8.4 Расчетные сейсмические воздействия. Условия расчетов гидротехнических сооружений на сейсмические воздействия

8.4.1 Водоподпорные сооружения и морские нефтегазопромысловые сооружения следует рассчитывать методами ДТ. Водоподпорные сооружения классов III и IV допускается рассчитывать методами ЛСТ.

Безнапорные гидротехнические сооружения допускается рассчитывать методами ЛСТ.

Примечание - Перечень сооружений, относящихся к водоподпорным сооружениям в составе напорного фронта, может быть расширен по усмотрению проектной организации за счет зданий ГЭС, напорных трубопроводов большого диаметра и иных объектов, разрушение которых по своим последствиям идентично прорыву напорного фронта.

8.4.2 Для оценки сейсмостойкости сооружений при действии МРЗ следует формировать особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее в себя нагрузки и воздействия основного сочетания и особую нагрузку от сейсмического воздействия интенсивностью, отвечающей МРЗ. При этом оценки прочности и устойчивости должны выполнять по специально разработанным проектной организацией критериям, обеспечивающим выполнение требований 8.2.3. В этих случаях допускается принимать для всех сооружений значение коэффициента надежности по ответственности сооружения, равное 1,1.

Для оценки сейсмостойкости сооружений при действии ПЗ следует формировать особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее в себя нагрузки и воздействия основного сочетания и особую нагрузку от сейсмического воздействия интенсивностью, отвечающей ПЗ. При этом оценки прочности и устойчивости выполняют с применением критериев, принятых в нормативных документах на проектирование гидротехнических сооружений отдельных видов и соответствующих требованиям, предъявляемым к сооружениям при расчете их на ПЗ (8.2.3).

Допускается также применять вероятностные методы для оценки сейсмостойкости сооружений.

8.4.3 В расчетах сейсмостойкости гидротехнических сооружений с применением динамической теории сейсмическое ускорение основания следует задавать расчетной акселерограммой землетрясения, представляющей собой в общем случае однокомпонентную, двухкомпонентную или трехкомпонентную (j = 1, 2, 3) функцию времени . При этом смещения (деформации, напряжения и усилия) определяют на всем временном интервале сейсмического воздействия на сооружение.

В случае применения линейного динамического анализа максимальные и минимальные значения указанных величин за весь рассматриваемый временной интервал следует суммировать со значениями смещений (деформаций, напряжений и усилий), полученными от остальных нагрузок и воздействий, входящих в состав особого сочетания нагрузок и воздействий, включающего сейсмические воздействия.

Примечание - В качестве исходного сейсмического воздействия можно использовать также велосиграммы либо сейсмограммы.

8.4.4 Гидротехнические сооружения следует рассчитывать по ДТ на МРЗ с применением нелинейного или линейного временного динамического анализа, а на ПЗ, как правило, - линейного временного динамического анализа.

Временной динамический анализ (линейный и нелинейный) производят с применением пошагового интегрирования дифференциальных уравнений; линейный динамический анализ допускается выполнять также методом разложения решения в ряд по формам собственных колебаний.

8.4.5 Расчеты гидротехнических сооружений по ДТ должны выполняться на расчетные акселерограммы с максимальными пиковыми ускорениями в основании сооружения

Значения соответствующих ускорений ( при расчете сооружений на МРЗ и при расчете сооружений на ПЗ) для сооружений со сроком службы более 50 лет не должны быть меньше определяемых по нижеследующим формулам:

при расчете на МРЗ:

ВСФ классов I и II

ВСФ класса III и МНГС

ВСФ класса IV и безнапорные гидротехнические сооружения

при расчете на ПЗ:

ВСФ классов I и II и МНГС

ВСФ класса III

ВСФ класса IV и безнапорные сооружения

В формулах (15-20) через , и обозначены значения расчетных ускорений основания в долях g (g = 9,81 ), определенные для землетрясений с расчетными периодами повторяемости , и соответственно. Значения ускорений , и в зависимости от значения исходной сейсмичности площадки строительства , расчетной сейсмичности и реальных грунтовых условий на конкретной площадке приведены в таблице 12.

Для сооружений со сроком службы не более 50 лет значения и , определенные по формулам (15-20), следует умножить на коэффициент 0,9.

Таблица 12 - Значения ускорений

Категория грунта	, баллы
	6		7		8		9		10
	, баллы	А	, баллы	А	, баллы	А	, баллы	А	, баллы	А
I	-	-	-	-	7	0,12	8	0,24	9	0,48
I-II	-	-	7	0,08	8	0,16	9	0,32	-	-
II	-	-	7	0,10	8	0,20	9	0,40	-	-
II-III	7	0,06	8	0,13	9	0,25	-	-	-	-
III	7	0,08	8	0,16	9	0,32	-	-	-	-
Примечания1 имеет значения: , и .2 имеет значения: , и .3 А имеет значения: , и .

8.4.6 На предварительной стадии проектирования в качестве расчетных ускорений следует использовать ускорения, определенные в 8.4.5.

8.4.7 При выполнении динамического анализа сейсмостойкости гидротехнических сооружений следует применять значения параметров затухания , установленные на основе динамических исследований поведения сооружений при сейсмических воздействиях.

При отсутствии экспериментальных данных о реальных значениях параметров затухания в расчетах сейсмостойкости допускается применять значения параметров затухания , не превышающие:

0,01 - для стальных сооружений и стальных элементов сооружений;

0,05 - для бетонных и железобетонных сооружений и бетонных и железобетонных элементов сооружений;

0,15 - для сооружений из грунтовых материалов;

0,08 - для скальных пород оснований;

0,12 - для полускальных и нескальных грунтов оснований.

8.4.8 В расчетах сооружений по ЛСТ материалы сооружения и основания считаются линейно-упругими; в поведении системы "сооружение - основание" отсутствует геометрическая, конструктивная или физическая нелинейность.

Сейсмическое ускорение основания задается постоянной во времени векторной величиной , модуль которой принимается равным значению максимального пикового ускорения (см. формулу (14)), а конкретные значения величин и определяют в соответствии с указаниями 8.4.5.

8.4.9 В тех случаях, когда при расчете сейсмостойкости сооружения по ЛСТ расчетная область системы "сооружение - основание" разбита на конечные элементы, то в качестве сейсмических нагрузок используют узловые инерционные силы , действующие на элемент сооружения, отнесенный к узлу k, при i-й форме собственных колебаний.

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

где - коэффициент, зависящий от степени повреждений, допускаемых в сооружении при землетрясении;

- коэффициент, учитывающий влияние высоты сооружения на значение узловых инерционных сил;

- коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства конструкций;

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