Реферат: Государственные стро ительные нормы украины защита от опасных геологических процессов, вредных эксплуатационных влияний, от пожара

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТРО ИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ УКРАИНЫ

Защита от опасных геологических процессов, вредных эксплуатационных влияний, от пожара


РАЗРАБОТАНЫ:

СОГЛАСОВАНО:

ВНЕСЕНЫ

И ПОДГОТОВЛЕНЫ

К УТВЕРЖДЕНИЮ:

УТВЕРЖДЕНЫ:

НИИСК (д-р техн. наук, проф. Немчинов Ю.И.; кандидаты техн. наук

Марьенков Н.Г., Хавкин А.К., Бамбура А.Н, Тарасюк В.Г., Шарапов Г.В.,

Поклонский В.Г.; Кисиль А. И., Критов В.А., Матвеев И.В.; инженеры

Крищук А.Б., Недзведская О.Г., Бабик К.Н., Богдан В.М., Рыжов Д.И.);

ОАО КиевЗНИИЭП (кандидаты техн. наук Гудков Б.П., Поляков Г.П.;

инж. Докторова Г.В.); КрымНИИпроект (канд. техн. наук Кукунаев B.C.);

Институтом геофизики им. Субботина НАНУ (канд. ф-м. наук А.В. Кендзера; канд. г-м. наук Омельченко В.Д.); Крымским экспертным советом по оценке сейсмической опасности и прогнозу землетрясений (д-р ф-м. наук

Пустовитенко Б.Г.; канд. ф-м. наук Кульчицкий В.Е.; м.н.с. Пустовитенко А.А.); НИИАСС (д-р техн. наук, проф. Городецкий А.С.; канд. техн. наук Стрелец-Стрелецкий Е.Б.); Одесской государственной академией строительства и

архитектуры (д-р техн. наук, проф. Дорофеев B.C.; кандидаты техн. наук

Егупов К.В., Шеховцов И.В.); ЧерноморНИИпроект (д-р техн. наук, проф. Пойзнер М.Б.; канд. техн. наук Стецюк В.А.; инженеры Лень О.П, Мищенко А.В., Гололобов А.Л., Солодянкин А.А., Кац А.Д.); ГосДорНИИ (кандидаты

техн. наук Коваль П.Н., Ковалев П.Н.);

^ При участии:

Минстроя Украины (арх. Авдиенко А.П., к.т.н. Нечепорчук А.А.,

инж. Барзилович В.Д.); НИИ Проектреконструкция (д-р экон. наук Онищук Г.И.; инж. Красовский Л.Т.); Крымской академии природоохранного и курортного строительства (д-р ф-м. наук, проф. Бугаевский Г.Н.; Панюков Э.Ф.);

СКАД СОФТ (д-р техн. наук, проф. Перельмутер А.В.); Киевсоюздорпроекта (канд. техн. наук Фукс Г.Б.); Института гидромеханики НАНУ (д-р техн. наук, проф. Сеймов В.М.; кандидаты техн. наук Островерх Б.Н., Савицкий О.А.);

Института строительной механики (д-ра техн. наук, проф. Баженов В.А.,

Лизунов П.П.; д-р техн. наук Фиалко С.Ю.); УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н. Шимановского (кандидаты техн. наук Кондра М.П., Лебедич И.М.; инж. Маньшин М.М.), КрымГИИНТИЗ (канд. техн. наук Кильвандер Э.Я.);

Рабочей группы МНТКС СНГ: Россия (Айзенберг Я.М., Бронштейн В.И.,

Назаров Ю.П., Уломов В.И., Шестоперов Г.С); Азербайджан (Оруджев Ф.М.); Армения (Хачиян Э.Е.); Грузия (Габричидзе Г.К.); Казахстан (Ашимбаев М.У., Ицков И.Е); Молдова (Золотков А.С.), Узбекистан (Хакимов Ш.А.); Украина (Гудков Б.П., Немчинов Ю.И.)

