Жер сілкінісі кезіндегі ғимараттар беріктігі

Алматы қаласындағы бір қабатты қаңқалы өнеркәсіптік ғимараттардың төтенше жағдайлар кезіндегі сенімділігін және сейсмикалық беріктілігін анықтауға арналған зерттеу жұмыстары осы аймақтың солтүстік бөлігіндегі 508 нысанына жүргізілді. Қаланың солтүстік аймағы жер қыртысының қолайсыз топырақты жағдайында орналасқандықтан жоғары деңгейдегі сейсмикалық аудандарына жатады (яғни к с= 0,2 –ге тең). Қаланың осы аудандарында жеңіл және тамақ өнеркәсібінің, машина жасау, құрылыс индустриясы, механикаландырылған базалар, жөндеу-механикалық және көлік жөндеу зауыттары, құрылыс материалдары өндірісінің ғимараттары, көлік базалары, әрбір сала бойынша тағайындалған қоймалар, сонымен қоса сауда кәсіпшілігіне арналған қоймалар және тағы да басқа ғимараттар негізінен бірқабатты қаңқалы түрінде тұрғызылған.

Зерттеу нысандары әртүрлі көлемдік - жоспарлық шешімдермен қабылданған. Олар аралықтар санымен, олардың шамасымен, құрылыстық биіктігімен, ұстын адымымен, барынша тікбұрышты болғанымен әртүрлі пішіндегі және жалпы жоспарлық пішінімен ерекшеленеді. Негізінен көптаралған ғимарат аралығына 18 м жатады, барынша сирек кезігетін аралықтар 12 және 24 м. Жоғары балдық деңгейдегі сейсмикалық белсенділікке сирек кезігетіні 30 м аралықтар. Бұлардан басқа аралығы 6 м ғимараттар да орналасқан. Ғимараттардың үлкен өлшемді пішінінде (>72 м) температуралық, деформациялық, яғни сейсмикаға қарсы жіктер орналастырылған. Сонымен қоса бір ғимаратта қаңқалардың әртүрлі болуы немесе төбежабын түрлері қолданылған жіктерге байланысты қаңқалар қатаңдығының әртүрлілігімен орындалған. Көптеген біраралықты ғимараттар аэрациялық жарықтық фонарлармен, ені 3 және 6 м және төбелік плафондармен, өлшемдері 1,5х3,0 м және 3,0х3,0м пішінінде жобаланған.

Зерттелген ғимараттардың көпшілігі аралас қаңқа:

а) құрастырмалы темірбетон ұстынды және болат ферма бойынша жеңілдетілген төбежабынмен түрінде;

ә) құрастырмалы темірбетон ұстынды және болат ферма бойынша құрастырмалы темір бетонды қырлы төбежабын тақтасы түрінде салынған.

Негізгі конструкциялық – құралымдық айырмашылықтар нысандардың төбежабыны бойынша шешілген. Аралықтары 6 және 12 м ғимараттар негізінен құрастырмалы темірбетон итарқалы арқалық бойынша құрастырмалы темірбетонды типтік қырлы төбежабынмен орындалған. Ал 18; 24 және 30 м аралығындағы ғимараттар болат итарқалы және итарқаастылық ферма бойынша болат пішінді төсем қолдану арқылы жеңіл төбежабынмен жасалған.

Жеңіл төбе жабын ғимараттарында негізінен болат пішінді табақтар ТУ34- 5831-71 : Н60-782-1,0 бойынша, 6060,9100,3000 мм ұзындығында қойылған. Олар болат прогонда №20,№22,№24 швеллерімен 3 және 6 м адым бойынша жатқызылған. Үлкен аралықты ғимараттарда, ереже бойынша,биіктігі 3150 мм, 18; 24 және 30 м аралықтағы параллель белдемелі болат ферма қойылған. Кей жағдайда трапеция бейнесіндегі болат ферма да ұшырасады. 12 м ортадағы ұстындар адымы кезінде және 6 м итарқа конструкциясының адымында итарқаастылық ферма қолданылған. Жобаланған жеңіл төбежабынды немесе аралас орындалған нысандардың болат қаңқасы негізінен ғимараттың қатаңдық кеңістігін қамтамасыз етеді. Сол себепті, көлденең сыртқы және ішкі күштелуін қабылдайтын әртүрдегі байланыстырғыштар орналастырылады.

