2.4 Прямий динамічний метод розрахунку із застосуванням розрахункових сейсмічних дій як функцій часу

2.4.1 Прямі динамічні методи розрахунку будівель і споруд належить виконувати з викорис­танням розрахункових акселерограм a_і(t) = A_і y_і(t) , де і - номер складової вектора коливань; A_і -максимальне значення амплітуди прискорень; y_і(t) - нормована на одиницю функція, що описує коливання ґрунту в часі.

Примітка. Величина прискорення коливань А₀ на максимальній горизонтальній складовій вектора сейсмічних рухів у точці О, яка знаходиться у сейсмічній зоні з інтенсивністю І на відповідній карті загального сейсмічного районування, розраховується за допомогою формули:

(2.11)

де d - відстань від точки О до середини відрізка прямої, проведеної через цю точку так, щоб дов­жина відрізка D), який відсікається обмежуючими зону ізосейстами, була мінімальною. Значення d додатне, якщо точка О розташована у сторону зростання сейсмічної бальності відносно середини відрізка, і від'ємне - у сторону зменшення;

ΔI - приріст сейсмічної бальності за рахунок впливу місцевих ґрунтових умов майданчика, одер­жаний при проведенні його сейсмічного мікрорайонування.

2. Проектуючи особливо важливі об'єкти (перелік об'єктів затверджується регулюючими органами країни) і об'єкти підвищеної небезпеки (визначається Законом України "Про об'єкти підвищеної небезпеки" 18.01.2001 р. № 2245-III) у прямих динамічних розрахунках належить використовувати розрахункові акселерограми, які побудовані для заданої вірогідності неперевищення максимальних сейсмічних дій, що відповідає карті ЗСР. Розрахункові акселерограми будуються на основі інструментальних записів сильних і проміжних за величиною землетрусів, що зареєстровані безпосередньо на будівельному майданчику або в умовах, близьких до умов майданчика будівлі або споруди, яка проектується. Величини A_i у цьому випадку визначаються за допомогою робіт щодо уточнення сейсмічної небезпеки майданчика.

3. При проектуванні нетипових і відповідальних будівель та споруд у прямих динамічних розрахунках допускається використовувати синтезовані розрахункові акселерограми, побудовані з урахуванням умов майданчика і його положення відносно небезпечних сейсмогенних зон. У разі відсутності інструментальних записів для генерації розрахункових акселерограм можуть викорис­товуватись розрахункові методи і дані щодо приросту сейсмічної бальності за рахунок впливу місцевих ґрунтових умов майданчика - ΔI, що одержані при проведенні його сейсмічного мікро­районування.

Примітка. Якщо сейсмічне мікрорайонування майданчика не проводилось, прискорення А_о необ­хідно визначати з урахуванням можливої зміни сейсмічності майданчика внаслідок впливу місцевих ґрунтових умов відповідно до 1.1.3.

2.4.4 Проектуючи будівлі і споруди, які не прив'язані до конкретного майданчика, у прямих динамічних розрахунках рекомендується застосовувати пакет трикомпонентних синтезованих аксе­лерограм, що наведені в таблиці 2.10, і які були побудовані на основі записів коливань грунтів, зареєстрованих у різних регіонах України за допомогою цифрових сейсмостанцій.

Амплітуди синтезованих акселерограм в залежності від сейсмічності майданчика (6, 7, 8 і 9 балів) необхідно множити у всіх випадках при виконанні прямих динамічних розрахунків будівель і споруд на масштабний коефіцієнт К відповідно 0,5; 1,0; 2,0 і 3,3.

5. Максимальні значення прискорень відносяться до горизонтальних складових коливань. У разі відсутності інструментальних записів значення вертикальних прискорень основи допускається приймати рівними 0,7 від значень горизонтальних прискорень.

6. При проведенні прямих динамічних розрахунків із використанням набору синтезованих акселерограм за таблицею 2.10 необхідно приймати в якості розрахункових акселерограми, пере­важаючі періоди яких близькі до періодів власних коливань будівель за першою формою.

