Фундаменты в сейсмических районах

Обновлено: 17.05.2024

Фундаменты в сейсмических районах. Определение сейсмических нагрузок на фундаменты. Расчет оснований на сейсмические нагрузки.

Основания зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом требований СП14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах

В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания проектируются без учета сейсмических воздействий.

Уточнение размеров фундамента с учетом сейсмических нагрузок выполняется путем расчета несущей способности оснований.

Целью расчета несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок является обеспечение их прочности в случае скальных грунтов и устойчивости в случае нескальных грунтов, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Деформации основания (абсолютные и неравномерные осадки, крены) могут превышать предельные значения, допустимые при основном сочетании нагрузок, и поэтому при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий расчету не подлежат.

Расчет оснований по несущей способности выполняется на действие, как правило, только вертикальной составляющей от нагрузки, передаваемой фундаментом, исходя из условия:

где Nв — вертикальная составляющая от нагрузки;Ф — несущая способность основания;kн — коэффициент надежности, принимаемый равным не менее 1,5;mc — сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным:

Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается лишь при проверках устойчивости зданий на опрокидывание и сдвиг по подошве фундамента.

При использовании условия (12.1) следует учитывать, что оно определяет максимальную величину нагрузки Nв, при которой несущая способность основания при сейсмическом воздействии оказывается достаточной.

Проверка на сдвиг по подошве является обязательной при наличии длительно действующих горизонтальных нагрузок в основном сочетании. В этом случае учитывается трение подошвы фундамента о грунт, и коэффициент надежности принимается равным не менее 1,5.

Для фундаментов глубокого заложения при h/b>1,5 расчет несущей способности основания при сейсмических воздействиях можно не производить, так как при этом не наблюдается выпирания грунта на поверхность.

При действии нагрузок, создающих моменты сил в обоих направлениях подошвы фундамента, несущая способность основания Ф должна определяться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении, независимо друг от друга.

Рис. 12.1. Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при сейсмическом воздействии

Глубина заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам к I и II категориям, принимается, как правило, такой же, как и для фундаментов в несейсмических районах.

При грунтах III категории по сейсмическим свойствам рекомендуется принимать специальные меры по устройству надежного основания, в том числе водопонижение и искусственное упрочнение грунтов (уплотнение, химическое закрепление и пр.).

Для зданий высотой более пяти этажей рекомендуется глубину заложения их фундаментов увеличивать путем устройства подвальных этажей.

Подвальные этажи должны располагаться под всем зданием или его отдельными отсеками симметрично относительно осей здания или отсека.

Фундаменты в сейсмических районах

СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

Seismic Building Design Code

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 14.13330.2018 с СП 14.13330.2014 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2014-06-01

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Центральный институт строительных конструкций и сооружений им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство"

Изменение N 1 к СП 14.13330.2014 - институт АО "НИЦ "Строительство", ФГБУН Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России). Изменение N 1 к СП 14.13330.2014 подготовлено к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Пункты, таблицы, приложения, в которые внесены изменения, отмечены в настоящем своде правил звездочкой.

Введение

Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: от 30 декабря 2009 г. - Примечание изготовителя базы данных.

Работа выполнена Центром исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко - института ОАО "НИЦ "Строительство" (руководитель работы - д-р техн. наук, проф. Я.М.Айзенберг; ответственный исполнитель - канд. техн. наук, доцент В.И.Смирнов).

Изменение N 1 к настоящему своду правил разработано АО "НИЦ "Строительство" ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель работы - д-р техн. наук В.И.Смирнов, исполнитель - А.А.Бубис), ФГБУН Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) (руководитель работы - зам. директора, д-р геол.-минер. наук, проф. Е.А.Рогожин).

Ответственные исполнители - д-р физ.-мат. наук, проф. Ф.Ф.Аптикаев, д-р физ.-мат. наук, проф. В.И.Уломов, канд. физ.-мат. наук А.И.Лутиков, канд. геол.-минер. наук А.Н.Овсюченко, А.И.Сысолин (Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН (г.Москва)); д-р геол.-минер. наук, проф. B.C.Имаев, д-р геол.-минер. наук А.В.Чипизубов, канд. геол.-минер. наук Л.П.Имаева, канд. геол.-минер. наук О.П.Смекалин, Г.Ю.Донцова (Институт земной коры СО РАН (г.Иркутск)); Б.М.Козьмин (Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН (г.Якутск)); д-р геол.-минер. наук Н.Н.Гриб (Технический институт (филиал) СВФУ (г.Нерюнгри)); д-р физ.-мат. наук А.А.Гусев (Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (г.Петропавловск-Камчатский)); д-р геол.-минер. наук Г.С.Гусев (ФГУП Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (г.Москва)); Институт тектоники и геофизики ДВО РАН (г.Хабаровск); д-р физ.-мат. наук Б.Г.Пустовитенко, канд. геол.-минер. наук Ю.М.Вольфман (Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского, Институт сейсмологии и геодинамики (г.Симферополь)); Геофизическая служба РАН (г.Обнинск).

1 Область применения

Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету с учетом сейсмических нагрузок, по объемно-планировочным решениям и конструированию элементов и их соединений, зданий и сооружений, обеспечивающие их сейсмостойкость.

Настоящий свод правил распространяется на область проектирования зданий и сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. Проектирование и строительство здания или сооружения на таких площадках осуществляются в порядке, установленном уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.

Примечание - Разделы 4, 5 и 6 относятся к проектированию жилых, общественных, производственных зданий и сооружений, раздел 7 распространяется на транспортные сооружения, раздел 8 на гидротехнические сооружения, раздел 9 на все объекты, при проектировании которых следует предусматривать меры противопожарной защиты.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

ГОСТ Р 53292-2009 Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний

ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций

СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

СП 15.13330.2012 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции"

СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 23.13330.2011 "СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений"

СП 39.13330.2012 "СНиП 2.06.05-84 Плотины из грунтовых материалов"

СП 40.13330.2012 "СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные"

СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения"

СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции"

СП 64.13330.2011 "СНиП II-25-80 Деревянные конструкции"

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 абсолютное движение: Движение точек сооружения, определяемое как сумма переносного и относительного движений во время землетрясения.

3.2 акселерограмма (велосиграмма, сейсмограмма): Зависимость ускорения (скорости, смещения) от времени точки основания или сооружения в процессе землетрясения, имеющая одну, две или три компоненты.

3.3 акселерограмма землетрясения: Запись во времени процесса изменения ускорения колебаний грунта (основания) для определенного направления.

3.4 акселерограмма синтезированная: Акселерограмма, полученная с помощью расчетных методов, в том числе, на основе статистической обработки и анализа ряда акселерограмм и/или спектров реальных землетрясений с учетом местных сейсмологических условий.

3.5 активный разлом: Тектоническое нарушение с признаками постоянных или периодических перемещений бортов разлома в позднем плейстоцене - голоцене (за последние 100000 лет), величина (скорость) которых такова, что она представляет опасность для сооружений и требует специальных конструктивных и/или компоновочных мероприятий для обеспечения их безопасности.

3.6 антисейсмические мероприятия: Совокупность конструктивных и планировочных решений, основанных на выполнении требований, обеспечивающая определенный, регламентированный нормами, уровень сейсмостойкости сооружений.

3.7 вторичная схема: Расчетная схема, отражающая состояние сооружения в период времени от момента окончания землетрясения до начала ремонтных работ.

3.8 детальное сейсмическое районирование (ДСР): Определение возможных сейсмических воздействий, в том числе в инженерных терминах, на конкретные существующие и проектируемые сооружения, территории населенных пунктов и отдельных районов. Масштаб карт ДСР - 1:500000 и крупнее.

3.9 динамический метод анализа: Метод расчета на воздействие в виде акселерограмм колебаний грунта в основании сооружения путем численного интегрирования уравнений движения.

