Сейсмические шкалы. Шкалы интенсивности землетрясения Сейсмическая интенсивность в баллах шкалы msk 64
Землетрясения различаются по силе и результатам воздействия на поверхность земли. И в науке неоднократно предпринимались попытки классифицировать их по по этим показателям.
В результате таких попыток были разработаны 12 бальные шкалы , основывающиеся на оценке воздействия их на поверхность земли.
12 бальная шкала оценки интенсивности землетрясений (в дальнейшем шкала землетрясений ) оценивает интенсивность землетрясения в баллах в данной точке, вне зависимости от мощности его в эпицентре.
Шкала Рихтера имеет другой подход и оценивает величину сейсмической энергии высвобождающейся в эпицентре землетрясения. Единица измерения сейсмической энергии — магнитуда .
12 бальная шкала землетрясений.
В 1883 году 12 бальная шкала землетрясений была разработана Джузеппе Меркали. Позже она совершенствовалась самим автором, а, в последствии, также Чарльзом Рихтером, (автором шкалы Рихтера) и получила название Модифицированная шкала землетрясений Меркалли.
Эта шкала землетрясений, на сегодняшний день, используется в США.
В СССР и Европе длительное время использовалась 12 бальная шкала землетрясений — MSK-64. По ней, так-же как и по шкале землетрясений Меркалли, интенсивность их измеряется в баллах, указывающих на интенсивность, характер и масштаб воздействия на поверхность земли, сооружения, людей и животных в данном районе.
Шкала землетрясений MSK-64 очень наглядна. И если мы слышим в средствах массовой информации о том, что произошло землетрясение силой в 6 баллов, то очень просто можем себе представить, что, согласно этой шкалы землетрясений, оно было сильным, его ощутили все люди. Многие из них выбежали на улицу. Отваливались куски штукатурки, а со стен падали картины.
Или землетрясение силой в 9 баллов можно представить себе как опустошительное, при котором были повреждены и разрушены каменные дома, а деревянные дома покосились.
Все просто и понятно.
При этом надо заметить, что по шкале землетрясений интенсивность их оценивается в определенной точке. Понятно, что в эпицентре, расположенном над очагом землетрясения и в отдаленной точке интенсивность его будет различна.
В 1988 году Европейский сейсмический комитет начал обновление шкалы землетрясений MSK-64 и в 1996 году обновленная шкала землетрясений под названием EMS-98 вместе с руководством по применению была рекомендована к применению. Эта шкала землетрясений также 12 бальная и принципиальных различий с другими шкалами землетрясений не имеет.
В Японии используется шкала землетрясений Японского метеорологического агентства. Она начинается с трех баллов, когда люди начинают ощущать точки.
В ней, в отдельных колонках описывается воздействие на людей, на обстановку внутри зданий и на улице. Высший балл этой шкалы землетрясений — 7.
От других шкал она так-же принципиально не отличается.
Шкала Рихтера. Магнитуда.
Нередко, в том числе и в средствах массовой информации, можно слышать о происшедшем где-либо землетрясении силой, к примеру, в 6 баллов по шкале Рихтера.
Это неверно. Шкала Рихтера описывает не интенсивность землетрясения, выраженную в баллах, а совершенно другую характеристику, выраженную в других единицах.
Шкала Рихтера оценивает величину высвободившейся сейсмической энергии в эпицентре по измеренной приборами амплитуде колебаний почвы дошедших в точку измерения. Выражается эта величина в магнитуде.
Сам Рихтер магнитуду любого толчка определял как: «логарифм, выраженной в микронах, амплитуды записи этого толчка, сделанной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии в 100 километрах от эпицентра».
Магнитуда высчитывается после измерения амплитуды на сейсмограмме. А при расчетах необходимо внести поправки: на глубину очага землетрясения, на то, что измерения были проведены нестандартным сейсмометром. Необходимо привести вычисления к измеренным на стандартном расстоянии 100 км то эпицентра.
Это непростые вычисления. И из-за перечисленных сложностей величины магнитуд, выданных различными источниками могут незначительно отличаться.
Но в целом они дадут объективную оценку мощности землетрясения.
Поэтому правильно будет сказать, что в определенном месте произошло землетрясение с магнитудой, скажем, -5, по шкале Рихтера.
Магнитуда , вычисленная в различных точках по шкале Рихтера будет иметь одно значение. Интенсивность толчков в баллах в различных точках будет различная.
В этом и состоит различие 12 бальной шкалы землетрясений и 9,5 бальной шкалы Рихтера, выраженной в магнитуде (шкала Рихтера имеет диапазон 1 — 9,5 магнитуды).
Не стоит путать (а в СМИ это случается сплошь и рядом) понятия шкала Рихтера и 12 бальная шкала землетрясений.
Интенсивность по шкале Рихтера определяется сразу по показаниям сейсмографов. Интенсивность в баллах определяется позже, по оценке воздействия на земную поверхность. Поэтому самые первые сообщения по оценке мощности толчков приходят именно по шкале Рихтера.
Как правильно сообщить об интенсивности толчков в магнитуде по шкале Рихтера?
Верное употребление — «землетрясение магнитудой 7 по шкале Рихтера».
Ранее, по недосмотру, применялось неправильное выражение — «землетрясение 7 баллов по шкале Рихтера».
Или так-же не правильно — «землетрясение 7 магнитуд по шкале Рихтера» или «магнитудой 7 баллов по шкале Рихтера».
Шкала Рихтера описывает мощность толчков в эпицентре, вне зависимости от условий и вводит в употребление единицу измерения мощности толчков — магнитуда. Другие шкалы описывают воздействие их на поверхность в различных местах в зависимости от условий, грунтов, пород, отдаленности от эпицентра и т. д.
По этой причине шкала Рихтера является самой объективной и научно обоснованной.
Шкала Рихтера (шутка)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Шкала сейсмической интенсивности
Издание официальное
Стшдфттфцм
ГОСТ Р 57546-2017
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институтом физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ФГБУН ИФЗ РАН), Федеральным государ* ственным бюджетным учреждением науки Институтом земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН ИЗК СО РАН). Центром службы геодинамических наблюдений в энергетической отрасли - филиалом ОАО «Институт Гидропроект» (ЦСГНЭО - филиал ОАО «Институт Гидропроект»). ООО «Инженерный иентр «Поиск», Федеральным государственным унитарным предприятием Научно-технический центр по сейсмостойкому строительству, инженерной защите от стихийных бедствий (ФГУП «НТЦ по сейсмостойкому строительству»), ООО «Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве» (ООО «ПНИИИС»), НП СРО «Ассоциация Инженерные изыскания в строительстве» (АИИС)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации» и ТК465 «Строительство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июля 2017 г. № 721-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. «р 162-ФЗ «О стандартизации е 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 е 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 ()
© Стандартинформ. 2017
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
ГОСТ Р 57546-2017
1 Область применения..................................................................1
3 Термины и определения...............................................................1
4 Обозначения и сокращения............................................................3
5 Общие положения....................................................................3
12 Использование сейсмологических данных для оценки сейсмической интенсивности
землетрясения.....................................................................12
13 Инструментальные инженерно-сейсмометрические данные................................13
Приложение А (справочное) Классификация землетрясений по интенсивности в шкалах ШСИ-17.
EMS-98. MSK-64.........................................................15
Приложение Б (справочное) Оценка интенсивности землетрясения по значениям параметров
колебаний грунта........................................................16
Приложение В (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции людей..........17
Приложение Г (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции предметов быта. .18
Приложение Д (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по средней степени
повреждения зданий.....................................................19
сооружений.............................................................20
и частоте повреждений на 1 погонный км....................................21
Приложение И (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции природных
объектов...............................................................22
макросейсмического поля для различных регионов............................26
Библиография........................................................................27
ГОСТ Р 57546-2017
Введение
Шкала сейсмической интенсивности (ШСИ-17) является результатом модернизации шкал MSK-64 (Шкала Медведева. Шпонхойера. Карника, версия 1964 г.). MCS (Шкала Меркалли. Канкани, Зибер-га), ММ (Модифицированная шкала Меркалли). EMS-98 {Европейская макросейсмическая шкала. вер-сия 1998 г.), ESI-2007 (Шкала сейсмической интенсивности по природным явлениям). Одновременно с гармонизацией с другими современными шкалами ШСИ отличается повышенной точностью оценок вследствие отказа от каких-либо допущений и предположений и перехода к статистическим оценкам. ШСИ относится к категории шкал интервалов, т.е. эту шкалу можно считать внутренне равномерной, и в ней допустимы все арифметические операции - нахождение среднеарифметического значения и стандартного отклонения, интерполяция и экстраполяция приращений интенсивности землетрясений.
Важнейшим преимуществом настоящей шкалы является наличие инструментальной части с использованием нескольких параметров сейсмического движения грунта, оцененных на основании реальных записей сильных движений грунта. С положениями настоящего стандарта должны быть гармонизированы следующие стандарты:
ГОСТ Р 53166-2008 Воздействия природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика землетрясения;
ГОСТ Р 22.1.06-99 Мониторинг и прогноз опасных геологических явлений и процессов. Общие требования:
ГОСТ Р 30546.1-98 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости.
ГОСТ Р 57546-2017
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Шкала сейсмической интенсивности
Earthquakes. Seismic intensity scale
Дата введения - 2017-09-01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методику определения интенсивности произошедшего землетрясения и прогнозирования возможных эффектов будущих землетрясений.
Настоящим стандартом надлежит руководствоваться при полевом обследовании территорий, подвергшихся воздействию землетрясений, а также для оценки сейсмической опасности территорий при общем сейсмическом районировании (ОСР). детальном сейсмическом районировании (ДСР). сейсмическом микрорайонировании (СМР). при оценке возможных параметров движения грунта при ожидаемых землетрясениях, при проектировании зданий и сооружений для строительства в сейсмических районах.
Настоящий стандарт предназначен для инженерных изысканий, выполняемых на всех этапах жизненного цикла зданий и других сооружений, а также технических изделий. Настоящий стандарт применяется при оценке возможных социально-экономических последствий землетрясений и для планирования спасательных и восстановительных работ.
2 Нормативные ссылки
8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки и следующие стандарты:
ГОСТ 25100 Грунты. Классификация
ГОСТ 31937 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
ГОСТ Р 54859 Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта а ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана осылка. то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
8 настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 афтершок: Повторный толчок, землетрясение меньшей магнитуды, возникающее в очаге главного толчка и его окрестности.
Издание официальное
ГОСТ Р 57546-2017
3.2 балл: Единица измерения сейсмической интенсивности по макросейсмическим и инструментальным наблюдениям.
3.3 главный толчок: Наиболее сильный толчок в группе близких в пространстве и времени землетрясений.
3.4 глубина очага: Глубина центра области, из которой выделилась сейсмическая энергия при землетрясении.
3.5 детальное сейсмическое районирование; ДСР: Определение интенсивности возможных сейсмических воздействий в баллах и параметрах сейсмических колебаний грунта в районах размещения существующих и проектируемых сооружений, предусматривающее проведение полевых исследований и изучение возможных источников сейсмических воздействий, представляющих потенциальную опасность для сооружений.
3.6 землетрясение: Колебания земли, вызванные внезапным высвобождением потенциальной энергии Земли.
3.7 интенсивность землетрясения: Мера сотрясения в баллах макросейсмичесхой шкалы.
3.9 класс объектов: Совокупность объектов внутри одной категории-сенсора, имеющих одинаковую среднюю реакцию на землетрясение.
3.10 косейсмическов явление: Явление в природной или искусственной среде, происходящее непосредственно во время землетрясения.
3.11 магнитуда землетрясения: Мера величины землетрясения, основанная в общем случае на оценках логарифма максимальной амплитуды колебаний грунта, соответствующего преобладающего периода, глубины очага и расстояния от эпицентра до пункта наблюдения.
3.12 макросейсмическая шкала: Шкала для определения эффекта землетрясений на поверхности Земли в баллах и для оценки ожидаемых эффектов при будущих землетрясениях.
3.13 макросейсмическое обследование: Изучение эффектов землетрясения по реакции категорий-сенсоров.
3.14 порог насыщения: Интенсивность сотрясения, при которой средняя реакция объектов данной категории-сенсора достигает максимального значения.
3.15 порог чувствительности: Минимальная интенсивность, при которой наблюдается реакция объектов данной категории-сенсора.
3.16 общее сейсмическое районирование; ОСР. Выделение в масштабах страны территорий, однородных с точки зрения сейсмической опасности, для целей плакирования развития регионов, размещения и проектирования объектов массового строительства, выполняемое в общем случае без проведения полевых работ.
3.17 очаг землетрясения: Область (объем) геологической среды, в которой происходят разрывы горных пород и высвобождение упругих напряжений.
3.19 постсейсмическое явление: Явление в природной или искусственной среде, происходящее вследствие землетрясения, но после тою. как завершились колебания.
3.20 рой землетрясений: Группа землетрясений, в которой нет выделяющегося магнитудой главною толчка, а присутствуют два и более землетрясения с близкими магнитудами.
3.21 сейсмическая опасность: Вероятность возникновения на определенной территории в течение заданного интервала времени сейсмических воздействий заданной интенсивности.
3.22 сейсмическое микрорайонирование; СМР: Оценка влияния локальных грунтовых условий и рельефа на параметры сейсмических воздействий.
3.23 сейсмичность: Распределение в пространстве и во времени очагов землетрясений разных магнитуд.
3.24 сейсмовыбросы: Подбрасывание в воздух грунта, камней, различных предметов при колебаниях грунта с ускорением, превышающим ускорение силы тяжести.
3.25 сейсмостойкость: Способность зданий и сооружений противостоять землетрясению с интенсивностью. при которой степень их повреждения (4) для данного класса сейсмостойкости в среднем равна 2. т.е. объект работоспособного технического состояния переходит в ограниченно работоспособное техническое состояние по ГОСТ 31937.
3.26 степень повреждения зданий и сооружений: Градация последствий сейсмических воздействий на здания и сооружения, определяемая как среднеарифметическое значение повреждений
ГОСТ Р 57546-2017
всех обследованных при различных землетрясениях зданий и сооружений одного класса сейсмостойкости. в шкале используют 6 степеней повреждений, включая нулевую (полное отсутствие каких-либо изменений).
3.27 форшок: Землетрясение меньшей магнитуды, возникающее в очаге основного толчка и его окрестности и предшествующее ему.
3.28 ширина импульса: Интервал времени между первым и последним моментами превышения огибающей половины максимальной амплитуды, который является параметром уравнения огибающей колебаний и служит мерой продолжительности колебаний.
3.29 шкала сейсмической интенсивности: Градация сейсмических воздействий по макросейс-мическим признакам.
4 Обозначения и сокращения
в настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:
/ - сейсмическая интенсивность, баллы:
PGA - пиковое ускорение грунта, см/с 2 ;
PGV - пиковая скорость колебаний грунта, см/с:
PGD - пиковое смещение грунта, см;
D 0 - остаточное смещение, см;
г п - статистическая оценка реакции на землетрясение категории-сенсора «Люди»;
г а - статистическая оценка реакции на землетрясение категории-сенсора «Предметы быта»;
т- ширина импульса (продолжительность колебаний);
d - степень повреждения зданий;
d ip6 - степень повреждения трубопроводных сооружений;
d, - степень повреждения транспортных сооружений;
о - стандартное отклонение;
MSK-64 - Шкала Медведева. Шпонхойера. Карника. версия 1964 г.;
MCS - Шкала Меркалли, Канкаки. Зиберга;
ММ - Модифицированная шкала Меркалли:
EMS-98 - Европейская макросейсмичесхая шкала, версия 1998 г.;
ES1-2007 - Шкала сейсмической интенсивности по реакции окружающей среды.
5 Общие положения
5.1 Настоящий стандарт устанавливает порядок получения оценки интенсивности произошедшего землетрясения в баллах по шкале сейсмической интенсивности (ШСИ-17). а также оценки возможных последствий будущих землетрясений. Оценка интенсивности землетрясения по ШСИ определяется по реакции категорий-сенсоров, по сейсмологическим (уравнение макросейсмичесхого поля) и инженерно-сейсмометрическим (инструментальным} данным.
5.2 Шкала сейсмической интенсивности характеризует эффект землетрясения в баллах от 1 до 12. Оценки интенсивности землетрясений по шкале ШСИ совпадают с оценками по шкалам MCS. ММ. MSK-64. EMS-98. ESI-2007 в пределах точности определений. Однако названия землетрясений для различных баллов вследствие языковых различий могут существенно различаться (см. приложение А).
5.3 Оценку интенсивности землетрясения по единичному объекту в пределах каждой категории-сенсора проводят по ею реакции в соответствии с таблицами, построенными по эмпирическим данным. При статистической обработке реакции множества объектов в пределах каждой категории-сенсора возможно получение дробных значений баллов. При этом целесообразно давать оценки по каждой категории-сенсору с округлением до 0.1 балла независимо от реальной точности оценок, чтобы округление проводилось только один раз после проведения CMP. С полученными оценками баллов допустимы все арифметические операции, в том числе нахождение средних значений и стандартных отклонений.
Чтобы получить статистически обоснованную оценку с десятыми долями балла, необходимо оценить реакцию не менее 10 объектов данного класса данной категории-сенсора. Если объектов недостаточно. оценку проводят с десятыми долями балла, а возникающую при этом погрешность учитывают весовой функцией.
ГОСТ Р 57546-2017
Отбор единичных объектов для каждой категории-сенсора следует проводить случайным образом.
Оценки интенсивности землетрясения, полученные по результатам макросейсмического обследования и по инструментальным данным, являются взаимодополняющими и их используют совместно.
5.5 Интенсивность землетрясения следует относить к единичному сейсмическому событию. Надлежит отдельно оценивать интенсивность главного толчка, его форшоков и афтершоков, отдельных землетрясений, образующих рой.
5.6 Следует уделять особое внимание сбору сведений о наличии и интенсивности атмосферных осадков в период, предшествовавший землетрясению, а также других явлений, влияющих на степень обводнения грунтов и. следовательно, на сейсмический эффект.
При оценке интенсивности землетрясений необходимо также учитывать наличие или отсутствие подрезки склонов, проявлений карстовых и иных процессов, которые могли повлиять на сейсмический эффект.
5.7 При оценке последствий землетрясений в соответствии с настоящей шкалой полученные ма-кросейсмичесхие и инструментальные оценки нельзя экстраполировать более чем на 0.5 км.
5.6 Оценку средней реакции для каждого класса (типа) внутри одной категории-сенсора рассчитывают по формуле
г*2(гД/п. (1)
где г - средняя реакция, которая для различных объектов-сенсоров может характеризоваться по-разному:
г. - реакция отдельного объекта; п - число обследованных объектов.
5.9 Итоговую оценку интенсивности землетрясения в баллах по всем использованным категориям-сенсорам вычисляют по формуле
где / - итоговое значение интенсивности землетрясения:
I, - оценка интенсивности землетрясения для каждой категории-сенсора /;
fj - весовая функция для каждой категории-сенсора /, определяемая в соответствии с 5.11.
5.10 Стандартное отклонение о
оМ = ± КЧ4 2 -1 2 ■ Щ -1 И 0 5 - (3)
где л, - количество обследованных объектов каждой категории-сенсора /, выбранных случайным образом.
Вблизи порогов чувствительности и насыщения (в пределах одного балла) стандартное отклонение увеличивается в полтора раза.
5.11 Эмпирические оценки весовой функции f для категорий-сенсоров «Люди», «Предметы быта», «Здания и сооружения», для которых применяются статистические методы обработки данных, приведены в таблице 1.
Оценки интенсивности по реакции категорий-сенсоров: «Транспортные сооружения». «Трубопроводы». «Природные явления» используются только при непредставительности других сенсоров.
Значения f для отдельных измерений параметров сейсмического движения грунта приводятся в соответствии с приложением Б.
Примечания
1 Здания и сооружения, прошедшие техническую инвентаризацию {паспортизация}, имеют весовую функцию. повышенную в 1.5 раза.
2 Если оценку проводят по произведению PGA-PGV. то оценки по PGA и по PGV в осреднении не участвуют.
ГОСТ Р 57546-2017
Таблица 1 - Весовые коэффициенты для категорий-сенсоров «Люди». «Предметы быта». «Здания и сооружения»
|
«Предметы быта» |
Здания и сооружения» |
|||||||
|
Класс а со- |
Интенсивность |
Класс а со- |
Интенсивность |
Класс а со- |
Интенсивность | |||
|
ответствии с |
землетрясения |
ответствии с |
землетрясения |
ответствии с |
землетрясения | |||
|
таблицей 2 |
таблицей 4 |
таблицей 6 | ||||||
5.12 Оценку возможных эффектов будущих землетрясений с использованием ШСИ проводят только для объектов, относящихся к вышеперечисленным категориям-сенсорам.
6 Категория-сенсор «Люди»
6.1 К категории-сенсору «Люди» относятся люди, которые находились на исследуемой территории в момент землетрясения вне помещений, на первом и цокольном этажах, при очень слабых интенсивностях также на верхних этажах 5*. 6-этажных зданий и способны дать какую-либо информацию о произошедшем землетрясении. К опросу следует привлекать как можно большее количество людей. Для получения информации можно пользоваться опросным листом.
6.2 8 зависимости от того, где во время землетрясения находились люди, чем они были заняты, а также от соотношения количества раненых и погибших, их относят к различным классам согласно таблице 2.
|
Условное обозначение классов |
|
|
При землетрясении |
|
|
Люди, находящиеся на верхних этажах 5-.6-этажных зданий | |
|
Люди, находящиеся в помещении на первом и цокольном этажах в покое | |
|
Люди в помещении на первом и цокольном этажах: спящие, движущиеся или занятые физическим трудом: люди вне помещений в покое | |
|
Люди вне помещения, едущие или занятые физическим трудом | |
|
Люди в движущемся транспорте: за рулем автомашины на хорошей дороге: пассажиры автобусов, троллейбусов, трамваев | |
|
После (вследствие) землетрясения |
|
|
Отношение количества раненых к количеству жертв | |
ГОСТ Р 57546-2017
6.3 Реакция отдельного человека (г„) на землетрясение определяется как при личном опросе, так и на основе опросных листов согласно таблице 3.
Таблица 3- Реакции отдельного человека г р категории-сенсора «Люди»
|
Описание реакции отдельного человека | |
|
Отсутствие реакции: не ощущает, не замечает, не реагирует | |
|
Слабое ощущение: ощущает слегка, испытывает легкое недоумение, не меняет поведение: если слал, то просыпается спокойно, не осознавая причины: за рулем движущегося автомобиля ощущает, но относит за счет неровностей дороги | |
|
Сильное ощущение: ощущает заметно: обращает внимание: мажет оценить направление, продолжительность и отдельные фазы колебаний: если спал, то просыпается с ощущением, что его разбудит: за рулем движущегося автомобиля ощущает несоответствие его поведения особенностям дороги | |
|
Испуг: пугается, но может оценить направление, продолжительность и отдельные фазы колебаний; за рулем движущегося автомобиля путается, начинает думать об аварии | |
|
Сильный испуг: сильно пугается, стремится выбежать из помещения, выбегает из помещения: ест был за рулем, то в испуге останавливает машину | |
|
Паника: теряет равновесие, не может стоять без опоры, впадает в панику, кричит | |
|
Отключение: полностью утрачивает осмысленность своего поведения, плохо реагирует на окружение, нарушается работа вестибулярного аппарата и органов зрения, в результате чего ударяется о стены. предметы. не попадает в двери, выпадает из окна и т.п.; впадает е оцепенение, теряет сознание | |
|
Примечание - Обязательно указывается место проведенных наблюдений, включая адрес и этаж. |
|
6.4 Отношение количества раненых к количеству жертв учитывают при землетрясениях интенсивностью 8 баллов и более.
6.5 Среднюю реакцию людей отнесенных к каждому классу категории-сенсора «Люди», приведенную в таблице 3, определяют согласно 5.8.
6.6 Переход от средней реакции каждого класса на сейсмическое воздействие (г п) к интенсивности землетрясения / определяют в соответствии с приложением В.
7 Категория-сенсор «Предметы быта»
7.1 К категории-сенсору «Предметы быта» относятся наиболее распространенные предметы домашнего обихода. Информацию о реакции предметов собирают при личном опросе жильцов и посредством опросных листов.
7.2 При оценке интенсивности землетрясения учитывают реакцию только предметов быта, находящихся на первом или цокольном зтажах здания. Только для интенсивности 1 балл используются наблюдения на верхних зтажах 5-. 6-этажных зданий.
7.3 В зависимости от вида предмета и его расположения предметы подразделяются на классы согласно таблице 4.
ГОСТ Р 57546-2017
Окончание таблицы 4
7.4 Реакцию отдельного предмета г п на землетрясение определяют при личном опросе населения и по опросным листам согласно таблице 5.
Таблица 5 - Реакция отдельного предмета категории-сенсора «Предметы быта»
7.5 Среднюю реакцию предметов каждого типа категории-сенсора «Предметы быта» (таблица 5) определяют согласно 5.5.
7.6 Переход от средней реакции предметов г п к интенсивности землетрясения / определяют е соответствии с приложением Г.
8 Категория-сенсор «Здания и сооружения»
8.1 К категории-сенсору «Здания и сооружения» относятся здания и сооружения, перечисленные в таблице 6. Настоящий стандарт не предназначен для определения интенсивности по реакции уникальных зданий и сооружений, гидроэлектростанций, плотин, а также атомных электростанций. Выбор зданий для обследования должен носить случайный характер.
Примечание - Если все здания подряд осмотреть не удается, следует испогъзовать алгоритм, обеспечивающий случайность выборки, например обследовать здания, номера которых делятся на 3.
8.2 Класс сейсмостойкости определяют в соответствие с таблицей 6.
