5.1. Расчет конструкций и оснований зданий и сооружений, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должен выполняться на основные и особые сочетания нагрузок с учетом расчетной сейсмической нагрузки.
При расчете зданий и сооружений на особое сочетание нагрузок значения расчетных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, принимаемые по таблице 2. Нагрузки, соответствующие сейсмическому воздействию, следует рассматривать как знакопеременные нагрузки.
Таблица 2 — Коэффициенты сочетаний нагрузок
Вид нагрузок
Значение коэффициента nc
Постоянные
0,9
Временные длительные
0,8
Кратковременные (на перекрытия и покрытия)
0,5
Горизонтальные нагрузки от масс на гибких подвесках, температурные климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от оборудования и транспорта, тормозные и боковые усилия от движения кранов при этом не учитываются.
При определении расчетной вертикальной сейсмической нагрузки следует учитывать массу моста крана, массу тележки, а также массу груза, равного грузоподъемности крана, с коэффициентом 0,3.
Расчетную горизонтальную сейсмическую нагрузку от массы мостов кранов следует учитывать в направлении, перпендикулярном к оси подкрановых балок. Снижение крановых нагрузок, предусмотренное СП 20.13330, при этом не учитывают.
5.2. При выполнении расчетов сооружений с учетом сейсмических воздействий следует применять две расчетные ситуации:
а) сейсмические нагрузки соответствуют уровню ПЗ (проектное землетрясение). Целью расчетов на воздействие ПЗ является предотвращение частичной или полной потери эксплуатационных свойств сооружением. Расчетные модели сооружений следует принимать соответствующими упругой области деформирования. Расчеты зданий и сооружений на особые сочетания нагрузок следует выполнять на нагрузки, определяемые в соответствии с 5.5, 5.9, 5.11. При выполнении расчета в частотной области суммарные (усилия, моменты, напряжения, перемещения) инерционные нагрузки, соответствующие сейсмическому воздействию, допускается вычислять по формуле (8);
б) сейсмические нагрузки соответствуют уровню MPЗ (максимальное расчетное землетрясение). Целью расчетов на воздействие MPЗ является предотвращение глобального обрушения сооружения или его частей, создающего угрозу безопасности людей. Формирование расчетных моделей сооружений следует проводить с учетом возможности развития в несущих и ненесущих элементах конструкций неупругих деформаций и локальных хрупких разрушений.
5.2.1 Расчеты по 5.2, а) следует выполнять для всех зданий и сооружений.
Расчеты по 5.2, б) следует применять для зданий и сооружений, перечисленных в позициях 1 и 2 таблицы 3.
Таблица 3 — Коэффициенты K0, определяемые назначением сооружения
Назначение сооружения или здания
Значение коэффициента K0
при расчете на ПЗ не менее
при расчете на MPЗ
1 Объекты, перечисленные в подпунктах 1), 2), 3), 4), 5), 6), 9), 10.1), 11) пункта 1 Статьи 48.1 кодекса [1];
1,2
2,0
сооружения с пролетами более 100 м;
объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов;
объекты гидро- и теплоэнергетики мощностью более 1000 МВт;
монументальные здания и другие сооружения;
правительственные здания повышенной ответственности;
жилые, общественные и административные здания высотой более 200 м
2 Здания и сооружения:
1,1
1,5
объекты, перечисленные в подпунктах 7), 8) пункта 1 и в подпунктах 3), 4) пункта 2 Статьи 48.1 кодекса [1];
функционирование которых необходимо при землетрясении и ликвидации его последствий (здания правительственной связи; службы МЧС и полиции; системы энерго- и водоснабжения; сооружения пожаротушения, газоснабжения; сооружения, содержащие большое количество токсичных или взрывчатых веществ, которые могут быть опасными для населения; медицинские учреждения, имеющие оборудование для применения в аварийных ситуациях);
здания основных музеев; государственных архивов; административных органов управления; здания хранилищ национальных и культурных ценностей; зрелищные объекты; крупные учреждения здравоохранения и торговые предприятия с массовым нахождением людей; сооружения с пролетом более 60 м; жилые, общественные и административные здания высотой более 75 м; мачты и башни сооружений связи и телерадиовещания высотой более 100 м, не вошедшие в подпункт 3) пункта 1 кодекса [1]; трубы высотой более 100 м; тоннели, трубопроводы на дорогах высшей категории или протяженностью более 500 м, мостовые сооружения с пролетами 200 м и более, объекты гидро- и теплоэнергетики мощностью более 150 МВт;
здания: дошкольных образовательных учреждений, общеобразовательных учреждений, лечебных учреждений со стационаром, медицинских центров, для маломобильных групп населения, спальных корпусов интернатов;
другие здания и сооружения, разрушения которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям
3 Другие здания и сооружения, не указанные в 1 и 2
1,0
1,0
4 Здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного применения, связанные с осуществлением строительства или реконструкции здания или сооружения либо расположенные на земельных участках, представленных для индивидуального жилищного строительства
0,8
—
Примечания
1 Заказчик по представлению генпроектировщика относит сооружения по назначению к перечню таблицы 3.
