Курсовая работа: Головной гидроузел с каменно-земляной плотиной и водосбросным сооружением
2. Новые нормы РФ на
проектирование гидросооружений в сейсмических районах.
В пока еще действующих
российских нормах 1981 г. (СНиП II-7-81*) [9, 10] основным
расчетом, оценивающим сейсмостойкость сооружений, является расчет по
линейно-спектральной теории (ЛСТ). Между тем Международная комиссия по большим
плотинам (ICOLD) рекомендует для ответственных сооружений и для
интенсивных землетрясений, когда превышается предел упругой работы, выполнять
полномасштабный нелинейный динамический анализ по динамической теории (ДТ) на
два уровня землетрясений [7, 8].
В марте 2003 г. в России
утверждены новые нормы (СНиП 33-03 "Гидротехнические сооружения в
сейсмических районах" [13]), регламентирующие строительство
гидросооружений в сейсмических районах, которые соответствуют рекомендациям ICOLD
[7, 8].
Одна из главных особенностей
этого документа заключается в том, что вводятся два уровня сейсмических
воздействий. Нижний уровень - это "проектное землетрясение" (ПЗ),
т.е. землетрясение с максимальным сейсмическим воздействием, используемым для
проверки сейсмостойкости всех сооружений, расположенных на данной строительной
площадке. ПЗ с достаточной вероятностью может произойти в течение срока службы
сооружения; сооружение должны быть в состоянии перенести такое землетрясение без
существенных повреждений, не нарушающих нормальную эксплуатацию всего
сооружения. Верхний уровень - это "максимальное возможное землетрясение"
(МВЗ), т.е. землетрясение с максимальным сейсмическим воздействием,
используемым для проверки сейсмостойкости наиболее ответственных сооружений из
числа расположенных на данной строительной площадке. Вероятность МВЗ мала: при
таком землетрясении сооружение может получить большой ущерб и утратить ряд
своих функций, но оно не должно полностью разрушиться (для плотин не
допускается прорыв напорного фронта).
2.1 Группы гидросооружений
по их сейсмостойкости
В первую очередь
проектируемое гидросооружение с учетом его вида и уровня ответственности,
определяемого классом этого сооружения, должно быть отнесено к 1-ой или 2-ой
группе по степени обеспечения его сейсмостойкости. К 1-ой группе относятся
плотины I и II классов, ко 2-ой группе - все остальные сооружения.
Смысл разделения
гидросооружений на группы по их сейсмостойкости прежде всего состоит в том, что
сооружения 1-ой группы рассчитываются на два уровня сейсмических воздействий (ПЗ
и МВЗ), а сооружения 2-ой группы рассчитываются только на ПЗ.
2.2 Назначение периода
повторяемости расчетного землетрясения
Нормы устанавливают, что
минимальное значение периода повторяемости проектного землетрясения ТПЗПОВ
определяется величиной 100 лет, а максимальное значение периода
повторяемости максимального возможного землетрясения ТМВЗПОВ
величиной 10000 лет.д.опускается по усмотрению Заказчика принимать значение ТПЗПОВ=100-500
лет для всех сооружений, а при специальном обосновании принимать ТМВЗПОВ=5000-10000
лет.
2.3 Определение параметров
расчетного землетрясения
2.3.1 Сооружения 1-ой
группы
Для сооружений 1-ой группы
нормы предусматривают выполнение сейсмологических исследований, в результате
которых в районе сооружения должны быть установлены расположение основных зон
возможных землетрясений и характеристики этих землетрясений, включая параметры
сейсмических воздействий и направление подхода к сооружению сейсмических волн
из расположенных в указанных зонах очагов землетрясений. На основе этих
исследований для площадки строительства определяется параметр, отражающий в
расчетах интенсивность сейсмического воздействия, - величина расчетного
ускорения основания сооружения при землетрясениях с принятыми периодами их
повторяемости (ТПЗПОВ и ТМВЗПОВ).
Для указанной группы сооружений в качестве такой величины принимаются (с
обеспеченностью не менее 50%) максимальные пиковые ускорения основания при
проектном землетрясении аППЗ и при максимальном
расчетном землетрясении аПМВЗ.
