CC BY
83ОЦЕНКИ СЕЙСМИЧЕСКОГО РИСКА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДОВ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Тилавалдиев Бахтияр Тилавалдиевич
старший преподаватель Ферганский политехнический институт Рахмонов Абдухалим Тошпулат угли ассисент Ферганский политехнический институт rahmonovabduhalim1993 @gmail .com
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены вопросы оценки сейсмического риска. Землетрясение является одним из самых распространенных явлений природы, и играет очень большую роль при строительстве городов. При оценке сейсмической опасности используются в основном два подхода: вероятностный и детерминистический.
Ключевые слова: землетрясения, сейсмическая уязвимость, повреждаемость, устойчивость, спектральные отношения, функция уязвимости, коэффициент усиления, преобладающий период.
SEISMIC RISK ASSESSMENT FOR CITIES IN THE REPUBLIC OF
UZBEKISTAN
ABSTRACT
This article discusses the issues of seismic risk assessment. Earthquakes are one of the most common natural phenomena, and they play a very important role in the construction of cities. In assessing seismic hazard, two approaches are mainly used: probabilistic and deterministic.
Keywords: earthquakes, seismic vulnerability, damageability, stability, spectral relations, vulnerability function, amplification factor, prevailing period.
O'ZBEKISNON RESPUBLIKASI SHAHAR HUDUDLARIDA SEYSMIK
XAVF MIQDORINI ANIQLASH
АNNOTАTSIYA
Ushbu maqola seysmik havni baholash muhokama qiladi. Zilzilalar eng keng tarqalgan tabiat hodisalaridan biri bo 'lib, ular shaharlar qurilishida juda muhim rol o 'ynaydi. Seysmik xavfni baholasnda asosan ikkita yondashuv qo 'llaniladi: ehtimollik va deterministik.
Kalit so'zlar: zilzilalar, seysmik zaiflik, shikastlanuvchanlik, barqaqorlik, spektral munosadatlar, zaiflik funktsiyasi, kuchaytirish omili, hukmronlik davri.
143
ВВЕДЕНИЕ
Землетрясение - это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний. Точку в земной коре, из которой расходятся сейсмические волны, называют гипоцентром землетрясения. Место на земной поверхности над гипоцентром землетрясения по кратчайшему расстоянию называют эпицентром.
Интенсивность землетрясения оценивается по 12-ти бальной сейсмической шкале (MSK-86) (Медведева — Шпонхойера — Карника) была опубликована в 1986 году , для энергетической классификации землетрясений пользуются магнитудой. Условно землетрясения подразделяются на слабые (1-4 балла), сильные (5-7 баллов) и разрушительные (8 и более баллов).
При землетрясениях лопаются и вылетают стекла, с полок падают лежащие на них предметы, шатаются книжные шкафы, качаются люстры, с потолка осыпается побелка, а в стенах и потолках появляются трещины. Все это сопровождается оглушительным шумом. После 10-20 секунд тряски подземные толчки усиливаются, в результате чего происходят разрушения зданий и сооружений. Всего десяток сильных сотрясений разрушает все здание. В среднем землетрясение длится 5-20с. Чем дольше длятся сотрясения, тем тяжелее повреждения.
На основании анализа геологических и сейсмологических данных выбирается сценарное землетрясение, с учетом грунтовых условий на территории городов. Выделяется зоны с сейсмической интенсивностью 6, 7 и 8 баллов. Составляется карта оценки сейсмической интенсивности от сценарного землетрясения. Данные о конструктивных типах, этажности, возрасте и назначение зданий устанавливается методом анкетирования и по кадастровым данным. Используется GESI _Program, разработанную в рамках проекта ООН «Глобальная инициатива по сейсмической безопасности в 19992001 годах», определяется повреждаемость различных типов зданий, уязвимости для конкретных типов сооружений. В зависимости от степени повреждаемости зданий, при воздействии сценарного землетрясения рассчитывается возможный прямой ущерб в процентах от кадастровой стоимости зданий.
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
В настоящее время имеется принципиальная возможность долгосрочной
144
Scientific Journal Impact Factor
прогнозной оценки последствий сильного землетрясения. В частности, возможен прогноз сейсмической опасности определенных территорий и реакции зданий и сооружений на сейсмические воздействия и, следовательно, прогноз состояния урбанизированной территории после землетрясения. На основе такого прогноза, в свою очередь, возможна разработка мер по смягчению последствий землетрясения, а также обоснование планировочных решений при освоении новых сейсмоопасных территорий. В этом аспекте оценка и районирование сейсмического риска урбанизированных территорий выглядит весьма актуальной задачей. В соответствии с формулировкой, введенной иЫОКО, сейсмический риск - вероятность социально -экономического ущерба от возможных землетрясений в соответствии с расчетной сейсмической опасностью территории и уязвимостью строительных и природных объектов (тип зданий и инфраструктур, качество строительных объектов, плотность населения, оползни, сели, экология, и т.д.).
