Рисунок В.2 - Залежності спектральних коефіцієнтів від співвідношення довжини будівлі і. до швидкості сейсмічної хвилі в грунті vs; М1 - для поступальних, Мг - для крутних, М3 - для згинальних у плані коливань будівель або споруд
Напрямок руху хвилі
Напрямок руху хвилі
а - поступальні коливання; б - обертальні коливання; в - згинальні у плані коливання Рисунок В.З - Схеми дії біжучої сейсмічної хвилі завдовжки λ на будівлі регулярного типу
ДОДАТОК Г
(рекомендований)
МОДИФІКОВАНИЙ СПЕКТРАЛЬНИЙ МЕТОД (З УРАХУВАННЯМ КРУЧЕННЯ).
РОЗРАХУНКОВІ МОДЕЛІ СПОРУД ІДШ
Г.1 У розрахунках, як правило, повинні використовуватися розрахункові моделі:
а)споруди, в тому числі розрахункові статичні моделі (РСМ) і розрахункові динамічні моделі(РДМ);
б)розрахункова модель дії (РМД).
Г.2 Розрахункова статична модель споруди є безінерційною пружною системою, сформованою з будь-якого типу скінченних елементів, яка моделює жорсткість несучих конструкцій споруди.
У загальному випадку вузли скінченних елементів можуть мати шість ступенів свободи: три переміщення та три кути повороту.
РСМ слугує для визначення характеристик жорсткості споруди та побудови матриці жорсткостей (або податливості).
Розрахункова динамічна модель є пружною системою, що містить інерційні елементи. РДМ слугує для розв'язання задач динаміки споруди.
При переході від просторових РСМ до просторових РДМ належить прагнути того, щоб динамічні моделі були геометричним аналогом РСМ. В цьому випадку маси скінченних елементів зводяться до вузлів моделі.
Г.3 Для споруд простої геометричної форми з симетричним розташуванням мас і жорсткостей з найменшим розміром у плані не більше допускається використання спрощених РСМ та РДМ, які являють собою невагому вертикальну багатоелементну консоль із зосередженими масами, розташованими в рівнях перекриттів (рисунок Г.1).
Елементи консолі моделюють прийняті вертикальні конструктивні системи будівлі: каркас, діафрагми, несучі стіни або огороджувальні конструкції, що беруть участь у роботі, тощо.
Г.4 Сейсмічна дія є випадковою не тільки в часі, але й у просторі. Вона повинна бути визначена в тій області простору, в якій визначена РДМ споруди. Параметрами, що визначають сейсмічну дію, є:
При розрахунку споруд можливі два способи визначення просторових моделей дії:
При розрахунках за інтегральною моделлю приймається наступна просторова РМД:
а)параметри дії належать до деякої області простору ("масиву") з геометричними розмірами,сумірними з розмірами споруди у плані;
б)рух "масиву" як єдиного цілого визначається двома інтегральними характеристиками:
в) інтенсивність кутових прискорень ротації приймається рівною
,(Г.1)
(j=1,2,3)
Рисунок Г.1 - Спрощена розрахункова схема у вигляді невагомої вертикальної багатоелементної консолі
де =2??10-2; 6??10-2 і 9??10-2 (м-1) для ґрунтів відповідно І, II і III категорій за сейсмічними властивостями згідно з таблицею 1.1.
Значення χ визначаються за графіками на рисунку Г.2 або визначаються за формулою:
, (Γ.2)
де В - менший розмір споруди у плані;
?? = -8??10-4, -4,8??10-3 і -1,2??10-2 (1/м-1) для ґрунтів І, II і III категорій відповідно до таблиці 1.1;
г)спектральний склад дії враховується спектром реакцій споруди, характеристики якого приймаються однаковими для поступального та обертального руху "масиву";
д)прискорення поступального та обертального руху залежать від геометричних розмірів"масиву" та враховуються відповідно до вказівок Г.6.
Рисунок Г. 2 - Графік значень ??
Г.5 Значення крутильного сейсмічного навантаження (сейсмічного моменту) Mijk за i-ою формою коливань у точці k в j-му напрямку визначається за формулою:
,(Г.3)
де k1, k2, А, ??i – відповідно до 2.3.1;
g – прискорення сили тяжіння;
- коефіцієнт форми коливань для крутильної складової, який визначається за Г.7;
- момент інерції маси k-ої точки відносно j-ої осі;
Кz – коефіцієнт, що враховує розміри споруди у плані.
Г.6 Коефіцієнт Кz визначається за рисунком Г.3 або обчислюється за формулою:
,(Г.4)
де В ?? 25м – менший розмір споруди у плані;
?? = -7,2??10-3, -1??10-2 і -1,6??10-2 (м-1) для ґрунтів I, II і III категорій грунтів за сейсмічними властивостями.
Рисунок Г.З - Графік значень коефіцієнта Кг
Г.7 Коефіцієнти форм коливань і обчислюються за формулами:
, , (Г.5)
де і - відповідно переміщення та кути повороту k-ї (k = 1, 2,…, n) маси в j-му (j = 1, 2, 3) напрямку при i-ій формі коливань;
(Г.6)
Тут Zijp – сумарне (з урахуванням поступального руху та ротації) переміщення р-ї маси за напрямком j-ї координати осі при коливаннях за і-ю, яке визначається як:
(Г.7)
символи, які визначають розстановку компонентів наступним чином:
1, 2, 3 – для j = 1; 2, 3, 1 – для j = 2; 3, 1, 2 для j = 3;
xjp (j = 1, 2, 3, p = 1, 2,…, n) – координати p-ої маси;
і (j = 1, 2, 3) – напрямні косинуси векторів прискорення поступального руху та обертання ґрунтової основи, що задовольняють наступні умови нормування:
і .(Г.8)
Система координат, у якій задаються значення xjp , має початок на рівні поверхні землі в точці, що розташована у середині контура опорної системи будівлі (наприклад, у центрі ваги її фундаментної плити).
Напрямні косинуси і визначають орієнтацію векторів сейсмічної дії і у просторі та приймаються в розрахунок із умови найбільш небезпечного для конкретної конструкції споруди напрямку дії.
Г.8 Для всіх споруд, крім указаних в ч.ч 1,а) таблиці 2.2, розрахункове значення крутильного сейсмічного навантаження, що припадає на споруду в точці k належить визначати за формулою:
Lk = Kz Lok,(Г.9)
Де Lok - значення "сумарного моменту" в точці k споруди від системи крутильних сейсмічних навантажень (сейсмічних моментів), що визначаються відповідно до Г.5.
ДОДАТОК Д (рекомендований)
ЗНАЧЕННЯ ПЕРЕВАЖАЮЧОГО ПЕРІОДУ КОЛИВАНЬ НЕОДНОРІДНИХ
ҐРУНТОВИХ ОСНОВ, ЯКЩО ХАРАКТЕРИСТИКИ РІЗНИХ ШАРІВ
МАЛО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ОДИН ВІД ОДНОГО
При розрахунку системи споруда - фундамент - основа період власних коливань ґрунтової товщі за відсутності експериментальних даних допускається визначати за формулами:
Т0 = 4Н або (Д.1)
T0 = , V= , (Д.2)
де Н – загальна потужність неоднорідної багатошарової товщі (до корінних порід з vs>800м/с);
Hk, ??k, Gk, Vsk = - відповідно потужність, щільність, модуль зсуву та швидкість розповсюдження поперечних хвиль k-ого шару;
hk = (h0 = 0, hn = H);
n – кількість шарів.
За розрахункове значення То приймається найбільше з двох значень, обчислених за формулами (Д.1) і (Д.2).
ДОДАТОК Е
(рекомендований)
ВРАХУВАННЯ СЕЙСМІЧНИХ ДІЙ ПРИ РОЗРАХУНКУ СТІЙКОСТІ СХИЛІВ
а0 - за таблицею 5.2;
kА - за таблицею 5.3;
kf - приймати 0,3 при 7-8 балах і 0,45 - при 9 балах;
kΨ - 0,7 як для ґрунтових споруд;
βη = 1.
5.Розрахунок протизсувних споруд проводиться за двома схемами:
При цьому додатні значення вертикальної компоненти приймаються для активної частини схилу, від'ємні - для контрфорсної частини.
ДОДАТОК Ж
(довідковий)
ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ
Ж.1 Акселерограма землетрусів - запис процесу зміни в часі прискорення коливань ґрунту (основи) для деякого напрямку.
Ж.2 Антисейсмічні заходи - сукупність конструктивних і планувальних рішень, заснованих на виконанні вказівок норм, яка забезпечує визначений, регламентований нормами рівень сейсмостійкості споруд.
Ж.3 Дія сейсмічна - вектор сейсмічної сили, яка визначається розрахунковим шляхом за формулами (2.1) і (2.2) або через експериментальне спостереження сейсмічного прискорення.
Ж.4 Висота будівлі - різниця відміток нижчого рівня вимощення або спланованої поверхні землі, що прилягає до будівлі, і низу верхнього перекриття.
Ж.5 Ізосейсти - однакові рівні інтенсивності землетрусів (у балах), відображені на карті території у вигляді ліній.
Ж.6 Інтенсивність землетрусу - енергетична оцінка дії землетрусу в балах 12-бальної шкали, яка визначається за макросейсмічними описами руйнувань і пошкоджень природних об'єктів, ґрунту, будівель і споруд, руху тіл, а також за спостереженнями та відчуттями людей.
Ж.7 Каркасні будівлі - будівлі з несучими рамами (каркасом), що повністю сприймають вертикальні та горизонтальні навантаження. Взаємодіючі елементи рам (колони, стовпи та ригелі) опираються осьовим навантаженням, перерізуючим силам і згинальним моментам.
Ж.8 Каркасно-кам'яні будівлі - будівлі з монолітними залізобетонними каркасами, при зведенні яких використовується специфічна технологія: спочатку виконується кладка, яка використовується як опалубка при бетонуванні елементів каркаса.
Ж.9 Каркас із заповненням - несуча система, що складається з рам, заповнених цілком або частково кладкою з використанням природних та штучних каменів, яка сприймає вертикальне навантаження спільно з елементами каркаса. Розподіл зусиль між рамами та заповненням здійснюється в залежності від конкретних конструктивних рішень із використанням відомих методів теорії споруд будівельної механіки та опору матеріалів.
Ж.10 Комплексна конструкція - стінова конструкція з кладки, виконаної з використанням цегли, бетонних блоків, пиляного вапняку або інших природних або штучних каменів і підсилена залізобетонними включеннями, які не утворюють рами (каркас).
Ж.11 Логарифмічний декремент коливань - логарифм натуральний відношення амплітуд власних коливань будівлі: δ =lnUk /Uк-1.
Ж.12 Лінійно-спектральний метод (ЛСМ) розрахунку сейсмостійкості - метод, в якому величини сейсмічних навантажень визначаються за спектрами відгуку в залежності від частот і форм власних коливань конструкцій.
Ж.13 Максимальний розрахунковий землетрус (МРЗ) - землетрус, який викликає на майданчику будівництва струс максимальної інтенсивності за період 5000 років.
Ж.14 Мал овід повід альні будівлі і споруди - склади, кранові та ремонтні естакади, підприємства торгівлі і побутового обслуговування з терміном служби не більше 20 років, невеликі майстерні, тимчасові будівлі та споруди, торговельні павільйони та інші будівлі та споруди, руйнування яких не пов'язано із загибеллю людей, втратою матеріальних і культурних цінностей і не викликає припинення безперервних технологічних процесів або забруднення навколишнього середовища
Ж.15 Монолітно-кам'яні будівлі - будівлі з тришаровими або багатошаровими стінами, в яких бетонування основного несучого шару з монолітного залізобетону здійснюється з використанням
двох зовнішніх шарів кладки, виконаних з природних або штучних каменів, що використовуються як незнімальна опалубка. В необхідних випадках влаштовуються додаткові термоізолюючі шари.
Ж.16 Осцилятор - одномасова лінійно-пружна динамічна система, яка складається з маси, пружини та демпфера.
Ж.17 Паспорт динамічний майданчика будівництва, будівлі, споруди - документ, що засвідчує відповідь (відгук) об'єкта на механічну дію у момент спостережень.
Ж.18 Поповерхова акселерограма - акселерограми відповідей (відгуків) окремих висотних відміток будівлі на механічну або сейсмічну дію.
Ж.19 Проектний землетрус (ПЗ) - землетрус, який викликає на майданчику будівництва струс максимальної інтенсивності за період 500 - 1000 років.
Ж.20 Прямий динамічний метод (ПДМ) розрахунку сейсмостійкості - метод числового інтегрування рівнянь руху, який використовується для аналізу вимушених коливань конструкцій при сейсмічній дії, заданій акселерограмами землетрусів.
Ж.21 Рамно-в'язева система - система, яка складається з рам (каркаса) і вертикальних діафрагм, стін або ядер жорсткості та сприймає горизонтальні та вертикальні навантаження. При цьому горизонтальне та вертикальне навантаження розподіляються між рамами (каркасами) і вертикальними діафрагмами (та іншими елементами) в залежності від співвідношення жорсткостей цих елементів.
Ж.22 Розрахункова сейсмічна інтенсивність для майданчика - величина сейсмічної дії, виражена в балах макросейсмічної шкали, на основі наближених статистичних оцінок значень прискорень, швидкостей, зміщень, а також значення ймовірності перевищення (або неперевищення) інтенсивності протягом заданого інтервалу часу.