Комплект карт общего сейсмического районирования ОСР-2004 – А0, А, В, С разработан Институтом геофизики НАН Украины и утверждён для внедрения в Государственные строительные нормы "Строительство в сейсмических районах Украины" на совместном заседании Межведомственной комиссии по сейсмическому мониторингу и научного совета по проблемам геодинамики и прогнозу землетрясений (протокол №1 от 16 февраля 2006 г.).

Министерством охраны окружающей природной среды Украины

(письмо №10061/21/1-5 от 21.10. 2005 г.)

Государственным департаментом промышленной безопасности, охраны труда

и горного надзора (письмо № 06-6а/5266 от 20.10.2005 г.)

Государственным департаментом пожарной безопасности МЧС Украины (письмо № 21/3/732 от 03.03. 2006 г.)

Управлением технического регулирования в строительстве и Управлением архитектурно-конструктивных и инженерных систем зданий и сооружений

Приказом Минстроя Украины от 23.08.06 № 282


^ ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ УКРАИНЫ


Защита от опасных геологических процессов, вредных ДБН В. 1.1-12:2006

эксплуатационных влияний, от пожара


Строительство в сейсмических районах Украины Взамен СНиП ІІ-7-81*


Дата введения с 2007-01-02

Настоящие Нормы распространяются на проектирование, строительство, реконструкцию и вос­становление железобетонных, металлических, каменных, деревянных конструкций зданий и соору­жений, возводимых или расположенных на площадках с сейсмичностью 6 баллов и выше.

Требования настоящих Норм обязательны для органов управления, контроля и экспертиз всех уровней.

Требования настоящих Норм не распространяются на проектирование атомных станций.

Настоящие Нормы предусматривают обеспечение сохранности конструкций, выход из строя которых угрожает обрушением здания или его частей. При этом возможны повреждения элементов конструкций, не угрожающие безопасности людей или утрате материальных и культурных цен­ностей.

При проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать требования пожарной без­опасности согласно ДБН В.1.1-7-2002.

Требования настоящих Норм являются минимальными. По требованию заказчика уровень рас­четных нагрузок и конструктивных мероприятий может быть повышен по сравнению с требованиями настоящих Норм.

^ 1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Сейсмическая опасность. Учет влияния грунтовых условий

1.1.1 Интенсивность сейсмических воздействий в баллах для района строительства следует при­нимать на основе списка населенных пунктов Украины (приложение А) и комплекта карт общего сейсмического районирования (ОСР-2004) территории Украины, представленных Институтом гео­физики НАН Украины и Крымским экспертным советом по оценке сейсмической опасности и прог­нозу землетрясений (приложение Б).

Комплект включает карты:

карты ОСР: А; В; С - для всей территории Украины в масштабе 1:2500000;

детальные карты ОСР: АО; А; В; С для территорий АР Крым и Одесской области в масштабе
1:1000000 (врезки к картам ОСР-2004 территории Украины).

Указанная на картах сейсмическая интенсивность относится к участкам со средними по сейсми­ческим свойствам грунтами (II категории согласно таблице 1.1).

Комплект карт ОСР-2004 территории Украины состоит из трех карт:

карта ОСР-2004-А соответствует 10 %-й вероятности превышения расчетной сейсмической
интенсивности в течение 50 лет и средним периодам повторения таких интенсивностей один
раз в 500 лет. Карту следует применять для проектирования и строительства объектов и
сооружений массового гражданского, промышленного назначения, различных жилых объектов в городской и сельской местности;

карта ОСР-2004-В соответствует 5 %-й вероятности превышения расчетной сейсмической
интенсивности в течение 50 лет и средним периодам повторения таких интенсивностей один
раз в 1000 лет. Карту следует применять при проектировании и строительстве объектов и
сооружений повышенного уровня ответственности, имеющих коэффициент надежности по

ответственности не менее 1,1 в соответствии с ГОСТ 27751-88, повреждения или разрушения которых при воздействии землетрясения может привести к чрезвычайной ситуации регио­нального уровня;

