Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема выбора оптимального варианта конструкции фундамента в грунтовых условиях Новороссийска 10
1.1. Обзор и критический анализ практики проектирования и строительства оснований и фундаментов в г. Новороссийске 10
1.2. Современные методы оптимизации проектных вариантов фундаментов и оснований
2. Предельный анализ пластических систем в расчетах фундаментов и оснований по первой группе предельных состояний 40
2.1.Условия предельного состояния грунтовой среды 40
2.2. Верхние и нижние оценки несущей способности системы "фундамент - грунтовое основание" 44
3. Оценка сейсмостойкости фундаментов на сваях-стойках расчетом по первому предельному состоянию 49
3.1. Сейсмические воздействия на систему «сооружение- основание». 49
3.2. О расчетах оснований и фундаментов сооружений на сейсмическое воздействие 52
3.3. Моделирование взаимодействия волны Лява и сооружения на свайном фундаменте 56.
3.4. Решение уравнения колебаний 64
3.5. Расчет свайных фундаментов на сейсмическое воздействие 69
3.6. Анализ результатов расчетов свайных фундаментов на сейсмическое воздействие 73
3.7. Распространение результатов на произвольные поверхностные волны 77
4. Рекомендации по проектированию и расчету сейсмостойких фундаментов на сваях- стойках 79
4.1. О месте разработанной методики среди строительных правил проектирования в сейсмических районах 79
4.2. Особенности проектирования сейсмостойких фундаментов 92
4.2.1. О критериях качества сейсмостойких фундаментов 92
4.2.2. Рекомендации по определению расчетных значений сейсмических нагрузок 95
4.2.3. Критерий образования пластических зон вокруг свай при сейсмических нагрузках 96
4.2.4. Рекомендации по применению и конструированию сейсмостойких фундаментов 106
4.3. Программные модули по расчету фундаментов на сейсмостойкость 129
Заключение 131
Библиографический список использованной литературы 134
Приложения 141
- Современные методы оптимизации проектных вариантов фундаментов и оснований
- Верхние и нижние оценки несущей способности системы "фундамент - грунтовое основание"
- О расчетах оснований и фундаментов сооружений на сейсмическое воздействие
- Особенности проектирования сейсмостойких фундаментов
Введение к работе
Прогноз сейсмической опасности уже многие годы остается весьма актуальным, с одной стороны, а с другой - трудноразрешимым. Задача осложнена отсутствием достаточной статической информации о возможных сейсмических воздействиях, существенно нелинейным поведением конструкций в окрестностях критических отказов, большим объемом вычислений для надежной оценки показателей риска.
Строителями рассматриваются различные модели, имеющие целью реализовать задачи учета особенностей зданий и сооружений, как сложных объектов. Предлагается подход к оценке их состояния, анализу поведения, достоверности прогнозирования предельных состояний, а также управления напряженно - деформированным состоянием конструкций, что позволяет решать задачи обеспечения устойчивости и надежности строительных объектов в сейсмически опасных регионах.
Опыт строительства, накопленные экспериментальные данные показывают на необходимость рассмотрения совместной работы зданий с их грунтами. Этого требуют и нормы. Однако, требования остаются чисто декларативными.
В современных условиях заказчики зачастую относятся к процессу проектирования не достаточно серьезно, рассматривая работу проектировщиков по обеспечению строительных норм как досадную необходимость для прохождения экспертизы. И само проектирование (особенно в провинциальных городах и небольших проектных организациях) отстает от современных научных разработок. Из - за большой стоимости программных комплексов и информационных материалов проектировщики не имеют возможности их приобретать, и проектирование держится исключительно на сложившихся традициях.
Увеличение сейсмичности района черноморского побережья до 8 баллов, участившиеся случаи небольших землетрясений за последние годы, заставляет пересмотреть сложившиеся традиции городского фундаментостроения, делает актуальной оценку сейсмостойкости сооружений, их фундаментов и оснований.
