ГОСТ Р 53166-2008 (МЭК 60721-2-6:1990) Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Землетрясения

     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.

Максимальная энергия типичного широкополосного случайного колебания находится в пределах частот от 1 до 30-35 Гц, причем наиболее разрушительные эффекты наблюдаются при частотах от 1 до 10 Гц.

Примечание - При проектировании значение максимального ускорения используют для расчета нагрузок в одном направлении.

4.3 Фундаменты изделий

В типичном широкополосном спектре, описывающем перемещение земной поверхности, преобладают кратные частоты. Вибрация при перемещении земной поверхности (как горизонтальная, так и вертикальная) может быть усилена в фундаментах изделий. Для любого данного перемещения земной поверхности степень усиления зависит от частотной характеристики вибрации системы (грунт, фундамент и изделие) и от механизма демпфирования.

4.4 Изделия в зданиях и сооружениях