satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2025-24-4-297-306sat-2880Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCIVIL AND INDUSTRIAL ENGINEERINGМоделирование системы «платформа – модель здания»Modeling of the System “Platform – Building Model” with a Seismic Isolation BeltНизомовД. Н.NizomovD. N.

Член-корреспондент НАН Таджикистана, доктор технических наук, профессор

г. Душанбе

КаландарбековИ. К.KalandarbekovI. K.

Доктор технических наук, профессор

г. Душанбе

КаландарбековИ. И.KalandarbekovI. I.

Кандидат технических наук, доцент

Адрес для переписки:Каландарбеков Ифтихор Имомёрбекович -Таджикский технический университет имени академика М. С. Осимипросп. академиков Раджабовых, 10А,734042, г. Душанбе, Республика Таджикистан,Тел.: +992 (372) 21-35-11

iftikhor791@mail.ru

Address for correspondence:Qalandarbekov Iftikhor Imomyorbekovich -Tajik Technical University named after Academician M. S. Osimi10А, Academicians Rajabov’s Avenue,734042, Dushanbe, Republic of Tajikistan,Tel.: +992 (372) 21-35-11

iftikhor791@mail.ru

iftikhor791@mail.ruИнститут геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии Национальной академии наук ТаджикистанаТаджикистанInstitute of Geology, Earthquake Engineering and Seismology of the National Academy of Sciences of TajikistanTajikistanТаджикский технический университет имени академика М. С. ОсимиТаджикистанAcademician M. S. Osimi Tajik Technical UniversityTajikistanБелорусский национальный технический университет, Таджикский технический университет имени академика М. С. ОсимиТаджикистанBelarusian National Technical University, Tajik Technical University named after Academician M. S. OsimiTajikistan202501092025244297306Copyright © Низомов Д.Н., Каландарбеков И.К., Каландарбеков И.И., 20252025Низомов Д.Н., Каландарбеков И.К., Каландарбеков И.И.Nizomov D.N., Kalandarbekov I.K., Kalandarbekov I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2880

Разработаны алгоритмы численного решения динамических задач моделей зданий с сейсмоизолирующим поясом при расположении плоскости скольжения на различных уровнях. Алгоритмы учитывают нелинейное поведение конструкции, связанное с перемещениями в области скользящего слоя, и позволяют проводить моделирование с учетом различных параметров изоляции. Разработана компьютерная программа, реализующая предложенные алгоритмы. Она позволяет рассчитывать динамический отклик зданий при различных сейсмических воздействиях, учитывая геометрические и механические характеристики конструкции. В программе реализованы численные методы интегрирования уравнений движения, что обеспечивает точность и устойчивость вычислений. Проведены расчеты моделей зданий с сейсмоизоляцией при различных параметрах системы, включая высоту расположения плоскости скольжения, жесткость надземной части и характеристики демпфирования. Получены результаты, показывающие влияние этих факторов на поведение сооружения при сейсмических нагрузках. Анализ результатов показал, что расположение плоскости скольжения оказывает значительное влияние на динамическую реакцию здания. В частности, более низкое расположение слоя скольжения способствует снижению передаваемых на надземную часть ускорений, что приводит к уменьшению внутренних усилий и повышению общей сейсмостойкости конструкции. Предложенные алгоритмы и программа могут быть использованы при проектировании зданий с сейсмоизоляцией, а также при оценке их надежности в условиях различных сейсмических воздействий.

 Algorithms for the numerical solution of dynamic problems of building models with a seismic-isolating belts when the sliding plane is located at different levels have been developed. The algorithms take into account the nonlinear behavior of the structure associated with displacements in the area of the sliding layer, and allow for modeling taking into account various insulation parameters. A computer program implementing the proposed algorithms has been developed. It allows to calculate the dynamic response of buildings under various seismic effects, taking into account the geometrical and mechanical characteristics of the structure. The program implements numerical methods for integrating equations of motion, which ensures the accuracy and stability of calculations. Calculations of seismic-insulated building models with different system parameters, including the height of the sliding plane location, stiffness of the above-ground part and damping characteristics, have been carried out. The results showing the influence of these factors on the behavior of the structure under seismic loads have been obtained. The analysis of the results showed that the location of the sliding plane has a significant effect on the dynamic response of the building. In particular, the lower location of the sliding layer contributes to the reduction of accelerations transmitted to the above-ground part, which leads to a decrease in internal forces and an increase in the overall seismic resistance of the structure. The proposed algorithms and program can be used in the design of buildings with seismic insulation, as well as in the assessment of their reliability under various seismic effects

