Примечание — Примером стационарных перевозимых изделий является буровая установка и оборудование для нее.
Фазочастотная характеристика (ФЧХ) конструкции — зависимость от частоты фазового сдвига колебаний контрольной точки конструкции изделия относительно колебаний его основания в установившемся режиме колебаний.
Форма колебаний — по ГОСТ 24346.
Функционально-частотная характеристика (ФнЧХ) изделия — зависимость значения проверяемого параметра изделия от частоты возбуждения синусоидальной вибрации с постоянной амплитудой ускорения.
Частотно-механическая характеристика (ЧМХ) конструкции — комплексная характеристика механической конструкции изделия, модуль которой является амплитудно-частотной характеристикой, а аргумент — фазочастотной характеристикой конструкции.
Сертификация сейсмической безопасности изделий — определение соответствия конкретных изделий требованиям по сейсмостойкости, проводимое независимым от изготовителя и потребителя органом.
Общие требования
При предъявлении к изделиям требований по стойкости к воздействию землетрясений (сейсмостойкости) исходят из интенсивности землетрясения и уровня установки изделий над нулевой отметкой (далее — уровень установки). Эти требования соответствуют требованиям по стойкости [устойчивости и (или) прочности] к синусоидальной вибрации в течение 1 мин. В качестве нормированных воздействий землетрясений принимают требования 4.2.
Сейсмические воздействия считают приложенными к изделию в местах его крепления, если в пунктах настоящего стандарта нет иных требований.
Примечание — Учитывая нормируемую продолжительность воздействия землетрясения 1 мин, соответствие требованиям 4.1 подтверждают испытаниями на виброустойчивость по ГОСТ 30546.2 (допускается по ГОСТ 16962.2) или в соответствии с требованиями по разделу 5 настоящего стандарта.
Для изделий, устанавливаемых непосредственно на строительных конструкциях (например, стенах, потолках, фундаментах, перекрытиях, колоннах, фермах), требования по максимальным амплитудам ускорений в горизонтальных направлениях и соответствующие частоты (спектр) синусоидальной вибрации определяют по рисунку 1, полученному на основе обобщенного спектра ответа (рисунок 2). Значения максимальных амплитуд ускорений в вертикальном направлении устанавливают равными 0,7 значений для горизонтальных направлений.
Для изделий, устанавливаемых на уровнях установки, промежуточных между указанными на рисунке 1, значения максимальных амплитуд ускорения допускается определять методом линейной интерполяции.
Примечание — Вероятность появления значений ускорений, установленных на рисунках 1 и 2, рассмотрена в приложении А.
Если в результате специальных изысканий и исследований, проводимых проектировщиком конкретного объекта, установлено, что для этого объекта максимальные значения ускорений в спектре ответа превышают указанные на рисунке 2, разрабатывают дополнительные мероприятия по обеспечению сейсмостойкости изделий. Эти мероприятия согласуют с разработчиком (или изготовителем) изделий и заказчиком объекта.
Для изделий, устанавливаемых на промежуточных конструкциях (например, на трубопроводах, арматуре), или при необходимости определения требований к встроенным элементам, входящим в состав комплектных изделий, руководствуются 4.4.1 — 4.4.3.
В зависимости от АЧХ или ФнЧХ комплектных изделий (например, шкафов, щитов, панелей, пультов) в местах крепления встроенных элементов (или промежуточных конструкций в местах крепления изделий) к последним могут быть предъявлены дополнительные требования к увеличенным максимальным амплитудам ускорения в диапазоне резонансных частот комплектных изделий (или промежуточных конструкций) по результатам испытаний этих изделий, конструкций или их макетов.
Примечание — В настоящем стандарте под термином «резонансные частоты» понимают также «собственные частоты».
В диапазонах частот, при которых резонансы отсутствуют в местах крепления встроенных элементов, к последним предъявляют требования по удвоенной максимальной амплитуде ускорений по сравнению с указанной в 4.2; допускается предъявлять требования менее удвоенной амплитуды по данным, полученным по 4.4.1.
Максимальная амплитуда ускорения, м-с
0 ~ 5 10 15 20 25 30
Частота колебаний, Гц 6
Рисунок 1 — Зависимость между максимальной амплитудой ускорения и частотой синусоидальной вибрации (горизонтальное направление) при высоте установки оборудования над нулевой отметкой: а — 70—30 м;
б— 25 м; в — 0—10 м
!>ЗПУ - см. приложение А
Рисунок 2 — Обобщенные спектры ответа (горизонтальное направление, 9 баллов по MSK — 64 [ 1 ])
К изделиям, устанавливаемым на промежуточных конструкциях, предъявляют требования по удвоенной максимальной амплитуде ускорений по сравнению с указанной в 4.2 (при отсутствии в месте установки изделий резонансов в диапазоне 1—30 Гц). Допускается предъявлять требования менее удвоенной амплитуды, если это позволяют данные об АЧХ промежуточной конструкции в месте установки изделий.
К изделиям или группе изделий, для которых в соответствии с ГОСТ 30631 в стандартах и технических условиях (далее — ТУ) на изделия установлены требования по механическим ВВФ при эксплуатации для групп механического исполнения, не предъявляют отдельных требований по сейсмостойкости, если ускорения по требованиям 4.2 равны или меньше ускорений воздействия синусоидальной вибрации в диапазоне частот 1—30 Гц по требованиям для конкретной группы механического исполнения. Если ускорения по требованиям 4.2 превышают ускорения по требованиям для указанной конкретной группы механического исполнения только в одном или нескольких более узких диапазонах частот, отдельные требования по сейсмостойкости предъявляют только е этих диапазонах частот в качестве дополнительных (ДТ) к требованиям, установленным для данной группы механического исполнения.
Для определения соответствия требованиям настоящего пункта установленные в нормативных документах на изделия требования по синусоидальным вибрационным ВВФ представляют в виде графика зависимости между максимальной амплитудой ускорения и частотой синусоидальной вибрации для соответствующей группы механического исполнения. Этот график сравнивают путем наложения с соответствующим графиком рисунка 1.
Пример соответствующих требований — ГОСТ 17516.1, приложение 6, пункты 1.1 и 1.2, таблица 10.
Расчетно-экспериментальная оценка изделий на соответствие требованиям по сейсмостойкости — по разделу 5. При этом используют обобщенный спектр ответа по рисунку 2.
Если для определения сейсмостойкости ранее установленных изделий (см. ГОСТ 30546.3) или изделий, предназначенных только для конкретного объекта, необходимы данные о сейсмических воздействиях при дифференцированных грунтовых условиях места установки оборудования, допускается вместо требований по рисункам 1 и 2 руководствоваться данными для разных грунтовых условий по приложению Б.
Значения ускорений на рисунках 2, Б.1, Б.2 соответствуют установке оборудования на уровне нулевой отметки и интенсивности землетрясения 9 баллов по MSK-64 [1]. Значения ускорений для других интенсивностей и уровней установки определяют путем умножения ускорений, полученных по рисункам 2, Б.1, Б.2, на коэффициент по таблице 1. Значения этого коэффициента для изделий, устанавливаемых на уровнях установки, промежуточных между указанными в таблице 1, определяют методом линейной интерполяции.Таблица 1
|
Интенсивность землетрясения, баллы по MSK — 64 (1) |
Коэффициент для уровней установки над нулевой отметкой, м |
||
|
70-30 |
20 |
1 0 и ниже |
|
|
9 |
2,5 |
2 |
1 |
|
8 |
1,25 |
1 |
0,5 |
|
7 |
0,6 |
0,5 |
0,25 |
|
6 |
0,3 |
0,25 |
0,12 |
|
5 |
0,15 |
0,12 |
0,06 |
Если заданная для проектирования или расчета изделий повторяемость землетрясений отличается от приведенной для конкретного географического пункта или района в СНиП II—7 или В [2], [4], рекомендуется изменять в соответствии с приложением В сейсмические нагрузки на изделия, определенные по 4.1—4.8.
Для стационарных изделий, устанавливаемых на индивидуальных фундаментах, требования 4.1, 4.2 и 4.5 для уровней установки над нулевой отметкой 0—10 м применяют при условии, что коэффициент усиления фундаментом спектра действия землетрясения равен или меньше 1. Если это условие не соблюдается, к изделиям предъявляют дополнительные требования по максимальным амплитудам ускорений при соответствующих частотах с учетом АЧХ системы «изделие — фундамент» и 5.11.
Типовые формулировки записи в стандартах и ТУ на изделия требований по сейсмостойкости приведены в приложении Г.
Если изделия разрабатываются для конкретного объекта, то при предъявлении к изделиям требований в части значений параметров изделий во время и после сейсмического воздействия учитывают, что Заказчик или проектная организация должны сформулировать требования к сейсмичности конкретного сооружаемого объекта, указанные в 4.12.1 — 4.12.4.
