---

Таблиця В.2 - Швидкості розповсюдження хвиль у грунті

Рисунок В.2 - Залежності спектральних коефіцієнтів від співвідношення довжини будівлі і. до швидкості сей­смічної хвилі в грунті v_s; М₁ - для поступальних, М_г- 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 30 м 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:

• інваріантна (незалежна від орієнтації в просторі) інтенсивність векторів дії;

• спектральний склад;

• орієнтація векторів дії у просторі.

При розрахунку споруд можливі два способи визначення просторових моделей дії:

• диференційована РМД, коли окремо для кожної точки ґрунтової основи споруди задається
  вектор переміщень;

• інтегральна РМД, коли в межах масиву ґрунтової основи виконано осереднення і його рух у
  просторі як єдиного цілого, визначено вектором прискорення поступального переміщення і
  вектором кутового прискорення ротації (обертання).

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:

• вектором прискорення поступального руху , (i = 1, 2, 3);

• вектором кутового прискорення обертання (ротації) , (i = 1, 2, 3).

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 прий­
маються 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) M_ijk 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;

К_z – коефіцієнт, що враховує розміри споруди у плані.

Г.6 Коефіцієнт К_z 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 К_г

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 Z_ijp – 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;

x_jp (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 x_jp, 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:

L_k= K_zL_ok, (Г.9)

Де L_ok- 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 v_s>800м/с);

H_k, _k, G_k, V_sk = - відповідно потужність, щільність, модуль зсуву та швидкість розповсюдження поперечних хвиль k-ого шару;

h_k = (h₀ = 0, h_n = H);

n – кількість шарів.

За розрахункове значення Т_о приймається найбільше з двох значень, обчислених за формулами (Д.1) і (Д.2).

ДОДАТОК Е

(рекомендований)

ВРАХУВАННЯ СЕЙСМІЧНИХ ДІЙ ПРИ РОЗРАХУНКУ СТІЙКОСТІ СХИЛІВ

1. При розрахунку стійкості схилів враховується масив, з якого складається схил, який імовірно
   при сейсмічній дії може бути нестійким і зміщуватися по різих поверхнях ковзання.

2. При визначенні сейсмічних навантажень виділений масив порід вважається грунтовою спорудою і разраховується за одномірною схемою при розрахунковому напрямку сейсмічного
   впливу.

3. Категорія грунту основи масиву за сейсмічними властивостями визначається в межах 10-мет-
   рового шару, розташованого безпосередньо під імовірною поверхнею ковзання.

4. Сейсмічна дія визначається за формулами (5.1) і (5.6), приймаючи коефіцієнти:

а₀ - за таблицею 5.2;

k_А- за таблицею 5.3;

k_f- приймати 0,3 при 7-8 балах і 0,45 - при 9 балах;

k_Ψ- 0,7 як для ґрунтових споруд;

βη = 1.

5. Розрахунок протизсувних споруд проводиться за двома схемами:

• сейсмічні дії прикладені горизонтально до розрахункових блоків;

• сейсмічні дії прикладені під кутом 30° до горизонтальної площини.

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.