Анализ наблюдений за сооружениями г. Новороссийска, исследование дефектов зданий, подвергшихся сейсмическому воздействию, позволили выявить сейсмостойкие типы фундаментов в инженерно - геологических условиях черноморского побережья. К сейсмостойким типам фундаментов отнесены фундаментные плиты и фундаменты на сваях - стойках.
Нормативные документы утверждают, что сейсмостойкость сооружений, их фундаментов и оснований оценивается расчетом по первой группе предельных состояний на особое сочетание нагрузок, включающее сейсмические.
Естественным, органичным инструментом для расчета строительных конструкций по первой группе предельных состояний (Ultimate Limit States согласно Европейским правилам геотехнического проектирования) является предельный анализ, превратившийся в настоящее время в хорошо разработанный математический аппарат. Согласно предельному анализу статически допустимому полю напряжений, построенному и в основании, и в теле фундамента, соответствуют нагрузки, не превышающие предельные, а построенному кинематически допустимому полю скоростей, удовлетворяющему нормальному закону текучести, соответствуют нагрузки, не меньшие предельных.
Верхние слои грунта изменяют параметры приходящих из глубин сейсмических волн, вносят дополнительную податливость по сравнению с расчетной схемой, в которой фундаменты считаются жесткозаделанными, что влияет на частоты и амплитуды колебаний сооружений. Наибольших отличий в колебаниях сооружения и грунтовой среды следует ожидать в случае фундаментов на сваях стойках, прорезающих верхние слои грунта и опирающихся на скальное основание, что характерно для инженерно -геологических условий черноморского побережья.
Следовательно, актуальным является решение задачи о взаимодействии фундаментов на сваях - стойках с сейсмическими волнами, которое позволит указать параметры колебаний сооружения по заданным параметрам сейсмической волны.
Как правило, для решения задачи о взаимодействия сооружения с сейсмической волной используют упругую модель среды.
Однако, решение задачи о взаимодействии в рамках модели упругой среды не может ответить на вопросы о параметра сейсмического воздействия, при которых в около свайной грунтовой среде появляются пластические зоны, о возможных демпфирующих свойствах свайного фундамента, о влиянии пластических шарниров железобетонного свайного фундамента на процесс взаимодействия сооружения и сейсмической волны нагружения. Ответ на поставленные вопросы дает жестко- пластический анализ системы «железобетонный свайных фундамент - грунтовое основание», представленный в данной диссертационной работе.
Цель диссертационной работы:
В связи с повышением сейсмической опасности в районах черноморского побережья России повысить надежность проектирования зданий на свайных фундаментах в сейсмических районах Краснодарского края путем совершенствования методов расчета взаимодействия сооружений с сейсмическими волнами.
Решить задачу о взаимодействии поверхностных сейсмических волн с фундаментами методом предельного анализа.
Оценить демпфирующие свойства системы « железобетонный свайный фундамент - грунтовая среда»
Дать рекомендации по проектированию и расчету сейсмостойких фундаментов. Научная новизна работы:
1. Указаны оптимальные сейсмостойкие фундаменты для грунтовых условий черноморского побережья.
2. При решении задачи о взаимодействии сейсмических волн со свайными фундаментами впервые применены методы предельного анализа.
3. Получено уравнение колебаний сооружения на сваях- стойках с высоким ростверком.
4. На основе численных расчетов оценены демпфирующие свойства системы «железобетонный свайный фундамент - грунтовая среда» при сейсмическом воздействии.
Достоверность новых результатов обеспечивается использованием реальной базы данных о влиянии землетрясений на здания с различными типами фундаментов; применением общепризнанных фундаментальных методов принципов механики сплошной среды, получением решений дифференциального уравнения колебаний с помощью стандартных программных средств в системе MathCAD.