при этом отводится оценке возможной энергии очага, его местоположению и интенсивности сотрясений в различных грунтовых условиях, поскольку именно сейсмические колебания оказывают первичное воздействие, влекущее за собой все те эффекты, которые принято считать последствиями землетрясения.
Урбанизированные территории в Республике Узбекистан (особенно в центральной и восточной частях) расположены в опасной близости к сейсмически активным зонам и в полной мере подвержены ощутимым сейсмическим воздействиям. Это такие крупные города, как Ташкент, Андижан, Наманган, Фергана, Самарканд, Джизак и др. По историческим и инструментальным данным в этих городах зафиксированы проявления землетрясений, вызывавшие сотрясения в 7, 8 и 9-баллов по шкале МБК-64. Следовательно, для этих городов высока вероятность повторения подобных событий и в будущем. Являясь крупными областными центрами, они
Сейсмическое районирование Узбекистана
По современным представлениям, сейсмический риск является комплексной величиной, отражающей по возможности все многообразие вероятных проявлений сильного землетрясения, вплоть до отдаленных по времени экономических, экологических и социальных последствий. Немаловажная роль
Scientific Journal Impact Factor
достаточно интенсивно развиваются и, соответственно, растет количество населения, стоимость объектов и фондов, находящихся в зоне возможного сейсмического воздействия землетрясений большой интенсивности. Учитывая это, проблема оценки сейсмического риска для этих городов, как, впрочем, и для других населенных пунктов Узбекистана, становится одной из насущных для обеспечения устойчивого и гармоничного развития региона.
Городская застройка - ограниченная территория, которая фактически уже застроена жилыми культурно-бытовыми, промышленными,
административными, религиозными и иными строениями либо сооружениями, в т. ч. и инженерной инфраструктурой, и иными объектами. К ним относятся населенные пункты, отдельные части городских территорий и в целом городские территории.
Целью оценки сейсмического риска городской застройки является прогноз ущербообразования на городских территориях от сценарного землетрясения на основе количественной оценки уровня сейсмического воздействия с учетом реальных грунтовых условий, оценки уязвимости застройки и возможного прямого ущерба на локальных участках для разработки превентивных мероприятий по обеспечению и контролю нормативной надежности и созданию устойчивой сейсмобезопасной градостроительной системы.
Методические подходы при оценке сейсмического риска. При оценке сейсмической опасности используются в основном два подхода: вероятностный и детерминистический. Вероятный подход основывается на рассмотрении сейсмической опасности в отдельной точке от совокупности моделей сейсмических источников, с учетом оценки в них периодов повторяемости землетрясений различного энергетического уровня и особенностей затухания сильных движений с расстоянием, а также явных и случайных неопределенностей входных параметров, используемых при вероятностной оценке сейсмической опасности.
В детерминистическом подходе оценка сейсмической опасности основывается на рассмотрения конкретного сценария при сейсмическом воздействии от выбранного (сценарного) землетрясения определенной силы, произошедшего в определенном месте. При оценке сейсмического риска вероятностные подходы с описанием опасности в отдельной точке двумя или тремя параметрами не обеспечивают необходимой информацией, когда требуются более детальные прогнозы для конкретной площадки (точки), например, прогноз движения грунта или развития сейсмодинамических
процессов на поверхности грунтов. В этих случаях при оценке сейсмической опасности эффективно применять детерминистический подход, который в последние годы активно развивается и получил свое новое название как "неодетерминистический" или подход, основанный на "сценарном землетрясении". Он позволяет рассматривать сейсмологические ситуации с позиции оценки проявления сейсмических воздействий от потенциальных очаговых зон.
Процесс оценки сейсмической уязвимости зданий, в первую очередь, связан с определением состояния различных конструктивных элементов зданий, расположенных на территории города. Оценка состояния конструктивных элементов зданий базируется на данных паспортизации, т.е. на сборе данных о сейсмонадежности застройки с учетом сейсмичности строительной площадки и натурных инструментально-сейсмометрических исследований динамических характеристик зданий. Из огромной застройки, детальное изучение состояния сейсмостойкости и определение класса конструктивной уязвимости зданий, выполняются обычно для весьма ограниченной совокупности специально выбранных строений, в зависимости от особенностей их конструктивных элементов. Сейсмическая надежность оставшегося массива зданий определяется на основе этих базовых оценок с помощью метода экспертно-логических или сравнительных оценок [7]. В целом, сейсмическая надежность зданий и сооружений определяется 2-мя характеристиками :
- категорией конструктивной уязвимости здания (сооружения);
- уровнем сейсмостойкости здания (сооружения).
Уровень сейсмостойкости чаще используется для решения вопросов сейсмоусиления существующей застройки, а категория уязвимости нужна для анализа сейсмического риска. При этом для определения категорий уязвимости сейсмостойких зданий также необходимо классифицировать зданий по уровни сейсмостойкости [4]. Конструктивная уязвимость, как свойство строительного сооружения реагировать на сейсмические воздействия, является ключевой характеристикой надежности и безопасности этого сооружения и во многом определяет реальные последствия от землетрясений. Согласно Европейской Макросейсмической Шкале (EMS-98), конструктивная уязвимость измеряется 6-ю классами.
Ущербы, причиняемые строительным сооружениям землетрясениями, описываются (квалифицируются) степенью конструктивных повреждений,
измеряемой от 0 до 5 (от незаметных до полного обрушения). С учетом вероятностного распределения повреждаемости зданий одного класса уязвимости дополнительно оперируют разными количественными выборками, называя их «отдельные», «некоторые», «многие», «большинство» и др.
Переход от класса конструктивной уязвимости к вероятному конструктивному ущербу производится на основании отношений, приведенных в таблице 1.
Таблица 1. Соотношения классов конструктивной уязвимости и вероятного конструктивного ущерба.
КОНСТРУКТИВНЫ И УЩЕРБ (%)
LM M MH H VH F
ДИАПАЗОН ЗНАЧЕНИИ 3-10 1035 3560 6080 80100 100
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ 5 20 50 75 100 100
СТЕПЕНЬ ПОВРЕЖДЕНИЯ 1 2- 3 3 - 4 4 - 5 5
КЛАСС УЯЗВИМОСТИ ПО ШКАЛЕ EMS 98 F E D C B A
Повреждаемость зданий - это способность зданий повреждаться под действием внешних и внутренних воздействий, что является прямым показателем сейсмической уязвимости здании. Для оценки повреждаемости конкретных конструктивных типов зданий разработана программа «GESI_Program», которая основана на результатах макросейсмических исследований сильных землетрясений. Данная программа разработана в рамках пилотного проекта Организации Объединенных Наций «Глобальная инициатива по сейсмической безопасности" (Global Earthquake Safety Initiative (GESI) Pilo Project) в 1999-2001 годах. Программа состоит из пяти комплексов входных параметров, которые характеризуют тип строения, конструктивные особенности, качество строительства, качество строительного материала и уровень сейсмического воздействия в значениях пиковых ускорений. На основании этих входных параметров строится диаграмма повреждаемости и функция уязвимости зданий. Повреждаемость зданий оценивается в пяти градациях: без повреждения, легкие повреждения,
148
умеренные повреждения, тяжелые повреждения и очень тяжелые повреждения. Данная программа позволяет также строить функцию уязвимости для конкретного типа зданий.
В связи с тем, что в основу оценки сейсмического риска положены экономические критерии, необходимо произвести расчеты с учетом этих показателей. Для этого проводятся следующие шаги:
- определяется текущая стоимость каждого конструктивного типа зданий и сооружение;
- проводится оценка конструктивной уязвимости каждого типа застройки от воздействия сценарного землетрясения;
- осуществляется переход от конструктивной уязвимости к вероятному конструктивному ущербу.
- делается экономическая оценка конструктивного ущерба и проводится расчет сейсмического риска для территории города.
Расчет сейсмического риска, выраженного в виде прямого экономического ущерба на единицу полезной площади зданий, является распространенным методом. Его можно представить следующим выражением [6]:
R =X((/dk))*XQkI} / ISk
где /dk - функция, определяющая затраты на восстановление при степени повреждения зданий dk; QkI - стоимость однотипных зданий с повреждениями dk; Sk - полезная площадь зданий с повреждениями dk.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, научно-методологическая основа оценки и районирования сейсмического риска урбанизированных территорий базируется на данных оценки сейсмической опасности с выделением потенциально опасных очагов зон и выбора сценарного землетрясения, прогнозировании от него сейсмических воздействий с учетом затухания сейсмических колебаний и реальных грунтовых условий, а также оценке конструктивной уязвимости различных типов зданий, застроенных на территории города. Разработанная и апробированная методика оценки сейсмического риска в условиях города является эффективным инструментов для оценки возможного прямого ущерба при сильных сценарных землетрясениях. Полученные результаты и схемы сейсмического риска г.Джизака могут служить основой для разработки планов и мероприятий поподготовке к сильным землетрясениям и направлены на
Scientific Journal Impact Factor
уменьшение возможного риска и предотвращение катастрофических последствий будущих землетрясений.
REFERENCES
1. Abduqodirov, N. S. O. G. L., Oqyo, K. R. O. G. L., Omonov, A. A. O. G. L., & Raimjonov, Q. R. O. (2021). XOM PAXTANI QURITISH VA TOZALASH UCHUN REGRESSIYA MODELINI QURISH. Scientific progress, 2(1), 687-693.
2. Abducodirov, N., & Okyulov, K. (2021). Improvement of drum dryer design. Экономика и социум, (4-1), 13-16.
3. Abduqodirov, N. S. O., Oqyolov, K. R. O., Jalilova, G. X. Q., & Nishonova, G. G. (2021). CAUSES AND EXTINGUISHING EQUIPMENT OF VIBRATIONS OCCURRED BY MACHINERY AND MECHANISMS. Scientific progress, 2(2), 950-953.
4. Oqyo, K. R. O. G. L., Abduqodirov, N. S. O. G. L., O'G'Li, A. T. L., & G'Azaloy, G. (2021). MASHINA VA MEXANIZMLARNING ISH JARAYONIDA VUJUTGA KELGAN VIBRATSIYA SABABLARI VA SO'NDIRISH QURILMALARI. Scientific progress, 2(6), 576-579.
5. Обичаев, И. В. У., Абдукодиров, Н. Ш. У., & Oкйyлов, К. Р. У. (2021). КОТЕЛЬ ВА БОШКД ОЛОВЛИ ТЕХНОЛОГИЯЛАР УЧУН НЕФТ ШЛАМЛАРНИ ТОЗА Ё^ИЛЕИ СИФАТИДА КУЛЛАШ. Scientific progress, 2(6), 918-925.
6. Abduqodirov, N. S. O. G. L., Oqyo'Lov, K. R. O. G., & Jalilova, G. X. Q. (2021). PAXTA XOMASHYOSINI QURITISH VA TOZALASH. Scientific progress, 2(1), 857-861.
7. Зияев, А. Т. (1985). Задача планирования и управления отгрузкой, реализацией готовой продукции в интегрированной АСУ. In Интегрированные АСУ предприятиями: Тезисы докл. Всесоюз. конф (p. 146).
8. Эргашев, Н. А., Маткаримов, Ш. А., Зияев, А. Т., Тожибоев, Б. Т., & Кучкаров, Б. У. (2019). Опытное определение расхода газа, подаваемое на пылеочищающую установку с контактным элементом, работающим в режиме спутникового вихря. Universum: технические науки, (12-1 (69)).
9. Маткаримов, Ш. А., Зияев, А. Т., Тожибоев, Б. Т., & Кучкаров, Б. У. (2020). покрытие задвижек и запорной арматуры тепловых сетей жидким теплоизоляционным покрытием. Universum: технические науки, (12-5 (81)).
Scientific Journal Impact Factor
10. Халилов, Ш. З., Ахтамбаев, С. С., & Халилов, З. Ш. (2020). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ СУШКИ ХЛЕБНОЙ МАССЫ В ШИРОКОПОЛОСНЫХ ВАЛКАХ. Журнал Технических исследований, 3(2).
11. Qo'chqarov, B. U., Tojiboyev, B. T., & Axtambayev, S. S. (2021). EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE GAS CONSUMPTION SENT TO THE DEVICE FOR WET DUSTING IN THE HUMID MODE. Экономика и социум, (6-1), 226-229.
12. Рахмонов, А. Т. У., & Ахтамбаев, С. С. (2021). ПРИЧИНЫ ВИБРАЦИИ В СТАНКАХ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ. Scientific progress, 2(6), 89-97.
13. IMPROVEMENT OF DRUM DRYER DESIGN Abducodirov N., Okyulov K. Экономика и социум. 2021. № 4-1 (83). С. 13-16.
14. Khudainazarov, S., Sabirjanov, T., & Ishmatov, A. (2019, December). Assessment of dynamic characteristics of high-rise structures taking into account dissipative properties of the material. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1425, No. 1, p. 012009). IOP Publishing.
