Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Природознавство arrow Прогнозування сейсмостійкості споруд під час вибухів циліндричних зарядів
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Чисельне моделювання взаємодії сейсмовибухових хвиль з шаруватими грантовими основами та багатоповерховими будівлями

Досліджено деформацію шаруватої ґрунтової основи та дев'ятиповерхових цегляних та панельних будівель, що розташовані на цій основі . Основні параметри будівлі характерні для більшості споруд населених пунктів України і відповідають Державним будівельним нормам [180] наведено в табл. 6.3. Розрахунки проводились для торцевого та фронтального напрямку падіння сейсмовибухової хвилі на будівлю. Вважалося, що гідростатичний тиск при сейсмовибуховому навантаженні дорівнював 10бПа та 107Па.

Фізико-механічні властивості ґрунтової основи наступні: для суглинку -

Таблиця 6.3.

Основні параметри будівель

Назва матеріалу

Бетон

Цегла

Кількість поверхів

9

9

Довжина, м

32,85

32,85

Ширина, м

16,85

16,85

Висота, м

31,00

31,00

Об'єм, м3

17159,19

17159,19

Маса, кг

39,46-106

33,46-106

Щільність, кг/м3

2300

1950

Модуль пружності, Па

3,0-109

2,32-1010

Коефіцієнт Пуассона

0,25

0,18

У результаті проведеного чисельного моделювання було отримано параметри деформованого стану грунтових основ та будівель. На рис. 6.12 зображено розподіл загальної деформації грунтової основи та дев'ятиповерхової панельної будівлі при торцевому напрямку падіння хвилі з Р=107Па в залежності від шаруватості грунту та його фізико-механічних властивостей.

Аналізуючи результати розрахунків розподілу загальної деформації дев'ятиповерхової панельної будівлі можна прийти до висновку, що найменша деформація 4,4 мм досягається коли вона розташована на грунтовій основі, у якої верхній більш потужний шар представлений менш щільним грунтом (суглинок 15 м, варіант а), а підстилаюча поверхня – більш щільний грунт з більшою акустичною жорсткістю (глина 5 м). Найбільше значення деформації будівлі 5,5 мм спостерігається у варіанті коли верхній шар представлений менш щільним ґрунтом (пісок 15 м, варіант в)), а підстилаюча поверхня більш щільний ґрунт (глина 5 м). При цьому найменше значення деформації ґрунтової основи становить 2,8 мм, а найбільше 3,84 мм відповідно. Це пояснюється тим, що менш щільні, пористі ґрунти є демпфуючими середовищами, в яких відбувається загасання енергії хвиль.

Також було розраховано загальну деформацію шаруватої ґрунтової основи та дев'ятиповерхових панельних і цегляних будівель з Р=106Па, отримані дані наведені в табл. 6.4.3 аналізу табл. 6.4. можна зробити висновок, що у всіх випадках при будь-якому напрямку падіння сейсмовибухової хвилі і для будь- яких будівель, їх деформація значно більша, якщо верхній шар ґрунтової основи представлений піском, а нижній щільною глиною порівняно з випадками коли верхній шар представлений більш щільними ґрунтами (суглинок, глина). Це пояснюється тим, що пісок більш пористий, менш щільний ґрунт порівняно з глиною та суглинком, тому він значно більше деформується і це, в свою чергу, викликає більші деформації у будівлі, що розташована на цій ґрунтовій основі.

Розподіл загальної деформації ґрунтової основи та дев'ятиповерхової панельної будівлі при торцевому напрямку падіння хвилі з Р=107 Па в залежності від шаруватості ґрунту: а) суглинок 15 м – глина 5 м; б) глина 15 м – суглинок 5 м; в) пісок 15 м – глина 5м

Рис. 6.12. Розподіл загальної деформації ґрунтової основи та дев'ятиповерхової панельної будівлі при торцевому напрямку падіння хвилі з Р=107 Па в залежності від шаруватості ґрунту: а) суглинок 15 м – глина 5 м; б) глина 15 м – суглинок 5 м; в) пісок 15 м – глина 5м

При рівних параметрах (інтенсивності сейсмічного навантаження, напрямку падіння хвилі, фізико-механічних властивостей основи та будівлі) цегляні будівлі деформуються більше ніж панельні. Наприклад, деформація дев'ятиповерхової цегляної будівлі при торцевому напрямку з Р=106Па більше на 0,8 мм (в 1,22 рази), ніж панельної.

