Аналіз впливу різних типів ґрунтів на власні частоти багатоповерхових залізобетонних будівель

Заголовок (англійською): 
Analysis of the influence of different soil types on the natural frequencies of multi-storey reinforced concrete buildings
Автор(и): 
Коврова В.О.
Волкова В.Є.
Автор(и) (англ): 
Kovrova V.O.
Volkova V.E.
Ключові слова (укр): 
багатоповерхові залізобетонні будівлі, ґрунтова основа, метод скінченних елементів, чисельне моделювання, модальний аналіз, власні частоти.
Ключові слова (англ): 
multi-storey reinforced concrete buildings, soil base, finite element method, numerical modelling, modal analysis, natural frequencies
Анотація (укр): 
У статті розглянуто визначення зміни глобальної жорсткості будівлі за допомогою оцінки значень власних частот з урахуванням впливу різних ґрунтових основ. Виконано аналіз впливу параметрів ґрунтової основи на власні частоти залізобетонної каркасної будівлі. У дослідженні розглянуто 4 типи розрахункових моделей із жорстко закріпленою основу та пружною основою з урахуванням стійких, помірно стійких та слабких ґрунтів. Із застосуванням методу скінчених елементів здійснено повний розрахунок багатоповерхової каркасної будівлі з подальшим виконанням модального аналізу. Встановлено тип ґрунтової основи впливає на зміну власних частот коливань будівлі. У моделі із жорстко закріпленим фундаментом частоти є найвищими, а власні значення коливань найнижчими. У варіантах з пружною основою найнижчі частоти спостерігаються у моделі на слабких ґрунтах, а найвищі значення характерні для піщаних ґрунтів основ.
Анотація (англ): 
The paper considers the determination of changes in the global stiffness of a building by estimating the values of natural frequencies taking into account the influence of different soil bases. An analysis of the influence of soil foundation parameters on the natural frequencies of a reinforced concrete frame building is performed. The study considers 4 types of design models with a rigidly fixed foundation and an elastic foundation, taking into account stable, moderately stable, and weak soils. Using the finite element method, a complete calculation of a multi-storey frame building was carried out, followed by a modal analysis. It was found that the type of soil foundation affects the change in the natural vibration frequencies of the building. In the model with a rigidly fixed foundation, the frequencies are the highest and the eigenvalues of oscillations are the lowest. In the variants with an elastic foundation, the lowest frequencies are observed in the model on weak soils, and the highest values are characteristic of sandy foundation soils.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 111
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 111
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
15-111_kovrova_v.o._volkova_v.e.pdf
Дата публікації: 
28 Декабрь 2023
Номер збірника: 
111
Університет автора: 
Dnipro University of Technology Dmytro Yavornytskyi Ave., 19, Dnipro, 49005; Dnipro State Agrarian and Economic University Serhiy Yefremov Street, 25, Dnipro, 49000
References: 
  1. NEHRP Consultants Joint Venture. Soil-Structure Interaction for Building Structures. Nist Gcr. 2012, 12.
  2. Worden, K.; Friswell, M.I. Modal-Vibration-Based Damage Identification. In Encyclopedia of Structural Health Monitoring; Wiley:Hoboken, NJ, USA, 2008.
  3. Gaile, L.; Ratnika, L.; Pakrastins, L. RC Medium-Rise Building Damage Sensitivity with SSI Effect. Materials 2022, 15, 1653.
  4. Papadopoulos, M.; Van Beeumen, R.; François, S.; Degrande, G.; Lombaert, G. Computing the modal characteristics of structuresconsidering soil-structure interaction effects. Procedia Eng. 2017, 199, 2414–2419.
  5. Ratnika, L.; Gaile, L.; Vatin, N.I. Impact of Groundwater Level Change on Natural Frequencies of RC Buildings. Buildings 2021, 11, 265.
  6. Mayevska I.V. Ivasyshyn O. V. Influence of the base yielding on the stress-strain state of floor slabs. In: XLV Scientific and Technical Conference of VNTU, pp 1–5.  VNTU, Vinnytsia.
  7. Nozari, A.; Behmanesh, I.; Yousefianmoghadam, S.; Moaveni, B.; Stavridis, A. Effects of variability in ambient vibration data onmodel updating and damage identification of a 10-story building. Eng. Struct. 2017, 151, 540–553.
  8. Oliveira, C.S.; Navarro, M. Fundamental periods of vibration of RC buildings in Portugal from in-situ experimental and numericaltechniques. Bull. Earthq. Eng. 2010, 8, 609–642.
  9. Kabtamu, H.G.; Peng, G.; Chen, D. Dynamic Analysis of Soil Structure Interaction Effect on Multi Story RC Frame. Open J. Civ.Eng. 2018, 08, 426–446.
  10. Perelmuter A. Compilation of calculated combinations in according with EN 1990 // Strengthof Materials and Theory of Structures: Scientific-&-Technical collected articles – Kyiv: KNUBA,2022. – Issue 109. – P. 93-108.
  11. DBN B.1.1-12:2006. Construction in seismic regions of Ukraine. Ministry of Construction of Ukraine, Kyiv.
  12. Bazhenov V.A., Perelmuter A.V., Shishov O.V. (2009) Structural mechanics. Computer technologies. Caravela, Kyiv.