РАСЧЕТНЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

5.13. В расчетахпрочности подпорных гидротехнических сооружений по одномерной (консольной) идвухмерной схемам следует учитывать горизонтальные сейсмические воздействия (понаправлениям вдоль и поперек оси сооружения), в расчетах по пространственнойсхеме целесообразно учитывать также наклонные сейсмические воздействия, имеющиете же направления в плане и угол наклона к горизонтальной плоскости 30°.

В расчетах устойчивостигидротехнических сооружений следует учитывать наиболее опасное горизонтальноеили наклонное, направленное под углом 30° к горизонтальной плоскости,сейсмическое воздействие. При этом значение модуля вектора сейсмическогоускорения основания принимается равным А.

5.14.* В общемслучае расчета гидротехнических сооружений проекцию S_ikj на направление j сейсмической нагрузки S_ik при i-той форме колебаний, воздействующей на элемент весом Q_k отнесенный к точке kсооружения, следуетопределять по формуле

, (12)

а коэффициент _ikj - по формуле

, (13)

где u_ikj- проекцииперемещений точек k no трем (j = l, 2, 3) взаимноортогональным направлениям;

cos (u_ikj, ) - косинусы углов между направлениями вектора сейсмическоговоздействия, определяемыми согласно п. 5.13, и перемещений u_ikj;

Q_k- вес элемента сооружения, отнесенный к точке k, при этом необходимо учитыватьприсоединенную массу воды в соответствии с указаниями п. 5.16.

Значения коэффициентов,входящих в формулу (12),следует принимать равными:

K₂ - для подпорных сооружений всех типов высотой до 60 м - 0,8, высотойсвыше 100 м - 1; в интервале между этими значениями высот - линейнойинтерполяцией; для остальных сооружений - 1;

К₁ - 0,25;

K_- для грунтовых сооружений при сейсмичности площадкистроительства 7 и 8 баллов - 0,7; при сейсмичности площадки строительства 9баллов - 0,65;

К_- для бетонных и железобетонных подпорных сооруженийпри сейсмичности 7 и 8 баллов - 1, при сейсмичности 9 баллов - 0,8;

_i - по формулам (3) или (4)).

Во всех случаях произведенияK__i, следует принимать не менее0,8.

Для подпорныхгидротехнических сооружений I класса расчетноесейсмическое воздействие, характеризуемое вектором ускорения А,увеличивается на 20 %.

5.15. В расчетах гидротехническихсооружений по одномерной схеме при горизонтальноми наклонном направлениях сейсмического воздействия горизонтальную сейсмическуюнагрузку следует определять поформулам (1) и (2), причем в случае наклонногосейсмического воздействия величину А приопределении горизонтальной составляющей сейсмической нагрузки в формуле (2) следует умножать на 0,87,а при определении вертикальной составляющей - на 0,5 и принимать значение _i_ik = 1.

5.16. Вес погруженного в водуэлемента Q_k сооружения следует определять без учетавзвешивающего действия воды. Массу воды в порах и полостях этого элементаследует учитывать как дополнительный вес. При учете инерционного влияния воды квеличине Q_k следует прибавлять вес присоединенной массы воды,равный m_bg,

где т_в - присоединенная масса воды, определяемая в соответствии суказаниями пп.5.26 - 5.27;

g- ускорениесилы тяжести.

5.17. Прирасчетах гидротехнических тоннелей и других подземных сооружений следуетучитывать раздельно сейсмическое давление, вызванное изменением напряженногосостояния среды при прохождении в ней сейсмических волн, а также сейсмическиенагрузки от собственного веса Q_k сооружения, определяемые по формуле

S_k = AK₁ Q_k K_h,(14)

и от веса Q_п соответствующего породногосвода, определяемые по формуле

S_п = AK₁ Q_п K_h, (15)

где K_h - коэффициент, зависящий от глубины h заложениясооружения. При глубине заложения до 100 м величина К_hизменяется линейно от 1 до 0,5, а при глубине заложения больше 100 м величину К_h следует принимать равной 0,5.