15. Khudainazarov, S., Donayev, B., Sabirjanov, T., & Qosimov, J. (2021). Dynamics of high-rise structures taking into account the viscoelastic properties of the material. In E3S Web of Conferences (Vol. 304, p. 02004). EDP Sciences.
16. Mirsaidov, M., Abdikarimov, R., Khudainazarov, S., & Sabirjanov, T. (2020). Damping of high-rise structure vibrations with viscoelastic dynamic dampers. In E3S Web of Conferences (Vol. 224). EDP Sciences.
17. Бахадиров, Г. А., Абдукаримов, А., Хусанов, К., Умаров, Б. Т., & РУз, А. Н. (2017). УПРАВЛЕНИЕ И ВЫБОР МОЩНОСТИ УПРАВЛЯЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ POWER CONTROL AND SELECTION CONTROLING ENGINE. ХАЛКАРО ИЛМИЙ-ТЕХНИКАВИЙ АНЖУМАН, 1, 283.
18. Маткаримов, А. А., & Тилавалдиев, Б. Т. (2021). ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ В УЗБЕКИСТАНЕ. Теория и практика современной науки, (1), 244-247.
19. Тилавалдиев, Б. Т. (2020). УГОЛ И КОНУС ТРЕНИЯ. Журнал Технических исследований, 3(2).
20. Qo'Chqarov, B. U. В., & O'G'Li, A. T. L. (2021). MASHINASOZLIKDA METALL KESISH DASTGOHLARINING MEXANIK ISHLOV JARAYONIDA VUJUDGA KELADIGAN VIBRATSIYA SABABLARI VA UNI BARTARAF ETISH MUAMMOLARI. Scientific progress, 2(6), 905-909.
21. Халилов, Ш. З., Абдуллаев, Ш. А., Халилов, З. Ш., & Умаров, Э. С. (2019). Влияние скорости и угла вбрасывания частицы на характер движения
Scientific Journal Impact Factor
компонентов зерно соломистого вороха. Журнал Технических исследований,
22. Aminjanovich, U. J., Akhmadjonovic, A. S., & Mukhtoralievna, R. M. (2021). An Effective Cleaner of Raw Cotton from Fine Trash Particles. The American Journal of Engineering and Technology, 3(06), 47-50.
23. Абдуллаев, Ш. А., & Абдуллаева, Д. Т. (2021). НЕФТ ШЛАМИНИ ЭКОЛОГИК ТОЗА КАЙТА ИШЛАШ ВА КАЙТА ФОЙДАЛАНИШ ТЕХНОЛОГИЯСИ. Scientific progress, 2(6), 910-917.
24. Халилов, Ш. З., & Абдуллаев, Ш. А. (2020). Влияние скорости воздушного потока на характер движения компонентов зерносоломистого вороха. Проблемы современной науки и образования, (1 (146)).
25. Gapparov, KG, Erkaboev, HJ, Mansurov, YN, & Aksenov, AA (2021). Ikkilamchi babbitlarning strukturaviy tahlili. Metallurg , 65 (5), 549-555.64.
26. Халилов, Ш. З., Гаппаров, К. Г., & угли Махмудов, И. Р. (2020). Влияние травмирования и способов обмолота семян пшеницы на их биологические и урожайные свойства. Журнал Технических исследований, 3(1).
27. Мирзахонов, Ю. У., & Муллажонова, М. М. (2021). Теоретическая Исследование Технологический И Транспортирующим Машины С Плоскоременной Передачи С Натяжным Роликам. CENTRAL ASIAN JOURNAL OF THEORETICAL & APPLIED SCIENCES, 2(10), 161-164.
28. Davidboev, B., Mirzakhanov, Y., Makhmudov, I., & Davidboeva, N. (2020). Research of lateral assembly of the belt in flat-belt transmissions and transport mechanisms. International Journal of Scientific and Technology Research, 9(1), 3666-3669.
29. Набиев, Т. С., & угли Махмудов, И. Р. (2020). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЕССОВАНИИ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ. Журнал Технических исследований, 3(1).
30. Набиев, Т. С., Эркабоев, Х. Ж., & Махмудов, И. Р. (2020). О КВАДРАТНО-ГНЕЗДОВОМ СПОСОБЕ ПОСЕВА СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА. In ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ, ДОСТИЖЕНИЯ И ИННОВАЦИИ (pp. 62-65).
31. Набиев, Т. С. (2020). Высшее образование-высшая цель молодёжи. Школа Науки, (2), 52-54.
32. Тухтамурод Сахобович Набиев, Ойгул Мавлонова. Об инклюзивном образовании //Scientific progress. - 2021. - Т. 2. - №. 7. - С. 132-137.
(2).
