Илья Владимирович Свитлик — аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4
Scopus: 57486237400, ResearcherID: GQA-5384-2022
Ilya V. Svitlik — postgraduate student of the Department of Metal and Timber Constructions
4, 2nd Krasnoarmeiskaya st., Saint Petersburg, 190005
Scopus: 57486237400, ResearcherID: GQA-5384-2022
Татьяна Александровна Белаш — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных сооружений, конструкций и материалов
109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., д. 6
РИНЦ AuthorID: 66498, Scopus: 7801647643, ResearcherID: B-7819-2018
Tatiana A. Belash — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Building Structures, Constructions and Materials
6, 2nd Institutskaya st., Moscow, 109428
RSCI AuthorID: 66498, Scopus: 7801647643, ResearcherID: B-7819-2018
Введение. Ствольно-подвесные здания обладают рядом важных конструктивных особенностей, заключающихся в повышенной гибкости их несущих элементов. Это может быть использовано для снижения сейсмической нагрузки на конструкции высотных зданий. Однако технические сложности возведения, а также методы расчета, не позволявшие получить данные о поведении подвесных конструкций при сейсмическом воздействии, послужили препятствием для применения ствольно-подвесной системы при строительстве высотных зданий. Другим подходом к обеспечению сейсмической защиты высотных зданий является устройство динамических гасителей колебаний. Подвесные конструкции в зданиях с несущим стволом потенциально могут выполнять роль динамических гасителей колебания. Современные методы расчета математических моделей дают возможность проверить это предположение. Представлено новое конструктивное решение ствольно-подвесного здания, а также дана оценка влияния инженерных параметров подвешенной части здания на его сейсмостойкость.
Материалы и методы. Численное моделирование зданий с предлагаемым конструктивным решением в условиях сейсмического воздействия выполнено в программном комплексе ЛИРА во временной области в шаговой нелинейной постановке. Эффективность применения рассматриваемого конструктивного решения здания оценивается на основе данных о перемещениях и ускорениях несущих конструкций при сейсмическом воздействии.
Результаты. Обнаружены закономерности влияния величины продольной жесткости упругих связей и массы верхнего подвешенного блока этажей на перемещения и ускорения несущих конструкций здания. На основе сравнительного анализа сведений о деформированном состоянии сооружения в ходе сейсмического воздействия определены оптимальные параметры подвешенных конструкций, позволяющие снизить колебания всего здания.
Выводы. Изменение массы подвешенных этажей и жесткости связей между элементами ствольно-подвесного здания может привести к снижению перемещений и ускорений несущих конструкций, гашению колебаний системы. Дальнейшие исследования могут быть посвящены аналитическому определению оптимальных параметров подвешенных конструкций, обеспечивающих восприятие и рассеивание колебательной энергии сейсмического воздействия.
Introduction. Suspended buildings with rigid core have a number of important design features, which consist in increased flexibility of their load-bearing elements. This can be used to reduce the seismic load on the structures of high-rise buildings. However, the technical difficulties of construction, as well as calculation methods that did not allow receiving data on the behaviour of suspended structures under seismic impact, served as an obstacle to the use of this system in the construction of high-rise buildings. Another approach to providing seismic protection for high-rise buildings is the installation of dynamic absorbers. Suspended structures in buildings with a rigid core can potentially act as dynamic absorbers. Modern methods of calculating mathematical models allow us to verify this assumption. This paper presents a new design solution for a suspended building with a rigid core, as well as an assessment of the influence of engineering parameters of the suspended part of the building on its seismic resistance.
Materials and methods. Numerical modelling of buildings with the proposed design solution under seismic impact was performed in the LIRA software package in a stepwise nonlinear setting. The effectiveness of the considered structural solution of the building is evaluated on the basis of data on the movements and accelerations of load-bearing structures under seismic impact.
Results. The patterns of the influence of the longitudinal stiffness of elastic links and the mass of the upper suspended block of floors on the displacement and acceleration of load-bearing structures of the building were found. A comparative analysis of deformation state of the structure during seismic action was performed, the optimal parameters of suspended structures were determined, allowing to reduce vibrations of the entire building.
Conclusions. A change in the mass of suspended floors and the rigidity of the connections between the elements of suspended building can lead to a decrease in displacements and accelerations of structures and damping system vibrations. Further research can be devoted to the analytical determination of the optimal parameters of suspended structures that ensure the dispersion of seismic action energy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.