4. Методика оценки допустимой скорости колебаний грунта в основании охраняемых объектов по их классу и рангу
В инженерных расчетах для каждого объекта периоды колебаний и динамические характеристики зданий вычислять довольно сложно. Поэтому обычно для каждого здания принимается конкретная допустимая скорость по формуле
, (21)
где е - основание натурального логарифма; К – класс сооружений по СНиП II А12 - 69; Р - суммарный ранг сооружений.
Класс сооружений определяется степенью его важности. К I классу относятся особо ответственные здания, ведение взрывных работ вблизи которых возможно лишь в исключительных случаях; II класс сооружения промышленного назначения большой важности: копры шахт, водонапорные башни и т.п., а также гражданские здания с большим скоплением людей, жилые дома, кинотеатры, дома культуры и т.п.; III класс - сооружения промышленного и служебного назначения сравнительно небольших размеров в плане и не выше трех этажей по высоте: здания гражданского назначения с небольшим скоплением людей; IV класс - здания промышленного и гражданского назначения, нарушения в которых не угрожают жизни и здоровью людей или повреждению установленного оборудования.
Суммарный ранг сооружения выражается суммой четырех частных рангов
Р = Рс + Рм + РТ + Ру. (22)
Значения частных рангов, характеризующих состояние объекта (элементов), строительный материал, тип здания, наличие антисейсмических условий, следующие:
Характеристика элементов сооружения |
Рс |
Качество строительных работ хорошее. Отсутствуют какие-либо нарушения и остаточные деформации |
0 |
В стенах или заполнителе имеются небольшие трещины |
1 |
Имеются значительные трещины в стенах, заполнителе или каркасе |
2 |
Имеются трещины в стенах и в каркасе |
3 |
Материал стен или заполнителя |
Рм |
Дерево |
0 |
Камень, кирпич, легкие панели |
1 |
Крупные панели |
2 |
Крупные блоки |
3 |
Ранг, характеризующий тип зданий, для зданий каркасного типа РТ = 0, для зданий с несущими стенами РТ = 1. Для зданий, не имеющих антисейсмических усилений Ру = 1, для зданий с антисейсмическими усилениями, рассчитанными на семибалльные колебания Ру = 0. При антисейсмических усилениях, рассчитанных на более высокую балльность, для каждого последующего балла минусуется единица.
Таблица 8
Класс сооружений |
Допустимая скорость колебания при различном суммарном ранге Р см/с |
||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
4,6 |
2,8 |
1,6 |
1,0 |
0,6 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
- |
2 |
7,5 |
4,6 |
2,8 |
1,6 |
1,0 |
0,6 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
3 |
12,0 |
7,5 |
4,6 |
2,8 |
1,6 |
1,0 |
0,6 |
0,3 |
0,2 |
4 |
19,8 |
12,0 |
7,5 |
4,6 |
2,8 |
1,6 |
1,0 |
0,6 |
0,3 |
Вычисленные значения предельной скорости колебаний приведены в табл. 5 при уровне надежности расчетов 0,99, 0,94, 0,89 и 0,84 соответственно для зданий I, II, III и IV классов.
Допустимые скорости колебаний в основании зданий с учетом рекомендации скорректированы в соответствии с ранжировкой здании (табл. 9).
Таблица 9
Характеристика зданий и сооружений |
Ранг сооружений |
Допустимая скорость колебаний грунта по классам сооружений, см/с |
||
II |
III |
IV |
||
Здания и сооружения с железобетонным или металлическим каркасом с навесными панелями или легкими заполнителями (имеют антисейсмические усиления). Остаточных деформаций в несущих элементах, конструкциях и заполнителе не имеется |
1 |
4,6 |
7,5 |
12 |
Здания и сооружения с железобетонным или металлическим каркасом с заполнителем, без антисейсмических усилений. Остаточных деформаций нет |
2 |
2,8 |
4,6 |
7,5 |
Каркасные здания, заполнитель - кирпичная или каменная кладка, трещины в наполнителе. Крупноблочное или кирпичное здание без антисейсмических усилителей. Остаточных деформаций не имеется |
3 |
1,6 |
2,8 |
4,6 |
Каркасные здания, имеющие значительные нарушения в заполнителе и трещины в каркасе. Здание из кирпича или крупных блоков, имеющее отдельные небольшие трещины в несущих стенах и перегородках. |
4 |
1,0 |
1,6 |
2,8 |
Здание каркасного типа, имеющее трещины в каркасе, нарушения связей между отдельными элементами. Крупнопанельные здания без антисейсмических усилений. Кирпичное или крупноблочное здание с несущими стенами, имеющими значительные нарушения в виде косых трещин, трещин в углах и т. п. |
5 |
0,6 |
1,0 |
1,6 |
Нарушения железобетонного каркаса, коррозия арматуры каркаса, крупные трещины в заполнителе. Здания с несущими стенами, имеющими значительное число трещин, нарушения связей между наружными и внутренними стенами и т.п. |
6 |
0,3 |
0,6 |
1,0 |
Если предельная скорость колебаний выбирается по табл. 5 или 6, то определяющим является наиболее уязвимое здание с наименьшей допустимой скоростью колебаний. При этом необходимо учесть свойства пород в основании зданий, которые могут различаться по своей сейсмической активности.
Однако расчет не всегда представляется возможным выполнить.
Необходимо учитывать и то, что хотя приведенные расчеты обеспечивают безопасность и сохранность зданий, однако выполнение взрывов в черте городов или в непосредственной близости от них, приводит к тяжелому психологическому воздействию на людей. Поэтому нельзя подвергать колебаниям, например, здания больницы или детского учреждения, исходя только из расчета его конструктивной прочности. Сотрясения, при которых не возникает нарушений в зданиях, но которые могут вызвать такие же ощущения у людей, как и при землетрясениях, недопустимы. С учетом внешних проявлений действия взрыва для городов и поселков городского типа со зданиями самого различного значения можно принимать скорость колебания грунта 1 см/с. В основании отдельных зданий, небольших поселков с домами из дерева и кирпича, административными зданиями допустима скорость 4 см/с. Для промышленных зданий, цехов и т. п. предельное значение скорости можно увеличить в 2 раза или до 8 см/с.