СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах»

6.1Общие положения

Требования раздела 6 следует применять в зависимости от расчетной сейсмичности, выраженной в целочисленных баллах сейсмической шкалы интенсивности МSК -64. Если в результате геологических изысканий при СМР получены дробные значения сейсмической интенсивности, расчетные значения сейсмической балльности следует принимать путем математического округления до целого значения.

• здание или сооружение имеет сложную форму в плане;
• смежные участки здания или сооружения имеют перепады высоты 5 м и более, а также существенные отличия друг от друга по жесткости и (или) массе.

Допускается устройство антисейсмических швов между высокой частью и 1 -2этажными пристраиваемыми частями зданий путем шарнирного опирания перекрытия пристройки на консоль высокой части. Глубина опирания должна быть не менее суммы взаимных перемещений и минимальной глубины опирания с обязательным устройством аварийных связей.

Для случаев, когда устройство осадочного шва не требуется, допускается не устраивать антисейсмические швы между зданием и стилобатом при расчетном обосновании совместности их работы и выполнении соответствующих конструктивных мероприятий.

Не допускается устройство антисейсмических швов внутри помещений, которые предназначены для постоянного проживания или длительного нахождения МГН .

• В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.

В случае превышения расстояний между антисейсмическими швами сверх установленных расчет сооружений следует выполнять с учетом волнового характера сейсмического воздействия, неоднородности и неравномерности сейсмического воздействия в плане сооружения по методикам, согласованным в установленном порядке.

При различных конструктивно -планировочных решениях разных этажей здания следует применять меньшее из приведенных в таблице 6.1 и 6.1.4 значение параметров для соответствующих несущих конструкций.

Таблица 6.1 Предельная высота здания в зависимости от конструктивного решения

Окончание таблицы 6.1

Примечания

1 За предельную высоту здания принимают разность отметок низшего уровня отмостки или поверхности земли, примыкающей к зданию, и низа верхнего перекрытия или покрытия. Подвальный этаж включают в число этажей в случае, если верх его перекрытия находится выше средней планировочной отметки земли не менее чем на 2 м.

2 В случаях, когда подземная часть здания конструктивно отделена от грунтовой засыпки или конструкций примыкающих участков подземной застройки, подземные этажи включают в этажность и предельную высоту здания.

3 Верхний этаж с массой покрытия менее 50 % средней массы перекрытий здания в этажность и предельную высоту, определяемые по настоящей таблице, не включают.

4 Этажность зданий общеобразовательных организаций (школы, гимназии и т. п.) и учреждений здравоохранения (лечебные учреждения со стационаром, дома престарелых и т. п.) при сейсмичности площадки свыше 6 баллов следует ограничивать тремя надземными этажами.

5 В случае если по функциональным требованиям возникает необходимость повышения этажности проектируемого здания сверх указанной, следует применять специальные системы сейсмозащиты (сейсмоизоляция, демпфирование и т. п.) для снижения сейсмических нагрузок.

Ширину антисейсмического шва следует назначать по результатам расчетов в соответствии с 5.5, при этом ширина шва на каждом рассматриваемом уровне должна быть не менее суммы амплитуд колебаний смежных отсеков здания.

При высоте здания или сооружения до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Ширину антисейсмического шва здания или сооружения бóльшей высоты следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.

Переход через антисейсмический шов не должен быть единственным путем эвакуации из зданий или сооружений.

6.2Основания, фундаменты и стены подвалов

В случае заложения смежных отсеков зданий на разных отметках переход от более углубленной части к менее углубленной делают уступами; при этом фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от шва, а отдельные столбчатые фундаменты под колонны, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне. Уступы подошв фундаментов выполняют высотой до 0,6 м и заложением до 1:2 (высота к длине) для связных и до 1:3 для несвязных грунтов в местах переходов от глубоко заложенных фундаментов к фундаментам с меньшей глубиной заложения. Уступы в скальных грунтах допускается не устраивать.

При устройстве подвала под частью здания (отсека) следует стремиться к его симметричному расположению относительно главных осей.

Вертикальная арматура стен и элементов каркаса, в которой расчетом на особое сочетание нагрузок допускается растяжение, должна быть надежно заанкерена в фундаменте.

В случае выполнения стен подвалов из сборных панелей, конструктивно связанных с ленточными фундаментами, укладка указанного слоя раствора не требуется.

Для заполнения швов между блоками следует применять цементный раствор марки не ниже М 50.

В зданиях до трех этажей включительно и сооружениях соответствующей высоты при расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов допускается применение для кладки стен подвалов блоков пустотностью до 50 %.

6.3Перекрытия и покрытия

Поэтажная масса должна быть приложена к каждому соответствующему уровню перекрытия.

• устройством сварных соединений плит между собой, элементами каркаса или стенами;
• устройством болтовых соединений (с применением накладных деталей);
• соединением плит путем устройства замоноличиваемых шпонок с арматурной скобой, соединяющей петлевые арматурные выпуски из плит перекрытия;
• устройством монолитных железобетонных обвязок (антисейсмических поясов) с анкеровкой в них выпусков арматуры из плит;
• замоноличиванием швов между элементами перекрытий мелкозернистым бетоном.

Боковые грани панелей (плит) перекрытий и покрытий должны иметь шпоночную или рифленую поверхность. Для соединения с антисейсмическим поясом или для связи с элементами каркаса в панелях (плитах) следует предусматривать выпуски арматуры или закладные детали.

• для кирпичных и каменных стен ………………………………..120;
• для стен из вибрированных кирпичных блоков ………………..90;
• для железобетонных и бетонных стен, стальных и железобетонных балок (ригелей):
• при опирании по двум сторонам ………………………………...80;
• » » » трем и четырем » ……………………………….60;
• для стен крупнопанельных зданий при опирании по двум противоположным сторонам …………………………….70.

Перекрытия в виде прогонов (балок с вкладышами между ними) должны быть усилены с помощью слоя монолитного армированного бетона класса не ниже В15 толщиной не менее 40 мм.

6.4Лестницы

Устройство лестничных клеток в виде отдельно стоящих сооружений не допускается.

Конструкции сборных лестничных маршей и узлов их креплений к несущим элементам зданий, как правило, не должны препятствовать взаимным горизонтальным смещениям смежных перекрытий. При этом лестничные марши должны быть надежно закреплены с одного конца, а конструкция опирания другого конца должна обеспечивать свободное смещение марша относительно опоры, не допуская его обрушения.

Допускается применять конструкции лестничных маршей, связанные с перекрытиями по обоим концам, при этом несущая способность лестничных маршей и узлов их креплений должна быть рассчитана на восприятие нагрузок, возникающих при взаимном смещении перекрытий.

Устройство консольных ступеней, заделанных в каменную кладку, не допускается.

6.5Перегородки

Прочность перегородок и их креплений должна быть в соответствии с 5.5 подтверждена расчетом на действие расчетных сейсмических нагрузок из плоскости.

Крепление перегородок к несущим элементам пристрелкой дюбелями не допускается.

Кирпичную (каменную) кладку перегородок на площадках сейсмичностью 8 и 9 баллов в дополнение к горизонтальному армированию следует усиливать вертикальными двухсторонними арматурными сетками, установленными в слоях цементного раствора марки не ниже М100 толщиной 25 -30 мм. Арматурные сетки должны иметь надежное соединение с кладкой.

6.6Балконы, лоджии и эркеры

6.7Особенности проектирования железобетонных конструкций

Примечание -При расчете по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели характеристику ξ R не применяют.

400 мм, а также 12 d для вязаных каркасов и 15 d для сварных каркасов ( d -наименьший диаметр сжатых продольных стержней, мм) -при Rsc ≤ 450 МПа;

300 мм, а также 10 d для вязаных каркасов и 12 d для сварных каркасов -при Rsc > 450 МПа .

Длина нахлестки должна быть на 30 % больше значений, требуемых по действующим нормативным документам на бетонные и железобетонные конструкции (СП 63.13330), с учетом дополнительных требований настоящего свода правил.

