2018-03-09
170
УТВЕРЖДАЮ
Генеральный директор
АО «НИЦ «Строительство»
_________________ А.В. Кузьмин
«»____________2016г
Проект пересмотренного СП 14.13330.2014
«СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»
1-я редакция.
Москва 2016г.
Директор д.т.н., профессор
ЦНИИСК им В.А. Кучеренко И.И. Ведяков
Руководитель ЦИСС, д.т.н, профессор,
руководитель разработки член-корр. РАН
Б.В. Гусев
Научный руководитель ЦИСС д.т.н, профессор
научный руководитель рабочей группы Я.М. Айзенберг
Зам. руководителя ЦИСС
ответственный исполнитель А.А. Бубис
|
|
|
Зав. ЛОУС ЦИСС, к.т.н.
исполнитель А.В. Грановский
Зав. ЛССИМС ЦИСС, к.т.н.
исполнитель Л.Н. Смирнова
Зав. ЛЭИМПСС ЦИСС,
исполнитель Г.Н. Юдакова
Содержание
1 Область применения............................................................................................................ 1
2 Нормативные ссылки........................................................................................................... 1
3 Термины и определения....................................................................................................... 2
4 Основные положения........................................................................................................... 7
5 Расчетные нагрузки............................................................................................................ 11
6 Жилые, общественные, производственные здания и сооружения................................ 21
6.1 Общие положения........................................................................................................ 21
6.2 Основания, фундаменты и стены подвалов.............................................................. 23
6.3 Перекрытия и покрытия.............................................................................................. 24
6.4 Лестницы....................................................................................................................... 25
6.5 Перегородки.................................................................................................................. 26
6.6 Балконы, лоджии и эркеры.......................................................................................... 27
|
|
|
6.7 Особенности проектирования железобетонных конструкций................................ 27
6.8 Железобетонные каркасные здания............................................................................ 29
6.9 Особенности проектирования зданий со стальным каркасом................................. 32
6.10 Крупнопанельные здания.......................................................................................... 33
6.11 Здания с несущими стенами из монолитного железобетона................................. 34
6.12 Объемно-блочные и панельно-блочные здания...................................................... 35
6.13 Здания со стенами из крупных блоков..................................................................... 37
6.14 Здания со стенами из кирпича или каменной кладки............................................ 38
6.15 Деревянные здания..................................................................................................... 43
6.16 Здания и сооружения из местных материалов........................................................ 44
6.17 Сейсмоизоляция.......................................................................................................... 44
6.18 Оборудование............................................................................................................. 45
6.19 Восстановление и усиление конструкций............................................................... 46
7 Транспортные сооружения................................................................................................ 47
7.1 Общие положения........................................................................................................ 47
7.2 Трассирование дорог.................................................................................................... 47
7.3 Земляное полотно......................................................................................................... 49
7.4 Верхнее строение пути и дорожная одежда.............................................................. 50
7.5 Мосты............................................................................................................................. 50
7.6 Расчеты мостов на сейсмостойкость.......................................................................... 53
7.7 Трубы под насыпями.................................................................................................... 55
7.8 Подпорные стены......................................................................................................... 56
7.9 Тоннели.......................................................................................................................... 56
8 Гидротехнические сооружения......................................................................................... 57
8.1 Общие положения........................................................................................................ 57
8.2 Общие положения, определение нормативной, исходной и расчетной
сейсмичности................................................................................................................ 57
8.3 Учет сейсмических воздействий и определение их характеристик........................ 61
8.4 Расчетные сейсмические воздействия. Условия расчетов гидротехнических
сооружений на сейсмические воздействия................................................................. 63
8.5 Мероприятия по повышению сейсмостойкости гидротехнических сооружений 77
8.6 Геодинамический мониторинг гидротехнических сооружений в процессе
эксплуатации................................................................................................................. 79
9 Противопожарные мероприятия........................................................................................ 80
9.1 Основные положения................................................................................................... 80
9.2 Обеспечение огнестойкости объектов защиты......................................................... 81
9.3 Требования к оборудованию технологической части автоматических
установок пожаротушения.......................................................................................... 82
9.4 Требования к элементам систем автоматической пожарной сигнализации,
оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре,
приемно-контрольным приборам и приборам управления автоматических
установок пожаротушения.......................................................................................... 83
Приложение А (обязательное) Список населенных пунктов Российской Федерации,
расположенных в сейсмических районах, с указанием расчетной
сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 для средних
грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности –
А (10 %), В (5 %), С (1 %) в течение 50 лет.............................................. 84
|
|
|
Приложение Б (справочное) Обозначения....................................................................... 105
Приложение В (справочное) Геодинамический мониторинг на гидротехнических
объектах...................................................................................................... 107
Приложение Г (справочное) Уточнение исходной сейсмичности................................. 113
Библиография....................................................................................................................... 120
Введение
Настоящий свод правил составлен с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 29 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Работа выполнена Центром исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко – института ОАО «НИЦ «Строительство» (руководитель работы – д-р техн. наук, член-корр. РАН, проф. Гусев Б.В; научный руководитель рабочей группы - д.т.н., проф, Айзенберг Я.М., ответственный исполнитель – инженер Бубис А.А).
Свод правил
Строительство в сейсмических районах
Seismic Building Design Code
Область применения
Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету с учетом сейсмических нагрузок, по объемно-планировочным решениям и конструированию элементов и их соединений, зданий и сооружений, обеспечивающие их сейсмостойкость.
Настоящий свод правил распространяется на область проектирования на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов зданий и сооружений.
На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. Проектирование и строительство здания или сооружения на таких площадках осуществляются в порядке, установленном уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
П р и м е ч а н и е – Разделы 4, 5 и 6 относятся к проектированию жилых, общественных, производственных зданий и сооружений, раздел 7 распространяется на транспортные сооружения, раздел 8 на гидротехнические сооружения, раздел 9 на все объекты, при проектировании которых следует предусматривать меры противопожарной защиты.
|
|
|
Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 30247.0–94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования
ГОСТ 30403–96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности
ГОСТ 14098–91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры
ГОСТ Р 53292–2009 Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 53295–2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций
СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты
СП 15.13330.2012 «СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции»
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений»
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»
СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы»
СП 39.13330.2012 «СНиП 2.06.05-84 Плотины из грунтовых материалов»
СП 40.13330.2012 «СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные»
СП 41.13330.2012 «СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений»
СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции»
СП 64.13330.2011 «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции»
П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования – на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.
Термины и определения
В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 абсолютное движение: Движение точек сооружения, определяемое как сумма переносного и относительного движений во время землетрясения.
3.2 акселерограмма (велосиграмма, сейсмограмма): Зависимость от времени ускорения (скорости, смещения) точки основания или сооружения в процессе землетрясения, имеющая одну, две или три компоненты.
3.3 акселерограмма землетрясения: Запись во времени процесса изменения ускорения колебаний грунта (основания) для определенного направления.
3.4 акселерограмма синтезированная: Акселерограмма, полученная с помощью расчетных методов, в том числе, на основе статистической обработки и анализа ряда акселерограмм и/или спектров реальных землетрясений с учетом местных сейсмологических условий.
3.5 активный разлом: Тектоническое нарушение с признаками постоянных или периодических перемещений бортов разлома в позднем плейстоцене – голоцене (за последние 100 000 лет), величина (скорость) которых такова, что она представляет опасность для сооружений и требует специальных конструктивных и/или компоновочных мероприятий для обеспечения их безопасности.
3.6 антисейсмические мероприятия: Совокупность конструктивных и планировочных решений, основанных на выполнении требований, обеспечивающая определенный, регламентированный нормами, уровень сейсмостойкости сооружений.
3.7 вторичная схема: Расчетная схема, отражающая состояние сооружения в период времени от момента окончания землетрясения до начала ремонтных работ.
3.8 детальное сейсмическое районирование (ДСР): Определение возможных сейсмических воздействий, в том числе в инженерных терминах, на конкретные существующие и проектируемые сооружения, территории населенных пунктов и отдельных районов. Масштаб карт ДСР - 1:500000 и крупнее.
3.9 динамический метод анализа: Метод расчета на воздействие, задаваемое в виде акселерограмм колебаний грунта в основании сооружения путем численного интегрирования уравнений движения.
3.10 железобетонный каркас с железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями: Конструктивная система, в которой восприятие вертикальных нагрузок обеспечивается, в основном, пространственным каркасом, а сопротивление горизонтальным нагрузкам, обеспечиваемое железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями, составляет более 35 %, но менее 65 % общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.
3.11 интенсивность землетрясения: Оценка воздействия землетрясения в баллах 12-балльной шкалы MSK-64, определяемая по макросейсмическим описаниям разрушений и повреждений природных объектов, грунта, зданий и сооружений, движений тел, а также по наблюдениям и ощущениям людей.
3.12 исходная сейсмичность: Сейсмичность района строительства, определяемая для нормативных периодов повторяемости и средних грунтовых условий с помощью ОСР.
3.13 каркасные здания: Конструктивная система, в которой как вертикальным, так и нагрузкам в любом из горизонтальных направлений в основном противодействует пространственный каркас, а его сопротивление горизонтальным нагрузкам составляет более 65 % общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.
3.14 каркасно-каменные здания: Здания с монолитными железобетонными каркасами, при возведении которых применяют специфическую технологию: вначале возводят кладку, которую используют в качестве опалубки при бетонировании элементов каркаса.
3.15 категория грунта по сейсмическим свойствам (I, II или III): Характеристика, выражающая способность грунта в примыкающей к сооружению части основания ослаблять (или усиливать) интенсивность сейсмических воздействий, передающихся от грунтового основания на сооружение.
3.16 комплексная конструкция: Стеновая конструкция из кладки, выполненной с применением кирпича, бетонных блоков, пильного известняка или других естественных или искусственных камней и усиленная железобетонными включениями, не образующими рамы (каркас).
3.17 конструктивная нелинейность: Изменение расчетной схемы сооружения в процессе его нагружения, связанное с взаимными смещениями (например, раскрытием швов и трещин, проскальзыванием) отдельных частей сооружения и основания.
3.18 линейно-спектральный метод анализа (ЛСМ): Метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяют по коэффициентам динамичности в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции. Возможность возникновения нелинейных эффектов в конструкциях зданий учитывается введением эмпирических коэффициентов.
3.19 линейный временной динамический анализ (линейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором материалы сооружения и грунты основания принимаются линейно-упругими, а геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы «сооружение – основание» отсутствует.
3.20 максимальное расчетное землетрясение (МРЗ): Землетрясение максимальной интенсивности на площадке строительства с повторяемостью один раз в 1000 лет и один раз в 5000 лет – для объектов повышенной ответственности (для гидротехнических сооружений). Принимают по комплектам карт ОСР-97 B и C соответственно.