Практическая ценность работы
Полученный в работе критерий позволяет определить по параметрам сейсмического воздействия, по характеристикам грунтовой среды и сооружения появление пластических зон вокруг свай- стоек. В этом случае разработанная методика позволяет определить параметры колебаний фундамента, отличные от параметров колебаний окружающей грунтовой среды. Рассчитанное уменьшение амплитуды колебаний ростверка относительно амплитуды колебаний околосвайной грунтовой среды позволяет обоснованно снижать расчетную сейсмическую нагрузку на строительные конструкции здания.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях ЮРГТУ(НПИ) (2002-2005г.), на международной конференции, посвященной памяти проф. Дурова И.С. (Новочеркасск, 2004), на Международной конференции «Вычислительная механика деформируемого твердого тела» в Московском государственном университете путей сообщения ,январь, 2006 г.
Внедрение результатов
Результаты исследований переданы для апробации на практике в проектный институт ОАО «Новоросгражданпроект» г. Новороссийска.
По материалам диссертационных исследований написан и читается студентам специальности ПГС специальный курс.
На защиту выносятся:
7.Анализ проектных решений фундаментов в сейсмических районах черноморского побережья.
2Применение предельного анализа при расчете свайных фундаментов на сейсмические воздействия по первому предельному состоянию.
3. Решение задачи о взаимодействии сооружений на свайных фундаментах с поверхностными сейсмическими волнами.
4. Критерий состояния около свайного грунта при сейсмических нагрузках.
Публикации Основное содержание диссертационной работы изложено в 6 опубликованных работах.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 105 наименований. Полный объем диссертации - 159 страницы, включая 27 рисунков, графики, 2 таблицы и 7 приложений.
Современные методы оптимизации проектных вариантов фундаментов и оснований
В тоже время современное новое строительство и реконструкция кварталов городской застройки невозможны без расчетного обоснования оптимальных конструктивных решений надземных конструкций и фундаментов зданий. Особенно остро этот вопрос стоит на современном этапе, когда повсеместно происходит уплотнение городской застройки, и производство земляных работ, устройство фундаментов ведется в непосредственной близости от существующих зданий, часто исторических и имеющих ценность. Этими вопросами занимаются В.М. Улицкий [88], А.Г.Шашкин [72], К.Ш. Шадунц [87]
Одной из сторон проблемы взаимодействия является вопрос трансформации входного в систему «основание - сооружение» сейсмического воздействия, где в качестве входного воздействия принимается движение свободной поверхности грунта. Анализ спектров реакций акселерограмм , зарегистрированных на грунте и фундаменте показал, что не все теоретически выведенные закономерности имеют место в экспериментальном материале. Это относится, в частности, к изменениям в спектре реакций в области собственных частот. Выполненный анализ данных инженерно - сейсмометрической службы показал, что эффекты взаимодействия системы «основание - сооружение» при сейсмических воздействиях и характер их проявления в реальных условиях намного сложнее, нежели исследованные теоретически. [71] Напрашивается вывод о необходимости применения диагностических, экспертных систем оценки принимаемых решений. Заслуживают интерес волновые методы оценки реакции сооружения на сейсмическое воздействие [64], выполняемые в среде MathCAD.
Однако, особенностью расчета на сейсмические нагрузки является учет одновременно большого количества факторов, влияющих на эксплутационную надежность и устойчивость здания в условиях сейсмических воздействий. Это подтверждает и многолетний опыт проектирования и строительства в сейсмических районах, показывающий, что надежность зданий и сооружений во многом зависит не только от правильности принятых конструктивных решений, но и подчас от факторов, не поддающихся точному расчету, в частности, факторов дополнительной сейсмической опасности.
Методической базой, позволяющей реализовать задачи сейсмобезопасности, являются нормы проектирования в сейсмических районах, которые не всегда решают задачу общей устойчивости и отвечают реальным меняющимся условиям геологической и сейсмологической обстановки. Из-за недостаточной изученности и неопределенности параметров учитывать их в СНиПе не представляется возможным. Один из таких факторов - напряженно-деформированное состояние сооружения при сейсмическом воздействии. К неопределенным внешним факторам можно отнести также региональные условия, разброс и изменение во время землетрясения прочностных и деформативных характеристик, сложность и нестационарность расчетно - динамической модели, неустойчивость процесса перехода здания в предельное состояние и другие.
