Оценка сейсмостойкости различных конструктивных решений типового железобетонного жилого здания нелинейным статическим и динамическим методами

Представлено сравнительное исследование сейсмостойкости типового пятиэтажного железобетонного жилого здания в г. Тхимпху, Бутан, спроектированного согласно старым и новым индийским нормам. Для анализа использовались две нелинейные модели объекта исследования, разработанные в программе STERA 3D. Оценка сейсмостойкости производилась с помощью метода спектра несущей способности (capacity spectrum method, CSM) и нелинейного анализа истории отклика (response history analysis, RHA) для трех записей землетрясений. Конструктивные повреждения элементов и этажей зданий, оцениваются с помощью индексов повреждаемости с использованием масштабированных записей землетрясений. Результаты показывают, что здания, спроектированные в соответствии с новыми индийскими нормами, обладают большей сейсмостойкостью по сравнению со зданиями, спроектированными в соответствии со старыми. Более того, оценка индексов повреждаемости для здания, спроектированного с использованием новых норм, показывает, что здание имеет более равномерное распределение повреждений по этажам и предотвращает конструктивные повреждения на уровне обрушения при рассматриваемом максимальном масштабном движении грунта.

1. Le Roux-Mallouf R. et al. A 2600-year-long paleoseismic record for the Himalayan Main Frontal Thrust (western Bhutan) // Solid Earth. Copernicus Publications, 2020. Vol. 11, № 6. P. 2359–2375.

2. Debnath R., Halder L. A Comparative Study of the Seismic Provisions of Indian Seismic Code IS 1893- 2002 and Draft Indian Code IS 1893:2016 // Recent Advances in Structural Engineering, Volume 2 / ed. Rao A.R.M., Ramanjaneyulu K. Singapore: Springer Singapore, 2019. Vol. 12. P. 151–160.

3. Абаев З. К. Определение сейсмических сил в зданиях со стенами из природного камня в Федеративной Демократической Республике Непал, Российской Федерации и Республике Таджикистан / З. К. Абаев, М. Шилдкамп, А. Д. Валиев // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2022. № 6. С. 18- 45.

4. Aschheim M., Hernández-Montes E., Vamvatsikos D. Design of Reinforced Concrete Buildings for Seismic Performance: Practical Deterministic and Probabilistic Approaches. Taylor & Francis, 2016. 400 p.

5. Аветисян Л.А., Скорняков Т.С. Оценка сейсмостойкости многоэтажного каркасного здания по Российским и Европейским нормативным документам // Строительство и реконструкция. 2018. № 1. С. 80–87.

6. Бедов А.И., Николенко И.И. Обеспечение эксплуатационных характеристик железобетонных элементов каркасов зданий, подвергшихся сейсмическим воздействиям // Строительство и реконструкция. 2021. № 1. С. 3–15.

7. Aggarwal Y., Kulariya M., Saha S.K. Seismic performance evaluation of reinforced concrete hilly buildings under sequence of earthquakes // Structural Design Tall Build. 2024. Vol. 33, № 6. P. e2086.

8. Shegay A.V. et al. Evaluation of seismic residual capacity ratio for reinforced concrete structures // Resilient Cities and Structures. 2023. Vol. 2, № 1. P. 28–45.

9. Fajfar P. A Practical Nonlinear Method for Seismic Performance Evaluation // Advanced Technology in Structural Engineering. Philadelphia, Pennsylvania, United States: American Society of Civil Engineers, 2000. P. 1–8.

10. Абаев З. К. Оценка сейсмостойкости многоэтажного жилого здания с фрикционномаятниковыми опорами на примере Индонезии / З. К. Абаев, Ф. Султан // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2024. Т. 20. № 1. С. 57–72.

11. Baek H.-J. et al. Seismic Performance Evaluation of Reinforced Concrete Buildings Retrofitted with a New Concrete Filled Tube Composite Strengthening System // Applied Sciences. 2023. Vol. 13, № 24. P. 13231.

12. Naeem A., Koichi K., Lee J. Seismic Performance Evaluation of Reinforced Concrete Building Structure Retrofitted with Self-Centering Disc-Slit Damper and Conventional Steel Slit Damper // Buildings. 2024. Vol. 14, № 3. P. 795.

13. Harrington C.C., Liel A.B. Indicators of improvements in seismic performance possible through retrofit of reinforced concrete frame buildings // Earthquake Spectra. 2021. Vol. 37, № 1. P. 262–283. 14. Абаев З. К. Разработка рекомендаций по реализации политики снижения сейсмического риска в Российской Федерации на основе мирового опыта / З. К. Абаев, А. Д. Валиев, М. Ю. Кодзаев // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2023. № 3. С. 48-72.

14. Manfredi V. et al. Selection and spectral matching of recorded ground motions for seismic fragility analyses // Bulletin of Earthquake Engineering. 2022. Vol. 20, № 10. P. 4961–4987.

15. Center for Engineering Strong Motion Data USGS. Режим доступа: https://www.strongmotioncenter.org (дата обращения: 14.05.2024).

16. Earthquake Disaster Engineering Research Laboratory. Software STERA 3D. Режим доступа: https://rc.ace.tut.ac.jp/saito/software-e.html (дата обращения: 14.05.2024).

17. Kitamura H., Miyauchi Y., Uramoto H. Study on Standards for Judging Structural Performances in Seismic Performance Based Design: Evaluation of the safety limit value and margin I and II levels in JSCA seismic performance menu // Transactions of AIJ. 2006. Vol. 71, № 604. P. 183–191.

18. Freeman S.A. The capacity spectrum method as a tool for seismic design // Proceedings of the 11th European conference on earthquake engineering. Citeseer, 1998. P. 6–11.

19. Park Y., Ang A.H. ‐S. Mechanistic Seismic Damage Model for Reinforced Concrete // Journal of Structural Engineering. 1985. Vol. 111, № 4. P. 722–739. 21. Pradhan S., Li Y., Sanada Y. Seismic performance evaluation and risk assessment of typical reinforced concrete frame buildings with masonry infill and conventional vertical extension in Nepal // Bulletin of Earthquake Engineering. 2022. Vol. 20, № 2. P. 853–884.

20. Zhao J. et al. Seismic performance evaluation of different strategies for retrofitting RC frame buildings // Structures. 2021. Vol. 34. P. 2355–2366.

21. Nakano Y. et al. Guideline for post-earthquake damage evaluation and rehabilitation of RC buildings in Japan // 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver BC, Canada, 2004. Vol. 1, № 1. P. 124.