модель зданияскользящий пояссила тренияматематическое моделированиекоэффициент жесткостиплоскость скольжениякоэффициент затуханияbuilding modelsliding beltfriction forcemathematical modellingstiffness coefficientsliding planedamping coefficientReferencesАбдурашидов, К. С. Сейсмостойкость сооружений / К. С. Абдурашидов, Я. М. Айзенберг, Т. Ж. Жунусов [и др.]. М.: Наука, 1989. 192 с.Abdurashidov K. S., Isenberg Ya. M., Zhunusov T. Zh., Skladnev N. N. (1989) Seismic Resistance of Structures. Moscow, Nauka Publ. 192 (in Russian).Аубакиров, А. Т. Реакция зданий на свайных фундаментах с элементами сухого трения на воздействие реальных акселерограмм / А. Т. Аубакиров, С. Е. Ержанов // Совершенствование методов расчета и конструирования зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах: материалы Всесоюзного совещания. Алма-Ата, 1976. С. 12–19.Aubakirov A. T., Erzhanov S. E. (1976) Response of Buildings on Pile Foundations with Dry Friction Elements to the Impact of Real Accelerograms. Sovershenstvovanie metodov rascheta i konstruirovaniya zdanii i sooruzhenii, vozvodimykh v seismicheskikh raionakh: materialy Vsesoyuznogo soveshchaniya [Improving Methods of Calculation and Design of Buildings and Structures Erected in Seismic Areas: Proceedings of All-Union Conference]. Alma-Ata, 12–19 (in Russian).Низомов, Д. Н. Метод граничных уравнений в решении статических и динамических задач строительной механики / Д. Н. Низомов. М.: АСВ, 2000. 283 с.Nizomov D. N. (2000) The Method of Boundary Equations in Solving Static and Dynamic Problems of Structural Mechanics. Moscow, ASB Publ. 283 (in Russian).Низомов, Д. Н. Численное моделирование сейсмоизолированных зданий с сухим трением / Д. Н. Низомов, И. К. Каландарбеков, И. И. Каландарбеков // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. 2018. Т. 61, № 1. С. 47–53.Nizomov D. N., Kalandarbekov I. K., Kalandarbekov I. I. (2018) Numerical Modeling of Seismically Isolated Buildings with Dry Friction. Doklady Akademii Nauk Respubliki Tadzhikistan = Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, 61 (1), 47–53 (in Russian).Каландарбеков, И. К. Сравнительный анализ различных типов сейсмоизоляции в многоэтажных зданиях / И. К. Каландарбеков, Д. Н. Низомов, И. И. Каландарбеков // Известия Академии наук Республики Таджикистан. 2016. № 4 (165). С. 58–64.Kalandarbekov I. K., Nizomov D. N., Kalandarbekov I. I. (2016) Comparative Analysis of Different Types of Seismic Isolation in Multi-Story Buildings. Izvestiya Akademii Nauk Respubliki Tadzhikistan [Proceedings the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan], (4), 58–64 (in Russian).Патент Республики Таджикистан № 78. Компьютерная программа численного решения динамической задачи сейсмоизолированного здания со скользящим поясом: опубл. 11.03.2019 / Низомов Д. Н., Каландарбеков И. К., Каландарбеков И. И.Nizomov D. N., Kalandarbekov I. K., Kalandarbekov I. I. (2019) Computer Program for Numerical Solution of Dynamic Problem of Seismically Isolated Building with Sliding Belt. Patent Republic of Tajikistan No 78 (in Russian).Павлык, В. Г. Принцип проектирования сейсмостойких зданий с повышенными диссипативными свойствами / В. Г. Павлык // Материалы Всесоюзного совещания по проектированию и строительству сейсмостойких зданий и сооружений. Фрунзе, 1971. С. 210–218.Pavlyk V. G. (1971) Design Principle of Earthquake-Resistant Buildings with Increased Dissipative Properties. Proceedings of the All-Union Conference on the Design and Construction of Earthquake-Resistant Buildings and Structures. Frunze, 210–218 (in Russian).