Строительство в сейсмических районах Украины

При расчете конструкций мостов на устойчивость против опрокидывания коэффициент условий работы т следует принимать: для конструкций, опирающихся на отдельные опоры, - 1; при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов на скальных основаниях - 0,9; при проверке фундаментов на нескальных основаниях - 0,8. При расчете на устойчивость против сдвига коэффициент условий работы т следует принимать равным 0,9.

При расчете оснований фундаментов неглубокого заложения по несущей способности и при определении несущей способности свай (по грунту) влияние сейсмических воздействий следует учитывать в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию зданий и сооружений; нормативных документов по проектированию оснований и фундаментов.

При проектировании фундаментов неглубокого заложения эксцентриситет е₀ равнодей­ ствующей активных сил относительно центра тяжести сечения по подошве фундаментов ограни­ чивается следующими правилами:

в сечениях по подошве фундаментов, заложенных на нескальном грунте, —е₀ ≤ 1,5ρ;

в сечениях по подошве фундаментов, заложенных на скальном грунте, —е₀ ≤ 2,0ρ ,

где ρ - радиус ядра сечения по подошве фундамента со стороны более нагруженного края сечения.

4.5 Трубы под насыпями

4.5.1 При расчетной сейсмичности 9 баллов следует преимущественно применять железобе­тонные фундаментные трубы со звеньями замкнутого контура. Длину звеньев, как правило, следует принимать не менее 2 м.

4.5.2 В случае применения при расчетной сейсмичности 9 баллов бетонных прямоугольных труб с плоскими железобетонными перекрытиями необходимо предусматривать соединение стен с фундаментом омоноличиванием выпусков арматуры. Бетонные стены труб следует армировать конструктивной арматурой. Между раздельными фундаментами следует устраивать распорки.

4.6 Подпорные стены

4.6.1 Применение каменной кладки насухо допускается для подпорных стен протяженностью не более 50 м (за исключением подпорных стен на железных дорогах при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов и на автомобильных дорогах при расчетной сейсмичности 9 баллов, когда кладка насухо не допускается).

В подпорных стенах высотой 5 м и более, выполняемых из камней неправильной формы, следует через каждые 2 м по высоте устраивать прокладные ряды из камней правильной формы.

4.6.2 Высота подпорных стен, считая от подошвы фундаментов, должна быть не более:

а) стены из бетона при расчетной сейсмичности 8 баллов - 12 м; 9 баллов -10 м;

б) стены от бутобетона и каменной кладки на растворе: при расчетной сейсмичности 8 баллов - 12 м; 9 баллов на железных дорогах - 8 м, на автомобильных дорогах -10 м;

в) стены из кладки насухо - 3 м.

Подпорные стены следует разделять по длине сквозными вертикальными швами на секции с учетом размещения подошвы каждой секции на однородных грунтах. Длина секции должна быть не более 15 м.

При расположении оснований смежных секций подпорной стены в разных уровнях переход от одной отметки основания к другой должен производиться уступами с отношением высоты уступа к его длине 1:12.

Применение подпорных стен в виде обратных сводов не допускается.

4.7 Тоннели

При выборе трассы тоннельного перехода необходимо, как правило, предусматривать заложение тоннеля вне зон тектонических разломов в однородных по сейсмической жесткости грунтах. При прочих равных условиях следует отдавать предпочтение вариантам с более глубокими заложениями тоннеля.

Для участков пересечения тоннелем тектонических разломов, по которым возможна под­ вижка массива горных пород, при соответствующем технико-экономическом обосновании необходимо предусматривать увеличение сечения тоннеля или гибкое соединение обделки.

При расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов обделку тоннелей следует проектировать замкнутой. Для тоннелей, сооружаемых открытым способом, следует применять цельносекционные сборные элементы. При расчетной сейсмичности 7 баллов обделку горного тоннеля допускается выполнять из набрызг-бетона в сочетании с анкерным креплением.

4.7.4 Порталы тоннелей и лобовые подпорные стены следует проектировать, как правило, железобетонными. При расчетной сейсмичности 7 баллов допускается применение бетонных порталов.

Для компенсации продольных деформаций обделки следует устраивать антисейсмические деформационные швы, конструкция которых должна допускать смещение элементов обделки и сохранение гидроизоляции.

В местах примыкания к основному тоннелю камер и вспомогательных тоннелей (вентиляционных, дренажных и пр.) следует устраивать антисейсмические деформационные швы.

5 ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

5.1 Общие положения

5.1.1 Положения настоящих Норм устанавливают специальные требования для гидротехнических сооружений (ГТС), размещаемых или расположенных в районах с нормативной сейсмичностью I ^норм, равной 6 баллам и более по сейсмической шкале MSK-64.

Указанные требования следует выполнять при проектировании, строительстве, вводе в эксплуа­тацию, при эксплуатации, обследовании реального состояния, оценке безопасности, реконструкции, восстановлении, консервации и выводе из эксплуатации ГТС.

5.1.2 Для обеспечения сейсмостойкости ГТС требуется:

проведение на стадии проектирования комплекса специальных исследований с целью установления расчетной сейсмичности площадки строительства, определения расчетных сейсмических воздействий, получения набора сейсмических записей или их спектров, моделирующих расчетные сейсмические воздействия;

выполнение комплекса расчетов (а при необходимости и модельных испытаний) по опре­делению напряженно-деформированного состояния, оценке прочности и устойчивости соору­жений, их элементов и оснований;

применение конструктивных решений и материалов, обеспечивающих сейсмостойкость сооружений;

включение в проекты особо ответственных сооружений специального раздела о проведении в процессе эксплуатации сооружений мониторинга сейсмических процессов и реакции ГТС на их проявления;

периодические обследования состояния ГТС и их оснований, в том числе после каждого пере­несенного землетрясения силой не менее 5 баллов.

5.1.3 При обосновании сейсмостойкости ГТС используются сейсмические воздействия двух уровней: проектное землетрясение (ПЗ) и максимальное расчетное землетрясение (МРЗ).

В качестве ПЗ принимается землетрясение повторяемостью Годин раз в 500 лет (карта ОСР-А); МРЗ - один раз в 5000 лет (карта ОСР-С).

ПЗ должно восприниматься гидротехническим сооружением без нарушения режима его нор­мальной эксплуатации. При этом допускаются остаточные смещения, трещины и иные повреждения, не препятствующие возможности ремонта сооружения в условиях его нормального функциони­рования.

МРЗ должно восприниматься без угрозы разрушения сооружения или прорыва напорного фронта. При этом допускаются повреждения ГТС и его основания.

5.1.4 Расчетная сейсмичность площадки ГТС 1^р определяется как сумма нормативной сейсмичности 1^норм и приращения сейсмической интенсивности ΔI за счет грунтовых условий площадки строительства.

Нормативная сейсмичность I ^норм определяется по картам ОСР и "Списку населенных пунктов..." (приложения А и Б), а также таблице 5.1.

Приращение ΔI в баллах сейсмической шкалы за счет грунтовых условий на площадке ГТС определяется инструментальными и расчетными методами сейсмического микрорайонирования (СМР).

При отсутствии соответствующих исследований на предварительных стадиях проектирования допускается величину 1^р принимать по таблице 1.1с использованием результатов инженерно-гео­логических изысканий на площадке строительства.

Как при сейсмическом микрорайонировании, так и при инженерно-геологических изысканиях глубина слоя исследования сейсмических свойств грунта должна определяться, исходя из особен­ностей геологического строения площадки, но не менее 40 м от подошвы сооружения (для соору­жений III и IV классов по таблице 5.1, не входящих в состав напорного фронта, - не менее 20 м).

Категория грунта и его физико-механические и сейсмические характеристики должны опре­деляться с учетом возможных техногенных изменений свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

Таблица 5.1 - Области применения методов расчета ГТС

Расчетное землетря­сение

Класс сооружения

I-II

III-IV

I-IV

Водоподпорные, подземные и морские нефтегазопромысловые сооружения

Водоподпорные

и подземные сооружения

Остальные ГТС

ПЗ

ПДМ

ЛСМ

ЛСМ

МРЗ

ПДМ

-

-

Примечание. Перечень сооружений I и II классов, относящихся к водоподпорным сооружениям, может быть расширен по усмотрению проектной организации за счет напорных трубопроводов большого диаметра и иных объектов, разрушение которых по своим последствиям иден­тично прорыву напорного фронта; ПДМ - прямой динамический метод расчета; ЛСМ -линейно-спектральный метод.

В тех случаях, когда расчетная сейсмичность площадки определяется методами СМР, дополнительно устанавливаются скоростные, частотные и резонансные характеристики грунта основания сооружения.

Строительство гидротехнических сооружений на площадках сейсмичностью 9 баллов при наличии грунтов III категории по сейсмическим свойствам требует специального обоснования и допускается только в исключительных случаях.

Проектирование надводных зданий, крановых эстакад, опор ЛЭП и других сопутствующих объектов, входящих в состав гидроузлов, следует производить в соответствии с указаниями разде­лов 2 и 3 настоящих Норм; при этом расчетную сейсмичность площадки строительства следует принимать в соответствии с указаниями настоящего раздела.

В случае размещения этих объектов, а также конструктивных элементов и технологического оборудования на гидротехнических сооружениях сейсмическое воздействие задается ускорением, действующим в соответствующей точке основного сооружения.

5.2 Учет сейсмических воздействий и определение их характеристик

5.2.1 Сейсмические воздействия учитываются в тех случаях, когда величина 1^расч составляет 6 баллов и более.

Сейсмические воздействия включаются в состав особых сочетаний нагрузок и воздействий.

5.2.2 Для водоподпорных и подземных ГТС I и II классов, а также морских нефтегазопро- мысловых сооружений расчетные сейсмические воздействия моделируются расчетными акселерограммами (РА), подбираемыми в зависимости от расположения и характеристик основных зон ВОЗ с учетом данных о скоростных, частотных и резонансных характеристиках грунтов, залегающих в основании сооружения, а также по трассе движения сейсмических волн от очага к объекту.

Расчетные акселерограммы в общем случае задаются как трехкомпонентные.

Для остальных гидротехнических сооружений, не указанных в 5.2.2, характеристикой расчетного сейсмического воздействия служит величина сейсмического ускорения основания, определяемая в соответствии с указаниями 5.5.1.

В расчетах ГТС и их оснований учитываются следующие сейсмические нагрузки:

- распределенные по объему сооружения и его основанию (а также боковых засыпок и наносов) инерционные силы ( , t) интенсивностью:

, (5.1)

где ρ( )- плотность материала в точке наблюдения с координатами (в общем случае) х₁, х_2, х₃ соответственно по осям 1,2,3, a - вектор ускорения точки в момент времени t в абсолютном движении системы сооружение-основание;

- распределенное по поверхности контакта сооружения с водой гидродинамическое давление, вызванное инерционным влиянием колеблющейся с сооружением части жидкости;

ДБН В. 1.1-12:2006 С.39

- гидродинамическое давление, вызванное возникшими при землетрясении волнами на по­ верхности водоема.

В необходимых случаях учитываются взаимные подвижки блоков в основании сооружения, вызванные прохождением сейсмической волны.

Учитываются также возможные последствия таких связанных с землетрясениями явлений, как:

смещения по тектоническим разломам;

проседание грунта;

обвалы и оползни;

разжижение водонасыщенных или слабосвязных грунтов;

текучесть глинистых тиксотропных грунтов.

5.3 Расчеты сооружений на сейсмические воздействия

5.3.1 Гидротехнические сооружения в зависимости от вида и класса сооружения и уровня расчетного землетрясения (ПЗ или МРЗ) рассчитываются на сейсмические воздействия:

а) прямым динамическим методом (ПДМ) с представлением сейсмического воздействия в виде набора записей сейсмического движения основания как функций времени;

б) линейно-спектральным методом (ЛСМ).

Области применения методов расчета на сейсмические воздействия представлены в таблице 5.1.

5.3.2 Динамические деформационные и прочностные характеристики материалов сооружений и грунтов оснований при расчете сейсмостойкости ГТС следует определять экспериментально.

В случаях отсутствия соответствующих экспериментальных данных в расчетах ЛСМ допус­кается использовать корреляционные связи между величинами статического модуля общей дефор­мации Е₀ (или статического модуля упругости Е_с) и динамического модуля упругости Е_д. Допускается также использование статических прочностных характеристик материалов сооружения и грунтов основания с использованием при этом дополнительных коэффициентов условий работы, устанав­ливаемых нормами проектирования конкретных сооружений для учета влияния на эти характе­ристики кратковременных динамических воздействий.

При наличии в основании, боковой засыпке или теле гидротехнического сооружения водонасыщенных несвязных или слабосвязных грунтов следует выполнять исследования для оценки области и степени возможного разжижения этих грунтов при сейсмических воздействиях.

Расчет сейсмостойкости сооружений на повторные сейсмические воздействия следует производить по вторичным схемам.

На предварительных стадиях проектирования (при отсутствии оценок вероятности возник­новения повторных толчков на площадке рассматриваемого гидроузла) допускается производить проверку сейсмостойкости при повторных землетрясениях с интенсивностью, уменьшенной по срав­нению с интенсивностью расчетного землетрясения на 1 балл.