3.21 монолитно-каменные здания: Здания с трехслойными или многослойными стенами, в которых бетонирование основного несущего слоя из монолитного железобетона осуществляют с применением двух наружных слоев кладки с применением естественных или искусственных камней, использующихся в качестве несъемной опалубки. В необходимых случаях устраиваются дополнительные термоизолирующие слои.
3.22 нарушение нормальной эксплуатации: Нарушение в работе строительного объекта, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных пределов и условий.
3.23 нелинейный временной динамический анализ (нелинейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором учитывают зависимость механических характеристик материалов сооружения и грунтов основания от уровня напряжений и характера динамического воздействий, а также возможны геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы
«сооружение–основание».
3.24 нормальная эксплуатация: Эксплуатация объекта строительства в определенных проектом эксплуатационных пределах и условиях.
3.25 нормативная сейсмичность: Сейсмичность района нахождения гидротехнического сооружения, определяемая для нормативных периодов повторяемости по картам ОСР-97.
3.26 общее сейсмическое районирование (ОСР): Представляет собой оценку сейсмической опасности на территории всей страны и имеет общегосударственное значение для осуществления рационального землепользования и планирования социально-экономического развития крупных регионов. Масштаб карт ОСР - 1:2500000–1:8000000.
3.27 осциллятор: Одномассовая линейно-упругая динамическая система, состоящая из массы, пружины и демпфера.
3.28 относительное движение: Движение точек сооружения относительно основания во время землетрясения под влиянием сейсмических сил (нагрузок).
3.29 переносное движение: Совместное движение сооружения и основания во время землетрясения как единого недеформируемого целого с ускорениями (скоростями или смещениями) основания.
3.30 площадка гидротехнического сооружения (площадка строительства): Территория, на которой проектируется (или размещается) гидротехническое сооружение.
3.31 проектное землетрясение (ПЗ): Землетрясение максимальной интенсивности на площадке строительства с повторяемостью один раз в 500 лет (для гидротехнических сооружений).
3.32 прямой динамический метод расчета сейсмостойкости (ПДМ): Метод численного интегрирования уравнений движения, применяемый для анализа вынужденных колебаний конструкций при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений.
3.33 рамно-связевая система: Система, состоящая из рам (каркаса) и вертикальных диафрагм, стен или ядер жесткости и воспринимающая горизонтальные и вертикальные нагрузки. Горизонтальную и вертикальную нагрузки распределяют между рамами (каркасами) и вертикальными диафрагмами (и другими элементами) в зависимости от соотношения жесткостей этих элементов.
3.34 расчетная сейсмичность здания (сооружения): Значение интенсивности сейсмических воздействий, выраженное в целочисленных баллах макросейсмической шкалы, соответствующих уровню, при котором обеспечиваются установленные нормами требования сейсмостойкости и сейсмобезопасности.
3.35 расчетная сейсмичность площадки строительства: Значение интенсивности сейсмических воздействий, выраженное в целочисленных баллах макросейсмической шкалы с учетом заданного периода повторяемости землетрясений, параметров грунтов, слагающих основание площадки объекта капитального строительства, имеющихся данных специальных сейсмологических исследований;
3.36 расчетные сейсмические воздействия: кинематические параметры движения грунта, определяющие возможную интенсивность нагрузочного эффекта от расчетного землетрясения на конкретной площадке строительства и конкретного объекта капитального строительства применяемые в расчетах сейсмостойкости сооружений: (ускорения, скорости, смещения) в уровне основания, а также зависимости изменения таких параметров во времени (акселерограммы, велосиграммы, сейсмограммы и их основные параметры – амплитуда, длительность, спектральный состав). Могут быть выражены как в соответствующих единицах СИ, так и в баллах шкалы MSK-64 с точностью дискретизации 0,1 балла.
3.37 резонансная характеристика грунта: Совокупность характерных периодов (или частот), на которых достигается резонансное усиление колебаний основания сооружения при прохождении сейсмических волн.
3.38 связевая система: Система, состоящая из рам (каркаса) и вертикальных диафрагм, стен и (или) ядер жесткости; при этом расчетная горизонтальная нагрузка полностью воспринимается диафрагмами, стенами и (или) ядрами жесткости.
3.39 сейсмическое воздействие: Движение грунта, вызванное природными или техногенными факторами (землетрясения, взрывы, движение транспорта, работа промышленного оборудования), обусловливающее движение, деформации, иногда разрушение сооружений и других объектов.
3.40 сейсмическое микрорайонирование (СМР): Оценивает влияние свойств грунтов на сейсмические колебания в пределах площадей расположения конкретных сооружений и на территории населенных пунктов. Масштаб карт СМР - 1:50000 и крупнее.
3.41 сейсмическая (инерционная) сила, сейсмическая нагрузка: Сила (нагрузка), возникающая в системе «сооружение–основание» при колебаниях основания сооружения во время землетрясения.
3.42 сейсмический район: Район с установленными и возможными очагами землетрясений, вызывающими на площадке строительства сейсмические воздействия интенсивностью 6 и более баллов.
3.43 сейсмическое районирование (СР): Картирование сейсмической опасности, основанное на выявлении зон возникновения очагов землетрясений (зон ВОЗ) и определении сейсмического эффекта, создаваемого ими на земной поверхности.
П р и м е ч а н и е – Карты СР служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.
