НЕЛИНЕЙНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КРУПНОПАНЕЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЗДАНИЯ
НЕЛИНЕЙНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КРУПНОПАНЕЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЗДАНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2025-21-2-30-42Ключевые слова:
крупнопанельные здания, нелинейный динамический анализ, оценка сейсмостойкостиАннотация
Представлен нелинейный динамический анализ крупнопанельного железобетонного здания (КПЗ) с использованием программного комплекса ЛИРА-САПР. Крупнопанельные здания, получившие широкое распространение в середине прошлого века, в целом продемонстрировали хорошую сейсмостойкость во время прошедших землетрясений. Однако соединения панелей и специфические конструктивные особенности по-прежнему создают проблемы для точного моделирования и прогнозирования их поведения при сейсмических воздействиях. Обычные линейные модели часто неадекватно отражают сложное нелинейное поведение, такое как деградация свойств и разрушение соединений, присущее КПЗ, что подчеркивает необходимость применения более сложных аналитических подходов. Детальная методология нелинейного анализа была применена к железобетонному КПЗ с учетом различных факторов, включая свойства материалов, вариацию демпфирования и их влияние на значения междуэтажных перекосов и характер деформации. Анализ выявил значительные различия в сейсмической реакции, особенно для более низких марок бетона, что подчеркивает критическую роль точного определения характеристик материала. Распределения перемещений и ускорений демонстрируют зависимость от направления воздействия, что согласуется с результатами, представленными в литературе и натурными испытаниями. Несмотря на сильные стороны программного обеспечения ЛИРА-САПР, были выявлены некоторые ограничения, такие как невозможность модификации модели гистерезиса, что ограничивает точное моделирование деградации прочности и жесткости, характерной для данного типа сооружений. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости модификации существующих строительных норм и правил для включения в них специальных критериев оценки сейсмостойкости и улучшенных аналитических процедур, учитывающих уникальные особенности поведения КПЗ. Такие изменения важны для разработки эффективных инструментов прогнозирования сейсмической повреждаемости данных сооружений.
Библиографические ссылки
Malazdrewicz S., Ostrowski K.A., Sadowski L. Large Panel System Technology in the Second Half of the Twentieth Century – Literature Review, Recycling Possibilities and Research Gaps // Buildings. 2022. Vol. 12, No. 11. 1822 p.
Rozanov N. Large-panel construction. M.: Stroyizdat, 1982. 224 p. (in Russian).
Malaia K. A Unit of Homemaking: The Prefabricated Panel and Domestic Architecture in the Late Soviet Union // Architectural Histories. 2020. Vol. 8, No. 1. 12 p.
Wardach M., Krentowski J.R. Current perspective on large-panel buildings – A review // Structures. 2023. Vol. 58. 105537 p. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.105537
Shapiro G., Gasanov A. Numerical solution of the problem of stability of the prefabricated building against progressive collapse // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016. No. 12 (2). pp. 158–166. (in Russian).
Harris H.G. Full-Scale Tests on Horizontal Joints of Large Panel Precast Concrete Buildings // PCIJ. 1980. Vol. 25, No. 2. pp. 72–92. https://doi.org/10.15554/pcij.03011980.72.92
Guri M., Brzev S., Lluka D. Performance of Prefabricated Large Panel Reinforced Concrete Buildings in the November 2019 Albania Earthquake // Journal of Earthquake Engineering. 2022. Vol. 26, No. 11. pp. 5799–5825. https://doi.org/10.1080/13632469.2021.1887010
Velkov M. Behaviour of large panel building during the Romania earthquake of March 4, 1977. 1978. pp. 32–42. https://doi.org/10.5169/seals-24183.
