Геология и геофизика Юга России (Jun 2020)
Новые строительные нормы: шаг вперед, два шага назад
Abstract
Актуальность работы. На основании эмпирических данных показано, что отечественные строительные нормы и правила существенно занижают уровень расчетных сейсмических воздействий. В этом кроется аномально большое количество жертв и огромный ущерб при землетрясениях в нашей стране по сравнению с США и Японией. При этом в проекте СП 14.13330 2019 года наблюдается новое снижение уровня воздействий. Сравнение нормативных уровней ускорения различных стран показало, что наши расчетные ускорения самые низкие. Например, уровень расчетных ускорений в наших нормах по сравнению с нормами США в три раза ниже. Цель работы – показать реальное соотношение сейсмической интенсивности в баллах и ускорения грунта и найти параметры сейсмического движения грунта, наиболее тесно коррелируемые со степенью повреждения зданий и сооружений. Методы исследования – статистический анализ записей сильных движений, сравнение методов задания сейсмических воздействий в строительных нормах различных стран. Результаты работы – показано, что задание уровня ускорений в отечественных нормах занижено примерно вдвое и не соответствует допустимым уровням превышения воздействий в баллах на картах ОСР. Ускорения не являются достаточной характеристикой сейсмических воздействий. Наилучшими характеристикоами сейсмических воздействий являются энергетические. Важным фактором занижения воздействий является использование вместо реальных значений ускорений так называемых «эффективных» ускорений, которые в результате фильтрации ниже реальных примерно в полтора раза. Причем приведенный выше термин не применяется. И многие проектировщики считают, что в нормах приведены реальные пиковые ускорения. В шкале MSK-64, которая до сих пор используется в наших нормах, надежные оценки связи сейсмической интенсивности с ускорениями были получены только для 6 баллов. Для более высоких интенсивностей значения ускорений были получены экстраполяцией при предположении об удвоении амплитуды на балл. В настоящее время обильный эмпирический материал показал несостоятельность этого предположения. Это привело к дополнительному занижению расчетной амплитуды ускорений, особенно для 9 баллов. При применении спектрального метода этот недостаток частично компенсируется другими предположениями. Но для динамического метода расчетов применение эффективных значений приводит к большим ошибкам. Не принимаются во внимание достижения других стран. Например, за рубежом при расчете зданий и сооружений на сейсмостойкость учитывается продолжительность колебаний (модель Ариаса), а в наших нормах этот важный параметр полностью игнорируется, хотя в сейсмической шкале ГОСТ Р ГОСТ Р 57546-2017 оценки, соответствующие модели Ариаса, имеются. Отмечаются разногласия в строительных нормах различных организаций и ведомств нашей страны. В тексте нормативнвых документов встречаются серьезные противоречия. Например, частотный состав обобщенного спектра задается в одной полосе частот, а уровень спектра – в другой. Карты ОСР предполагают использование ускорений, близких к шкале ГОСТ Р ГОСТ Р 57546-2017, а нормы требуют использование шкалы MSK-64. Шкала MSK-64 уже давно не используется на практике, поскольку в ней нет описания панельных зданий, крупноблочных зданий, зданий с сейсмоусилением и вообще зданий выше 6 этажей. Вместо среднестатистического значения коэффициента динамического усиления используется значение, полученное с нарушением всех правил обработки эмпирического материала. Наконец, карты ОСР строятся для условия превышения воздействий до 1% (карта ОСР-С), а ускорения для этого случая – с вероятностью превышения 99%.
