Ученые оценили сейсмостойкость домов алматинцев

Казахстанские ученые предложили новый метод оценки эффективности сейсмозащиты зданий путем расчета на инструментальные записи землетрясений. В ходе исследования была подтверждена эффективность кинематического фундамента в качестве средства защиты многоэтажных зданий – он позволяет в 2,5 раза снизить сейсмическое воздействие. Предложенная методология позволит эффективно прогнозировать последствия возможных землетрясений на территории Казахстана и находить оптимальные инженерные решения при проектировании зданий. Работа была опубликована в журнале Journal of Applied Engineering Science.

Согласно отчёту Регионального экологического центра Центральной Азии (ЦАРЭС) от 2022 года, среднегодовой ущерб от землетрясений в Казахстане составляет порядка 57,6 миллионов долларов США. При этом с ростом численности населения и массовым жилищным строительством в крупных городах с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями связаны дополнительные риски. Для их предотвращения необходимы эффективные методы учета запаса прочности конструкций при интенсивных сейсмических нагрузках.

Ученые из АО «КазНИИСА» и Казахстанско-Немецкого университета оценили сейсмоусточивость крупнопанельных девятиэтажных домов 158 серии – в Алматы таких домов сотни. В исследовании принимали участие как дома с кинематическими фундаментами, позволяющими снизить подвижность надземной части здания при движении грунта, так и без. Для оценки сейсмического воздействия использовались реальные акселерограммы сильных землетрясений, произошедших в американской Калифорнии, глубина расположения очага и сила которых соответствует землетрясениям, характерным для Алматы. Для оценки сейсмоустойчивости была использована прямая динамическая модель расчета.

«Для оценки эффекта сейсмоизоляции использованы вероятностные методы теории сейсмостойкости. Сейсмоизолируемое здание моделируется нелинейной системой, параметры которой получены экспериментально. Выборка реальных акселерограмм по параметрам очагов землетрясений соответствуют условиям города Алматы. Повторяемость землетрясеий учитывается на основании  двух Карт сейсмического зонирования территории Республики Казахстан. Учитывается повторяемость землетрясений 1 раз в 475 лет и 1 раз в 2475 лет. При этих условиях получены вероятностные характеристики перемещений кинематических фундаментов и величины снижения сейсмических нагрузок», - рассказал руководитель исследования Владимир Лапин, к.т.н., директор Центра научных исследований АО «КазНИИСА».

Исследователи установили, что здания на кинематических опорах в 2,5 раза менее подвержены сейсмическому воздействию и вызванной им деформации. При этом кинематические конструкции, амплитуда движения которых не превышает 10-12 см, могут считаться сейсмоустойчивыми. Авторы исследования отмечают, что разработанная ими методология оценки сейсмоустойчивости может использоваться для различных типов кинематических фундаментов, включая резиновые блоки.

Кроме того, методология может применяться для расчета оптимальных параметров сейсмоизоляции зданий в соответствии с Еврокодом 8, регулирующим проектирование сейсмостойких конструкций.