Котенко Мария Павловна, аспирант
344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2
Maria P. Kotenko, PhD student
2 Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., Rostov-on-Don, 344038
Скачков Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры металлических, деревянных и пластмассовых конструкций
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Sergey V. Skachkov, Cand.Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Metal, Wood and Plastic Structures
1 Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Введение. Настоящая работа посвящена актуальной проблеме обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений в зонах с повышенной сейсмической активностью. Целью исследования является комплексный анализ существующих методов защиты от сейсмических воздействий и разработка инновационных конструктивных решений для повышения устойчивости зданий. Актуальность исследования обусловлена растущей необходимостью защиты населения и инфраструктуры в сейсмически активных регионах мира.
Материалы и методы. В ходе исследования рассмотрены два основных подхода к повышению сейсмостойкости: традиционный метод увеличения сечений конструкций и специальный метод снижения нагрузки через изменение динамической схемы работы сооружения. Особое внимание уделено разработке и анализу работы узла крепления связи каркаса с использованием фасонки из гнутой тонкостенной пластины. Для проведения исследования применялись современные методы математического моделирования и компьютерного анализа.
Результаты исследования. Выполнен анализ архитектурно-планировочных и конструктивных решений, направленных на повышение сейсмостойкости зданий. Сформулированы принципы проектирования сейсмостойких зданий, обеспечивающих минимизацию ущерба от землетрясений. Проведено исследование пластических свойств стали как эффективного способа поглощения сейсмической энергии. Представлена классификация энергопоглощающих устройств по пяти основным типам: стержневые, кольцевые, трубчатые, балочного типа и работающие на сдвиг. Детально изучены конструктивные особенности энергопоглотителей, их преимущества и недостатки.
Обсуждение и заключение. Проведен конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния узла крепления с использованием программного комплекса Stark ES. Результаты анализа позволили оценить эффективность предложенного конструктивного решения. Практическая значимость исследования заключается в возможности применения разработанных решений при проектировании и строительстве сейсмостойких зданий в зонах повышенной сейсмической активности. Предложенные методы и конструкции позволяют повысить устойчивость зданий, снизить металлоемкость и обеспечить простоту замены элементов при необходимости. Разработанные решения могут быть масштабированы для применения в различных типах строительных конструкций и климатических условиях.
Introduction. This study looks at the urgent problem of ensuring the seismic resistance of buildings and structures in areas with increased seismic activity. The aim of the study is a comprehensive analysis of existing methods of protection against seismic impacts and the development of innovative design solutions in order to increase the stability of buildings. The study is relevant due to the growing need to protect the population and infrastructure in seismically active regions around the globe.
Materials and Methods. Two major approaches to increasing seismic resistance were considered: the traditional method of increasing structural cross-sections and a special method of reducing load by means of changing the dynamic scheme of the structure. Special attention is paid to the development and analysis of the operation of the fastening unit of the frame using a curved thin-walled plate. Modern methods of mathematical modeling and computer analysis were employed. Research Results. Architectural, planning and constructive solutions for increasing the earthquake resistance of buildings were analyzed. The principles of designing earthquake-resistant buildings to minimize earthquake damage were formulated. The plastic properties of steel as an effective method of absorbing seismic energy were studied. Energyabsorbing devices are classified into five main types: rod-type, annular, tubular, beam-type and shear-type. The design features of energy absorbers, their advantages and disadvantages were thoroughly investigated.
Discussion and Conclusion. A finite element analysis of the stress-strain state of the fastening unit was conducted by means of the Stark ES software package. The results of the analysis enabled us to evaluate the efficiency of the suggested constructive solution. The practical importance of the study lies in the possibility of applying the developed solutions in the design and construction of earthquake-resistant buildings in areas of increased seismic activity. The suggested methods and designs make it possible to increase the stability of buildings, reduce metal consumption, and easy to replace elements if needed. The developed solutions can be scaled for use in different types of building structures and climatic conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.