Таблиця 6.4.

Загальна деформація дев'ятиповерхової будівлі (Б) та ґрунтової основи (О)

Деформація будівлі та основи – суглинок 15 м- глина 5 м, мм

Матеріал будівлі

Величина

сейсмічного

навантаження,

Па

Бетон

Цегла

Напрямок падіння хвилі

Торцевий

Фронтальний

Торцевий

Фронтальний

Б.

О.

Б.

О.

Б.

о.

Б.

О.

2,48

1,8

3,62

2,77

2,98

2,15

4,01

3,07

То5

Деформація будівлі та основи – глина 15м- суглинок 5 м, мм

Матеріал будівлі

Величина

сейсмічного

навантаження,

Па

Бетон

Цегла

Напрямок падіння хвилі

Торцевий

Фронтальний

Торцевий

Фронтальний

Б.

О.

Б.

О.

Б.

О.

Б.

О.

3,58

2,57

4,64

3,46

4,38

3,11

6,04

4,47

106

Деформація будівлі та основи – пісок 15 м- глина 5 м, мм

Матеріал будівлі

Величина

сейсмічного

навантаження,

Па

Бетон

Цегла

Напрямок падіння хвилі

Торцевий

Фронтальний

Торцевий

Фронтальний

Б.

О.

Б.

О.

Б.

о.

Б.

О.

5,11

3,58

6,09

4,42

6,24

4,75

6,14

4,43

106

Встановлено, що при фронтальному напрямку падіння хвилі виникають більші деформації ніж при торцевому, що пояснюється збільшенням площі взаємодії хвилі з будівлею в 1,94 рази.

У результаті виконаного дослідження отримано наступні результати.

Досліджено деформований стан ґрунтових основ та будівель під час дії сейсмовибухового навантаження. Встановлено, що найбільш сейсмобезпечним є таке розташування шарів ґрунту, коли верхній менш щільний шар має більшу потужність, а підстилаюча поверхня більш щільна з більшою акустичною жорсткістю.

У шаруватих ґрунтових масивах досягаються менші швидкості зміщення частинок, причому для тришарового масиву найменше (в порівнянні з глинистим грунтом на 17 – 19 %). Це пояснюється тим, що в більш щільних ґрунтах швидкість розповсюдження хвиль більша, ніж у пористих Грунтах. Крім того при переході хвилі з більш щільного ґрунту в менш щільний Грунту відбувається зменшення її параметрів, у тому числі і швидкості зміщення частинок ґрунту. Це забезпечує сейсмостійкість при умові, якщо верхній шар Грунту пористий, а підстилаюча поверхня більш щільна

Встановлено, що п'яти поверхові будівлі є більш сейсмостійкими ніж дев'яти поверхові, тобто чим менше поверхня взаємодії сейсмовибухової хвилі і споруди, тим менші напруги виникають на основі та будівлі.

Виявлено, що сейсмобезпечним є торцевий напрямок падіння хвилі на споруду. При фронтальному напрямку падінні хвилі в залежності від рівня навантаження значно зростає амплітуда коливань системи "грунтова основа – будівля" і можуть спостерігатись резонансні явища.

Встановлено, що будівлі, які побудовані з бетонних панелей більш сейсмостійкі, так як практично всі стіни будівлі несучі і перекриття жорстко зв'язані між собою, в порівнянні з цегляними будівлями.

У результаті дослідження встановлено, що коли будівля споруджена на глинистій основі деформація зменшується на 1,35 мм (55,5%) у панельної будівлі та на 1,61мм (39,9%) у цегляної будівлі.

Отже, можна зробити висновок, що сейсмостійкими є малоповерхові панельні будівлі, які розташовані на щільній глинистій грунтовій основі, торцевою стороною до напрямку поширення сейсмовибухової хвилі. Це відповідає встановленим нормам, вказує на ефективність використаної методики і дозволяє рекомендувати її для застосування при проектуванні будівель поблизу проведення вибухових робіт.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси