ДБН В.1.1-12:2006. Строительство в сейсмических районах Украины. (Часть 1)

Рисунок 2.1 - Расчетные схемы зданий и сооружений

Расчетное значение горизонтальной сейсмической нагрузки S_ki, приложенной к точке k и соот­ветствующее i-ой форме собственных колебаний здания или сооружения, следует определять по формуле:

, (2.1)

где k₁ - коэффициент, учитывающий неупругие деформации и локальные повреждения элементов здания, принимается по таблице 2.3;

k₂ - коэффициент ответственности сооружений, принимается по таблице 2.4;

k₃ - коэффициент, учитьшающий этажность здания свыше 5 этажей, определяемый по формуле:

, (2.2)

где n - количество этажей в здании. Максимальное значение k₃ принимается не более 2,0 (в том числе для рамных, рамно-связевых и связевых систем), а для стеновых и каркасно-стеновых конструктивных систем - не более 1,8;

S_0ki - горизонтальная сейсмическая нагрузка по і-ой форме собственных колебаний сооружения, которая определяется в предположении упругого деформирования конструкций по формуле:

, (2.3)

где Q_k - нагрузка, отвечающая массе, принятой в качестве сосредоточенной в точке k и опреде­ляемая с учетом коэффициентов согласно 2.1.1.

а₀ - относительное ускорение грунта, которое принимается равным 0,05; 0,1; 0,2 и 0,4 соот­ветственно для районов сейсмичностью 6, 7, 8 и 9 баллов; при использовании карт А и В - в зависимости от расчетных значений а₀ согласно таблице 2.5;

k_гр - коэффициент, учитывающий нелинейное деформирование грунтов, вводится, если опре­деление сейсмичности площадки выполнено на основе материалов инженерно-геологи­ческих изысканий согласно таблице 1.1, и принимается по таблице 2.6;

β_i - спектральный коэффициент динамичности, соответствующий г-ой форме собственных колебаний здания или сооружения, принимается согласно 2.3.2;

η_ki - коэффициент, зависящий от формы собственных колебаний здания или сооружения и от места расположения нагрузки (рисунок 2.1); определяется по формуле:

а) для консольной расчетной схемы:

, (2.4)

где Ui (z_k) і U_i (z_j) - перемещения здания или сооружения при собственных колебаниях по i-ой форме; n - число сосредоточенных нагрузок;

б) для перекрестной и пространственной расчетных схем:

, (2.5)

где cos (U_ki ,U₀) - косинусы углов между направлениями перемещения U_ki и вектора сейсми­ческого воздействия U₀.

Таблица 2.3 - Коэффициент k₁, учитывающий неупругие деформации и локальные повреждения элементов здания

№ п/п

Конструктивные решения систем и несущих элементов

Значения k₁ при сейсмичности площадки, баллов

6

7-8

9

1

Сооружения, в которых повреждения или неупругие деформации не допускаются, а также при определении дополнительных моментов от вертикальных нагрузок (см. 2.3.6, 2.3.7)

1,0

2

Здания и сооружения, в конструкциях которых могут быть допущены остаточные деформации и повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию при обес­печении безопасности людей и сохранности оборудования, возводимые:

0,25

- со стальным каркасом;

0,25

0,3

- с железобетонным каркасом без вертикальных диафрагм или ядер жесткости;

0,35

0,45

- с железобетонным каркасом с вертикальными диафрагмами или ядрами жест­кости;

0,3

0,4

- со стенами из монолитного железобетона и из крупных железобетонных панелей;

0,25

0,35

- с несущими стенами из крупных блоков и каркасно-каменными;

0,35

0,4

- с несущими стенами из каменной или кирпичной кладки;

0,4

0,45

- на несущих опорах систем сейсмоизоляции*⁾

0,6

0,7

3

Элементы зданий, рассчитываемые на "местные" сейсмические нагрузки (заполне­ние каркасов и перегородки при расчетах из плоскости, парапеты, козырьки и т.п.)

0,4

0,5

0,55

4

Здания и сооружения, в конструкциях которых могут быть допущены значительные остаточные деформации, трещины, повреждения отдельных элементов, их сме­щения, временно приостанавливающие нормальную эксплуатацию при обеспе­чении безопасности людей

0,2

0,2

0,3

*⁾ При расчете вышележащих этажей значение k₁ принимается в соответствии с конструктивными решениями этих этажей.

Таблица 2.4 — Коэффициент ответственности сооружений

№ п/п

Характеристика сооружений

Значения k₂

1

Особо ответственные и уникальные сооружения, в том числе производственные корпуса, складские здания химической промышленности с токсичными и отравляющими вещест­вами, взрывоопасные корпуса химико-фармацевтической промышленности и сооружения нефтехимической промышленности

1,5

2

Сооружения с одновременным пребыванием большого числа людей (крупные вокзалы, аэропорты, театры, цирки, музеи, выставочные и концертные залы с числом мест более 1000 чел, крытые рынки и стадионы)

Здания и сооружения, функционирование которых необходима при землетрясении или при ликвидации его последствий (системы энерго- и водоснабжения, системы пожаротушения, телефонной и телеграфной связи, производственные корпуса тяжелой промышленности с непрерывным циклом работы, банки, государственные и местные административные органы и т.п.)

1,4

3

Здания и сооружения больниц на 100 коек и более, родильных домов, акушерских корпусов, станций скорой помощи, школ, детских садов, высших учебных заведений, магистральных железных и автомобильных дорог и искусственных сооружений транспорта

1,3

4

Здания гостиниц, спальных корпусов учреждений отдыха на 250 мест и более

1,2

5

Высотные сооружения небольших размеров в плане (башни, мачты, дымовые трубы, отдель­но стоящие шахты лифтов и т.п.) при отношении высоты сооружения Η к его ширине В, равном или более 5, и большепролетные сооружения (L≥30 м)

1,4

6

Каркасные здания, стеновое заполнение которых не оказывает влияния на их деформатив-ность, при отношении высоты стоек h к их поперечному размеру b в направлении действия сейсмической нагрузки, равном или более 25

1,4

7

То же, но при h/b, равном или менее 15

1,0

8

Жилые, общественные и производственные здания, не указанные в п.п. 1-7

1,0

9

Здания и сооружения, разрушение которых не связано с гибелью людей, утратой мате­риальных и культурных ценностей и не вызывает прекращения непрерывных технологичес­ких процессов или загрязнения окружающей среды (склады, крановые и ремонтные эста­кады, предприятия торговли и бытового обслуживания со сроком службы не более 20 лет, небольшие мастерские, временные здания и сооружения, торговые павильоны и др.)

0,5

Примечание 1. Объекты по п.1 утверждаются регулирующими органами страны.

Примечание 2. При промежуточных значениях h/b означение принимается по интерполяции.

Примечание 3. Коэффициент k₂ должен приниматься только один раз для зданий, указанных в пп. 3, 4, 5.

Примечание 4. При использовании карты А0 для малоответственных зданий и сооружений (п. 8) значение коэффициента k₂ принимается равным 1,0.

Таблица 2.5 - Значения относительных ускорений a₀ для данной площадки (населенного пункта) в зависимости от сочетаний расчетной сейсмической интенсивности на картах А и В

Номер сочетания

Интенсивность на картах, баллы шкалы MSK-64

Расчетные значения

a₀

А

В

1

6

6

0,05

2

6

7

0,08

3

7

7

0,10

4

7

8

0,15

5

8

8

0,20

6

8

9

0,30

7

9

9

0,40

Таблица 2.6 - Значения коэффициента k_гр, учитывающего нелинейное деформирование грунта при интенсивных сейсмических колебаниях

Категория грунта

Сейсмичность площадки строительства в баллах

6

7

8

9

I

1,0

1,2

1,3

1,4

II

1,0

1,0

1,0

1,0

III

1,0

0,8

0,75

0,7

IV

По данным специальных исследований

2
.3.2 Значения спектрального коэффициента динамичности β_i, зависящие от категории грунта по сейсмическим свойствам (таблица 1.1) и от периода i-го тона собственных колебаний сооружения, определяются по графикам (рисунок 2.2) или по таблице 2.7.

Рисунок 2.2 - Значения спектрального коэффициента динамичности β_i, в зависимости от категории (Ι-ΙΙΙ) грунта по сейсмическим свойствам

Таблица 2.7 - Значения коэффициента β_i,

Категория грунтов по сейсмическим свойствам

Участок графика β_i, при значении T_i

Значения β_i или формула для вычисления β_i (T_i)

I

При Т_i  0,1c

1+15 Т_i

При 0,1c< Т_i  0,4c

2,5

При Т_i > 0,4c

1,35/Т_i^2/3

II

При Т_i  0,1c

1+15 Т_i

При 0,1c < Т_i  0,6c

2,5

При Т_i > 0,6c

1,8/Т_i^2/3

III

При Т_i  0,1c

1+15 Т_i