Таблица б - Классы сейсмостойкости категории-сенсора «Здания и сооружения»
|
Характеристика здании и сооружений |
Условное |
|
Здания категории не ниже работоспособной: со стеками из местных строительных материалов: глинобитные без каркаса; саманные или из сырцового кирпича без фундамента; выполненные из окатанного или рваного камня на глиняном растворе и без регулярной (из кирпича или камня правильной формы) кладки в углах и т.п. Здания и сооружения ограниченной работоспособности категории технического состояния; саманные армированные с фундаментом, деревянные, рубленные «в лапу» или «в обло». из глиняного кирпича, тесаного камня или бетонных блоков на известковом, цементном или сложном растворе: сплошные ограды и стенки, трансформаторные киоски, силосные и водонапорные башни. |
ГОСТ Р 57546-2017
Окончание таблицы 6
|
Характеристика зданий и сооружений |
Условное обозначение классов сейсмостойкости |
|
Здания и сооружения категории не ниже работоспособного технического состояния: саманные армированные с фундаментом, деревянные, рубленные «в лапу» или «в обло». из жженного кирпича, тесаного камня или бетонных блоков на известковом, цементном или сложном растворе: сплошные ограды и стенки, трансформаторные киоски, силосные и водонапорные башни. Здания и сооружения категории не ниже работоспособного технического состояния: всех видов (кирпичные, блочные, панельные, бетонные, деревянные, щитовые и др.) с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 7 баллов, в т.ч. силосные и водонапорные башни, маяки, подпорные стенки, бассейны. Здания и сооружения ограниченной работоспособности категории технического состояния: здания и сооружения всех видов (кирпичные, блочные, панельные, бетонные, деревянные. щитовые и др.) с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 8 баллов, в т.ч. силосные и водонапорные башни, маяки, подпорные стенки, бассейны | |
|
Здания и сооружения ограниченной работоспособности категории технического состояния: всех видов (кирпичные, блочные, панельные, бетонные, деревянные, щитовые и др.) с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 9 баллов, в т.ч. силосные и водонапорные башни, маяки, подпорные стенки, бассейны | |
Примечания
1 Оцемси сейсмостойкости соответствуют нормативному техническому состоянию объектов по ГОСТ 31937.
2 Класс сейсмостойкости устанавливают с использованием результатов инженерного обследования последствий сигъных землетрясений, результатов сейсмо взрывных и вибрационных испытаний натурных объектов, расчетных оценок.
3 При сочетании в одном здании или сооружении признаков двух или грех классов здание в целом следует относить к слабейшему классу. Реакция уникальных зданий и сооружений на сейсмические воздействия не учитывается.
4 К одному классу отнесены здания и сооружения с одинаковой сейсмостойкостью независимо от материала и конструкции.
5 В обозначении класса С„ символ «л» - интенсивность землетрясения а баллах настоящей шкалы, при которой средняя степень повреждения зданий и сооружений данного класса d ■ 2 (см. таблицу 7).
6 При прочих равных условиях однотипные здания и сооружения, расположенные в одинаковых грунтовых условиях, вследствие случайных факторов могут получать повреждения различной степени, распределенные ло нормальному закону. Величина стандартного отклонения о(с/) = 0,75.
7 При средней повреждаемости d = 2 - 2,3 от общего количества зданий и сооружений получают степень повреждения d = 3.5.
8.3 При установлении класса сейсмостойкости необходимо учитывать:
а) поправку, учитывающую нерегулярность конструкции здания или сооружения, которая составляет:
1) при серьезном нарушении регулярности (здания Г-образной и П-образной формы) - минус 0.4.
2) при небольших нарушениях регулярности (различие в конструкции первого и последующих этажей) - минус 0.2;
б) поправку, учитывающую качество строительства, которая составляет:
1) при небольших нарушениях, отмеченных в акте приемки. - минус 0.2,
2) при плохом качестве работы, выявленном по результатам обследования. - минус 0.4:
в) поправку, учитывающую физический износ здания, которая составляет:
1) за первые 50 лет - минус 0.2,
2) за каждые следующие 10 лет - минус 0.1;
ГОСТ Р 57546-2017
г) поправку, учитывающую перенесенные зданием землетрясения проектной интенсивности (даже если никаких заметных повреждений не обнаружено), которая составляет:
1) за одно событие - минус 0.2.
2} за два события - минус 0.5.
3) за три события - минус 0.9.
8.4 Степень повреждения отдельных зданий и сооружений при землетрясении d определяют согласно таблице 7 по результатам обследования согласно ГОСТ 31937.
Таблица 7 - Реакция отдельного здания и сооружения категории-сенсора «Здания и сооружения»
|
Описание реакции отдельного здания и сооружения |
Степень повреждения d |
|
Отсутствие видимых повреждений. Сотрясение здания: сыплется пыль из щелей, оськтаются чешумси побелки | |
|
Слабые повреждения. Слабые повреждения отделки и ненесущих элементов здания или сооружения: тонкие трещины 8 штукатурке: откалывание небольших кусков штукатурки: тонкие трещины в сопряжениях перекрытий со стенами и стенового заполнения с элементами каркаса, между панелями, в разделке печей и дверных коробок, тонкие трещины в перегородках, карнизах. фронтонах, трубах. Видимые повреждения конструктивных элементов отсутствуют. Работоспособное техническое состояние по ГОСТ 31937 | |
|
Слабые повреждения. Слабые повреждения отделки и ненесущих элементов здания или сооружения: трещины а штухатурке: откалывание небольших кусков штукатурки; трещины в сопряжениях перекрытий со стенами и стенового заполнения с элементами каркаса, между панелями, в разделке печей и дверных коробок, трещины в перегородках, карнизах, фронтонах, трубах. Видимые повреждения конструктивных элементов отсутствуют. Ограниченно работоспособное техническое состояние по ГОСТ 31937 | |
|
Серьезные повреждения. Повреждения отделки и несущих элементов здания или сооружения: трещины в штукатурке: откалывание небольших кусков штукатурки; трещины в сопряжениях перекрытий со стенами и стенового заполнения с элементами каркаса, между панелями, в разделке печей и дверных коробок: трещины в перегородках, карнизах, фронтонах, трубах. Видимые повреждения конструктивных элементов. Аварийное состояние по ГОСТ 31937 | |
|
Значительные повреждения. Значигвгъные повреждения несущих элементов здания или сооружения. глубокие трещины в карнизах и фронтонах, падение дымовых труб. Значительные деформации и большие отколы бетона или раствора в узлах каркаса и в стыках панелей. Здание под снос | |
|
Разрушение. Обрушение несущих стен и перекрытия, полное обрушение здания или сооружения с потерей его формы | |
|
Примечание - В зданиях и сооружениях, возведенных с антисейсмическими мероприятиями, повреждения несущих и ненесущих элементов конструкций рассматриваются раздельно. |
|
8.5 Степень повреждения d зданий и сооружений каждого класса сейсмостойкости (таблица 6) и среднюю степень повреждения зданий и сооружений d cg определяют согласно 5.8.
8.6 Переход от средней степени повреждения зданий и сооружений <# ср к интенсивности землетрясения / определяют е соответствии с приложением Д.
9 Категория-сенсор «Транспортные сооружения»
9.1 Для оценки интенсивности землетрясений используют транспортные сооружения, подразделяемые на три типа (таблица 8) в зависимости от их исполнения.
Таблица 8 - Тил транспортных сооружений по исполнению
ГОСТ Р 57546-2017
Окончание таблицы в
9.2 Повреждения транспортных сооружений при землетрясениях подразделяются на пять степе» ней (таблица 9) в зависимости от их влияния на работоспособность транспортной системы.
Таблица 9 - Степень повреждений транспортных сооружений
|
Состояние сооружений |
повреждений |
|
Отсутствие повреждений, требующих введения ограничений на движение поездов, автомобилей и пешеходов | |
|
Повреждения, вызывающие необходимость введения ограничений на скорость движения транспортных средств и вес подвижного состава | |
|
Повреждения, требующие непродолжительного закрытия движения для выполнения ремонтных работ | |
|
Разрушение отдельных сооружений или их частей, требующее продолжительного закрытия движения для проведения восстановительных работ | |
|
Разрушение болев половины объектов транспортной инфраструктуры при возможности восстановления дороги на раздушенном участке | |
|
Полное разрушение сооружений, требующее при восстановлении дороги изменения трассы с обходом раздушенного участка |
9.3 Сейсмическую интенсивность оценивают в зависимости от категории транспортных сооружений по степени их повреждений по приложению Е.
10 Категория-сенсор «Трубопроводные сооружения»
10.1 К категории-сенсору «Трубопроводные сооружения» относятся магистральные и внутрипро-мысловые нефте- и газопроводы, продуктопроводы и водоводы (далее трубопроводы), подразделяющиеся по своим конструктивным решениям и используемым материалам на типы, перечисленные в таблице 10.
ГОСТ Р 57546-2017
10.2 Степень повреждения трубопроводных сооружений при землетрясении Таблица 11 - Реакция сооружений категории-сенсора «Трубопроводныесооружения)» Описание повреждений трубопроводов Реакция иа землетрясение d lpe медленных подземных Отсутствие повреждений Отсутствие повреждений Легкие повреждения: перекос рамных или стоечных опор стальных трубопроводов, несквозные трещины в железобетонных опорах с раскрытием трещины до 0.3 мм Легкие повреждения: небольшие лодвижхи и деформации трубопроводов, несквозные трещины на поверхностях неметаллических трубопроводов с раскрытием трещины до 02 мм Средние повреждения: значительное искривление стальных трубопроводов вдоль продольной оси. Одностороннее смещение трубопроводов на значительном протяжении. Деформации стенок трубопроводов. Сброс трубопроводов с опор без разрыва труб. Значительные деформации и разрушения опор Средние повреждения: потеря устойчивости стенок стальных трубопроводов (гофрообраэо-вание) Значительные деформации участков трубопроводов. Частичная разгерметизация раструбных стьков чугунных и неметаллических трубопроводов Тяжелые повреждения: разрывы стыков на стальных и пластмассовых трубопроводах. Сброс трубопроводов с опор с разрывами стыковых соединений. Падение или разрушение опор с разрывом труб Тяжелые повреждения, разрывы фланцевых стыков стальных и пластмассовых трубопроводов. Переломы керамических и асбоцементных трубопроводов. Образование сквозных трещин и переломов в железобетонных и чугунных трубопроводах. Разрушения раструбных и муфтовых стыков трубопроводов из гобых материалов 10.3 Интенсивность землетрясений в зависимости от степени и частоты повреждений трубопроводов на 1 км протяженности трубопровода определяют согласно приложению Ж. Категория-сенсор «Природные явления» может использоваться при оценке интенсивности землетрясений от 4 до 12 баллов в случаях, когда иные категории-сенсоры отсутствуют или непредставительны. а также в тех случаях, когда есть основания предполагать, что интенсивность землетрясений превышала порог насыщения иных категорий-сенсоров. 11.2 Природные явления, связанные с землетрясениями, разделяются на классы согласно таблице 12. Условное обозначение Изменения в режиме подземных вод (появление или исчезновение источников, изменение уровня или температуры подземных вод по показаниям очевидцев) Деформации е рыхлых грунтах по сейсмическим свойствам согласно строительным нормам и правилам , в том числе возникающие при разжижении грунтов на выровненных участках Смещения на естественных склонах, сложенных рыхлыми грунтами Смещения на естественных склонах, сложенных схагъными и пол/скальными грунтами Подвижки по тектоническим разрывам ГОСТ Р 57546-2017 Окончание таблицы 12 11.3 При оценке интенсивности землетрясений по сведениям о природных явлениях на поверх* ности земли их следует рассматривать в комплексе с уметом имеющейся информации о геолого-геоморфологических. гидрогеологических и метеорологических условиях в районе землетрясения. 11.4 При анализе природных явлений, связанных с землетрясениями, следует разделять косейс* мические и постсейсмические эффекты. 11.5 Реакции природных объектов на землетрясение в зависимости от его интенсивности I описаны в соответствии с приложением И. Приведенные в приложении И описания эффектов землетрясений могут применяться при оценке интенсивности как современных, так и доисторических землетрясений. 8 последнем случае необходимо уделять особое внимание доказательству сейсмогеиной природы исследуемых природных явлений. 11.6 Природные явления, связанные с землетрясениями, выявляются и описываются согласно таблице 12 и приложению И путем сопоставления материалов дистанционных съемок, выполненных до и после землетрясения, по результатам полевого обследования и опроса населения. 11.7 При описании природных явлений следует указывать их количественные параметры: длину и ширину трещин, протяженность разрывов и амплитуду смещений по ним. объем склоновых смещений и пораженность территории склоновыми процессами. Необходимо указывать категорию грунтов, в которых произошли деформации, по сейсмическим свойствам согласно строительным нормам и правилам . а также ГОСТ 25100. Необходимо устанавливать площадь массового распространения трещин, оползней, обвалов, сейсмодислокаций, связанных с разжижением грунтов, а также размеры территории, на которой проявляются тектонические площадные деформации (подкятия/опускания). Следует указывать, наблюдались ли описываемые эффекты очевидцами землетрясения или они являются остаточными деформациями, сохраняющимися после землетрясения. 