Допускается применение для соединений арматуры специальных механических соединений (опрессованных или резьбовых муфт).

При диаметре стержней 20 мм и более соединение стержней и каркасов следует выполнять с помощью специальных механических соединений (опрессованных и резьбовых муфт) или сварки независимо от сейсмичности площадки.

Шаг хомутов в местах стыкования внахлестку без сварки арматуры внецентренно сжатых элементов должен быть не более 8 d .

Стыкование арматуры стержневых изгибаемых и внецентренно сжатых элементов сварными соединениями внахлестку не допускается. При стыковании арматуры стен, перекрытий, фундаментных плит, а также в малоответственных конструкциях возможно применение сварных соединений арматуры внахлестку. При этом значение длины сварных швов должно быть на 30 % больше значений, требуемых по ГОСТ 14098 для сварного соединения типа С23 -Рэ.

В изгибаемых и внецентренно сжатых элементах стыки арматуры внахлестку со сваркой и без сварки следует располагать вне зон максимальных изгибающих моментов.

Стыкование арматуры в монолитных диафрагмах может быть сварным или вязаным внахлест.

В одном сечении должно стыковаться не более 50 % растянутой арматуры.

В качестве напрягаемой арматуры, дополнительно устанавливаемой из расчета по предельным состояниям второй группы, допускается использовать арматурные канаты, располагаемые в закрытых трубках без сцепления с бетоном.

6.8Железобетонные каркасные здания

Размеры выступов в здании (при наличии) в плане не должны превышать шага колонн.

При выборе конструктивных схем предпочтение следует отдавать схемам, в которых зоны пластичности возникают в первую очередь в горизонтальных элементах каркаса (ригелях, перемычках, обвязочных балках и т. п.).

Поперечная арматура плиты должна состоять из стержней периодического профиля диаметром не менее 8 мм, которые следует соединять с продольной рабочей арматурой посредством контактной сварки или концевых отгибов (крюков). Шаг стержней поперечной арматуры принимают по нормам проектирования железобетонных конструкций.

Допускается более высокое насыщение колонн продольной арматурой при условии усиления приопорных участков колонн с помощью конструктивного косвенного армирования сварными сетками с ячейками размером не более 100 мм не менее четырех, располагаемыми с шагом 60 -100 мм на длине (считая от торца элемента не менее 10 d , где d -наибольший диаметр стержней продольной арматуры). Сетки из арматуры классов А400, А500, В500 должны быть диаметром не менее 8 мм.

Зону пересечения ригелей и колонн, а также участки ригелей и колонн, примыкающие к жестким узлам рам на расстоянии, равном полуторной высоте их сечения (но не более 1/4 высоты этажа или пролета ригеля), следует армировать замкнутой поперечной арматурой (хомутами), устанавливаемой по расчету, но не реже чем через 100 мм, а для рамных систем с несущими диафрагмами -не реже чем через 200 мм.

По наружному контуру вертикальных несущих конструкций зданий перекрытия следует опирать на ригели в уровне каждого этажа. Допускается устройство перекрытий и ограждающих конструкций, выступающих за пределы основного каркаса частично или по периметру здания на консольных свесах. Конструкции узлов сопряжения стен и перекрытий должны удовлетворять требованиям 6.8.15.

Не менее 30 % всей расчетной продольной арматуры плиты следует устанавливать в форме групп каркасов, плоских вертикальных или пространственных прямоугольного или треугольного сечения. Такие каркасы в обоих осевых направлениях следует сосредотачивать в составе полос усиленного армирования над колоннами, где не менее двух плоских каркасов или двух верхних стержней пространственного каркаса должны быть пропущены сквозь тело колонны, а также в составе арматуры, проходящей через срединные участки пролетов. Непрерывность этих каркасов в пределах общих габаритов перекрытия должна быть обеспечена стыковыми сварными соединениями продольных стержней каркасов в соответствии с 6.7.12. Эти стыковые соединения должны располагаться в зонах минимальных изгибающих моментов по соответствующим осевым направлениям и иметь прочность не ниже нормативного сопротивления стыкуемых стержней.

Сборные каркасные здания, для которых невозможно выполнить данные требования, должны быть рассчитаны на устойчивость к прогрессирующему разрушению с использованием методик, согласованных в установленном порядке.

• при шаге пристенных колонн каркаса -не более 6 м;
• при высоте стен зданий, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, -не более 12, 9 и 6 м соответственно.

Кладка самонесущих стен в каркасных зданиях должна иметь гибкие связи с каркасом, не препятствующие горизонтальным смещениям каркаса вдоль стен.

Между поверхностями стен и колонн каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм. В местах пересечения торцевых и поперечных стен с продольными стенами должны устраиваться антисейсмические швы на всю высоту стен.

По всей длине стен в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.

6.9Особенности проектирования зданий со стальным каркасом

Ригели стальных каркасов следует проектировать из прокатных или сварных двутавров, в том числе с гофрированной стенкой.

В колоннах рамных каркасов на уровне ригелей должны быть установлены поперечные ребра жесткости. Зоны развития пластических деформаций в элементах стальных конструкций должны быть вынесены за пределы сварных и болтовых соединений.

Свес поясов сечений ригелей не должен превышать значения 0,25 / f y t E R , где t f -толщина пояса ; Е и Ry -модуль упругости и расчетное сопротивление стали соответственно .

6.10Крупнопанельные здания

При проектировании крупнопанельных зданий необходимо:

• предусматривать панели стен и перекрытий, как правило, размером на комнату;
• осуществлять вертикальные и горизонтальные стыковые соединения панелей продольных и поперечных стен между собой и с панелями перекрытий (покрытий) сваркой арматурных выпусков, закладных деталей или на болтах и замоноличиванием вертикальных и горизонтальных стыков мелкозернистым бетоном класса не ниже В15 и не ниже класса бетона панелей. Все замоноличиваемые торцевые стыкуемые грани панелей стен и перекрытий (покрытий) следует выполнять с рифлеными или зубчатыми поверхностями. Глубину (высоту) шпонок и зубьев принимают не менее 40 мм ;
• при опирании перекрытий на наружные стены здания и стены у антисейсмических швов предусматривать охват вертикальной арматуры стеновых панелей арматурой швов, приваренной к выпускам арматуры плит перекрытия.

При соответствующем обосновании допускается выполнять вертикальные стыковые соединения стен на закладных деталях, без устройства замоноличиваемых вертикальных колодцев и рифленых поверхностей граней панелей стен.

Толщину внутреннего несущего слоя многослойных панелей следует определять по результатам расчета и принимать не менее 100 мм.

Закладные детали, служащие для соединения панелей между собой, должны быть приварены к рабочей арматуре.

В местах пересечения стен допускается размещать в наружных панелях не более 60 % расчетного количества вертикальной арматуры с размещением остальной части арматуры во внутренних стеновых панелях на участке не более 1 м от места пересечения стен (за исключением конструктивной арматуры).

6.11Здания с несущими стенами из монолитного железобетона

При технико -экономическом обосновании монолитные здания возможно проектировать ствольно -стеновой конструкции с одним или несколькими стволами.

• В пространственных каркасах, применяемых для армирования поля стен, диаметр вертикальной арматуры должны быть не менее 10 мм, а горизонтальной -не менее 8 мм. Шаг горизонтальных стержней, объединяющих каркасы, не должен превышать 400 мм. Армирование широких простенков можно выполнять диагональными каркасами.

• внахлестку без сварки -в зонах сейсмичностью 7 и 8 баллов при диаметре стержней до 20 мм;
• внахлестку без сварки, но с «лапками» или с другими анкерными устройствами на концах стержней -в зонах сейсмичностью 9 баллов.

При диаметре стержней 20 мм и более соединение стержней и каркасов следует выполнять с помощью сварки или специальных механических соединений (опрессованных и резьбовых муфт) независимо от сейсмичности площадки.

