Абаканов Миркен Сейткасымович,

доктор технических наук, С.Н.С., член-корр. Международной и Национальной инженерных академий, почетный строитель Казахстана,

советник гендиректора по техническим вопросам АО «КазНИИСА»

Доклад на III заседании Базовой организации по проблемам технического регулирования Межправительственного совета по сотрудничеству в строительной деятельности стран СНГ

11 июня, 2018 г. Душанбе.

Развитие теории и практики сейсмостойкого строительства осуществляется на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, анализа последствий сильных землетрясений и опыта в проектировании, строительстве ведущих стран в области сейсмостойкого строительства. Такой процесс необходим для совершенствования инженерных методов расчета по максимально достоверному определению сейсмостойкости сооружений, тем самым обеспечения приемлемой сейсмобезопасности зданий и сооружений и он будет эффективен при консолидации научного потенциала, сил и средств заинтересованных стран. В этой связи в пределах ЕАЭС и СНГ было бы рационально объединить усилия в целях гармонизации и развития норм по сейсмостойкому строительству с использованием достижений и возможностей каждой страны, для чего целесообразно было бы решить следующие задачи:

  • создать Базовую организацию по сейсмостойкому строительству со структурами в странах СНГ;
  • образовать научный совет из числа известных, действующих ученых и специалистов стран СНГ;
  • создать рабочую группу по гармонизации норм СНГ;
  • разработать план работ рабочей группы по вопросам:

- изучения достижений развитых стран мира по вопросам теории и практики сейсмостойкого строительства;

- сбора информации и анализа экспериментально-теоретических исследований с выработкой предложений по направлениям исследований и развития норм;

- оснащения сейсмостанциями уникальных зданий и объектов массовой застройки.

  • создать рабочую группу по вопросам инженерной сейсмологии с принятием программы;
  • рассмотреть возможность создания общей экспериментальной базы с трехкомпонентной сейсмоплатформой для испытаний натурных фрагментов и крупномасштабных моделей зданий, общего полигона для сейсмовзрывных воздействий;
  • решить вопрос по централизованному финансированию всех видов работ по СНГ;
  • организовывать регулярные международные, региональные конференции, симпозиумы, форумы.

Опыт Казахстана по развитию и совершенствованию норм по сейсмостойкому строительству.

С июля 2015 года введены в действие Своды правил - СП РК EN 1998-1:2004/2012, идентичные Еврокодам, «Проектирование сейсмостойких конструкций», состоящие из 6 частей с Национальными приложениями, это:

  • EN 1998-1 «Общие правила, сейсмические воздействия и правила для зданий»;
  • EN 1998-2 «Мосты»;
  • EN 1998-3 «Оценка сейсмостойкости и реконструкция существующих зданий»;
  • EN 1998-4 «Силосы, резервуары и трубопроводы»;
  • EN 1998-5 «Фундаменты, подпорные стенки и геотехнические аспекты»;
  • EN 1998-6 «Башни, мачты и дымовые трубы»

Разработаны Нормативно-технические пособия с примерами расчетов, развивающие положения национальных приложений, относящиеся к части СП РК EN 1998-1 «Общие правила, сейсмические воздействия и правила для зданий», это:

  • «Общие положения. Сейсмические воздействия»;
  • «Проекти­ро­ва­ние гражданских зданий. Общие требования»;
  • «Здания из монолитного железобетона»;
  • «Здания из стальных конструкций»;
  • «Каменные здания»;
  • «Сейсмоизолиру­ющие фундаменты. Общие положения».

Введены в действие 5 новых карт - сейсмогенерирующих зон, общего сейсмического зонирования (ОСЗ) территории Республики Казахстан в пиковых ускорениях (рис.1,2) и в целочисленных баллах для периодов повторяемости 475 лет с вероятностью превышения сейсмической интенсивности 10% за 50 лет и 2475 лет с вероятностью превышения сейсмической интенсивности 2% за 50 лет. По картам пиковых ускорений определяются значения ускорений для расчета конструктивных систем, а карты сейсмической опасности в целочисленных баллах (2 карты) по шкале сейсмической интенсивности МSK-64 предназначены для:

- оценки возможных макросейсмических эффектов по последствиям прогнозируемых землетрясений;

- планирования развития регионов страны с учетом степени их сейсмической опасности;

- планирования (на основании укрупненных показателей) затрат на проведение антисейсмиче­ских мероприятий в масштабе страны или региона;

- формирования общей концепции проектирования конкретных строений.