Учет перечисленных факторов, характер и виды воздействий требуют дальнейших научных исследований, включая теоретические и экспериментальные исследования, инженерно-сейсмометрические наблюдения, а также исследование региональных особенностей сейсмических воздействий. Сказанное касается не только проектирования нового строительства, но и (и даже в большей степени) эксплуатируемых зданий. В современных условиях все больше повышается роль оценки текущего состояния зданий и сооружений как сложных систем и прогнозирование его изменения во времени. Анализ существующих строительных САПР показал, что при разработке проектов реконструкции, капитальных ремонтов, аварийно -восстановительных работ эти системы используются для решения автономных задач по задаваемым проектировщиком исходным данным. Блок анализа и оценки текущего состояния строительного объекта, а также прогнозирование изменения этого состояния в зависимости от изменения воздействующих на такие объекты различных факторов, в т.ч. окружающей среды, во всех строительных САПР отсутствует. В результате проектирования принимаются однозначные и простые решения, согласно внешним параметрам, выявленным при обследовании. Сами параметры рассматриваются как состояния объекта. Это приводит к тому, что модели, лежащие в основе принимаемых проектных решений со временем, а часто и уже в ходе самого процесса проектирования, становятся неадекватными, т.к. изменяются не только отношения между отдельными параметрами, но и перераспределяется множество решающих факторов, воздействующих на объект.
Следовательно, для обеспечения корректного применения автоматизации процессов проектирования реконструкции, ремонтных и восстановительных работ, строительная САПР должна иметь в своей структуре подсистему идентификации и прогнозирования изменения состояния проектируемого объекта. Интересен метод мониторинга состояния строительных конструкций и воздействующих нагрузок на базе волоконно-оптических датчиков. [68] Полагаю, что в настоящее время исследование обозначенных проблем должно развиваться главным образом по двум направлениям. Первое - исследования геодинамических процессов [62, 70], с использованием метода активного вибросейсмического мониторинга, основанного на использовании узкополосных гармонических сигналов и применении принципов сейсмической интерферометрии для обнаружения малых изменений основных прогностических характеристик геологической среды, при детальном исследовании и контроле геодинамических явлений в реальном масштабе времени в целях оценки геодинамических рисков. Необходимо включить в нормы проектирования графики спектрального коэффициента динамичности, дифференцированные для различных районов и площадок [79]. В Краснодарском крае работы по сейсмическому микрорайонированию [89] привели к созданию территориальных норм СНКК 22 -301 -2000 «Строительство в сейсмических районах Краснодарского края» [78] в которые включена карта микросейсморайонирования. Современные карты ОСР позволяют дать необходимые оценки уровня расчетного воздействия с учетом ситуационной сейсмичности территории. Проведена большая работа по составлению расчетных акселелограмм, графиков спектральных характеристик, спектров реакций, коэффициентов динамичности для различных типов грунтов. (Представлено в приложениях). Но несмотря на достаточно детальную проработку геологических условий отдельных районов, полученной информации, (особенно динамического характера) явно недостаточно для конкретных строительных площадок.
Второе - исследования силовых конструкций, находящихся под воздействием статических, динамических, акустических и сейсмических воздействий методом вибродиагностического мониторинга, определения несущей способности и запаса прочности строительных конструкций и сооружений, что позволит создавать банки данных о поведении данных конструкций.
Верхние и нижние оценки несущей способности системы "фундамент - грунтовое основание"
При увеличении нагрузки на строительную конструкцию, передающую и перераспределяющую нагрузку на грунтовое основание (различные виды фундаментов, в том числе свайные, подпорные стенки, анкера и так далее) наступает в некоторый момент состояние общей текучести. Это состояние системы "строительная конструкция - грунтовое основание" характеризуется нестабилизированным ростом деформаций при постоянных внешних нагрузках.