3.10 железобетонный каркас с железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями: Конструктивная система, в которой восприятие вертикальных нагрузок обеспечивается в основном пространственным каркасом, а сопротивление горизонтальным нагрузкам, обеспечиваемое железобетонными диафрагмами, ядрами жесткости или стальными связями, составляет более 35% и менее 65% общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.

3.11 интенсивность землетрясения: Оценка воздействия землетрясения в баллах 12-балльной шкалы, определяемая по макросейсмическим описаниям разрушений и повреждений природных объектов, грунта, зданий и сооружений, движений тел, а также по наблюдениям и ощущениям людей.

3.12 исходная сейсмичность: Сейсмичность района или площадки, определяемая для нормативных периодов повторяемости и средних грунтовых условий с помощью ДСР или УИС (или принятая равной нормативной сейсмичности).

3.13 каркасные здания: Конструктивная система, в которой как вертикальным, так и нагрузкам в любом из горизонтальных направлений в основном противодействует пространственный каркас, а его сопротивление горизонтальным нагрузкам составляет более 65% общего сопротивления горизонтальным нагрузкам всей конструктивной системы.

3.14 каркасно-каменные здания: Здания с монолитными железобетонными каркасами, при возведении которых применяют специфическую технологию: вначале возводят кладку, которую используют в качестве опалубки при бетонировании элементов каркаса.

3.15 категория грунта по сейсмическим свойствам (I, II или III): Характеристика, выражающая способность грунта в примыкающей к сооружению части основания ослаблять (или усиливать) интенсивность сейсмических воздействий, передающихся от грунтового основания на сооружение.

3.16 комплексная конструкция: Стеновая конструкция из кладки, выполненной с применением кирпича, бетонных блоков, пильного известняка или других естественных или искусственных камней и усиленная железобетонными включениями, не образующими рамы (каркас).

3.17 конструктивная нелинейность: Изменение расчетной схемы сооружения в процессе его нагружения, связанное с взаимными смещениями (например, раскрытием швов и трещин, проскальзыванием) отдельных частей сооружения и основания.

3.18 линейно-спектральный метод анализа (ЛСМ): Метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяют по коэффициентам динамичности в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции.

3.19 линейный временной динамический анализ (линейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором материалы сооружения и грунты основания принимаются линейно-упругими, а геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы "сооружение-основание" отсутствует.

3.20* максимальное расчетное землетрясение (МРЗ): Землетрясение максимальной интенсивности на площадке строительства с повторяемостью один раз в 1000 лет и один раз в 5000 лет - для объектов повышенной ответственности (для гидротехнических сооружений). Принимают по комплектам карт ОСР-2015 В и С соответственно.

3.21 монолитно-каменные здания: Здания с трехслойными или многослойными стенами, в которых бетонирование основного несущего слоя из монолитного железобетона осуществляют с применением двух наружных слоев кладки с применением естественных или искусственных камней, использующихся в качестве несъемной опалубки. В необходимых случаях устраиваются дополнительные термоизолирующие слои.

3.22 нарушение нормальной эксплуатации: Нарушение в работе строительного объекта, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных пределов и условий.

3.23 нелинейный временной динамический анализ (нелинейный динамический анализ): Временной динамический анализ, при котором учитывают зависимость механических характеристик материалов сооружения и грунтов основания от уровня напряжений и характера динамического воздействий, а также возможны геометрическая и конструктивная нелинейность в поведении системы "сооружение-основание".

3.24 нормальная эксплуатация: Эксплуатация объекта строительства в определенных проектом эксплуатационных пределах и условиях.

3.25* нормативная сейсмичность: Сейсмичность района нахождения гидротехнического сооружения, определяемая для нормативных периодов повторяемости по картам ОСР-2015.

Фундаменты в сейсмических районах

СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

Seismic Building Design Code

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 14.13330.2014 с СП 14.13330.2011 см. по ссылке;
Текст Сравнения СП 14.13330.2011 со СНиП II-7-81* см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2011-05-20

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ: Центральный институт строительных конструкций и сооружений им. В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил 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 свода правил 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 разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНА опечатка, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2011 г.

Опечатка внесена изготовителем базы данных

Введение

В настоящем своде правил приведены требования, соответствующие целям технических регламентов и подлежащие обязательному соблюдению с учетом части 1 статьи 46 Федерального закона "О техническом регулировании".

Работа выполнена Центром исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко - института ОАО "НИЦ "Строительство" (руководитель работы - д-р техн. наук, проф. Я.М.Айзенберг; ответственный исполнитель - канд. техн. наук, доцент В.И.Смирнов).

В работе использованы предложения Н.П.Абовского, А.С.Алешина, Ф.Ф.Аптикаева, С.С.Арефьева, Ю.И.Баулина, В.В.Безделева, B.C.Беляева, Ю.А.Бержинского, В.М.Бирюкова, А.А.Бубиса, А.А.Гусева, A.M.Дзагова, Ю.А.Качкуркина, Э.Н.Кодыша, Ю.В.Кривцова, Н.Б.Лобанова, С.К.Лохтина, С.А.Мадатяна, A.M.Мамина, В.З.Мешкова, И.Г.Минделя, И.К.Никитина, В.И.Ницуна, С.А.Перетокина, Н.П.Пивника, В.В.Пивоварова, Д.Г.Пронина, Е.А.Рогожина, В.В.Севастьянова, В.А.Семенова, И.М.Семенова, Ю.А.Сутырина, В.В.Сырмолотова, И.Н.Тихонова, Н.Н.Трекина, A.M.Уздина, В.И.Уломова, Г.С.Шестоперова, В.Н.Ярмаковского и других специалистов.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на область проектирования зданий и сооружений, возводимых в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. При необходимости строительство на таких площадках допускается при обязательном научном сопровождении и участии специализированной научно-исследовательской организации.

Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету с учетом сейсмических нагрузок, по объемно-планировочным решениям и конструированию элементов и их соединений зданий и сооружений, обеспечивающие их сейсмостойкость.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

ГОСТ Р 53292-2009 Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний

ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций

СП 15.13330.2010 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции"

На территории Российской Федерации действует СП 15.13330.2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 63.13330.2010 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции"

На территории Российской Федерации действует СП 63.13330.2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

СП 25.13330.2010 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах"

На территории Российской Федерации действует СП 25.13330.2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

СП 20.13330.2010 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 64.13330.2011 "СНиП II-25-80 Деревянные конструкции"

СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СП 2.13130.2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

СП 58.13330.2010 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения"

На территории Российской Федерации действует СП 58.13330.2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) 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 документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В данном документе использованы термины, определения которых приведены в приложении А.

4 Основные положения

4.1 При проектировании зданий и сооружений надлежит:

применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие снижение сейсмических нагрузок, в том числе системы сейсмоизоляции, динамического демпфирования и другие новые системы регулирования сейсмической реакции;

принимать, как правило, симметричные конструктивные и объемно-планировочные решения с равномерным распределением нагрузок на перекрытия, масс и жесткостей конструкций в плане и по высоте;

в зданиях и сооружениях располагать стыки элементов вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность, однородность и непрерывность конструкций;

предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающие устойчивость сооружения.

При назначении зон пластических деформаций и локальных разрушений следует принимать конструктивные решения, снижающие риск прогрессирующего разрушения сооружения или его частей и обеспечивающие "живучесть" сооружений при сейсмических воздействиях.

Не следует применять конструктивные решения, допускающие обрушение сооружения в случае разрушения или недопустимого деформирования одного несущего элемента.

Примечание - При выполнении расчетных и конструктивных требований настоящего СП расчетов на прогрессирующее обрушение зданий и сооружений не требуется.

4.2 Проектирование зданий высотой более 75 м и сооружений с пролетами более 50 м должно осуществляться при научном сопровождении и участии специализированных научно-исследовательских организаций.