11.8 При оценке интенсивности землетрясений, равной или превышающей 10 баллов, определяющим параметром является не только масштаб отдельных проявлений остаточных деформаций, но и площадь их распространения (см. приложение И). 11.9 Интенсивность землетрясений не следует оценивать по величине отдельных экстремальных проявлений остаточных деформаций грунтов (объемам оползней и обвалов, максимальным амплитудам смещений по разрывам, ширине единичных трещин и др.), так как они могут быть обусловлены неблагоприятным сочетанием ряда факторов, в результате чего их использование приведет к завышению интенсивности землетрясения. 12.1 Оперативные сведения о месте, силе и времени произошедшего землетрясения следует получать от геофизических организаций, а также от станций инструментального мониторинга. Оперативные оценки сейсмических эффектов предваряют специальные обследования в зоне стихийного бедствия. Оперативные оценки используются при планировании спасательных, аварийных и неотложных ремонтно-восстановительных работ, а также учитываются при внесении временных изменений в порядок движения поездов и автомобилей на железных, автомобильных и городских дорогах. Основным методом оперативных оценок является использование уравнения макросейсмического поля. ГОСТ Р 57546-2017 12.2 Для приблизительной оценки интенсивности произошедшего землетрясения /, баллы, долу* скается использовать уравнение макросейсмического поля / = аМ $ - Ь ig(W 2 ♦ Я 2) 0 - 5 + с. (4) где М 5 - магнитуда по поверхностным волнам; Н - глубина очага, км: R - эпицентральное расстояние, км; а. Ь. с - эмпирические коэффициенты. Полученная оценка соответствует грунтам II категории по сейсмическим свойствам согласно строительным нормам и правилам (таблица 1). 12.3 При использовании уравнения макросейсмического поля данные о магнитуде, глубине очага и эпицентральном расстоянии рекомендуется получать по данным Геофизической службы Российской Академии Наук. Допускается использовать значения параметров очага, определенные другими службами. 12.4 Оценки коэффициентов э. Ь и с в уравнении макросейсмического поля (4) для некоторых регионов приведены в приложении К. Для регионов, в которых отсутствуют оценки значений этих коэффициентов. надлежит использовать средние значения а = 1.5; 0 = 3,5; с - 3.0. Необходимо учитывать, что вблизи эпицентра оценки, получаемые по уравнению макросейсмического поля, в настоящее время ненадежны. 13 Инструментальные инженерно-сейсмометрические данные 13.1 Инструментальные инженерно-сейсмомстричоские данные применяются для оценки интенсивности землетрясения в баллах от 1 до 9.5. Интенсивности свыше 9.5 баллов вызываются не столько вибрациями грунта, сколько остаточными деформациями (во всех шкалах высокие интенсивности связывают с изменениями рельефа). При обработке инструментальных записей измеряют пиковую амплитуду колебаний PGA. PGV. PGD и ширину импульса (продолжительность) колебаний т. Во всех случаях используют максимальную горизонтальную компоненту записи. Определение интенсивности землетрясения проводится с учетом следующих параметров движения грунта: PGA. PGV. PGD. а также произведений PGA t 06 (аналог интенсивности по Ариасу) и PGA ■ PGV (мощность сейсмической волны). 13.2 Определение интенсивности на основании инструментальных данных проводят для дневной поверхности. 13.3 Среднеарифметические значения PGA. PGV. PGD, PGA т 0 5 . PGA PGV и соответствующие суммарные стандартные отклонения о(/) интенсивности и параметра, а также весовые функции / приведены в приложении Б. 13.4 Сейсмический эффект усиливается при совпадении преобладающего периода колебаний грунта и периода собственных колебаний сооружения. 13.5 Преобладающий период Т колебаний грунта (ускорения) грунта определяют по формулам: для дальней зоны (/ < 8) к) Г = 0,16M S ♦ 0,25 Ig Я ♦ С - 2.0 ± 0,2: (5) для ближней зоны (/ > 7) Ig Г = 0.33M S - 2.75 ± 0.2. (6) где M s - магнитуда землетрясения; R - кратчайшее расстояние от поверхности разлома, км; С - коэффициент, равный -0,10 для взбросов. 0.00 - для сдвигов. 0,10 - для сбросов. 13.6 Определение периодов тона собственных колебаний зданий и сооружений до и после землетрясений осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 54859. 13.7 Продолжительность колебаний (ускорения) грунта определяют по формулам: для дальней зоны (/ < 8) Ig т = 0.16M S + 0.5 Ig R * C s ♦ C G - 1.39 ± 0.3; (7) ГОСТ Р 57546-2017 для ближней зоны {/ > 7} Ig т - 0.33JW S -1.63 ± 0.3. где M s - магнитуда; R - кратчайшее расстояние до поверхности разлома, км; C s - коэффициент, равный -0.25 для взбросов. 0.00 - для сдвигов и 0,25 - для сбросов; C G - коэффициент, равный -0.15 для грунтов 1-й категории. 0.00 - для грунтов 2-й категории и 0.4 - для грунтов 5-й категории. ГОСТ Р 57546-2017 Приложение А (справочное) Классификация землетрясений по интенсивности в шкалах ШСИ-17. £MS-98, MSK-64 Таблица А.1 Интенсивность землетрясения. Характеристика по ШСИ-17 Характеристика no EMS-96 Характеристика no MSK-64 Неощутимое Неощутимое Едва заметное Едва ощутимое Ощутимое Largely observed Заметное Умеренное Пробуждение Значительное Slightly damaging Поережедния зданий Очень сильное Heavily damaging Сильные повреждения зданий Разрушительное Всеобщие повреждения зданий Катастрофическое Very destructive Всеобщие разрушения зданий Опустошительное Катастрофа Сильнейшая природная катастрофа Completely devastating Изменения регьефа ГОСТ Р 57546-2017 Приложение Б (справочное) Оценка интенсивности землетрясения по значениям параметров колебаний грунта Таблица Б.1 - Эмпирические значения параметров движений грунта при интенсивностях землетрясения 5 баллов и менее, стандартные отклонения о(/). соответствующие случайным вариациям параметров и интенсивности. весовые функции f PGA - т °" s . см/с 1 - 5 PGA PGV. см 2 *: 3 Таблица Б.2 - Значения параметров движений грунта в инженерном диапазоне интенсивности землетрясения (/ = 5.5 - 9.5). стандартные отклонения я(/). соответствующие случайным вариациям параметров и интенсивности. весовые функции f Параметр Интенсивность землетрясения /. баллы PGA-т 0 - 6 , сы/с 1 - 5 PGA - PGV. сы 2 /с 3 Примечания 1 PGA. PGV. PGD - средние значения пикового ускорения, скорости и смещения, поэтому при использовании этих величин следует применять и среднюю величину продолжительности г = 5 с. 2 Значения PGD могут быть несколько заниженными, поскольку частотные характеристики акселерометров не рассчитаны на регистрацию больших периодов. 3 В таблицах Б.1 и Б.2 приведены средние значения соответствующих параметров. Оценки интенсивности с округлением до 0.1 балла для осреднения с макросейсмическими оценками интенсивности проводят по формулам: / = 2.50 Ig(PGA) + 1.89 ±0.6: (Б.1) / *2.13 lg(PGV) + 4.74 ± 0.55; (Б.2) / = 1.47 Ig(PGD) + 6.26 ± 0.7: (Б.З) / = 2.5 lg(PGA) + 1,25 Igr+1.05 ±0.35; (Б.4) / * 1.325 Ig(PGAPGV) ♦ 2.83 ± 0.26. (Б.5) ГОСТ Р 57546-2017 Приложение В (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции людей Таблица В.1 Интенсивность землетрясения!, баллы Реакция людей на землетрясение Прочие признаки Средняя оценка реакции г п Ощущается отдельными людьми, находящимися на верхних этажах 5- и 6 - этажных зданий Ощущается отдельными людьми. находящимися в покое е помещениях. Не ощущается вне помещений Ощущается большинством людей, занятых какой-либо деятельностью внутри зданий. Некоторые люди, находящиеся в покое, чувствуют покачивание и/или летков дрожание. Не ощущается людьми, находящимися на улице Колебания схожи с сотрясениями от движения легкого транспорта, часто не ощущаются как землетрясение 0.1-ОД 0,2 = О- 1 Многие люди, находящиеся в зданиях, и некоторые, находящиеся на улице, ощущают легхое дрожание или покачивание. Некоторые люди, находящиеся в зданиях, просыпаются. Люди, находящиеся е стоящих автомобилях, могут почувствовать толчки. Уровень сотрясений не пугает Колебания схожи с сотрясениями от движения тяжелого грузовика 0,1 = 1.0. г„ 2 -0.5. 0,3 “ 0.05 В помещении ощущается всеми, на улице - некоторыми. Отдельные люди пугаются и выбегают на улицу. Многие спящие просьлаются. Многие люди в автомобилях чувствуют толчеи Ощущается сотрясение здания в целом 0,1 = 2.2; 0,2-0,3-ОД Ой-0.05 Ощущается всеми внутри зданий, в автомобилях и многими снаружи. Некоторые люди теряют равновесие. Многие пугаются и выбегают на улицу 0,1 “ЗА 0,2 s2 -* 0,3“ 1А 0,4 = О- 5 Большинство людей пугаются и выбегают из здания. Многим в помещении трудно стоять 0,1 = 4*5; 0й “ 4Д 0,3 = 3 -4: 0,4-I* Многим людям трудно стоять даже на улице. Отношение количества раненых к количеству погибших 5,5-18; среднее значение 10* 0и = 5А Ой-5.0: 0,3 “4.8; 0,4 “ 3.7 Отношение количества раненых к количеству жертв 1.8- 5,4; среднее значение 3’ Отношение количества раненых к количеству жертв 0.7- 1.4; среднее значение 1.0* * Оценки для случаев преобладания зданий класса С7 (см. таблицу 6 настоящего стандарта). ГОСТ Р 57546-2017 Приложение Г (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции предметов быта Таблица Г.1 Сейсмическая интенсивность 1. баллы Реакция предметов на землетрясение Прочие призмам Средня* оценка реакции г п На первом и цокольном этажах не реагируют Отдельные висячие предметы слегка покачиваются Некоторые висячие предметы раскачиваются; отдельные неустойчивые предметы сдвигаются "пт = 0Д г„ 2 = 0.05 Многие висячие предметы раскачиваются: некоторые неустойчивые предметы сдвигаются. Отдельные устойчивые предметы сдвигаются Легкий схрип полов и стен: заметно легкое колебание жидкости в открытых сосудах. Дребезжание окон, стекол шкафов. посуды, легкое колебание жидкости в открытых сосудах /in = 0.9. "„2 = 0.3. / „* = 0.05 Большинство висячих предметов сильно раскачивается: многие неустойчивые предметы сдвигаются, отдельные падают: некоторые устойчивые предметы сдвигаются В отдельных случаях останавливаются маятниковые часы, распахиваются и захлопываются незапертые двери и окна, из наполненных открытых сосудов слегка выплескивается жидкость г„, = 1.7. "„2 = 0.9. "„а* 0 - 3 -"„4 = 0.05 Большинство неустойчивых предметов сдвигается, падает; многие устойчивые предметы сдвигаются. Отдельные устойчивые тяжелые предметы сдвигаются Звон малых колоколов г„ 2 = 1.8. "„3=1-0-"„4 = 0-2. "„ 5 = 0.05 Большинство устойчивых предметов сдвигается: многие тяжелые устойчивые предметы сдвигаются: отдельные малоподвижные устойчивые предметы сдвигаются На высоких звонницах звон больших колоколов "„3=1-8. "М=1.0. "„6 = 0.2 Большинство тяжелых устойчивых предметов сдвигается; многие малоподвижные предметы сдвигаются Телеграфные столбы отклоняются от вертикали "п4=1-8. "„5=1-0 Большинство малоподвижных предметов сдвигается У деревьев ломаются сучья ГОСТ Р 57546-2017 Приложение Д (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по средней степени повреждения зданий Таблица Д.1 Примечание - Приведенные значения средних степеней повреждения соответствуют зданиям работоспособного технического состояния по ГОСТ 31937. ГОСТ Р 57546-2017 Оценка интенсивности землетрясения по реакции транспортных сооружений Таблица Е.1 Примечание - Сооружения, имевшие до землетрясения предаварийное состояние, а также ограничения на вес и скорость движения транспортных средств в связи со значительным физическим износом (ограниченно-работоспособным состоянием), при оценке сейсмической интенсивности не рассматриваются. ГОСТ Р 57546-2017 Оценка интенсивности землетрясения по реакции трубопроводов и частота повреждений на 1 погонный км Таблица Ж.1 Сейсмическая интенсивность /, баллы Реакция трубопроводов {количество повреждении на 1 погонный км) Тип трубопроводов А (подземные) Б (подземные) в (подземные) Г (надземные) Примечание - Табличные значения относятся к подземным трубопроводам со сроком эксплуатации не более 30 пет. надземным - не бопее 40 лет. ГОСТ Р 57546-2017 Приложение И (обязательное) Оценка интенсивности землетрясения по реакции природных объектов Таблица И.1 Сейсмическая интенсив" пасть /. баллы природного Явлений на поеерхносги земли не отмечается Иногда наблсдается изменение дебита источников В водоемах со стоячей водой регистрируются сантиметровые сейши Заметное изменение дебита источников В рыхлых водонасыщенных грунтах по берегам водоемов возможно образование видимых трещин шириной до 5 см В горных районах наблюдаются небольшие камнепады В водоемах со стоячей водой наблюдаются сейши высотой до 10 см Заметное изменение дебита источников и колебания уровня воды в колодцах В рыхлых грунтах происходит образование видимых трещин шириной до первых десятков сантиметров, незначительные оползни на беретах рек и каналов: возможно разжижение грунтов и выброс водонэсыщенных лесков В горных районах имеют место оползни до нескольких тысяч кубометров В горных районах происходят камнепады и обеагы объемом до нескольких сотен кубометров На поверхности водоемов - сейши высотой до десятков сантиметров, а также выплескивание воды из замкнутых водоемов Могут исчезать или появляться новые источники: изменяться дебит источников и уровень воды в колодцах В рыхлых грунтах образуются трещины (в редких случаях шириной до метра), оползни на крутых берегах водоемов, может происходить разжижение грунтов и выброс водонэсыщенных леске» Образуются оползни объемом до 100000 м 3 В горных районах происходят камнепады, иногда обвалы объемом до первых тысяч кубических метров В эпицентральных зонах возможны подвижки по тектоническим разрывам на протяжении несхольких километров. Остаточные деформации D 0 (амплитуды смещений) до нескольких десятков сантиметров На поверхности водоемов происходит большое волнение, вода мутнеет от ила. крайне редко наблюдается фонтанирование. На поверхности замерзших водоемов может происходить растрескивание, реже торошение льда На выровненных, хорошо просматриваемых участках во время землетрясения могут наблюдаться земляные волны ГОСТ Р 57546-2017 Продолжение таблицы И. 1 Сейсмическая интенсивность /. баллы природного Описание сейсмичесшк эффектов В рыхлых грунтах образуются трещины шириной до 1 м. Наблюдается выброс водонэсыщенкых песков с образованием грифонов В равнинных районах происходят оползни на крутых склонах, осовы и оползни лессов и лессовидных суглинков на пологих склонах. В горных районах происходит массовое образование оползней, крупнейшие из которых иногда достигают в объеме первых миллионов кубических метров В горных районах много обвалов, может происходить формирование оползней скальных грунтов объемом до первых миллионов кубических метров В эпицентральных зонах могут происходить подвижки по тектоническим разрывам на протяжении до первых десятков километров и с амплитудами смещений (0 0) до 1 м Возможны поднятия и опускания поверхности (D 0) на площади в несколько квадратных километров с величиной смещения до 1 м. обычно на территориях, примыкающих к выходу на дневную поверхность тектонических разрывов На поверхности водоемов возникают большие волны, вода мутнеет от ила. редко происходит фонтанирование. На поверхности замерших водоемов наблюдается сигъное растрескивание и торошение лада. Возникают деформации дожых осадков На выровненных участках во время землетрясения могут наблюдаться земляные волны Изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах, исчезают ранее существовавшие и появляются новые источники. Может изменяться температура воды в источниках Происходит массовое развитие трещин шириной до 1 м и иногда более в рыхлых грунтах, разжижение грунтов, образование грязевых и песчаных вулканчикоа (грифонов) и просадок Имеют место значительные оползневые деформации на берегах естественных и искусственная водоемов в равнинных районах. Массовые обвалы покровных и схатъных грунтов в горных районах: при этом объем отдельных оползней может достигать десятков и сотен миллионов кубических метров, возможно до первых кубических километров Могут происходить подвижки по тектоническим разрывам (D 0) на протяжении десятков (до 100) километров с амплитудой до нескольких метров Могут возникать поднятия и опускания (D 0) до иесжольхих метров в зонах протяженностью до десятков километров и шириной до первых километров, обычно примыкающих к выходу на поверхность тектонических разрывов На поверхности водоемов наблюдаются волны, вода мутнеет от ила. возможно фонтанирование, весьма часто значительное. Происходит массовое растрескивание и торошение льда на поверхности замерзших водоемов и возникают значительные деформации донных осадков Возможно подбрасывание камней и валунов Во время землетрясения на выровненных участках наблюдаются хорошо выраженные земляные волны Изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах, исчезают ранее существовавшие и появляются новые источники. Может изменяться температура воды в источниках ГОСТ Р 57546-2017 Продолжение таблицы И. 1 Сейсмическая митенсна-пость /. баллы природного Описание сейсмических эффектов Происходит массовое развитие трещин шириной до 1 м и более в рыхлых грунтах. Имеют место многочисленные выбросы песка, фонтанирование грунтовых вод. значительные просадки водонасыщенных грунтов, иногда приводящие к наводнениям в равнинных районах; происходит разжижение грунтов со значительным содержанием гравия и гальки Наблюдаются многочисленные. ино1да крупные, оползни в равнинных районах; многочисленные обвалы и оползни покровных и скальных грунтов, каменные и земляные лавины в горных районах. Отдельные скальные оползни могут достигать объема до нескольких кубических километров В эпицентральных зонах происходят подвижки по тектоническим разрывам (0 о) на протяжении до 100 км с амплитудой до 10 м Имеют место тектонические поднятия и опускания (О^) территории на площади 10 2 -10 3 км 2 с амплитудой до нескольких метров На поверхности всех водоемов возникает сильное волнение, вода мутнеет от ила. наблюдается фонтанирование. Повсеместно наблюдаются массовое растрескивание и торошение льда на поверхности замерзших водоемов и значительные деформации в донных осадках Происходит подбрасывание камней и валунов, образование сейсмовыбросов Во время землетрясения на выровненных участках наблюдаются хорошо выраженные земляные волны, которые могут сохраняться в виде остаточных деформаций Примечание - Площадь, на которой наблюдаются заметные нарушения на поверхности земли (типы ПЯ-2 - ПЯ-5. ПЯ-7). составляет 100-1000 км 2 . Изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах, исчезают ранее существовавшие и появляются новые источники. Может изменяться температура воды а источниках Имеют место большие деформации покровных и скальных грунтов, многочислен->*№ крупные обвалы и оползни, большие наводнения, связанные с разжижением грунтов, просадками и выбросами. Разжижение проявляется в грунтах со значительным содержанием гальки В эпицентральных зонах происходят подвижки по тектоническим разрывам (О^) на протяжении до нескольких сотен километров с амплитудой подвижек до 10-15 м Тектонические поднятия и опускания (£> 0) с амплитудой до нескольких метров на площади 10 s -10 4 км 2 На поверхности водоемов наблюдаются волны, вода мутнеет от ила. возможно фонтанирование. Происходят массовое растрескивание и торошение льда на поверхности замерзших водоемов и значительные деформации в донных осадках Происходит подбрасывание камней и валунов, образование сейсмовыбросов, может происходить скалывание вершин гор Во время землетрясения наблюдаются хорошо выраженные земляные волны, которые могут сохраняться в виде остаточных деформаций Примечание - Площадь, на которой наблюдаются заметные нарушения на поверхности Земли (типы ПЯ-2 - ПЯ-5. ПЯ-7). составляет 10 3 -10 4 км 2 . Оценка интенсивности таких землетрясений требует специального исследования. ГОСТ Р 57546-2017 Окончание таблицы И. 1 ГОСТ Р 57546-2017 Средние значения коэффициентов в уравнении макросейсмического поля для различных регионов Таблица К.1 Примечание - Значения коэффициентов могут различаться в различных направлениях. ГОСТ Р 57546-2017 Библиография (1] Строительные нормы и правила Строительство в сейсмических районах СНиП 11-7-81* ГОСТ Р 57546-2017 УДК 69*699.841:006.354 ОКС 91.100.10 Ключевые слова: землетрясения, шкала сейсмической интенсивности, макросейсмическая шкала, сейсмостойкость, сейсмическое воздействие, степень повреждения, преобладающий период колеба* ний. продолжительность колебаний, ускорение, скорость, смещение, мощность, энергия Редактор П.И. Нахимова Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор С.И. Фирсова Компьютерная верстка ДА Круговой Сдано в набор 21.07.2017. Подписано а печать 03.03.2017. Формат 00*84 Vg. Гарнитура Ариап. Уел. печ. п. 3.72. Уч.-изд. л. 3.36. Тираж 23 м>. Зак 1267. Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта Издано и отпечатана во ФГУП «СТАНДАРТИКФОРМ». 123001 Москва. Гранатный пер.. 4 wwwgoslinroru info@gostinforu — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире. Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении . Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии. Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз. Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом: Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами. При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению. Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла. Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности. Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам . В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала. 1. Классификация,
принятая в шкале
Типы сооружений:
Здания, возведенные без необходимых
антисейсмических мероприятий. Тип А - здания из ровного камня,
сельские постройки, дома из кирпича - сырца,
глинобитные дома Количественные характеристики: Классификация повреждений:
Группировка признаков шкалы
2. Интенсивность (в баллах)
I балл. Неощутимое землетрясение.
II балла. Едва ощутимое землетрясение.
III балла. Слабое сотрясение.
IV балла. Заметное сотрясение.
V баллов. Пробуждение.
VI баллов. Испуг.
VII баллов. Повреждение зданий.
VIII баллов. Сильное повреждение зданий.
IX баллов. Всеобщие повреждение зданий.
X баллов. Всеобщие разрушения зданий.
XI баллов. Катастрофа.
XII баллов. Изменение рельефа.
ГОСТ Р 53166-2008 Группа Т51 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Influence of environmental conditions appearing in nature on the technical products. Overall performance. Earthquakes Дата введения 2009-07-01 Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" , а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения" 1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 "Внешние воздействия" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 "Внешние воздействия" 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 декабря 2008 г. N 605-ст 4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60721-2-6:1990 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Вибрация и удар землетрясений" (IEC 60721-2-6:1990 "Classification of environmental conditions - Part 2: Environmental conditions appearing in nature - Earthquake vibration and shock") с дополнениями, отражающими потребности национальной экономики (выделены курсивом): уточнением области применения стандарта; введением нового понятия "количественные шкалы интенсивности" и его описания; уточнением описания спектра ответа; введением и описанием понятия "спектр воздействия"; характеристикой стандартов, устанавливающих требования к сейсмостойкости изделий и методам испытаний на сейсмостойкость, и их положительными отличиями от международных. 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Введение Настоящий стандарт входит в комплекс стандартов, определяющих требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части внешних воздействующих факторов. Настоящий стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов (далее - изделия). Настоящий стандарт устанавливает описание явления землетрясения как природного внешнего фактора и приводит способы преобразования этого описания применительно к возможности установления требований к сейсмостойкости изделий и к методам испытаний изделий на сейсмостойкость. В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
____________________ 3.1 В настоящем стандарте применены термины, относящиеся к общим понятиям, в областях:
3.2 Термины, используемые в настоящем стандарте, в основном определены в настоящем разделе. Дополнительные пояснения к этим терминам приведены в приложении А.
3.2.1
Примечание - Наименование термина в некоторых научных работах - спектр реакции; нормативных документах (до 1990 г.) - "спектр отклика". 3.2.2
спектр воздействия:
Совокупность абсолютных значений максимальных амплитуд ускорения, скорости или перемещения при соответствующих частотах синусоидальной вибрации, воздействующих на изделие.
3.2.3
спектр воздействия землетрясения:
Спектр воздействия, для которого спектр ответа является спектром ответа акселерограммы землетрясения.
3.2.4
осциллятор:
Линейно-упругая система с одной степенью свободы, обладающая заданным значением собственной частоты и относительного демпфирования.
3.2.5
Очаг и гипоцентр землетрясения:
3.2.5.1
очаг [центр] землетрясения:
Объем геологической среды, где происходят разрывы пород и сброс накопленных упругих напряжений, в результате чего высвобождается значительное количество энергии, которое обусловливает энергию сейсмических волн и магнитуду землетрясения.
3.2.5.2
гипоцентр [фокус]:
Точка начала перемещения разрыва горных пород.
3.2.6
эпицентр землетрясения:
Проекция гипоцентра (или очага с учетом 3.2.5.2, примечание) на место на земной поверхности, расположенное непосредственно над гипоцентром (очагом) землетрясения.
3.2.7
стационарный случайный сигнал [воздействие]:
Сигнал [воздействие], основные параметры которого (например, амплитуда - ее среднее значение и дисперсия, спектр) остаются неизменными в течение всего промежутка времени наблюдения.
3.2.8
магнитуда землетрясения:
Условная количественная величина для сравнительной оценки выделившейся в очаге землетрясения общей энергии, представляющая собой десятичный логарифм амплитуды максимального колебания грунта, записанного на сейсмограмме, при прохождении сейсмической волны определенного типа с вводом стандартной поправки на расстояние до очага и на типы породы по пути прохождения волны.