Олар :

1. итарқа құралымдарының жоғарғы белдемесінің жазықтығында көлденең;

2. итарқа құралымдарының төменгі белдемесінің жазықтығында көлденең;

3. ұстындар қатары бойынша итарқа конструкцияларының арасында кергіш және тіке байланыстырғыштар;

4. ұстындар бойынша тіке байланыстырғыштар қоюмен реттеледі.

Зерттелген ғимараттардың көпшілігінің ұстындары, мұндай болат қаңқалармен жобаланған ғимараттардан басқасында, негізінен құрастырмалы темір бетонды тұтас тікбұрышты және қостармақты қимада орындалған. Ұстындардың тұтас темір бетон қималары: 40х40; 40х50; 50х50; 50х60; 60х40; 80х40 және қостармақты 40х100; 50х100; 50х130; 50х140; 60х140 см түрінде кезікті.

Ғимараттарда қабырға панелдерін орналастырудың шарты бойынша бүйір және шеткі ұстындардың 6 м адымымен салынуы кезінде фахвергті тірек (болат немесе темірбетон) орнатылған. Қабырға тақталары негізінен дәстүрлі ілмелі керамзитті панель: 1,2х6,0 м; 1,8х6,0 м өлшемінде алынған.

Зерттелген ғимараттардың нәтижесінде нысанның 40 % -ы толығымен құрастырмалы темірбетоннан тұрғызылған. Аралығы 12 м - ден асқанда және биіктігі айтарлықтай жоғары ғимараттарда жеңіл төбежабын түрлері; ал кіші аралықты ғимараттарда темірбетонды төбежабындар; сол сияқты аралығы 18 және 24 м жағдайында темірбетон төбежабындары пайдаланылған. Ғимараттардағы түйіндер жоғары сейсмикалық деңгейдегі талаптармен сәйкес орындалған.

Барлық нысандардағы ұстындар адымы негізінен 6 м, ал №2 нысанда

(Қазандық ғимараты, 1а-сурет) - 12 м және №1 нысанда (Көлік комбинатының бас корпусы, 1ә -сурет ) -18 м болып қабылданған.

а) ә)

а) №2-ші нысан. Қазандық ғимаратының жалпы көрінісі;

ә) №1-ші нысан. Қаладағы көлік комбинатының бас ғимараты

1-сурет - Динамикалық нақты сынақ ғимараттарының жалпы көрінісі

Үлкен аралықта болатын қаңқалы өндірістік ғимараттардың көпшілігінің жүккөтергіштігі 5230 т көпірлі кранмен жабдықталған. Бұл ғимараттардың бәрінің де іргетастары құймалы темірбетонмен орындалған.

Тәжірибелік зерттеудің басты мәселесі ғимараттың негізгі динамикалық өлшемдерін анықтау болғандықтан, ғимараттың құралымдық элементтерінің қатаңдық сипаттамасы ескерілді. Ғимараттардың температуралық бөліктерінің ұзындығы негізінен 30 м, 48м, 60 м, 72 м құрады.

Тараз қаласы бойынша зерттелген нысандардың биіктіктері кеңінен қолданылатын 4,8 м-ден 12,6 м-ге дейін алынды. Ғимараттарда ара қабырғалар кірпіштік толтырумен орындалған. Ғимарат сипаттамаларының тиімділігі бойынша 12 негізгі нысан динамикалық сынаққа таңдап алынды, олардың тербелістерінің еркін периодтарының көрсеткіштері 1 –кестеде қарастырылған.

1-кесте - Тербелістің еркін периодының мәні, сек

Қаңқалы нақты ғимаратты таңдау негізінен көлемдік –жоспарлық белгісі бойынша аралығына қарай: 12 м (2, 3-ші нысандар), 18 м (1, 4, 5, 6, 9, 10, 12-ші нысандар), 24 м (7, 8, 11-ші нысандар) негізделді. Зерттелген ғимараттардың бойлық және көлденең бағыттағы тербелістерінің еркін периодтарының есептік және тәжірибелік мәндері келтірілді.