К каким видам нагрузок относятся сейсмические воздействия
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ХАРАКТЕРА ВОЗДЕЙСТВИЯ И РАБОТЫ КОНСТРУКЦИЙ
Рекомендованы к изданию решением секции «Сейсмостойкость сооружений» Научно-технического совета ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко Госстроя СССР.
Содержат алгоритм определения расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера внешнего воздействия и работы конструкции.
В Приложениях приведено обоснование основных положений и методов расчета, приведены примеры расчета сейсмической нагрузки на колонны силосного корпуса и на колонны и диафрагмы жесткости трехэтажного каркасного здания.
Предназначены для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских институтов.
УТВЕРЖДЕНЫ Директором ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко 11 марта 1988 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации составлены в развитие СНиП II-7-81 с целью практического использования методов расчета сооружений с учетом пространственного характера работы конструкций и сейсмического воздействия.
Рекомендации предназначены для использования в проектной практике при расчете сооружений сложных конструктивных форм, несущих большие нагрузки и требующих учета пространственного характера работы конструкций.
В Рекомендациях приведен алгоритм расчета по определению сейсмической нагрузки на сооружения с учетом пространственного характера воздействия и работы самой конструкции. Даны рекомендации по выбору расчетных динамических моделей сооружений и определению их параметров. Приводится алгоритм расчета режима свободных колебаний сооружений. Даны рекомендации по определению расчетных моделей сейсмического воздействия и выбору их численных параметров.
Приводится алгоритм расчета вынужденных колебаний сооружения по выбранным моделям внешнего воздействия.
В приложениях приведены примеры расчета сейсмической нагрузки на колонны силосного корпуса и расчета сейсмической нагрузки на колонны и диафрагмы жесткости трехэтажного каркасного здания. Изложены основные положения расчета по определению сейсмической нагрузки с учетом пространственного характера работы сооружения и сейсмического воздействия.
По методике настоящих Рекомендаций разработана автоматизированная система расчета сооружений на сейсмические воздействия «Полифем-S87».
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации составлены в развитие СНиП II-7-81 [17] с целью практического использования методов расчета сооружений с учетом пространственного характера работы конструкций и сейсмического воздействия.
Анализ последствий землетрясений (повреждения и разрушения сооружений) показывает, что движения (колебания) отдельных конструкций происходят одновременно по нескольким направлениям, т.е. эти движения являются пространственными. Перекрытия зданий перемещаются в двух направлениях и вращаются относительно вертикальной оси, что приводит к более интенсивным повреждениям периферийных несущих конструкций, т.е. сооружение работает как единая пространственная динамическая система.
1.2. Рекомендации предназначены для использования в проектной практике при расчете сооружений сложных конструктивных форм, несущих большие нагрузки и требующих обязательного учета пространственного характера работы конструкций. Объем таких сооружений в проектной практике постоянно возрастает, поскольку применение новых конструкционных материалов, новых конструкций, обладающих большей несущей способностью, приводит к появлению конструктивных решений сооружений, для которых учет пространственного характера воздействия и работы конструкций является обязательным.