Воздействие землетрясений представляет собой вибрации, которые могут быть смоделированы как случайные процессы и могут влиять на изделия, вызывая напряжения различных видов. 4.1 Происхождение и распространение землетрясений
4.2 Последствия землетрясений
4.3 Фундаменты изделий
4.4 Изделия в зданиях и сооружениях
В сейсмологии землетрясения классифицируют с помощью различных шкал, которые могут быть двух видов: шкалы интенсивности и шкалы магнитуды (магнитудные шкалы). Модифицированная шкала Меркалли Приблизи- Эффективное пиковое уско- рение (ЭПУ) по
ГОСТ 30546.1 , (см. примечание 2), м/с
Приблизительный уровень ускоре- ния по модифици- Зона сейсмич- ности, (см. примечание 4) Не ощущается Ощущается людьми в состоянии покоя или на верхних этажах Подвешенные предметы качаются; легкая вибрация Вибрация как от тяжелого грузовика; окна и посуда дребезжат; качаются стоящие автомобили Чувствуется вне помещения; спящие просыпаются; маленькие предметы падают; висящие картины двигаются Ощущается всеми; падает фурнитура; разрушения: стеклянные предметы разбиваются, предметы падают с полок, штукатурка лопается 0,5(0,3-0,6)
Ощущается в движущихся автомобилях; потеря равновесия в положении стоя; самопроизвольный звон церковных колоколов; разрушения: сломанные трубы и архитектурные украшения, падение штукатурки, сломанная фурнитура, множественные трещины в штукатурке и каменной кладке, некоторые обрушения в глинобитных домах 1 (0,61-1,20)
Опасность при управлении движущимся автомобилем; падение веток деревьев; разломы в водонасыщенных грунтах; разрушения: подвесные водные резервуары, монументы, глинобитные дома; ощутимые разрушения средней тяжести: кирпичные конструкции, каркасные дома (без фундамента), ирригационные сооружения, дамбы 2 (1,21-2,40)
"Песчаные воронки" в насыщенных песками городах; обвалы; разломы в Земле; разрушения: неармированная кирпичная кладка; ощутимые разрушения средней тяжести: недостаточно армированные бетонные конструкции, подземные трубопроводы 4 (2,41-4,80)
Широко распространенные обвалы и повреждения грунта; разрушения: мосты, тоннели, некоторые армированные бетонные конструкции; ощутимые разрушения средней тяжести: большинство зданий, дамбы, железнодорожные пути Не нормированы
Постоянные разрушения на поверхности Земли Почти полные разрушения Примечания
Условное наименование величины событий
Ориентировочное соотношение величин
и
для мелкофокусных очагов землетрясений
Интервал магнитуд
, по Рихтеру, единицы, в очаге
Интенсивность
, по шкале MSK-64, баллы, на поверхности
Слабые
Умеренные
Сильные
Очень сильные
9-10
Катастрофические
11-12
6.0 Общее положение
6.1 Спектр ответа
Первоначальная амплитуда ускорения Рисунок 1 - Запись ускорений землетрясения в долине Сан Фернандо (1971 г.) На рисунке 2 приведена модель построения спектра ответа. Зафиксирован ответ (на первоначально воздействующую частоту) осциллятора, обладающего фиксированной собственной частотой (1 до ) и определенным значением демпфирования. В целом амплитуда ответа осциллятора окажется больше, продолжительнее и жестче, чем реально возбужденные для каждого случая на собственной частоте осциллятора амплитуды. Первоначальная амплитуда ускорения; - амплитуда спектра ответа; - демпфирование; - собственные частоты различных осцилляторов; - частота; - жесткость; - масса; - время Рисунок 2 - Модель для составления обобщенного спектра ответа 6.2 Обобщенный спектр ответа
Амплитуда спектра ответа; - амплитуда спектра перемещения; - амплитуда спектра скорости; - частота; - продолжительность периода (обратная величина частоты) Рисунок 3 - Обобщенный спектр ответа для землетрясения в долине Сан Фернандо (1971 г.) для значений относительного демпфирования 0,2%, 5% и 10% (графики сверху вниз) Достаточное число обобщенных спектров ответа, полученных по результатам различных землетрясений, описывает ожидаемое сейсмическое воздействие для различных районов. 6.3 Спектр ответа для требований
к изделиям
Амплитуда спектра ответа; - амплитуда спектра перемещения; - амплитуда спектра скорости; - частота Рисунок 4 - Пример спектра ответа для требований Примечание - Соотношения между скоростью, ускорением и перемещением на рисунках 3 и 4 приведены для низких значений относительного демпфирования. Эти приблизительные соотношения применяют для сравнения относительного спектра ответа скорости, абсолютного спектра ответа ускорения и относительного спектра ответа перемещения. Рисунок 5 - Цифровая трехкомпонентная акселерограмма движений грунта под сейсмостанцией "Москва" во время Вранчского землетрясения 27 октября 2004 г. (магнитуда
5,9) и фрагмент вертикальной составляющей акселерограммы при самом сильном за последние 60 лет Вранчском землетрясении 4 марта 1977 г. с
7,4 (внизу). Указано время прихода на центральную сейсмическую станцию "Москва" продольных (), поперечных () и поверхностных сейсмических волн Лява () и Релея (). Сейсмометрическая аппаратура станции расположена в подвальном помещении на глубине 4 м от земной поверхности, где E-W - восток-запад; N-S - север-юг; Z - вертикальная составляющая
Рисунок 6 - Обобщенные спектры ответа для горизонтального направления, 9 баллов в соответствии с или при нулевой отметке ____________________ Различные зоны активности землетрясений, указанные в таблице 1, приведены на карте мира (рисунок 7). Эта карта является примером сравнительно приблизительного районирования. Для многих регионов разработаны более точные карты с указанием повторяемости землетрясений, например в , [
] и .
Рисунок 7 - Зоны активности землетрясений ____________________ Приложение А
____________________ А.1 Пояснение к 3.2.5
А.2 Пояснение к 3.2.6
А.2.1 Понятие "эпицентр" может быть применено при взрыве. Место, где произошел взрыв, называют "центром взрыва" или "местом взрыва". При подземном или надземном взрыве место на поверхности Земли, находящееся, соответственно, над или под центром взрыва, является эпицентром взрыва. При наземном взрыве, а также при любом пожаре понятие "эпицентр" в прямом смысле не существует; возможно (но не рекомендуется) применение этого понятия в переносном смысле согласно А.2.2.
А.2.2 Понятие "центр" или "эпицентр" иногда применяют в переносном значении. При этом место, где происходит событие, является центром этого события, а место недалеко от него может быть названо его эпицентром. Например, зал, где принимаются важные решения правительства, может быть назван центром события, а находящийся рядом пресс-центр - эпицентром события. В то же время о наблюдателе, находящемся в зале заседаний, можно сказать, что он находится в центре (а не в эпицентре) события.
А.3 Пояснение к 3.2.8
Приложение В
____________________ В.1 Типы сооружений и зданий без антисейсмических усилений
В.2 Классификация повреждений
В.3 Описание сейсмического эффекта
1 балл - Неощутимое. Регистрируется приборами.
2 балла - Едва ощутимое. Колебания ощущаются лишь отдельными людьми на верхних этажах зданий.
3 балла - Слабое землетрясение. Ощущается некоторыми людьми, легкое раскачивание висящих предметов.
4 балла - Заметное сотрясание. Ощущается внутри зданий, раскачивание висящих предметов.
5 баллов - Пробуждение. Ощущается внутри зданий, на открытых участках, наблюдается раскачивание висящих предметов, возможны повреждения 1-й степени в зданиях типа А.
6 баллов - Испуг. Падает мебель, люди пугаются и выбегают на улицу, возможны повреждения 1-й степени в отдельных зданиях типа Б и во многих зданиях типа А, отдельные случаи оползней.
7 баллов - Повреждение зданий. Испуг и паника. Многие люди с трудом удерживаются на ногах, во многих зданиях типа В повреждения 1-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения 2-й степени, во многих зданиях типа А повреждения 3-й степени; оползни и трещины на дорогах.
8 баллов - Сильное повреждение зданий. Во многих зданиях типа В повреждения 2-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения 3-й степени; во многих зданиях типа А повреждения 4-й степени, случаи разрыва стыков трубопроводов, оползни и трещины на дорогах.
9 баллов - Всеобщее повреждение зданий. Во многих зданиях типа В повреждения 3-й степени, во многих зданиях типа А повреждения 5-й степени, случаи разрыва подземных частей трубопроводов, искривление железнодорожных рельсов.
10 баллов - Всеобщее разрушение зданий. Во многих зданиях типа В - повреждения 4-й степени, в отдельных 5-й степени. Здания типа Б - повреждения 5-й степени, большинство зданий типа А - повреждения 5-й степени. Опасные повреждения плотин, дамб, разрывы и искривления подземных трубопроводов. Появляются трещины в грунтах от 0,2 до 1,0 м. Возможны большие оползни на берегах рек.
11 баллов - Катастрофа. Разрушение зданий хорошей постройки, мостов, плотин, железнодорожных путей, шоссейные дороги приходят в негодность. Горные обвалы.
12 баллов - Изменение рельефа. Сильные повреждения, разрушения всех типов наземных и подземных сооружений. Радикальные изменения земной поверхности.
Приложение С
____________________ С.1 В составе комплекса стандартов безопасности, обеспечиваемой стойкостью технических изделий к внешним воздействующим факторам при эксплуатации, транспортировании и хранении, разработана группа стандартов в части сейсмостойкости технических изделий. Эта группа состоит из трех стандартов:
С.2 Установлена единая для всех технических изделий конфигурация спектров ответа и спектра воздействия на свободной поверхности Земли (на нулевой отметке зданий).
С.3 Увязаны значения ускорений, нормированных для групп механического исполнения при эксплуатации по
ГОСТ 30631 , со значениями ускорений, нормированными для землетрясений различной интенсивности.
С.4 Соотнесены вероятностные показатели, связанные с надежностью изделий при механических воздействиях в эксплуатации с вероятностными показателями, связанными с повторяемостью землетрясений. Аналогичных данных в международных стандартах не имеется. Сравнительно полные данные о связи значений ускорений при землетрясениях с вероятностью их появления приведены только в национальном стандарте .
С.5 Установлены единые коэффициенты усиления механических нагрузок в зависимости от высоты установки изделий над нулевой отметкой зданий; при этом установлены единые коэффициенты для всех видов промышленных и бытовых зданий и отдельно для атомных станций, что учитывает особую конфигурацию последних. Подобные обобщенные данные в международных стандартах отсутствуют.
С.6 Разработан стандарт, позволяющий установить сейсмостойкость изделий на месте их установки в эксплуатации, -
ГОСТ 30546.3 . Наличие такого стандарта имеет особое значение для Российской Федерации и других стран Содружества независимых государств (СНГ), так как требования по сейсмостойкости для большинства видов изделий стали предъявлять сравнительно недавно, а сейсмостойкость ранее установленных, и, тем более, значительно изношенных изделий, неизвестна. Аналогичного международного стандарта не имеется.
Приложение D
____________________ 6.1 Спектр ответа
Шкала сейсмической интенсивности MSK, 1964 "Европейская макросейсмическая шкала", 1998, Европейская сейсмологическая комиссия, Люксембург Шкала Рихтера ФЕМА 96/1988 Рекомендуемые положения по разработке сейсмического регулирования для новых строений Национальной программы уменьшения опасности землетрясения. Часть 2. Комментарии - Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях США, октябрь 1988 г. Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы проектирования. Глава 7. Строительство в сейсмических районах
Карта сейсмического районирования СССР. С пояснительной запиской. - М.: Наука, 1989
Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97 . - Объединенный институт физики земли им. О.Ю.Шмидта РАН - М., 1998
Международная карта глобальной сейсмической опасности GSH MAP. The Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP) 1992-1999. Summary Volume (edited by Giardini) - Annali Geofis. Vol.42, 1999. P.955-1230
11 Категория-сенсор «Природные явления»
12 Использование сейсмологических данных для оценки сейсмической
интенсивности землетрясения
В шкале использован логарифмический масштаб , так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.
Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.
Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.
2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;
4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
6,0 — умеренные разрушения;
8,5 — самые сильные из известных землетрясений.
Тип Б - обычные кирпичные дома, здания
крупноблочного и панельного типа, фахверковые
строения, здания из естественного тесаного
камня.
Тип В - каркасные железобетонные здания,
деревянные дома хорошей постройки.
отдельные - около 5%
многие - около 50%
большинство - около 75%
1 степень.
Легкие повреждения: тонкие
трещины в штукатурке и небольших кусков
штукатурки.
2 степень.
Умеренные повреждения:
небольшие трещины в стенах, откалывание
довольно больших кусков штукатурки, падение
кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах,
падение частей дымовых труб.
3 степень.
Тяжелые повреждения: большие
и глубокие трещины в стенах, падение дымовых
труб.
4 степень.
Разрушения: сквозные трещины
и проломы в стенах, обрушение частей зданий,
обрушение внутренних стен и стен заполнения
каркаса.
5 степень.
Обвал: Полное разрушение
зданий.
а) Люди и их окружение,
б) Сооружения,
в) Природные явления.
а) Интенсивность колебаний лежит ниже предела
чувствительности людей; сотрясение почвы
обнаруживаются и регистрируются только
сейсмографами.
б) -
в) -
а) Колебания ощущаются только отдельными людьми,
находящимися в покое внутри помещений, особенно
на верхних этажах.
б) -
в) -
а) Землетрясения ощущаются немногими людьми,
находящимися внутри помещений; под открытым
небом - только в благоприятных условиях.
Колебания схожи с сотрясением, создаваемым
проезжающим легким грузовиком. Внимательные
наблюдатели замечают легкое раскачивание
висячих предметов, несколько более сильное на
верхних этажах.
б) -
в) -
а) Землетрясение ощущается внутри зданий многими
людьми; под открытым небом - немногими. Кое-где
спящие просыпаются, но никто не пугается.
Колебания схожи с сотрясением, создаваемым
проезжающим тяжело нагруженным грузовиком.
Дребезжание окон, дверей, посуды. Скрип полов и
стен. Начинается дрожание мебели. Висячие
предметы слегка раскачиваются. Жидкость в
открытых сосудах слегка колеблется. В стоящих на
месте автомашинах толчок заметен.
б) -
в) -
а) Землетрясение ощущается всеми людьми внутри
помещения, под открытым небом - многими. Многие
спящие просыпаются. Немногие лица выбегают из
помещений. Животные беспокоятся. Сотрясение
здания в целом. Висячие предметы сильно качаются.
Картины сдвигаются с места. В редких случаях
останавливаются маятниковые часы. Некоторые
неустойчивые предметы опрокидываются или
сдвигаются. Незапертые двери и окна
распахиваются и снова захлопываются. Из
наполненных открытых сосудов в небольших
количествах выплескивается жидкость. Ощущаемые
колебания схожи с колебаниями, создаваемыми
паданием тяжелых предметов внутри здания.