Шаг поперечных стержней пространственных каркасов перемычек следует принимать не более 10 d ( d -диаметр продольных стержней) и не более 150 мм. Диаметр поперечных стержней следует принимать не менее 8 мм.

6.12Объемно -блочные и панельно -блочные здания

• сварка закладных деталей или арматурных выпусков из стен и перекрытий объемных блоков;
• устройство в вертикальных полостях между стенами объемных блоков монолитных бетонных или железобетонных шпонок;
• устройство горизонтальных обвязочных балок в уровнях междуэтажных перекрытий и покрытия;
• замоноличивание стыков по вертикальным и горизонтальным швам мелкозернистым бетоном с пониженной усадкой;
• обжатие столбов объемных блоков вертикальной арматурой, напрягаемой в построечных условиях.

Площадь вертикальной и горизонтальной арматуры, устанавливаемой у каждой плоскости панели для арматуры каждого вида, должна составлять не менее 0,05 % площади соответствующего сечения плиты.

• в зданиях со скрытым монолитным каркасом независимо от этажности;
• в зданиях других типов -высотой не более пяти этажей при расчетной сейсмичности 7, 8 баллов и не более трех этажей -при расчетной сейсмичности 9 баллов.

• вертикальных - 30 мм² на 1 пог. м горизонтального шва между смежными по высоте блоками при сейсмичности 7 и 8 баллов и 50 -при сейсмичности 9 баллов;
• горизонтальных - 150 мм² на 1 пог. м горизонтального шва между смежными в плане блоками.

При этом связи между смежными блоками допускается выполнять сосредоточенными по углам блоков.

• В расчетах трение в горизонтальных стыковых соединениях не учитывают.

Класс бетона элементов «скрытого» каркаса должен быть не ниже В15.

• предусматривать панели стен и перекрытий размером на комнату;
• соединять панели стен и перекрытий между собой и с блоками путем сварки выпусков арматуры, анкерных стержней или закладных деталей и замоноличивания вертикальных колодцев и участков стыков по горизонтальным швам мелкозернистым бетоном с пониженной усадкой;
• предусматривать сварные соединения выпусков арматуры из панелей перекрытий с вертикальной арматурой стеновых панелей при опирании перекрытий на наружные стены и стены у температурных швов.

6.13Здания со стенами из крупных блоков

Блоки наружных стен могут быть однослойными или многослойными.

Блоки следует соединять между собой сваркой закладных деталей или выпусков арматуры. Вертикальная арматура по торцам простеночных блоков, в том числе на глухих участках стен, должна быть соединена с выпусками арматуры из фундамента, вертикальной арматурой вышележащих и нижележащих простеночных блоков, в том числе блоков смежных этажей, и заанкерена в антисейсмическом поясе перекрытия верхнего этажа.

При непрерывном вертикальном армировании продольную арматуру пропускают через отверстия в поясных блоках и стыкуют сваркой. Пазы в блоках в местах установки вертикальной арматуры следует заделывать бетоном на мелком щебне класса не менее В15 с вибрированием.

6.14Здания со стенами из кирпича или каменной кладки

Несущие каменные стены следует возводить из кладки на растворах со специальными добавками, повышающими сцепление раствора с кирпичом или камнем. Вертикальные швы кладки следует заполнять раствором, за исключением кладки из кирпича и камней с пазогребневыми соединениями.

При расчетной сейсмичности 7 баллов допускается возведение несущих стен зданий из кладки на растворах с пластификаторами без применения специальных добавок, повышающих прочность сцепления раствора с кирпичом или камнем.

При расчетной сейсмичности 8 баллов и менее допускается выполнение зимней кладки с обязательным включением в раствор добавок, обеспечивающих твердение раствора при отрицательных температурах.

Допускается ведение кладки в сейсмических районах при отрицательной температуре воздуха из подогретого до положительной температуры кирпича (камня, блока) на растворах без противоморозных добавок с дальнейшим укрыванием и выдержкой при положительной температуре до набора прочности раствором не менее 20 % проектной.

Значение вертикальной сейсмической нагрузки при расчетной сейсмичности 7 -8 баллов должно быть 15 %, а при сейсмичности 9 баллов - 30 % соответствующей вертикальной статической нагрузки.

Направление действия вертикальной сейсмической нагрузки (вверх или вниз) следует принимать более невыгодным для напряженного состояния рассматриваемого элемента.

• а) полнотелый и пустотелый кирпич, керамические камни и блоки марки не ниже М100.

Изделия с пустотами должны иметь: диаметр вертикальных пустот -не более 20 мм, стороны квадратных пустот -не более 22 мм, ширину щелевых пустот -не более 16 мм. Внутренние перегородки камня, параллельные плоскости стены, должны быть непрерывными. Пустотность изделий для кладки несущих и самонесущих стен без железобетонных включений или обойм (рубашек) не должна превышать 25 %; не допускается применение керамических камней, имеющих пустоты со значением углов между внутренними перегородками разных направлений, отличным от 90°, на площадках сейсмичностью более 7 баллов; б) камни и блоки правильной формы из ракушечников, известняков марки не ниже М 35 или туфов (кроме фельзитового) марки М 50 и выше; в) для несущих стен следует применять бетонные камни, сплошные и пустотелые блоки из легкого и ячеистого бетонов классов по прочности на сжатие не ниже В3,5, марок по средней плотности не ниже D600; для самонесущих стен -классов по прочности на сжатие не ниже В2,5, марок по средней плотности не ниже D500.

Для возведения перегородок и ненесущих стен допускается применение кирпича и керамических камней марки не ниже М75 без ограничения размеров и пустот и гипсовых пазогребневых плит.

Штучная кладка стен должна выполняться на смешанных цементных растворах марки не ниже М25 в летних условиях и не ниже М50 в зимних или на специальных клеях. Для кладки блоков следует применять раствор марки не ниже М50 и специальные клеи.

Категория кирпичной или каменной кладки, выполненной из материалов, предусмотренных 6.14.4, определяется врéменным сопротивлением осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление), значение которого должно быть в пределах: u t R ≥ 180 кПа -для кладки категории I;

180 кПа u t R ≥ ≥ 120 кПа -для кладки категории II.

Для повышения врéменного сопротивления осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление) u t R следует применять растворы со специальными добавками.

Требуемое значение u t R необходимо указывать в проекте. При проектировании значение u t R следует назначать в зависимости от результатов испытаний, проводимых в районе строительства.

При невозможности получения на площадке строительства (в том числе на растворах с добавками, повышающими прочность их сцепления с кирпичом или камнем) значения u t R ≥ 120 кПа применение кирпичной или каменной кладки не допускается.

Примечание -При расчетной сейсмичности 7 баллов допускается применение кладки из естественного камня при 120 кПа u t R > > 60 кПа. При этом высота здания должна быть не более трех этажей, ширина простенков -не менее 0,9 м, ширина проемов -не более 2 м, а расстояния между осями стен -не более 12 м.

Проектом производства каменных работ должны предусматриваться специальные мероприятия по уходу за твердеющей кладкой, учитывающие климатические особенности района строительства. Эти мероприятия должны обеспечивать получение необходимых прочностных показателей кладки.

Значения Rt , Rsq и Rtw не должны превышать соответствующих значений для кирпича или камня при разрушении кладки.

При усилении кладки армированием или железобетонными включениями высоту этажа допускается принимать равной 6; 5 и 4, 5 м соответственно.

При этом отношение высоты этажа к толщине стены должно быть не более 12.

В зданиях из мелких ячеисто -бетонных блоков расстояние между стенами независимо от расчетной сейсмичности не должно превышать 9 м.

Таблица 6.2 Расстояния между осями поперечных стен или заменяющих их рам

Таблица 6.3 -Размеры элементов несущих и самонесущих стен каменных зданий

В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне этих перекрытий не устраивают.

Продольная арматура поясов устанавливается по расчету, но не менее 4 d 10 при расчетной сейсмичности 7 -8 баллов и не менее 4 d 12 при 9 баллах.

