Приложение Б (справочное). Оценка вибрации зданий

Приложение Б
(справочное)

Оценка вибрации зданий

Б.1 Общие положения

В настоящем приложении приведены наиболее часто используемые в международной практике критерии оценки вибрации зданий, установленные национальными стандартами и другими нормативными документами зарубежных стран.

Б.2 Частотно-зависимые критерии оценки

Б.2.1 DIN 4150-3:1999*(1)

Предельные значения (рисунок Б.1) установлены в отношении кратковременной вибрации для пиковых значений скорости на фундаменте здания (см. 6.2) для трех категорий зданий:

- зданий делового назначения, производственных зданий и сооружений, имеющих аналогичную конструкцию (категория 1);

- жилых зданий и зданий, имеющих аналогичную конструкцию или назначение (категория 2);

- сооружений, не относящихся к категориям 1 или 2, имеющие высокую социальную важность (например, охраняемых памятников архитектуры).

Дополнительно предлагается измерять скорость в горизонтальном направлении дня верхнего перекрытия здания . Предельные значения этой характеристики для кратковременной и продолжительной вибрации приведены в таблице Б.1.

Если предельные значения для перекрытий (стен) превышают указанные в таблице Б.1, рекомендуется оценить механические напряжения согласно приложению А.

Таблица Б.1 - Рекомендуемые предельные значения

Категория сооружения	v_high floor, мм/с
	Кратковременная вибрация	Продолжительная вибрация
1	40	10
2	15	5
3	8	2,5
Примечание - Приведенные значения могут быть применены также к промежуточным покрытиям здания, а также к его стенам.

Б.2.2 BS 7385-2:1993*(2)

Предельные значения (рисунок Б.2) установлены в отношении кратковременной вибрации для пиковых значений скорости на фундаменте здания (см. 6.2) для двух категорий зданий:

- зданий делового назначения и производственных зданий, имеющих каркасные или армированные конструкции (категория 1);

- жилых зданий и зданий делового назначения, имеющих облегченную конструкцию, конструкцию без армирования или с облегченным каркасом (категория 2);

Предполагают, что умеренные повреждения могут произойти при превышении предельных значений, указанных на рисунке Б.2, в два раза, а тяжелые - в четыре раза.

В случае низкочастотного сигнала, имеющего значительные составляющие на частотах ниже 4 Гц, рекомендуется дополнительно проводить измерения перемещения. Предельное пиковое значение перемещения для частоты доминирующей составляющей ниже 4 Гц равно 0,6 мм.

В случае продолжительной вибрации, способной вызвать резонансы конструкции (особенно на низких частотах), предельные значения, указанные на рисунке Б.2, рекомендуется уменьшить в два раза.

Б.2.3 Рекомендации OSM*(3)

Предельные значения (рисунок Б.3) установлены для невысоких зданий (одно- или двухэтажных), подвергающихся воздействию сейсмических волн, которые образуются в результате взрывов при разработке открытых месторождений*(4).

Б.3 Комплексный критерий оценки

Б.3.1 Общие положения

Комплексный критерий оценки установлен в национальном стандарте Норвегии NS 8141:2001*(5) и распространяется на вибрацию, вызванную земляными работами, сносом сооружений и движением машин.

Если проведение земляных работ может вызвать колебания сооружения на частоте резонанса (например, при использовании вибрационных машин или при установке постоянного и кратковременного интервала между пусками электронной системы зажигания при проведении взрывов в ходе строительных работ), то для оценки допустимости возникающих колебаний необходимы дополнительные исследования.

Б.3.2 Предельное значение вибрации

Предельное значение v при кратковременной вибрации определяют для вертикальной составляющей пикового значения скорости по формуле

,

где - опорное значение скорости, равное 20 мм/с;

- поправка на вид грунта в месте, где установлено сооружение;

- поправка на вид сооружения;

- поправка на расстояние между источником вибрации и местом ее измерения;

- поправка на вид источника вибрации.

Б.3.3 Поправка на вид грунта

Поправку на вид грунта на месте возведения сооружения определяют по таблице Б.2.

Б.3.4 Поправка на вид сооружения

Б.3.4.1 Общие положения

Поправка на вид здания зависит от типа и конструкции сооружения, материала, из которого оно возведено, и типа фундамента. Эту поправку рассчитывают по формуле

,

где - поправка на тип и конструкцию сооружения;

- поправка на материал конструкции;

- поправка на тип фундамента.