Сынақ нысандарының негізгі динамикалық сипаттамалары (тербелістердің периоды, пішіні мен өшу коэффициенттері) еркін тербелістердің жазбасынан алынды, ал ғимараттың еркін тербелісін сымарқанға жалғанған тартпа-қойылма арқылы лездік тастау статикалық жүктеме тәсілімен орындалды. Оған негізінен O6, Ǿ8 және O10 мм болат арматурасы пайдаланылды. Арматураның үзілуі кезінде 1,5-3,5 т шамасындағы жүктемемен микросейсмикалық тербеліс тудыра алады. Тарирленген қойылма сым арқанға жалғанып бір ұшы ғимаратқа,11 екінші жағы күшейтілген қондырғыға (жүкмәшинесі немесе трактор) бекітілу арқылы жүргізіледі. Осындай жолмен сынақ нысанындарында жүргізілген №1 және №7-ші ғимараттардың тербеліс пішіндері 2-ші суретте және 3-ші суретте қарастырылды.

Тартпа–қойылма көмегімен жүргізілген динамикалық сынақтың тербеліс жазбасы электрдинамикалық ВЭГИК түріндегі датчикпен және Н-700 таспалы осциллографы арқылы тіркелді. Мұндай аспаптармен тербелісті тіркеу сұлбасы және орналасу реті 2-ші сурет және 3-ші суреттердегі ғимарат төбе жабынында көрсетілген. Яғни, тербелістің үлкен орын ауыстыру жазбасын тіркеу аспаптардың орналасуына байланысты ғимарат бойымен және көлденең тіркеледі.

2-сурет- № 1-ші тәжірибелік ғимараттың тербеліс пішіні

3-суреттегі ғимарат жоспарында 24х36 м тербеліс пішінің әртүрлі екенін аңғартады.

Зерттеу жұмыстарында ғимаратқа қатысты басқа да факторлар анықталды. Мысалы, темірбетон ұстындардың маркалары, ұстын қимасында арматуралардың орналасу реттілігі, диаметрі және т.б. деректер табылды.

Нысандардағы тербелістің бұрылыс периодттары 0,65-0,75 шамасын құрады. Динамикалық сынақ кезінде әр нысанның 4-6 еркін тербеліс жазулары түсірілді. Олардың ішінде әртүрлі сападағы (f = 10-15 Гц) тербеліс жиіліктері кезігеді, бұл ғимарат ішінде жабдықтардың көлік пен басқа да мәшинелердің жұмыс істеу кезіне сәйкес келгендігін аңғартады.

Осциллограмма бойынша алынған жеңіл төбежабынды ғимараттардың бойлық бағытында тербелістің негізгі периодтары 0,18-0,51 сек, ал көлденең бағытта 0,25-0,70 сек құрады. Темірбетон төбежабынды ғимараттарда бұл көрсеткіш 0,25-0,72-бойлық бағытта, ал 0,3-0,72 көлденең бағыттағы тербеліс периодын көрсетті.

3-сурет №7-ші, қабырға материалдары зауытындағы жөндеу –механикалық

цехының тербеліс пішіні

Қазаңдық және қалалық №1 көлік комбинаты бас корпусы ғимаратының орын ауыстыру жазбаларының осциллограммалары 4-ші және 5-ші суреттерде көрсетілді.

2- шi нысан

4-сурет - Қазандық ғимаратының тербеліс осциллограммасы

1- шi нысан

5-сурет-Қалалық №1 көліккомбинаты бас корпусы ғимаратының бойлық және көлденең бағыттағы тербеліс осциллограммалары

Ғимарат құралымдарының қабырға қоршаулары және ішкі ара қабырғалар құрылыс қаңқасының қатаңдығына үлкен ықпалын тигізеді. Оған ғимарат ішіндегі арақабырғалар, антресолдар мен қиғаштіреулер әсер етеді. Мұның бәрі 13 қабырға қоршауларын ғимаратқа жасалатын сейсмикалық есептеу кезінде ескерілуін талап етеді.