3.44 сейсмоизоляция: Снижение сейсмических нагрузок на сооружение за счет применения специальных конструктивных элементов:
повышающих гибкость и периоды собственных колебаний сооружения (гибкие стойки; качающиеся опоры; резинометаллические опоры и др.);
увеличивающих поглощение (диссипацию) энергии сейсмических колебаний (демпферы сухого трения; скользящие пояса; гистерезисные; вязкие демпферы);
резервных, выключающихся элементов.
П р и м е ч а н и е – В зависимости от конкретного проекта применяют все или некоторые из перечисленных элементов.
3.45 сейсмичность территории: Максимальная интенсивность сейсмических воздействий в баллах на рассматриваемой территории для принятого периода повторяемости землетрясения (в том числе площадки гидротехнического сооружения).
3.46 сейсмогенерирующий разлом: Тектонический разлом, с которым связаны возможные очаги землетрясений.
3.47 скоростные характеристики грунта: Скорости распространения сейсмических (продольных Vp и поперечных Vs) волн в грунтах оснований,
измеряемые в м×с–1.
3.48 сейсмостойкость сооружения: Способность сооружения сохранять после расчетного землетрясения функции, предусмотренные проектом, например:
отсутствие глобальных обрушений или разрушений сооружения или его частей, способных обусловить гибель и травматизм людей;
эксплуатация сооружения после восстановления или ремонта.
3.49 спектр отклика однокомпонентной акселерограммы: Функция, связывающая между собой максимальное по модулю ускорение одномассового линейного осциллятора и соответствующий этому ускорению период (либо частоту) собственных колебаний того же осциллятора, основание которого движется по закону, определенному данной акселерограммой.
3.50 средние грунтовые условия: Грунты категории II по сейсмическим свойствам.
3.51 стеновая система: Конструктивная система, в которой, как вертикальным, так и нагрузкам в любом из горизонтальных направлений в основном противодействуют вертикальные несущие стены, прочность на сдвиг которых в основании здания составляет более 65 % общей прочности на сдвиг всей конструктивной системы.
3.52 эффективная модальная масса: Доля массы сооружения, участвующей в динамической реакции по определенной форме колебаний при заданном направлении сейсмического воздействия в виде смещения основания как абсолютно жесткого тела. Значение эффективной массы в долях единицы вычисляют по формуле
.
Наряду с безразмерной величиной можно применять значение эффективной модальной массы в % (
).
3.53 суммарная эффективная модальная масса: Сумма эффективных модальных масс по учитываемым в расчете формам колебаний
где 
– число учтенных в расчете форм колебаний.
При учете всех форм должно выполняться условие
где n – число всех форм колебаний (число динамических степеней свободы системы).
Основные буквенные обозначения и сокращения приведены в приложении Б.
Основные положения
4.1 При проектировании зданий и сооружений надлежит:
применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие снижение сейсмических нагрузок, в том числе системы сейсмоизоляции, динамического демпфирования и другие эффективные системы регулирования сейсмической реакции;
принимать, как правило, симметричные конструктивные и объемно-планировочные решения с равномерным распределением нагрузок на перекрытия, масс и жесткостей конструкций в плане и по высоте;
располагать стыки элементов вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность, однородность и непрерывность конструкций;
предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающие устойчивость сооружения.
При назначении зон пластических деформаций и локальных разрушений следует принимать конструктивные решения, снижающие риск прогрессирующего разрушения сооружения или его частей и обеспечивающие «живучесть» сооружений при сейсмических воздействиях.
Не следует применять конструктивные решения, допускающие обрушение сооружения в случае разрушения или недопустимого деформирования одного несущего элемента.
П р и м е ч а н и я
1 Для сооружений, состоящих из более, чем одного динамически независимого блока, классификация и соответствующие признаки относятся к одному отдельному динамически независимому блоку. Под «отдельным динамически независимым блоком» подразумевают «здание».
2 При выполнении расчетных и конструктивных требований настоящего СП расчеты на прогрессирующее обрушение зданий и сооружений не требуются, за исключением случаев, предусмотренных законами Российской федерации.
4.2 Проектирование зданий высотой более 75 м должно осуществляться при научном сопровождении компетентной организации.
4.3 Нормативную интенсивность сейсмических воздействий в баллах (фоновую сейсмичность) для района строительства следует принимать на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР), утвержденных Российской академией наук. Указанный комплект карт предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов и отражает карта А – 10 %, карта В – 5 %, карта С – 1 % вероятности возможного превышения (или 90 %, 95 % и 99 % вероятности непревышения) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности. Указанным значениям вероятностей соответствуют следующие средние интервалы времени между землетрясениями расчетной интенсивности: 500 лет (карта А), 1000 лет (карта В), 5000 лет (карта С). Список населенных пунктов Российской Федерации, расположенных в сейсмических районах, с указанием расчетной сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности – А (10 %), В (5 %), С (1 %) в течение 50 лет приведен в приложении А.
Карта А предназначена для проектирования объектов нормального и пониженного уровня ответственности. Заказчик вправе принять для проектирования объектов нормального уровня ответственности карту B или С при соответствующем обосновании.
Решение о выборе карты В или С, для оценки нормативной сейсмичности района при проектировании объекта повышенного уровня ответственности, принимается Заказчиком по представлению генерального проектировщика, при необходимости, основываясь на заключениях компетентной организации.
Для уточнения сейсмичности района строительства объектов повышенной ответственности, перечисленных в позиции 1 таблицы 3, дополнительно проводят специализированные сейсмологические и сейсмотектонические исследования.