Участки стен и столбы над чердачным перекрытием высотой более 400 мм должны быть армированы или усилены монолитными железобетонными включениями, заанкеренными в антисейсмический пояс. Стены по верху должны иметь обвязочный железобетонный пояс, связанный с вертикальными железобетонными сердечниками.

Кирпичные столбы допускаются только при расчетной сейсмичности 7 баллов. При этом марка раствора должна быть не ниже М50, а высота столбов -не более 4 м. В двух направлениях столбы следует связывать заанкеренными в стены балками.

Кладки следует армировать сетками в горизонтальных швах и отдельными вертикальными стержнями или каркасами, размещаемыми в теле кладки или штукатурных слоях. Вертикальная арматура должна быть непрерывной и соединяться с антисейсмическими поясами. Не допускается соединение арматуры внахлест без сварки. В случае размещения вертикальной арматуры в штукатурных слоях она должна быть связана с кладкой хомутами, расположенными в горизонтальных швах кладки.

Вертикальные железобетонные элементы (сердечники) должны соединяться с антисейсмическими поясами.

Железобетонные включения в кладку комплексных конструкций, открытые не менее чем с одной стороны, следует устраивать с минимальным размером сечения не менее 120 мм.

При устройстве закрытых железобетонных сердечников минимальный размер их сечения должен быть не менее 150 мм. При этом необходимо предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие контроль заполнения бетоном железобетонных сердечников.

При проектировании стен комплексной конструкции из кирпича усиленные монолитными железобетонными включениями антисейсмические пояса и их узлы сопряжения со стойками следует рассчитывать и конструировать как элементы каркасов с учетом работы заполнения. В этом случае предусмотренные для бетонирования стоек пазы должны быть открытыми не менее чем с двух сторон. Если стены комплексной конструкции из кирпича выполняют с железобетонными включениями по торцам простенков, продольная арматура должна быть надежно соединена хомутами, уложенными в горизонтальных швах кладки. Бетон включений должен быть класса не ниже В12,5, кладка должна выполняться на растворе марки не ниже М50, а количество продольной арматуры не должно превышать 0,8 % площади сечения бетона простенков.

Примечание -Несущую способность железобетонных включений, расположенных по торцам простенков, учитываемая при расчете на сейсмическое воздействие, не следует учитывать при расчете сечений на основное сочетание нагрузок.

6.15Деревянные здания

6.16Здания и сооружения из местных материалов

6.17Здания и сооружения с сейсмоизоляцией

• снижение сейсмических воздействий на сейсмоизолированную часть сооружения, в том числе его расчетную сейсмичность при ограничении взаимных перемещений сейсмоизолированной и несейсмоизолированной частей сооружения;
• восприятие расчетных вертикальных нагрузок при высокой горизонтальной податливости и контролируемой вертикальной жесткости сейсмоизолирующего слоя;
• непрерывность конструктивной системы сейсмоизолированной части сооружения по высоте;
• необходимое вязкое и (или) гистерезисное затухание энергии;
• необходимый уровень первых собственных частот (периодов) сооружения относительно частотного состава исходного сейсмического воздействия;
• ограничение горизонтальных перемещений, возникающих в процессе эксплуатации сооружений при несейсмических воздействиях (например, ветровых);
• возвращение сейсмоизолированной части сооружения в исходное положение устойчивого равновесия за счет постоянно действующей восстанавливающей силы после прекращения действия сейсмических сил с возможностью восприятия афтершоков;
• наличие экспериментально подтвержденных характеристик жесткости и демпфирования, полученных на натурных образцах элементов системы сейсмоизоляции;
• удобство монтажа, замены изолирующих элементов и возможность центрирования сейсмоизолированной части сооружения в пространстве;
• стабильность жесткостных и демпфирующих свойств при длительной эксплуатации и повторных циклических нагружениях при заданных проектом уровнях и колебаниях температуры и влажности;
• защиту системы в случае пожара и других, предусмотренных проектом, природных и техногенных воздействий .

Примечание -Свойства сейсмоизолирующих элементов в процессе эксплуатации и повторных циклических нагружениях могут изменяться и находиться в диапазоне заранее определенных допускаемых значений, заданном в проектной документации.

• а) расчетных горизонтальных сейсмических перемещений каждого сейсмоизолирующего элемента на коэффициент надежности по материалу γ х = 1,2;
• б) расчетных вертикальных сейсмических сил в каждом сейсмоизолирующем элементе от гравитационных и сейсмических воздействий на коэффициент надежности по нагрузке γ z = 1,1.

• a) сооружения с ненесущими элементами из хрупких материалов, имеющих соединения с несущими конструкциями:

• б) сооружения, имеющие пластически деформируемые ненесущие элементы, соединенные с несущими конструкциями:

• в) сооружения, имеющие ненесущие элементы, не влияющие на деформации несущих конструкций, или без ненесущих элементов:

где dr -расчетный междуэтажный перекос, определяемый как разница средних горизонтальных перемещений dei в верхней и нижней частях данного этажа; h -высота этажа.

где eox -расстояние между центром масс и центром жесткостей по оси Х , нормальное к анализируемому направлению;

• r x квадратный корень из отношения значений крутильной жесткости к горизонтальной жесткости в направлении оси Y (радиус кручения);
• l s -радиус вращения массы перекрытия в плане (квадратный корень отношения полярного момента инерции массы перекрытия в плане относительно центра масс перекрытия к массе перекрытия).

• a) при выступах, расположенных симметрично относительно оси, выступ на любом этаже не должен превышать 20 % предыдущего размера в плане в направлении выступа (рисунок 6.1, а и б);
• б) для отдельных выступов при высоте менее 15 % общей высоты основной конструктивной системы выступ должен быть не больше 50 % основного размера в плане (рисунок 6.1, в). В этом случае конструкция зоны основания в пределах периметра в вертикальной проекции верхних этажей должна быть запроектирована в расчете на восприятие не менее 75 % горизонтальной силы, которая может возникнуть в этой зоне в подобном сооружении, без увеличения основания;
• в) если выступы на каждом фасаде расположены несимметрично, то сумма поверхности выступов на всех этажах должна быть не больше 30 % размера в плане на первом этаже над фундаментом или над верхней частью жесткого основания, а отдельные выступы не должны превышать 10 % предыдущего размера в плане (рисунок 6.1, г).

Рисунок 6.1 -Критерии регулярности по высоте

Примечание -Необходимо учитывать местную передачу воздействий и их влияние на поведение сооружения при закреплении ненесущих элементов .

Следует убедиться, что податливость таких коммуникаций достаточно велика по сравнению с податливостью системы сейсмоизоляции и суммарная реакция коммуникаций не будет вносить заметных возмущений в движение сейсмоизолированной части здания.

При необходимости в коммуникации следует включать гибкие соединения и компенсаторы в уровне сейсмоизолирующего слоя.

6.18Оборудование

6.19Сейсмическая безопасность эксплуатируемых зданий (сооружений)

Примечание -Под изменением функционального назначения здания подразумеваются изменения, влекущие за собой повышение ответственности зданий, а также отнесение здания к объектам, функционирование которых в работоспособном состоянии необходимо для ликвидации чрезвычайных ситуаций, обусловленных землетрясением.

Риск, связанный с причинением вреда жизни и здоровью людей, возникающий вследствие вторичных природных и антропогенных воздействий, не должен учитываться, за исключением положений раздела 9 настоящего свода правил .

• уменьшение остаточного срока эксплуатации здания;
• изменение объемно -планировочных решений путем разделения зданий сложных конструктивных схем на отсеки простой формы антисейсмическими швами, разборки верхних этажей здания, устройства дополнительных элементов жесткости для обеспечения симметричного расположения жесткостей в пределах отсека и уменьшения расстояния между ними;
• усиление стен, рам, вертикальных связей для обеспечения восприятия усилий от расчетных сейсмических воздействий;
• увеличение надежности соединения элементов сборных перекрытий устройством или усилением антисейсмических поясов;
• обеспечение связей между стенами различных направлений, между стенами и перекрытиями;
• усиление элементов соединения сборных конструкций стен;
• изменение конструктивной схемы здания, в том числе путем введения системы дополнительных конструктивных элементов;
• снижение массы здания, применение сейсмоизоляции, пассивного демпфирования и других методов регулирования сейсмической реакции;
• изменение функционального назначения здания (снижение уровня ответственности).

Это требование не распространяется на здания, поврежденные в результате землетрясения. 6.19.9 В случаях, когда выполнение конструктивных требований норм в полном объеме невозможно, или их выполнение приводит к экономической нецелесообразности усиления, допускается реализация обоснованных расчетом технических решений усиления здания при неполном соответствии требованиям правил с их согласованием в установленном порядке.

8.1Область применения

Настоящий раздел свода правил распространяется на проектирование вновь строящихся, расширяемых и реконструируемых напорных и безнапорных ГТС в сейсмических районах.

Требования настоящего свода правил также следует выполнять при строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, обследовании технического состояния, декларировании безопасности, страховании, восстановлении, консервации и ликвидации ГТС .

8.2Общие положения. Определение нормативной, исходной и расчетной сейсмичности

• проведение на стадии проектирования водоподпорных сооружений классов I и II и МНГС специальных исследований с задачей установления исходной и расчетной сейсмичности площадки строительства, наличия опасных процессов и явлений, связанных с сейсмичностью, определения расчетных сейсмических воздействий, получение, при необходимости, набора акселерограмм для этих воздействий;
• выполнение комплекса расчетов по оценке прочности и устойчивости сооружений и их элементов с учетом взаимодействия сооружений с основанием и водохранилищем;
• применение конструктивных решений и материалов, повышающих сейсмостойкость сооружений;
• включение в проекты водоподпорных сооружений классов I и II специального раздела о проведении в процессе эксплуатации сооружения слежения за опасными геодинамическими явлениями, в том числе землетрясениями;
• обследование состояния ГТС и их оснований после каждого перенесенного землетрясения интенсивностью на площадке сооружения 5 баллов и более.

Гидротехнические сооружения должны воспринимать МРЗ без угрозы собственного разрушения, в частности водоподпорные сооружения в составе напорного фронта (ВСФ) всех классов -без угрозы прорыва напорного фронта, а МНГС -без угрозы собственного разрушения и без угрозы повреждений, приводящих к выбросу в окружающую среду углеводородов. При этом допускаются любые иные повреждения сооружения и основания, включая повреждения, нарушающие нормальную эксплуатацию объекта.

Сейсмические воздействия уровня ПЗ должны восприниматься ГТС без угрозы для жизни и здоровья людей и с сохранением собственной ремонтопригодности (для ВСФ -при любом предусмотренном правилами эксплуатации уровне верхнего бьефа). При этом допускаются остаточные смещения, деформации, трещины и иные повреждения, не нарушающие нормальную эксплуатацию объекта.

Исходную сейсмичность остальных ГТС допускается принимать равной:

• при расчете на МРЗ:
• для ВСФ класса III -значению величины 5000 nor I (карта С ОСР -2015 );
• для ВСФ класса IV и безнапорных ГТС -значению величины 1000 nor I (карта В ОСР -2015 );
• при расчете на ПЗ для всех сооружений:
• значению величины 500 nor I (карта А ОСР -2015 ).

В случаях, когда нормативная сейсмичность района на соответствующих картах ОСР -2015 (см. 8.2 .8) превышает 9 баллов, исходную сейсмичность площадки строительства независимо от вида и класса ГТС следует определять на основе ДСР или УИС.

Расчетную сейсмичность площадок безнапорных ГТС всех классов, а также при соответствующем обосновании подпорных сооружений класса IV допускается принимать по таблице 8.1 с учетом результатов инженерно -геологических изысканий на площадке строительства.

Как при СМР, так и при инженерно -геологических изысканиях глубину слоя исследования сейсмических свойств грунта следует определять, исходя из особенностей геологического строения площадки, но не менее 40 м от подошвы сооружения (для сооружений классов III и IV, не входящих в состав напорного фронта, -не менее 20 м).

Категорию грунта и его физико -механические и сейсмические характеристики следует определять с учетом возможных техногенных изменений свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

В случаях, когда расчетную сейсмичность площадки определяют методами СМР, следует дополнительно устанавливать скоростные, частотные и резонансные характеристики грунта основания сооружения.

Примечания

1 В случаях, когда площадки ГТС сложены грунтами, по своему составу занимающими промежуточное положение между грунтами категорий I и II или II и III (например, основание сооружения представлено слоистыми грунтами), дополнительно к категориям грунта, указанным в таблице 8.1, допускается введение категорий I -II, II -III соответственно. При этом расчетную сейсмичность площадки I des при грунтах категории I -II принимают как при грунтах категории II, а при грунтах категории II -III как при грунтах категории III.

• 2 На период нахождения водохранилища в опорожненном состоянии (например, в строительный или ремонтный периоды) расчетную сейсмичность площадки водоподпорных сооружений при соответствующем обосновании допускается понижать на 1 балл.

• В случае размещения этих объектов на ГТС или в контакте с ними сейсмическое воздействие должно задаваться движением, передаваемым со стороны основного сооружения.

8.3Сейсмические воздействия и определение их характеристик

Примечание -Сейсмические воздействия входят в состав особых сочетаний нагрузок и воздействий (СП 58.13330).

Таблица 8.1 Расчетная сейсмичность площадки сооружения

СП 14.13330.2018

5000 лет -для водоподпорных сооружений классов I, II и III и МНГС ;

1000 лет -для водоподпорных сооружений класса IV и безнапорных ГТС .

Значение периода повторяемости проектного землетрясения SLE ret T для ГТС всех классов принимают равным 500 лет.

На основе выполненных исследований для площадки ГТС должны быть установлены значения максимальных пиковых ускорений основания при МРЗ DLE p a и ПЗ SLE p a (с обеспеченностью не менее 50 %), нижнюю границу которых определяют согласно указаниям 8.4.5.

Должны быть применены РА:

• из числа записей, полученных на площадке или в районе сооружения;
• аналоговые из числа записей, полученных в районах, сходных с районом площадки строительства по сейсмотектоническим, геологическим и другим сейсмологическим условиям;
• синтезированные, сформированные в соответствии с указанными ниже расчетными параметрами сейсмического воздействия (для МРЗ и ПЗ соответственно):
• общая длительность сейсмических колебаний DLE τ или SLE τ

,

• длительность фазы сейсмических колебаний основания 0.5 0.3 ( ) DLE DLE τ τ или 0.5 0.3 ( ) SLE SLE τ τ ,
• период колебаний с максимальным пиковым ускорением max DLE T или max SLE T ,
• преобладающий период колебаний 0.5 0.3 ( ) DLE DLE T T или 0.5 0.3 ( ) SLE SLE T T (см. приложение Б).

При этом спектр отклика синтезированной акселерограммы не должен быть ниже огибающей спектров отклика отобранных аналоговых акселерограмм во всем диапазоне учитываемых частот сейсмических колебаний.

Приведенные параметры задают для компонент Г1, Г2 и В.

Примечание -Объем и состав сейсмологических исследований окончательно устанавливает генеральный проектировщик и согласовывает заказчик.

• распределенные по объему сооружения и его основания (а также боковых засыпок и наносов) инерционные силы ( , ) P x t ν ρ интенсивностью

где ρ( x ) -плотность материала в точке наблюдения x с координатами (в общем случае) х 1 , х 2 , х 3 по осям 1, 2, 3 соответственно;

( ) , U x t ρ & & -вектор ускорения точки x в момент времени t в абсолютном движении системы «сооружение -основание»;

• распределенное по поверхности контакта сооружения с водой гидродинамическое давление, вызванное инерционным влиянием колеблющейся с сооружением части жидкости;
• гидродинамическое давление, вызванное возникшими при землетрясении волнами на поверхности водоема.

В необходимых случаях учитывают взаимные подвижки блоков в основании сооружения, вызванные прохождением сейсмической волны.

