Применение комбинированного асимптотического метода для расчета высотного здания на сейсмическое воздействие: особенности реакции низкочастотного сооружения

Combined Asymptotic Method in Seismic Analysis of High-Rise Building: Specifics of Low-Frequency Structure
Рубрика: 
Аннотация: 

Комбинированный асимптотический метод (КАМ), разработанный для учета динамического взаимодействия сооружений с основанием при сейсмических воздействиях (SSI), традиционно применяется при расчете тяжелых и сравнительно жестких
сооружений АЭС. Однако некоторые современные гражданские сооружения по своим параметрам (прежде всего, по размерам и массам) уже приближаются к сооружениям АЭС. Возникает вопрос о степени влияния и о необходимости учета эффектов SSI в расчетах подобных сооружений. В двух прошлых статьях приведены результаты применения КАМ к расчету высотного сооружения на модельном однородном основании, а также их анализ с точки зрения вопроса о влиянии динамического взаимодействия с основанием на сейсмическую реакцию. В настоящей статье разбираются особенности рассматриваемого низкочастотного сооружения, качественно меняющие его горизонтально-качательную реакцию по сравнению с его же вертикальной сейсмической реакцией, которая в целом соответствует реакции типичных сооружений АЭС. Горизонтальные усилия под подошвой фундамента оказываются в разы меньше вертикальных усилий притом, что горизонтальные ускорения сейсмического воздействия больше вертикальных ускорений. На графиках передаточных функций к горизонтальным колебаниям фундамента первые пики, соответствующие формам с наибольшей модальной массой, оказываются почти незаметными. Податливость основания на качание оказывается важнее горизонтальной податливости. Малость первых собственных частот сооружения на защемленном фундаменте приводит к тому, что в частотном диапазоне сейсмической реакции первые доминантные горизонтально-качательные формы работают в закритическом режиме, т.е. в противофазе с воздействием. Абсолютные ускорения по ним очень небольшие, и соответствующие модальные массы как бы вычитаются из полной массы сооружения как жесткого целого. Качание фундамента работает также в закритическом режиме и снижает деформации в нижней части сооружения.
 

Аннотация (англ.): 

Combined Asymptotic Method (CAM) has been developed and used for SSI analysis of stiff and heavy NPP structures. However, some of civil structures nowadays are comparable with NPP structures in terms of size and mass. The question is whether SSI is significant for such structures and whether it should be accounted for in the design process. In the previous two papers CAM was applied to the seismic analysis of the high-rise structure resting on a sample homogeneous half-space modeling soil. The overall impact of SSI or, in other words, the applicability of the fixed-base seismic analysis was studied. In the present paper two specific features are investigated which make horizontal/rocking seismic response of the high-rise building completely different from the vertical response of the same building and from the total response of the conventional NPP buildings. Maximal integral horizontal forces under the base are several times less than vertical force though maximal horizontal base accelerations are greater than vertical one. Transfer functions to the horizontal base response show little peaks at the lowest natural frequencies corresponding to the dominant modal masses. Rocking stiffness of the soil proves to be more important than the horizontal one. Due to the low first natural
frequencies, the response along the first modes is overcritical and out of phase – as a result, the corresponding modal mass is subtracted from the total “rigid” mass. Base rocking is also out of phase and leads to the decrease in deformations in the lower part
of structure.

Авторы: 
Материалы хранятся: 
105005, г. Москва, Бакунинская ул.,7, стр. (АО «Атомэнергопроект»)
Журнал: 
Оценка: