CC BY
5УУК 624.04+07
Ювмитов А. С., PhD.
т.ф.ф.д. к. и. х.
УзР ФА Механика ва иншоотлар сейсмик муста^камлиги институти Собиров З.Ж. кич.и.х.
УзР ФА Механика ва иншоотлар сейсмик муста^камлиги институти Нишанбоев М.Ш.
Наманган му^андислик-курилиш институти
СЕЙСМИК КУЧЛАР ТАЪСИРИДА ПОЙДЕВОР ХДМДА ЗАМИН ГРУНТИ ОРАСИДАГИ ЭЛАСТИКЛИК УЗАРО ТАЪСИР
ХУСУСИЯТИНИНГ БИНО ТЕБРАНИШЛАРГА ТАЪСИРИ
Аннотация: Ушбу мацолада сейсмик кучлар таъсирида куп цаватли бинолар пойдеворининг замин грунти билан эластиклик узаро таъсир хусусиятининг бино тебранишларига таъсири тадциц цилинган. Олинган сонли натижалар асосида цаватлардаги максимал кучишлар уамда тезланишларнинг вацтга бозлиц графиклари келтирилган.
Калит сузлар: Сейсмик таъсирлар, тезланиш, кучиш, эластиклик хусусияти, нисбий кучиш, тебранишлар декременти, бикр маукамланган таянч, механик курсаткичлар, цаватнинг уисоб курсаткичлари.
Yuvmitov A.S., PhD senior researcher
Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures AS RUz
Sobirov Z.J. junior researcher
Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures AS RUz
Nishanboev M.Sh.
Namangan Engineering Construction Institute
INFLUENCE OF THE ELASTIC PROPERTIES OF THE FOUNDATION WITH GROUND SOIL ON THE VIBRATIONS OF THE
BUILDING UNDER THE SEISMIC IMPACTS
Abstract: In this article was studied the task of the influence of the elastic property of the interaction of the foundation with the ground soil of the multi-
storey building under the seismic impacts. The figures of the maximum displacements and accelerations over the time based on the obtained results are given.
Key words: Seismic effects, acceleration, displacement, elastic property, relative displacement, vibration decrement, rigidly fixed support, mechanical properties, design parameters of the floors.
Маълумки зилзила табиий офатлар ичида энг дахшатли бузувич хусусиятга эга булиб, тадкикотлар натижасига кура ер юзида бир йилда юз мингдан ортик зилзилалар содир булиши аникланган. Уларнинг аксарияти кучсиз зилзилаларни ташкил килиб, чул ва океан худудларида содир булиши аникланган [1].
Баъзи кучли зилзилалар манбаи инсонлар яшайдиган худудларга якин жойлашганлиги сабабли, бундай зилзилалар сейсмик мустахкамлиги паст булган бино ва иншоотларнинг бузилишига, шу билан бир каторда уларда истикомат киладиган инсонларга зарар етказишига олиб келади [2].
Сейсмик фаол худудларда жойлашган куп каватли бино ва иншоотларни зилзилалар таъсиридан асраш масаласида бинолар конструкцияларини бузилиш жараёнида тадкик килиш, конструкциялар тебранишида заминнинг юмшоклик таъсирини хисобга олиш долзарб масалалардан хисобланади. Х,озирги кунда хам бу муаммолар устида дунё микёсида турли хил илмий тадкикотлар олиб борилган [3]. Тадкикотлар натижасига кура замин грунтининг юмшоклиги кайсидир даражада биноларни зилзилалар таъсиридан химоя килишга олиб келиши аникланган.
Биноларни зилзила таъсирига меърий хужжатлар буйича хисоблашда замин хусусиятлари грунтнинг зилзилавий хусусиятига боFлик равишда унинг тоифасига кура бинонинг эркин тебраниш даврига боFлик мос коэффициентлар оркали хисобга олинади. Замин грунтининг хисобий моделлари бино ва иншоотларни лойихалаш жараёнида турли математик моделлар куринишида хисобга олинади хамда уларнинг таъсири чегаравий холатлар буйича солиштирилади хамда тадкик килинади [4].
Ушбу маколада замин грунтининг хисобий моделларидан фаркли уларок, бино пойдевори хамда унга тегиб турган замин грунтининг эластиклик хусусиятини биноларни сеймик таъсирларда тебранишларига таъсири тадкик килинган.
Куп каватли бинонинг хисобий модели меъёрий хужжат талаблари буйича каватлар сатхида тупланган массалари тупланган эластик консол стержен деб каралган [5]. Куйида бикр махкамланган хамда заминнинг эластиклигини хисобга олган холда куп каватли бинонинг хисобий модели келтирилган (1-расм).
1-расм. Бинонинг бикр махкамланган хамда заминнинг эластиклигини
хисобга олувчи хисобий схемаси
Бинонинг пойдевори хамда замин грунтининг узаро таъсирини хисобга олувчи тебранма харакат тенгламаси куйидаги куринишда ёзилади. [6]
бу ерда, к( (/ -1,2,3,...../7-1,я) - каватларнинг силжишдаги бикрликлари; y¡ -
каватларнинг кучишлари; y¡ - каватларнинг тезлиги; y¡ - каватларнинг тезланишлари; JV„ - иойдеворнинг грунтга нисбатан кучиши; Угр - замин грунтининг тезланиши; - каватлар массалари; - пойдевор массаси; С\ -
Бино зилзила таъсирида тебранганида унинг пойдевори заминга нисбатан силжийди. Заминнинг силжишдаги бикрлиги kx, пойдевор асоси , пойдевор ён юзалари F6oK ишкаланиши ва сикилиши FC3K оркали ифодаланиб аникланади хамда куйидаги ифода ёрдамида аникланади [7].
К = CFi, + C Fo, + CFж (2)
бу ерда, кх - асос бикрлиги; Сх - тенг таксимланган силжишдаги коэффициент булиб, Сх = 0,7 ■ С \ С -тенг таксимланган сикилишдаги коэффициент; ¥ф - пойдевор асоси юзаси; гбок - пойдеворнинг ишкаланадиган ён юзалари; Гсж - пойдеворнинг сикиладиган ён юзаси.
Ифодадаги С коэффициент грунтнинг тенг таксимланиб сикилгандаги коэффиценти булиб, грунт хисобий каршилиги (Я=1^5 кгс/см2) га караб, Сг=2^7 кгс/см3 кийматда кабул килинади.
Бино каватларидаги калшилик коэффициенлари куйидаги ифода ёрдамида аникланади.
с = ^4шк (3)
бу ерда у конструкциянинг суниш коэффициенти, т кават массаси ва к кават бикрлиги.
Мисол тарикасида йирик панелли сериядаги турт каватли бино олинган булиб, унинг хисобий курсаткичлари куйидаги кийматларга тенг булади.
то=130000; т1=258000; т2=213000; тз=213000; т4=213000; тз=190000 Н*с2/м; Кх=3,98*109 Н/м; кц=35,04*109; к2=26,846*109; к3=26,846*109; к4=26,846*109; к5 =26,846*109 Н/м, с=90,84*105 Нс/м, С2=С3=С4 = 72,24*105Нс/м, С5=68,23*105 Нс/м.
Горизонтал йуналишда бинога таъсир киладиган ташки таъсир куйидаги куринишда кабул килинади. [8]
бу ерда, А - замин грунти тезланишнинг амплитуда киймати булиб, хисобда мос рвишда 0^ (^=9,81 м/с2), а - замин грунтининг сунишини характерловчи коэффициент булиб, хисобда грунт тоифасига караб 0,15 киймат хамда Т - замин грунтининг тебраниш даври булиб, хисобда паст частотали тебранишлар учун Т=0.5 с ва юкори частотали тебранишлар учун эса Т=0.25 с кийматлар кабул килинган.
Юкорида келтирилган турт каватли бинонинг тебранма харакат тенгламасида замин грунти ва пойдевор орасидаги узаро таъсир хусусиятини эластик куринишда кабул килиб, (1) тенгламалар системасида бинонинг хисобий курсаткичларини хисобга олган холда (2) ва (3) ифодаларни мос равишда хисобга олиб, MathCAD пакет дастури ёрдамида бинонинг каватларидаги максимал кучиш ва тезланишлар графиклар паст ва юкори частотали залзилалар таъсирида бино асоси бикр ва узаро эластик хусусиятга эга булган холлар учун хисобланди. Олинган сонли хисоб натижалари графиклар куринишида куйида келтирилган (2-5-расмлар).
- 3
6x10 3
t
2-расм. Паст частотали замин тебранишларда бикр махкамланган x5 ва эластик узаро таъсир хусусиятидаги s5 таянчларда бино юкори каватининг кучиши
0.015
- 0.011-
0 5 10 15
t
3-расм. Юкори частотали замин тебранишларда бикр махкамланган x5 ва эластик узаро таъсир хусусиятидаги s5 таянчларда бино юкори каватининг кучиши
10,-
5
' I * 4 14
w5(t)
0
a5(t)
- 5
il s «
■ s
I
- 101-
0 5 10
t
4-расм. Паст частотали замин тебранишларда бикр махкамланган x5 ва эластик узаро таъсир хусусиятидаги s5 таянчларда бино юкори каватининг тезланиши
1
w5(t)
0
a5(t)
- 1 : ' ' '
- 2-
0 5 10
t
5-расм. Юкори частотали замин тебранишларда бикр махкамланган x5 ва эластик узаро таъсир хусусиятидаги s5 таянчларда бино юкори каватининг тезланиши
Олинган сонли хисоб натижаларини солиштириш ва уларнинг тахлилига асосан куйидагиларни хулоса килиш мумкин.
Тадкикот объекти сифатида йирикпанелли турт каватли бино олинган булиб, кават сатхида силжишдаги бикрликлари бошка конструктив тизимдаги биноларга нисбатан бир неча баробар катталигини тадкикот натижаларидан куриш мумкин.
Паст частотали замин тебранишларида бинони бикр махкамлинган таянчида юкори каватининг кучиши 0.005 м ни хамда пойдевор ва замин грунтининг эластиклик узаро таъсир хусусиятини хисобга олганда 0,0025 м ни ташкил килган. Замин грунтининг тезланиши бикр махкамланган таячда 1 м/с2, пойдевор ва замин грунтининг эластиклик узаро таъсир хусусиятини хдсобга олганда эса 7 м/с2 ни ташкил килган.
Юкори частотали замин тебранишларида бинони бикр махкамлинган таянчида юкори каватининг кучиши 0.012 м ни хамда пойдевор ва замин грунтининг эластиклик узаро таъсир хусусиятини хисобга олганда 0,0012 м ни ташкил килган. Замин грунтининг тезланиши бикр махкамланган таячда 0.5 м/с2, пойдевор ва замин грунтининг эластиклик узаро
таъсир хусусиятини хисобга олганда 1.2 м/с2 ни ташкил килган.
Юкоридагилардан келиб чиккан холда бино ва иншоотларни лойихалашда пойлевор хамда замин грунти орасидаги узаро таъсир хусусиятлари сезиларли даражада ахамиятга эга булиб, узаро таъсир хусусиятларини туFри танлаш биноларни сейсмик кучлар таъсирида деформация-кучланганлик холатини туFри аниклаш имконини беради.
Фойдаланилган адабиётлар: 1. https://www.usgs.gov/natural-hazards/earthquake-hazards/science/cool-earthquake -facts ?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects
2. Victor Gioncu and Federico M. Mazzolani. Earthquake Engineering for Structural Design. Spon Press is an imprint of the Taylor & Francis Group. This edition published in the Taylor & Francis e-Library, 2010. - 581 p.
3. A.S. Yuvmitov, S.R. Hakimov. Influence of seismic isolation on the stressstrain state of buildings. Acta of Turin Polytechnic University in Tashkent, 2021, 11, 74-82.
4. Баркан Д.Д. Динамика оснований и фундаментов. М.: «Стройвоенмориздат», 1948.-407 с.
5. КМК 2.01.03-2019. "Строительство в сейсмических районах". Изменение №3. Ташкент. Министерство строительства РУз, 2019. - 111 с.
6. Назаров А.Г. Метод инженерного анализа сейсмических сил. - Ереван: АН Арм. 1959. - 285 с.
7. Корчинский И.Л, Поляков С.В, Быховский В.А, Дузинкевич С.Ю., Павлик В.С. Основы проектирования зданий в сейсмических районах. -М.: Госстройиздат,1961.- 458 б.
8. Напетваридзе Ш.Г. Сейсмостойкость гидротехнических сооружений. -М.: Госстройиздат, 1959. - 216 с.