б) Возможны повреждения 1степени в отдельных
зданиях типа А.
в) В некоторых случаях меняется дебит источников.
а) Землетрясение ощущается большинством людей
как внутри помещений, так и под открытым небом.
Многие люди, находящиеся в зданиях, пугаются и
выбегают на улицу. Немногие лица - теряют
равновесие. Домашние животные выбегают из
укрытий. В немногих случаях может разбиться
посуда и другие стеклянные изделия; падают книги.
Возможно движение тяжелой мебели; может быть
слышен звон малых колоколов на колокольнях.
б) Повреждение 1 степени в отдельных зданиях типа
Б и во многих зданиях типа А. В отдельных зданиях
типа А повреждения 2 степени.
в) В немногих случаях в сырых грунтах возможны
трещины шириной до 1 см; в горных районах
отдельные случаи оползней. Наблюдаются
изменения дебита источников и уровня воды в
колодцах.
а) Большинство людей испуганы и выбегают из
помещений. Многие люди с трудом удерживаются на
ногах. Колебания отмечаются лицами, ведущими
автомашины. Звонят большие колокола.
б) Во многих зданиях типа В повреждения 1 степени;
во многих зданиях типа Б - повреждения 2 степени.
Во многих зданиях типа А - повреждения 3 степени, в
отдельных зданиях этого типа - повреждения 4
степени. В отдельных случаях - оползни проезжих
частей дорог на крутых склонах и трещины на
дорогах. Нарушение стыков трубопроводов; трещины
в каменных оградах.
в) На поверхности воды образуются волны, вода
становится мутной вследствие поднятия ила.
Изменяется уровень воды в колодцах и дебит
источников. В немногих случаях возникают новые
или пропадают существующие источники воды.
Отдельные случаи оползней на песчаных или
гравелистых берегах рек.
а) Испуг и паника; испытывают беспокойство даже
лица, ведущие автомашины. Кое-где обламываются
ветки деревьев. Сдвигается и иногда
опрокидывается тяжелая мебель. Часть висячих
ламп повреждается.
б) Во многих зданиях типа В - повреждения 2
степени, в отдельных зданиях этой группы -
повреждения 3 степени. Во многих зданиях типа Б -
повреждения 3 степени, в отдельных - 4степени. Во
многих зданиях типа А повреждения 4 степени, в
отдельных - 5 степени. Отдельные случаи разрыва
стыков трубопроводов. Памятники и статуи
сдвигаются. Надгробные камни опрокидываются.
Каменные ограды разрушаются.
в) Небольшие оползни на крутых откосах выемок и
насыпей дорог; трещины в грунтах достигают
нескольких сантиметров. Возникают новые водоемы.
Иногда пересохшие колодцы наполняются водой или
существующие колодцы иссякают. Во многих случаях
изменяется дебит источников и уровень воды в
колодцах.
а) Всеобщая паника; большие повреждения мебели.
Животные мечутся и кричат.
б) Во многих здания типа В повреждения 3 степени и
в отдельных - 4 степени. Во многих зданиях типа Б -
повреждения 4 степени и в отдельных - 5 степени. Во
многих зданиях типа А - повреждения 5 степени.
Памятники и колонны опрокидываются.
Значительные повреждения искусственных
водоемов; разрывы части подземных трубопроводов.
В отдельных случаях - искривление
железнодорожных рельсов и повреждение проезжих
частей дорог.
в) На равнинах наводнения, часто заметны наносы
песка и ила. Трещины в грунтах достигают ширины 10
см, а по склонам и берегам рек - свыше 10 см; кроме
того большое количество тонких трещин в грунтах.
Скалы обваливаются;частые оползни и осыпания
грунта. На поверхности воды большие волны.
б) Во многих зданиях типа В - повреждения 4
степени, а в отдельных - 5 степени. Во многих
зданиях типа Б - повреждения 5 степени, в
большинстве зданий типа А повреждения 5 степени.
Опасные повреждения плотин и дамб, серьезные
повреждения мостов. Легкие искривления
железнодорожных рельсов. Разрывы или
искривления подземных трубопро-водов. Дорожные
покрытия и асфальт образует волнообразную
поверхность.
в) Трещины в грунтах шириной несколько
дециметров и в нескольких случаях - до 1 м.
Параллельно руслам водных потоков появляются
широкие разрывы. Осыпание рыхлых пород с крутых
склонов. Возможны большие оползни на берегах рек
и крутых морских побережьях. В прибрежных
районах перемещаются песчаные и илистые массы;
выплескивание воды в каналах, озерах, реках и.т. д.
Возникают новые озера.
б) Серьезные повреждения даже зданий хорошей
постройки, мостов, плотин и железнодорожных
путей; шоссейные дороги приходят в негодность,
разрушение подземных трубопроводов.
в) Значительные деформации почвы в виде широких
трещин, разрывов и перемещений в вертикальном и
горизонтальном направлениях; многочисленные
горные обвалы.
Определение интенсивности сотрясения
(балльности) требуют специального исследования.
б) Сильное повреждение или разрушение
практически всех наземных и подземных
сооружений.
в) Радикальные изменения земной поверхности.
Наблюдаются значительные трещины в грунтах с
обширными вертикальными и горизонтальными
перемещениями. Горные обвалы и обвалы берегов
рек на больших площадях. Возникают озера,
образуются водопады; изменяются русла рек.
Определение интенсивности сотрясения
(балльности) требует специального исследования.
(МЭК 60721-2-6:1990)
ОКС 19.060
21.020
ОКП 31 0000-52 0000
60 0000-80 0000
94 0000
Сведения о стандарте
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для проведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)
Информация об изменениях к настоящему стандарту 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 стандарта 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 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Настоящий стандарт относится к группе стандартов, описывающих природные внешние условия в справочной форме, пригодной для установления конкретных требований к техническим изделиям; эти требования нормированы в других стандартах указанного комплекса.
Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60721-2-6:1990 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Вибрация и удар землетрясений" с дополнениями, указанными в предисловии.
Стандарты МЭК, устанавливающие условия эксплуатации, транспортирования и хранения изделий, объединены Публикацией МЭК 60721 "Классификация внешних условий", состоящей из трех частей:
60721-1 "Внешние параметры и их жесткости";
60721-2 "Природные внешние условия". Эта часть состоит из нескольких стандартов - глав, обобщающих сведения о действии различных климатических факторов;
60721-3 "Классификация групп внешних параметров и их жесткостей". Эта часть состоит из нескольких стандартов - глав для различных групп изделий (защищенных и не защищенных от воздействия наружного климата стационарных изделий, а также переносных, передвижных наземных и судовых, транспортируемых, хранящихся), устанавливающих климатические классы условий эксплуатации, их привязку к типам климатов по МЭК 60721-2-1
, а также классы по воздействию других видов внешних факторов (например, механическому, биологическому и воздействию агрессивных сред).
________________
Стандарт МЭК 60721-2-1:2002 "Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Температура и влажность" (IEC 60721-2-1:2002 "Classification of environmental conditions - Part 2: Environmental conditions appearing in nature - Temperature and humidity"); соответствие между типами климатов по МЭК 60721-2-1 и типами климатов и макроклиматов - по
ГОСТ 15150-69 , приложение 12.
Стандарты МЭК серии 60721 (последние издания) устанавливают требования к изделиям в зависимости от условий их эксплуатации, транспортирования и хранения. До разработки стандартов МЭК серии 60721 подобные требования были установлены стандартами испытаний, например серии 60068, в виде параметров испытательных режимов в отрыве от условий эксплуатации.
Однако, несмотря на принципиально правильный подход к требованиям в части внешних воздействующих факторов, стандарты МЭК в конкретных технических решениях обладают рядом недостатков, что требует их корректировки.
Эти недостатки являются одной из причин того, что указанные стандарты МЭК пока не использованы соответствующими техническими комитетами МЭК для введения в стандарты МЭК на группы изделий (из серии 60721 не введен практически ни один, стандарты МЭК серии 60068 не введены в стандарты на сильноточные и крупногабаритные изделия).
Таким образом, в настоящее время невозможно полное использование стандартов МЭК по внешним (и, в частности, по климатическим) воздействиям в качестве национальных и межгосударственных стандартов стран Содружества независимых государств.
Настоящая часть МЭК 60721 предназначена для использования как основополагающий материал при выборе требуемых жесткостей параметров, относящихся к землетрясениям, применительно к техническим изделиям.1 Область применения
2 Нормативные ссылки
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения
ГОСТ 26883-86 Внешние воздействующие факторы. Термины и определения
ГОСТ 30546.1-98 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости
ГОСТ 30546.2-98 Испытания на сейсмостойкость машин, приборов и других технических изделий. Общие положения и методы испытаний
ГОСТ 30546.3-98 Методы определения сейсмостойкости машин, приборов и других технических изделий, установленных на месте эксплуатации, при их аттестации или сертификации на сейсмическую безопасность
ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 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 стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
- внешних воздействующих факторов (далее - ВВФ) - по
ГОСТ 15150 ,
ГОСТ 26883 ;
- вибрации - по
ГОСТ 24346 ;
- сейсмостойкости - по
ГОСТ 30546.1 .
Примечание - Спектр воздействия выражают в форме зависимости между максимальной амплитудой синусоидальной вибрации и частотой.
Примечание - Как правило, спектр воздействия землетрясения базируется на спектре ответа, соответствующем 5%-ному относительному демпфированию.
Примечание - Для практических целей (например, измерение магнитуды, определение количественной интенсивности) в ряде случаев отсутствует необходимость разделения понятий "очаг" и "гипоцентр".
Примечание - Если гипоцентр (очаг) землетрясения находится под дном водного пространства, то эпицентром является соответствующее место на дне водного пространства.
4 Общие положения
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.
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).
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.
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.
Перемещение грунта (главным образом горизонтальное) может быть отфильтровано и усилено на промежуточных конструкциях зданий, на которых возникают отклонения гармонических колебаний пола здания. Типичный узкополосный спектр, описывающий передвижение пола здания, показывает, что может преобладать одна частота возбуждения. Динамический ответ от закрепленных изделий может достигать ускорения, во много раз превышающего максимальное ускорение Земли, в зависимости от относительного демпфирования и собственных частот системы. Степень усиления и ширина полосы случайного колебания зависят от спектра ответа каждого здания и конструкции изделия.
Исследования значительного числа видов электротехнических изделий показали, что не существует какого-либо узкого диапазона частот, в котором наиболее вероятно наличие резонансов изделий. Предположение относительно наибольшей чувствительности изделий к воздействию землетрясений в диапазоне частот 5-8 Гц учитывает только конфигурацию спектра воздействий и не учитывает вероятность наличия собственных частот изделий в этом диапазоне.
5 Сейсмические шкалы
Согласно шкалам интенсивности (например, модифицированной шкале MSK-64 или шкале Меркалли-Канкани-Сиберг ) интенсивность землетрясения определяют эмпирическим путем и классифицируют в баллах в соответствии с произведенным им эффектом.
В соответствии с магнитудными шкалами, основанными на зарегистрированных данных, оценивают сейсмическую энергию, высвобождаемую в очаге землетрясения.
Шкалы интенсивности содержат два рода сведений:
- баллы, отражающие качественное описание произведенного землетрясением эффекта (качественные шкалы);
- амплитудные воздействия на свободной поверхности Земли (количественные шкалы). Указанные амплитудные воздействия представлены, как правило, ускорением или, реже, перемещением и скоростью.
Единой общепризнанной шкалы интенсивности в настоящее время не разработано, но применяемые различные качественные шкалы интенсивности не содержат существенных различий.
Магнитудная шкала первоначально (в 1935 г.) была предложена Рихтером . Единой шкалы магнитуды не существует. Имеются различные шкалы магнитуд, в том числе: локальная магнитуда (ML), магнитуда, определенная по поверхностным (MS) и по объемным волнам (mb), по сейсмическому моменту (MW). Более современной энергетической оценкой землетрясений являются моментные магнитуды
, обусловленные сдвигом пород в сейсмическом очаге (наибольшими из инструментально зарегистрированных землетрясений были Чилийское землетрясение 22 мая 1960 г. с
9,5 и Индонезийское землетрясение 26 декабря 2004 г. с аналогичной моментной магнитудой
).
Качественные шкалы интенсивности в течение длительного периода времени существовали как единственное описание и классификация интенсивности землетрясения. Затем к ним были добавлены приблизительные описания ускорения свободной поверхности Земли, которые давали приблизительные представления о расчетных и испытательных нагрузках. В связи с необходимостью более точных расчетов сейсмостойкости сооружений и изделий и подтверждения этих расчетов режимами испытаний значениям, приведенным в шкалах ускорений, стали придавать более точный физический смысл.
При разработке количественных описаний в шкалах интенсивности землетрясений (как и при разработке количественных способов классификации других природных явлений, что связано с необходимостью превращения единого непрерывного ряда значений показателей в дискретные группы) необходимо учитывать, по крайней мере, две особенности:
- установление номинальных значений показателей для каждой классификационной группы сопряжено с определенными условностями (например, определение кратности соседних номинальных значений);
- необходимость установления вероятностных параметров номинальных значений, связанных с повторяемостью этих значений в течение определенных периодов времени.
