Файл: Д’Анжело, Г. Линейные системы с переменными параметрами. Анализ и синтез-1.pdf

Наибольшая относительная нагрузка на верхний этаж 'полу­ чается при воздействии по акселерограмме 8-8 Г-10 и составляет 0,527 S0. Расчетные усилия, определенные по формуле (III. 103"), соответственно равны: верхний этаж — 5,27 г, нижний — 12,5 т. Отношение равно 0,422, а для нормативного расчета — 0,347. Это сравнение объясняет причину неудовлетворительной сходимости нормативных расчетов с наблюдаемыми повреждениями для верх­ них этажей зданий.

Отношение нормативной нагрузки к расчетной по акселеро­

В табл. 6 приведены значения полной перерезывающей силы, вычисленные по экспериментальным весовым функциям для зда­ ния в натуре. Перерезывающие силы приблизительно пропорцио­ нальны стандартам. Перерезывающая сила при девятибалльном землетрясении по СНиП составляет 108 т. Отношение физического расчета к нормативному равно 1,8 (с учетом формулы (III. 103").

§ 11. Н орм ирование сейсм ических воздействий

Расчет сооружений на воздействие акселерограмм, который выше был назван физическим, по результатам существенно отли­ чен от нормативных расчетов. Обычно обращают внимание на ко­ личественное расхождение, которое заключается в том, что сейс­ мические усилия, определенные физическим методом, в несколько раз превосходят нормативные. В данном исследовании неодно­ кратно подчеркивалась существенная разница и качественных по­ казателей, в особенности характера распределения сейсмических нагрузок по высоте.

Физические методы расчета учитывают все особенности сейс­ мического процесса, содержащиеся в акселерограммах, и поэтому более объективно характеризуют сейсмические воздействия. От­ сюда возникает вопрос о целесообразности нормативных расчетов и о возможности замены их физическими. Для решения этого воп­ роса прежде всего необходимо уточнить понятие «физические Ме­

148

тоды расчета». Как следует из изложенного выше, физические рас­ четы могут иметь смысл объективного прогноза сейсмических воздействий только при условии исключения случайных факторов, связанных с индивидуальными особенностями отдельных акселе­

ности. Возможность такого сравнения представилась после Таш­ кентского землетрясения 1966 г. В работе [99] обоснована восьмибалльиая интенсивность землетрясений в эпицентре и приведены данные о массовых разрушениях несущих конструкций кирпичных зданий, рассчитанных на действие землетрясения в восемь баллов. В работе [100] сделан подробный анализ этого факта на примере повреждений большого количества жилых зданий серии 310 высо­ той в четыре и пять этажей. В основу исследования положено по­ нятие средней сейсмостойкости здания в баллах. Количественная оценка сейсмостойкости здания дается формулой

где / — средняя сейсмостойкость здания в баллах сейсмической шкалы.

Для каждого этажа здания определяется Stk — горизонтальная

сейсмическая нагрузка на этаж при землетрясении силой R бал­ лов (величина R выбирается произвольно и не влияет на резуль­

тат определения I ) и [5^j — сумма предельных нагрузок на не­

сущие элементы — стены и простенки — на данном этаже. Пре­ дельные нагрузки находятся по СНиП ІІ-В 2-69. По этим данным вычисляется средний показатель сейсмостойкости здания

N

■— і=21 \s i ]2

Н- - ъ ■

2 4=

І=1

По указанной формуле была определена сейсмостойкость зда­ ний с учетом фактической прочности кладки. В проектах преду­ сматривалась кладка I категории по сопротивляемости сейсмиче­ ским воздействиям. Фактически в большинстве случаев по проч­ ности сцепления кирпича с раствором кладка была ІІІ категории и в некоторых случаях приближалась ко II категории.

Сейсмические нагрузки определялись по СНиП Н-А 12-62. Был также сделан вариант расчета на одновременное воздействие вер-

149

тикальной составляющей по проекту СНиП ІІ-А 12-69. Приводим среднюю сейсмостойкость зданий (в баллах), найденную путем этих-расчетов:

Таким образом, сейсмостойкость зданий в среднем была бы достаточной при кладке I категории, предусмотренной проектом, и недостаточна при кладке 'более низкого качества. Из этих сопо­ ставлений можно сделать вывод, что средняя оценка сейсмических воздействий по СНиП, при условии, что прочность сооружений также определяется по действующим СНиП, приводит к объектив­ ным результатам. Данный пример не может служить базой для полного решения поставленного вопроса, но если принять во вни­ мание обширную информацию о поведении зданий различных конструкций при других землетрясениях, то можно считать сфор­ мулированное выше положение достаточно обоснованным. Необ­ ходимо при этом иметь в виду, что речь идет именно о средней оценке, потому что качественная характеристика сейсмических воздействий по СНиП, безусловно, не соответствует действитель­ ности. Изменения, принятые в СНиП II-А 12-69 в отношении кир­ пичных зданий, как видно из анализа, сделанного в главе III, § 10, улучшают сходимость качественных показателей с результатами физического расчета, но в недостаточной степени.

Лучшие результаты можно получить на основе физических рас­ четов, приведенных к нормативному уровню.

Расчеты по формуле (III.103) наиболее объективно отражают качественную сторону сейсмических воздействий. При использо­

соответствующие поправочные коэффициенты, величина которых будет зависеть от собственных частот сооружения. Для различных видов сооружений коэффициенты могут быть определены путем сопоставительных расчетов. Поправочный коэффициент изменяет­ ся в сравнительно узком диапазоне 0,45-1-0,70, поэтому средняя

величина А = 0,6 будет вызывать сравнительно небольшие погреш­ ности.

В отдельных случаях, для особо ответственных сооружений, имеет смысл производить расчеты на физическом уровне. При этом можно, пользуясь шкалой интенсивности землетрясений, на­ значать расчетную сейсмичность выше средней для данного бал­ ла. Так, например, для особо ответственных сооружений в восьми-

J50

152