Прием сейсмозащиты

Новая архитектурно-строительная система КУПАСС прошла натурные испытания

В Томске специалистами Лаборатории сейсмостойких сооружений и инновационных методов сейсмозащиты (ЛССИМС) ЦИСС ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко НИЦ «Строительство» были проведены натурные динамические испытания фрагмента здания, сооруженного с применением каркасной универсальной полносборной архитектурно-строительной системы (КУПАСС). Система была разработана Томским государственным архитектурно-строительным университетом совместно с холдингом ОАО «ТДСК» по заданию Минобрнауки РФ.

Испытания проводились в рамках исследований по разработке и запуску в производство технологии, используемой для строительства 12-этажных энергоэффективных многоквартирных домов. Эти дома адаптированы к северным климатическим условиям и площадкам с повышенной сейсмичностью в 7-8 баллов.

Целью испытаний являлось экспериментальное подтверждение теоретических данных о механических характеристиках, параметрах надежности и безопасности разработанных конструктивных решений для зданий системы КУПАСС.

Испытатели изучили специфику работы сейсмоизоляции и сборных конструкций под действием сейсмических нагрузок, получили качественные и количественные оценки ускорений надземной части здания при моделировании сейсмического воздействия.

Важно также было получить качественную и количественную оценку факторов, определяющих поведение всего здания в целом и его конструктивных элементов при сейсмических воздействиях.

Испытания были проведены на фрагменте, представляющем собой центральную секцию здания системы КУПАСС с системой сейсмоизоляции, высотой в три этажа.

Система сейсмоизоляции в здании представляла собой резинометаллические опоры со свинцовыми сердечниками (РМО). Элементы сейсмоизоляции РМО были установлены на уровне цокольного этажа фрагмента здания. Резинометаллические опоры обладают высокой горизонтальной податливостью, допускающей большие горизонтальные перемещения грунта без каких-либо повреждений конструкции. Они снижают инерционные сейсмические нагрузки на здание за счет значительного увеличения собственного периода колебаний здания и повышенного демпфирования системы сейсмозащиты.

В качестве источника воздействия использовалась инерционно-резонансная машина, предназначенная для натурных исследований инженерных сооружений (вибромашина ВИД-50). Нагрузка, генерируемая вибромашиной, передавалась через систему балок на колонны цокольного этажа, при этом система балок совместно с колоннами цокольного этажа перемещалась относительно плитного ростверка, тем самым имитируя перемещение фундамента здания совместно с грунтом основания при сейсмическом воздействии.

Сравнивая результаты расчета изолированного и неизолированного здания на динамическое воздействие, можно сделать вывод, что применяемая система сейсмоизоляции наиболее эффективно работает в высокочастотной области, в которой находится большинство прогнозируемых региональных сейсмических событий.

Таким образом, на основании анализа конструктивного решения и верификации результатов испытаний, специалистами ЛССИМС был сделан вывод о возможности применения архитектурно-строительной системы КУПАСС в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов — без применения системы сейсмоизоляции, и до 8 баллов включительно — с учетом применения систем сейсмоизоляции.