ОГЛЯД НЕОДНОРІДНИХ КОНСТРУКЦІЙ ТА МЕТАМАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ВІБРАЦІЙНОГО І СЕЙСМІЧНОГО ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

Анотація

У статті висвітлено актуальну проблему сейсмічного захисту будівель і споруд, з особливим акцентом на застосування періодичних матеріалів для створення інноваційних систем сейсмоізоляції та віброзахисту. Зазначено, що традиційні методи сейсмоізоляції, зокрема гумометалеві опори та інші пружні вставки, мають низку недоліків: значні відносні переміщення під час сильних поштовхів, обмежену довговічність, а також недостатню ефективність у вертикальному напрямку, що є критичним для об’єктів підвищеної відповідальності, включно з конструкціями атомних електростанцій. У статті досліджуються можливості використання періодичних матеріалів і конструкцій, здатних формувати заборонені зони для сейсмічних хвиль певних частот, що дає змогу послаблювати або блокувати їхнє поширення в ґрунтовому масиві та фундаментній частині споруди. Особливу увагу приділено розробці, оптимізації та експериментальній верифікації одновимірних, двовимірних і тривимірних періодичних фундаментів, а також оцінюванню їхньої роботи в умовах різних типів збуджень. Розглянуто результати випробувань на вібростендах і в польових умовах, які підтверджують ефективність таких систем у зниженні динамічних навантажень, амплітуд коливань і передавання енергії на надземні конструкції. Показано, що застосування періодичних фундаментів може забезпечити стабільні демпфувальні властивості без складних механічних пристроїв і суттєво зменшити ризик накопичення пошкоджень у несучих елементах. Мета статті полягає у всебічному аналізі теоретичних, чисельних та експериментальних досліджень у галузі періодичних матеріалів для розробки систем сейсмоізоляції, що не потребують постійного обслуговування, мають підвищену надійність і мінімізують відносні переміщення. Зокрема, дослідження зосереджене на перевірці теорії, уточненні основних параметрів проєктування таких систем та визначенні умов їхньої максимальної ефективності для реальних інженерних споруд. Висновок. Проаналізовано та підтверджено експериментально, що періодичні фундаменти є перспективним і ефективним способом зменшення пошкоджень конструкцій від сейсмічних збуджень. Результати досліджень можуть бути використані для розробки практичних рекомендацій, методик розрахунку та проєктних настанов щодо впровадження цієї інноваційної технології в цивільному й промисловому будівництві.