карта ОСР-2004-С соответствует 1 %-й вероятности превышения расчетной интенсивности в
течение 50 лет и средним периодам повторения таких интенсивностей один раз в 5000 лет.
Карту следует применять при проектировании и строительстве особо ответственных объектов
и сооружений, имеющих коэффициент надежности по ответственности не менее 1,2 в соответствии с ГОСТ 27751-88, повреждения или разрушения которых при воздействии землетрясения может привести к чрезвычайной ситуации государственного уровня;

детальная карта ОСР-2004-А0 соответствует 39 %-й вероятности превышения расчетной
сейсмической интенсивности землетрясения в течение 50 лет и средним периодам повторения
таких интенсивностей один раз в 100 лет. Соответствующие карты следует применять при
проектировании и строительстве только в АР Крым и Одесской области для малоответственных зданий и сооружений. Аналогичные объекты на других территориях Украины про­ектируются с использованием карты ОСР-А для территории Украины.

Определение перечня объектов, к которым применяются карты ОСР-2004-В и С, производится центральными органами исполнительной власти и органами самоуправления в пределах их компе­тенции в соответствии с действующим законодательством про объекты повышенной опасности.

Решение о выборе карты при проектировании конкретного объекта и отнесение объекта к конкретному уровню ответственности принимается генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком. Интенсивность сейсмического воздействия для объектов, имеющих особо важное хозяйственное и (или) социальное значение и не учтенных в таблице 2.4, принимается в зависимости от сочетаний для данного района расчетной сейсмической интенсивности по картам А и В по таб­лице 2.5.

1.1.2 Сейсмическую интенсивность площадки строительства следует определять с учетом результатов сейсмического микрорайонирования (СМР), выполняемого для районов с сейсмичностью 6
и более баллов в соответствии с составом работ, указанных в нормативных документах по инже­нерным изысканиям для строительства (для различных объектов сейсмического микрорайонирования). Скорость распространения сейсмических волн в грунте определяется аккредитованными
лабораториями и специализированными организациями во время выполнения работ по СМР с учетом
требований РСН 65-87.

В отчетах об инженерно-геологических изысканиях следует указывать категорию грунта по сейсмическим свойствам.

1.1.3 При отсутствии карт сейсмического микрорайонирования для объектов массового гражданского, промышленного и сельского строительства допускается упрощенное определение сей­мичности площадки строительства на основе материалов инженерно-геологических изысканий
согласно таблице 1.1.

Уменьшение сейсмичности площадки строительства, указанной на карте СМР, по материалам общих инженерно-геологических изысканий с применением таблицы 1.1 не допускается.

Уточнение сейсмичности площадок строительства, нормативная балльность которых опреде­ляется по картам В и С, выполняется на основе специальных исследований.

Таблица 1.1 - Сейсмичность площадки строительства в зависимости от категории грунтов



^ Категория грунта по сейсмическим свойствам



Грунты


Сейсмичность площадки строительства при сейсмич­ности района, баллов


^ Скорости распрост­ранения сейсмичес­ких волн в грунте,

Vs, м/с

6

7

8

9

I

Скальные грунты всех видов невыветрелые и слабовыветрелые; крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя

5

6

7

8

Vs> 800

II

Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые; крупнообломоч­ные грунты за исключением отнесенных к I категории; пески гра-велистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; пылевато-глинистые грунты с по­казателем текучести IL≤ 0,5 при коэффициенте пористости в < 0,9 -для глин и суглинков и в < 0,7 - для супесей

6

7

8

9

500<Vs<800

III IV

Пески рыхлые независимо от степени влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плот­ности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и сред­ней плотности влажные и водонасыщенные; пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL> 0,5; пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL≤ 0,5 при коэффициенте пористости е ≥ 0,9 - для глин и суглинков и е ≥ 0,7 - для супесей

7

8

9

10

200< l/s<500

Пески рыхлые водонасыщенные, склонные к разжижению; насыпные грунты; плывуны, биогенные грунты и илы

По результатам специальных исследований


l/s<200

Примечание 1. В случае неоднородного состава грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунта по сейсмическим свойствам, если в пределах десятиметрового слоя грунта, считая от планировочной отметки в случае выемки и черной отметки в случае насыпи, суммарная мощность слоев, относящаяся к этой категории, превышает 5 м.