Сейсмическую нагрузку наскальные массивы, образующие береговые склоны, следует определять поформуле (15) при К_h = 1.

5.18.Сейсмические нагрузки на жесткие массивные сооружения типа оградительныхпортовых сооружений, бетонных водосливных плотин на нескальных основанияхследует определять как для твердого тела на упругом основании.

5.19.Расчет на сейсмические воздействия гидротехнических тоннелей следуетпроизводить в соответствии с указаниями п. 5.17 с учетомгидродинамического давления, определяемого в соответствии с п. 5.29.

5.20.Активное q_с и пассивное q_с* давление несвязного грунтана подпорные стены, плотины, подземные части других гидротехнических сооруженийс учетом сейсмического воздействия следует определять по формулам:

_, (16)

где

При горизонтальномнаправлении сейсмического воздействия

;

при наклонном направлениисейсмического воздействия

,

р - плотность грунта;

Н -глубина рассматриваемой точки грани стены ниже поверхности грунта;

 - угол наклона грани стенык вертикали;

 - угол наклона поверхностигрунта к горизонту;

 - угол внутреннего трениягрунта;

 - угол трения грунта постене;

= artgAK₁ - угол отклонения отвертикали равнодействующей плотности грунта ри сейсмической сипырgAK₁;

g- ускорениесилы тяжести.

В случае определенияактивного q_cи пассивного q_c* давления водонасыщенногогрунта на подпорные стены в формулы следует вводить вес взвешенного грунта (р- p_в)g, сейсмическую силу (р_насgАК₁) следует определять по плотности насыщенного грунта; при этом уголотклонения равнодействующей равен

где p_b - плотность воды.

Давление насыщающей грунтводы на стену следует определять так же, как в статическом расчете.

В случае расположения грунтапод водой следует учитывать сейсмическое давление воды на его поверхность,равное сейсмическому давлению воды на стену на той же глубине. При углах аменее 10° допускается приближенно принимать (р - р_в)gH+ p вместо(р - р_в)gH, где р - давление водына поверхность грунта.

Примечание. При определении активногодавления р > 0, а при определении пассивного давления р< 0.

5.21.Для сооружений, расчет которых производится по одномерной (консольной) схеме,следует учитывать не менее трех форм собственных колебаний, а для сооружений,расчет которых производится по двухмерной схеме, следует учитывать не менее 10форм колебаний для бетонных плотин и не менее 15 форм - для плотин из грунтовыхматериалов.

5.22.Для определения сейсмических нагрузок при обосновании строительства гидротехническихсооружений I и II классов и припроектировании сооружений III и IV классов допускается учеттолько низшего тока колебаний и приближенной формы деформации сооружений,отвечающей этому тону.

Сейсмическую нагрузку насооружения, расчет которых производится по одномерной (консольной) схеме,следует определять по формулам (1) и (2), при этом коэффициенты _ik допускается вычислять поформуле (6).

5.23.В расчетах устойчивости сооружений инерционные нагрузки на сдвигаемую частьнескального основания следует определять при ускорениях перемещения основания,равных АК₁.

5.24.Для гидротехнических сооружений из грунтовых материалов должна производитьсяпроверка устойчивости откосов на сдвиг по круглоцилиндрическим, ломаным илидругим поверхностям скольжения согласно нормам проектирования этих сооружений.При расчетах сейсмических нагрузок на сооружения по двухмерным и трехмернымсхемам для проверки устойчивости откосов допускается использовать расчетныеускорения a_pkj в точках kсооружения, определяемые по формуле

. (17)

5.25.В расчетах гидротехнических сооружений на сейсмическое воздействие приопределении периодов собственных колебаний и сейсмических нагрузок следуетучитывать инерционное влияние воды.

