2.4.1 Сооружения 1-ой группы

Гидросооружения 1-ой группы сейсмостойкости рассчитываются на ПЗ и МВЗ методами динамической теории (ДТ) сейсмостойкости. В этом случае сейсмическое ускорение основания задается РА, представляющей собой в общем случае однокомпонентную, двухкомпонентную или трехкомпонентную (j=1,2,3) функцию времени . Сейсмические воздействия могут задаваться также велосиграммами либо сейсмограммами. Расчеты на ПЗ в рамках ДТ выполняются, как правило, с применением линейного динамического анализа, а на МВЗ - линейного или нелинейного временного динамического анализа.

При выполнении расчетов по ДТ деформации, напряжения и усилия определяются на всем временном интервале сейсмического воздействия на сооружение. При этом в случае применения линейного динамического анализа максимальные и минимальные значения этих величин за весь рассматриваемый временной интервал суммируются со начениями деформаций, напряжений и усилий, полученными от остальных нагрузок и воздействий, входящих в состав особого сочетания нагрузок, включающего сейсмические воздействия.

В расчетах сейсмостойкости сооружений по ДТ используются параметры затухания z, установленные на основе динамических исследований поведения сооружений при сейсмических воздействиях. При отсутствии экспериментальных данных о величинах параметров затухания z допускается применять значения параметров затухания, не превышающими:

0.05 - для бетонных и железобетонных сооружений;

0.15 - для сооружений из грунтовых материалов;

0.08 - для скальных пород оснований;

0.12 - для полускальных и нескальных грунтов оснований.

2.4.2 Сооружения 2-ой группы

Сооружения 2-ой группы сейсмостойкости рассчитываются на ПЗ методами линейно-cпект-ральной теории (ЛСТ). В этих расчетах материалы сооружения и основания считаются линейно-упругими; в поведении системы "сооружение-основание" отсутствует геометрическая или конструктивная нелинейность. Сейсмическое ускорение основания задано постоянным вектором, модуль которого определяется по формуле:

= kАПЗgA500 (2-3)

где kАПЗ, g, A500 - то же, что и в формуле (2-1).

В случаях, когда при расчете сейсмостойкости по ЛСТ система "сооружение-основание" разбита на отдельные дискретные объемы, то в качестве сейсмических нагрузок используются узловые инерционные силы - Pikj, действующие на элемент сооружения, отнесенный к узлу k, в направлении j при i - ой форме собственных колебаний. В общем случае значения компонент узловых сил Pikj по трем (j=1, 2,3) взаимно ортогональным направлениям определяются как:

Pikj = kf kH ky mk bihikj (2-4)

где: kf- коэффициент ответственности сооружения и недопустимости в нем повреждений; kH - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности сооружения; ky - коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства конструкций; mk - масса элемента плотины, отнесенная к узлу k, (с учетом присоединенной массы воды).

Для всех гидросооружений принимается kf =0,50.

Для водоподпорных сооружений принимаются значения коэффициента kH: 1.0 для сооружений высотой 100 м и более; 0.8 для сооружений высотой 60 м и менее; по интерполяции между значениями 1,0 и 0,8 для сооружений высотой 60 - 100 м.

Значения коэффициента kyдля бетонных, ж-б и сооружений из грунтов (в скобках): 1,00 (0,70) - при расчетной сейсмичности строительства IРАС не более 8 баллов; 0,80 (0,65) - при расчетной сейсмичности строительства IРАС свыше 8 баллов.

Для других видов гидросооружений значения коэффициентов, учитывающих конструктивные особенности и демпфирующие свойства сооружений, допускается принимать на основе опыта проектирования этих сооружении с учетом сейсмических воздействий. - сейсмическое ускорение основания, определяемое по формуле (2-3); hikj - коэффициент формы собственных колебаний сооружения по i-ой форме колебаний:

hikj =Uikj (2-5)

где Uikj - проекции по направлениям jсмещений узла k по i-ой форме колебаний; cos (Uikj, ) - косинусы углов между направлениями вектора воздействия и перемещениями Uikj.

b (Ti) (или bi) - коэффициент динамичности, соответствующий периоду собственных колебаний сооружения Tiпо i-ой форме колебаний;

Значения коэффициента динамичности b (Ti) определяются по зависимостям (2-6) - (2-8) или по графикам на рисунке 2-1:

b (Ti) = 1 + Ti (b0 - 1) /T1, 0 < Ti <=T1; (2-6)

b (Ti) = b0,T1 < Ti <=T2; (2-7)

b (Ti) = b0 [Ti/T2] 2/3, T2<Ti; (2-8)

где b0, T1, T2 - параметры, значения которых даны в таблице2-4.

Примечание: Значение произведения kybш должно составлять не менее 0,80.

Рис.2-1. Коэффициент динамичности b (Ti) для трех категорий грунтов основания. Обозначения: Кривая 1 - для грунтов I категории; кривая 2 - для грунтов I-II и II категорий; кривая 3 - для грунтов II-III и III категорий

Таблица 2.4 Значения параметров b0, T1, T2

При расчете сейсмостойкости сооружений по ЛСТ расчетные значения возникающих в сооружении смещений (деформаций, напряжений и усилий) с учетом всех учитываемых в расчете форм собственных колебаний сооружений следует определять по формуле: