ДИНАМІЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ ПРИ ПЕРЕВЕЗЕННІ АВТОТРАНСПОРТОМ ТА СЕЙСМОЗАХИСТ МАЛОПОВЕРХОВИХ МОДУЛЬНИХ БУДИНКІВ

Анотація

Метою дослідження є визначення фактичних динамічних характеристик і навантажень, які виникають у несучих конструкціях малоповерхових модульних будинків на етапах їх транспортування та монтажу, а також обґрунтування ефективності застосування систем сейсмозахисту для забезпечення їх експлуатаційної надійності при інтенсивних сейсмічних впливах (8 та 9 балів).

Методологія дослідження базується на комплексному підході, який поєднує натурні експериментальні  випробування  та  чисельне моделювання. В натурних умовах проведено реєстрацію мікросейсмічних коливань та віброприскорень сталевого каркаса одноповерхового модульного будинку при його підйомі та встановленні на транспортну платформу (трейлер). Для отримання часових сигналів віброприскорень і їх вузькосмугових спектрів використано спеціалізоване програмне забезпечення  «Сейсмомоніторинг».  Чисельне  моделювання напружено-деформованого стану одноповерхових суміжних двох модульних будинків під дією 8- і 9-бального сейсмічного навантаження виконано у ліцензійному програмному комплексі ЛІРА-САПР 2024.

У результаті проведених натурних випробувань зафіксовано, що під час виконання монтажних операцій та встановлення модуля на трейлер виникають значні вертикальні віброприскорення конструкцій (досягають 1,4 м/с²), що генерує в елементах каркаса напруження, співставні з розрахунковими  сейсмічними  навантаженнями  до

7 балів. Фактичні частоти власних горизонтальних коливань досліджуваного модульного будинку становлять 12,25 Гц у поперечному та 16,0 Гц у поздовжньому напрямках; логарифмічний декремент коливань дорівнює 0,13. Під час транспортування модульних будинків автомобільними дорогами з різним типом покриття (дорожні плити на території заводу, проїзд трамвайної колії, асфальт, ґрунт)  зареєстровано  максимальні  вертикальні віброприскорення до 6 м/с², що вимагає впровадження спеціальних демпфуючих пристроїв (сейсмоопор) для зниження динамічних навантажень. Результати комп'ютерного  моделювання підтвердили необхідність інтеграції гумовометалевих сейсмоопор у просторову схему будинків. Досліджено дві розрахункові моделі: з жорстким закріпленням каркасу будинку до фундаменту та з використанням системи пасивної сейсмоізоляції. Чисельні дослідження одноповерхових модульних будинків підтвердили, що встановлення високодемпфуючих сейсмоопор призводить до радикального зниження зусиль у несучих  стійках  каркаса  при  сейсмічних  впливах інтенсивністю 8 та 9 балів.

Отримані результати мають вагоме практичне значення для проєктування швидкомонтованих модульних будинків заводського виготовлення. Впровадження запропонованих рішень щодо сейсмоізоляції не лише забезпечує сейсмостійкість модульних будинків під час експлуатації в сейсмонебезпечних регіонах, але й нівелює ризики пошкодження конструктивних елементів, з'єднувальних вузлів та огороджувальних конструкцій на етапах їх перевезення та монтажу.