Сейсмостойкость сооружений — часть динамики сооружений, в которой изучается поведение сооружений при сейсмических воздействиях и разрабатываются методы расчета сооружений при землетрясениях.
Расчет любой конструкции (сооружения, оборудования, трубопровода) начинается с выбора ее расчетной схемы, т.е. аналитической модели, описывающей поведение реального прототипа (его перемещения, ускорения, внутренние усилия и т.п.).
Определение расчетных сейсмических нагрузок
Процессы движения точек земной поверхности при землетрясениях имеют «дикий», не поддающийся математическому описанию, характер. Поэтому точное определение динамических усилий и перемещений пока не представляется возможности. Задачей данной работы является определение сейсмических нагрузок на временный склад строительных материалов.
Дано:
Расчетная сейсмичность района строительства – 9.
Категория грунта по сейсмическим свойствам – 2.
Возможные повреждения здания – значительные.
Рисунок
1-Условная схема конструкции.
Динамическая степень свободы:
W=2
Составление уравнения амплитуд:
(1)
–
собственное число матрицы
Уравнение частот:
(2)
(3)
(4)
Определяем удельные перемещения, пользуясь программно-вычислительным комплексом Полюс (рис. 2).
Рисунок 2- Удельные перемещения масс М1 и М2 от единичной силы
![]() |
Находим собственное число матрицы

Определяем циклическую частоту 1-й и 2-й форм собственных колебаний
– циклическая частота k-ой формы
собственных колебаний
Определим период колебаний
– частота;
Определяем формы собственных колебаний
,
Выражаем коэффициент формы из первого уравнения:
Находим
коэффициенты формы при и
(13)
(14)
Выражаем коэффициент формы из второго уравнения:
(15)
Находим коэффициенты формы при и
(16)
(17)
Проверкой правильности является совпадение значений коэффициентов форм, выраженных из двух уравнений.
Построим вычисленные формы собственных колебаний
Рисунок 3-формы собственных колебаний
Определим сейсмическую нагрузку
Определяем
сейсмическую нагрузку по СП 14.13330.2014.
(18)
где:
– коэффициент, учитывающий назначение сооружения и
его ответственность по табл. 4.2 [1], временного склада
строительных конструкций
;
– коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения
здания по табл. 5.2 [1], для деревянных конструкций
;
– значение сейсмической нагрузки для k-ой
формы собственных колебаний, определяемое в предположении упругого
деформирования, где i – номер изучаемой массы.
(19)
где:
– масса с номером i;
– ускорение свободного падения;
– коэффициент ускорения грунта, зависящий от
расчётной сейсмичности строительной площадки;
– коэффициент, зависящий от расчётной сейсмичности и
принятого сочетания нагрузок;
– коэффициент динамичности
-ой формы собственных колебаний, зависит от периода.
Для грунта I-ой и II-ой категорий:
(20)
(21)
(22)
В данном случае принимаем:
(23)
(24)
– коэффициент, учитывающий способность здания
рассеивать энергию при собственных колебаниях по табл. 5.3 [1],
для деревянных конструкций
.
- коэффициент разложения, учитывающий форму
колебаний:
(25)
Проверка правильности вычисления коэффициентов:
для 1-й массы k=1: 1,102-0,102=1;
для 1-й массы k=2: 0,165+0,835=1;
Вычисляем
:
1-я
форма:
(26)
(27)
2-я
форма:
(28)
(29)
Вычисляем
сейсмическую нагрузку :
1-я форма:
(30)
(31)
2-я форма:
(32)
(33)
Сейсмические силы не являются внешними, а генерируются самой конструкцией в процессе колебаний. Поэтому существуют два пути повышения сейсмостойкости сооружений: традиционный, когда сейсмические нагрузки воспринимаются за счет развития сечения конструкций, и специальный, основанный на снижении сейсмических нагрузок за счет целенаправленного изменения динамической схемы работы сооружения.
Список литературы.
1. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*
2. СП 14.13330.2014 Строительство в
сейсмических районах
СНиП II-7-81* - М.: Минрегион
России, 2018 . – 132 с.
3. СНиП П–7–81. Строительство в сейсмических районах. – М. : Стройиздат, 1982. – 49 с.
4. Изменения № 5 СНиП II–7–81. Строительство в сейсмических районах. Бюллетень строительной техники № 6, 2000.
5. Поляков, С. В. Сейсмостойкие конструкции зданий (основы теории сейсмостойкости) / С. В. Поляков. – М. : Высшая школа, 1983. – 304 с.
6. Мартемьянов, А. И. Проектирование и строительство зданий и сооружений в сейсмических районах / А. И. Мартемьянов. – М. : Стройиздат, 1985. – 255 с
7. СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия. – М. : Стройиздат, 1987. – 35 с.
8. Бнрбраер А.Н., Шульман С.Г. Определение сейсмических нагрузок на оборудование АЭС//Изв. ВНИИГ им. Веденеева. 1979. Т. 131. С. 63-69.