Экспериментальное исследование здания на сейсмоизолирующих опорах при действии динамических нагрузок (Япония) // Экспресс-Информ / ВНИИИС. Москва, 1984. Вып. 17. С. 8–10. (Сер.14, Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство).Experimental Study of a Building on Seismic Isolating Supports under Dynamic Loads (Japan). Express-Inform. Series 14, Construction in special conditions. Earthquake-resistant construction). Moscow, All-Union Scientific Research Institute of Certification, Is. 17, 8–10 (in Russian).A Construction Method Providing High Earthquake-Resistance in Reinforced Concrete Building / O. Pekin, F. Sirmalifl, K. Özdenll, P. Rani. URL: https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/6_vol2_2064.pdf.Pekin O., Sirmalifl F., Özdenll K., Rani P. A Construction Method Providing High Earthquake-Resistance in Reinforced Concrete Building. Available at: https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/6_vol2_2064.pdfАбрамов, Б. М. Динамический гаситель колебаний, вызываемых периодическими ударами / Б. М. Абрамов, А. Б. Абрамов // Механика машин: сб. ст. Тбилиси: Мецниереба, 1969. Вып. 20. С. 103–117.Abramov B. M., Abramov A. B. (1969) Dynamic Damper for Vibrations Caused by Periodic Impacts. Mekhanika Mashin: sb. st. [Mashine Mechanics: Collection of Articles]. Tbilisi: Metsniereba, Is. 20, 103–117 (in Russian).Алексеев, A. M. О демпфировании колебаний импульсно-динамическим гасителем / А. М. Алексеев // Проблемы прочности. 1972. № 2. С. 52–54.Alekseev A. M. (1972) Oscillation Damping by Pulsed Dynamic Dampers. Strength of Materials, 4 (2), 179–181. https://doi.org/10.1007/bf01527575.Джинчвелашвили, Г. А. Эффективность применения сейсмоизолирующих опор при строительстве зданий и сооружений / Г. А. Джинчвелашвили, О. В. Мкртычев // Транспортное строительство. 2003. № 9. С. 15–19.Dzhinchvelashvili G. A., Mkrtychev O. V. (2003) Efficiency of Using Seismic Isolation Supports in the Construction of Buildings and Structures. Transportnoe Stroitelstvo = Transport Construction, (9), 15–19 (in Russian).Савинов, О. А. Сейсмоизоляция сооружений / О. А. Савинов // Динамические проблемы строительной техники: избранные статьи и доклады. СПб.: Изд-во ВНИИГ, 1993. С. 155–178.Savinov O. A. (1993) Seismic Isolation of Structures. Dinamicheskie Problemy Stroitelnoy Mekhaniki. Izbrannye Statyi i Doklady [Dynamic Problems of Structural Mechanics. Selected Articles and Reports]. Saint-Petersburg, Vedeneev VNIIG, 155–178 (in Russian).Савинов, О. А. О некоторых особенностях применения систем сейсмоизоляции зданий и сооружений / О. А. Савинов, Т. А. Сандович // Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева: сб. науч. трудов. Л.: Энергоатомиздат, 1982. Т. 161. С. 26–39.Savinov O. A., Sandovich T. A. (1982) On Some Features of the Application of Seismic Isolation Systems for Buildings and Structures. Izvestiya VNIIG imeni B. E. Vedeneeva: sb. nauch. Trudov [News of All-Russian Scientific Research Institute of Hydraulic Engineering named after B. E. Vedeneev: Collection of Scientific Works]. Leningrad, Energoatomizdat Publ. Vol. 161, 26–39 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.