Примечание 2. При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и (или) обводнения грунтов в процессе эксплуатации сооружения категории грунта следует определять в зависимости от свойств грунта (степени влажности, показателя текучести) в замоченном состоянии (за исключением локального аварийного замачивания, влияние которого при уточнении сейсмичности площадки не учитывается).

Примечание 3. Пылевато-глинистые грунты (в т.ч. просадочные) при коэффициенте пористости е ≥ 0,9 - для глин и суглинков и е ≥ 0,7 - для супесей могут быть отнесены к II категории по сейсмическим свойствам, если нормативное значение их модуля деформации Е ≥ 15 МПа, а при эксплуатации сооружений будут обеспечены условия неподтопления грунтов оснований.

При отсутствии данных о консистенции или влажности глинистые и песчаные грунты при положении уровня грунтовых вод выше 5 м относятся к III категории.

Примечание 4. Преобладающий период собственных колебаний грунтовой толщи определяется по результатам микросейсморайонирования. В случае отсутствия данных микросейсморайонирования допускается определять период собственных колебаний грунтовой толщи по приложению Д.

1.1.4 Проектирование зданий и сооружений для строительства на площадках при наличии в основании сооружений просадочных грунтов следует осуществлять с учетом требований ДБН В.1.1-5-2000, часть П.

Выбор конструктивно-планировочных решений зданий и сооружений, а также назначение сос­тава и объема защитных мероприятий, обеспечивающих прочность и эксплуатационную пригодность объектов, должны производиться исходя из расчетной сейсмичности площадки строительства, мощ­ности просадочной толщи, прогноза замачивания грунтов оснований в пределах всей или части просадочной толщи и ожидаемой величины просадки грунтов основания.

Расчет зданий и сооружений на сейсмические воздействия и воздействия, обусловленные де­формациями основания при замачивании просадочных грунтов, следует выполнять на основе прост­ранственных расчетных моделей.

На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, строительство в каждом конкретном случае допускается только при специальном обосновании по разрешению органа регулирования Украины по строительству.

Без достаточного обоснования не следует размещать сооружения на участках, неблагоприятных в сейсмическом отношении, к которым относятся следующие площадки строительства:




расположенные в зонах возможного проявления тектонических разломов на поверхности;

с осыпями, обвалами, оползнями, карстом, горными выработками;

с крутизной склонов более 15°;

расположенные в зонах возможного прохождения селевых потоков;

расположенные на цунамиопасных участках;

сложенные грунтами IV категории по сейсмическим свойствам.

На площадках сейсмичностью 9 баллов с неблагоприятными грунтовыми условиями, а также на грунтах IV категории не допускается многоэтажная жилая застройка, строительство промышленных предприятий и энергетических объектов, не связанных с обслуживанием населения, проживающего в данной местности, а также строительство объектов, в которых возможно большое скопление людей (школ, детских садов, больниц, торговых центров, театров, кинотеатров). На этих площадках допус­кается размещать общегородские зоны отдыха, зеленые массивы, складские помещения, автобазы, гаражи, ремонтные мастерские, временные сельскохозяйственные, производственные и другие одно­этажные помещения.

Примечание. При необходимости строительства зданий и сооружений на площадках с крутизной склона дневной поверхности более 15° следует принимать дополнительные меры по обеспечению устой­чивости склонов.

^ 1.2 Общие принципы проектирования сейсмостойких сооружений

Для зданий и сооружений высотой более 50 м, а также для других объектов повышенного
уровня ответственности в соответствии с ГОСТ 27751 -88, при проектировании которых должны быть
использованы коэффициенты надежности по ответственности γn>1, следует применять требования
настоящих Норм при сейсмичности площадки строительства 6 баллов и более с учетом положений
п.п. 3.12.1-3.12.5.

Новые конструктивные схемы зданий и сооружений в начале процесса проектирования
подлежат обязательной экспертной проработке специалистами научно-исследовательских и про­ектных организаций, специализирующихся в области сейсмостойкого строительства.