Бірқабатты ғимарат қатаңдығын қамтамасыз ететін бірден-бір жол ғимараттың көлденең қаңқасын кеңістікті жүйеде орналастыру. Төмендегі 6-шы суретте көрсетілген екі жартыаркадан құрастырылатын қаңқаны айқастыра, бір-біріне бұрыш жасай орналастыру арқылы ғимараттың кеңістікті нұсқасы берілген. Нәтижесінде дәстүрлі жүйеде қолданылып келген көлденең қаңқа арасындағы тік және көлденең қатаңдық байланыстырғыштарынсыз орналастыруға болады. Яғни, қаңқалардың кеңістікті жүйесі бірқабатты ғимарат қатаңдығын қамтамасыз етеді.

(6-сурет. Авторлық куәлік (А.С. №1325161. 1987 ж. №27 Бюл.))

а) ә) б)

а)-жарты арқалы раманың дәстүрлі түрі;

ә)-жарты арқалы раманы айқастыра орналастыру арқылы ғимарат қатаңдығын арттыру түрі;

б)-ғимарат кескіні

6-сурет.Бірқабатты Г-бейнелі екі жартыаркадан құрастырылған құралымдарды кеңістікті жүйеде орналастыру арқылы ғимарат қатаңдығын арттыру.

Құралымдардағы сығылған темірбетон бөлшектерінің сейсмика түріндегі айныма таңбалы аз қайталамалы жүктемелер әсеріне сенімділігін және қауіпсіздігін арттыру бағытындағы тәжірибелік сынағы

Төтенше жағдайлардың алдын алуы, экономикалык нысандар мен қоршаған ортаға зиян болдырмауы мен тіршілік қауіпсіздігін азайтуға бағытталған шаралар кешенді түрде жүргізуді талап етеді.

Менің курстық жұмысымда ұстындардың жұмыс істеу қабілетін жете зерттеу тікелей сынақ арқылы анықталады. Құралым элементтеріне сейсмикалық жүктемелер әсерін анықтау үшін бетон түрімен: кәдімгі бірінші серияда, БиоТехНМ және С3М15 модификаторымен ерекшеленетін екінші серияда және глениуммен ерекшеленетін үшінші

серияда темірбетон ұстындарының моделдері жасалған. Құрамында модификаторлар бар 14 бетондардың қажеттілігі Алматы және басқа ірі қалаларда құрамында жоғары беріктікті бетоны бар көтергіш қабілеттілігі жоғары темірбетон құралымдарын қажет ететін ғимараттар мен имараттардың сейсмикаға төзімді құрылысымен және құрылыс материалдарының сапалылығымен анықталады.

Сонымен қатар, М400 и М500 портландцементтермен бетондардын беріктігін В 45 – В 55 (М600-700) кластарына дейін жеткізу ұнтақтыжұқа толтырғыштардың және қазіргі органикалық (органикаминералдық) қоспалардың бірлескен қолдануын талап етеді. Сондықтан ұстындардың айныматаңбалы жүктемерге жұмыс атқару қабілетін салыстырмалы түрде бағалау үшін бірінші серияда В40 (М500) класты 4Ǿ18А-III (АS=10,24 см2) жұмыс арматурасы, екінші және үшінші серияларда В55 (М600) класты 4Ǿ14А-III (АS=6,20 см2) жұмыс арматуралары қабылданған. Барлық серияларда қалыпты жағдайда бетонның қату мерзімі,яғни беріктілік қасиетін жинауы 90 тәулікті құрады.

Тәжірибелік зерттеу сынағына арналған ұстындар бетоны мен жұмыс арматураларының физикалық механикалық қасиеттері 2- кестеде көрсетілген.

2 -кесте – Тәжірибелік ұстындардың бетон және жұмыс арматураларының сипаттамалары

Барлық үш серияларда 20х20х150см өлшемді есептік сұлбасы тіректе қатаң бекітілген және жоғарғы жағы еркін түрде қосылысқан ұстындар сынағы алынды. Ұстындардың нақты өлшемдерінің ірі масштабты шамасымен әзірленді. Ұстындар көтергіштік қабілеттілігін есептеу ҚНжЕ 2.03.01 -84 әдістемесі бойынша жүргізілді. Ұстын үлгілерінің иілгіштігі 15 –ке тең.