В технической классификации и при увязке баллов качественных шкал с баллами количественных шкал эти особенности учитывали постепенно. В MSK-64 впервые была проведена приблизительная привязка количественного значения ускорений сразу к нескольким баллам качественного описания. Подобная "грубая" привязка до сих пор существует в шкале Меркалли-Канкани-Сиберг. В модифицированной шкале MSK-64 более точные значения ускорений свободной поверхности Земли были привязаны к каждому из значимых баллов качественной шкалы. Наконец, в
ГОСТ 30546.1 , а ранее в
ГОСТ 17516.1 установлена увязка значений ускорений свободной поверхности Земли с вероятностью появления этих значений для разных периодов времени (интервалов повторяемости землетрясений). При этом были использованы данные из литературных источников ).
С учетом указанного в настоящее время значимость применения качественных шкал интенсивности существенно ниже, чем количественных шкал (в особенности для технических изделий и для сейсмостойких строительных сооружений), так как наиболее важным становится определение расчетных и испытательных ускорений, а не описание возможных повреждений. Сами же значения ускорений, приводимые в количественных шкалах, становятся более условными и пригодными только для одного условного сочетания повторяемости землетрясений и срока службы объекта; значения ускорений для других возможных требуемых сочетаний выбирают по другим зависимостям (см., например,
ГОСТ 30546.1 ).
Сравнение шкал интенсивности, в том числе количественных шкал, приведено в таблицах 1 и 2 и приложении В.
Таблица 1 - Уровни интенсивности землетрясения
тельный уровень ускорения по MSK-64, м/с
рованной шкале Меркалли
, м/с
1 Качественные шкалы Меркалли и MSK-64 практически одинаковы.
2 ЭПУ по
ГОСТ 30546.1 приведено для расчетного срока службы
50 лет и вероятности непревышения 90%.
3 В графе "Приблизительный уровень ускорения по MSK-64" в скобках указаны значения, приведенные в первоначальных изданиях, которые впоследствии были заменены значениями, указанными без скобок. Эти последние для 7, 8 и 9 баллов совпадают со значениями, приведенными в [
].
4
Заданная зона обозначает ожидаемый в течение 50-летнего периода уровень интенсивности землетрясений (см. рисунок 6).
Таблица 2 - Приблизительная магнитудная шкала Рихтера
Следует учесть, что указанное соотношение ограничено:
- наличием грунтовых или скальных пород в месте размещения;
- глубиной гипоцентра землетрясения;
- продолжительностью активности землетрясения.
При более детальном рассмотрении проблемы воздействия землетрясений на сооружения и изделия может возникнуть необходимость учета различия конфигурации и значений спектров ответа и воздействия для разных условий грунта (например, рыхлого грунта или скалы) и их отличия от спектров ответа и воздействия, обобщенных для всех грунтовых условий. Для технических изделий из-за предпочтительности их универсального применения, в том числе в различных районах, желательно использовать параметры землетрясения, обобщенные для всех грунтовых условий. Поправки для конкретных грунтовых условий данной местности желательно применять только для конкретных дорогостоящих изделий, используемых для отдельных крупных объектов, размещаемых в конкретной местности.
При выборе степени воздействия землетрясения на конкретные изделия учитывают также конструктивные особенности здания и место расположения изделий в здании (подробнее - приложение В).
6 Описание сейсмического воздействия с помощью спектра ответа
Воздействие землетрясений представляет собой кратковременный, случайный (нестационарный) колебательный процесс с различными по времени ускорениями. Однако для удобства расчетов и испытаний целесообразно перевести параметры этого нестационарного случайного процесса в параметры эквивалентного гармонического процесса с помощью расчетов спектров ответа.
В спектре ответа максимальные ответы семейства осцилляторов, каждый из которых имеет одну степень свободы с определенным значением вязкого демпфирования, представляют в виде функции от собственной частоты этих осцилляторов, подвергаемых воздействию, вызванному ускорением при движении Земли во время землетрясения.
Следует учесть, что спектр ответа не является спектром в его обычном значении.
Как известно, спектр представляет собой расположенный по ряду частот набор приходящихся на каждую частоту значений внешних воздействий или реакций объекта, приходящихся на один и тот же момент времени. Спектр же ответа представляет собой набор приходящихся на каждую частоту значений реакции каждого единичного осциллятора при полном развитии состояния резонанса данного осциллятора от возмущения, действующего на данный осциллятор на его собственной частоте.
Продолжительность достижения состояния полного резонанса зависит от значения относительного демпфирования и от собственной частоты осциллятора.
В связи с этим даже при построении графика зависимости (для одинакового относительного демпфирования) реакции осцилляторов на внешнее воздействие, происходящее в один момент времени, достижение полной реакции каждого осциллятора будет наступать в разное время. Поэтому спектр ответа представляет собой максимально возможную реакцию семейства осцилляторов на единовременные внешние возмущения (по величине, продолжительности и жесткости), но не позволяет определить одномоментную реакцию семейства осцилляторов.
На рисунке 1 приведен пример записи акселерограммы реального землетрясения (в реальном времени, ).
Акселерограмму движения свободной поверхности Земли, зафиксированную на участке землетрясения или около участка, используют для установления спектра ответа. Контролируя изменения конфигурации, можно вывести обобщенный спектр ответа, отражающий сейсмическое воздействие землетрясения (рисунок 3).
Примечание - Соотношения между скоростью, ускорением и перемещением на рисунках 3 и 4 приведены для низких значений относительного демпфирования. Эти соотношения приблизительны, их применяют для сравнения относительного спектра ответа скорости, абсолютного спектра ответа ускорения и относительного спектра ответа перемещения.
Огибающая для обобщенного спектра ответа представляет собой спектр ответа для требований к изделиям
, поскольку она определяет пределы требований в части вибрации для изделий, которые в дальнейшем могут быть подвергнуты воздействиям землетрясений в данном районе. С учетом использования различных исполнений изделий для данного района может потребоваться уточнение для некоторых спектров ответа в зависимости от места установки изделия (на конструкции здания, на полу, на оболочке другого изделия и т.д.). На этом спектре (рисунок 4) показаны соотношения между частотой, амплитудой (перемещение, скорость или ускорение) и демпфированием для испытательных целей.
На практике применяют более простые и точные, чем на рисунке 1, изображения акселерограмм - рисунок 5 и изображения спектров ответа для требований к изделиям - рисунок 6 (ГОСТ 30546.1 ).
Рисунок 5 - Цифровая трехкомпонентная акселерограмма движений грунта под сейсмостанцией "Москва" во время Вранчского землетрясения 27 октября 2004 г.
7 Спектр воздействия
* Наименование пункта в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Для удобства расчетов, и особенно расчетов параметров для испытаний технических изделий, воздействие землетрясений представляют в виде спектра воздействия.
Для этого спектр ответа для требований к изделиям, представляющий разномоментные значения ускорений, переводят обратно на одномоментный спектр воздействия гармонической вибрации, эквивалентный воздействию реального колебания, описанного акселерограммой землетрясения. Перевод осуществляют применительно к собственной частоте каждого осциллятора (или осцилляторов, расположенных в характерных точках спектра, например в местах перегиба). Это позволяет сразу определять параметры испытательного режима для наиболее часто применяемого при испытаниях на сейсмостойкость способа воздействия гармонической вибрации.
Это также позволяет сравнивать требования по воздействиям землетрясений с требованиями по воздействиям механических вибраций при эксплуатации (обобщенных в ГОСТ 30631 в виде групп механического исполнения), в результате чего в ряде случаев оказывается возможным не проводить специальных испытаний на сейсмостойкость, если испытаниями ранее подтверждена принадлежность изделий к соответствующей группе механического исполнения.
Примечание - Приведенный в настоящем разделе способ получения спектра воздействия пригоден для любых других случайных колебаний, которые представляют собой стационарный процесс или могут быть рассмотрены как стационарный процесс.
8 Карта зон землетрясений
9 Группа стандартов в части сейсмостойкости технических изделий
* Наименование пункта в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Требования, установленные в разделах 4-8 настоящего стандарта, реализованы в межгосударственных стандартах, указанных в приложении С.
Приложение А (справочное). Пояснения к некоторым терминам
(справочное)
Мерой величины очага землетрясения может являться его протяженность. Так, протяженность очага землетрясения с магнитудой
более 7,0 превышает 50 км. Мерой величины очага является также сейсмический момент - произведение модуля сдвига горных пород на площадь разрыва и амплитуду смещения.
По типу смещения пород в очаге он может быть охарактеризован как сдвиг, сброс, надвиг или более сложная их комбинация. Очаги в зависимости от глубины расположения подразделяют на мелкофокусные - в пределах земной коры до глубины 70 км; промежуточные - в верхней мантии в интервале глубин 70-300 км и глубокофокусные на глубине от 300 до 600-700 км. Последние связаны с зонами субдукции (погружения) литосферных плит в мантию Земли.
Максимальное значение магнитуды землетрясения - около 9 единиц. В обиходе единицы магнитуды ошибочно называют "баллами по шкале Рихтера"; правильнее "землетрясение с магнитудой___единиц".
После выделения максимального количества энергии, вызванного первоначальным разрывом пород в очаге (и, следовательно, обусловившего максимальную интенсивность данного землетрясения), возможны (иногда спустя несколько дней) дополнительные разрывы пород, вызывающие землетрясение с интенсивностью, меньшей в несколько раз, - так называемые афтершоки.
Афтершоки могут представлять собой опасность в основном для строительных сооружений, так как воздействуют на ослабленные первоначальным толчком землетрясения конструкции.
Примечание - Если известно, по какой шкале было проведено измерение магнитуды, то к указанному выше выражению добавляют наименование шкалы.
Приложение В (справочное) . Краткое содержание Шкалы сейсмической интенсивности MSK-64
(справочное)
* Наименование Приложения в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Классификация сооружений и повреждений
Тип А - здания из кирпича-сырца, сельские постройки.
Тип Б - кирпичные, мелкоблочные, крупноблочные здания.
Тип В - каркасные железобетонные, панельные здания, рубленые избы.
1-я степень - легкие: трещины в штукатурке.
2-я степень - умеренные: небольшие трещины в стенах, дымовых трубах.
3-я степень - тяжелые: глубокие трещины в стенах, падение дымовых труб.
4-я степень - разрушения: сквозные трещины, обрушение частей зданий, внутренних стен.
5-я степень - обвалы: полное разрушение зданий.
Приложение С (справочное) . Группа стандартов в части сейсмостойкости технических изделий
(справочное)
* Наименование Приложения в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 30546.1 - устанавливает требования к сейсмостойкости;
ГОСТ 30546.2 - устанавливает испытания на подтверждение требований к сейсмостойкости вновь разработанных или вновь изготовленных изделий;
ГОСТ 30546.3 - устанавливает требования к определению сейсмостойкости изделий, находящихся на месте их установки в эксплуатации.
Эти стандарты распространяются на все технические изделия, аналогов чему нет в мировой практике. При их подготовке был учтен 15-летний опыт разработки и применения аналогичных документов, распространяющихся на изделия систем безопасности атомных станций и на всю номенклатуру электротехнических изделий. Основные особенности этих стандартов указаны в С.2-С6.
На основании опыта применения этих стандартов в настоящее время ко всем трем вышеуказанным стандартам утверждено изменение N 1.
Это позволило установить единые методы и нормы испытаний, подтверждающие требования по механическим воздействиям при эксплуатации и при землетрясениях. Результатом явилась возможность в ряде случаев отказаться от отдельных дорогостоящих испытаний на сейсмостойкость. Аналогичных данных в международных стандартах не имеется.
Приложение D (справочное). Аутентичный текст пунктов (абзацев) МЭК 60721-2-6:1990, уточненных и измененных в тексте настоящего стандарта для потребностей национальной экономики
(справочное)
* Наименование Приложения в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Настоящая часть МЭК 60721 относится к природным внешним условиям и, в частности, к вибрациям и ударам землетрясений. Цель настоящего стандарта состоит в установлении некоторых основных свойств и принципов количественного определения явлений, связанных с землетрясениями, применительно к воздействию последних на технические изделия.
Введение, последний абзац
Следует применять степени жесткости согласно МЭК 60721-1. Более детальная информация может быть получена из специальных документов, часть из которых приведена в библиографии к ИСО 6258:1985 "Силовые атомные станции. Проектирование с учетом сейсмических разрушений".
Раздел 4.4, последнее предложение
Наиболее вероятно, что изделия окажутся наиболее чувствительными к колебаниям в диапазоне частот от 5 до 8 Гц.
Раздел 5, 4-й абзац
Эти шкалы могут быть приблизительно соотнесены с определенными значениями ускорения свободной поверхности Земли; их использование для создания испытательных величин ограничено.
Раздел 5, предпоследний абзац
Соотношение между модифицированной шкалой Меркалли и ускорением свободной поверхности Земли приведено в таблице 1 как приблизительное. Уровни ускорения в таблице 1 приведены для условий на поверхности Земли. Соотношение между модифицированной шкалой Меркалли и уровнем ускорения на изделиях может быть только приблизительным с учетом следующих факторов:
- грунтовые и скальные условия (включая водонасыщенность);
- близость к активности землетрясения;
- условия, зависящие от конструкции или опоры изделия.
Обычно для расчетов (и особенно для испытаний) в качестве описания сейсмических воздействий используют спектр ответа.Библиография
Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2009
