Расчет сил землетрясения на здания и сооружения

Проектирование сейсмостойких конструкций требует расчета сил землетрясения на здания и сооружения. Руководство по сейсмостойкому проектированию зданий и сооружений дано в стандарте IS 1893:2002 в Индии.
В этой статье рассматривается, как рассчитать силы землетрясения для зданий и сооружений в соответствии с кодексом IS 1893:2002.
Расчет сил землетрясения на здания и сооружения

Расчет сил землетрясения для зданий и сооружений

Первым шагом для расчета нагрузок при землетрясении на конструкцию является определение зоны землетрясения, для которой необходимо спроектировать конструкцию. Зоны землетрясений показаны на карте на странице 6 свода правил.
После определения зоны землетрясения выполняются следующие шаги:
1. Вычислить расчетный горизонтальный сейсмический коэффициент Ah, который определяется по (п. 6.4.2 IS1893 — 2002:
Расчет сил землетрясения на здания и сооружения
Где, Z — коэффициент зоны, приведенный в таблице 2 стандарта IS1893 — 2002.
I — коэффициент важности конструкции в зависимости от функции или использования. Этот коэффициент можно получить из таблицы 6 кодекса.
R — коэффициент снижения реакции. Это значение можно получить из таблицы 7 свода правил. Значение 1/R не должно быть больше единицы.
Sa/g — средний коэффициент ускорения реакции. Это значение зависит от временного периода конструкции и от типа грунта. Его можно получить из п. 6.4.5 свода правил.
2. Рассчитайте расчетный сейсмический сдвиг основания конструкции (VB). Это общая расчетная боковая сила вдоль любого основного направления. Она рассчитывается следующим образом:
VB = Ah x W
Где Ah = горизонтальный сейсмический коэффициент, рассчитанный выше в шаге 1.
W = общий вес конструкции.
3. Теперь рассчитайте распределение расчетных сил на конструкцию. Сейсмический расчетный сдвиг основания, рассчитанный на шаге выше, распределяется по конструкции как расчетные сейсмические силы. Это рассчитывается следующим образом:
Расчет сил землетрясения на здания и сооружения
Где Qi = расчетная боковая сила на этаже i
Wi = сейсмический вес перекрытия i
hi = высота этажа i от основания
n = количество этажей здания, на которых расположены массы.
4. Распределение горизонтальных сейсмических сил на конструкцию: Эти силы распределяются на вертикальные элементы здания, сопротивляющиеся боковым силам.

Пример:

Рассмотрим двухпролетное двухэтажное здание, для которого необходимо рассчитать силы землетрясения. Считайте, что общий вес здания составляет 1000 кН. Верхняя крыша имеет вес 200 кН, а оба этажа имеют вес 400 кН, как показано на рисунке ниже. Расчет сейсмических сил при землетрясении будет выглядеть следующим образом:
Модель строительной конструкции

Общий вес конструкции

Wi =

1000

кН

Коэффициент зоны (зона IV)

Z =

0.24

Коэффициент важности (Таблица 6)

I =

1

Коэффициент уменьшения отклика

R =

3

Средний коэффициент ускорения отклика

Пусть период времени

T

0.373358

(Кл. 7.6)

Sa/g

2.5

Проектный коэффициент горизонтальной сейсмичности Ah

0.10

Сдвиг основания

100

Этаж

Базовый сдвиг

Высота

Wi

Wixhi2

Qi

Расчетная сила

8.5

200

14450

57.00197

9.50

2

5

400

10000

39.44773

6.57

1.5

900

3.550296

0.59

Всего

25350

(в кН)

Нагрузка при землетрясении на конструкцию
Читать далее:
Мягкие перекрытия в зданиях и их уязвимость перед землетрясениями
Характеристики различных типов зданий во время землетрясения
Пластичность строительных конструкций для проектирования сейсмостойких зданий
Характеристики и поведение каменных конструкций во время землетрясений

Читайте далее:
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Центрсельстрой