Расчёт сейсмического воздействия на железобетонные здания | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №20 (310) май 2020 г.

Дата публикации: 14.05.2020

Статья просмотрена: 31 раз

Библиографическое описание:

Затари, Муса Имран. Расчёт сейсмического воздействия на железобетонные здания / Муса Имран Затари. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 20 (310). — С. 179-186. — URL: https://moluch.ru/archive/310/70015/ (дата обращения: 07.07.2020).



В статье рассмотрены виды Анализ на сейсмические воздействия в ETABS.

Ключевые слова: ETABS, анализ, сейсмические воздействия.

При действии землетрясения на сооружение, оно реагирует вибрацией. Сила землетрясения может быть разделена на три взаимно перпендикулярных направления — два горизонтальных направления (x и y) и вертикальное направление (z). Это движение заставляет структуру вибрировать или дрожать во всех трех направлениях; преобладающее направление встряхивания — горизонтальное. Очень важно учитывать влияние боковых нагрузок, вызванных ветром и землетрясениями, при анализе железобетонных конструкций, особенно для высотных зданий. Основной целью анализа сейсмостойких сооружений является то, что здания должны быть в состоянии противостоять незначительным землетрясениям без ущерба. Он противостоит умеренным землетрясениям без структурных повреждений, но иногда неструктурные повреждения выдерживают крупные землетрясения без разрушения основной структуры.

Чтобы избежать разрушения во время сильного землетрясения, элементы должны быть достаточно пластичными, чтобы поглощать и рассеивать энергию за счет постэластической деформации. Избыточность в структурной системе позволяет перераспределение внутренних сил при отказе ключевых элементов. Когда первичный элемент или система дает сбой или дает сбой, боковая сила, безусловно, перераспределяется на вторичную систему, чтобы предотвратить прогрессирующий сбой.

Целью настоящей работы является изучение поведения многоэтажного здания R C, нерегулярного в плане, подверженного нагрузке землетрясения, с помощью анализа спектра отклика.

Настоящее исследование ограничено многоэтажным коммерческим зданием из железобетона (RC). Анализ проводится с помощью программного обеспечения FAB ETABS. Модель здания в кабинете имеет 26 этажей с постоянной высотой этажа 3,15 метра.

Динамические воздействия на здания вызваны как ветром, так и землетрясением. Но дизайн сил ветра и землетрясений заметно отличается. Интуитивная философия структурного проектирования использует силу в качестве основы, которая является последовательной в ветровом дизайне, где здание подвергается давлению на его открытой площади поверхности; это принудительная загрузка типа. Однако при проектировании землетрясения здание подвергается случайному движению земли у основания, что вызывает силы инерции в здании, которые, в свою очередь, вызывают напряжения; это смещение типа загрузки. Другой способ выразить это различие — это кривая нагрузки-деформации здания. Требование к зданию — это сила (т. е. Вертикальная ось) при нагрузке силового типа, создаваемой давлением ветра, и смещение (т. е. Горизонтальная ось) при нагрузке типа смещения, налагаемой от землетрясения, дрожит. Сила ветра в здании имеет ненулевой средний компонент, наложенный на относительно небольшой колебательный компонент. Таким образом, под действием силы ветра здание может испытывать небольшие колебания в поле напряжений, но изменение напряжений происходит только тогда, когда направление ветра меняется, что происходит только в течение большой продолжительности времени. С другой стороны, движение земли во время землетрясения является циклическим относительно нейтрального положения конструкции. Таким образом, напряжения в здании, вызванные сейсмическими воздействиями, претерпевают много полных перестановок, и это происходит в течение небольшой продолжительности землетрясения.

Основные аспекты сейсмического дизайна:

Масса проектируемого здания контролирует сейсмическое проектирование в дополнение к жесткости здания, поскольку землетрясение вызывает силы инерции, пропорциональные массе здания. Проектирование зданий, которые будут вести себя эластично во время землетрясений без ущерба, может сделать проект экономически невыгодным. Как следствие, может быть необходимо, чтобы конструкция подвергалась повреждению и, таким образом, рассеивала энергию, поступающую в нее во время землетрясения.

Поэтому традиционная философия сейсмостойкого проектирования требует, чтобы обычные здания были способны противостоять:

a) а) незначительное (и частое) встряхивание без повреждения конструктивных и неструктурных элементов;

b) умеренное встряхивание с незначительным повреждением элементов конструкции и некоторым повреждением неструктурных элементов;

c) Сильное (и нечастое) сотрясение с повреждением элементов конструкции, но без разрушения (для спасения жизни и имущества внутри / рядом с зданием).

Напротив, структурное повреждение неприемлемо при расчетных ветровых нагрузках. По этой причине конструкция против воздействия землетрясения называется сейсмостойкой конструкцией, а не сейсмостойкой конструкцией.

a) Незначительное (частое) встряхивание — нет / практически нет повреждений

b) Умеренное встряхивание — Незначительные структурные повреждения и некоторые неструктурные повреждения

c) Сильное (нечастое) встряхивание — структурный ущерб, но НЕТ разрушения.