Caccese V., Harris H.G. Seismic resistance of precast concrete shear walls // Earthq Engng Struct Dyn. 1987. Vol. 15, No. 6. pp. 661–677. https://doi.org/10.1002/eqe.4290150602
Clough R.W., Malhas F., Oliva M.G. Seismic Behavior of Large Panel Precast Concrete Walls: Analysis and Experiment // PCIJ. 1989. Vol. 34, No. 5. pp. 42–66. https://doi.org/10.15554/pcij.09011989.42.66
Becker J.M., Llorente C., Mueller P. Seismic response of precast concrete walls // Earthq Engng Struct Dyn. 1980. Vol. 8, No. 6. pp. 545–564. https://doi.org/10.1002/eqe.4290080605
Kianoush M.R., Scanlon A. Analytical modelling of large panel coupled walls for seismic loading // Can. J. Civ. Eng. 1988. Vol. 15, No. 4. pp. 623–632. https://doi.org/10.1139/l88-084
Abaev Z., Valiev A., Kodzaev M. Methodology of the reinforced concrete large panel buildings modeling with SAPFIR-generator visual programming tool // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2833, No. 1. https://doi.org/10.1063/5.0151656
Abaev Z., Valiev A., Kodzaev M. Development of recommendations for the implementation of seismic risk mitigation policy in the Russian Federation based on world experience // Earthquake Engineering. Construction Safety. 2023. No. 3. pp. 48–72. https://doi.org/10.37153/2618-9283-2023-3-48-72 (in Russian).
Ashkinadze G., Sokolov M., Martynova L. Reinforced concrete walls of earth-resistant buildings. M.: Stroyizdat, 1988. 504 p. (in Russian).
Abaev Z., Valiev A., Kodzaev M. Large Panel Reinforced Concrete Buildings Inelastic Behavior Modeling Approach for Nonlinear Seismic Analysis // Proceedings of the 7th International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety / ed. Radionov A.A. et al. Cham: Springer Nature Switzerland, 2024. Vol. 400. pp. 162–174. https://doi.org/10.1007/978-3-031-47810-9_16
SP 335.1325800.2017 Large-panel construction systems. Design rules. 2017. (in Russian).
Handbook for calculating large-panel buildings. Vol 1. Characteristics of stiffnesses. M.: Stroyizdat, 1974. 42 p. (in Russian).
Gubchenko E. Work with the 'Joint' tool of software package LIRA-CAD // Housing construction. 2018. No. 3. pp. 30–35. (in Russian).
Vodopyanov R. Simulation and computation of large-panel buildings in PC LIRA–SAPR 2017 // Housing construction. 2017. No. 3. pp. 42–48. (in Russian).
Chopra A.K. Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering. Fifth edition. Hoboken, NJ: Pearson, 2017. 960 p.
Ibarra L.F., Medina R.A., Krawinkler H. Hysteretic models that incorporate strength and stiffness deterioration // Earthquake Engng Struct. Dyn. 2005. Vol. 34, No. 12. pp. 1489–1511. https://doi.org/10.1002/eqe.495
Noji E.K. The 1988 Earthquake in Soviet Armenia: Implications for Earthquake Preparedness // Disasters. 1989. Vol. 13, No. 3. pp. 255–262. https://doi.org/10.1111/j.1467-7717.1989.tb00715.x
Zhunusov T. et al. Vibration tests of a 5–story experimental large–panel building series 69 // Proceedings of the institute KazNIISSA. Alma–Ata: Kazakhstan, 1977. pp. 56–69. (in Russian).
Yu X., Li X., Bai Y. Evaluating maximum inter-story drift ratios of building structures using time-varying models and Bayesian filters // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2022. Vol. 162. 107496 p. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2022.107496
Magliulo G. et al. Nonstructural Seismic Loss Analysis of Traditional and Innovative Partition Systems Housed in Code-conforming RC Frame Buildings // Journal of Earthquake Engineering. 2022. Vol. 26, No. 15. pp. 7715–7742. https://doi.org/10.1080/13632469.2021.1983488
Fintel M. Performance of Buildings with Shear Walls in Earthquakes of the Last Thirty Years // PCIJ. 1995. Vol. 40. pp. 62–80. https://doi.org/10.15554/pcij.05011995.62.80
Souheyla S., Yahiaoui D., Demagh R. Seismic fragility evaluation of soil-pile-structure interaction effects subjected to mainshock-aftershock records // IJCCSE. 2023. Vol. 19, No. 3. pp. 92–113. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-3-92-113
Vamvatsikos D., Cornell C.A. Incremental dynamic analysis // Earthq Engineering Struct Dyn. 2002. Vol. 31, No. 3. pp. 491–514. https://doi.org/10.1002/eqe.141
Abaev Z.K., Sulthan F. Seismic Performance Evaluation of Multi-Storey Residential Building with Friction Pendulum Bearings: Indonesia case study // Struct. Mech. of Eng. Const. and Build. 2024. Vol. 20, No. 1. pp. 57–72. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2024-20-1-57-72 (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
