Линейно-спектральный метод

5.5.1В расчетах сооружений по линейно-спектральному методу (ЛСМ) материалы сооружения и основания считаются линейно-упругими.

Сейсмическое ускорение основания задается постоянной во времени векторной величиной, модуль которой определяется по формуле:

, (5.6)

где a ₀ - расчетная амплитуда ускорения основания (в долях g), определенная с учетом реальных грунтовых условий на площадке строительства для землетрясений с периодом повторя­емости ; значения даны в таблице 5.2;

k_А - коэффициент, учитывающий вероятность сейсмического события в течение назначенного срока службы сооружения T_сл, а также переход от нормативного периода повторяемости к периоду повторяемости, принятому для ПЗ или МРЗ в соответствии с указаниями 5.1.3; для комплекта карт, приведенных в приложении Б, значения k_A, соответствующие норматив­ным периодам повторяемости 500 (карта-А) и 5000 (карта-С) лет, приведены в таблице 5.3;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Таблица 5.2 - Значения расчетной амплитуды а₀ (в долях g)

 

Категория грунта	І норм, баллов
І расч, баллов	а 0	І расч, баллов	а 0	І расч, баллов	а 0	І расч, баллов	а 0
I	-	-	-	-		0,12		0,24
I-II	-	-		0,08		0,16		0,32
II	-	-		0,10		0,20		0,40
II-III		0,06		0,13		0,25	-	-
III		0,08		0,16		0,32	-	-

Таблица 5.3 - Значения коэффициента k_А

Назначенный срок службы Tсл, лет	, лет	, лет
	0,55	0,60	0,65	0,68	0,70	0,70
	0,63	0,70	0,74	0,78	0,80	0,80
	0,70	0,78	0,83	0,87	0,90	0,90
100 и более	0,80	0,87	0,93	0,97	1,00	1,00

5.5.2 В тех случаях, когда при расчете сейсмостойкости сооружения система сооружение -основание разбита на отдельные дискретные объемы, то в качестве сейсмических нагрузок ис­пользуются узловые инерционные силы _ik, действующие на элемент системы, отнесенный к узлу k, при i -ой форме собственных колебаний.

В общем случае значения компонент узловых сил S_ik по трем (j =1,2,3) взаимно ортогональным направлениям определяются по формуле:

, (5.7)

где k_f - коэффициент, отражающий степень недопустимости в сооружении повреждений;

k_ψ - коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства конструкций;

m_k - масса элемента сооружения, отнесенного к узлу к (с учетом присоединенной массы воды);

- сейсмическое ускорение основания;

β_i - коэффициент динамичности, соответствующий периоду собственных колебаний соору­жения Т_i по i -й форме колебаний;

η_ikj - коэффициент формы собственных колебаний сооружения по i -й форме колебаний:

 

, (5.8)

где U_jkj - проекции по направлениям j смещений узла k по i -й форме собственных колебаний сооружения;

- косинусы углов между перемещениями U_ikj и направлениями вектора

сейсмического воздействия.

Примечание. Указанные в пункте коэффициенты следует учитывать аналогичным образом в расчетах по методикам, позволяющим определять смещения, деформации, напряжения и усилия, возникающие в сооружении под влиянием сейсмического воздействия, без предварительного нахождения сейсмических нагрузок.

5.5.3 Для всех гидротехнических сооружений k_f принимается равным 0,45.

Значение коэффициента k _ψ принимается: 0,9 - для бетонных и железобетонных сооружений; 0,7 - для сооружений из грунтовых материалов.

Для других видов гидротехнических сооружений значения коэффициента k _ψ допускается при­нимать на основе опыта проектирования этих сооружений с учетом сейсмических воздействий.

5.5.4 Значения коэффициента динамичности β _i, определяются по графикам на рисунке 2.2.

5.5.5 Направление сейсмического воздействия при расчетах ЛСМ должно выбираться так,
чтобы воздействие оказалось наиболее опасным для сооружения. При этом водоподпорные ГТС
следует рассчитывать на сейсмические воздействия, в которых вектор принадлежит вертикальной

плоскости, нормальной к продольной оси сооружения, а контрфорсные и арочные плотины - также и на воздействия, у которых вектор лежит в одной плоскости с продольной осью сооружения.

При отсутствии данных о соотношении горизонтальной и вертикальной компонент сейсми­ческого воздействия допускается рассматривать два значения угла между вектором и гори­зонтальной плоскостью: 0° и 30°.

Протяженные тоннели допускается рассчитывать на сейсмическое воздействие в плоскости, нормальной к оси тоннеля.

Отдельно стоящие гидротехнические сооружения, схематизируемые стержнями, рассчитыва­ются на горизонтальные сейсмические воздействия в плоскостях наибольшей и наименьшей жест­кости.

5.5.6 Допускается выполнять расчеты с числом учитываемых форм собственных колебаний:

- в расчетах по одномерной (консольной) схеме - не менее 3...4;

- в расчетах по двумерным схемам - не менее 10...15 для бетонных сооружений и 15...18 - для
сооружений из грунтовых материалов;

- число форм, принимаемых в расчетах по пространственным схемам, устанавливается в каж­дом конкретном случае с учетом рекомендаций 2.3.10, но не менее 20 форм для бетонных
сооружений и 25 - для сооружений из грунтовых материалов.

5.5.7 Расчетные значения возникающих в сооружении смещений (деформаций, напряжений и
усилий) с учетом всех учитываемых в расчете форм собственных колебаний сооружения следует
определять по формуле (2.6).