При исследовании такого состояния системы используются модели упругопластического и жесткопластического тела. Термин "идеальная" пластичность понимается в том смысле, что среда не обладает упрочнением.
Задачи теории идеальной пластичности и в случае плоской деформации не являются в строгом смысле слова статически определимыми. Существование жестких (или упругих) зон означает кинематическое ограничение пластического течения, так как на границе этих зон нормальные составляющие скоростей должны обращаться в нуль. Но и кинематически допустимое поле скоростей может оказаться неприемлемым, если скорость диссипации энергии в некоторой области окажется отрицательной. Третье требование к истинному или так называемому полному решению заключается в непревышении условия пластичности в жестких (упругих) областях, т.е. в существовании статически допустимого поля напряжений во всей системе.
Полные решения задач теории идеальной пластичности единичны. В механике фунтов на звание полного решения претендует решение Прандтля.
При проектировании строительной конструкции на фунтовом основании вместо точного значения несущей способности, требующего знания полного решения, можно использовать нижние оценки несущей способности, получить которые менее затруднительно. При этом неизвестный запас прочности может быть оценен с помощью верхних оценок несущей способности.
Несущая способность может быть оценена сверху и снизу на основании экстремальных свойств предельных состояний текучести. Эти свойства выражаются двумя теоремами. Рассмотрим их применительно к системе «свайный фундамент -фунтовое основание», на которую воздействуют поверхностные сейсмические волны.
По основанию в виде слоя фунта на скальном полупространстве проходит поверхностная сейсмическая волна. Собственные колебания основания вынуждают колебаться сооружение на свайном фундаменте. При этом возникают силы инерции (момент инерции относительно заделки сваи-стойки в фунт), действующие со стороны свайного фундамента на окружающий фунт. Если эти силы не приводят к появлению пластических областей вокруг свай, то система «сооружение - основание» находится в упругом или «жестком» состоянии. При достижении моментом инерции предельного значения вокруг сваи появится область пластического течения.
Дополнительные напряжения в строительных конструкциях сооружения и фундамента связаны с местными перемещениями грунта, появляющимися в результате: просадок макропористых грунтов в результате замачивания (просадочными свойствами обладают лессы, лессовидные супеси, суглинки, глины, маловлажные структурные пески); увеличения объема набухающих грунтов при замачивании и пучении пучиноопасных грунтов при отрицательных температурах; осадки земной поверхности, вызываемой горными выработками; силового воздействия оползающих грунтов.
Влияние всех рассмотренных неблагоприятных грунтовых условий на эксплуатацию сооружения усиливается сейсмической активностью. Особенную опасность при динамических воздействиях представляют пески, находящиеся в состоянии разрыхления, пористость которых выше критической. Потеря несущей способности таких оснований сопровождается отжатием на поверхность грунтовых вод. Одним из наиболее неустойчивых оснований является аллювий - материал, переносимый реками и покрывающий днища долин. Известно, что для оснований, сложенных аллювием, характерен эффект поглощения слабых колебаний и усиления интенсивных, порождаемых сильными землетрясениями.
Важная роль грунтовых условий подтверждается исследованиями, которые ведут российские и зарубежные специалисты - СтавницерЛ.Р., Тамразян А.Г., Я.С.Алешин, И.Е. Ицков, М.Л. Холмянский, В.Б. Заалишвили, X. Брандль, И. Ивасаки, Б.В.Цейтлин, М.Накопия, К.Ш.Шадунц и др. В частности, исследования, выполненными в США, [29] показали что на одном и том же расстоянии от эпицентра землетрясения в зависимости от свойств грунтов интенсивность землетрясения по модифицированной шкале Меркалли может различаться до четырех баллов.
Отечественные нормативные документы [30] разделяют грунты по сейсмическим свойствам на три категории. Если сейсмичность строительной площадки, сложенной грунтами II категории совпадает в баллах с сейсмичностью района, то для площадок с грунтами категории I бальность уменьшается на один балл, в то же время для грунтов категории Ш бальность увеличивается на один балл. При этом неоднородные по составу грунтов строительные площадки относят, как правило, к более неблагоприятной категории грунта по сейсмичности.
О расчетах оснований и фундаментов сооружений на сейсмическое воздействие
В условиях очевидной неопределенности типа, интенсивности и направления возможного сейсмического воздействия, переменчивости инженерно-геологического строения грунтового основания сооружения, расчет на сейсмические нагрузки по необходимости носит упрощенный условный характер. Сейсмические колебания грунта часто анализируют на основе модели случайного процесса. При этом имеющиеся методы требуют точного задания параметров системы (динамических свойств грунтов, толщины слоев и т.д.), хотя погрешность определения этих параметров весьма существенна.
Сейсмостойкость сооружений, их фундаментов и оснований оценивается расчетом по первой группе предельных состояний на особое сочетание нагрузок, которое включает сейсмическое воздействие [30,32,33]. Расчет условно ведут в предположении статического действия этих сил, величину которых определяют следующим образом F = , (3.1) где N- вес сооружения, g -ускорение свободного падения, г-сейсмическое ускорение. Отношение Kc=r/g называют коэффициентом сейсмичности, который зависит от силы землетрясения и определяется по баллу сейсмичности строительной площадки, который, в свою очередь, зависит от сейсмичности района и категории грунта по сейсмическим свойствам. Для динамического расчета зданий и сооружений формулу (3.1) видоизменяют так F = kJrjN, (3.2) где /? -коэффициент динамичности, зависящий от периода свободных колебаний сооружения, 77-коэффициент, зависящий от формы колебаний и позволяющий учесть характер распределения инерционных сил.
При проектировании следует исключать случаи совпадения периода собственных колебаний сооружения с предполагаемым периодом сейсмических колебаний, чтобы избежать явления резонанса
Сейсмическая сила инерции (3.1) может иметь любое направление, из которых выбирают наиболее невыгодное. Как правило, эту силу считают горизонтальной. Таким образом, традиционные методы расчета сейсмостойкости оснований и фундаментов заключаются в замене динамического воздействия грунтовой среды на фундамент некоторыми дополнительными силами и переходе к статическому расчету. Автор считает, что расчет взаимодействия сейсмических волн в грунтовой среде с фундаментом и сооружением позволит, в некоторых условиях, более точно найти силы действующие на фундамент, амплитуду и частоту колебаний фундамента. Инэ/сенерно- геологическое строение грунтового основания, тип выбранного фундамента, статистические данные о расстояниях до возмоэ/сных эпицентров землетрясений позволяют конкретизировать и уточнить расчет на сейсмостойкость оснований и фундаментов.
Обычно, при расчетах на сейсмостойкость здания рассматриваются как жестко заделанные в грунт, т.е. принимается, что ускорения и смещения фунтов передаются сооружению через фундаменты. Инструментальные наблюдения за поведением зданий при землетрясениях показывают, что ускорения зданий и сооружений отличаются от ускорений грунтов. При этом в большинстве случаев ускорения, передаваемые сооружениям, меньше ускорений самих грунтов. [73], [74]. А.Г. Тамразян считает, что это явление обусловлено определенной инертностью сооружений, их стесняющим, сковывающим влиянием на грунт, а также частичным отражением сейсмических волн от фундаментов, с более высоким импедансом.
Современная концепция создания динамических моделей грунтовых оснований развивается в работах Айзенбрга Я.М., P.O. Бакирова, Ф.В. Лойя [94 ], Уздина А.М. [ 97], Ставницера Л.Р., Шадунца К.Ш. [103], Заалишвили В.Б., Туаева Ж.Д. [96]. Математическая модель учитывает физико-механические особенности , свойственные разным средам и представляет собой дифференциальное уравнение колебаний грунтовой толщи с учетом сил диссипации при интенсивном сейсмическом воздействии на некоторой глубине. В рамках этой модели и ведется расчет взаимодействия сейсмических волн в грунтовой среде с фундаментом и сооружением.
Особенности проектирования сейсмостойких фундаментов
К сейсмостойким типам фундаментов в инженерно - геологических условиях городов черноморского побережья следует отнести фундаменты в виде сплошной плиты и фундаменты на сваях - стойках.
Параметры проектируемого фундамента следует определять по результатам проведения многокритериальной оптимизации, например, с помощью ПК АПОФЕОС [1]. Полученные параметры проекта образуют начальные данные для детального проектирования с помощью программных комплексов типа «proFEt & Stark ES» [3,4].
Расчеты фундаментов и оснований в сейсмических районах должны выполнятся по методу предельных состояний на основные сочетания нагрузок и особые сочетания с учетом сейсмических воздействий. Расчеты с учетом сейсмического воздействия производятся по предельным состояниям первой группы.
При многокритериальной оптимизации проекта фундамента и основания критерии качества с различных сторон характеризуют качество проекта (чем меньше значение критерия качества, тем лучше). При этом требования критериев качества должны противоречить и противоречат друг другу. При согласовании противоречивых требований при возможно меньших значениях критериев качества и появляется оптимальный проект.
Иными словами, технология многопараметрической многокритериальной оптимизации требует, чтобы критерии качества проектного варианта были положительными и лучшему варианту, с точки зрения конкретного критерия, соответствовало меньшее значение данного критерия.
К обычным критериям качества, применяемым в ПК АПОФЕОС (критерию «давление», критерию «прочность», критерию «осадка», критерию «стоимость»), при сейсмостойком проектировании следует добавлять критерий «сейсмическая прочность» и критерий «резонанс».
В случае оптимизации параметров фундамента в несейсмическом районе можно не рассматривать свойства и конструкцию самого сооружения. Так, например, при проектировании фундамента под колонну для вычисления критериев качества не требуется привлекать сведения о самом сооружении. Такой фундамент связывает с сооружением только проектная нагрузка на колонну. Подобная декомпозиция задачи проектирования в случае сейсмического нагружения затруднительна. Для определения критерия «резонанс» нужно знать величину периода первой формы свободных колебаний сооружения Т], зависящую от геометрических размеров сооружения, распределения масс, упругих свойств материалов. Критерий «сейсмическая прочность» должен показывать не только степень использования прочности фундамента, но и степень использования прочности основных несущих конструкций сооружения.
Нормативные значения максимальных амплитуд А в долях ускорения силы тяжести принимаются 0,1; 0,2; или 0,4 для 7, 8 или 9 баллов соответственно.
При расчете здания, оборудованного системой сейсмоизоляции, в качестве расчетного значения коэффициента А в формуле (4.2) принимается наибольшее ускорение Ав верхнего элемента сейсмозащиты (опоры, пояса и др.), жестко связанного с вышерасположенным зданием. Сейсмоизолирующая способность сейсмозащиты оценивается отношением где Ан - наибрльшая амплитуда ускорений нижнего элемента сейсмозащиты. Значения А„ принимается равным коэффициенту сейсмического воздействия А. Автор диссертации считает, что в условиях, оговоренных в главе 3, демпфирующее свойство свайного фундамента играет ту же сейсмоизолирующую роль, что и сейсмозащита. Причем сейсмоизолирующая способность оценивается по аналогии с отношением (4.3) величиной % (пункт Зг6). Если свайный фундамент обладает демпфирующим свойством, т. е. x h то в формулу расчетных значений сейсмических нагрузок (4.2) вместо коэффициента сейсмического воздействия А следует ставить величину хА.
Значение А 1 означает, что наибольший момент инерции модели сооружения относительно точки опоры сваи больше предельного момента сопротивления грунтовой среды. В этом случае появляются зоны пластического течения грунта. В примере 3.2 значение критерия Д=4,26 1 и расчеты показывают кратное уменьшение амплитуды колебаний сооружения по сравнению с колебаниями грунта.