Тәжірибелік ұстын үлгілері металды қалыптарда бетондалды. Ұстындарды бетондаған кезде, олармен қоса бетонның беріктік қасиетін анықтауға арналған өлшемдері 15х15х60 см және 10х10х40 см-лік призмалар мен 15х15х15 см-лік текше-кубтар қоса дайындалды. Үлгілердің толық саны 18 дана, жұмыс биіктігі 1.5м құрады, ал иілгіштігі 15-ке тең.

Жеке тәжірибелік ұстындардың статикалық сынағы арнайы жасалған әмбебап тұғырында жүргізілді (7-сурет). Ұстындарға бойлық бағытта әсер ететін жүктеменің мәні динамометрмен өлшеніп 50Н болды. Көлденең бағытта әсер ететін жүктемелердің мәні де динамометрмен өлшеніп отырды. Жеке түрдегі ұстындар айныматаңбалы азқайталамалы, яғни сейсмика түріндегі жүктемелерге үлгінің біржақты (қирау деңгейіне дейін) түрінде

тікелей тұрақты тік жүктемесі кезіндегі көлденең статикалық тәртіп әдісімен сыналды.

Әрбір серияда алты үлгіден: оның екеуі эталон ретінде біржақты біртіндеп толық қирау деңгейіне дейін өсетін статикалық көлденең жүктемелер әсеріне, ал төртеуі көлденең айныматаңбалы азқайталамалы цикл саны 50ге дейін жететін және жүктеме деңгейі эталонды үлгінің толық қирау деңгейінен 70% құрайтын жүктемелерге сыналды.

а) ә)

а) – ұстынды статикалық сынау түрі; ә) - әмбебап тұғырдың жалпы құрылымы

7-сурет – Тұрақты тіке түскен және көлденең азқайталамалы жүктемелер әсеріне статикалық сынақ тұғырының сұлбасы.

Сейсмикалық түрдегі айныма таңбалы аз қайталамалы жүктемелер

әсерінен сенімділік және қауіпсіздік деңгейін айқындайтын темірбетон

ұстындардың статикалық сынақтар нәтижесі

Сынақ зерттеу жұмысымызға сәйкес үлгілердің көлденең қимасының тікбұрышты өлшемі 20х20 см, жұмыс биіктігі 150 см жеке ұстынның 18 данасы дайындалды. Жеткілікті шекті жүктеме кезіндегі ұстындардың қирауы, олардың қалыпты қимасы бойынша сығылған бетонның салдарынан уатылу арқылы үлкен кернеулі жағдайы олардың төменгі бөлігінде пайда болады. Төмендегі 3-кестеде сыналған ұстындардың есептік қималарының беріктік сипаттамалары, қима беріктіктері көлденең жүктемелердің және иілудің сынақты және есептік көрсеткіштері, циклдар саны, беріктік пен деформациялық қасиеттерінің негізгі өлшемдері бойынша салыстырмалы талдау нәтижелері келтірілген.

Бірінші сериядағы бетонның призмалық беріктігі 42,6 МПа-ды, ал екінші және үшінші серияларда 49,7 МПа және 50,1 МПа-ға сәйкес болды.

3-кесте.Ұстындардың көтергіштік қабілеттілігінің тәжірибелік және есептік мәндерін салыстыру.

Айныматаңбалы азқайталамалы жеке ұстындардың статикалық сынағы кезінде үлгі деформациясынан болған бетон мен бойлық арматураларының «жүктеме –орынауыстыру» байланыстылығының қисықтықтарын 8-ші , 9 –шы суреттерден айқын байқауға болады.

8-сурет – ҰҚ1-5а ұстынындағы бетонның деформациялану қисықтығы

9-сурет – ҰҚ2-3а ұстынының жұмысындағы арматура деформациясының

Қисықтығы.