5.26.Горизонтальную присоединенную массу воды т_вдля гидротехнических сооружений (кроме перечисленных в п. 5.27), приходящуюся на единицуплощади их поверхности, следует определять по формуле

m_b = p_bh,(18)

где р_в- плотность воды;

h- глубина водыу сооружения;

- безразмерныйкоэффициент присоединенной массы воды, определяемый по табл. 11;

 - коэффициент, учитывающий ограниченность длины водоема ипринимаемый для l/h  3 равным 1, а для l/h< 3 - по табл. 12;

l - расстояние междусооружением и противоположным ему берегом водоема (для шлюзов и аналогичныхсооружений - между противоположными стенками конструкции) на глубине ²/₃h от свободной поверхности воды.

Примечания: 1.Для предварительного выбора характера колебаний сооружения по табл. 11 следуетучитывать для бетонных и железобетонных плотин на нескальном основанииколебания вращения и сдвига сооружения как жесткого тела, на скальном основании- деформации изгиба и сдвига, а для плотин из грунтовых материалов - деформациисдвига. В качестве расчетного следует принимать характер колебаний, приводящихк получению максимального значения присоединенной массы воды.

2. Если воданаходится с двух сторон сооружения, присоединенную массу следует приниматьравной сумме присоединенных масс воды, определяемых для каждой из сторонсооружения.

5.27. Дляотдельно стоящих сооружений типа водозаборных башен, опор мостов и свайприсоединенную массу воды, приходящуюся на единицу длины конструкции, следуетопределять по формуле

т_в = р_вd², (19)

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

- коэффициент,определяемый по табл. 11.

Примечание. Присоединенную массу воды т_в на единицу длины сваи припоперечных ее колебаниях допускается принимать равной массе воды, эквивалентнойобъему единицы длины сваи.

5.28.Врасчетах прочности и устойчивости безнапорных сооружений допускается учитыватьсейсмическое давление воды, определяемое по формулам:

а) для жестких массивныхоградительных и причальных портовых гидротехнических сооружений:

; (20)

б) для отдельно стоящихсооружений, перечисленных в п. 5.27:

, (21)

где р- ординаты эпюры гидродинамического давления, отнесенного к единицеплощади поверхности сооружения;

р_о - то же, отнесенного кединице высоты отдельно стоящего сооружения;

Р - суммарное гидродинамическое давление на единицу длины сооружения;

P_о - то же, на отдельно стоящее сооружение;

h_о - глубина погружения точки приложения равнодействующейгидродинамического давления;

D, ,  - коэффициенты, определяемые по табл. 11.

Примечание. Если вода находится с двухсторон сооружения, гидродинамическое давление следует принимать равным суммеабсолютных значений гидродинамических давлений, определенных для каждой изсторон сооружения.

5.29. В напорныхводоводах гидродинамическое давление Р_максследует определять по формуле

, (22)

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

Т_о - преобладающий период сейсмических колебанийгрунта, величина которого принимается равной 0,5 с.

5.30.При расчете гидротехнических сооружений на вертикальную составляющуюсейсмического воздействия следует учитывать дополнительное сейсмическоедавление воды Р_доп(ординаты давления) на наклонные грани сооружений, определяемое по формуле

, (23)

где z - расстояние отрассматриваемого сечения до водной поверхности;

 - угол наклона напорнойграни к вертикали.

5.31. Высоту гравитационнойволны, м, возникающей в водохранилище в случае образования в немсейсмотектонических деформаций при землетрясениях интенсивностью J = 6 -9 баллов, учитываемую при назначении превышения гребня плотины над расчетнымгоризонтом воды, следует определять по формуле

h= 0,4 + 0,76 (J - 6). (24)

5.32.При расчете гидротехнических сооружений с учетом сейсмического воздействия,направленного вдоль напорного фронта сооружения, влияние водной средыдопускается не учитывать.