4.3 Интенсивность сейсмических воздействий в баллах (сейсмичность) для района строительства следует принимать на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-97), утвержденных Российской академией наук. Указанный комплект карт предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов и отражает 10%-ную - карта А, 5%-ную - карта В, 1%-ную - карта С вероятности возможного превышения (или 90%-ную, 95%-ную и 99%-ную вероятности непревышения) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности. Указанным значениям вероятностей соответствуют следующие средние интервалы времени между землетрясениями расчетной интенсивности: 500 лет (карта А), 1000 лет (карта В), 5000 лет (карта С). Список населенных пунктов Российской Федерации, расположенных в сейсмических районах, с указанием расчетной сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности - А (10%), В (5%), С (1%) в течение 50 лет приведен в приложении Б.

Комплект карт ОСР-97 позволяет оценивать на трех уровнях степень сейсмической опасности и предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов различной ответственности: карта А - объекты нормальной (массовое строительство) и пониженной ответственности; карты В и С - объекты повышенной ответственности (особо опасные, технически сложные или уникальные сооружения).

Значение сейсмической нагрузки следует уточнять с учетом сочетаний сейсмичности (балльности) для данной площадки на картах А, В, С, уровня ответственности и назначения сооружения согласно таблицам 3 и 4.

Таблица 1 - Сейсмичность площадки строительства

Категория грунта по сейсми-
ческим свойствам

Дополнительная информация о скоростях сейсмических волн

Сейсмичность площадки строительства при сейсмичности района, баллы

Скорость попереч-
ных волн , м/с


Отношение скоростей продольных и поперечных волн

Скальные грунты всех видов (в том числе вечномерзлые и вечномерзлые оттаявшие) невыветрелые и слабовыветрелые: крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30% песчано-глинистого заполнителя: выветрелые и сильновыветрелые скальные и нескальные твердомерзлые (вечномерзлые) грунты при температуре минус 2 °С и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии)

Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, содержащие более 30% песчано-глинистого заполнителя с преобладанием контактов между обломками; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателями консистенции 0,5; при коэффициенте пористости 0,9 для глин и суглинков и 0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые и сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I

1,45-2,2 для неводонасыщенных

2,2-3,5 для водонасыщенных

Пески рыхлые независимо от влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5 при коэффициенте пористости 0,9 для глин и суглинков и 0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допускается оттаивание грунтов основания)

* Грунты с большой вероятностью склонны к разжижению и течению при землетрясениях интенсивностью более 6 баллов.

1 Скорости и относятся к средневзвешенным значениям скоростей сейсмических волн в грунтах 10-метровой толщи, считая от планировочной отметки.

2 При расхождении оценок категории грунтов по сейсмическим свойствам на основе литологических признаков и по скоростным характеристикам сейсмических волн категорию грунтов следует относить к более неблагоприятной.

3 Пылевато-глинистые грунты (в том числе просадочные) при коэффициенте пористости 0,9 - для глин и суглинков и 0,7 - для супесей могут быть отнесены ко II категории по сейсмическим свойствам, если нормативное значение их модуля деформации 15,0 МПа, а при эксплуатации сооружений будут обеспечены условия неподтопления грунтов основания.

4 Отнесение площадки к категории I грунтов по сейсмическим свойствам допускается при мощности слоя, соответствующего категории I, более 30 м от планировочной отметки.

5 В случае неоднородного состава грунты относят к более неблагоприятной категории по сейсмическим свойствам, если в пределах верхней 10-метровой толщи (считая от планировочной отметки) слои, относящиеся к этой категории, имеют суммарную толщину более 5 м.

6 При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации здания и сооружения категории грунтов следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии.

7 При строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах по принципу II, если зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, грунты основания следует рассматривать по фактическому состоянию их после оттаивания.

8 Для объектов повышенного уровня ответственности зданий и сооружений, строящихся в районах с сейсмичностью 6 баллов на площадках строительства с грунтами категории III по сейсмическим свойствам, расчетную сейсмичность следует принимать равной 7 баллам.

9 При определении сейсмичности площадок строительства транспортных и гидротехнических сооружений следует учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 7 и 8.