4.4 Расчетную сейсмичность площадки строительства зданий повышенного уровня ответственности при нормативной сейсмичности района строительства 6 и более баллов следует устанавливать по результатам сейсмического микрорайонирования (СМР), выполняемого в составе инженерных изысканий, с учетом сейсмотектонических, грунтовых и гидрогеологических условий.
Сейсмичность площадки строительства объектов, использующих карту А, при отсутствии СМР следует определять по таблице 1.
4.5 Площадки строительства, в пределах которых отмечены тектонические нарушения, перекрытые чехлом рыхлых отложений мощностью менее 10 м, участки с крутизной склонов более 15°, с оползнями, обвалами, осыпями, карстом, селями, участки, сложенные грунтами III и IV категорий являются неблагоприятными в сейсмическом отношении.
При необходимости строительства зданий и сооружений на таких площадках следует принимать дополнительные меры по укреплению их оснований, усилению конструкций и инженерной защите территории от опасных геологических процессов.
4.6 Тип фундамента, его конструктивные особенности и глубина заложения, не могут быть основой для изменения категории площадки строительства по сейсмическим свойствам.
При выполнении специальных инженерных мероприятий по укреплению грунтов оснований на локальном участке категория грунта по сейсмическим свойствам должна быть определена по результатам СМР.
4.7 Системы сейсмоизоляции следует предусматривать с применением одного или нескольких типов сейсмоизолирующих и (или) демпфирующих устройств, в зависимости от конструктивного решения и назначения сооружения (жилые и общественные здания, архитектурные и исторические памятники, промышленные сооружения и др.), вида строительства – новое строительство, реконструкция, усиление, а также от сейсмологических и грунтовых условий площадки.
Здания и сооружения с применением систем сейсмоизоляции следует возводить, как правило, на грунтах категорий I и II по сейсмическим свойствам. В случае необходимости строительства на площадках, сложенных грунтами категории III, необходимо специальное обоснование.
Проектирование зданий и сооружений с системами сейсмоизоляции рекомендуется выполнять при сопровождении компетентной организации.
4.8 С целью получения достоверной информации о работе конструкций и прилегающих к зданиям и сооружениям колебаниях грунтов при интенсивных землетрясениях в проектах зданий и сооружений повышенного уровня ответственности, перечисленных в позиции 1 таблицы 3, следует предусматривать установку станций наблюдения за динамическим поведением конструкций и прилегающих грунтов.
Т а б л и ц а 1 — Расчетная сейсмичность площадки строительства
| Кате-гория грунта по сейс-мичес-ким свойст-вам | Грунты | Дополнительная характеристика сейсмических свойств грунтов | Расчетная сейсмичность площадки при сейсмичности района, баллы | |||
| Сейсмическая жесткость r×Vs (г/см3×м/с) | Скорость поперечных волн Vs, м/с Отношение скоростей продольных и поперечных волн, Vp /Vs | 7 | 8 | 9 | ||
| I | Скальные грунты (в том числе вечно мерзлые и вечномерзлые оттаявшие) невыветрелые и слабовыветрелые; крупнообломочные грунты плотные, маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя; выветрелые и сильновыветрелые скальные и дисперсные твердомерзлые (многолетнемерзлые) грунты при температуре минус 2о С и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии); | >1500 | >700 1,7-2,2 | 7 | 7 | 8 |
| II | Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к I категории, пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателем консистенции IL£0,5 при коэффициенте пористости e<0,9 для глин и суглинков и e<0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые или сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2о С при строительстве и эксплуатации по принципу I. | 350-1500 | 250-700 1,7-2,2 (не водонасы-щенные) 2,2-3,5 (водонасы-щенные) | 7 | 8 | 9 |
| III | Пески рыхлые независимо от степени влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности, плотные и средней плотности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем консистенции IL>0,5; глинистые грунты с показателем консистенции с IL£0,5 при коэффициенте пористости e³0,9 - для глин и суглинков и e³0,7 - для супесей; вечномерзлые дисперсные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допускается оттаивание грунтов основания). | 200-350 | 150-250 3,5-7 | 8 | 9 | >9 |
| IV | Наиболее динамически неустойчивые разновидности песчано-глинистых грунтов, указанные в III категории, склонные к разжижению при сейсмических воздействиях | <200 | 60-150 7-15 | 8* | 9* | >9* |
| * Грунты с большей вероятностью склонны к разжижению и потере несущей способности при землетрясениях интенсивностью более 6 баллов | ||||||
| П р и м е ч а н и я 1 Скорости Vp и Vs, а также величина сейсмической жесткости грунта являются средневзвешенными значениями для 30-метровой толщи, считая от планировочной отметки. 2 В случае многослойного строения грунтовой толщи, грунтовые условия участка относят к более неблагоприятной категории, если в пределах верхней 30-метровой толщи (считая от планировочной отметки) слои, относящиеся к этой категории, имеют суммарную мощность более 10 м. 3 При отсутствии данных о консистенции, влажности, сейсмической жесткости, скоростях Vp и Vs глинистые и песчаные грунты при положении уровня грунтовых вод выше 5 м относятся к III или IV категории по сейсмическим свойствам. 4 При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) категорию грунтов следует определять в зависимости от свойств грунта в замоченном состоянии. 5 При строительстве на вечномерзлых грунтах по принципу II грунты основания следует рассматривать по фактическому их состоянию после оттаивания. 6 При определении сейсмичности площадок строительства транспортных и гидротехнических сооружений следует учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 7 и 8. | ||||||
Расчетные нагрузки
5.1 Расчет конструкций и оснований зданий и сооружений, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должен выполняться на основные и особые сочетания нагрузок с учетом расчетной сейсмической нагрузки.
При расчете зданий и сооружений на особое сочетание нагрузок значения расчетных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, принимаемые по таблице 2. Нагрузки, соответствующие сейсмическому воздействию, следует рассматривать как знакопеременные нагрузки.
Т а б л и ц а 2 – Коэффициенты сочетаний нагрузок
| Вид нагрузок | Значение коэффициента nc |
| Постоянные Временные длительные Кратковременные (на перекрытия и покрытия) | 0,9 0,8 0,5 |
Горизонтальные нагрузки от масс на гибких подвесках, температурные климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от оборудования и транспорта, тормозные и боковые усилия от движения кранов при этом не учитываются.
При определении расчетной вертикальной сейсмической нагрузки следует учитывать массу моста крана, массу тележки, а также массу груза, равного грузоподъемности крана, с коэффициентом 0,3.
Расчетную горизонтальную сейсмическую нагрузку от массы мостов кранов следует учитывать в направлении, перпендикулярном к оси подкрановых балок. Снижение крановых нагрузок, предусмотренное СП 20.13330, при этом не учитывают.
5.2 При выполнении расчетов сооружений с учетом сейсмических воздействий следует применять две расчетные ситуации:
а) сейсмические нагрузки соответствуют уровню ПЗ (проектное землетрясение). Целью расчетов на воздействие ПЗ является предотвращение частичной или полной потери эксплуатационных свойств сооружением. Расчетные модели сооружений следует принимать соответствующими упругой области деформирования. Расчеты зданий и сооружений на особые сочетания нагрузок следует выполнять на нагрузки, определяемые в соответствии с 5.5, 5.9, 5.11. При выполнении расчета в частотной области суммарные (усилия, моменты, напряжения, перемещения) инерционные нагрузки, соответствующие сейсмическому воздействию, следует вычислять по формуле (8);
б) сейсмические нагрузки соответствуют уровню МРЗ (максимальное расчетное землетрясение). Целью расчетов на воздействие МРЗ является предотвращение глобального обрушения сооружения или его частей, создающего угрозу безопасности людей. Формирование расчетных моделей сооружений следует проводить с учетом возможности развития в несущих и ненесущих элементах конструкций неупругих деформаций и локальных хрупких разрушений.
5.2.1 Расчеты по 5.2,а) следует выполнять для всех зданий и сооружений.
Расчеты по 5.2,б) следует применять для зданий и сооружений, перечисленных в позициях 1 и 2 таблицы 3.
При выполнении расчетов по уровням ПЗ и МРЗ принимают одну карту сейсмичности района строительства в соответствие с 4.3.
5.2.2 Расчеты, соответствующие МРЗ следует выполнять: во временной области с применением инструментальных или синтезированных акселерограмм, по теории предельного равновесия с учетом п. 5.5 или с использованием иных научно обоснованных методов. Для расчетов во временной области максимальные амплитуды инструментальных или синтезированных ускорений в уровне основания сооружения следует принимать не менее 1,0, 2,0 или 4,0 м/с2 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов, соответственно, и умножать на коэффициент К 0 таблицы 3.
В расчетах на МРЗ следует осуществлять проверку несущей способности конструкций, включая общую устойчивость сооружения или его частей, при максимальных горизонтальных перемещениях, с учетом вертикальной составляющей сейсмических ускорений.
В расчетах с учетом нагрузок, соответствующих МРЗ, во временной области следует принимать коэффициент K 1 = 1.
5.3 Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве.
Для зданий и сооружений с простым конструктивно-планировочным решением допускается принимать расчетные сейсмические воздействия, действующие горизонтально в направлении их продольных и поперечных осей. Сейсмические воздействия в указанных направлениях можно учитывать раздельно.
При расчете сооружений со сложным конструктивно-планировочным решением следует учитывать наиболее опасные, с точки зрения максимальных значений сейсмической реакции сооружения или его частей, направления сейсмических воздействий.
П р и м е ч а н и е – Конструктивно-планировочное решение зданий и сооружений считается простым, если выполняются все нижеперечисленные условия:
а) первая и вторая формы собственных колебаний сооружения не являются крутильными относительно вертикальной оси;
б) максимальное и среднее значения горизонтальных смещений каждого перекрытия по любой из поступательных форм собственных колебаний сооружения различаются не более чем на 10 %;
в) значения периодов всех учитываемых форм собственных колебаний должны отличаться друг от друга не менее чем на 10 %;
г) выполнены требования 4.1;
д) выполнены требования таблицы 7;
е) в перекрытиях отсутствуют большие проемы, ослабляющие диски перекрытий;
ж) фундаменты здания, сооружения или их отсеков, возводимые на нескальных грунтах, устроены на одном уровне;
з) перекрытия и (или) покрытия выполнены как жесткие горизонтальные диски, расположенные на одном уровне в пределах одного отсека.
5.4 Вертикальную сейсмическую нагрузку необходимо учитывать совместно с горизонтальной при расчете:
горизонтальных и наклонных консольных конструкций;
пролетных строений мостов;
рам, арок, ферм, пространственных покрытий зданий и сооружений пролетом 24 м и более;
сооружений на устойчивость против опрокидывания или против скольжения;
каменных конструкций (по 6.14.4).