С ведением новых карт был актуализирован и СНиП РК 2.03-30-2006 в СП РК 2.03-30-2017 «Строительство в сейсмических зонах Республики Казахстан» с использованием основных положений СП РК EN, идентичных Еврокодам, который будет параллельно действовать в период их сосуществования и облегчит переход на методику Еврокодов. В целом, в разработанных Национальных приложениях, Пособиях и нормах отражены результаты собственных экспериментальных исследований и накопленного опыта в проектировании, анализа зарубежных нормативов и последствий ряда разрушительных землетрясений. Это касается принятых новых следующих основных положений:

  • Сейсмическое воздействие: определяется по вероятностным картам ОСЗ РК в пиковых ускорениях (2 карты)
  • Учитываются: грунтовые условия, топография местности, ответственность зданий и их этажность
  • Методика расчета конструкций зданий и сооружений: двухуровневая по отсутствию разрушения и ограничению повреждений, предусматривающая проверки прочности, деформативности и пластичности конструктивных систем с определением расчетных сейсмических нагрузок спектральным методом
  • Классификация конструктивных систем по пластичностиDCL (класс низкой пластичности),          DСМ (класс средней пластичности) и DСН (класс высокой пластичности)
  • Учет неупругой работы конструкций: с помощью коэффициентов поведения (редукции)
  • Учет регулярности зданий в плане и по высоте и др.

Приведем некоторые из них. Например, расчетные значения ускорений сейсмических воздействий ag при проверке требования по отсутствию разрушений зданий и сооружений, принимаемые по СП РК EN 1998-1:2004/2012 с учетом ответственности строений, определяются большей из двух значений:

                  ag = gI agR(475)       или      ag = gI 2/3agR(2475)

 

Для учета влияния грунтовых условий на интенсивность сейсмических воздействий на площадке строительства принята следующая классификация

 

 В расчетах параметры сейсмических движений грунта принимаются по спектру упругих реакций в ускорениях, построенных в предположении линейно-упругого деформирования систем с одной степенью свободы, рис.3.    

Рис.3 Форма спектра упругих реакций для горизонтальных компонент сейсмических воздействий

Значения ТВ и ТС

      Формы спектров упругих реакций принимаются одинаковыми для двух уровней сейсмического воздействия для проверки требований по предотвращению разрушения и ограничению ущерба, а горизонтальное сейсмическое воздействие описывается двумя ортогональными компонентами, считающимися независимыми и характеризующимися одинаковыми спектрами упругих реакций.

В СП РК EN 1998, идентичных Еврокодам, к основополагающим Принципам, распространяющимся на все типы зданий и сооружений, возводимых в сейсмических зонах Республики Казахстан, относятся требования по отсутствию разрушений и ограничению ущерба. Для соблюдения указанных требований должны быть проверены критическое предельное состояние (ULS) и предельное состояние по ограничению повреждений (DLS), т.е. должен быть выполнен двухуровневый расчет. При этом, в частности, в целях учета в инженерных расчетах нелинейной работы конструкций для конструктивных и неконструктивных элементов из разных материалов и типов зданий в зависимости от класса пластичности (средняя и высокая) для горизонтальных и вертикальных направлений принят соответствующий коэффициент поведения q. Он предназначен для приближенного учета соотношений сейсмических нагрузок между упругой реакцией и неупругой, который зависит от пластических ресурсов сооружений.

Новые нормы по сейсмостойкому строительству начали применяться с введением их в действие, и к настоящему времени только АО «КазНИИСА» выполнены расчеты ряда конструктивных систем в более 15 проектах, в том числе типового проекта многоэтажных жилых зданий. Особое внимание освоению специалистами новых норм уделяется Комитетом по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства Республики Казахстан и Национальной палатой предпринимателей  Республики Казахстан «Атамекен», проводятся целенаправленные обучения специалистов, семинары, конференции и совместные заседания по рассмотрению процесса внедрения нормативов в практику проектирования.