10-суретте біржақты бағытта және азқайталамалы орташаланған жүктемелерден алынған ҰЖ, ҰҚ1 және ҰҚ2 сериялы ұстындардың деформациялар қисықтығы, ал 11-суретте ҰҚ1-3 ұстынының деформациялық қисықтығы келтірілген. Осы график - қисықтығында көрсетілгендей, айныматаңбалы азқайталамалы жүктемелердің циклдарсанын өткен сон ұстындардың қатаңдығы азаяды. Ал орташаланған максималдық аз қайталамалық жүктемелер әсерінен қирау кезіндегі иілудің максималдық мәндері эталонды мәндердін 0,68 деңгейін құрады. Көлденең жүктеменің мәні эталондық үлгідегі қирау мәнінің 0,7 деңгейімен алғанда 81,5 мм, ал азқайталамалық жүктемелермен сыналғанда 55 мм болды. ҰЖ 3а ұстын үшін алғашқы үш қайталамадан кейін гистерезис орамы тұрақталады. ҰЖ-3а және ҰЖ-4а ұстындарында қайталамалық жүктемелер 18 кезінде созылған арматурада деформациялары кәдімгі статиалық созылу деформацияларымен салыстырғанда 0,25%, сығылған арматураның 0,27%, ал сыну кезінде созылған арматураның деформациялануы 0,38%, сығылған арматурада 0,36% құрады. Эталондық ҰЖ-1 ұстындыға созылған арматураның деформациялары 0,38%, сығылған арматуранікі 0,41% болды.

10-сурет – Бір бағыттағы және орташаланған азқайталамалы жүктеме әсері кезіндегі ҰЖ, ҰҚ1 және ҰҚ2 сериялы ұстындардың деформациялық қисықтығы.

Сейсмикалық түрдегі жүктемелердің әсеріне тәжірибелік нақты фрагменттің ұстындары кәдімгі арматураланған, яғни бойлық арматуралары кернелмеген төрт тірек конструкциясынан тұрғызылған. Нақты фрагмент ұстынының 30 х 30 см қимасындағы бойлық арматурасы 8 Ǿ 20 А – ІІІ стержіннен тұрады.

Динамикалық сынақ үрдісі кезінде фрагменттің биіктігі бойынша әр деңгейде орынауыстырулары, үдеулері мен жылдамдығы, сонымен қоса іргетастың мүмкін болатын бұрылысы жазылып алынды. Бұл тіркеулер іргетастың жоғарғы, ұстын басы биіктігіне және жабынтақтаның деңгейлерінде іске асырылды. Динамикалық сынақта сейсмикалық түрдегі жүктемені ғимарат төбежабынында орнатылған В-3 мәшинесі тудырды. Дірілдеткіш В-3 мәшинесі металл рамалы – жақтау арқылы төбежабын тақтасына бекітілген. Фрагменттің вибрациялық сынағы екі дірілдеткіштің көмегімен жүргізілді. Сондай-ақ ғимараттың соңғы шекті сынақ кезеңінде қосымша сегіз табаққа көбейтілді. Сынақтың әрбір кезеңі алдында көлденең жүктемемен тартпа арқылы фрагменттің меншікті периоды алынып, жазылған осциллограмма көрсеткіші арқылы ғимарат тербелісінің меншікті периоды 0,74 сек құрады. Мұның өзі есептік мәннің тәжірибе жүзінде сәйкес келетінін аңғартты. Сынақ кезінде екі аралықта тәжірибелік фрагменттің тербеліс пішіні тұрғызылды.

Фрагмент сынағының бірінші кезегінде тербеліс периоды 0,92 сек құрып, ғимарат пішінінде бұрылыс тудырған болатын. Фрагмент жоспарының тербеліс пішіні сынақтың екінші кезеңінің үшінші жазбасында тіркелді. Бұл кезеңде фрагменттің аса үлкен орынауыстыруы 59,7 мм құрады. Ал фрагмент ортасында 56,1 мм және үшінші арна жазбасы бойынша ол 55,1 мм болды. Әр кезең сайын тербеліс периоды өсіп, бірінші кезеңдегі 0,92 сек, соңғы сынақ кезеңіндегі 1,3 секундқа дейін өсті.

