Рекомендации по определению сейсмических нагрузок, соответствующих инженерно-геологическим и сейсмологическим условиям Республики Казахстан (стр. 7 )

Таблица 2.3. Рекомендуемые значения параметров, описывающих спектры упругой реакции Типа 1 и Типа 2 для вертикальных составляющих сейсмического воздействия

Спектр	avg/ ag	TB(s)	TC(s)	TD(s)
Тип 1	0,90	0,05	0,15	1,0
Тип 2	0,45	0,05	0,15	1,0

В национальное приложение, если принята во внимания глубокая геология, могут быть включены спектры реакции, отличающиеся от спектров, рекомендованных в EN 1998-1:2004.

Значение показателя коррекции затухания η может быть определено из выражения:

(2.9)

Для удобства сопоставления показателей, используемых для определения расчетных сейсмических нагрузок на здания и сооружения в Еврокоде 8 и действующих нормах Республики Казахстан, опишем спектры упругой реакции Se(T) и Seм(T) выражениями:

(2.10)

(2.11)

где:

β(Т) – коэффициент динамичности;

ag – проектное ускорение грунта типа А (ag = γI agR);

agR – референтное пиковое ускорение грунта типа А в горизонтальном направлении;

avg – проектное ускорение грунта в вертикальном направлении;

γI – показатель ответственности здания или сооружения;

S – коэффициент, характеризующий тип грунта.

Значения коэффициента динамичности βh(Т) для горизонтальных и вертикальных сейсмических воздействий, при η=1, могут быть определены из выражений 2.12 – 2.15:

(2.12)

(2.13)

(2.14)

(2.15)

Принятые изменения в описаниях спектров упругой реакции Se(T) и Seм(T) не влияют на конечные результаты их вычислений, но позволяют сопоставить параметры расчетных сейсмических воздействий, рекомендованные в Еврокоде 8, с параметрами, принятыми в действующих нормах Республики Казахстан.

31. ГРАФИКИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИНАМИЧНОСТИ

Исследования спектров реак­ции сейсмических воздействий начались в середине 20-х годов прошлого века и продолжа­ются в настоящее время.

Основы теории описания сейсмических воздействий на здания и сооружения с помо­щью спектров реакции были заложены в трудах зарубежных ученых К. Сюэхиро, Х. Бень­оффа, М. Био, Д. Хадсона, Г. Хаузнера, Н. Ньюмарка и др. В СССР подобным исследованиям были посвя­щены работы , , ­ского, , ­рова, , и многих других.

Термины «коэффициент динамичности» и «график коэффициентов динамичности» ввел в расчетные положения норм по сейсмостойкому строительству .

Под коэффициентом динамичности предложил понимать безразмерный коэффициент, характеризующий динамический эффект сейсмического воздействия на реакцию осциллятора с заданными значениями периода собственных колебаний и затухания.

В нормах СССР коэффициент динамичности трактовался как отношение максимального ускорения осциллятора к максимальному ускорению основания, а график коэффициентов динамичности b(Т) – как изображение безразмерного спек­тра, полученного делением абсолютных значений ординат спектра реакции в ускорениях на максимальное значение ускорений основания.

С прикладной точки зрения концепция определе­ния расчетных сейсмических нагрузок с помощью коэффициентов дина­мичности вполне оправданна и согласуется с положениями ряда нормативных документов (например, СНиП «Нагрузки и воздействия), предусматривающих возможность замены инерционных сил, возникающих в сооружениях при динамических воздействиях, условными статическими нагрузками.

В некоторых нормах стран СНГ и во многих зарубежных нормах вместо термина «график коэффициентов динамичности» часто используется термин «нормализо­ванный спектр воздействия», под которым понимается безразмерный спектр реакции, ординаты которого нормализованы по максимальному ускоре­нию основания Аmax=1.

