Отправить статью по E-mail 
Сравнение результатов расчета сооружений на заданные акселерограммы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами
- Авторы: Булушев С.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Выпуск: Том 14, № 5 (2018)
- Страницы: 369-378
- Раздел: Динамика конструкций и сооружений
- URL: https://journal-vniispk.ru/1815-5235/article/view/346334
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-5-369-378
- ID: 346334
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Современные нормы проектирования зданий и сооружений с учетом сейсмических воздействий предполагают расчет конструкций в нелинейной постановке. Одного линейно-спектрального метода, который применялся и применяется до сих пор, для расчета уже недостаточно. Это связано с тем, что он не позволяет напрямую учесть нелинейную работу конструкций. Для решения поставленной задачи могут быть использованы нелинейные динамические методы расчета во временной области. На данный момент такие методы реализованы лишь в специализированных программных комплексах и в большинстве случаев не могут быть использованы обычными проектировщиками. Таким образом, появилась необходимость в применении более простых методов нелинейного расчета. В зарубежных нормах для расчета сейсмостойкости зданий и сооружений уже давно применяются нелинейные статические методы, или «пушовер анализ» (pushover analysis). Но в отечественной практике проектирования до недавнего времени этим методам не уделялось должного внимания. Тем самым актуальность исследования возможности применения этих методов в инженерной практике не вызывает сомнения. Цель. Целью данной статьи является оценка точности нелинейного статического метода по сравнению с нелинейным динамическим методом при расчете сооружений на заданные акселерограммы. Методы. В статье рассмотрены три стальные рамы: одно-, трех- и семиэтажная. Подбор сечений выполнен в соответствии с требованиями норм по сейсмостойкому строительству на сейсмические нагрузки уровня ПЗ. Также рамы рассчитаны на сейсмическое воздействие уровня МРЗ на набор акселерограмм различного частотного состава. Расчет производился нелинейным динамическим методом в программном комплексе LS-DYNA и нелинейным статическим методом в программных комплексах «ЛИРА 10.6» и MATLAB. Выводы. Расчеты показали, что во всех рассмотренных случаях, кроме одного, нелинейный статический метод показал консервативную оценку реакции системы по сравнению с нелинейным динамическим методом. Но в некоторых случаях получилась слишком большая погрешность.
Об авторах
Сергей Валерьевич Булушев
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: sergey.bulushev@gmail.com
инженер, Научноисследовательская лаборатория «Надежность и сейсмостойкость сооружений» (НИЛ НСС)
Ярославское шоссе, 26, Москва, Российская Федерация, 129337Список литературы
- Chopra A.K., Goel R.K. (2000). Capacity-demand diagram methods based on inelastic design spectrum. Proceedings of 12 World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand. Paper № 1612.
- Chopra A.K., Goel R.K. (2002). A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings. Earthquake engineering and structural dynamics, (31), 561–582.
- Datta T.K. (2010). Seismic Analysis of Structures. John Wiley & Sons (Asia) Pte. Ltd, 464.
- Fajfar P., Krawinkler H. (2004). Performance-Based Seismic Design Concepts and Implementation. Proceedings of the International Workshop Bled, Slovenia, June 28 – July 1, 2004. PEER Report 2004/05. College of Engineering, University of California, Berkeley.
- Gupta B. (1998). Enhanced pushover procedure and inelastic demand estimation for performance-based seismic evaluation of buildings (PhD Thesis). Orlando, Florida, University of Central Florida.
- Paz M., Leigh W. (2004). Structural Dynamics: Theory and Computation. 5th ed. 844.
- Themelis S. (2008). Pushover analysis for seismic assessment and design of structures (PhD Thesis). HeriotWatt University, School of Built Environment.
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V., Kolesnikov A.V. (2016). Nonlinear static method of analysis of seismic resistance of buildings and structures. Earthquake engineering. Constructions safety, (5), 39–47. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V. (2017). Accuracy evaluation of the nonlinear static analysis method of the structures seismic resistance. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, (2), 41–48. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A., Bulushev S.V. (2018). Accuracy evaluation of the nonlinear static analysis method of the structures seismic resistance. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 14(1), 70–79. (In Russ.)
- Dzhinchvelashvili G.A. (2015). Nelineinye dinamicheskie metody rascheta zdanii i sooruzhenii s zadannoi obespechennost'yu seismostoikosti [Nonlinear dynamic methods of calculation of buildings and structures with a given security seismic stability] (Abstract of Dr Dissertation). Moscow: MGSU Publ., 46. (In Russ.)
- Sosnin A.V. (2015). The features of evaluation of deficit of seismic resistance of reinforced concrete frame buildings by the method of nonlinear static analysis in SAP2000. Technical Regulation in Transport Construction, 14(6), 97–110. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A. (2012). Problemy ucheta nelineynostey v teorii seysmostoykosti (gipotezy i zabluzhdeniya) [Accounting problems of nonlinear seismic stability in the theory (hypothesis and error)]. Moscow: MGSU Publ, 192. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A., Dzerzhinskij R.I. (2016). The philosophy of multi-level design in light of the provision of seismic stability of buildings. Geology and Geophysics of the South of Russia, (1), 71–81. (In Russ.)
- Mkrtychev O.V., Dzhinchvelashvili G.A. (2012). Ocenka raboty zdanij i sooruzhenij za predelami uprugosti pri sejsmicheskih vozdejstviyah [Assessment of buildings and structures beyond the elastic limit at the seismic influences]. Theoretical Foundation of Civil Engineering, XXI Russian-Slovak-Polish Seminar, Moscow – Archangelsk, July 3–6, 177 – 186. (In Russ.)
- Nemchinov Ju.I., Mar'enkov N.G., Havkin A.K., Babik K.N. (2012). Proektirovanie zdanii s zadannym urovnem obespecheniya seismostoikosti (s uchetom rekomendatsii Evrokoda 8, mezhdunarodnykh standartov i trebovanii DBN) [Designing buildings with a given level of seismic resistance (taking into account the recommendations of Eurocode 8, international standards and DBN requirements)]. Kiev: Minregion Ukrainy, GP NIISK Publ., 53. (In Russ.)
- Sosnin A.V. (2016). On the peculiarities of the methodology of nonlinear static analysis and its consistency with the basic normative methodology for calculating buildings and structures for the action of seismic forces. Bulletin of the South Ural University. Serie: Construction Engineering and Architecture, 16(1), 12–19. (In Russ.)
- Sosnin A.V. (2017). About refinement of the seismic-force-reduction factor (K1) and its coherence with the concept of seismic response modification in formulation of the spectrum method (in order of discussion). Bulletin of Civil Engineers, 60(1), 92–116. (In Russ.)
- Chkhikvadze K.T., Tsiskreli Ts.G., Chlaidze N.Sh., Kadzhaya L.D. (2010). The application of nonlinear static (Pushover) methods for estimating the behavior of structures under seismic excitation. Structural Mechanics and Analysis of Construction, (2), 48–52. (In Russ).
- Chkhikvadze K.T., Tsiskreli Ts.G., Chlaidze N.Sh., Kadzhaya L.D. (2010), Pushover Curve Plotting to Assess Nonlinear Behavior of Plane Frame under Earthquake Effect. Earthquake engineering. Constructions safety, (2), 31–33. (In Russ.)
Дополнительные файлы
