ГОСТ Р 53166-2008
(МЭК 60721-2-6:1990)

Группа Т51

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Influence of environmental conditions appearing in nature on the technical products. Overall performance. Earthquakes

ОКС 19.060

         21.020

ОКП 31 0000-52 0000

         60 0000-80 0000

         94 0000

Дата введения 2009-07-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 "Внешние воздействия" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 "Внешние воздействия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 декабря 2008 г. N 605-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60721-2-6:1990 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Вибрация и удар землетрясений" (IEC 60721-2-6:1990 "Classification of environmental conditions - Part 2: Environmental conditions appearing in nature - Earthquake vibration and shock") с дополнениями, отражающими потребности национальной экономики (выделены курсивом): уточнением области применения стандарта; введением нового понятия "количественные шкалы интенсивности" и его описания; уточнением описания спектра ответа; введением и описанием понятия "спектр воздействия"; характеристикой стандартов, устанавливающих требования к сейсмостойкости изделий и методам испытаний на сейсмостойкость, и их положительными отличиями от международных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для проведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Настоящий стандарт входит в комплекс стандартов, определяющих требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части внешних воздействующих факторов.
     
     Настоящий стандарт относится к группе стандартов, описывающих природные внешние условия в справочной форме, пригодной для установления конкретных требований к техническим изделиям; эти требования нормированы в других стандартах указанного комплекса.
     
     Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60721-2-6:1990 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Вибрация и удар землетрясений" с дополнениями, указанными в предисловии.
     
     Стандарты МЭК, устанавливающие условия эксплуатации, транспортирования и хранения изделий, объединены Публикацией МЭК 60721 "Классификация внешних условий", состоящей из трех частей:
     
     60721-1 "Внешние параметры и их жесткости";
     
     60721-2 "Природные внешние условия". Эта часть состоит из нескольких стандартов - глав, обобщающих сведения о действии различных климатических факторов;
     
     60721-3 "Классификация групп внешних параметров и их жесткостей". Эта часть состоит из нескольких стандартов - глав для различных групп изделий (защищенных и не защищенных от воздействия наружного климата стационарных изделий, а также переносных, передвижных наземных и судовых, транспортируемых, хранящихся), устанавливающих климатические классы условий эксплуатации, их привязку к типам климатов по МЭК 60721-2-1, а также классы по воздействию других видов внешних факторов (например, механическому, биологическому и воздействию агрессивных сред).
________________

Стандарт МЭК 60721-2-1:2002 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Температура и влажность" (IEC 60721-2-1:2002 "Classification of environmental conditions - Part 2: Environmental conditions appearing in nature - Temperature and humidity"); соответствие между типами климатов по МЭК 60721-2-1 и типами климатов и макроклиматов - по ГОСТ 15150-69, приложение 12.
     
     Стандарты МЭК серии 60721 (последние издания) устанавливают требования к изделиям в зависимости от условий их эксплуатации, транспортирования и хранения. До разработки стандартов МЭК серии 60721 подобные требования были установлены стандартами испытаний, например серии 60068, в виде параметров испытательных режимов в отрыве от условий эксплуатации.
     
     Однако, несмотря на принципиально правильный подход к требованиям в части внешних воздействующих факторов, стандарты МЭК в конкретных технических решениях обладают рядом недостатков, что требует их корректировки.
     
     Эти недостатки являются одной из причин того, что указанные стандарты МЭК пока не использованы соответствующими техническими комитетами МЭК для введения в стандарты МЭК на группы изделий (из серии 60721 не введен практически ни один, стандарты МЭК серии 60068 не введены в стандарты на сильноточные и крупногабаритные изделия).
     
     Таким образом, в настоящее время невозможно полное использование стандартов МЭК по внешним (и, в частности, по климатическим) воздействиям в качестве национальных и межгосударственных стандартов стран Содружества независимых государств.

Настоящая часть МЭК 60721 предназначена для использования как основополагающий материал при выборе требуемых жесткостей параметров, относящихся к землетрясениям, применительно к техническим изделиям.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов (далее - изделия). Настоящий стандарт устанавливает описание явления землетрясения как природного внешнего фактора и приводит способы преобразования этого описания применительно к возможности установления требований к сейсмостойкости изделий и к методам испытаний изделий на сейсмостойкость.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 26883-86 Внешние воздействующие факторы. Термины и определения

ГОСТ 30546.1-98 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости

ГОСТ 30546.2-98 Испытания на сейсмостойкость машин, приборов и других технических изделий. Общие положения и методы испытаний

ГОСТ 30546.3-98 Методы определения сейсмостойкости машин, приборов и других технических изделий, установленных на месте эксплуатации, при их аттестации или сертификации на сейсмическую безопасность

ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения*  

____________________

* Наименование пункта в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.

3.1 В настоящем стандарте применены термины, относящиеся к общим понятиям, в областях:

- внешних воздействующих факторов (далее - ВВФ) - по ГОСТ 15150, ГОСТ 26883;

- вибрации - по ГОСТ 24346;

- сейсмостойкости - по ГОСТ 30546.1.