Сынақ соңында бірінші кезеңге қарағанда сынақ соңындағы меншікті период 1,49 есеге артты. Фрагмент қаңқасының реакциялық алынған мәліметтері бойынша жабын деңгейіндегі орынауыстыруына байланыстылығымен ғимарат қаңқасының деформациялық қисықтығы тұрғызылды (17-сурет).

17-сурет – Қалпына келтіру күшіне байланысты ғимарат қаңқасының қисықтығы

Қаңқаның деформациялық қисықтығы көрсеткендей фрагменттің бастапқы қатаңдығы бесінші кезеңге қарағанда 2,2 есе артық екенін көрсетті. Ал тербелістің логарифмдік дикременті 3 есе өскенін тербілістің резонанстық жиілігі 1,4 есеге төмендегенін және тербелістің меншікті периоды 1,5 есеге артқанын дәлелдей алдық.

Сызба қисықтығынан аңғаратынымыз, қоздырушы жүктеменің өсуіне байланысты қарқынның әсер ету байланыстығынан туындайтын мәлімет, қаңқа қатаңдығы төмендеген. Яғни, фрагмент ұстындары жарықшақтың шығуынасәйкес келген. Динамикалық фрагмент сынағы кезінде қаңқаның реакциясы 107,7 кН –ды құрады. Яғни, фрагменттің есептік сейсмикалық көлденең жүктемесі 9 балдық қарқындалықпен әсер етіп, нормалық сәйкестік бойынша 80,04 кН құрады.

Бұдан шығатын қорытынды: 9 балдық қарқындылықтағы көлденең тәжірибелік мәні есептікке қарағанда 1,35 есеге, ал 8 балдық жерсілкінісі кезіндегіге қарағанда –2,7 есеге артқаны анықталды. Сол сияқты есептеу әдістемелігімен жүргізілген зерттеуде ұстындардың тәжірибелік көтергіштік деректер бойынша ұстындағы арматуралардың деформациясы есептік қимада 0,12; 0,17 және 0,23 % -ды құрап, σт арматураның аққыштық шегіне жақын екенін көрсетті.

Сейсмика түріндегі жүктеме әсерінен ғимарат фрагментінің қаңқасын тербеліс жағдайында қарастырдық. Дірілдеткіштің әсер етуінен фрагменттің ішкі тербелісі кезең бойынша келесі заңдылық бойынша есепке алынады:

F = F0 · cosωt, (1)

мұндағы F0 – қозғаушы күштің амплитудасы, Н; ω – дірілдеткіш тербелісінің жиілігі, Гц.

Барлық нақты жүйеде кедергі күші болатындықтан, оның әсері энергия жүйесін төмендетуге әкеледі, яғни фрагмент қаңқасының энергиясы жағдайында жүзеге асады. Қарапайым жағдайда Ry ғимараттың кедергі күші жылдамдық шамасына тура қатысты.

Ry = - r · y, (2)

мұнда r – тұрақты кедергі коэффициенті. Ал минус белгісі Ry кедергі күші мен y жылдамдықтың қарама-қайшылығын аңғартады. Бұл жағдайда Ньютон заңының екінші теңдеуі мына түрге ие болады.

m · y = - k·y - r·y + F0· cosωt (3)

Келесі белгілеулерді келтірсек, r/m = 2β, k/m = ω0

2, F0/m = f0 және

(3)теңдеудің осы белгіленуін ескере отырып, төмендегі түрде жазуға болады:

y + 2β· y + ω0

2 ·y = f0· cosωt (4)

(4) теңдеу біртекті емес. Біртекті емес теңдеудің жалпы шешімі біртекті

теңдеудің жалпы шешімі мен біртекті емес теңдеудің жеке шешімінің сәйкес қосындыларына тең. Біртекті теңдеудің жалпы шешімі

y = а0·e-α(t) · cos(ωt + α), (5)

мұндағы ω = о2   2 , ал а0 мен α –тұрақты шама, тәжірибелік сынақ бойынша анықталынады.

Сонда біртекті емес теңдеудің (4) жеке шешімі мына түрге ие болады.