Учитывают также возможные последствия таких связанных с землетрясениями явлений, как:

• смещения по тектоническим разломам;
• проседание грунта;
• обвалы и оползни;
• разжижение грунта.

Отказ от учета инерционных свойств основания допускается при специальном обосновании.

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

Безнапорные ГТС 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.

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 ГТС 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.

• 0 ( ) U t & & . При этом смещения (деформации, напряжения и усилия) определяют на всем временнόм интервале сейсмического воздействия на сооружение.

В случае применения линейного динамического анализа максимальные и минимальные значения указанных величин за весь рассматриваемый временнόй 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 в себя сейсмические воздействия.

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

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

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

• при расчете на МРЗ:
• для ВСФ классов I и II
• для ВСФ класса III и МНГС
• при расчете на ПЗ:
• для ВСФ класса III для ВСФ классов I и II и МНГС

• для ВСФ класса IV и безнапорных ГТС

В формулах (8.2) -( 8.7 ) через А 500 , А 1000 и А 5000 обозначены значения расчетных ускорений основания в долях g ( g = 9,81 м/с 2 ), определенные для землетрясений с расчетными периодами повторяемости 500 ret T , 1000 ret T и 5000 ret T соответственно. Значения ускорений А 500 , А 1000 и А 5000 в зависимости от значения исходной сейсмичности площадки строительства I beg , расчетной

• для ВСФ класса IV и безнапорных ГТС

сейсмичности I des и реальных грунтовых условий на конкретной площадке приведены в таблице 8.2.

Для сооружений со сроком службы не более 50 лет значения DLE p a и SLE p a , определенные по формулам (8.2) -( 8.7 ), следует умножить на коэффициент 0,9.

Таблица 8.2 Значения ускорений

Примечания

• 1 I beg имеет значения: , и beg beg beg I I I

500 1000 5000 .

• 2 I des имеет значения: , и des des des I I I

500 1000 5000 .

• 3 А имеет значения: А 500 , А 1000 и А 5000 .

При отсутствии экспериментальных данных о реальных значениях параметров затухания в расчетах сейсмостойкости допускается применять значения параметров затухания ζ, 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.

Сейсмическое ускорение основания задается постоянной во времени векторной величиной 0 U ρ & & , модуль которой принимается равным значению максимального пикового ускорения p a [ см. определяют в соответствии с формулу ( 8.1 )], а конкретные значения величин DLE p a и SLE p a указаниями 8.4.5.

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

kf -коэффициент, зависящий от степени повреждений, допускаемых в сооружении при землетрясении; k 2 коэффициент, учитывающий влияние высоты сооружения на значение узловых инерционных сил; k ψ -коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства конструкций; mk -масса элемента сооружения, отнесенного к узлу k (с учетом присоединенной массы воды);

0 U ρ & & -сейсмическое ускорение основания; β( Ti ) (или β i ) -коэффициент динамичности, соответствующий периоду собственных колебаний сооружения Ti по i -й форме колебаний; η ikj -коэффициент формы собственных колебаний сооружения по i -й форме колебаний, определяемый по формуле

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

( ) 0 cos , isj U U ρ & & -косинусы углов между направлениями вектора 0 U ρ & & сейсмического воздействия и перемещениями Uikj .

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

Для водоподпорных сооружений всех типов коэффициент k 2 принимают равным:

• 0,8 -для сооружений высотой до 60 м;
• 1,0 -для сооружений высотой более 100 м; в интервале между этими значениями высот -по линейной интерполяции;
• 1,0 -для всех других ГТС .

Для водоподпорных сооружений значение коэффициента k ψ следует принимать:

• 0,9 -для бетонных и железобетонных сооружений;
• 0,7 -для сооружений из грунтовых материалов.

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

где

СП 14.13330.2018

где 0 1 2 β , , Т Т -параметры, значения которых даны в таблице 8. 3.

Примечания

1 Значения произведения β i k ψ должны составлять не менее 0,80.

2 В дополнение к расчетам, выполненным с применением указанных функций ( ) β i T , допускается проводить расчеты, в которых применяют спектры отклика однокомпонентных РА, вычисленные при регламентируемых в 8.4.5 значениях параметров затухания колебаний.

Таблица 8.3 Параметры для определения коэффициента динамичности

Рисунок 8.1 -Коэффициенты динамичности ( ) β i T

где W -обобщенное значение расчетных смещений (деформаций, напряжений или усилий), возникающих в рассматриваемых точках или сечениях под влиянием сейсмических воздействий;

Wi -обобщенное значение смещений (деформаций, напряжений или усилий), возникающих в рассматриваемых точках или сечениях под влиянием сейсмических нагрузок (сил), соответствующих i -й форме собственных колебаний ; q -число учитываемых в расчетах форм собственных колебаний.

Для всех сооружений можно применять данные натурных исследований, в том числе:

• результаты геофизического мониторинга тела и основания плотины (В.3 приложения В), при этом известные корреляционные зависимости применяют для перехода от данных, отвечающих частотному спектру колебаний при геофизических изысканиях, к прогнозируемому частотному спектру колебаний в расчетном сейсмособытии;
• фактические собственные частоты колебаний сооружения, измеренные в ходе тестовых динамических испытаний (8.6. 2 ) или в процессе стационарных инженерно -сейсмометрических наблюдений (В.3 приложения В);
• данные прочностных испытаний и неразрушающего контроля для образцов, выбуренных из тела плотины и основания.

В случаях отсутствия соответствующих экспериментальных данных допускается применять корреляционные связи между значениями статического модуля общей деформации E 0 (или статического модуля упругости Est ) и динамического модуля упругости Edyn , определяемого геофизическими методами. Допускается также применение статических прочностных характеристик материалов сооружения и грунтов основания; при этом следует вводить дополнительные коэффициенты условий работы, устанавливаемые нормами проектирования соответствующих сооружений для учета влияния на эти характеристики кратковременных динамических воздействий.

Сейсмостойкость сооружений на повторные сейсмические воздействия следует рассчитывать по вторичным схемам.

На предварительных стадиях проектирования (при отсутствии оценок вероятности возникновения значимых повторных толчков на площадке рассматриваемого ГТС) допускается проводить проверку сейсмостойкости при повторных землетрясениях с интенсивностью, уменьшенной по сравнению с интенсивностью РЗ на 1 балл.

Допускается для ряда сооружений применять двумерные расчетные схемы:

• расчеты по схеме плоской деформации -для гравитационных плотин, подпорных стен и других массивных сооружений;
• расчеты при схематизации указанных сооружений оболочками средней толщины, а также пластинами, работающими в срединной плоскости как изгибаемые плиты, -для арочных плотин и аналогичных им конструкций.

При специальном обосновании допускается применять также одномерные расчетные схемы для конструкций стержневого типа.

Для сооружений, входящих в состав напорного фронта, расчетная область основания, как правило, по своей нижней границе должна иметь плановые размеры не менее 5 H , а по глубине от подошвы сооружения -не менее 2 H , где H -характерный размер сооружения (для водоподпорных сооружений H -высота сооружения).

Для ГТС других видов размеры расчетной области основания принимают проектные организации на основе опыта проектирования подобных сооружений.

Примечание -Если на глубине менее 2 Н находятся породы, характеризуемые скоростями распространения упругих сдвиговых волн не менее 1100 м/с, допускается совмещать подошву расчетной области основания с кровлей указанных пород.

В расчетах сейсмостойкости сооружений по ЛСТ направление сейсмического воздействия 0 U ρ & & следует выбирать таким образом, чтобы воздействие оказалось наиболее опасным для сооружения.

При этом водоподпорные ГТС следует рассчитывать на сейсмические воздействия, в которых вектор 0 U ρ & & принадлежит вертикальной плоскости, нормальной к продольной оси сооружения, а контрфорсные и арочные плотины -дополнительно на воздействия, у которых вектор 0 U ρ & & 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 0 U ρ & & и горизонтальной плоскостью: 0° и 30 ° . При определении вертикальной составляющей следует принимать β i η ikj = 1.