Настоящая работа направлена на изучение следующих целей:

  1. Как следует проводить сейсмическую оценку здания.
  2. Изучить поведение здания под действием сейсмических нагрузок.
  3. Модель здания в кабинете имеет 23 этажа с постоянной высотой этажа 3,15 м.

Объем исследования:

  1. На основе проекта было проведено исследование с целью определения степени возможных изменений в сейсмическом поведении RC Building Models.
  2. Здания с каркасной конструкцией сначала рассчитаны на гравитационные нагрузки, а затем на сейсмические нагрузки.
  3. Исследование проводилось путем введения симметричных моделей зданий с голым каркасом в разных зонах с использованием эквивалентного статического метода и анализа спектра отклика.
  4. В исследовании подчеркивается и обсуждается влияние фактора сейсмической зоны на сейсмические характеристики конструкции здания +20 этажей.
  5. Весь процесс моделирования, анализа и проектирования всех основных элементов для всех моделей осуществляется с использованием программного обеспечения ETABS 18.0.2.

Когда сооружение подвергается землетрясению, оно реагирует вибрацией. Сила землетрясения может быть разделена на три взаимно перпендикулярных направления в двух горизонтальных направлениях (x и y) и вертикальном направлении (z). Это движение заставляет структуру вибрировать или дрожать во всех трех направлениях; преобладающее направление встряхивания — горизонтальное.

Все конструкции в первую очередь рассчитаны на силу тяжести нагрузки, равную силе тяжести массы в вертикальном направлении. Из-за неотъемлемого фактора безопасности, используемого в проектных спецификациях, большинство конструкций имеют тенденцию быть адекватно защищенными от вертикального колебания. Вертикальное ускорение также следует учитывать в конструкциях с большими пролетами, в которых стабильность для проектирования или для общего анализа устойчивости конструкций.

В этом исследовании была разработана компьютерная программа для анализа железобетонных зданий при землетрясениях. Программа рассчитывает базовый сдвиг, который противостоит расчетным боковым нагрузкам. Он рассчитывает также центр масс и центр жесткости здания.

Также рассчитываются моменты, поперечные силы и дополнительные поперечные силы из-за кручения каждого вертикального элемента, противостоящего поперечной нагрузке на каждом этаже. Все результаты иллюстрируются программой графически, чтобы наглядно показать результаты.

Анализ результатов:

План этажа:

3Д-вид здания:

3Д-вид, режим формы Период 0,227:

Автом. Гориз. Нагр. на этажи:

Макс. Перемещение этажа:

Макс. Перекос этажа:

Сдвиги по этажам:

Опрокидывающие моменты:

Псевдоспектральное ускорение (PSA):

Псевдоспектральное ускорение (PSA) при коэффициенте демпфирования 0,05:

Выводы:

Структурная нестабильность играет важную роль в структурном разрушении. Поскольку землетрясения являются динамическими явлениями, динамическая нестабильность возникает при сейсмических возбуждениях.

Тщательное наблюдение колебаний, возникающих во время сейсмических возбуждений, приводит к замечанию, что как горизонтальные, так и вертикальные колебания происходят вместе.

Более того, эти эффекты усиливаются во время колебаний, приводящих к тому, что считается динамической нестабильностью из-за факторов окружающей среды и структурных возможностей.

За этой работой последуют дальнейшие исследования и программное обеспечение.

Литература:

  1. Mario paz — Structure Dynamics: Theory and Computations, (Second Edition), CBS Publishers and Distributors-New Delhi, 2004.
  2. Mahdihosseini, Ahmed najim Abdullah alaskari, Prof.N. V. RamanaRao, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), ISSN 0976 –6316(Online), Volume 5, Issue 8, August (2014).
  3. SunayanaVarma, B. Venugopal, K. KarthikeyanInternational Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), ISSN 2321–919X(Online), Volume 2, Issue 8, August (2014). [9] Chopra,A.K., (1982), Dynamics of Structures A Primer, Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, California, USA.
  4. Chopra,A.K., (2012), Dynamics of Structures — Theory and Application to Earthquake Engineering, Fourth Edition, Prentice Hall Inc, USA.
  5. CSI, (2011), extended 3D analysis of building structures (ETABS), Computers and Structures Inc., USA.
  6. Naeim,F. (Ed.), (2001), The Seismic Design Handbook, Kluwer Academic Publishers, Boston, USA.
Основные термины (генерируются автоматически): ETABS, здание, землетрясение, PSA, повреждение, программное обеспечение, вертикальное направление, FAB, сейсмостойкая конструкция, динамическая нестабильность.


Похожие статьи

Проблемы проектирования сейсмостойких зданий

Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений достигается осуществлением

В качестве ограждающих конструкций каркасных зданий рекомендуется применять легкие

Диссертация на соискание квалификации «магистр техники и технологии» по направлению...