10 Глинистые и песчаные грунты при расположении уровня грунтовых вод на глубине менее 5 м (считая от планировочной отметки) и отсутствии данных об их физических характеристиках следует относить к категории III по сейсмическим свойствам.

Фундаменты в сейсмических районах, свайные фундаменты

Сейсмические районы – это зоны, в которых продолжаются горообразовательные процессы. С инженерной точки зрения это районы с силой землетрясения 6 баллов и выше.

Каждая точка земли в таком районе испытывает последовательное воздействие волн разного вида, поэтому колебания грунта при землетрясениях носят сложный пространственный характер. Из-за этого сейсмические силы могут иметь любое направление, быть переменными по скорости и величине.

Здания и сооружения, расположенные в сейсмических районах, подвергаются воздействию особых факторов, которые приводят к появлению дополнительных усилий в конструкциях и изменению условий их работы. Поэтому для обеспечения их надежности при проектировании и строительстве нужно учитывать силу землетрясения, которую обычно оценивают по общему разрушительному эффекту. Это касается как надземных построек, так и фундаментов.

1. Расчет фундаментов в сейсмических районах

Фундаментные конструкции и их основания рассчитываются на основное и особое сочетание нагрузок. В последнее обязательно включается сейсмическая нагрузка, которую получают при динамическом расчете всего здания на колебания и прикладывают в точках расположения масс элементов конструкций.

Динамический расчет учитывает:

массу отдельных элементов здания;

формы собственных колебаний;

особенности колебания сооружения;

конструктивное решение сооружения;

характер допустимых повреждений и дефектов.

Когда сейсмические нагрузки получены, выполняется статический расчет конструкций здания в предположении совместного действия сейсмической и статической нагрузки.

Отдельные категории грунтов требуют предварительного искусственного улучшения до начала строительства. Так, водонасыщенные пески разжижаются во время землетрясения и влекут провальную осадку зданий, поэтому их нужно предварительно уплотнять вибрированием).

Глубина заложения фундамента увеличивается для зданий повышенной этажности (строительство дополнительных подземных этажей).

Из-за растяжения и сжатия грунтов во время землетрясения части фундаментных конструкций могут смещаться относительно друг друга, потому в случае с бетоном рекомендуется строительство сплошных плитных фундаментов или непрерывных фундаментов из перекрестных лент. Для свайных фундаментов, подвергающихся аналогичному воздействию, в СП 24.13330.2011 также предусмотрен ряд рекомендаций.


2. Свайные фундаменты в условиях сейсмического воздействия

При проектировании свайных фундаментов (в том числе из винтовых свай), запланированных к эксплуатации в условиях сейсмического воздействия, необходимо учитывать требования раздела 12 «Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах» СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» к сейсмостойкому строительству.

Согласно нормативному документу:

заглубление свай при строительстве в подобных районах должно быть не менее 4 м.

ростверк под несущими стенами здания в пределах одного отсека должен быть непрерывным и расположен в одном уровне;

верхние концы свай должны быть жестко заделаны в ростверк.

Устройство безростверковых свайных оснований недопустимо.

Влияние сейсмических воздействий на работу свайных фундаментов учитывают с помощью понижающих коэффициентов условий работы.

В случае с фундаментом из винтовых свай, увеличение горизонтальных усилий при землетрясении, может быть нивелировано, если использовать модификации свай с двумя и более лопастями (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

Такие конструкции демонстрируют лучшее восприятие всех типов воздействий, благодаря рассчитанным на основании данных о грунтах расстоянию между лопастями, конфигурации, шагу и углу наклона лопастей. Моделирование винтовой сваи выполняется в системах автоматизированного проектирования, которые базируются на методе конечных элементов (МКЭ).

Проектирование оснований и фундаментов в сейсмических районах

При проектировании на просадочных грунтах в сейсмических районах на конструкции зданий и сооружений, в том числе на основания и фундаменты, наряду с постоянными, длительными и кратковременными нагрузками передаются особые нагрузки, вызванные неравномерными деформациями оснований вследствие просадок грунтов при их замачивании и сейсмическими воздействиями, т. е. по сути дела имеет место особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок и двух особых нагрузок.

