37. Основные положения расчета основания по несущей способности с учетом сейсмических воздействий.

Сейсмическими явлениями или землетрясениями называются колебания земной поверхности в результате проявления внутренних сил земли. Землетрясения, вызывая колебания зданий и сооружений, приводят к возникновению сил инерции, оказывающих дополнительные воздействия на строительные конструкции. Силы инерции, возникающие при колебаниях земной коры, называют сейсмическими воздействиями, которые учитываются при 7...9 баллах. При 10 баллах строительство разрешается только в исключительных случаях.

Т.о. при расчете зданий и сооружений в сейсмических районах, кроме обычных нагрузок и воздействий, учитывают также сейсмические силы инерции. Расчет условно ведут в предположении статического действия этих сил, величину которых определяют по формуле:

S = , (1)

где Р — вес сооружения или элемента его конструкции; g - - ускорение силы тяжести;

— сейсмическое ускорение.

Сейсмический коэффициент kc, характеризующий интенсивность землетрясений, равен отношению наибольшего ускорения к ускорению силы тяжести g.

k_c= / g

Для определения сейсмических сил инерции, приложенных к соо­ружению или отдельным его частям, формулу (1) применяют в виде:

S = α k_c P, (2)

где α — коэффициент, зависящий от динамических свойств соору­жения.

Сейсмические силы в сочетании с другими нагрузками относят к особым воздействиям. Поэтому нагрузки от собственного веса считают без коэффициента перегрузки, а полезные и снеговые нагрузки принимают по нормативным значениям с коэффициентом 0,8. Влияние ветровой нагрузки, тормозных усилий от движения кранов, а также инерционных сил от грузов, закрепленных на гибких подвесках, не учитывают.

При расчете естественных оснований для маловлажных и непросадочных грунтов вводят дополнительный коэффициент условий работы m_кр =1,2. Эксцентриситеты при сейсмических нагрузках допускают до четверти ширины подошвы ленточных фундаментов.

Сейсмическая сила инерции, определяемая формулой (2), может иметь любое направление, из которых принимают наиболее невыгодное.

Для динамического расчета зданий и сооружений или их элементов в последнее время стали применять ф-лу

S = k_c β η Р, (3)

где β - коэффициент динамичности, зависящий от периода сво­бодных колебаний сооружения или его элементов; η -коэффициент, зависящий от формы колебаний и позволяю­щий учесть характер распределения инерционных сил.

При проектировании необходимо также предусмотреть, чтобы период собственных колебаний сооружения или отдельных его элементов не совпадал с периодом сейсмических колебаний, иначе наступит явление резонанса и сооружение может разрушиться.

Проектирование сооружений и их фундаментов для сейсмических условий должно исходить из принципов создания равнопрочной их конструкции. Нельзя допускать слабых узлов и элементов, преждевременный выход которых из строя может привести к разрушению сооружения.

При выборе площадки строительства следует избегать территорий со слабыми грунтами. Наилучшим основанием являются скальные и полускальные породы, плотные гравелистые и крупные пески. Водонасыщенные мелкие пески и пластичные глинистые грунты являются наименее устойчивыми к сейсмическим силам.

Фундаменты зданий для сейсмических районов в основном можно подразделить на два типа. К первому из них относят фундаменты, надежность которых повышается дополнительным армированием и другими средствами усиления. В фундаментах второго типа предусмотрено устройство в виде упругой связи с надфундаментной конструкцией, которое позволяет снизить воздействие сейсмических сил на сооружение.

Глубину заложения фундаментов принимают такой же, как и для несейсмических районов. Их подошву всегда стремятся расположить в одном уровне и на однородном грунте. При необходимости устроить заложение на разных отметках изменения в глубине заложения осуществляют уступами не круче 1 : 2 при высоте уступа не более 50 см. В скальных грунтах уступы устраивают без указанных ограничений. Естественные основа­ния предпочитают свайным фундаментам. Подошву фундаментов, как правило, устраивают горизонтальной, без уступов. Высокие свайные ростверки под опоры больших и средних мостов допускают с применением наклонных свай как вдоль, так и поперек моста. Устои стремятся проектировать наиболее простыми по форме. Избегают применения каменных и бетонных опор в виде отдельно стоящих столбов, а при расчетной сейсмичности 9 баллов они не допускаются.