ГОСТ Р ИСО 10137-2016

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Эксплуатационная надежность зданий в условиях воздействия вибрации

Bases for design of structures. Serviceability of buildings against vibrations

     

ОКС 91.080.01

Дата введения 2017-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство"), Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 65 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 декабря 2016 г. N 1999-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10137:2007* "Основы расчета строительных конструкций. Эксплуатационная надежность зданий и пешеходных переходов в условиях воздействия вибрации" (ISO 10137:2007 "Bases for design of structures - Serviceability of buildings and walkways against vibrations", IDT)

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов и документов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "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 (www.gost.ru)
     

Введение

Применение высокопрочных и легких материалов при строительстве сооружений сделало их более чувствительными к динамическим воздействиям. Эта тенденция осложняется появлением новых источников вибраций, действующих на здания и переходы. Кроме того, для обеспечения нормального функционирования измерительных приборов, промышленных и лабораторных процессов и комфортных условий работы персонала в сочетании с ростом требований окружающей среды, "свободной от вибрации", необходимо более строго регламентировать уровни вибрации в зданиях и сооружениях.

Ранее колебания в зданиях в значительной степени контролировались заданными нагрузками или ограничениями прогибов. Часто уровни колебаний были незначительны из-за больших масс сооружений. В настоящее время достаточно часто наблюдаются повышенные уровни колебаний в ряде зданий. Косвенные критерии оценки вибраций утратили актуальность, в связи с чем и был разработан настоящий стандарт в целях обоснования принципов прогнозирования колебаний на стадии проектирования в качестве дополнения к оценке допустимости вибраций в существующих строениях.

Представленные рекомендации дают допустимые средние значения уровней вибраций для эксплуатационной надежности зданий и сооружений, а не для обеспечения их безопасности. Возможно, некоторые колебания (обычно ассоциированные с резонансом) могут стать потенциально опасными для этих зданий. Поэтому, при динамических воздействиях следует проверять возможность возникновения резонанса, предельных напряжений и деформаций с учетом усталостных явлений. В настоящем стандарте оцениваются параметры предельных состояний конструкций, подверженных динамическим воздействиям, с точки зрения эксплуатационной надежности в соответствии с ИСО 2394.

При разработке критериев, которые используются для оценки допустимых уровней колебаний сооружений, отдельных фрагментов и пешеходных переходов, необходимо учитывать следующие аспекты:

a) разная степень толерантности жителей домов и других людей вследствие культурных, региональных или экономических факторов;

b) чувствительность к вибрациям всего содержимого в здании, когда меняются условия его эксплуатации, число людей в помещениях, характер работы;

c) непредвиденные случаи новых динамических воздействий, которые не описаны в настоящем стандарте;

d) использование материалов, динамические характеристики которых могут изменяться со временем;

e) практическая непригодность существующих методов анализа вследствие сложности сооружения или сложности определения нагрузок;

f) социальные или экономические последствия неудовлетворительного функционирования.

     1 Область применения

В настоящем стандарте приведены рекомендации по оценке эксплуатационной надежности зданий или пешеходных переходов внутри зданий, между зданиями или за их пределами при динамических воздействиях.

Стандарт охватывает три группы "приемников", воспринимающих колебания:

a) люди, проживающие или временно находящиеся в зданиях и пешеходных переходах;

b) оборудование, приборы и другая аппаратура, установленная в здании;

c) конструкции зданий и сооружений.

Настоящий стандарт не распространяется на мосты, по которым движется автотранспорт, а также на движение по мостам пешеходов, проектирование фундаментов и опорных конструкций машинного оборудования.

Для целей настоящего стандарта принять, что конструкции здания реагируют линейно на приложенные нагрузки. Это означает, что в конструкциях здания не происходит осадок или разрушений, и они не подвергаются значимым воздействиям, меняющим характер работы конструкции.

     2 Нормативные ссылки

Следующие нормативные документы*, на которые даны ссылки, являются обязательными для применения настоящего документа. Для датированных ссылок применяется только цитируемое издание. Для недатированных ссылок применяется последнее издание ссылочного документа (включая все поправки).

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.     

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary (Вибрация, ударные нагрузки и контроль технического состояния. Словарь)

ISO 2394:1998, General principles on reliability for structures (Общие принципы проверки надежности строительных конструкций)

ISO 3898, Bases for design of structures - Notations - General symbols; (Основы расчета строительных конструкций. Система обозначений. Общие обозначения)

ISO 4866:1990, Mechanical vibration and shock - Vibration of buildings - Guidelines for the measurement of vibrations and evaluation of their effects on buildings (Вибрация и удар механические. Вибрация зданий. Руководящие положения по измерению вибраций и оценка их воздействия на здания)

ISO 2372, Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s Basis for specifying evaluation standards (Механическая вибрация станков с рабочими скоростями от 10 до 200 об/с. Принципы определения оценочных стандартов)

ISO 2631-1:1997, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements (Вибрация и удар механические. Оценка воздействия вибрации всего тела на организм человека. Часть 1. Общие требования)

ISO 2631-2:2003, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 2: Vibration in buildings (1 Hz to 80 Hz [Вибрация и удар механические. Оценка воздействия вибрации всего тела на организм человека. Часть 2. Вибрация в зданиях (от 1 Гц до 80 Гц)]