1.3. В Рекомендациях рассматривается упругая стадия работы конструкций при колебаниях, соответствующих малым перемещениям и углам вращения масс сооружения.
1.4. Применение метода рекомендаций связано с обработкой громоздких массивов чисел. Использование рекомендуемых методов требует привлечения ЭВМ. Рекомендации составлены таким образом, что применение ЭВМ в проектной практике возможно в двух формах:
а) применение ЭВМ для выполнения отдельных этапов расчета:
— статический расчет сооружения с целью определения единичных внутренних усилий, формирования матрицы жесткости или податливости системы в целом;
— вычисления собственных значений матриц жесткости или податливости сооружения при определении частот и форм колебаний;
— определение параметров сейсмического воздействия;
— расчет режимов вынужденных колебаний и определение фактических величин внутренних усилий в конструкциях сооружения и т.д.;
б) объединение отдельных этапов работ в единый комплекс расчетов и разработка автоматизированной системы расчета сооружений с учетом пространственного характера работы конструкций и сейсмического воздействия.
2. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА СООРУЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ПРСТРАНСТВЕННОГО ХАРАКТЕРА ВОЗДЕЙСТВИЯ И РАБОТЫ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. В Рекомендациях приводится алгоритм определения сейсмической нагрузки на сооружения в наиболее простом варианте, т.е. без учета всех корреляционных связей при компонентной форме представления векторов сейсмического воздействия и *. Этот алгоритм состоит из следующих разделов:
* Структура алгоритма расчета сооружений как единых пространственных систем на сейсмические воздействия с учетом пространственного характера возмущения зависит от ряда факторов:
способа представления информации о векторах сейсмического воздействия;
учета корреляции между отдельными формами колебаний;
учета корреляции между векторами сейсмического воздействия и их компонентами.
— выбор и определение параметров расчетной динамической модели сооружения;
— формирование матриц жесткости или податливости и определение единичных усилий в элементах конструкций;
— расчет режима свободных колебаний;
— определение расчетных параметров векторов сейсмического воздействия и ;
— расчет режима вынужденных колебаний;
— определение расчетных усилий в поперечных сечениях несущих конструкций сооружений.
Расчет колебаний сооружений в соответствии с принятым алгоритмом выполняется на ЭВМ. На каждом отдельном этапе расчет сводится к заполнению и дальнейшей обработке соответствующих таблиц, перечень которых приводится ниже.
Расчет сводится к определению сейсмической нагрузки для выборочных элементов конструкций или для определения внутренних усилий в выборочных поперечных сечениях. Набор сечений, подлежащих проверке, устанавливается проектировщиком в зависимости от конструктивной схемы сооружения. Рекомендуется проверять наиболее напряженные периферийные конструктивные элементы, а для сравнения целесообразно выполнять проверку менее напряженных центральных элементов.
Выбор расчетной динамической модели сооружения и определение ее параметров
2.2. В основу расчета положены дискретные расчетные динамические модели, которые формируются исходя из конкретного типа сооружения и следующих положений:
— конструкции сооружения (перекрытия, отдельные конструктивные части и т.д.), жесткость которых на порядок больше жесткости других конструкций, считаются абсолютно твердыми;
— другие конструкции сооружения (элементы каркаса, ядра и диафрагмы жесткости, диафрагмы лестничных клеток и т.п.) считаются упругими связями с линейными диаграммами деформирования материала;
— в динамических моделях массы сооружения распределяются по абсолютно твердым телам, а упругие конструкции считаются невесомыми и их масса относится к соответствующим твердым элементам, т.е. динамическая модель сооружения представляется в виде отдельных (дискретных) абсолютно твердых тел, соединенных несущими невесомыми упругими элементами;
— фундамент сооружения в расчетной динамической модели принимается жестким и моделируется твердым телом.
