: Основы расчета упругих систем на сейсмические воздействия.
Природные землетрясения. Районирование. Оценка силы землетрясения.
Землетрясения бывают 4-х типов:
Тектонические;
Вулканические;
Провальные (карстовые);
Глубокофокусные.
На земном шаре имеется 3 пояса, в которых происходят землетрясения:
Тихоокеанский (Япония, Камчатка, Аляска, Северная Америка, Мексика);
Трансазиатский (Памир, Иран, Кавказ, Атлантический океан, Средиземное море);
Второстепенные пояса (Арктика, Восточная Африка, Индийский Океан).
Сила землетрясения определяется различными способами:
По энергии, освобождаемой при землетрясении и поступающей в данный район земного шара.
По последствиям:
а)
(100)
a
и b
коэффициенты, М – магнитуда М=
эрг (единица измерения энергии).
б) О силе землетрясения можно судить с использованием, например, шкалы Рихтера.
4-5 баллов - раскачиваются висячие предметы и трещат стены.
6-7 баллов - трещины и разрушения малопрочных построек.
8 баллов - многочисленные повреждения зданий, падают трубы, есть жертвы.
9-10 баллов - ломаются деревья, разрушаются все кирпичные постройки, серьёзные разрушения каркасных зданий.
11-12 баллов - разрушаются все постройки, изменяется рельеф местности.
Величина землетрясения (балльность) более точно определяется по ускорениям почвы, которые происходят в данном районе.
7
б. - a=0,1g a
– коэффициент сейсмичности.
8 б. - a=0,2g
9 б. - a=0,4g
Акселерограмма:
Современные методы расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия.
СНиП-2-7-81.
Сейсмические воздействия входят в особое сочетание нагрузок, при котором учитывается неодновременность реализации максимальных нагрузок.
-
коэф-т. сочетаний.
3 типа нагрузок в мостах:
Собственный вес -
=1+постоянные
нагрузки;Временные нагрузки -
=0,3;Сейсмические нагрузки -
=0,8
Наиболее распространенным является расчет по методике СНиП.
Выполняется квазистатический расчет на нагрузки, представляющие собой силы инерции при колебании.
Силы инерции в соответствие со СНиП рассчитываются для каждой из собственных форм,которые учитываются в расчете. Обычно учитывается от 1 до 3-х собственных форм. В жестких невысоких и гибкий зданиях учитывается 1 собственная форма, в высоких – 3 формы.
Усилие в i-той точке сооружения для j-той собственной формы определяется по формуле:
(101)
где
,
- коэф-ты учитывающие возможность
разрушения и конструктивную схему.
Начальное значение силы инерции определяется по формуле:
(102)
Где
Q
– вес сосредоточенной
А – коэф-т. сейсмичности
-
коэф-т. динамичности
-
коэф-т. собственной формы
-
коэф-т. высотности сооружения (высота
к периметру в месте опирания на землю).
(103)
Где
- период j-той
собственной формы.
Суммарное усилие вычисляется путем геометрического сложения:
(104)
II Другой способ сейсмического расчета заключается в проведении численных расчетов конструкции на кинематическое воздействие в виде заданной акселерограммы. В этом способе также усилия определяются для каждой из низших собственных форм, а суммарное усилий также вычисляется по формуле (104).
Для мостов малых пролетов (до 20м) оба метода являются правильными, при больших пролетах предпочтение стоит отдавать II способу.
Недостатком современных расчетных программ является неучет неодновременного действия сейсмических волн на разные опоры моста.
Лекция № 17