  23. Fudzuki T., Dzako M. Fracture mechanics of composite materials. Moscow : Mir Publ., 1982. 232 p. (transl. from Jap.)
  24. Kabantsev O.V., Tonkikh G.P., Koshaev V.V., Eremin V.Ya., Tikhonov M.V. Eksperimental'nye issledovaniya nesushchei sposobnosti kamennoi kladki s treshchinami pri ikh in"etsirovanii tsementnym rastvorom po razryadno-impul'snoi tekhnologii [Experimental study of bearing capacity of masonry cracked when injected with cement mortar by discharge-pulse technology]. Scientific and Technical Journal on Construction and Architecture. 2011. No. 2. Pp. 127–135. (rus)
  25. Kopanitsa D.G., Kabantsev O.V., Useinov E.S. Eksperimental'nye issledovaniya fragmentov kirpichnoi kladki na deistvie staticheskoi i dinamicheskoi nagruzki [Experimental studies of masonry fragments under static and dynamic loads]. Vestnik TSUAB. 2012. No. 4. Pp. 157–178. (rus)
  26. Tonkikh G.P., Koshaev V.V., Kabantsev O.V. Eksperimental'nye issledovaniya nesushchei sposobnosti kombinirovannoi kamennoi kladki pri glavnykh nagruzkakh [Experimental study of masonry bearing capacity combined with main loads]. Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii. 2007. No. 6. Pp. 26–31. (rus)
  27. Tonkikh G.P., Kabantsev O.V., Simako, O.A., Simakov A.B., Baev S.M., Panfilov P.S. Eksperimentalnye issledovaniia seismousileniia kamennoi kladki naruzhnymi betonnymi applikatciiami [Experimental research of seismic reinforcement of masonry by exterior concrete applications]. Seismostoikoe stroitelstvo. Bezopasnost sooruzhenii. 2011. No. 2. Pp. 35–42. (rus)
  28. Popov N.N., Rastorguev B.S., Zabegaev A.V. Raschet konstruktsii na dinamicheskie i spetsial'nye nagruzki [Structural analysis of dynamic and specific loads]. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1992. 319 p. (rus)

Статья | (487 Кб)