Комбинированное сейсмическое воздействие в трех направлениях

Из опыта выявлено, что землетрясение представляет собой трехмерное движение. Поэтому при проектировании сейсмостойких конструкций необходимо учитывать комбинированное сейсмическое воздействие со спектром в трех направлениях. Для районов с сейсмичностью более 8 баллов вертикальное сейсмическое воздействие нельзя не учитывать; для конструкций, жесткость которых распределена явно несимметрично, под воздействием двунаправленных горизонтальных сейсмических воздействий их связь не учитывать также нельзя. Сейсмическое проектирование таких конструкций должно осуществляться только при учете комбинированного воздействия сейсмических нагрузок в трех направлениях.

Комбинированное сейсмическое воздействие в трех направлениях

По пиковому ускорению проводится спектральный анализ. Когда одновременно действуют вертикальные и горизонтальные сейсмические воздействия, то необходимо учитывать их сочетание с коэффициентом, равным 0,4. Поэтому нормативное значение сейсмического воздействия S_Ek определяется по следующим формулам и принимается большее из значений:

«Строительные нормы сейсмостойкого проектирования» (GB 50011-2001) предусматривают учет комбинированного сейсмического воздействия в трех направлениях при расчете умножением нормативных нагрузок, определенных по формулам выше, на коэффициент 1,3. Расчетные значения сейсмических воздействий S_E определяются по следующим формулам:

где S_X, S_y - нормативные значения комбинированных однонаправленных горизонтальных сейсмических воздействий с учетом кручения, определяется по формуле; S_z - нормативное значение вертикальных сейсмических воздействий.

Выбор спектра вертикального сейсмического воздействия необходимо осуществлять совместно со спектром горизонтального сейсмического воздействия. Максимальный коэффициент воздействия от вертикальных сейсмических воздействий a_vmax определяется по следующей формуле:

где a_{H max} принимается для местности, с одной балльностью, проектной сейсмической характеристикой.

Временной анализ комбинированного тринаправленного сейсмического воздействия Анализ сильных землетрясений показал важную зависимость распространения сейсмоволны. Когда ускорение горизонтальной составляющей воздействия достигает максимума, то ускорение другой горизонтальной составляющей, перпендикулярной ей, составляет 0,85, а ускорение вертикальной составляющей - 0,65 от ускорения главного горизонтального воздействия. Расчет сейсмического воздействия по ускорению динамики осуществляется с применением следующих двух расчетных методов:

1. Рассматривается сейсмическая волна как тринаправленное воздействие:

Примечания:

1. сейсмическая волна совпадает с типом полей, если характер спектра ее воздействий совпадает с полями;
2. изменение максимального ускорения тринаправленной сейсмической волны, характеризует дальность и время воздействия;
3. изменение максимального ускорения происходит также в горизонтальном направлении и в вертикальном направлении распространения волны;
4. максимальное ускорение горизонтальных сейсмических волн вводится по оси двунаправленных конструкций и принимается большее из значений.

2. Приложение горизонтальной однонаправленной волны сейсмического воздействия: по оси х и по оси у

где S_EK - нормативное значение с комбинированным эффектом тринаправлено- го сейсмического воздействия с анализом времени; S_x, S_y, S_z - нормативное значение эффекта одной сейсмической волны по трем направлениям сейсмического воздействия.