Таблиця 2.10 - Рекомендовані трикомпонентні синтезовані акселерограми

Шифр акселерограми	Діапазон переважаючих періодів Тпр, с
Vb1r Vb1t Vb1z	0,1-0,3
	0,1-0,3
	0,1-0,3
Vb2r Vb2t Vb2z	0,2-0,4
	0,3-0,5
	0,3-0,9
Vb3r Vb3t Vb3z	0,4-0,7
	0,4-0,7
	0,2-0,4
Vb4r Vb4t Vb4z	0,2-0,3
	0,6-0,9
	0,7-0,9
Vb5r Vb5t Vb5z	0,3-0,7
	0,2-0,7
	0,6-0,8
Vb6r Vb6t Vb6z	0,9-1,5
	0,5-1,4
	0,5-0,9
Vb7r Vb7t Vb7z	1,0-1,7
	1,0-1,7
	1,0-1,7
Vb8r Vb8t Vb8z	1,1-2,0
	1,1-2,0
	0,4-1,0
Примітка 1. r, t, z - відповідно компоненти горизонтальна радіальна (напрямок майданчик - осередок землетрусу), горизонтальна тангенціальна (перпендикулярна до радіальної) і вертикальна. Примітка 2. Набір акселерограм із зазначенням їх основних параметрів (тривалість, крок дискретизації тощо) додається на електронному носії.

7. Значення сейсмічних навантажень, переміщень і деформацій конструкцій належить визна­чати з урахуванням особливостей нелінійного деформування конструкцій.

8. У разі роздільного використання у розрахунках будівель та споруд на дію горизонтальних і вертикальних компонент акселерограм належить приймати найбільш небезпечні напрямки сейсмічних дій.

9. Прямі динамічні розрахунки будівель із системами сейсмоізоляції, з адаптивними систе­мами сейсмозахисту (з в'язями, що включаються і виключаються), динамічними гасителями коли­вань, демпфірувальними пристроями та іншими сейсмозахисними елементами слід виконувати при науковому супроводі та за участю організацій, які мають ліцензію на виконання такого виду робіт.

2.4.10 При оцінці сейсмостійкості та розрахунках кріплення обладнання, що встановлене на перекриттях будівлі або споруди, а також при визначенні сейсмічних навантажень на сталеві кон­струкції верхніх надбудованих поверхів необхідно виконувати розрахунок поповерхових акселе­рограм і поповерхових спектрів відгуку.

Виконання вказаних розрахунків допускається проводити з використанням в основі споруд дій у вигляді синтезованих акселерограм, які рекомендовані в таблиці 2.10.

2.4.11 Розрахунок спектрів відгуку осциляторів належить виконувати з кроком за частотою, наведеним у таблиці 2.11. У якості розрахункового значення спектра відгуку осцилятора необхідно приймати максимальне значення його прискорення з усього часового інтервалу дії поповерхової акселерограми.

Таблиця 2.11 - Значення кроку за частотою в частотних діапазонах при розрахунку спектрів відгуку осциляторів

Частотні діапазони, Гц	Крок за частотою у відповідному діапазоні, Гц
0,2-3,0	0,10
3,0-3,6	0,15
3,6-5,0	0,20
5,0-8,0	0,25
8,0-15,0	0,50
15,0-18,0	1,00
18,0-22,0	2,00
22,0-34,0	3,00
Примітка. Додатково необхідно розраховувати спектри відгуку для частоти, що дорівнює власній частоті обладнання або конструкцій надбудованих поверхів.

2.4.12 При прямих динамічних розрахунках системи основа - фундамент - споруда рекомен­дується приймати експериментальні значення логарифмічних декрементів коливань ґрунту і кон­струкцій. У випадку відсутності дослідних даних допускається приймати наступні значення декре­ментів коливань:

- залізобетонні, кам'яні, дерев'яні конструкції: δ = 0,3;

- сталеві конструкції: δ = 0,15.

Коефіцієнти жорсткості та демпфування основи допускається визначати за методикою СНиП 2.02.05-87 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками". При цьому відносне демпфу­вання основи належить приймати не більше 10% від критичного затухання коливань (логарифмічний декремент коливань δ ≤ 0,6).