О влиянии земных разломов на прочностные характеристики зданий и сооружений

УДК

  О влиянии земных разломов на прочностные характеристики зданий и сооружений.

кандидат экономических наук, З.Р. Тускаева, магистр Д.О. Туаева

ФГБОУ ВО Северо-Кавказский горно-металлургический институт (ГТУ), г. Владикавказ

Аннотация:

Ключевые слова: землетрясение, сейсмостойкость зданий и сооружений, конструкции, метод расчетов, разрушение.

Каждый год на земном шаре в среднем фиксируется около 100 тыс. землетрясений. Большая часть их них бывает настолько слабой, что не ощущается людьми. Землетрясение с магнитудой 7-8 происходят на земном шаре раз в 10 лет. Такие стихийные бедствия  поражают местность на огромной площади в радиусе сотен километров от эпицентра.

Землетрясения в течении года уносят около 10 тыс. жизней человек. Однако, выпадают и такие годы, когда число человеческих жертв достигает 100-200 тысяч.  В XX веке подобные стихийные бедствия  происходили  в Италии, Китае и Японии. Именно поэтому геологи в середины XX  столетия столкнулись с такой серьезной проблемой, как оценка землетрясений и других стихийных бедствий. Самое точное решение этих острых проблем  осуществляется с помощью использования ЭВМ и математических методов, так как геологи не имеют возможности проверить теоретические построения экспериментальным путем.  

Около 20% территорий Российской Федерации являются сейсмоопасными, примерно треть из них отводится на регионы, которые относятся к 8-9-бальной сейсмичности. В большинстве случаях к этому прибавляются неблагоприятные условия территории: трудный рельеф, близость тектонических разломов, слабые грунты и т.д. Наряду с этим сейсмическая опасность непрерывно растет. Сила последних сокрушительных землетрясений (Нефтегорск, Спитак) оказалась за пределами прогнозируемой. Неточность прогнозов указывает на недостаточность знаний о происходящих процессах, о проведении ядерных испытаний, утилизация твердых отходов, разработке водохранилищ и т.п.

Одна из основных задач сейсмостойкого строительства является разработка методов расчета зданий и сооружений, которые дают возможность точнее спрогнозировать сопротивляемость конструкций сейсмическим влияниям. Оценка вероятных разрушений предоставляет информацию для проектирования более сейсмостойких конструкций, решение экономических задач.

В большинстве стран используют спектральный метод для оценки сейсмостойкости зданий и сооружений. Данная методика основывается на исследованиях раннее произошедших землетрясений и предоставляет возможность обеспечивать сейсмостойкость зданий благодаря применению при расчете эмпирической системы расчетных коэффициентов.

Расчетные коэффициенты, которые используются в спектральном методе расчетов сооружений,  не используются в динамическом методе. Точность динамического метода расчета обеспечивается благодаря степени точности исходных посылок, а также методики анализа сейсмостойкости. Исходя из общепринятых принципов сейсмостойкого строительства, обязательным является проведение трех расчетов конструкций.

Первый расчет на незначительные и частые воздействия, второй расчет на воздействие средней силы и повторяемости, третий расчет на большие, но редкие воздействия.
Выполнение динамического расчета в вышеупомянутой постановке в настоящее время вызывает большие трудности, причиной этому является недостаток информации в виде воздействия, а также работе материала за пределами упругости.