2.3. Дискретно расположенные в динамической модели массы могут быть представлены:
— материальной точкой, которая может иметь максимум три степени свободы и характеризуется величиной массы ( I, …, );
— твердым диском, имеющим три степени свободы и учитывающим геометрию распределения масс и упругих связей в плоскости диска. Диск движется в своей плоскости и характеризуется величиной массы и центральным осевым моментом инерции относительно оси, перпендикулярной к плоскости диска;
— массой в виде твердого тела, имеющего шесть степеней свободы и учитывающего геометрические параметры распределения масс и упругих связей в пространстве. Инерционные параметры твердого материального тела характеризуются величиной массы и тензором инерции масс относительно каких-либо осей [ ] ( I, II, …, ); в расчетах в качестве таких осей следует принимать главные и центральные оси инерции тела, для которых [ ] имеет вид диагональной матрицы с отличными от нуля только осевыми моментами инерции масс ( 1, 2, 3).
Величины масс определяются в соответствии с требованиями учета нагрузок, изложенными в п.2.1 СНиП II-7-81; моменты инерции масс вычисляются по справочным данным.
2.4. Материал несущих конструкций сооружения (деформируемые связи) принимается упругим с линейной диаграммой деформирования. Модели этих конструкций (колонны, панели, диафрагмы и т.п.) определяются:
— видом представления масс (точка, диск, тело) в расчетной динамической модели сооружения;
— моделями упругих связей в статической расчетной модели при формировании матриц жесткости (или податливости).
2.5. При геометрическом описании расчетных динамических моделей сооружения вводятся системы отcчета и устанавливается связь между ними:
— вводится инерциальная система осей без привязки начала отсчета. В качестве этой системы осей может быть принята ориентация по странам света или какая-либо другая местная система трех ортогональных направлений;
— вводится система отсчета , связанная с подвижным основанием (фундаментом), движение которого определяется моделью сейсмического воздействия; оси рекомендуется совмещать с основными осями здания;
— взаимосвязь между введенными системами осей определяется матрицей [ ], имеющей следующий вид:
, (1)
;
— с каждым из инерционных элементов неизменно связываются системы осей . Для дисков и твердых тел эти оси должны быть главными и центральными осями инерции масс;
К каким видам нагрузок относятся сейсмические воздействия
СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
Seismic Building Design Code
____________________________________________________________________ Текст Сравнения СП 14.13330.2018 с СП 14.13330.2014 см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных. ____________________________________________________________________
Дата введения 2014-06-01
Предисловие
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России). Изменение N 1 к СП 14.13330.2014 подготовлено к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
Пункты, таблицы, приложения, в которые внесены изменения, отмечены в настоящем своде правил звездочкой.
Введение
1 Область применения
Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету с учетом сейсмических нагрузок, по объемно-планировочным решениям и конструированию элементов и их соединений, зданий и сооружений, обеспечивающие их сейсмостойкость.
Настоящий свод правил распространяется на область проектирования зданий и сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.
На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. Проектирование и строительство здания или сооружения на таких площадках осуществляются в порядке, установленном уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования
ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности
ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры
ГОСТ Р 53292-2009 Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций
СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты
СП 15.13330.2012 «СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции»
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений»
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»
СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы»
СП 39.13330.2012 «СНиП 2.06.05-84 Плотины из грунтовых материалов»
СП 40.13330.2012 «СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные»
СП 41.13330.2012 «СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений»
СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции»
СП 64.13330.2011 «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции»
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 абсолютное движение: Движение точек сооружения, определяемое как сумма переносного и относительного движений во время землетрясения.
3.2 акселерограмма (велосиграмма, сейсмограмма): Зависимость ускорения (скорости, смещения) от времени точки основания или сооружения в процессе землетрясения, имеющая одну, две или три компоненты.
3.3 акселерограмма землетрясения: Запись во времени процесса изменения ускорения колебаний грунта (основания) для определенного направления.
3.4 акселерограмма синтезированная: Акселерограмма, полученная с помощью расчетных методов, в том числе, на основе статистической обработки и анализа ряда акселерограмм и/или спектров реальных землетрясений с учетом местных сейсмологических условий.
