Сейсмоізоляція багатоповерхових будинків складної конфігурації із пальовим ростверком

Abstract

В статті представлені результати експериментально-теоретичних досліджень проблеми сейсмоізоляції багатоповерхових будівель у рівні пальового ростверку для захисту від сейсмічних впливів та нерівномірних деформацій основи. У багатьох містах України є будівельні майданчики з особливими та складними інженерно-геологічними умовами будівництва, до яких відносять сейсмічну небезпеку та наявність просідаючих грунтів, підземних виробок. Влаштування у рівні пальового ростверку високодемпфуючих сейсмоопор дозволяє забезпечити будівництво сейсмостійких будівель за рахунок зниження сейсмічних навантажень до двох разів та компенсації неравномірних деформацій основи. Предметом досліджень є житловий 25 поверховий будинок складної конфігурації (Г-подібна форма у плані та різна висота поверхів: двох підземних – 3,15 м та 4,05 м; першого – 5,25 м; житлових з другого до 24-го – 3,0 м; технічного – 4,35 м). Сейсмічність будівельного майданчика 7 балів за шкалою сейсмічної інтенсивності відповідно до стандарту України ДСТУ Б В.1.1-28. Розрахунки просторової моделі будинку з сейсмоізоляцією на вплив акселерограм виконано у програмному комплексі ЛІРА САПР-2017. Аналіз результатів розрахунку армування плити ростверку та паль з урахуванням сейсмоізоляції дозволив зменшити армування плити ростверку (за розрахунком Ø12мм – Ø16мм А500С проти Ø20мм А500С в проекті) та кількість паль до 271 у порівнянні з проектним рішенням без влаштування сейсмоізоляції (293 палі з варіантом жорсткого сполучення паль з плитою ростверку). Для обгрунтування параметрів сейсмоізоляції без виконання заміни ізоляторів при експлуатації житлових будинків до 100 років необхідно враховувати старіння гуми. Методом прискореного старіння у продовж 5 років і незалежними тривалими промисловими випробуваннями масивних гумових ізоляторів встановлено, що після 55 років експлуатації в екстремальних умовах (циклічні деформації зсуву до 30% при частоті навантаження 10,2 Гц) їх статична жорсткість збільшилася не більше ніж на 25%. За результатами випробувань визначені залежності збільшення значення модуля зсуву у часі, що дозволяє визначати параметри гумових та гумовометалевих сейсмоопор із врахуванням старіння гуми. З побудованої кривої прогнозу отримано, що через 50 років експлуатації гумових блоків при температурі 25°С їх жорсткість збільшиться не більше ніж на 11%. Застосування розробленої низькомодульної гуми особливо ефективно в системах сейсмоізоляції у рівні пальового ростверку (без заміни сейсмоопор) при довготривалої експлуатації будівель і споруд (75-100 років).