Приложение 7 (справочное). Вопросы вероятности появления значений ускорений сейсмических воздействий (по данным FEMA 96/1988 "Рекомендуемые положения по разработке сейсмического регулирования для новых строений Национальной программы уменьшения опасности землетрясения, Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях (США), октябрь 1988 г.)

Приложение 7
Справочное

Вопросы вероятности появления значений ускорений сейсмических воздействий (по данным FEMA 96/1988 "Рекомендуемые положения по разработке сейсмического регулирования для новых строений Национальной программы уменьшения опасности землетрясения, Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях (США), октябрь 1988 г.)

Одной из основных характеристик механических воздействий землетрясений являются эффективное пиковое ускорение (в некоторой нормативно-технической документации - ускорение нулевого периода) (далее ЭПУ) и эффективная пиковая скорость (далее ЭПС). Ряд значений ЭПУ связан со значениями интенсивности землетрясения в баллах. Таким образом, установление для данной сейсмической местности интенсивности возможных землетрясений в баллах одновременно является установлением возможных значений ЭПУ и ЭПС.

ЭПУ есть ускорение, рассчитанное путем спрямления полученного для 5% относительного демпфирования (далее о. д.) спектра ответа скоростей перемещения земной поверхности при реальных (или обобщенных расчетных) землетрясениях для диапазона частот 2-10 Гц, деленное на принятый коэффициент 2,5; значение этого коэффициента получено как обобщение соотношений между ЭПУ и наибольшим ускорением спектра ответа для 5% о. д.

Вероятность того, что установленные из условий интенсивности землетрясений значения ЭПУ и ЭПС не будут достигнуты в данной местности в течение 50-летнего периода (далее "вероятность недостижения"), составляет 90%.

При современном уровне знаний эта вероятность не может быть определена как точная. Более того, так как при составлении карт сейсмичности проводят увязку и пригонку различных по полноте данных, эта вероятность не может быть совершенно одинаковой для разных районов. Можно считать, что "вероятность недостижения" находится в диапазоне 80-90%.

Применение интервала 50 лет для характеристики "вероятности недостижения" является в известной степени условным и не означает, что для сооружений и оборудования предполагается срок службы 50 лет.

"Вероятность недостижения" может быть переведена в другие величины, такие как средний интервал повторяемости и средний ежегодный риск. 90%-ная "вероятность недостижения" на 50-летнем интервале эквивалентна среднему интервалу повторяемости 475 лет или среднему ежегодному риску 0,002 долей в год. Эти величины имеют физический смысл только как среднее за очень большой период времени - десятки тысяч лет. Вообще, средний интервал повторяемости или период повторения 475 лет не означает, что землетрясение произойдет однажды, дважды или вообще произойдет в течение 475 лет. Согласно современному уровню знаний нет практической альтернативы утверждению того, что сильное землетрясение произойдет в данный период времени, и величина, подобная периоду повторяемости, означает только возможность того, что это событие произойдет.

В табл. 14 приведены значения ЭПУ для разных "вероятностей недостижения" и соответственно для различных значений ежегодного риска и повторяемостей. Данные для вероятностей более 98 и менее 60 % получены путем экстраполяции. Вопрос о том, могут ли эти более высокие значения иметь место в каких-либо сейсмически опасных районах, особенно в районах с меньшей сейсмической активностью, является дискутабельным; некоторые эксперты считают, что верхний предел ЭПУ для районов с меньшей сейсмичностью такой же, как и для районов с более высокой сейсмичностью, хотя вероятность того, что столь экстремальные значения ЭПУ возникают, является, конечно, чрезвычайно малой.

Вероятность того, что ордината расчетного спектра ответа не будет достигнута в течение какого-либо периода, приблизительно такая же, как "вероятность недостижения" ЭПУ и ЭПС. Это утверждение верно, так как невозможность достижения в будущих землетрясениях ЭПУ и ЭПС является много большей, чем невозможность достижения спектральных ординат, заданных ЭПУ и ЭПС. Поэтому вероятность того, что ордината спектра ответа не будет достигнута в течение 50 лет, также составляет 90%, по крайней мере не выходит из диапазона 80-95%.

Таблица 14

Вероятность на базе, 50 лет, %	Ежегодный риск, доли единицы	Средняя повторяемость, год	Эффективное пиковое ускорение
			м x с(-2) (g)			относительные единицы (по отношению к 90%)
			для интенсивности землетрясений по MSK-64, баллы
			9	8	7	9	8	7
0,7	0,1	10	1(0,1)	0,35(0,035)	0,18(0,018)	0,25	0,18	0,18
50	0,2	50	1,8(0,18)	0,7(0,07)	0,25(0,025)	0,45	0,35	0,25
61	0,01	100	2,5(0,25)	1(0,1)	0,5(0,05)	0,63	0,5	0,5
90	0,002	500	4(0,4)	2(0,2)	1(0,1)	1	1	1
95	0,001	1000	4,5(0,45)	2,5(0,25)	1,2(0,12)	1,13	1,25	1,2
98	0,0005	2000	6,0(0,6)	3(0,3)	2(0,2)	1,5	1,5	2,0
99	0,0002	5000	6,6(0,66)	4,5(0,45)	2,5(0,25)	1,65	2,25	2,5
99,5	0,0001	10000	7(0,7)	5(0,5)	3(0,3)	1,75	2,5	3,0
99,95	0,00001	100000	7,5(0,75)	7(0,7)	6,5(0,65)	1,9	3,5	6,5

Положения настоящего приложения могут быть отнесены к значениям, установленным по черт. 1 и 2 приложения 6 настоящего стандарта. Можно считать, что полученные по данным черт. 1 и 2 и табл. 12 значения не превышаются в данной местности в течение 50 лет с вероятностью 90%.

Вопросы применения значений, связанных с отличающимися от указанных "вероятностей недостижения", решаются в технико-экономически обоснованных конкретных случаях между заказчиками и проектировщиками (изготовителями) изделий с учетом требуемой вероятности безотказной работы изделий и их конструктивных особенностей.

При необходимости определения "вероятности недостижения" для сроков L, отличающихся от 50 лет, используют формулу

                 100 - P

                        50

      P  = 100 - --------- x L,

       L            50

      где Р   - "вероятность недостижения" на базе 50 лет (по табл. 14);

           50

          P   - "вероятность недостижения" на базе срока L  (при  тех  же

           L    значениях ЭПУ, что и для соответствующей Р  )

                                                          50

(Измененная редакция, Изм. N 1).