Данные величины являются
главными параметрами расчетных акселерограмм (РА), моделирующих расчетные
сейсмические воздействия. В качестве РА используются аналоговые акселерограммы
из числа записей, сделанных непосредственно на площадке строительства или в
районах, сходных с районом строительства по тектоническим, геологическим и
другим условиям. Применяются также синтезированные акселерограммы, полученные с
учетом таких параметров, как общая длительность сейсмических колебаний,
преобладающий период колебаний с максимальным пиковым ускорением, длительность
фазы сейсмических колебаний с амплитудными значениями ускорения, составляющими
0,3 или 0,5 максимального пикового значения и преобладающие периоды колебаний
точек на поверхности. При синтезе РА учитываются данные о скоростных, частотных
и резонансных характеристиках грунтов в основании. Используется также методика
синтезирования РА, в которой заданным является спектр реакции, представляющий
собой огибающую спектров реакций аналоговых акселерограмм. При необходимости
аналоговые и синтезированные акселерограммы масштабируются по величинам аППЗ
и аПМВЗ.
Важным элементом построения
РА является ограничение снизу величин максимальных пиковых ускорений основания аППЗ
и аПМВЗ. Для этой цели в качестве
первой основы используются данные сейсмического районирования территории страны.
В настоящее время в России
для оценки сейсмической активности местности принята 12-балльная сейсмическая
шкала МSК-64 (фактически - аналог шкалы Меркалли, модифицированной
ММ). В этих единицах сейсмичность территории определяется по картам Общего
сейсмического районирования территории РФ (ОСР-97). На этих картах (А, В, С) указана
нормативная сейсмичность IНОР,
т.е. интенсивность землетрясения, имеющего на данной территории нормативное
значение повторяемости ТНОРПОВ.
В связи с повышенной
ответственностью сооружений 1-ой группы сейсмостойкости для этих объектов
предусматривают дополнительное уточнение нормативной сейсмичности площадки
строительства методами детального сейсмического районирования (ДСР).
Принято, что площадки с
нормативной (исходной) сейсмичностью IНОР (при средних по
сейсмическим свойствам грунтах), равной 7, 8 и 9 баллам, имеют величины
расчетного ускорения основания (в долях g) 0,10;
0,20 и 0,40 соответственно.
Грунтовые условия на
строительстве оцениваются через категории грунтов по их сейсмическим свойствам.
Таких основных категорий грунтов принято три.
К I категории относятся
большинство скальных грунтов (скорость распространения поперечных волн VS >700 м/с), за исключением сильновыветрелых и разрушенных. К II
категории относятся грунты с VS=250-700 м/с: полускальные
грунты (с сопротивлением на одноосное сжатие RC <5 МПа),
крупнообломочные, песчано-гравелистые и песчаные грунты, плотные и влажные,
пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL<0,5. К III категории
относятся грунты с VS< 250 м/с:
рыхлые и водонасыщенные пески, пылевато-глинистые грунты с показателем
текучести IL> 0,5. В случаях, когда основание площадки сложено грунтами, занимающими
промежуточное положение между грунтами I и II или II и III категорий (например,
слоистыми грунтами), дополнительно к категориям грунта вводятся,
соответственно, категории I-II и II-III. При этом расчетная сейсмичность площадки IРАС при грунтах I-II категории принимается как при грунтах II
категории, а при грунтах II-III - как при грунтах III категории.
В нормах допускается при
соответствующем обосновании снижать на 1 балл расчетную сейсмичность IРАС
на период нахождения водохранилище в опорожненном состоянии.
Нижние границы для
максимальных пиковых ускорений основания аППЗ и
аПМВЗ на площадке строительства
определяются по формулам:
аППЗ = kАПЗg A500 (2-1)
аПМВЗ =
kАМВЗg A5000 (2-2)
где A500 и A5000 - расчетные амплитуды ускорения основания (в долях g, м/с2), определенные для землетрясений с нормативными
периодами повторяемости T500ПОВ
и T5000ПОВ соответственно с учетом
отличия реальных грунтовых условий на площадке от средних грунтовых условий; значения
A500 и A5000 (а также значения IРАС)
даны в таблице 2.1; kАПЗи
kАМВЗ - коэффициенты, учитывающие вероятность данного землетрясения за расчетный
срок службы TСЛ, а также переход от
нормативного периода повторяемости в 500 лет T500ПОВ к принятому периоду повторяемости ТПЗПОВ
и от нормативного периода повторяемости в 5000 лет T5000ПОВ к принятому ТМВЗПОВ;
значения kАПЗи
kАМВЗ принимаются по таблице 2.1
Таблица 2.1 Значения величин A500 и A5000 (в долях g)
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 |