у = f0 /ρ · cos(ωt + φ) , (6)

мұндағы ρ = ( о 2   2 ) 2  4 2  2 және φ = 220arctg 2

Бұдан (6) теңдеуге f0 , ρ және φ мәндерін қойсақ, F0- ге қатысты

қорытынды өрнегі шығады.

F0 = 2cos t arctgm y о , (7)

Үшінші Ньютон заңы бойынша реакция күші әсер етуші күшке модуль-үлгісі бойынша және қарама - қарсы бағытталған. Сондақтан ғимарат фрагменті қаңқасының реакциясы (7) өрнекпен анықталады.

ω=ω0 шарты кезінде келесі өрнек түрінде жазылады:

F0 =tm y0 cos2, (8)

мұндағы β- тербелістің өшу декременті.

Ішкі әсер күшінің жүктемесімен қаңқалы ғимарат фрагментінің орын өзгертуін бағалау үшін (8) өрнекті пайдалануға болады. Өрнек мазмұнындағы барлық шамалар толығымен зерттелген нақты ғимараттың тәжірибелік сынақ нәтижелері бойынша анықталып алынады.

Сейсмикалық сипаттағы төтенше жағдайлар кезіндегі қаңқалы

өнеркәсіптік ғимараттарды құралымдық және көлемдік –жоспарлық

шешімдері бойынша тәжірибелік жобалаудың нәтижелерін талдау

Алматы қаласындағы өнеркәсіптік ғимараттардың 70-80 пайызы негізінен бірқабатты қаңқалы темірбетон ұстынды жүйеде тұрғызылған. Темірбетон құралымды бірқабатты өндірістік ғимараттардың төтенше жағдайлар кезіндегі қаңқасының сейсмикаға беріктігі мен сенімділігін арттыру мақсатында жүргізілген зерттеу жұмысында және ғимараттардың жобалық тәжірибелік нысанында жұмыстар 32 нұсқада әртүрлі көлемдік-жоспарлық және құралымдық шешімдермен қабылданған. Жұмыс нәтижесінде орындалған тәжірибелік жобалаудың құралымдық жүйесі 3 түрлі техникалық-экономикалық көрсеткіштермен: ғимараттың құны, болаттың және бетонның шығындары 1м2 өлшем бірлігіне есептелінген. Салыстырмалы талдау техникалық-экономикалық көрсеткіштердің: ғимараттың аралығына, биіктігіне және жабынның құралымдық шешіміне, сондай-ақ қабырғалық қоршауларына

байланысты жүргізілді.

Салыстырмалы ғимаратқа сейсмикалық аймаққа қарастырылған үшаралықты, он адымды бірқабатты қаңқалы құрылыс жобасы алынды. Ғимарат пішінінде жобаланған құрылыстың екі түрдегі: аралығы 18 және 24м, ал олардың әртүрлі биіктіктегі: 6,0м; 7,2м; 8,4м және 10,8м өндірістік құрылыс жобасы, 6 м-ден он адым ұзындығында қарастырылған. Ғимараттың жабын және қабырға қоршауларының құралымдық шешімдері бойынша негізінен 4 нұсқада көрсетілген. Олар:

1. жабыны құрастырмалы қырлы тақталы және итарқалы типтік түрдегі темірбетоннан жасалған;

2. жабыны металл итарқалы фермаға орналасқан типтік түрдегі қырлы темірбетон тақтадан, ал қабырғалық қоршаулары – ілмелі керамзитбетонды панель- тақтадан тұрғызылған;

3. жабыны металл итарқалы фермаға орналасқан жеңілпішінді болат төсемнен, ал қабырғалық қоршаулары – ілмелі керамзит бетонды панель-тақтадан орнатылған;

4. жабыны металл итарқалы фермаға орналасқан жеңіл пішінді болат төсемнен, ал қабырғалық қоршаулары – үшқатпарлы жылу айырғышты жеңіл көбікті панель-тақтадан құрастырылған.

Осы 4 нұсқадағы ғимараттың құралымдық элементтері бүгінгі күнде қолданылатын сейсмикалық аудандарға қарастырылған типтік серия сызбалары бойынша алынып, техникалық-экономикалық көрсеткіштері салыстырмалы түрде есептелінді.