5.5 При определении расчетных сейсмических нагрузок на здания и сооружения следует принимать расчетные динамические модели конструкций (РДМ), согласованные с расчетными статическими моделями конструкций и учитывающие особенности распределения нагрузок, масс и жесткостей зданий и сооружений в плане и по высоте, а также пространственный характер деформирования конструкций при сейсмических воздействиях.
Массы (вес) нагрузок и элементов конструкций в РДМ допускается принимать сосредоточенными в узлах расчетных схем. При вычислении массы необходимо учитывать только нагрузки, создающие инерционные силы.
Для зданий и сооружений с простым конструктивно-планировочным решением, для расчетной ситуации ПЗ, расчетные сейсмические нагрузки допускается определять с применением консольной расчетной динамической модели (рисунок 1).
При расчетной ситуации МРЗ необходимо применять пространственные расчетные динамические модели конструкций и учитывать пространственный характер сейсмических воздействий.
Рисунок 1
Расчетные сейсмические нагрузки на здания и сооружения, имеющие сложное конструктивно-планировочное решение, следует определять с применением пространственных расчетных динамических моделей зданий и с учетом пространственного характера сейсмических воздействий.
Расчетная сейсмическая нагрузка (силовая или моментная) 
по направлению обобщенной координаты с номером j, приложенная к узловой точке k РДМ и соответствующая i -й форме собственных колебаний зданий или сооружений, определяется по формуле
= 
, (1)
где К 0 – коэффициент, учитывающий назначение сооружения и его ответственность,
принимаемый по таблице 3;
К 1 – коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений,
принимаемый по таблице 4;
– значение сейсмической нагрузки для i -й формы собственных колебаний здания
или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования
конструкций по формуле
= 
A β iK ψh 
, (2)
где – масса здания или момент инерции соответствующей массы здания,
отнесенные к точке k по обобщенной координате j, определяемые с учетом
расчетных нагрузок на конструкции согласно 5.1;
А – значение ускорения в уровне основания, принимаемое равным 1,0; 2,0;
4,0 м/с2 для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов соответственно;
β i – коэффициент динамичности, соответствующий i -й форме собственных
колебаний зданий или сооружений, принимаемый в соответствии с 5.6;
K ψ– коэффициент, принимаемый по таблице 5;
h – коэффициент, зависящий от формы деформации здания или сооружения при
его собственных колебаниях по i -й форме, от узловой точки приложения
рассчитываемой нагрузки и направления сейсмического воздействия,
определяемый по 5.7, 5.8.
П р и м е ч а н и я
1 При сейсмичности площадки 8 баллов и более, повышенной только в связи с наличием грунтов категорий III и IV, к значению Sik вводится множитель 0,7, учитывающий нелинейное деформирование грунтов при сейсмических воздействиях при отсутствии данных СМР.
2 Обобщенная координата может быть линейной координатой, и тогда ей соответствует линейная масса, либо угловой, и тогда ей соответствует момент инерции массы. Для пространственной РДМ для каждого узла обычно рассматривается 6 обобщенных координат: три линейные и три угловые. При этом, как правило, считают, что массы, соответствующие линейным обобщенным координатам, одинаковы, а моменты инерции массы относительно угловых обобщенных координат могут быть различными.
3 При вычислении силовой сейсмической нагрузки 
(j = 1, 2, 3) приняты следующие размерности: [Н], 
; коэффициенты, входящие в формулу (2), – безразмерные.
4 При вычислении моментной сейсмической нагрузки (j = 4, 5, 6) приняты следующие размерности: 
, 
, 
; остальные коэффициенты, входящие в формулу (2), – безразмерные.
5 
; 
; 
, где 
, 
, 
– моменты инерции масс в узле k относительно
1-й, 2-й и 3-й осей соответственно.
Т а б л и ц а 3 – Коэффициенты К 0, определяемые назначением сооружения
| Назначение сооружения или здания | Значение | |
| при расчете на ПЗ не менее | при расчете на МРЗ | |
| 1 Объекты, перечисленные в подпунктах 1), 2), 3), 4), 5), 6), 9), 10.1), 11) пункта 1 Статьи 48.1 кодекса [1]; сооружения с пролетами более 100 м; объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов; монументальные здания и другие сооружения; правительственные здания повышенной ответственности; жилые, общественные и административные здания высотой более 200 м | 1,2 | 2,0 |
| 2 Здания и сооружения: объекты, перечисленные в подпунктах 7), 8) пункта 1 и в подпунктах 3), 4) пункта 2 Статьи 48.1 кодекса [1]; функционирование которых необходимо при землетрясении и ликвидации его последствий (здания правительственной связи; службы МЧС и полиции; системы энерго- и водоснабжения; сооружения пожаротушения, газоснабжения; сооружения, содержащие большое количество токсичных или взрывчатых веществ, которые могут быть опасными для населения; медицинские учреждения, имеющие оборудование для применения в аварийных ситуациях); здания основных музеев; государственных архивов; административных органов управления; здания хранилищ национальных и культурных ценностей; зрелищные объекты; крупные учреждения здравоохранения и торговые предприятия с массовым нахождением людей; сооружения с пролетом более 60 м; жилые, общественные и административные здания высотой более 75 м; мачты и башни сооружений связи и телерадиовещания высотой более 100 м, не вошедшие в подпункт 3) пункта 1 кодекса [1]; трубы высотой более 100 м; тоннели, трубопроводы на дорогах высшей категории или протяженностью более 500 м, мостовые сооружения с пролетами 200 м и более; здания: дошкольных образовательных учреждений, общеобразовательных учреждений, лечебных учреждений со стационаром, медицинских центров, для маломобильных групп населения, спальных корпусов интернатов; другие здания и сооружения, разрушения которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям | 1,1 | 1,5 |
| 3 Другие здания и сооружения, не указанные в 1 и 2 | 1,0 | 1,0 |
| 4 Здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного применения, связанные с осуществлением строительства или реконструкции здания или сооружения либо расположенные на земельных участках, представленных для индивидуального жилищного строительства | 0,8 | – |
| П р и м е ч а н и я 1 Заказчик по представлению генпроектировщика относит сооружения по назначению к перечню таблицы 3. 2 Идентификация зданий и сооружений по принадлежности к опасным производственным объектам в соответствии с законодательством [2]. | ||
5.6 Значения коэффициента динамичности β i в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Ti здания или сооружения по i -й форме при определении сейсмических нагрузок следует принимать по формулам (3) и (4) или согласно рисунку 2.
Рисунок 2
Для грунтов категорий I и II по сейсмическим свойствам (кривая 1) при:
Ti ≤ 0,1 с β i = 1+15 Ti;
0,1 с < Ti < 0,4 с β i = 2,5; (3)
Ti ≥ 0,4 с β i = 2,5(0,4 / Ti)0,5.
Для грунтов категорий III и IV по сейсмическим свойствам (кривая 2) при:
Ti ≤ 0,1 с β i = 1+15 Ti;
0,1 с < Ti < 0,8 с β i = 2,5; (4)
Ti ≥ 0,8 с β i = 2,5(0,8 / Ti)0,5.
Во всех случаях значения β i должны приниматься не менее 0,8.
П р и м е ч а н и е – При наличии представительной информации (записей землетрясений, подробная характеристика опасных зон ВОЗ и др.) допускается применять обоснованные значения коэффициента динамичности β i.
5.7 Для зданий и сооружений, рассчитываемых по пространственной РДМ, значение 
при равномерном поступательном сейсмическом воздействии следует определять по формуле
, (5)
где 
– смещения по i -й форме в узловой точке k РДМ по направлению обобщенной
координаты с номером j (при j = 1; 2; 3 смещения линейные, при j = 4; 5; 6 –
угловые);
– инерционные характеристики в узловой точке p, равные при j = 1; 2; 3 массе
здания или сооружения, присоединенной к узловой точке p по направлению
оси j, а при j = 4; 5; 6 равные моментам инерции массы относительно
угловых обобщенных координат (инерционные характеристики определяют
с учетом расчетных нагрузок на конструкцию согласно 5.1);
rl – косинусы углов между направлением сейсмического воздействия и осью
с номером l. Если обобщенные перемещения вдоль осей 1 и 2 соответствуют
горизонтальной плоскости, а перемещение вдоль оси 3 является
вертикальным, то эти коэффициенты равны: r 1 = cos a cos β; r 2 = sin a cos β;
r 3 = sin β, где α – угол между направлением сейсмического воздействия
и обобщенной координатой l = 1, β – угол между направлением
сейсмического воздействия и горизонтальной плоскостью.
Т а б л и ц а 4 – Коэффициенты К 1, учитывающие допускаемые повреждения
зданий и сооружений
| Тип здания или сооружения | Значения K 1 |
| 1 Здания и сооружения, в конструкциях которых повреждения или неупругие деформации не допускаются | 1 |
| 2 Здания и сооружения, в конструкциях которых могут быть допущены остаточные деформации и повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию, при обеспечении безопасности людей и сохранности оборудования, возводимые: из деревянных конструкций со стальным каркасом без вертикальных диафрагм или связей то же, с диафрагмами или связями со стенами из железобетонных крупнопанельных или монолитных конструкций из железобетонных объемно-блочных и панельно-блочных конструкций с железобетонным каркасом без вертикальных диафрагм или связей то же, с заполнением из кирпичной или каменной кладки то же, с диафрагмами или связями из кирпичной или каменной кладки | 0,15 0,25 0,22 0,25 0,3 0,35 0,4 0,3 0,4 |
| 3 Здания и сооружения, в конструкциях которых могут быть допущены значительные остаточные деформации, трещины, повреждения отдельных элементов, их смещения, временно приостанавливающие нормальную эксплуатацию при наличии мероприятий, обеспечивающих безопасность людей (объекты пониженного уровня ответственности) | 0,12 |
| П р и м е ч а н и я 1 Отнесение зданий и сооружений к 1-му типу проводится заказчиком по представлению генпроектировщика. 2 При выполнении расчета деформаций конструкций при сейсмическом воздействии в частотной области коэффициент К 1 следует принимать равным 1,0. | |
5.8 Для зданий и сооружений, рассчитываемых по консольной схеме, значение η ik при поступательном горизонтальном (вертикальном) сейсмическом воздействии без учета моментов инерции массы следует определять по формуле
, (6)
где Xi (xk)и Xi (xj) – смещения здания или сооружения при собственных колебаниях
по i -й форме в рассматриваемой точке k и во всех точках j, где
в соответствии с расчетной схемой его масса принята
сосредоточенной;
mj – масса здания или сооружения, отнесенная к узловой точке j,
определяемая с учетом расчетных нагрузок на конструкцию
в соответствии с 5.1.
Для зданий высотой до пяти этажей включительно с незначительно изменяющим
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
|
|