Методы сейсмоизоляции фундаментов сооружений

Во время землетрясений конструкции фундаментов повреждаются редко. Несмотря на это, значение фундаментов в обеспечении сейсмостойкости зданий велико. Фундаменты первыми воспринимают сейсмические толчки и передают их в верхние части здания.

Сейсмическая уязвимость существующих зданий в Алжире

Потенциальное сейсмическое повреждение конструкций было основной целью в нескольких проведённых исследованиях. Оно и позволило сделать прогнозы и оценить конкретные потери с точки зрения разрушений зданий и сточки зрения жертв землетрясений.

Сейсмозащита каркасных железобетонных зданий

Строительство железобетонных каркасных зданий без вертикальных диафрагм

Землетрясение — неконтролируемое стихийное бедствие, предсказать которое, даже при

Основная цель сейсмозащиты — обеспечение сохранности жизни людей и безопасности...

Строительство зданий и сооружений из железобетона в зоне...

К строительству зданий и сооружений в зонах повышенной сейсмической активности предъявляются

Землетрясение — это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в

Первые шаги в этом направлении были сделаны еще в 20-х годах в Англии.

Разработка элементов автоматизации сейсмического...

Карты сейсмического районирования служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.

Методика расчета высотных зданий на воздействие ветровой...

В статье автор производит исследование методики расчета высотных зданий на воздействие ветровой

– расстояниеот плоскости,параллельной направлению ветра, до здания

Выводы: результаты эксперимента показывают, что динамическая составляющая давления от ветра...

Использование полносборных систем в строительстве зданий

Полносборные системы в строительстве зданий оказывают наибольшее положительное влияние на сокращение времени строительства и трудозатрат.

Программное обеспечение. Высокая степень компьютеризации, модули рассчитаны на массовое производство.

Разработка методики геодезического сопровождения при подъеме...

Разработка технологии геодезического обеспечения инженерной защиты зданий. Смысл статьи в совокупности разработанных методов и рекомендаций, которые лягут в основу разработки технологии геодезического обеспечения инженерной защиты зданий и сооружений.

Геодезическое обеспечение при строительстве сооружений...

– Общее программное обеспечение LEICA Geo Office. В целях контроля пространственного положения сооружения (крены, осадки) для исключения возможных погрешностей системных данных проводятся параллельно геодезические измерения при помощи высокоточных...

Похожие статьи

Проблемы проектирования сейсмостойких зданий

Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений достигается осуществлением

В качестве ограждающих конструкций каркасных зданий рекомендуется применять легкие

Диссертация на соискание квалификации «магистр техники и технологии» по направлению...

Методы сейсмоизоляции фундаментов сооружений

Во время землетрясений конструкции фундаментов повреждаются редко. Несмотря на это, значение фундаментов в обеспечении сейсмостойкости зданий велико. Фундаменты первыми воспринимают сейсмические толчки и передают их в верхние части здания.

Сейсмическая уязвимость существующих зданий в Алжире

Потенциальное сейсмическое повреждение конструкций было основной целью в нескольких проведённых исследованиях. Оно и позволило сделать прогнозы и оценить конкретные потери с точки зрения разрушений зданий и сточки зрения жертв землетрясений.

Сейсмозащита каркасных железобетонных зданий

Строительство железобетонных каркасных зданий без вертикальных диафрагм

Землетрясение — неконтролируемое стихийное бедствие, предсказать которое, даже при

Основная цель сейсмозащиты — обеспечение сохранности жизни людей и безопасности...

Строительство зданий и сооружений из железобетона в зоне...

К строительству зданий и сооружений в зонах повышенной сейсмической активности предъявляются

Землетрясение — это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в

Первые шаги в этом направлении были сделаны еще в 20-х годах в Англии.

Разработка элементов автоматизации сейсмического...

Карты сейсмического районирования служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.

Методика расчета высотных зданий на воздействие ветровой...

В статье автор производит исследование методики расчета высотных зданий на воздействие ветровой

– расстояниеот плоскости,параллельной направлению ветра, до здания

Выводы: результаты эксперимента показывают, что динамическая составляющая давления от ветра...

Использование полносборных систем в строительстве зданий

Полносборные системы в строительстве зданий оказывают наибольшее положительное влияние на сокращение времени строительства и трудозатрат.

Программное обеспечение. Высокая степень компьютеризации, модули рассчитаны на массовое производство.

Разработка методики геодезического сопровождения при подъеме...

Разработка технологии геодезического обеспечения инженерной защиты зданий. Смысл статьи в совокупности разработанных методов и рекомендаций, которые лягут в основу разработки технологии геодезического обеспечения инженерной защиты зданий и сооружений.

Геодезическое обеспечение при строительстве сооружений...

– Общее программное обеспечение LEICA Geo Office. В целях контроля пространственного положения сооружения (крены, осадки) для исключения возможных погрешностей системных данных проводятся параллельно геодезические измерения при помощи высокоточных...

Задать вопрос