Файл: Морозов, В. А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач-1.pdf

рогах промышленных предприятий I, II кате­ горий и магистральных улицах районного зна­ чения; средние -мосты на железных и автомо­ бильных дорогах общей сети I, II категорий, скоростных городских дорогах и магистральных улицах общегородского значения

Средние мосты на железных и автомобиль­ ных дорогах общей сети III, IV категорий, до­ рогах промышленных предприятий, магистраль­ ных улицах районного значения; малые мосты, трубы, подпорные стены, снегозащитные гале­ реи н деревянные мосты на дорогах всех кате­ горий; подземные пешеходные переходы город­ ских улиц

Тоннели на дорогах всех категорий

П р и м е ч а н и я . 1. Указанные в п. .1 большие мосты в районах с сейс­ мичностью 9 баллов, а та'.оке особо ответственные крупные (внеклассные) мосты, имеющие большое народнохозяйственное или оборонное значение и рас­ положенные в районах с сейсмичностью 8 и 9 баллов, должны возводиться

сдополнительными антисейсмическими мероприятиями по особым объектам.

2.В тех случаях, когда разрушение перечисленных в п. 3 табл, сооружений может быть сопряжено с длительным перерывом движения, расчетная сейсмич­ ность этих сооружений (кроме деревянных мостов) должна назначаться по п. 2

табл. IV.1.

3.К большим относятся мосты длиной свыше 100 м, средним длиной 100— 25 м и малым длиной менее 25 м [145].

мичности снегозащитных галереи и подземных пешеходных пере­ ходов основаны на практике проектирования этих сооружений; на той же основе расчетная сейсмичность сооружений по п. 3. табл. IV. 1 при сейсмичности площадки строительства в 9 баллов увеличена на один балл по сравнению с таблицей СНиПа *.

Расчетная сейсмичность является основной исходной величиной, определяющей объем и характер антисейсмических мероприятий, их стоимость, а также и уровень гарантии безопасности сооруже-

1 Эти изменения и дополнения предполагается ввести в следующую редакцию главы СНиП П-А. 12-69.

101

ния. Поэтому к назначению расчетной сейсмичности следует отно­ ситься с особой серьезностью. Нужно иметь в виду, что указания табл. IV. 1 не охватывают всех аспектов проблемы. Так, например, деление мостов на большие, средние п малые, принятое в таблице за основу их классификации, в значительной мере условно и не пол­ ностью отражает значимость сооружений и опасность последствий их разрушения при землетрясениях. В этом отношении играют роль плотность (густота) дорожной сети района, наличие обходных пу­ тей, характер преодолеваемого мостом препятствия, его конструк­ ция, высота опор. В некоторой мере эти обстоятельства учтены при­ мечанием 2 к табл. IV. 1. Однако и в других случаях, не предусмот­ ренных этим примечанием, при назначении расчетной сейсмичности рекомендуется проанализировать опасность последствий разруше­ ния сооружения с учетом вышеуказанных факторов. В обоснован­ ных случаях может быть поставлен вопрос об изменении расчетной сейсмичности сооружения на 1 балл против указанной в табл. IV. 1 по согласованию с утверждающей проект инстанцией.

Методы проектирования сооружений в условиях сейсмичности свыше 9 баллов в настоящее время у нас разработаны в недоста­ точной степени. Поэтому, согласно примечанию 1 к табл. IV. 1, боль­ шие мосты по п. 1 табл. IV. 1, возводимые на площадках с сейсмич­ ностью 9 балллов, должны осуществляться с дополнительными ан­ тисейсмическими мероприятиями по особым проектам. Также следует проектировать особо ответственные (внеклассные) мосты и тоннели, имеющие большое народнохозяйственное пли оборонное значение и расположенные на площадках с сейсмичностью 8 и 9 баллов. Для обоснования антисейсмических мероприятий, приме­ няемых в проектах таких сооружений, рекомендуется проведение специальных теоретических п экспериментальных (модельных) ис­ следований, как это практикуется в СССР в отношении ответствен­ ных гидротехнических сооружений.

Расчетную сейсмичность, как правило, принимают единой для сооружения в целом. Выше было отмечено, что для крупных соору­ жений допускается выделение на площадке строительства микрозон с различной сейсмичностью. В этих случаях, по согласованию с утверждающей проект инстанцией, могут быть приняты различные расчетные сейсмичности для отдельных крупных участков соору­ жения (русловой части моста, подходных эстакад). При их назна­ чении характеристику сооружения по табл. IV. 1 следует принимать общей для всех участков.