Здания и сооружения и отдельные их элементы должны также удовлетворять требованиям,
содержащимся в других нормативных документах по строительству (если иное не оговорено в
настоящих Нормах).




Проектную документацию следует разрабатывать, исходя из сейсмической опасности
площадки строительства, результатов расчетов, выполненных в соответствии с разделом 2, с учетом
общих принципов проектирования и конструктивных требований разделов 3, 4, 5 и 6.

При проектировании сейсмостойких зданий и сооружений и при усилении зданий сущест­вующей застройки следует:




принимать объемно-планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие, как пра­вило, симметричность и регулярность распределения в плане и по высоте здания масс, жест-
костей и нагрузок на перекрытия;

применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие
значения сейсмических нагрузок (легкие материалы, сейсмоизоляцию, другие системы дина­мического регулирования сейсмической нагрузки);

создавать возможность развития в определенных элементах конструкций допустимых неу­пругих деформаций;

выполнять расчеты металлических конструкций зданий и сооружений с учетом нелинейного
деформирования конструкций;

предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкций при развитии в элементах и соединениях между ними
неупругих деформаций, а также исключающие возможность хрупкого их разрушения;

располагать тяжелое оборудование на минимально возможном уровне по высоте здания.

1.2.6 При использовании сейсмоизоляции и других систем динамического регулирования сей­смических нагрузок выбор той или иной системы, а также расчет и конструирование должны про­изводиться с участием специализированных проектных и научных организаций.

^ 1.3 Инженерно-сейсмометрические наблюдения и паспортизация объектов строительства

1.3.1 С целью получения достоверной информации о работе конструкций при землетрясениях и
колебаниях прилегающих к зданиям грунтов в проектах характерных основных типов зданий массовой застройки, зданий с принципиально новыми конструктивными решениями, а также особо
ответственных сооружений следует предусматривать размещение станций инженерно-сейсмомет­рической службы (ИСС).

Обязательная установка станций ИСС должна предусматриваться на объектах высотой более 70 м и ответственных зданиях и сооружениях, а также на объектах экспериментального строительства.

Расходы на приобретение сейсмометрической аппаратуры, а также на выполнение проектных и строительно-монтажных работ по ее установке должны предусматриваться в сметах на строитель­ство объектов, а эксплуатационные затраты - в бюджетах местных органов самоуправления сей-смоопасных районов.

Паспортизация объектов после завершения строительства, а также обследование и паспортизация существующих объектов должна выполняться в соответствии с действующими норма­
тивными документами по оценке технического состояния и паспортизации промышленных и граж­данских зданий (сооружений), эксплуатируемых в сейсмических районах. Паспорт должен содержать
обоснованные данные о применении карты ОСР-2004 с учетом ГОСТ 27751-88 (СТ СЭВ 384-87),
ГОСТ 27.310-95 и требований действующего законодательства по объектам повышенной опасности.

Динамическая паспортизация зданий и сооружений, указанных в п.п. 1.3.1 и 1.3.2, должна
проводиться аккредитованными лабораториями, оснащенными необходимым оборудованием и сей­смометрической аппаратурой.

Динамическая паспортизация включает следующие виды работ:

определение реакции зданий на специальные динамические воздействия в частотном диа­пазоне волн от 0,2 Гц до 40 Гц;

определение частот, форм собственных колебаний зданий и декрементов колебаний и срав­нение их с проектными данными;

формирование динамического паспорта здания на основе периодических динамических об­следований, а также в обязательном порядке при обследовании после прошедших земле­трясений средней и сильной интенсивности (6 баллов и выше).

Динамическая паспортизация для зданий и сооружений, как правило, проводится для категорий сооружений, указанных в п.п.1-4 таблицы 2.4, а также для корпусов ТЭЦ, центральных узлов доменных печей, резервуаров для нефти и нефтепродуктов, жилых и гражданских зданий более 16 этажей, а также гидротехнических сооружений в соответствии с требованиями НД 31.3.002-2003.

2 РАСЧЕТЫ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ 2.1 Сочетания нагрузок

2.1.1 При проектировании зданий и сооружений для строительства в сейсмически опасных районах, помимо расчетов на основное сочетание нагрузок, следует выполнять также расчеты на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий - проектных землетрясений (ПЗ) и максимальных расчетных землетрясений (МРЗ).

