Приложение 6 (обязательное). Требования в части сейсмостойкости

Приложение 6
Обязательное

Требования в части сейсмостойкости

1. Общие положения

1.1. При предъявлении к изделиям требований по стойкости к воздействию землетрясений (сейсмостойкости) исходят из интенсивности землетрясения и уровня установки изделий над нулевой отметкой (уровня установки). Эти требования соответствуют требованиям по стойкости (устойчивости и (или) прочности) к синусоидальной вибрации в течение 1 мин. В этом случае группы механического исполнения стационарных изделий должны соответствовать указанным в табл. 10 и 11.

1.2. Группы механического исполнения изделий, не соответствующие табл. 10, устанавливают в том случае, если к изделиям предъявлены более жесткие требования в соответствии с настоящим стандартом.

Таблица 10

Интенсивность землетрясения, баллы по MSK-64				Группы исполнений изделий и дополнительные требования (ДТ) по табл. 11 при уровне установки изделий над нулевой отметкой, м
Для встроенных элементов по п. 1.5(*6)		Для стационарных изделий(*7)		0-10	Св. 10 до 25	Св. 25 до 70
а*	б**	а	б
9	-	-	-	-	М5 или М41	(М5 или М41) + ДТ1(**4)
				М6 или М7, М43	(М6 или М7, М43) + ДТЗ; 4(***)	(М6 или М7, М43) + ДТ1; 2
				(M1, М2 или МЗ, М4, М42) + ДТ7; 8(***) (М39 или М40) + ДТ7; 8	-	-
8	9	9	-	-	-	М5 или М41
					М6 или М7, М43	(М6 или М7, М43) + ДТ5(***); 4(**;***)
				M1, М2 или МЗ, М4, М42	(M1, M2 или МЗ, М4, М42) + ДТ7;8(***)(см.*)	(M1, М2 или МЗ, М4, М42) + ДТ5; 6 (см.*)
				(М39 или М40) + ДТ10(***); 11 (см. *)	(М39 или М40) + ДТ7; 8 (см.*)	-
7	8	8	9	-	-	М6 или М7, М43
					M1, М2 или МЗ, М4, М42	(M1, М2 или МЗ, М4, М42) + ДТ9(***), 8(**;***)
				М39 или М40	(М39 или М40) + ДТ10(***); 11 (см.*)	(М39 или М40) + ДТ9; 10 (см.*)
				(М13 или М38) + ДТ13; 14(**;***)	(М13 или М38) + ДТ11; 12(*4) (см.*)	(М13 или М38) + ДТ9; 10; 14 (см.*)
6	7	7	8			M1, М2 или МЗ, М4, М42
					М39 или М40	(М39 или М40) + ДТ12(*5)
				М13 или М38	(М13 или М38)+ДТ13; 14(**;***)	(М13 или М38) + ДТ12 (см.*)
5	6	6	7			М39 или М40
				М13 или М38	М13 или М38	(М13 или М38) + ДТ13(*5)
4	5; 4	5	6; 5	М13 или М38	М13 или М38	М13 или М38

______________________________

*а - для изделий систем управления технологическими процессами атомных станций.

**б - для изделий, кроме указанных в а.

*** - только в горизонтальных направлениях.

*4 - только в диапазоне 10-15 Гц.

*5 - кроме диапазона 10-15 Гц для а.

*6 - а также для изделий, размещаемых на промежуточных конструкциях (например, арматуре, трубопроводах).

*7 - установленных в местах по табл. 5, пункт 1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 11

Номер ДТ	Диапазон частот, Гц	Ускорение , м х с(-2) (g)
		в горизонтальных направлениях	в вертикальном направлении
1	2-10	25 (2,5)	20 (2,0)
2	10-15	20 (2,0)	15 (1,5)
3	2-10	20 (2,0)	15 (1,5)
4	10-15	13 (1,3)	10 (1,0)
5	2-10	13 (1,3)	10 (1,0)
6	10-15	10 (1,0)	7,5 (0,75)
7	2-10	10 (1,0)	7,5 (0,75)
8	10-15	7,5 (0,75)	5 (0,5)
9	2-10	7,5 (0,75)	5 (0,5)
10	10-15	5 (0,5)	3,5 (0,35)
11	2-10	5 (0,5)	3,5 (0,35)
12	2-15	3,5 (0,35)	2,5 (0,25)
13	2-15	2,5 (0,25)	-
14	15-30	2,5 (0,25)	-

Примечания:

1. Учитывая нормируемую продолжительность воздействия землетрясения 1 мин, соответствие этим требованиям подтверждают испытаниями на виброустойчивость по ГОСТ 16962.2 или в соответствии с разд. 2 настоящего приложения.

2. В табл. 10 выражение "(М6 или М7, М43) + ДТ 1,2" (пример) означает, что в указанных в табл. 11 диапазонах частот заменяется значение амплитуды ускорения синусоидальной вибрации, установленное для групп М6, М7, М43 в табл. 1, на значение амплитуды ускорения, установленное в табл. 11. Для приведенного выше примера максимальную амплитуду ускорения синусоидальной вибрации для требований по виброустойчивости определяют следующим образом:

Диапазон частот, Гц:	0,5-2	2-10	10-15	15-100
Максимальная амплитуда ускорения, м х с(-2) (g)	10 (1,0) (по табл. 1 и п. 12)	25 (2,5) (по табл. 11 и п. 12)	20 (2,0) (по табл. 11)	10 (1,0) (по табл. 1)

3. В табл. 10 выражение "(см.*)" означает, что группу механического исполнения и дополнительные требования, указанные в данной клетке таблицы, применяют только для случая, оговоренного сноской*.

1.3. Для стационарных изделий, устанавливаемых в местах по табл. 5, пункт 1, и выполненных в соответствии с п. 7 настоящего стандарта, допускается требования по максимальным амплитудам ускорений и соответствующим частотам (спектру) синусоидальной вибрации устанавливать по требованиям пп. 1.3.1-1.3.2.

1.2, 1.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3.1. Для стационарных изделий, выполненных в соответствии с п. 7 настоящего стандарта, требования по максимальным амплитудам ускорений в горизонтальных направлениях и соответствующим частотам (спектру) синусоидальной вибрации устанавливают по черт. 1, полученному на основе обобщенного спектра ответа (черт. 2). Требования по максимальным амплитудам ускорений в вертикальном направлении устанавливают равным 0,7 значений для горизонтальных направлений.

Указанные на черт. 1 значения ускорений соответствуют уровню установки 0 и интенсивности землетрясений 9 баллов. Значения ускорений для других интенсивностей и уровней установки определяют путем умножения ускорений, полученных по черт. 1, на коэффициент по табл. 12.

Требования для изделий, устанавливаемых на уровнях установки, промежуточных между указанными в табл. 12, допускается определять методом линейной интерполяции.

Примечание. Вопросы, связанные с вероятностью появления значений ускорений, установленных на черт. 1 и 2, приведены в приложении 7.

Таблица 12

Интенсивность землетрясения, баллы по MSK-64	Коэффициент для уровней установки над нулевой отметкой, м
	70-30	20	10 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

1.3.2. Если в результате специальных изысканий и исследований проектировщиком установлено, что для конкретного объекта максимальные значения ускорений в спектре ответа превышают указанные на черт. 2, разрабатывают дополнительные мероприятия по обеспечению сейсмостойкости стационарных изделий. Эти мероприятия согласовывают с соответствующими разработчиками (или изготовителями) изделий и заказчиком объекта (для атомных электростанций - Минатомэнергопромом).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.4. В зависимости от амплитудно-частотной характеристики стационарных 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 по 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 приложении под термином "резонансная частота" понимают также "собственная частота".

1.5. При отсутствии в диапазоне 1-30 Гц резонансов комплектных изделий в местах установки встроенных элементов группы механического исполнения для встроенных элементов должны соответствовать табл. 10; если требования по максимальной амплитуде ускорения для стационарных комплектных изделий (или для промежуточных конструкций в местах их расположения) устанавливают по п. 1.3 настоящего приложения, то в диапазонах частот, где резонансы отсутствуют в местах крепления встроенных элементов (или изделий на промежуточных конструкциях), к последним предъявляют требования по удвоенной максимальной амплитуде ускорений по сравнению с указанной в п. 1.3.1; допускается предъявлять требования менее удвоенной амплитуды по данным, полученным по п. 1.4 настоящего приложения.

