Сейсмические нагрузки
Проектирование строительных объектов ведется из расчета их соответствия конкретным условиям местности. Иногда проектировщикам приходится учитывать большой перепад рельефа, наличие высокого уровня грунтовых вод, слабые грунты или высокую сейсмическую активность.
Масштабы разрушений от землетрясений огромны. За всю историю человечества, к сожалению, мы можем найти множество печальных примеров того, как за считанные минуты стирается с лица земли целый город и гибнут все его жители. При землетрясении обычное здание превращается из надежного защитника в источник опасности. Многотонные плиты и конструкции при обрушении становятся источником угрозы жизни для находящихся внутри зданий людей. Эвакуироваться, выйти из здания становится невозможным. Восстановление разрушенных зданий, инфраструктуры занимает долгие годы, след от этой катастрофы навсегда остается в памяти города и его жителей, которые потеряли своих родных и близких.
Поэтому в сейсмически опасных районах применяются методики ведения расчетов, позволяющих смоделировать возможные развитии событий и создать надежные строительные системы, которые будут устойчивыми к вибрационным воздействиям.
Согласно указаниям СП14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах», расчет конструкции и оснований на действие сейсмических нагрузок ведется для зданий и сооружений, которые возводятся в районах с сейсмичностью 7,8,9 баллов, при этом строить здания в районах с сейсмичностью выше 9 баллов запрещено.
Порядок выполнения расчетов строится следующим образом:
- описываются основные расчетные положения;
- определяется сейсмичность района строительства;
- определяется сейсмичность площадки строительства;
- формируется динамическая расчетная схема каркаса;
- определяют периоды частоты и форму собственных колебаний каркаса;
- определяют расчетную сейсмическую силу, действующую на каркас;
- определяют усилия в элементах каркаса, которые возникают от действия сейсмических нагрузок;
- определяют усилия в элементах каркаса, которые возникают от особого сочетания нагрузок.
Согласно имеющимся данным около трети территории России располагается в сейсмоопасных районах, поэтому выполнение расчетов сейсмических нагрузок и совершенствование моделей и методов является актуальной задачей. Также согласно данным сейсмического районирования количество районов с сейсмической опасностью увеличивается, эти тенденции связаны с активной добычей нефти и развитием карстовых процессов.
Рисунок 1. Моделирование процесса воздействия сейсмической нагрузки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Сейсмотреминология – это свод понятий и методик, используемых в антисейсмическом проектировании.
Определение сейсмический нагрузок
Важным фактором при ведении расчетов является не только учет сейсмического воздействия, но и сочетание нагрузок, которое может включать постоянные нагрузки, временные и сейсмические. Согласно таблице 5.1 (СП 14.13330.2018) каждая нагрузка берется с коэффициентом сочетания, для постоянных он равен 0,9, для длительных временных 0,8, а для кратковременных 0,5.
При расчетах учитывают две возможные ситуации:
- сейсмические нагрузки соответствуют проектному землетрясению, в этом случае при расчетах стремится создать условия при которых не наступит частичная или полная потеря эксплуатационных свойств здания;
- сейсмические нагрузки соответствуют максимальному расчетному землетрясению, в этом случае расчет ведется на предотвращение обрушения сооружения, здания или его частей. Модели должны учитывать возможность развития неупругих деформаций и хрупких разрушений в несущих и ненесущих элементах.
Направление действия сейсмических нагрузок может быть любым, поэтому при расчетах простых конструктивных схем их принимают действующими горизонтально в направлении продольных и поперечных осей, для зданий имеющих сложную конструктивную схему и планировочное решение применятся пространственные расчетные динамические модели.
Степень сейсмической опасности района оценивается на основании комплекта карт (карта А- массовое строительство, карта Б - объекты повышенной ответственности и карта С -особо ответственные объекты). Каждая из карт предназначены для своего типа объектов, к примеру, при проектировании гражданского или промышленного объект используется карта А, а при проектировании АЭС и гидростанций потребуется карта С.
Также сейсмичность площадки корректируется на основании данных о грунтах в основании. Слабые грунты могут стать причиной более сильного проявления землетрясения, поэтому в данным карты прибавляется 1-2 балла.