§ IV.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ

СООРУЖЕНИЙ. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ УСЛОВИЙ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ

Для разработки защитных антисейсмических мероприятий боль­ шое значение имеет четкая формулировка условий сейсмостойкос­ ти, т. е. тех дополнительных требований, которые предъявляются сооружениям того или иного вида в сейсмических районах. С точки

102

зрения расчетных требований, речь идет о формулировке предель­ ных состояний при сейсмическом воздействии.

При разработке этих требований следует иметь в виду такие особенности расчетного сейсмического воздействия, как его боль­ шую разрушительную силу и редкую повторяемость для каждой заданной местности (см. § 1.1). По существу землетрясение расчет­ ной силы — аварийное явление, испытываемое сооружением чрезвы­ чайно редко (в среднем менее чем 1 раз за срок службы). Обеспе­ чение полной сохранности всех сооружений при расчетном сейсми­ ческом воздействии связано с затратой значительных средств на антисейсмические мероприятия. Однако пониженные гарантии без­ опасности могут привести к гибели людей и большому материаль­ ному ущербу.

В широкой постановке эта задача носит очень сложный харак­ тер. Для ее обоснованного решения необходимы комплексные ис­ следования, оценивающие экономическую эффективность антисейс­ мических мероприятий и учитывающие все технические, организа­ ционные, психологические и моральные проблемы, возникающие после сильных землетрясений [45]. Исследования такого рода в на­ стоящее время проведены в ограниченном объеме. Методика оценки экономического эффекта сейсмостойкого строительства на базе ве­ роятностного 'подхода рассмотрена в работе [67]. За рубежом ана­ логичные исследования выполняют в связи со страхованием зданий от землетрясений.

Общие соображения подсказывают, что при назначении условий сейсмостойкости необходим дифференцированный подход к соору­ жениям различного назначения. Признано, что экономически невы­ годно и технически нецелесообразно проектировать сейсмостойкие гражданские и промышленные здания массового типа так, чтобы они не получали никаких повреждений при-землетрясениях расчет­ ной силы. Поэтому условия сейсмостойкости обычно формулируют как требование неразрушимости зданий, допускающее развитие вто­ ростепенных повреждений. В японской практике разрешается пре­ дусматривать повреждения такого объема, чтобы стоимость восста­ новительного ремонта после землетрясения не превышала 10% полной стоимости здания. Высказывалось также мнение, что анти­ сейсмические мероприятия могут допускать развитие второ­ степенных повреждений при землетрясениях расчетной силы, но должны обеспечивать полную неповреждаемость зданий при менее сильных землетрясениях, характеризуемых более частой повторяе­ мостью.

Действующие в СССР нормы предусматривают, что при сейсми­ ческом воздействии расчетной силы должна быть обеспечена сох­ ранность конструкций, выход из строя которых угрожает обруше­ нием здания или его частей; при этом допускаются повреждения элементов конструкций, не угрожающие безопасности людей или сохранности ценного оборудования [132]. Такая установка отвечает вышеизложенным соображениям в отношении гражданских и про­ мышленных зданий. Однако к дорожным сооружениям более целе­

103

сообразен, по-вндимому, другой подход. Действительно, в § 1.4 бы­ ло отмечено, что повреждения искусственных сооружений и связан |Ный с этим перерыв (хотя бы кратковременный) движения в значительной мере усугубляют бедствия пострадавшего района. В конструкции большинства искусственных сооружений (например, мостов) нет второстепенных элементов, повреждения которых не приводили бы к необходимости перерыва движения (или по край­ ней мере ограничения скорости). Поэтому для обеспечения беспере­ бойной работы путей сообщения после сильных землетрясений условия сейсмостойкости дорожных сооружений следует формулиро­ вать как требования неповреждаемостп его конструкций п сохра­ нения сооружением своих эксплуатационных качеств при расчетном сейсмическом воздействии. Такой формулировки мы придерживаем­ ся в дальнейшем '.

Обеспечение выполнения условий сейсмостойкости сооружений достигается с помощью проектных п строительных мероприятий. В комплексе защитных антисейсмических мероприятий, осуществ­ ляемых при проектировании, основными являются:

1.Надлежащий выбор местоположения сооружения, обеспечи­ вающий его расположение в наиболее благоприятных в сейсмичес­ ком отношении инженерно-геологических условиях.

2.Правильный выбор общей схемы и системы сооружения, его компоновка и назначение генеральных размеров с учетом требова­ ний сейсмостойкости.

3.Соответствующий выбор материалов отдельных частей соору­ жения.

4.Выбор конструктивных решений отдельных несущих элемен­ тов сооружений (в частности, фундаментов) с учетом условий сейс­ мостойкости.

5.Расчет несущих конструкций с учетом сейсмического воздей­

ствия.

6.Осуществление конструктивных антисейсмических мероприя­ тий, обеспечивающих прочность и устойчивость отдельных элемен­ тов, узлов, сопряжений.

Не меньшее значение с точки зрения обеспечения сейсмостой­ кости сооружений имеют и строительные мероприятия. Сопротив­ ляемость сооружений динамическим (сейсмическим) воздействиям в существенной мере зависит от качества выполнения строительных конструкций, их сопряжений и узлов. Например, недостаточно вы­ сокое качество сварных швов металлических конструкций или ар­ матуры, не заметное при статических нагрузках, может неблаго­ приятно проявить себя в условиях динамического нагружения. Пло­ хое качество строительных работ зачастую сводит на нет эффект тщательно продуманных антисейсмических проектных мероприятий.

1 Для сооружений на второстепенных путях сообщения это требование можно было бы смягчить, однако это нарушает единство подхода к задаче проектирова­ ния. Меньшая значимость сооружений на второстепенных путях сообщения учи­ тывается при назначении расчетной сейсмичности (см. § IV. 1).

104

Поэтому при возведении сооружений в сейсмических районах особое внимание следует уделять высококачественному выполнению строи­ тельных работ н контролю за соблюдением всех технологических требований.

§ IV.3. ВЫБОР МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ

Размещение сооружений в благоприятных инженерно-геологи­ ческих условиях во многих случаях приводит к снижению сейсмич­ ности площадки строительства на 1—2 балла по сравнению с ис­ ходной сейсмичностью района в целом. В такой же степени сни­ жается н расчетная сейсмичность сооружений. Получаемый при этом эффект определяется не только значительным снижением сейс­ мических нагрузок '. Важно отметить, что в благоприятных инже­ нерно-геологических условиях изменяется характер сейсмического воздействия: устраняются пли смягчаются тектонические наруше­ ния, вторичные остаточные явления в грунтах, изменения механи­ ческих свойств последних (см. § 1.7). Тем самым обезвреживаются именно те факторы сейсмического воздействия, с которыми труднее всего бороться расчетно-конструктивными мероприятиями при про­ ектировании. Очевидно, выбор местоположения сооружений с уче­ том сейсмических условий является одним из наиболее существен­ ных мероприятий по повышению эффективности сейсмостойкого строительства. Нередко он играет большую роль, чем совокупность всех остальных мероприятий.

Выбору места сооружений в практике сейсмостойкого строитель­ ства нашей страны уделяется большое внимание. Составление гене­ ральных планов новых населенных пунктов или новых районов су­ ществующих городов, промышленных и гидротехнических комплек­ сов, зонирование их территорий выполняют, как правило, с учетом сейсмических условий на основе специального микрорайонирования или по материалам общих изысканий.

Проблема рационального размещения дорожных сооружений в сейсмических районах имеет специфические особенности. Если вы­ бор места больших мостов или крупных тоннелей может осуществ­ ляться в известной мере независимо от проектирования трассы дорог, то местоположение средних и малых искусственных соору­ жений, как правило, полностью определяется трассой дороги. По­ этому в отношении этих сооружений вопрос по существу решается уже в процессе проектирования трассы дороги.

Учет сейсмических условий при выборе трассы дороги имеет зна­ чение не только для искусственных сооружений. Решающую роль он играет для сейсмостойкости земляного полотна и других элемен­ тов дорог.

К сожалению, вопросы проектирования дорог в сейсмических районах в настоящее время очень мало изучены. В технической ли-

1 Напомним, что сейсмические нагрузки увеличиваются вдвое при увеличении силы землетрясения на 1 балл.

-105