Примечание. Промежуточные конструкции - по табл. 5, пункт 2.

1.4, 1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2. Требования к расчетно-экспериментальной оценке изделий на соответствие требованиям по сейсмостойкости

2.1. Расчетно-экспериментальную оценку соответствия требованиям по сейсмостойкости допускается применять в случаях, указанных в пп. 2.1.1-2.1.4.

2.1.1. При отсутствии испытательного оборудования соответствующей грузоподъемности или невозможности проведения испытаний по техническим причинам (например, из-за усложненности конструкции);

2.1.2. Для оценки ранее испытанного изделия на соответствие новым, более жестким требованиям;

2.1.3. Для оценки изделия, аналогичного ранее испытанному, но содержащему изменения, влияющие на его динамические характеристики;

2.1.4. Для оценки изделий, не имеющих резонансных частот в диапазоне 1-30 Гц.

2.2. Для электродвигателей, генераторов, трансформаторов и других изделий, не содержащих измерительных приборов и контактных электрических аппаратов и удовлетворяющих требованиям п. 2.1 настоящего приложения, вместо испытаний на виброустойчивость допускается проводить расчет на прочность.

2.3. Расчет на прочность основных несущих элементов всех конструкций проводят также на стадии проектирования до проведения вибрационных испытаний.

2.4. Расчету подвергают детали конструкции, испытывающие воздействия непосредственно со стороны основания, к которому крепят изделие или его элементы, и другие ответственные элементы конструкции изделия, повреждения, смещение или деформация которых приведет к разрушению, отказу изделия или к снижению его эксплуатационных качеств.

2.5. 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.

2.6. Значение расчетного максимального ускорения, действующего на элементы конструкции изделия в горизонтальных направлениях, определяют по черт. 2, исходя из низшей резонансной частоты f_н и относительного демпфирования системы, содержащей указанные элементы конструкции. Для изделий, не имеющих резонансных частот в диапазоне 1-30 Гц, вместо значений по черт. 2 принимают значение 10 м х с(-2) (1,0 х g) для варианта а и 5 м х с(-2) (0,5 х g) - для варианта б.

2.7. Указанные в п. 2.6 настоящего приложения значения ускорения соответствуют уровню установки 0 м и интенсивности землетрясений 9 баллов. Значения ускорений для других интенсивностей и уровней установки определяют путем умножения ускорений по п. 2.6 на коэффициент по табл. 12. Значения коэффициентов для изделий, устанавливаемых на уровнях установки, промежуточных между указанными в табл. 12, допускается определять методом линейной интерполяции.

2.8. Значение эквивалентного расчетного максимального ускорения, действующего на изделие в вертикальном направлении, принимается равным 0,7 значения для горизонтальных направлений.

2.9. Определяют значение эквивалентной статической силы, равное произведению расчетного максимального ускорения на массу элемента конструкции изделия; при этом принимают, что точка приложения этой силы совпадает с центром масс элемента.

2.10. Для комплектных изделий, содержащих измерительные приборы и контактные электрические аппараты и узлы и удовлетворяющих требованиям пп. 2.1.1-2.1.3 настоящего приложения, допускается определение увеличенных максимальных амплитуд ускорения (см. п. 1.4 настоящего приложения) проводить в соответствии с пп. 2.6-2.7 настоящего приложения с последующими испытаниями измерительных приборов и контактных электрических аппаратов.

2.11. Динамические характеристики (резонансные или собственные частоты и относительные демпфирования элемента конструкции (см. п. 2.6 настоящего приложения) 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 16962.2). 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 п. 2.10 настоящего приложения. При первоначальных расчетах допускается значения относительного демпфирования принимать по табл. 13.