Разные термины, применяемые по отношению к безразмерным спектрам, не влияют на их смысл и результаты построения. В обоих случаях безразмерные спектры характери­зуют соотношения максимальных амплитуд ускорений сейсмических колебаний осциллято­ров и основания как функцию периодов собственных колебаний осцилляторов. Иначе говоря, они пока­зывают распределение модулей макси­мальных ускорений осцилляторов по перио­дам Т.

С прикладной точки зрения концепция определе­ния расчетных сейсмических нагрузок с помощью коэффициентов дина­мичности вполне оправданна и согласуется с положениями ряда нормативных документов (например, СНиП «Нагрузки и воздействия), предусматривающих возможность замены инерционных сил, возникающих в сооружениях при динамических воздействиях, условными статическими нагрузками.

График коэффициентов динамичности b(Т), по­строенный на основании ряда теоретических допущений и в условиях крайне ограниченного количества инструментальных дан­ных, был бо­лее полувека назад включен в СН 8-57 «Нормы и правила строительства в сейс­мических рай­онах».

В СНиП II-А.12-69 «Строительство в сейсми­ческих районах» этот график был несколько скорректирован, а в СНиП II-7-81 заменен тремя графиками, каждый из которых соответст­вовал определенной категории грунтов по сейсмическим свойствам.

Дифференциация графиков коэффи­циен­­тов динамичности по грунтовым условиям,, безус­ловно,, явилась важнейшим шагом в развитии тео­рии сейсмостойко­сти и практики проектирования. Однако параметры графиков b(Т), включен­ных в СНиП II-7-81, основыва­лись не столько на фактических данных о сейсмиче­ских воздействиях, сколько на необходимости сохранения преемственно­сти между старыми и новыми нормами в части уровняя расчетных сейсмических нагрузок на проектируемые объекты и минимизации затрат на их их антисейсми­ческое усиление. По этим причинам графики b(Т), принятые в СНиП II-7-81 для грунтов категорий I и II по сейсмическим свойствам, мало отличались от графика b(Т), принятого в СНиП II-А.12-69.

В национальных нормах стран СНГ, разрабатывавшихся в новых экономических усло­виях и при наличии более обширной инструментальной и макросейсмической информации, эта преемственность была нарушена – графики коэффициентов динамичности существенно видоизменились.

ПСопоставление параметрыов графиков b(Т), принятых принятых в нормах«Строи­тельство в сейсмических районах», действовавших и действующих на террито­рии Респуб­лики Казахстан, приведеныдано в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Наименование норм	Период действия норм	Значения коэффициентов b(T) для категорий грунтов по сейсмическим свойствам
I	II	III
СН 8-57	09.08.1	b=0,9/T 3³b ³0,6
СНиП II-А.12-62	01.03.1
СНиП II-А.12-69	01.07.1	b =1/T 3³b ³0,8
СНиП II-7-81	01.01.1	b=1/T 3³b ³0,8	b=1,1/T 2,7³b ³0,8	b=1,5/T 2³b ³0,8
СНиП РК В.1.2-4-98	01.07.1	b=1,2/T 2,5³b ³0,8	b=1,8/T 2,5³b ³1,0	b=2,4/T 2,5³b ³1,2
СНиП РК 2.	01.03.2002 – 01.07.2006
СНиП РК 2.	01.07.2006 -

Графики коэффициентов динамичности, принятые содержащиеся в современных нормах, обычно базируются на довольно обширных мировых данных и распространяются на крупные административно-территориальные единицы (страна, департамент) или даже на крупные географические районы Земли.

Данный подход представляется вполне правомерным. Принятые в строительных нормах графики b(Т) (или спектры реакции), не должны характеризуютотражать всех аспектовы вероятностной природы сейсмических воздействий на каждой конкретной строительной площадке и не предназначены для этого. Гипотетическую возможность проявления на конкретной строительной площадке различного рода локальных эффектов и возникновения экстремальных сейсмологических ситуаций при необходимости следует учитывать при проектировании особо ответственных объектов путем примененияиспользования в соответствующих расчетах региональных моделей сейсмических воздействий, или моделей, имеющих обоснованные отличия от отражающих предполага­емые отклонения последних от стандартных моделей.