Сейсмические нагрузки, соответствующие ПЗ, должны использоваться при проектировании и строительстве зданий и сооружений массового гражданского, промышленного и сельского строи-

тельства с применением карт ОСР-А и В (для территории Украины) или детальных карт ОСР-А и В (для территорий АР Крым и Одесской области).

Сейсмические нагрузки, соответствующие МРЗ, должны использоваться при проектировании ответственных объектов (крупные гидротехнические сооружения, экологически опасные объекты и др.) с применением карты ОСР-С (для территории Украины) или детальной карты ОСР-С (для территории АР Крым и Одесской области).

При этом в особое сочетание нагрузок входят постоянные, возможные длительные и кратко­временные нагрузки, сейсмические воздействия, а также воздействия, обусловленные деформациями основания при замачивании просадочных грунтов. В последнем случае особое сочетание пред­ставляет собой комбинацию сейсмической нагрузки, действующей в направлении, наиболее опасном для данной конструкции (или сооружения в целом), с возможными вариантами просадок под дей­ствием собственного веса грунтов.

При расчете зданий и сооружений (кроме транспортных и гидротехнических) на особое соче­тание нагрузок с учетом сейсмических воздействий к расчетным значениям нагрузок вводятся коэффициенты сочетаний по таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Значения коэффициентов сочетаний



Виды нагрузок

Значение коэффициента сочетаний, nс

1 Постоянные для железобетонных, каменных и деревянных конструкций

0,9

2 То же для металлических конструкций

0,95

3 Временные длительные

0,8

4 Кратковременные (на перекрытия и покрытия)

0,5

2.1.2 При расчете на особое сочетание температурные климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от оборудования и транспорта, тормозные и боковые усилия от движения кранов при этом не учитываются.

При определении расчетной вертикальной сейсмической нагрузки следует учитывать вес моста крана, вес тележки, а также вес груза, равного грузоподъемности крана, с коэффициентом 0,3.

Расчет сооружений и конструкций, имеющих массы на гибких подвесках, следует проводить на основе специальных научных исследований.

Расчетную горизонтальную сейсмическую нагрузку от веса мостов и тележек кранов следует учитывать в направлении, перпендикулярном к оси подкрановых балок. Снижение крановых наг­рузок, предусмотренное нормативными документами по нагрузкам и воздействиям, при этом не учитывается.

Возможность расположения двух кранов на однокрановом пути в смежных шагах колонн здания при этом не учитывается.

2.2 Методы расчетов и их применение

2.2.1 Расчеты сооружений на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий
следует выполнять с использованием:

спектрального метода (2.3.1 - 2.3.12);

прямого динамического метода с применением инструментальных записей ускорений грунта
при землетрясениях или стандартного набора синтезированных акселерограмм (2.4.1 - 2.4.12).

Применяемые методы расчета на сейсмические воздействия приведены в таблице 2.2.
Расчеты по спектральному методу следует выполнять для всех зданий и сооружений. В случае
несовпадения результатов расчета по спектральному методу и прямому динамическому методу
следует принимать более невыгодное решение (при этом расчетные сейсмические нагрузки принимаются не ниже нагрузок, определенных по спектральному методу в соответствии с 2.3).

Для зданий и сооружений простой геометрической формы с симметричным и регулярным
расположением масс и жесткостей (согласно п.1,а таблицы 2.2) расчетные сейсмические нагрузки

следует принимать действующими горизонтально в направлении, как правило, в направлении про­дольной и поперечной оси плана здания или сооружения. Действие сейсмических нагрузок в ука­занных направлениях следует принимать раздельно.

При расчете сооружений с несимметричным и нерегулярным расположением масс и жесткостей следует учитывать наиболее опасные для данной конструкции или ее элементов направления дей­ствия сейсмических нагрузок. В тех случаях, когда определение опасного направления действия сейсмической нагрузки вызывает затруднения, рекомендуется выполнять независимые расчеты кон­струкции при трех взаимно ортогональных направлениях действия сейсмических сил, а расчетные значения внутренних сил найти по рекомендациям 2.3.12.

