Приложение В. Сейсмические нагрузки

Приложение В

(рекомендуемое)

Сейсмические нагрузки

1 Основные положения

1.1 Настоящие нормативные требования разработаны в развитие и дополнение СНиП II-7.

1.2 На территории Санкт-Петербурга на сейсмические воздействия следует рассчитывать здания высотой 100 м и более.

1.3 Согласно картам общего сейсмического районирования ОСР-97 территория Санкт-Петербурга на участках со средними по сейсмическим свойствам грунтами (грунты второй категории по таблице 1 СНиП II-7) относится к 5-балльной зоне интенсивности землетрясений.

1.4 Определение сейсмичности площадки строительства следует производить на основании сейсмического микрорайонирования, выполняемого специализированными организациями.

1.5 При отсутствии данных микрорайонирования допускается уточнять балльность площадки строительства по данным изысканий, ограниченных только характеристиками грунтовых условий, в соответствии с указаниями таблицы 1 СНиП II-7.

1.6 Сейсмичность площадок строительства высотных зданий с фундаментами глубокого заложения или на свайных фундаментах, как правило, следует определять в зависимости от сейсмических свойств грунта верхнего 10-метрового слоя, считая от естественной поверхности грунта, а при срезке грунта - от поверхности грунта после срезки. В тех случаях, когда в расчете сооружения учитываются силы инерции масс грунта, прорезаемого фундаментом, сейсмичность площадки строительства устанавливается в зависимости от сейсмических свойств грунта, расположенного на отметках заложения фундаментов.

1.7 Расчетную сейсмичность площадки строительства следует принимать не менее 5 баллов.

2 Расчетная динамическая модель здания и расчетная модель
воздействия

2.1 Расчетная динамическая модель (РДМ)* здания должна обеспечивать требуемую точность результатов, а также отражать важные для рассмотрения особенности поведения конструкции.

2.2 Расчет здания на сейсмические нагрузки необходимо производить с учетом податливости грунтового основания.

2.3 При расчете зданий следует учитывать наиболее опасные для данной конструкции и ее элементов направления действия сейсмических нагрузок.

2.4 Высотные здания следует рассчитывать на горизонтальную сейсмическую нагрузку.

2.5 Для территории Санкт-Петербурга, достаточно удаленной от вероятных очагов сейсмического воздействия (очаговой зоны Вранчских землетрясений в Карпатах), характерно распространение низкочастотных сейсмических волн, длина которых составляет сотни метров. При этом вращательные сейсмические колебания основания здания допускается не учитывать.

3 Расчетная сейсмическая нагрузка

3.1 При расчете сейсмических воздействий необходимо выполнять расчет зданий на основные и особые сочетания нагрузок. В особых сочетаниях коэффициенты сочетаний для постоянных, длительных и кратковременных нагрузок следует принимать по таблице 2 СНиП II-7, а для сейсмической нагрузки принимается коэффициент сочетаний 1,0. При этом нагрузки от температурных климатических воздействий и ветровые нагрузки не учитываются. Сейсмическое воздействие определяется по спектральной методике в соответствии с указаниями 3.2-3.4.

3.2 Расчетная сейсмическая нагрузка Sjik в выбранном направлении j, приложенная к узлу k и соответствующая частоте собственных колебаний с номером i, определяется по формуле:

     Sikj = K1 * Soikj;                                               (1)

где К1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий, принимаемый согласно таблице 3 СНиП II-7;

Soijk - значение сейсмической нагрузки, приложенной к узлу k расчетной динамической модели (РДМ) в направлении j (j = 1, 2, 3) по форме собственных колебаний с номером i, определяемое в предположении упругого деформирования конструкции по формуле:

     Soikj = A K Qk Bi n                                              (2)

                        ikj

где А - коэффициент, значения которого следует принимать равным 0,025 или 0,05 соответственно для расчетной сейсмичности 5 или 6 баллов;

Ku - коэффициент, принимаемый по таблице 6 СНиП II-7;

Bi - коэффициент динамичности, соответствующий частоте собственных колебаний с номером i и принимаемый по данным сейсмологических изысканий площадки строительства;

Qk - вес здания, приведенный к узлу РДМ с номером k с учетом действующих на конструкцию расчетных нагрузок;

n - коэффициент формы пространственных колебаний.

ikj

3.3 Коэффициент формы пространственных колебаний определяется по следующей формуле:

                          3

                  __     __

                  \  m   \  X    cos a

                  /_  s  /_  ist      t

                   s    t = 1

     n    = X    -----------------------;                             (3)

      ikj    ikj              3

                      __     __  2

                      \  m   \  X

                      /_  s  /_  ist

                       s    t = 1

"Формула (3)"

     здесь X     - проекции перемещений узлов s на три  (t  =  1,   2, 3)

            ist

взаимно ортогональные направления при колебании по форме с номером i;

     а  -  угол  между  направлением  t  и  направлением    сейсмического

      t

воздействия.

Суммирование по индексу s выполняется по всем неопорным узлам расчетной схемы конструкции.

3.4 При отсутствии сейсмологических данных площадки строительства значение коэффициента динамичности Bi в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Тi допускается принимать по формулам (4) и (5) или по рисунку 1 (см. 2.6 СНиП II-7).

Для грунтов I и II категорий по сейсмическим свойствам (рисунок 1, кривая 1):

     при Ti <= 0,1 с                    Bi = 1 + 15 Ti;

     при 0,1 с < Ti < 0,4 c             Bi = 2,5;                     (4)

                                                          0,5

     при Ti >= 0,4 с                    Bi = 2,5 (0,4 / Ti)  .

Для грунтов III категории по сейсмическим свойствам (рисунок 1, кривая 2)

     при Ti <= 0,1 с                    Bi = 1 + 15 Ti;

     при 0,1 с < Ti < 0,8 c             Bi = 2,5;                     (5)

                                                          0,5

     при Ti >= 0,8 с                    Bi = 2,5 (0,8 / Ti)  .

Во всех случаях значения Bi должны приниматься не менее 0,8.

                                   Рисунок 1

"Рисунок 1"

3.5 Расчетные значения параметров напряженно-деформированного состояния (перемещений, усилий, напряжений) должны определяться с учетом указаний 2.9-2.10 СНиП II-7.

4 Основные требования к конструктивным решениям

4.1 Расчет высотных зданий с учетом сейсмических воздействий следует производить на прочность и устойчивость конструкций и по несущей способности грунтовых оснований фундаментов.

4.2 При проектировании высотных зданий, кроме деформаций изгиба и сдвига стоек каркаса, необходимо учитывать осевые деформации, а также проводить расчет на устойчивость против опрокидывания.

4.3 Фундаменты высотных зданий на нескальных грунтах следует, как правило, принимать свайными или в виде опор глубокого заложения.

4.4 Следует предусматривать опирание нижних концов свай, столбов и оболочек преимущественно на скальные или крупнообломочные грунты, гравелистые плотные пески, глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции.

4.5 Опирание нижних концов свай, столбов и оболочек на глинистые грунты с показателем консистенции более 0,5 не допускается.

4.6 При проектировании высотных зданий надлежит:

- применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок;

- принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы, равномерное распределение жесткостей конструкций и их масс, а также нагрузок на перекрытия.

_________________________________

* Расчетная динамическая модель (РДМ) - упругая (линейная или нелинейная) система, содержащая инерционные элементы.