ISO 3010:2001, Basis for design of structures - Seismic actions on structures (Основы расчета конструкций. Сейсмические воздействия на конструкции)

ISO 4354, Wind actions on structures (Воздействие ветра на конструкции)

ISO 6897, Guidelines for the evaluation of the response of occupants of fixed structures, especially buildings and off-shore structures, to low-frequency horizontal motion (0,063 to 1 Hz) [Вибрация. Рекомендации по оценке горизонтальных составляющих низкочастотных колебаний (от 0,063 до 1 Гц) на обитателей стационарных сооружений, особенно в зданиях и на морских сооружениях]

ISO 8041, Human response to vibration - Measuring instrumentation; (Воздействие вибрации на человека. Средства измерений)

ISO 8569, Mechanical vibration and shock - Measurement and evaluation of shock and vibration effects on sensitive equipment in buildings (Вибрация и удар механические. Измерение и оценка воздействия удара и вибрации на чувствительное оборудование в зданиях)

ISO 8930, General principles on reliability for structures - List of equivalent terms (Общие принципы надежности конструкций. Перечень эквивалентных терминов)

ISO/TS 10811-1, Mechanical vibration and shock - Vibration and shock in buildings with sensitive equipment - Part 1: Measurement and evaluation (Вибрация и удар. Вибрация и удар в помещениях с установленным оборудованием Часть 1. Измерения и оценка)

ISO/TS 10811-2, Mechanical vibration and shock - Vibration and shock in buildings with sensitive equipment - Part 2: Classification (Вибрация и удар. Вибрация в помещениях с установленным оборудованием. Часть 2. Классификация)

ISO 10816 (all parts), Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts [Вибрация, контроль состояния машины по результатам измерений вибрации на не вращающихся частях (все части)]

ISO 14837-1, Mechanical vibration - Ground-borne noise and vibration arising from rail systems - Part 1: General guidance (Вибрация механическая. Шум и вибрация, создаваемые движением рельсового транспорта. Часть 1. Общее руководство)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 2041 и ИСО 8930, а также следующие термины с соответствующими определениями.

Примечание - См. также ИСО 3898 и ИСО 2394.

3.1 усиление (amplification): Увеличение амплитуд колебаний относительно начальной амплитуды.

3.2 ослабление (attenuation): Потеря энергии колебаний в тракте передачи.

3.3 широкополосный спектр (broadband spectrum): Спектр колебаний, распределенный по широким полосам частот (например, октавный спектр, третьоктавный спектр).

3.4 демпфирование (затухание) (damping): Рассеивание энергии в колебательной системе.

3.5 динамические воздействия (dynamic actions): Быстро меняющиеся воздействия, возбуждающие колебания.

3.6 динамические силы (dynamic forces): Быстро меняющиеся силы, возбуждающие колебания.

3.7 преобразование Фурье (Fourier transformation): Математическая процедура, которая преобразует запись сигнала во времени в комплексный частотный спектр (спектр Фурье) без потери информации.

3.8 частотные компоненты (frequency components): Центральные частоты в узких полосах частот, в которых концентрируется энергия спектра.

3.9 амплитудно-частотная характеристика; АЧХ (frequency response function): Функция частотного спектра выходного сигнала, деленная на функцию частотного спектра входного сигнала.

Примечание - АЧХ обычно дается графически кривыми, показывающими отношение амплитуд, а в приемлемом случае - сдвиг фаз или фазовый угол как функцию частоты. Альтернативно, АЧХ есть Фурье-преобразование реакции структуры на импульс.

3.10 геометрическое расширение (geometric spreading): Затухание амплитуд колебаний с увеличением расстояния от источника вибрации в результате рассеяния энергии в большем объеме.

3.11 импульсный источник (impulsive source): Источник, вызывающий динамическое воздействие короткой длительности по сравнению с периодом собственных колебаний рассматриваемого сооружения.

3.12 вид вибрации (mode of vibration): Форма колебаний, соответствующая какой-либо собственной частоте рассматриваемой системы.

3.13 узкополосный спектр (narrow-band spectrum): Спектр вибрации, сконцентрированной в узких полосах частот.

3.14 собственная частота (natural frequency): Одна из динамических характеристик линейной системы, которой соответствует одна из форм колебаний.

3.15 октавный спектр (octave-band spectrum): Спектр, определенный с помощью фильтра, отсекающего частоты за пределами полосы частот, где максимальная частота в каждой полосе равна минимальной частоте, умноженной на 2.

3.16 приемник (receiver): Человек, сооружение или все, что находится в здании, и подвергается воздействию вибраций.

3.17 спектр отклика (response spectrum): Максимальные отклики ряда систем с одной степенью свободы, подверженных заданному динамическому движению основания, представленные функцией собственных частот для определения демпфирования.

3.18 удар (shock): Динамическое воздействие, длительность которого короче периода собственных колебаний приемника.

3.19 спектр удара (shock spectrum): Спектр отклика для ударного воздействия.

3.20 источник (source): Источник происхождения вибрации.

3.21 спектр (spectrum): График функции времени, преобразованный в частотную область.

3.22 незатухающая вибрация (sustained vibration): Колебания, длительность которых состоит из многих периодов.