Электроснабжение не прерывается, разрушение оборудования недопустимо.
Электроснабжение прерывается (часть оборудования имеет сбои в работе), но восстанавливается после прекращения сейсмического воздействия, при этом оценка состояния оборудования не проводится.
Электроснабжение прерывается, но восстанавливается после прекращения сейсмического воздействия; необходима оценка состояния оборудования, а восстановительные работы не производятся.
Электроснабжение прекращается, допускаются незначительные разрушения оборудования, после ремонта которого электроснабжение восстанавливается.
Расчетно-экспериментальная оценка изделий на соответствие требованиям по сейсмостойкости
Расчетно-экспериментальную оценку соответствия требованиям по сейсмостойкости допускается применять в случаях, указанных в 5.1.1 — 5.1.4.
При отсутствии испытательного оборудования соответствующей грузоподъемности или невозможности проведения испытаний по техническим причинам (например, из-за усложненности конструкции).
Для оценки ранее испытанного изделия на соответствие новым, более жестким требованиям.
Для оценки изделия, аналогично ранее испытанному, но содержащему изменения, влияющие на его динамические характеристики.
Для оценки изделий, не имеющих резонансных частот в диапазоне 1—30 Гц.
Изделия, не содержащие измерительных приборов и контактных электрических аппаратов и удовлетворяющие требованиям 5.1, допускается не испытывать на виброустойчивость, а рассчитывать на прочность.
Расчет на прочность основных несущих элементов всех конструкций проводят также на стадии проектирования до проведения вибрационных испытаний.
Расчету на прочность подлежат детали конструкции, испытывающие воздействия непосредственно со стороны основания, к которому крепят изделие или его элементы, и другие 6ответственные элементы конструкции изделия, повреждение, смещение или деформация которых приведет к разрушению, отказу изделия или к снижению его эксплуатационных качеств.
При расчете принимают, что на изделие одновременно действуют эквивалентные нагрузки в вертикальном и одном из двух взаимно перпендикулярных горизонтальных направлений (принимают наиболее жесткое для изделия направление), а также учитывают действие рабочих нагрузок.
Значение расчетного максимального ускорения, действующего на элементы конструкции изделия в горизонтальных направлениях, определяют по рисунку 2, исходя из низшей резонансной частоты и относительного демпфирования системы, содержащей указанные элементы конструкции. Для изделий, не имеющих резонансных частот в диапазоне 1—30 Гц, вместо значений максимального ускорения по рисунку 2 принимают значение 5 мс-2 (0,5 g)1).
Указанные в 5.6 значения максимального ускорения соответствуют установке изделия на уровне нулевой отметки и интенсивности землетрясений 9 баллов по MSK — 64 [1]. Значения максимальных ускорений для других интенсивностей и уровней установки определяют путем умножения ускорения по 5.6 на коэффициент по таблице 1. Значения коэффициентов для изделий, устанавливаемых на уровнях установки, промежуточных между указанными в таблице 1, допускается определять методом линейной интерполяции.
Значение эквивалентного расчетного максимального ускорения, действующего на изделие в вертикальном направлении, принимают равным 0,7 значения для горизонтальных направлений.
Определяют значение эквивалентной статической силы, равное произведению расчетного максимального ускорения на массу элемента конструкции изделия, принимая, что точка приложения этой силы совпадает с центром масс элемента конструкции.
Для комплектных изделий, содержащих измерительные приборы и контактные электрические аппараты и узлы и удовлетворяющих требованиям 5.1.1—5.1.3, допускается определение увеличенных максимальных амплитуд ускорения (см. 4.4.1) проводить в соответствии с 5.6, 5.7 с последующими испытаниями измерительных приборов и контактных электрических аппаратов и узлов.
Динамические характеристики (резонансные или собственные частоты и относительные демпфирования элемента конструкции (см. 5.6) на стадии проектирования изделия определяют путем расчета или по данным для аналогичных конструкций. После изготовления первого образца изделия эти параметры должны быть проверены экспериментально (например, методом 100-3 по ГОСТ 30546 2). В случае существенного отличия определенных экспериментально параметров от расчетных проводят повторный расчет данного элемента конструкции с использованием экспериментально определенных параметров и, если требуется, усиливают конструкцию данного элемента или проводят повторные испытания изделий по 5.10. При первоначальных расчетах допускается значения относительного демпфирования принимать по таблице 2.
