Уникальный материал для защиты зданий от землетрясений создали в России

МОСКВА, 1 июл – РИА Новости. Ученый Вятского государственного университета разработал не имеющий аналогов вязкоупругий материал, который способен обеспечивать дополнительную сейсмическую безопасность зданий при землетрясениях. Материал успешно прошел испытания в Мадридском политехническом университете, получив высокую оценку испанских экспертов, сообщили в пресс-службе Вятского государственного университета.

Исследователи из разных стран мира ищут эффективные способы уберечь здания и сооружения от разрушения при землетрясениях. В последние десятилетия развивается подход, основанный на пассивном рассеянии энергии. В специальных системах энергия землетрясений в них подается на специальные устройства – сейсмические амортизаторы. Это, например, вязкоупругие демпферы, которые контролируют вибрацию конструкции за счет деформации сдвига и соответствующего рассеяния энергии вязкоупругого материала.

К другому типу сейсмических амортизаторов относятся гистерезисные демпферы, которые увеличивают поперечную жесткость конструкции и могут рассеивать большое количество энергии за счет пластической деформации металлов.

Одна из перспективных разработок создана учеными Мадридского политехнического университета: они предложили новый сейсмический демпфер скобового типа, предназначенный для сейсмозащиты конструкций. Этот демпфер, собранный по принципу "труба в трубе", состоит из двух полых конструктивных секций. Наружная имеет ряд полос, образованных путем устройства прорезей в стенке, и приваривается к внутренней полой секции таким образом, чтобы при раскосе демпфера, подвергаясь принудительному смещению в направлении своей оси, полосы рассеивали энергию за счет деформации при изгибе/сдвиге.

© Фото из личного архива Юрия Юркина

Образец нового вязкоупругого материала, соединяющего поверхности

Испанские разработчики предложили сконструировать сейсмический амортизатор, который объединяет преимущества гистерезисного и вязкоупругого демпферов. Для этого они решили поместить в гистерезисный демпфер специальный вязкоупругий материал, который будет первым воспринимать сейсмические нагрузки и обеспечит дополнительные потери энергии колебаний.

Заведующий кафедрой строительных конструкций и машин Вятского государственного университета Юрий Юркин создал материал, который соединил в себе жесткость, эластичность и высокий тангенс угла механических потерь.

Основное отличие этого материала от зарубежных аналогов заключается в способности к саморасширению – это делает разработку уникальной, отметил Юрий Юркин.

«

"Тонкая полоска материала помещается в полость между трубами демпфера путем нанесения на внутреннюю поверхность. При нагревании материал расширяется, соединяя трубы намертво. В результате на маленьких деформациях работает вязкоупругий материал, на больших – металлическая конструкция. Так воплощена идея создания вязкоупругого гистерезисного демпфера", – рассказал он.

В Мадридском политехническом университете прошли испытания нового демпфера, созданного международной командой. Для проведения тестирования была сооружена конструкция из железобетонных колонн, на которые опирается монолитное балочное железобетонное перекрытие. Модель включает диагональные элементы – вертикальные связи со встроенным демпфером, и располагается на вибростоле, имитирующем землетрясение.

"Разработанный в Вятском государственном университете материал идеально соответствует исходному запросу. В ходе проведения тестирования Юрий Юркин детально ознакомил нас с процессом установки амортизаторов в конструкции и возможностью проверки эффективности нового вязкоупругого материала. В сотрудничестве с кировским ученым мы добились требуемого результата", – отметил профессор Мадридского политехнического университета Амадео Бенавент-Климент.

Испытания показали эффективность новой разработки, конструкция выдержала землетрясение.