Таблица 13

Вид конструкции	Относительное демпфирование, %, для механического напряжения, в долях предела текучести
	0,25	0,5	1
Сварные стальные конструкции	1	2	4
Болтовые стальные соединения, железобетонные конструкции	1	4	7
Шкафы и панели	1	2	5
Сборочные узлы	1	2	7
Крупногабаритные изделия; стальные трубы диаметром более 300 мм	1	2	3
Стальные трубы диаметром 300 мм и менее	1	1	2

2.12. Если изделие (или элемент конструкции) может быть представлено системой нескольких дискретных масс m_к, расположенных в точках К = 1,2 ... n и имеющих собственные (резонансные) частоты в диапазоне 1-30 Гц, расчет проводят по пп. 2.12.1-2.12.4 вместо п. 2.9 настоящего приложения.

2.12.1 При расчетах по п. 2.11 настоящего приложения или при испытаниях по определению резонансных (собственных) частот дополнительно определяют формы колебаний системы i = 1,2. . . для каждой собственной (резонансной) частоты.

2.12.2. Определяют эквивалентную статическую силу S_iK, возникающую в рассматриваемой точке К, соответствующую форме колебаний i и совпадающую с направлением рассматриваемой компоненты сейсмического воздействия (отдельно для вертикального и наиболее жесткого для изделия горизонтального направлений) по формуле

      S   = m   x a  x эта  x u   ,                                   (1)

       iK    Kp    i      i    iKp

      где a  - ускорение, определяемое по черт. 2 для собственной  (резо-

           i   нансной) частоты i;

               n

             сумма (m  x u  )

             K = 1   K    iK

      эта  = ----------------;                                        (2)

         i     n          2

             сумма (m  x u  )

             K = 1   K    iK

      u    - виброперемещения или ускорения  a_1 для формы колебаний  i в

       iK    каждой точке К, включая рассматриваемую;

      u    - то же, в рассматриваемой точке К;

       iKp

      m    - дискретная масса в рассматриваемой точке.

       Kp

Примечание. Если рассчитывают изделие или элемент конструкции, которые могут быть представлены в виде расположенных по консольной схеме нескольких дискретных масс, значения которых, жесткости связей и расстояния друг от друга и от основания консоли несущественно различаются, допускается не проводить предварительного определения формы колебаний, а в формулах 1 и 2 вместо u_iKp и u_iK подставлять соответственно x_iKp и x_iK, где x_iKр и x_iK - расчетные расстояния от основания консоли до рассматриваемой точки К и других точек К соответственно.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.12.3. Определяют для точки К и формы собственных колебаний механическое напряжение сигма_iK от каждой силы S_iK.

2.12.4. Определяют общее расчетное механическое напряжение в точке К по формуле

                           i          2

      сигма = кв. корень (сумма (сигма  ),                            (3)

                            1         iK

      где i - число учитываемых в расчете форм колебаний.

2.13. При расчете на прочность по пп. 2.1-2.12 настоящего приложения используют статические прочностные характеристики конструкционных материалов.

2.14. Расчет прочности и (или) устойчивости изделий (или элементов конструкции) может проводиться методами динамической теории упругости с использованием расчетных акселерограмм на отметке установки изделий. Выбор расчетных акселерограмм проводят на основе исследований сейсмических колебаний строительных конструкций, в которых устанавливают изделия или применяют синтезированную расчетную акселерограмму. При оценке прочности в этом случае применяют динамические прочностные характеристики конструктивных материалов.

Требования настоящего пункта рекомендуется применять для конкретных типов изделий, содержащих нелинейные динамические системы, оказывающие существенное влияние на устойчивость изделий к механическим ВВФ, при наличии специального технического обоснования. В этом случае рекомендуется также заменять испытания на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации по ГОСТ 16962.2 испытаниями на виброустойчивость при воздействии указанных в настоящем пункте акселерограмм.

2.15. Для стационарных изделий, устанавливаемых на индивидуальных фундаментах, требования табл. 10, 11 и п. 1.3.1 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 амплитудно-частотной характеристики системы "изделие - фундамент" и п. 2.11 настоящего приложения.