В СНиП II-6-74 «Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия» содержится требование о том, что в особое сочетание нагрузок может включаться только одна из особых нагрузок. Но так как в данном случае ни одно из возможных особых воздействий, а именно, просадка грунтов в основании и сейсмика не может быть исключено из рассмотрения, в особое сочетание приходится одновременно включать особые нагрузки от сейсмических воздействий и просадок грунтов в основании. Подобный подход принят в СНиП Н-А. 12-69 «Нормы проектирования. Строительство в сейсмических районах» применительно к строительству в сейсмических районах на вечномерзлых грунтах с возможностью их оттаивания в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

Одновременный учет двух особых воздействий приводит к весьма существенному повышению нагрузок на здания и сооружения, к чрезмерному усложнению их конструкций, снижению возможностей архитектурно-планировочных решений. Поэтому при одновременном учете просадки грунтов в основаниях и сейсмических воздействий необходимо стремиться к тому, чтобы снизить влияние на конструкции зданий и сооружений каждого или одного из этих особых воздействий. Набор средств по учету сейсмических воздействий весьма ограничен и сводится, в основном, к применению различных конструктивных мероприятий. Поэтому при проектировании на просадочных грунтах в сейсмических условиях необходимо прежде всего рассматривать применение принципов обеспечения прочности и нормальной эксплуатации зданий и сооружений путем устранения просадочных свойств грунтов и прорезки их глубокими фундаментами.

При применении этих принципов особые нагрузки от просадок грунтов в основании практически отсутствуют и учитывается лишь снижение модулей деформации уплотненных, закрепленных грунтов при их возможном замачивании, а на площадках со II типом грунтовых условий дополнительные нагрузки на уплотненные, закрепленные массивы и сваи от сил нагружающего трения. В этом случае в особое сочетание нагрузок для конструкций зданий и сооружений будет входить по существу одна особая нагрузка от сейсмических воздействий.

При применении для обеспечения прочности и эксплуатационной пригодности комплекса мероприятий конструкции зданий и сооружений должны рассчитываться на нагрузки от возможных просадок грунтов в основании и сейсмических воздействий. Учитывая независимость возникновения этих воздействий, расчеты выполняют раздельно с определением максимальных значений в отдельных элементах конструкций изгибающих моментов, перерезывающих сил, растягивающих и сжимающих усилий.

Так как вероятность одновременного возникновения наиболее неблагоприятных условий по просадке грунтов в основании и сейсмике ничтожно мала, то вполне возможно рассматриваемые особые воздействия в данном случае учитывать раздельно. Это означает, что полученные расчетом дополнительные усилия от просадки грунтов и сейсмики не складываются, а принимаются максимальными по каждому из этих воздействий и с учетом возможных максимальных значений изгибающих моментов перерезывающих сил, сжимающих и растягивающих нагрузок проектируются соответствующие элементы конструкций зданий и сооружений. Аналогичным образом необходимые конструктивные мероприятия на просадку грунтов в основании и сейсмические воздействия не суммируются, а дополняются по соответствующим требованиям на каждое из этих воздействий.

Опыт проектирования и строительства жилых крупнопанельных зданий высотой 4—9 этажей с применением комплекса мероприятий в районах с 8—9-балльной сейсмичностью показывает, что использование этого принципа при возможных просадках грунтов от собственного веса до 20—40 см практически не приводит к усложнению конструкций зданий и повышению расхода металла, так как в основном на просадку грунтов используют имеющиеся запасы прочности отдельных элементов сейсмических зданий. При просадках грунтов от собственного веса более 20—40 см максимальные дополнительные усилия наблюдаются вследствие просадок грунтов, что приводит к дополнительному армированию конструкций и повышенному расходу металла. Поэтому область рационального применения комплекса мероприятий в сейсмических районах ограничивается возможными просадками грунтов от собственного веса до 20—40 см и достаточно прочными и жесткими конструкциями зданий.

Читайте также: