Библиотека
Главная

Основы теории сейсмостойкости сооружений


2.4. Нормативный метод расчета линейного осциллятора
на сейсмическое воздействие

Сформулированная выше идея введения расчетных спектральных кривых нашла применение при разработке нормативных документов, как отечественных, так и зарубежных.

33

В отечественных нормах (СССР) СНиП II-А.12-62. В основу расчета был заложен спектр ускорений, представленный в следующем виде:

СW(T) = ксgβ(T),(2.34)

где ксбыл определен как коэффициент сейсмичности, зависящий от балльности района строительства, а β(t) - как коэффициент динамичности, характеризуемый периодом собственных колебаний системы.

В соответствии с этим формула для определения сейсмической нагрузки была представлена следующим образом

S = KCβ(T)Q. (2.35)

Для коэффициента динамичности была принята спектральная кривая 1 (рис. 2.7), аналитическое описание которой определялось выражением: β = 0,9/T, но не более 3, и не менее 0,6.

Штриховой линией здесь показано теоретически обоснованное очертание спектральной кривой.

Рис. 2.7. Спектральные кривые коэффициента динамичности
Рис. 2.7. Спектральные кривые коэффициента динамичности

В последующей редакции этих норм СНиП II-А.12-69* была сохранена формула (2.35), но для коэффициента динамичности было введено скорректированное выражение: β = 1/T, но не более 3, и не менее 0,8 (кривая 2 на рис. 2.7).

Коэффициент сейсмичности в обеих редакциях принимался равным 0,025, 0,05 и 0,1 соответственно для районов с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

В последней редакции сейсмических норм СНиП II-7-81 методика определения сейсмических сил была существенно переработана, впрочем, без изменения принципиальных основ спектральной теории. Подробнее эта методика будет описана позднее, когда речь пойдет о расчете систем со многими степенями свободы.

Что же касается обсуждаемого здесь вопроса определения коэффициента динамичности β(T), то согласно СНиП II-7-81 теперь вместо одной расчетной спектральной кривой следует пользоваться тремя

34

спектральными кривыми в зависимости от категории сейсмических свойств грунтов (рис. 2.8).

Описание категорий грунтов по сейсмическим свойствам приводится в таблице 1 СНиП II-7-81. Аналитическое описание этих кривых дается следующим образом:

- для грунтов I категории:

β = 1/T, но не более 3;

- для грунтов II категории:

β = 1,1/T, но не более 2,7;

- для грунтов III категории:

β = 1,5/T, но не более 2,0;

Во всех случаях минимальное значение коэффициента β(T) не должно быть менее 0,8.

Рис. 2.7. Графики коэффициента динамичности по СНиП II-7-81
Рис. 2.7. Графики коэффициента динамичности
по СНиП II-7-81

Применительно к системе с одной степенью свободы сейсмическая сила определяется выражением

S = K1K2KψAβ(T)Q(2.36)

Коэффициент А принимается равным 0,1 0,2 и 0,4 соответственно для районов с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

Величина коэффициента K1зависит от степени допускаемых повреждений в зданиях и сооружениях и принимается равной 0,12 или 0,25, а в особо оговоренных случаях, когда не допускается остаточных деформаций или локальных повреждений, принимается K1 = 1.

Коэффициентом К2учитывается особенности конструктивных решений зданий и сооружений; его значение принимается в пределах от 0,5 до 1,5.

И, наконец, коэффициент Кψучитывает уменьшение деформативности сооружений башенного типа или каркасных зданий в зависимости от соотношения высоты стоек h к их поперечному размеру b. При h/b >25 Кψ

35

принимается равным 1,5. Для всех остальных зданий и сооружений Kψ - 1. При 15 коэффициент Кψпринимается по интерполяции от 1 до 1,5.

36

© Национальная Библиотека
© Национальная Библиотека