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

Отдельно стоящие ГТС, схематизируемые стержнями, следует рассчитывать на горизонтальные сейсмические воздействия в плоскостях наибольшей и наименьшей жесткости.

где ω q -частота последней учитываемой формы собственных колебаний; ω 1 минимальная частота собственных колебаний; ω c -частота, соответствующая пиковому значению на спектре отклика расчетной акселерограммы.

При этом число применяемых форм колебаний должно составлять не менее 25.

Примечание -На ранних стадиях проектирования при соответствующем обосновании допускается учитывать меньшее число форм колебаний, чем указано в настоящем пункте.

Конкретные методы определения бокового давления грунта при учете сейсмического воздействия в расчетах прочности сооружений принимают проектные организации с учетом особенностей конструкции сооружений и условий их эксплуатации.

В тех случаях, когда по расчетной схеме при потере устойчивости сооружение сдвигается совместно с частью грунтового массива, в расчетах устойчивости сооружений и их оснований следует учитывать грунтовые сейсмические силы в сдвигаемой части расчетной области основания. Избрание иных схем учета грунтовых сейсмических сил требует соответствующего обоснования.

При расчете устойчивости откосов сооружений из грунтовых материалов и склонов с применением ЛСТ сейсмические силы, действующие на сдвигаемую часть откосов и склонов, допускается определять инженерными методами (с учетом примененных методов проверки устойчивости).

Во всех случаях сдвигаемые грунтовые области (откосы сооружений из грунтовых материалов, склоны берегов и котлованов, засыпка подпорных стен, наносы, а также грунтовые массивы, слагающие основание) определяют из условия предельного равновесия этих областей с учетом всех нагрузок и воздействий особого сочетания, включающего в себя сейсмические воздействия.

Конкретные методы определения предельного состояния сдвигаемых грунтовых массивов, в том числе и в случае бокового давления грунта при сдвиге, принимают проектные организации с учетом особенностей конструкций и условий эксплуатации сооружений.

Примечание -Если грунтовые массивы примыкают к боковым граням сооружения с двух сторон, то в расчетах устойчивости следует принимать, что сейсмические силы в обоих грунтовых массивах действуют в одном направлении и тем самым увеличивают общее давление грунта на одну из боковых граней сооружения и одновременно уменьшают давление на противоположную грань.

При этом следует принимать во внимание характерные особенности наносов как объекта расчета:

• переменная высота слоя наносов на разных временных этапах эксплуатации сооружения;
• возможность существенной неоднородности слагающих наносы грунтов и их физико -механических свойств по высоте слоя наносов;
• возможность изменения во времени состава и свойств грунтов, слагающих наносы.

Все основные характеристики состояния наносов у верховой грани сооружения для различных временных этапов эксплуатации сооружения должны быть определены при проектировании сооружения и уточняться в процессе эксплуатации объекта по данным натурных наблюдений и исследований. Особое внимание должно обращаться на установление возможности разжижения грунтов наносов при сейсмических воздействиях и размеров зоны этого явления.

Для береговых склонов назначенный срок службы принимают равным максимальному для сооружений данного гидроузла.

Расчет подземных сооружений классов III и IV допускается проводить по ЛСТ. При этом следует учитывать раздельно:

• а) сейсмическое давление грунта, вызванное прохождением в грунтовой среде сейсмических волн сжатия -растяжения и сдвига;
• б) инерционные сейсмические нагрузки от массы конструкции подземного сооружения и массы породного свода.
• В расчетах подземных сооружений как по ДТ, так и по ЛСТ следует учитывать сейсмическое давление воды.

С этой целью к массе сооружения, отнесенной к точке k на смоченной поверхности сооружения, добавляют массу колеблющейся воды. Присоединенную массу воды определяют для каждой из компонент вектора смещений в принятой расчетной схеме сооружения.

Сейсмическое давление воды на сооружение допускается не учитывать, если глубина водоема у сооружения менее 10 м.

где ρ w -плотность воды; h -глубина воды у сооружения; μ -безразмерный коэффициент присоединенной массы воды, определяемый по таблице 8.5 ; ψ -коэффициент, учитывающий ограниченность длины водоема и принимаемый для l / h ≥ 3 равным 1, а для l / h < 3 -по таблице 8.5 ; здесь l -расстояние между сооружением и противоположным ему берегом водоема (для шлюзов и аналогичных сооружений -между противоположными стенками конструкции) на глубине 2/3 h от свободной поверхности воды.

Примечания

1 Для предварительного выбора характера колебаний сооружения по таблице 8.5 следует учитывать для бетонных и железобетонных плотин на нескальном основании колебания вращения и сдвига сооружения как жесткого тела, а для плотин из грунтовых материалов -деформации сдвига. В качестве расчетного следует использовать характер колебаний, приводящих к получению максимального значения присоединенной массы воды.

2 Если вода находится с двух сторон сооружения, ее присоединенную массу следует принимать равной сумме присоединенных масс воды, определяемых для каждой из сторон сооружения.

где d -диаметр круглого или размер стороны квадратного поперечного сечения сооружения, м;

• μ -коэффициент, определяемый по таблице 8.4 .

• а) для жестких массивных оградительных и причальных портовых ГТС:

• б) для отдельно стоящих сооружений, перечисленных в 8.4.29:

где p -ординаты эпюры гидродинамического давления, отнесенные к единице площади поверхности сооружения; р 0 ординаты эпюры гидродинамического давления, отнесенные к единице высоты отдельно стоящего сооружения;

Р -суммарное гидродинамическое давление на единицу длины сооружения;

Р 0 суммарное гидродинамическое давление на отдельно стоящее сооружение; h 0 глубина погружения точки приложения равнодействующей гидродинамического давления;

D , Ω , χ -безразмерные коэффициенты, определяемые по таблице 8.4 ; kf -см. экспликацию к формуле (8.8).

Примечание -Если вода находится с двух сторон сооружения, гидродинамическое давление следует принимать равным сумме абсолютных значений гидродинамических давлений, определенных для каждой из сторон сооружения.

где С w -скорость звука в воде, равная 1300 м/с;

Т 0 преобладающий период сейсмических колебаний грунта, значение которого принимают равным 0,5 с.

где z -расстояние от рассматриваемого сечения до водной поверхности;

Θ -угол наклона напорной грани к вертикали.

Остаточные смещения горных пород дна водохранилища, как правило, возможны при наличии в зоне водохранилища тектонических нарушений, особенно -активных разломов. При этом оценивать высоту волн следует с учетом прогноза характера сейсмотектонического движения (остаточного смещения) бортов тектонического разлома.

В тех случаях, когда по линии разлома при землетрясении преимущественно возможны субгоризонтальные подвижки структурно -тектонических блоков дна (совместно с сооружением), высоту волны Δ h , м, определяют по формуле

где А -принимают по таблице 8.2 ; kf -см. экспликацию к формуле (21);

Т 0 преобладающий период сейсмических колебаний ложа водохранилища, определяемый по данным сейсмологических исследований, а при их отсутствии принимаемый равным Т 0 = 0,5 с; g -ускорение свободного падения ; h -глубина водохранилища, м.

Таблица 8.4 -Расчет коэффициентов по характеру движения сооружения

Примечания

• 1 Коэффициенты R , G , μ 1 , C 1 , C 2 , C 3 принимают по таблице 8. 6; z -ордината точки напорной грани, для которой вычисляют величину присоединенной массы воды (начало координат принимается на уровне водной поверхности); zc -ордината центра вращения, определяемая из расчета сооружения без учета влияния водной среды; θ -угол наклона напорной грани к горизонтали; d 1 диаметр поперечного сечения, м; d 2 сторона квадрата поперечного сечения, м; a -отношение ускорения гребня, определяемого из расчета плотины без учета влияния водной среды, к величине Аk f .
• 2 В случае, когда угол наклона напорной грани θ ≥ 75°, значения безразмерных коэффициентов принимают как для вертикальной напорной грани.
• 3 Значение безразмерного коэффициента μ 1 для ключевого сечения симметричных арочных плотин принимают по таблице 8. 6 . Для остальных сечений арочной плотины значение этого коэффициента увеличивается линейно до 1,3 μ 1 в пятах.
• 4 Для случаев, не предусмотренных настоящей таблицей, присоединенную массу воды определяют специальными расчетами.

