Основные положения расчета сооружений на сейсмические воздействия.
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нормы предусматривают учет сейсмических воздействий в тех случаях, когда величина расчетной сейсмичности I РАС на площадке строительства составляет 7 баллов и более. Сейсмические воздействия включаются в состав особых сочетаний нагрузок. Гидросооружения, в зависимости от их группы сейсмостойкости и уровня расчетного землетрясения (ПЗ или МВЗ), рассчитываются на сейсмические воздействия методами динамической теории (ДТ) или линейно-спектральной теории (ЛСТ). Cхема использования различных методов расчета сооружений на сейсмические воздействия дана в таблице 2.3

 

Таблица 2.3 Схема использования методов расчета гидросооружений

на сейсмические воздействия

Расчетное

землетрясение

Группа сооружений по обеспечению сейсмостойкости

1-я группа 2-я группа
ПЗ ДТ ЛСТ
МВЗ ДТ -


Сооружения 1-ой группы

Гидросооружения 1-ой группы сейсмостойкости рассчитываются на ПЗ и МВЗ методами динамической теории (ДТ) сейсмостойкости. В этом случае сейсмическое ускорение основания задается РА, представляющей собой в общем случае однокомпонентную, двухкомпонентную или трехкомпонентную (j=1,2,3) функцию времени . Сейсмические воздействия могут задаваться также велосиграммами либо сейсмограммами. Расчеты на ПЗ в рамках ДТ выполняются, как правило, с применением линейного динамического анализа, а на МВЗ - линейного или нелинейного временного динамического анализа.

При выполнении расчетов по ДТ деформации, напряжения и усилия определяются на всем временном интервале сейсмического воздействия на сооружение. При этом в случае применения линейного динамического анализа максимальные и минимальные значения этих величин за весь рассматриваемый временной интервал суммируются со начениями деформаций, напряжений и усилий, полученными от остальных нагрузок и воздействий, входящих в состав особого сочетания нагрузок, включающего сейсмические воздействия.

В расчетах сейсмостойкости сооружений по ДТ используются параметры затухания z, установленные на основе динамических исследований поведения сооружений при сейсмических воздействиях. При отсутствии экспериментальных данных о величинах параметров затухания z допускается применять значения параметров затухания, не превышающими:

0.05 - для бетонных и железобетонных сооружений;

0.15 - для сооружений из грунтовых материалов;

0.08 - для скальных пород оснований;

0.12 - для полускальных и нескальных грунтов оснований.



Сооружения 2-ой группы

Сооружения 2-ой группы сейсмостойкости рассчитываются на ПЗ методами линейно-cпект-ральной теории (ЛСТ). В этих расчетах материалы сооружения и основания считаются линейно-упругими; в поведении системы "сооружение-основание" отсутствует геометрическая или конструктивная нелинейность. Сейсмическое ускорение основания задано постоянным вектором, модуль которого определяется по формуле:

 

 = k А ПЗ g A 500 (2-3)

 

где k А ПЗ, g , A 500 - то же, что и в формуле (2-1).

В случаях, когда при расчете сейсмостойкости по ЛСТ система "сооружение-основание" разбита на отдельные дискретные объемы, то в качестве сейсмических нагрузок используются узловые инерционные силы - Pikj, действующие на элемент сооружения, отнесенный к узлу k, в направлении j при i - ой форме собственных колебаний. В общем случае значения компонент узловых сил Pikj по трем (j=1, 2,3) взаимно ортогональным направлениям определяются как:

 

Pikj = kf kH k y mk  b i h ikj (2-4)

 

где: kf - коэффициент ответственности сооружения и недопустимости в нем повреждений; kH - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности сооружения; k y - коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства конструкций; mk - масса элемента плотины, отнесенная к узлу k, (с учетом присоединенной массы воды).

Для всех гидросооружений принимается kf =0,50.

Для водоподпорных сооружений принимаются значения коэффициента kH: 1.0 для сооружений высотой 100 м и более; 0.8 для сооружений высотой 60 м и менее; по интерполяции между значениями 1,0 и 0,8 для сооружений высотой 60 - 100 м.

Значения коэффициента k y для бетонных, ж-б и сооружений из грунтов (в скобках): 1,00 (0,70) - при расчетной сейсмичности строительства I РАС не более 8 баллов; 0,80 (0,65) - при расчетной сейсмичности строительства I РАС свыше 8 баллов.

Для других видов гидросооружений значения коэффициентов, учитывающих конструктивные особенности и демпфирующие свойства сооружений, допускается принимать на основе опыта проектирования этих сооружении с учетом сейсмических воздействий.  - сейсмическое ускорение основания, определяемое по формуле (2-3); h ikj - коэффициент формы собственных колебаний сооружения по i-ой форме колебаний:

 

h ikj =Uikj  (2-5)

 

где Uikj - проекции по направлениям j смещений узла k по i-ой форме колебаний; cos ( Uikj , ) - косинусы углов между направлениями вектора воздействия и перемещениями Uikj.

b ( Ti ) (или b i ) - коэффициент динамичности, соответствующий периоду собственных колебаний сооружения Ti по i -ой форме колебаний;

Значения коэффициента динамичности b ( Ti ) определяются по зависимостям (2-6) - (2-8) или по графикам на рисунке 2-1:

 

b (Ti) = 1 + Ti ( b 0 - 1) /T1, 0 < Ti <=T1; (2-6)

b (Ti) = b 0, T1 < Ti <=T2; (2-7)

b (Ti) = b 0 [ Ti/T2] 2/3, T2<Ti; (2-8)

 

где b0, T1, T2 - параметры, значения которых даны в таблице 2-4.

Примечание: Значение произведения k y b ш должно составлять не менее 0,80.

 

Рис.2-1. Коэффициент динамичности b ( Ti ) для трех категорий грунтов основания. Обозначения: Кривая 1 - для грунтов I категории; кривая 2 - для грунтов I-II и II категорий; кривая 3 - для грунтов II-III и III категорий

 

Таблица 2.4 Значения параметров b0, T1, T2

Категории грунтов по сейсмическим свойствам b0 T1 T2
I 2,5 0,10 0,375
I-II и II 2,5 0,15 0,611
II-III и III 2,5 0, 20 0,881

 

При расчете сейсмостойкости сооружений по ЛСТ расчетные значения возникающих в сооружении смещений (деформаций, напряжений и усилий) с учетом всех учитываемых в расчете форм собственных колебаний сооружений следует определять по формуле:


 (2-9)

 

где W - обобщенное значение расчетных смещений (деформаций, напряжений или усилий), возникших в рассматриваемых точках или сечениях под влиянием сейсмических воздействий;

Wi - обобщенное значение смещений (деформаций, напряжений или усилий), возникших в рассматриваемых точках или сечениях под влиянием сейсмических нагрузок (сил), соответствующих i - ой форме собственных колебаний;

q - число учитываемых в расчетах форм собственных колебаний.


Дата: 2019-07-24, просмотров: 204.