Таблица 2.2 - Применяемые методы расчета



№

п/п



Метод расчета


^ Типы сооружений

1


а) Спектральный метод с применением уп­рощенных расчетных моделей сооружений с учетом поступательных колебаний согласно 2.3.1-2.3.10;


б) Спектральный метод с учетом, помимо пос­тупательных, крутильных сейсмических воз­действий (сейсмического момента, неравно­мерного поля колебаний грунта) согласно 2.3.11-2.3.12

Здания и сооружения простой геометрической формы с симметричным и регулярным расположением масс и жесткостей, с наименьшим размером в плане не более 30 м


Здания и сооружения несимметричные в плане или по высоте;

Здания каркасные высотой более 50 м в районах сейсмичностью 6 баллов

2

Прямой динамический метод согласно пп. 2.4.1-2.4.10 (при этом расчетные сейсми­ческие нагрузки и моменты принимаются не ниже нагрузок, определенных по спектраль­ному методу, согласно п.1,б настоящей таб­лицы).

Здания и сооружения с принципиально новыми конст­руктивными решениями, не прошедшие эксперимен­тальной проверки

Объекты повышенного уровня ответственности в соответствии с ГОСТ 27751-88 при использовании коэффициентов надежности γn>1

Здания и сооружения высотой более 50 м и сооружения с пролетами более 30 м

Здания и сооружения, оснащенные системой сейсмо-изоляции и другими системами регулирования сейсми­ческой реакции

2.2.4 Вертикальную составляющую сейсмического воздействия необходимо учитывать при расчете:

горизонтальных и наклонных консольных конструкций;

рам, арок, ферм а пространственных покрытий зданий и сооружений при пролетах: 24 м и
более - для площадки сейсмичностью 7 баллов; 18 м и более - для площадки сейсмичностью
8 баллов; 12 м и более - для площадки сейсмичностью 9 баллов;

прочности несущих стен из каменной кладки;

сооружений и фундаментов на устойчивость, опрокидывание и скольжение;

свайных конструкций с высоким ростверком;

опорных элементов сейсмоизоляции;

перекрытий и фундаментных плит, проверяемых на продавливание (перекрытия в составе
безрягельных каркасов, фундаментные плиты высотных зданий со сквозными нижними эта-
жами и др.);

зданий и сооружений на устойчивость против опрокидывания или скольжения.

^ 2.3 Спектральный метод расчета

2.3.1 При определении расчетных значений горизонтальных сейсмических нагрузок на здания и сооружения высотой Н, превышающей в два и более раз его ширину В и длину L допускается принимать расчетную схему (рисунок 2.1,а) в виде многомассового упруго-деформируемого кон­сольного стержня, жестко заделанного в основании, несущего сосредоточенные массы весом Qk, на уровне перекрытий, и совершающего колебательное движение по одному из направлений (х или у).

При ширине сооружения ^ В, меньшей в три и более раз двух других его размеров (Н и L) допускается принимать расчетную схему (рисунок 2.1,б) в виде многомассовой упруго-деформи­руемой перекрестной системы с сосредоточенными в узлах массами, расположенными на уровне перекрытий.

Как правило, рекомендуется использовать пространственные расчетные динамические модели с сосредоточенными в узлах массами (рисунок 2.1,в).





a - в виде многомассового консольного стержня; б - в виде многомассовой перекрестной системы; в - в виде пространственной динамической модели.

Рисунок 2.1 - Расчетные схемы зданий и сооружений

Расчетное значение горизонтальной сейсмической нагрузки ^ Ski, 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;

S0ki - горизонтальная сейсмическая нагрузка по і-ой форме собственных колебаний сооружения, которая определяется в предположении упругого деформирования конструкций по формуле:

, (2.3)

где Qk - 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;

kгр - 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;

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

ηki - 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 (zk) і Ui(zj) - 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 (Uki ,U0) - косинусы углов между направлениями перемещения Uki 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 k1при 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