Расчёт по сНиП II-7-81.

До 1981г. расчёт по сейсмическим воздействиям производился по формуле.

k_c Q_k _I _i ,

где

k_c- коэффициент сейсмичности (выбор по таблице; зависит от баллов)

Q_{k -} все массы k-го яруса

 - коэффициент динамичности (к определённому грунту привязывают в зависимости от периода собственных колебаний сооружений).

 - коэффициент формы (определяет распределение сейсмических сил по высоте сооружения). Вычисляется по формуле в зависимости от величины поэтажных масс и функций форм собственных колебаний сооружений.

Недостатки этой формулы.

1. Коэффициент k_c равен отношению максимального ускорения грунта к ускорению силы тяжести и характеризует нагрузку принимаемыю в нормах в 3-4 раза меньше, чем величина имеющих данных записей ускорений грунта.

Это сделано в связи с тем, что методы расчёта не учитывают пластические деформации взаимоотношения грунта и сооружений, пространственную работу, в противном случае расчёты по упругой стадии были бы нереальными и их нельзя было бы применять пи проектировании.

2. Коэффициент динамичности определён для осреднённой величины затухания сооружения, в то время как из динамики известно, что фактор демпфирования является важным и может меняться в больших пределах.

3. Коэффициент динамичности определён для так называемых средних грунтовых условий. В то же время землетрясение в Ниигата (Япония), Мехико (Мексика), Румынское и др. показали что, максимум динамического коэффициента может сдвигаться в право из-за резонансного явления в грунте, что подвергает опасности зданий повышенной этажности: или гибкие сооружения.

Новый СНиП также обладает этими недостатками.

В новом СНиПе значение S_ikсейсмической нагрузки для i-го тона собственных колебаний сооружения, определены в предположении упругого деформированной конструкции:

Расчетная сейсмическая нагрузка

Si_K=k₁k₂Soi_K (10),

где k₁- коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 3;

k₂ - коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 4;

Soi_K- значение сейсмической нагрузки дляi-го тона собственных колебаний зданий или сооружений, определяемый по формуле (1) в предположении упругого деформирования конструкции.

S_0ik =k_A Q_k  _ik , (1)

S_ki = k₁k₂k_ A Q_k _i_ik

где Q_k- вес сооружения, отнесенный к точке конструкции, определяемый с учётом расчётных нагрузок на сооружение.

А- коэффициент, значение, которого следует принимать равным 0.1; 0.2; 0.4; соответственно для расчёта сейсмических зон 7, 8, 9 баллов.

_i - коэффициент динамичности соответствующий i-му тону колебаний определяющий нагрузку в зависимости от категории грунтов.

I - _i=, но более 3 (2)

II - _i=, но более 2.7 (3)

III - _i=, но более 2 (4)

Во всех случаях значения _i должны применяться не менее 0.8.

I - _i=1.5+10Т_i (5)

I _{категория} - скальные грунты, крупнообломочные, плотные маловлажные.

II - _i = 1.5+8Т_i (6)

II _{категория}- пески гравелистые, глинистые.

III - _i= 1.5+8Т_i (7)

III _{категория}- пески рыхлые, водо-насыщенные, глинистые грунты.

k_- коэффициент, учитывающий деформирования в контуре примыкания равным при 7-8 баллах - 0.7; при 9 баллах0.65, для железобетонных и бетонных подпорных сооружений (7-8)1.

( 9 ) 0.8.

Во всех случаях произведение k__iследует принимать не менее 0.8.

В гидротехнике при расчёте сооружений как пространственной системе коэффициент (формы) определяется по формуле

(8)

где ui_KJ проекции перемещений точек «к» по трём (j=1,2,3) взаимно ортогональным направлениям;

cos(ui_KJ,uo) - косинусы углов между направлениям векторовuoсейсмического воздействия и перемещенияui_KJ; в расчётах прочности портовых гидротехнических сооружений по одномерной (консольной) и двумерной схеме следует учитывать горизонтальные сейсмические воздействия по направлениям вдоль и поперёк сооружения; в расчёте по пространственной схеме целесообразно учитывать также наклонные сейсмические воздействия, имеющие те же направления в плане и угол наклона к горизонтальной плоскости 30.

Все погружённые в воду элементы Q_kсооружения следует применять без учёта взвешивающего действия воды. Вес воды в порах и полостях этого элемента следует учитывать в качестве дополнительного веса. При учёте инерционного влияния воды к величинеQ_k следует прибавлять вес присоединённой массы воды, равныйm_вg, гдеm_в - присоединённые массы воды:

Горизонтальную присоединённую массу воды m_вдля гидротехнических сооружений, приходящуюся на единицу площади их поверхности, следует определять по формуле:

m_в=_вh(9)

где: _в- плотность воды;

h- глубина воды у сооружения;

 - безразмерный коэффициент присоединённой массы воды, определяемый по таблице 11;

 - безразмерный коэффициент, учитывающий ограниченность длины воздействия.

Для свай погонную присоединённую массу воды m_впри поперечных колебаниях допускается применять равный массе воды, эквивалентной объёму единицы длины сваи.

Расчетная сейсмическая нагрузка

Si_K=k₁k₂Soi_K (10),

где k₁- коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 3;

k₂ - коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 4;

Soi_K- значение сейсмической нагрузки дляi-го тона собственных колебаний зданий или сооружений, определяемый по формуле (1) в предположении упругого деформирования конструкции.

Для гидротехнических сооружений: k₁=0.25;

k₂- для подпорных сооружений всех типов высотой до 60м - 0,8;

высотой свыше 100м - 1.