3.6 антисейсмические мероприятия: Совокупность конструктивных и планировочных решений, основанных на выполнении требований, обеспечивающая определенный, регламентированный нормами, уровень сейсмостойкости сооружений.
3.7 вторичная схема: Расчетная схема, отражающая состояние сооружения в период времени от момента окончания землетрясения до начала ремонтных работ.
3.9 динамический метод анализа: Метод расчета на воздействие в виде акселерограмм колебаний грунта в основании сооружения путем численного интегрирования уравнений движения.
3.10 железобетонный каркас с железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями: Конструктивная система, в которой восприятие вертикальных нагрузок обеспечивается в основном пространственным каркасом, а сопротивление горизонтальным нагрузкам, обеспечиваемое железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями, составляет более 35% и менее 65% общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.
3.11 интенсивность землетрясения: Оценка воздействия землетрясения в баллах 12-балльной шкалы, определяемая по макросейсмическим описаниям разрушений и повреждений природных объектов, грунта, зданий и сооружений, движений тел, а также по наблюдениям и ощущениям людей.
3.12 исходная сейсмичность: Сейсмичность района или площадки, определяемая для нормативных периодов повторяемости и средних грунтовых условий с помощью ДСР или УИС (или принятая равной нормативной сейсмичности).
3.13 каркасные здания: Конструктивная система, в которой как вертикальным, так и нагрузкам в любом из горизонтальных направлений в основном противодействует пространственный каркас, а его сопротивление горизонтальным нагрузкам составляет более 65% общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.
3.14 каркасно-каменные здания: Здания с монолитными железобетонными каркасами, при возведении которых применяют специфическую технологию: вначале возводят кладку, которую используют в качестве опалубки при бетонировании элементов каркаса.
3.15 категория грунта по сейсмическим свойствам (I, II или III): Характеристика, выражающая способность грунта в примыкающей к сооружению части основания ослаблять (или усиливать) интенсивность сейсмических воздействий, передающихся от грунтового основания на сооружение.
3.16 комплексная конструкция: Стеновая конструкция из кладки, выполненной с применением кирпича, бетонных блоков, пильного известняка или других естественных или искусственных камней и усиленная железобетонными включениями, не образующими рамы (каркас).
3.17 конструктивная нелинейность: Изменение расчетной схемы сооружения в процессе его нагружения, связанное с взаимными смещениями (например, раскрытием швов и трещин, проскальзыванием) отдельных частей сооружения и основания.
3.18 линейно-спектральный метод анализа (ЛСМ): Метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяют по коэффициентам динамичности в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции.
3.19 линейный временной динамический анализ (линейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором материалы сооружения и грунты основания принимаются линейно-упругими, а геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы «сооружение-основание» отсутствует.
3.21 монолитно-каменные здания: Здания с трехслойными или многослойными стенами, в которых бетонирование основного несущего слоя из монолитного железобетона осуществляют с применением двух наружных слоев кладки с применением естественных или искусственных камней, использующихся в качестве несъемной опалубки. В необходимых случаях устраиваются дополнительные термоизолирующие слои.
3.22 нарушение нормальной эксплуатации: Нарушение в работе строительного объекта, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных пределов и условий.
3.23 нелинейный временной динамический анализ (нелинейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором учитывают зависимость механических характеристик материалов сооружения и грунтов основания от уровня напряжений и характера динамического воздействий, а также возможны геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы «сооружение-основание».
3.24 нормальная эксплуатация: Эксплуатация объекта строительства в определенных проектом эксплуатационных пределах и условиях.
3.25* нормативная сейсмичность: Сейсмичность района нахождения гидротехнического сооружения, определяемая для нормативных периодов повторяемости по картам ОСР-2015.
без привязки начала отсчета. В качестве этой системы осей может быть принята ориентация по странам света или какая-либо другая местная система трех ортогональных направлений;
, связанная с подвижным основанием (фундаментом), движение которого определяется моделью сейсмического воздействия; оси 
рекомендуется совмещать с основными осями здания;
, (1)
;
. Для дисков и твердых тел эти оси должны быть главными и центральными осями инерции масс;