3.2 Термины, используемые в настоящем стандарте, в основном определены в настоящем разделе. Дополнительные пояснения к этим терминам приведены в приложении А.

3.2.1

Примечание - Наименование термина в некоторых научных работах - спектр реакции; нормативных документах (до 1990 г.) - "спектр отклика".

3.2.2 спектр воздействия: Совокупность абсолютных значений максимальных амплитуд ускорения, скорости или перемещения при соответствующих частотах синусоидальной вибрации, воздействующих на изделие.

Примечание - Спектр воздействия выражают в форме зависимости между максимальной амплитудой синусоидальной вибрации и частотой.

3.2.3 спектр воздействия землетрясения: Спектр воздействия, для которого спектр ответа является спектром ответа акселерограммы землетрясения.

Примечание - Как правило, спектр воздействия землетрясения базируется на спектре ответа, соответствующем 5%-ному относительному демпфированию.

3.2.4 осциллятор: Линейно-упругая система с одной степенью свободы, обладающая заданным значением собственной частоты и относительного демпфирования.

3.2.5 Очаг и гипоцентр землетрясения:

3.2.5.1 очаг [центр] землетрясения: Объем геологической среды, где происходят разрывы пород и сброс накопленных упругих напряжений, в результате чего высвобождается значительное количество энергии, которое обусловливает энергию сейсмических волн и магнитуду землетрясения.

3.2.5.2 гипоцентр [фокус]: Точка начала перемещения разрыва горных пород.

Примечание - Для практических целей (например, измерение магнитуды, определение количественной интенсивности) в ряде случаев отсутствует необходимость разделения понятий "очаг" и "гипоцентр".

3.2.6 эпицентр землетрясения: Проекция гипоцентра (или очага с учетом 3.2.5.2, примечание) на место на земной поверхности, расположенное непосредственно над гипоцентром (очагом) землетрясения.

Примечание - Если гипоцентр (очаг) землетрясения находится под дном водного пространства, то эпицентром является соответствующее место на дне водного пространства.

3.2.7 стационарный случайный сигнал [воздействие]: Сигнал [воздействие], основные параметры которого (например, амплитуда - ее среднее значение и дисперсия, спектр) остаются неизменными в течение всего промежутка времени наблюдения.

3.2.8 магнитуда землетрясения: Условная количественная величина для сравнительной оценки выделившейся в очаге землетрясения общей энергии, представляющая собой десятичный логарифм амплитуды максимального колебания грунта, записанного на сейсмограмме, при прохождении сейсмической волны определенного типа с вводом стандартной поправки на расстояние до очага и на типы породы по пути прохождения волны.

     4 Общие положения

Воздействие землетрясений представляет собой вибрации, которые могут быть смоделированы как случайные процессы и могут влиять на изделия, вызывая напряжения различных видов.

В настоящем разделе приведена информация о характеристике землетрясений и о динамических свойствах изделий во время землетрясений. Приведенные числовые значения являются типовыми и иллюстративными. Их не следует использовать в качестве конкретных требований.

Примечание - В МЭК 60721-2-6 данные об ускорениях приведены для свободной поверхности Земли; уточнения, относящиеся к сооружениям, представлены только в самом общем виде. В настоящем стандарте эти данные более полные и конкретные.

4.1 Происхождение и распространение землетрясений

Землетрясения возникают тогда, когда напряжение в глубинах земной коры возрастает до степени, вызывающей ее разрыв. Эти явления происходят в районах, известных в качестве зон сейсмической активности, имеющих такие географические особенности, как океанические подводные горные гряды, горные цепи, вулканы, океанические хребты, тектонические разломы.

Внезапный разрыв высвобождает потенциальную энергию деформации, которая распространяется от очага землетрясения в форме трех типичных основных волн (с различными скоростями):

- продольных объемных волн, вызывающих сжатие и расширение породы в направлении распространения волн;

- поперечных волн, вызывающих сдвиг породы в направлении, перпендикулярном к направлению распространения волн;

- поверхностных волн, являющихся комбинацией двух предыдущих и приводящих к возникновению сейсмических воздействий на поверхности Земли.

Примечание - Если эпицентр землетрясения находится на дне крупного водного пространства (моря, океана), то энергия деформации может вызвать появление новых мощных водяных волн высотой до нескольких метров, распространяющихся по поверхности водного пространства с большой скоростью; при подходе к берегу такая волна образует огромную стену прибоя большой разрушительной силы (цунами).

4.2 Последствия землетрясений

Землетрясения вызывают случайные перемещения грунта, которые характеризуются последовательными, но статистически независимыми горизонтальной и вертикальной составляющими. Умеренное землетрясение (как правило) может продолжаться от 15 до 30 с; сильное землетрясение - от 60 до 120 с; жесткая часть землетрясения с наибольшим ускорением Земли - до 10 с.