Таблица Б.2 - Поправка на вид грунта

Общая классификация	Вид грунта	F_g
Обычный грунт	Очень мягкий грунт, мягкая глина	0,5*
	Глина, илистый грунт с высоким содержанием влаги	0,8
	Песок, гравий, илистый грунт	1,0
	Твердая валунная глина, уплотненная закладка из щебня	1,8
Скальная порода	Тонкая выровненная стяжка	2,5
	Сланец, мягкий известняк, щелеватая порода (скорость распространения сейсмических волн от 2000 до 4000 м/с)	2,5
	Гранит, гнейс, твердый известняк, кварцит, диабаз (скорость распространения сейсмических волн более 4000 м/с)	3,5
* Коэффициент 0,5 - усредненное значение, требующее уточнения в каждом конкретном случае.

Б.3.4.2 Поправка на тип и конструкцию сооружения

Поправку на тип и конструкцию сооружения определяют по таблице Б.3.

Таблица Б.3 - Поправка на тип и конструкцию сооружения

Тип конструкции	k_b
Крупное сооружение (мост, эстакада, укрепление)	1,70
Здание делового назначения, производственное здание	1,20
Жилое здание обычной конструкции	1,00
Здание, имеющее повышенную чувствительность к вибрации (высотное сооружение, конструкция с протяженными пролетами)	0,65
Историческое и разрушенное здания	0,50

Б.3.4.3 Поправка на материал сооружения

Поправку на материал сооружения определяют по таблице Б.4. При выборе поправки принимают во внимание самый слабый элемент сооружения.

Таблица Б.4 - Поправка на материал сооружения

По-видимому, в названии таблицы допущена опечатка. Имеется в виду

Основной материал	k_m
Железобетон, сталь, дерево	1,20
Неармированный бетон, полый бетонный блок, кирпичная кладка, легкий перлитобетон и другие аналогичные материалы	1,00
Поризованный бетонный блок автоклавного твердения и другие аналогичные материалы	0,75

Б.3.4.4 Поправка на тип фундамента

Поправка на тип фундамента зависит от того, как этот фундамент уложен в грунте. Данную поправку определяют по таблице Б.5.

Таблица Б.5 - Поправка на тип фундамента

Тип фундамента	k_f *
Насыпь, стена жесткости, фундаментный столб**	0,7
Сплошной фундамент	0,8
Висячая свая	0,9
Свая-стойка	1,0
* Если грунт в зоне фундамента неоднороден, для определения поправки необходимы специальные исследования. ** Для набивных свай, устроенных в скальной породе, значение k_f принимают равным 1,0.

Б.3.5 Поправка на расстояние

Поправка на расстояние является функцией наименьшего расстояния d, м, от источника вибрации до сооружения. Данную поправку определяют по таблице Б.6 и рисунку Б.4.

Таблица Б.6 - Поправка на расстояние для разных источников вибрации

Б.3.6 Поправка на вид источника вибрации

Предельное значение вибрации зависит от ее характера: представляет ли она собой повторяющиеся ударные или непрерывные процессы. Поправку на вид источника вибрации определяют по таблице Б.7.

Таблица Б.7 - Поправка на вид источника вибрации

Источник вибрации	F_k
Взрывные работы; ударная забивка свай и шпунтовых свай; снос сооружений; движение машин во время строительных работ	1,0
Забивка свай и шпунтовых свай виброкопром; виброуплотнение; выдалбливание	0,8

______________________________

*(1) Национальный стандарт Германии DIN 4150-3:1999 "Structural vibration - Part.3: Effects of vibration on structures" (Вибрация сооружений. Часть 3. Воздействие вибрации на сооружения).

*(2) Национальный стандарт Великобритании BS 7835-2:1993 "Evaluation and measurement for vibration in buildings - Part 2: Guide to damage levels from groundborne vibration" (Измерение и оценка вибрации в зданиях. Часть 2. Руководство по установлению уровней передаваемой через грунт вибрации, приводящей к повреждению зданий).

*(3) Office of Surface Mining (Управление открытых горнорудных разработок), США.

*(4) В оригинале Рекомендаций OSM предельные значения установлены в единицах измерений дюйм в секунду (дюйм/с).

*(5) NS 8141:2001 "Vibration and shock - Measurement of vibration velocity and calculation of guideline limit values in order to avoid damage of constructions" (Вибрация и удар. Измерение скорости и расчет предельных значений, рекомендуемых с целью предотвращения повреждения сооружений).