Таблица 8.5 Коэффициент, учитывающий ограниченность длины водоема

Таблица 8.6 Значения коэффициентов, принимаемые в зависимости от отношения z / h

Если по линии тектонического разрыва в зоне водохранилища следует ожидать субвертикально ориентированные остаточные смещения, то высота возможной гравитационной волны определяется в зависимости от магнитуды М землетрясения (при этом высота волны практически не зависит от глубины водохранилища):

-при 5 ≤ М < 7

• при 7 ≤ М ≤ 8,5:

где М -магнитуды землетрясений по поверхностным волнам с эпицентром в зоне водохранилища; значение магнитуд устанавливают по данным сейсмологических исследований. При отсутствии таких данных значение М допускается принимать по формуле

где I -расчетная сейсмичность района водохранилища (в баллах шкалы MSK -64);

H 0 глубина очага землетрясения, км.

Определение высоты волны, возникающей при обвалах береговых склонов при землетрясениях, требует рассмотрения вероятных условий обрушения и учета большого числа других факторов. По этим причинам для определения высоты таких волн рекомендуется обращаться в профильные проектные или исследовательские организации.

При определении высоты сейсмических волн на поверхности водохранилища допускается не учитывать дополнительно подъем уровня воды при взаимодействии такой волны с сооружением.

8.5Мероприятия по повышению сейсмостойкости гидротехнических сооружений

При невозможности исключения взаимных подвижек частей сооружения в проекте должны быть разработаны специальные конструктивные мероприятия, позволяющие воспринимать дифференцированные подвижки без ущерба для безопасности сооружения.

Примечание -Указания настоящего пункта не распространяются на ГТС из грунтовых материалов с экраном.

• а) уширение поперечного профиля плотины в ее нижней части;
• б) облегчение верхней части сооружений за счет применения оголовков минимальной массы, устройства верхней части сооружения в виде стенки, контрфорсной или рамной конструкции, выполнения полостей в пригребневой зоне сооружения и т. д.;
• в) укрепление основания, сложенного нескальными грунтами, путем инъектирования этих грунтов;
• г) защита напорной грани плотины из грунтовых материалов водонепроницаемым экраном;
• д) применение пространственно работающих массивных гравитационных плотин;
• е) устройство периметрального шва для арочных плотин;
• ж) применение «армированного грунта» для возведения земляных плотин.

При проектировании ограждающего сооружения следует рассматривать целесообразность принятия (на основании технико -экономического сопоставления) перечисленных ниже конструктивных решений, повышающих сейсмостойкость указанных сооружений:

• а) размещение ограждающих сооружений на основаниях, сложенных более прочными грунтами;
• б) возведение сооружений из массивов -гигантов;
• в) уширение подошвы и придание поперечным сечениям этих сооружений симметричного (относительно вертикальной продольной плоскости) профиля;
• г) разрезание протяженных сооружений антисейсмическими швами на участки, в пределах которых конструкция сооружения, грунтовые условия, глубины, нагрузки и другие подобные факторы практически не претерпевают изменений.

Протяженные причалы и набережные необходимо разделять на секции антисейсмическими швами. В пределах отдельной секции следует соблюдать однородные условия работы конструкции: не допускать существенных изменений характеристик основания, глубины водоема, нагрузок на сооружение, конструкции и размеров основных несущих элементов.

Сваи необходимо погружать до глубины залегания плотных, устойчивых к разжижению грунтов. Опирание нижних концов свай на рыхлые водонасыщенные грунты, глинистые грунты мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции не допускается.

Верхние концы свай следует жестко заделывать в верхнее строение эстакадной конструкции. Узлы сопряжений должны быть рассчитаны на знакопеременные нагрузки.

Горизонтальную жесткость эстакад, при необходимости, следует обеспечивать применением наклонных свай или введением в рамы диагональных связей.

Подкрановые пути за шпунтовыми стенами следует устраивать на свайных фундаментах.

8.6Геодинамический мониторинг гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации

• сейсмологический мониторинг за естественными и техногенными землетрясениями в зоне, включающей в себя сооружение и водохранилище;
• инженерно -сейсмометрический мониторинг на сооружениях и береговых примыканиях;
• геофизический мониторинг физико -механических свойств и напряженно -деформированного состояния сооружения и основания, а также района расположения гидроузла;
• геодезический мониторинг деформационных процессов, происходящих в сооружении и основании, а также земной поверхности в районе водохранилища;
• тестовые динамические испытания сооружения;
• проведение поверочных расчетов сейсмостойкости и оценку сейсмического риска в случае изменения сейсмических условий площадки строительства, свойств основания и сооружения во время эксплуатации;
• систему регламентных мероприятий персонала действующего ГТС по предотвращению либо снижению негативного влияния опасных геодинамических процессов и явлений в период эксплуатации.

Геодинамический мониторинг проводится комплексно и охватывает период от начала строительства до конца эксплуатации ГТС .

Конкретные составы и методы наблюдений и исследований определяются генеральным проектировщиком совместно с профильной проектной или исследовательской организацией. Рекомендуемые состав геодинамических наблюдений и периодичность измерений в зависимости от характеристики объекта мониторинга и активности геодинамических процессов приведены в приложении В.

В процессе динамического тестирования должны быть определены собственные частоты и формы колебаний, затухание по формам, амплитудно -частотные характеристики динамической податливости.

Для возбуждения колебаний допускается применять следующие естественные и искусственные источники:

• фоновые колебания сооружения, связанные с режимной работой гидроагрегатов;
• специальные, приуроченные к динамическим исследованиям, пуски и остановки гидроагрегатов;
• микросейсмы;
• тестовые взрывы небольших зарядов ВВ;
• воздействие специальной тестирующей вибромашины.

Динамические характеристики сооружения устанавливают при нормальном подпорном уровне и при уровне мертвого объема воды в водохранилище.

9.1Основные положения

При устройстве двух и более путей эвакуации допускается, чтобы не более 50 % из них проходило через антисейсмические швы.

9.2Обеспечение огнестойкости объектов защиты

Применяемые средства огнезащиты должны обеспечить сохранность прочностных характеристик несущих конструкций зданий и сооружений на уровне, достаточном, чтобы выдержать повторные толчки интенсивностью воздействия в два раза меньше, чем происшедшее расчетное землетрясение, и возможное воздействие пожара. При этом для ответственных несущих конструкций допускается применять только конструктивную огнезащиту, кроме плитных материалов. При необходимости следует предусматривать мероприятия по обеспечению надежного крепления (адгезии) огнезащитных средств к защищаемой поверхности, в том числе за счет ее послойного армирования.

Применяемые средства огнезащиты не должны снижать способность конструкций противостоять сейсмическим воздействиям.

Не допускается применять для повышения огнестойкости конструктивные и иные средства огнезащиты, не прошедшие испытания на сейсмические воздействия по надежности крепления к конструкциям .

• параметры колебаний и напряженно -деформированного состояния элементов крепления с учетом демпфирования и взаимодействия с основанием;
• прочность элементов крепления с учетом характеристик прочности средств огнезащиты при динамических нагрузках.

При расчетах сооружений повышенного уровня ответственности следует учитывать изменение прочностных и деформационных характеристик строительных конструкций вызванных огневым воздействием с длительностью, установленной в 9.2.5.

9.3Требования к оборудованию технологической части автоматических установок пожаротушения

• инерционные, вызванные динамическими колебаниями системы при заданном сейсмическом воздействии;
• возникающие в результате относительного смещения опор оборудования технологической части автоматических установок пожаротушения при сейсмическом воздействии.