ДСТУ Б В.1.1-28:2010. ШКАЛА СЕЙСМІЧНОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі

ШКАЛА СЕЙСМІЧНОЇ  ІНТЕНСИВНОСТІ  ДСТУ Б В.1.1-28:2010

Київ

Мінрегіонбуд України 2011

ПЕРЕДМОВА

РОЗРОБЛЕНО:

Державне підприємство "Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій"

(ДП НДІБК), Інститут геофізики ім. С.І. Суботіна НАН України, ТОВ "Будівельні наукові дослідження і експериментальне проектування" (БудНДіЕП), Кримська експертна рада

зоцінки сейсмічної небезпеки і прогнозу землетрусів, Одеська Державна академія будівництва

іархітектури (ОДАБА), Державне підприємство "Інститут "КримНДІпроект", Кримська академія природоохоронного і курортного будівництва (КАПіКБ)

РОЗРОБНИКИ:

Україна: Ю. Немчинов (науковий керівник), д-р техн. наук; М. Мар’єнков, К. Єгупов,

В. Крітов, П. Кривошеєв, В. Тарасюк, О. Хавкін, Б. Гудков, кандидати техн. наук;

А. Бамбура, В. Дорофеев, Ю. Калюх, В. Кукунаєв, С. Федоркин, доктори техн. наук;

Б. Пустовітенко, Г. Бугаєвський, доктори фіз.-мат. наук; О. Кендзера, канд. фіз.-мат. наук;

О.Скляр, І. Золотарьов, Т. Мірошник, О. Недзведська - інженери;

Російська Федерація: М. Клячко, О. Стром, кандидати техн. наук; Г. Шестоперов, д-р техн. наук

ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Мінрегіонбуду України від 23.12.2010 р. № 539; з 1 жовтня 2011 р.

УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Право власності на цей документ належить державі.

Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований і розповсюджений як офіційне видання без дозволу Міністерства регіонального розвитку та будівництва України

© Мінрегіонбуд України, 2011

Офіційний видавець нормативних документів у галузі будівництва і промисловості будівельних матеріалів Мінрегіонбуду України Державне підприємство "Укрархбудінформ"

ЗМІСТ

с.

Вступ.......................................................................................................................................... 1

1      Сфера застосування............................................................................................................ 2

2       Нормативні посилання......................................................................................................... 2

3       Терміни і визначення понять................................................................................................. 2

4       Шкала сейсмічної інтенсивності........................................................................................... 4

4.1    Типи конструкцій і класи уразливості будівель............................................................. 4

4.2     Класифікація пошкоджень будівель ............................................................................ 6

4.3     Визначення сейсмічної інтенсивності.......................................................................... 11

5       Оцінка класів уразливості будівель при землетрусах........................................................ 18

5.1    Уразливість будівель у різних сейсмічних шкалах...................................................... 18

5.2    Типи будівель і таблиця уразливості........................................................................... 19

5.3    Чинники, що впливають на сейсмічну уразливість будівель....................................... 23

5.4    Призначення класу уразливості.................................................................................. 27

5.5    Зауваження щодо запровадження нових типів будівель............................................. 28

Додаток А

Приклади визначення сейсмічної інтенсивності.................................................................. 29

Додаток Б

Приклади визначення ступенів пошкоджень будівель....................................................... ЗО

Додаток В

Вплив землетрусів на навколишнє середовище і грунт (за шкалою ЕМБ-98) .... 37 Додаток Г

Класифікація інженерних споруд і їх конструктивних пошкоджень                                      40

Додаток Д

Графічні співвідношення між бальністю та прискоренням коливань грунту

при землетрусах................................................................................................................ 43

Додаток Е

Кількісна оцінка інтенсивності землетрусів за реакцією людей і предметів                         44

Додаток Ж

. Бібліографія................................................................................................................... 46

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ЗАХИСТ ВІД НЕБЕЗПЕЧНИХ ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ, ШКІДЛИВИХ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВПЛИВІВ, ВІД ПОЖЕЖІ Шкала сейсмічної інтенсивності

ЗАЩИТА ОТ ОПАСНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ВРЕДНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, ОТ ПОЖАРА Шкала сейсмической интенсивности

PROTECTION AGAINST DANGEROUS GEOLOGICAL PROCESSES, HARMFUL OPERATIONAL INFLUENCES, AGAINST FIRE Scale of seismic intensity

Чинний від 2011-10-01

ВСТУП

Дана сейсмічна шкала розроблена у зв’язку з відміною в Україні шкали МвК-64 (ГОСТ 6249-52) [1] і необхідністю адаптації до Європейської макросейсмічної шкали ЕМБ-98 [2] для зближення національної нормативної бази будівельної галузі з європейською.

Шкала призначена для використання сейсмологами при обстеженні макросейсмічних ефектів землетрусів, відновленні параметрів джерела сейсмічних хвиль і розробці карт сейсмічного районування території України різних масштабів, інженерами-будівельниками при проектуванні будівель у сейсмонебезпечних регіонах і при інженерному аналізі наслідків землетрусів [4-10].

Дана сейсмічна шкала сімейства Меркаллі відноситься до категорії шкал інтервалів, що допускають будь-які арифметичні операції з отриманими оцінками інтенсивностей [3].

У даному стандарті таблиці з класами уразливості А, В, С, О, Е, Б і ступенями пошкоджень будівель 1, 2, 3, 4 і 5, а також сейсмічна інтенсивність (від першого до дванадцятого балу), в основному, відповідають шкалі ЕМ8-98.

При виконанні робіт із інженерного аналізу наслідків землетрусів оцінку інтенсивності земле­трусу за наслідками обстеження будівель сучасних конструктивних систем з антисейсмічними заходами і висотних будівель і споруд (не описаних у таблицях 2 і 3) необхідно виконувати на основі спеціального аналізу, оскільки ступінь антисейсмічного посилення впливає на пошкодження кон­струкцій будівель, а також у зв’язку з тим, що в країнах Європи, СНД і в Україні ще немає достатньої інформації щодо поведінки таких конструкцій під час землетрусів.

Виконання робіт із інженерного аналізу наслідків землетрусів вказаних у даному пункті будівель дозволяється тільки установам, які мають відповідні ліцензії.

Впровадження даного нормативного документа дозволить більш диференційовано виконувати оцінку уразливості і пошкоджень будівель з урахуванням більшого числа чинників в порівнянні зі шкалою МБК-64.

1     СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

1.1  Цей стандарт встановлює вимоги щодо визначення сейсмічної інтенсивності землетрусів із використанням макросейсмічних даних пошкоджень конструкцій будівель і впливом струсів на людей, об’єкти і навколишнє середовище.

1.2   Стандарт призначається для застосування всіма суб’єктами господарської діяльності незалежно від форми власності і виду робіт, які виконують у сейсмонебезпечних регіонах проектування, реконструкцію, посилення і відновлення будівель і споруд з урахуванням вимог ДБН В.1.1-12, ДБН В.1.2-2, ДБН В.3.2-2 і ДБН В.2.2-24, проводять роботи з сейсмічного району­вання і мікрорайонування, аналізу наслідків землетрусів, оцінки матеріального збитку.

2     НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:

ДСТУ 4704:2008 Проведення промислових вибухів. Норми сейсмічної безпеки

ДБН В.1.1-12:2006 Будівництво у сейсмічних районах України

ДБН В. 1.2-2:2006 Навантаження і впливи

ДБН В.1.2-5:2007 Науково-технічній супровід будівельних об'єктів

ДБН В.1.2-14-2009 Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ

ДБН В.2.2-24:2009 Будинки і споруди. Проектування висотних житлових і громадських будинків

ДБН В.3.2-2-2009 Житлові будинки. Реконструкція та капітальний ремонт

3     ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Нижче подано терміни, вжиті в цьоу стандарті, та визначення позначених ними понять.

3.1бал

Умовна одиниця вимірювання, що характеризує сейсмічну інтенсивність залежно від впливу на людей, об’єкти, навколишнє середовище, будівлі (ДСТУ 4704)

3.2сейсмічна інтенсивність землетрусу в балах (від І до XII)

Характеристика сили сейсмічних струсів землі на її поверхні. Визначається обов’язково з урахуванням макросейсмічної інтенсивності l_ms, залежно від ступеня пошкодження будівель і впливу минулого землетрусу на навколишнє середовище, а також реакції предметів побуту, поведінки людей і тварин.

Додатково може враховуватись інструментальна інтенсивність І_іп

3.3інструментальна інтенсивність

Визначається в результаті порівняльного аналізу зареєстрованих приладами на вільній поверхні землі характеристик сейсмічної події (прискорень, швидкостей, зсувів, спектрального складу, тривалості й інших параметрів коливань) з урахуванням доступної бази даних аналогічних записів і, перш за все, зареєстрованих на даній території.

Результати статистичної обробки прискорень грунту при минулих землетрусах для різної сейсмічної інтенсивності від І до IX балів за шкалою MSK-64 наведені в додатку Д

3.4макросейсмічна інтенсивність l_ms

Впорядкована сукупність ознак, що описують наслідки землетрусів (сейсмічних подій), що характеризують конкретне цифрове значення l_ms, яке ранжирується від І до XII балів. Макро­сейсмічна інтенсивність визначається на основі сукупності ефектів землетрусів, які спостерігалися на території, обстеженої після землетрусу

3.5  будівельний об’єкт

Будівля, споруда разом з основою та інженерним устаткуванням, інженерні мережі і комуні­кації, а також їх комплекси з певними будівельними та виробничими показниками і призначенням (ДБН В. 1.2-5)

3.6  клас уразливості об’єкта при землетрусах

Класи уразливості А (підкласи А1,А2), В, С, О, Е, Б (підкласи Б1,Б2) (розділ. 4.1, таблиця 1) характеризують здатність будівель чинити опір сейсмічним діям залежно від матеріалів конст­рукцій, проектного рівня сейсмостійкості, конструктивного рішення, якості будівництва тощо. Найбільшій уразливості відповідають об’єкти підкласу А1, найменшій - підкласу 'ті

3.7сейсмостійкість

Визначається якісним виконанням у проекті і в натурі комплексу об’ємно-планувальних і конструктивних заходів згідно з вимогами діючих ДБН, а також технічним станом будівельного об’єкта в момент, передуючий сейсмічній дії

3.8  проектний рівень сейсмостійкості

Антисейсмічні заходи щодо забезпечення сейсмостійкості відповідно до вимог будівельних норм із сейсмостійкого будівництва

3.9  пошкодження

Подія, яка полягає в порушенні справності конструктивних елементів і технологічних пара­метрів будівельного об’єкта (ДБН В. 1.2-5)

3.10ступені пошкоджень

Ступені пошкоджень 0, 1, 2, 3, 4 і 5 класифікують деформації конструкцій при землетрусах залежно від типу будівлі (кам’яна, залізобетонна, сталева, дерев’яна тощо). Ступінь 0 відповідає відсутності пошкоджень; ступінь 1 відповідає легким пошкодженням; ступінь 5 - руйнуванню/обва­ленню

3.11лінгвістичні (кількісні) характеристики пошкоджень

Більшість- відповідає, як правило, діапазону 56-100 % (медіальне значення 75 %);

Багато- відповідає, як правило, діапазону 16-55 % (медіальне значення 40 %);

Деякі -відповідає, як правило, діапазону 0-15 % (медіальне значення 10 %)

3.12уразливість

Здатність об’єкта отримувати необоротний збиток, вимірюваний втратою його властивостей (якостей) в порівнянні зі станом до землетрусу (відносна пошкодженість будівель різних конструк­тивних схем при однакової інтенсивності сейсмічних впливів)

3.13обстеження об’єкта

Процес отримання якісних і кількісних показників експлуатаційної придатності об’єкта, його елементів і конструкцій, які характеризують технічний стан об’єкта (ДБН В. 1.2-5)

3.14технічний стан об’єкта

Рівень відповідності конструктивних елементів та технологічних параметрів об’єкта вимогам нормативної або проектної документації (ДБН В.1.2-5)

3.15діагностування технічного стану об’єкта

Процес визначення та прогнозування технічного стану об’єкта (ДБН В. 1.2-5)

3.16моніторинг

Нагляд за технічним станом будівельного об’єкта, його частин, окремих конструкцій або основ

з   оцінюванням їх деформацій та несучої здатності, стійкості та придатності до експлуатації (ДБН В. 1.2-5)

З

3.17пошкодження елементів будівлі

Крен, осідання, тріщини і залишкові деформації несучих конструкцій, які відповідають за загальну стійкість будівлі при землетрусі

3.18пошкодження неструктурних (неконструктивних) елементів будівлі

Тріщини, залишкові деформації огороджувальних конструкцій, перегородок, що не відпові­дають за загальну стійкість будівлі при землетрусі, але руйнування яких можуть бути причиною травм та загибелі людей і виходу з ладу устаткування, комунікацій тощо.

4     ШКАЛА СЕЙСМІЧНОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ

4.1Типи конструкцій і класи уразливості будівель

Класифікації, прийняті в даній шкалі за типами конструкцій і класами уразливості (чутливості) будівель до пошкоджень при землетрусах, наведені в таблиці 1.

Сейсмічна уразливість будівель і споруд різного конструктивного типу і різного рівня сейсмо­стійкості підрозділяється на 6 основних класів, складених у порядку зменшення уразливості і позначених відповідно А, В, С, й, Е, Класи А та F,відповідні максимальному і мінімальному рівню уразливості, можуть підрозділятися на 2 підкласи і позначатися А1, А2, БІ, F2.Приблизні оцінки уразливості деяких конструктивних типів будівель наведені в таблиці 1.

При аналізі уразливості будівель і споруд і визначенні класу їх конструктивної уразливості необхідно враховувати правильність форми (в т.ч. просторову симетрію), розподіл мас і жорст- костей, регулярність, поверховість, якість проектування і будівництва, зв’язність, еластичність, нездатність до прогресуючого обвалення і інші характеристики фізичного стану даної будівлі (інженерної споруди), а також експлуатаційний стан об’єкта. Клас уразливості є узагальненою характеристикою об’єкта, що визначається експертами шляхом всестороннього аналізу наслідків землетрусів.

Сейсмічна уразливість експлуатованих будівель у період, передуючий ушкоджувальним і руйнівним землетрусам, визначається в процесі паспортизації (включаючи і динамічну паспор­тизацію) забудови або на підставі інших спеціалізованих досліджень.

При призначенні інтенсивності землетрусів, які відбулися нещодавно, оцінка класу уразливості пошкоджених і зруйнованих будівель виконується при обстеженні цих будівель безпосередньо після землетрусу.

Типи будівель і чинники, що впливають на уразливість конструкцій, наведені у розділі 5, де також дані рекомендації щодо призначення класу уразливості (чутливості) будівель при земле­трусах.

Таблиця 1 - Приблизні оцінки уразливості деяких конструктивних типів будівель

Саману і дрібних бетонних

каменів

Повнотілої цегли і суцільних бетонних і природних каменів, у т.ч. з масивних каменів

Те саме, але з армуванням швів і/або посиленням вертикальними залізобетонними сердечниками з кроком, меншим висоти поверху

Те саме, при регулярній комплексній армобетонній системі посилення кладки

Крупних бетонних або віброцегляних блоків; багатошарові стіни з внутрішнім шаром із монолітного залізобетону і зовнішніми шарами з штучної кладки

Крупних блоків пильного вапняку дворядного розрізання, які посилені:

-    "ядрами жорсткості" із залізо­бетонних елементів;

вертикальною ненапруженою арматурою;

-    коротишами з жорсткої арматури

Крупних блоків пильного вапняку багаторядного розрізання, що посилені монолітними залізо­бетонними включеннями

8 13 об’ємних бетонних блоків

До 24 :

4.2Класифікація пошкоджень будівель

Пошкоджуваність будівель підрозділяється на 6 ступенів сі (від 0 до 5) в порядку зростання шкоди та зменшення залишкового ресурсу несучої здатності. Ступені пошкоджень і класифікація пошкоджень будівель у залежності від спостережуваних ефектів наведені в таблиці 2. Приклади, що ілюструють пошкоджуваність різних конструктивних типів будівель за наслідками інженерного аналізу минулих землетрусів, представлені в додатку Б.

Якісний і кількісний опис пошкоджень, відповідних різному ступеню і характерних для якого- небудь конструктивного типу будівлі, здійснюється на основі аналізу сейсмічних ефектів на відпо­відних об’єктах при їх достатньо великому числі для забезпечення достовірності і надійності.

Пошкодження будівель різних конструктивних систем для ступенів від 1-го до 5-го наведені в таблиці 3. Приклади визначення ступенів пошкоджень кам’яних і залізобетонних будівель після землетрусів у різних сейсмонебезпечних регіонах Європи і Південної Америки наведені в додат­ку Б.

Таблиця 3 - Опис ступенів пошкоджень будівель

___________________ Будівлі з несучими кам’яними стінами (пп. 1-6 таблиці 1)_______________________

Ступінь 1: незначні або легкі пошкодження (немає пошкоджень несучих елементів) - волосяні тріщини в небагатьох стінах; відпадання маленьких грудок штукатурки. В окремих випадках падіння погано закріплених каменів у верхніх частинах будівлі

Ступінь 2: помірні пошкодження (легке пошкодження несучих конструктивних елементів, помірні пошкодження неконструктивних елементів) - тріщини в багатьох стінах; падіння відносно великих шматків штукатурки; падають частини димарів, вентиляційних блоків, парапетів і козирків з даху    І

4.3Визначення сейсмічної інтенсивності

4.3.1  Ранжирування інтенсивності

Інтенсивність підрозділяється на XII балів, від І до XII, причому кожному балу привласнюється кількісна і якісна характеристики. Верхня частина шкали (від І до V) відповідає відчутності землетрусу - сейсмологічний діапазон, а нижня частина шкали (від VI до XII) відповідає ступеню руйнування - інженерний діапазон, а саме:

Кількісне значення інтенсивності рекомендується зображати римськими цифрами.

4.3.2  Визначення сейсмічної інтенсивності

Шкала інтенсивності організована відповідно до таблиці 4, залежно від спостережуваних ефектів землетрусів, диференційованих по об’єктах.

Інтенсивність землетрусів вимірюється в балах. Сила землетрусу ранжирується за допомогою шкали сейсмічної інтенсивності від І до XII балів включно відповідно до таблиці 4.

4.3.3  Класифікація об’єктів

Об’єкти підрозділяються на групи, розташовані у порядку зменшення порогу уразливості (чутливості) цих об’єктів до землетрусу, а також на додаткову групу, а саме:

-людина а;

-   предмети побуту |3 ;

-   будівельні споруди у .|, у₂;

-   об’єкти природного середовища є , що не увійшли до групи а.

4.3.4  Класифікація об’єктів природного середовища

Об’єкти природного середовища підрозділяються на нижченаведені 8 типів: тип є₁ - зміни в режимі підземних вод (поява або зникнення джерел, зміна рівня або темпе­ратури підземних вод);

тип є ₂ - деформації у водонасичених ґрунтах;

тип є з - зсуви на схилах, складених рихлими (сильно вивітреними) ґрунтами; типє₄ - зсуви на схилах, складених скельними і напівскельними ґрунтами; тип є ₅- зрушення по тектонічних розривах;

типє₆ - площадкові підняття і опускання, видимі поверхневі хвилі; тип є₇ - явища на внутрішніх водоймищах (торощення льоду, сейші); тип є₈ - цунамі.

Продовження таблиці 4

Інтенсивність І_п

а - більшість людей у паніці. Деякі люди не можуть стояти на ногах;

у ₁ - багато будівель класу уразливості С мають пошкодження ступеня 3. Багато будівель класу В і окремі класу С мають пошкодження ступеня 4. Багато будівель класу А і деякі класу В мають пошкодження ступеня 5. Багато будівель класу Р мають пошкодження ступеня 2; деякі - ступеня 3, а окремі - ступеня 4. Деякі будівлі класу Е мають пошкодження ступеня 2. Багато будівель класу уразливості мають пошкодження ступеня 1, а окремі класу Р2 - ступеня 2;

у2- розриви в залізобетонних опорах мостів. В окремих випадках руйнування опорних ділянок головних балок з їх переломом у прольоті. Зсув з опорних майданчиків і обвалення консолей прольотів мостів рамно-консольної системи.

На м’якому грунті видно хвилі;

є₂ - на водонасичених грунтах можливий масовий розвиток тріщин, виникнення грязьових і піщаних вулканчиків (грифонів) і осідання грунтів;

єз_4- у рівнинних районах значні обвальні деформації на берегах природних і штучних водоймищ; у гірських районах значне число зсувів і обвалів покривних і скельних грунтів. Окремі зсуви можуть досягати десятків і сотень мільйонів кубометрів в об’ємі, можливо до перших кубічних кілометрів; є₅ - у зонах, близьких до епіцентра, часто відбуваються переміщення по тектонічних розривах вздовж десятків (до ста) кілометрів і амплітудою до декількох метрів. Іноді відзначається підкидання каменів і валунів;

є₆ - можливі підняття і опускання до декількох метрів у зонах завширшки до перших кілометрів, що зазвичай примикають до виходу на поверхню осередкових розривів; під час землетрусу на рівних ділянках спостерігаються добре виражені земляні хвилі;

є ₇ — масове розтріскування і торощення льоду на замерзлих водоймищах;

є ₈ - у прибережних зонах можливе цунамі з висотою заплескування до 3-5 м       

у ■, - більшість будівель класу А, багато будівель класу уразли­вості С мають пошкодження ступеня 4. Багато будівель класу В і деякі класу С мають пошкодження ступеня 5. Багато будівель класу О мають пошкодження ступеня 3; деякі - ступеня 4.

Багато будівель класу Е мають пошкодження ступеня 2; деякі - ступеня 3. Деякі будівлі класу Р1 мають пошкодження ступеня 2, а окремі класу Р2 - ступеня 3;___________

4.3.5 Призначення сейсмічної інтенсивності землетрусу

4.3.5.1  Для задання інтенсивності якого-небудь землетрусу (сейсмічної події) використовується придатна до ранжирування сукупність категорованих ефектів, що виникають у об’єктів внаслідок цього землетрусу (сейсмічної події). Інтенсивність призначається на достатньо великій, але обме­женій території.

4.3.5.2   Призначення макросейсмічної інтенсивності здійснюється експертами за наслідками аналізу спостережуваних сейсмічних ефектів, підбором кількісних і якісних значень у відповідності із наведеним у таблиці 4 визначенням інтенсивності.

4.3.5.3   Значення макросейсмічної інтенсивності бажано супроводжувати оцінкою інструмен­тальної інтенсивності та представляти цілими числами або у вигляді діапазону інтенсивності.

4.3.5.4   При призначенні інтенсивності в інженерних цілях слід, перш за все, використовувати об’єкти будівельного оточення, що є необхідним, а в деяких випадках і достатнім.

4.3.5.5   Інтенсивність землетрусу, згідно з описом пошкоджень будівель слід (за можливості) оцінювати для будівель, розташованих на однотипних грунтах, оскільки грунтові умови впливають на інтенсивність сейсмічної дії. При цьому спостережувані ефекти (у т.ч. пошкодження) щонай­краще відображають залежність балу інтенсивності від конструктивного рішення та уразливості будівель і споруд.

4.3.5.6   Необхідно враховувати гідрологічні особливості грунтових основ будівель при оцінці ступеня їх пошкоджень і призначенні сейсмічної інтенсивності. Аномальні значення отриманої інтенсивності не слід відкидати і міняти значення, властиві інтенсивності. Ці випадки мають бути в обов’язковому порядку піддані спеціальному дослідженню.

4.3.5.7   При призначенні інтенсивності на будівельних майданчиках, забудованих однотипними (за конструкцією, архітектурно-планувальним рішенням і будівельними матеріалами) будівлями однакового класу уразливості, необхідно враховувати вплив інженерно-геологічних умов на сейсмічну інтенсивність.

4.3.5.8   При проектуванні, прогнозуванні результату та аналізу сейсмічного ризику необхідно використовувати інженерну частину шкали.

4.3.5.9   Виявлення і опис сейсмічних ефектів на об’єкти від землетрусу, що відбувся, їх впо­рядкування і класифікація для призначення інтенсивності, виконується, як правило, на підставі інженерного обстеження наслідків землетрусу, яке здійснюють сертифіковані фахівці за єдиною методикою, що затверджується у встановленому порядку.

4.3.5.10   Основними джерелами для призначення сейсмічної інтенсивності в інженерній частині шкали є макросейсмічні дані про пошкодження в будівлях і спорудах, а також сейсмічні ефекти на інших об’єктах. Макросейсмічні оцінки інтенсивності рекомендується порівнювати з оцінками інтенсивності цих подій, отриманими інструментальним шляхом. При цьому, у разі відмінності цих оцінок більше ніж на один бал необхідно провести дослідження причин такої розбіжності.

4.3.5.11  Призначення інтенсивності землетрусів проводиться на підставі наступних показників:

-   класу конструктивної уразливості об’єктів будівельного оточення;

-   ступеня пошкоджень будівельних споруд;

-   кількісних характеристик, прийнятих у шкалі.

4.3.5.12  При призначенні інтенсивності більшеХ балів, опис природних явищ є визначальним.

4.3.5.13     Процедури збору, обробки і використання даних для призначення інтенсивності (у т.ч. оцінки надійності цих даних, використання малопараметричних негативних і невизначених, неоднозначних і суперечливих ознак, умовності і кодування), способи отримання найбільш досто­вірного результату мають бути максимально формалізованими (з використанням фахівцями одна­кових форм у робочих журналах).

4.3.5.14    Якщо в доступних даних є суперечливі (що відповідають різній інтенсивності) аспекти/ознаки, експерту для призначення найбільш відповідного балу інтенсивності слід виявляти в початкових даних спільність, не сподіваючись на окрему діагностику, уникати виняткових/над­звичайних спостережень, що може привести до завищення інтенсивності в даному місці.

Зокрема, не слід оцінювати інтенсивність струсів за величиною окремих екстремальних проявів залишкових деформацій грунтів (об’єми обвалів, максимальна амплітуда зсувів по розривах, ширина одиничних тріщин тощо), оскільки вони можуть бути обумовлені несприятливим поєднан­ням ряду чинників і їх використання приведе до завищення інтенсивності.

4.3.5.15   Призначення інтенсивності ушкоджувальних і руйнівних землетрусів, які тільки що відбулися, слід виконувати, перш за все, за результатами інженерного обстеження їх наслідків відразу після даної сейсмічної події.

4.3.5.16   Термін інтенсивності, який використовується в стандарті, відноситься до одиничної сейсмічної події. Користуватися стандартом для оцінки/призначення інтенсивності при сукупному ефекті декількох афтершоків, рою землетрусів, як правило, не допускається.

4.3.5.17   В цілях районування території за сейсмічною небезпекою і для оцінок сейсмічного ризику при призначенні інтенсивності у всіх випадках слід, за можливості, використовувати історичні записи і археологічні дані і будь-які інші джерела інформації з одночасною оцінкою їх достовірності і надійності.

4.3.5.18   Призначення інтенсивності землетрусів, що давно відбулися (історичних), і мають зазвичай досить обмежену базу початкових даних, проводиться, як правило, документальним методом і може здійснюватися з відхиленнями від встановлених даним розділом правил.

4.3.6  Оцінка відповідності сейсмічній інтенсивності

4.3.6.1   Інструментальна інтенсивність може визначатися згідно з додатком Д за правилами і процедурою, вказаними в інструментальній сейсмічній шкалі. При цьому допускається викорис­товувати для звірки (оцінки відповідності) значення інструментальної інтенсивності з точністю до

0,                     5 бала.

4.3.6.2   Розбіжність 5 в оцінках інтенсивності землетрусів, отриманих за допомогою макро­сейсмічної І_тві інструментальної /,„ шкал, є характеристикою ступеня відповідності. При цьому відповідність називається:

-   доброю, якщо 5 < 0,5;

-   задовільною, якщо 0,5 < 6 < 1;

-   незадовільною або невідповідною, якщо 5 > 1.

4.3.6.3   При невідповідності оцінок І_тзі І_іпці оцінки не рекомендуються для практичного використання і необхідно виконати спеціальні дослідження причин такої неузгодженості.

5     ОЦІНКА КЛАСІВ УРАЗЛИВОСТІ БУДІВЕЛЬ ПРИ ЗЕМЛЕТРУСАХ

Слово "уразливість" використовується скрізь у даній шкалі для різної реакції будівель на дії землетрусів. Якщо дві групи будівель піддаються однаковим діям від землетрусу, а одна група проявляє експлуатаційні якості краще ніж інша, то можна сказати, що будівлі, які були менш пошкодженими, менш чутливі (менш уразливі) при землетрусі ніж більш пошкоджені.

5.1Уразливість будівель у різних сейсмічних шкалах

Концепція уразливості є основою для побудови сучасних сейсмічних шкал. Рівень струсу, потрібний для руйнування погано побудованого невеликого житлового будинку з глинобитної цеглини і масивної офісної будівлі істотно різні.

Ранні шкали оцінки інтенсивності землетрусів складалися без вказівок відмінностей за типами будівель і призначалися для застосування в географічно обмежених областях. Такі шкали також не враховували диференційовану оцінку пошкоджень конструкцій будівель і споруд.

Пізніші шкали, які були призначені для застосування в сучасній навколишній забудові, в цілях розширення більш загального застосування (такі як модифікована шкала Меркаллі (ММ) або шкала MSK 1964 року) містили критерії оцінки інтенсивності, що більш диференціювалися. Будівлі роз­ділялися на різні класи на основі існуючих типів будівель з урахуванням будівельних матеріалів, які використовувалися для підвищення опору конструкцій дії поперечного навантаження. При цьому тип будівлі використовувався як простий аналог чутливості (уразливості).

Це питання має важливе значення. Введення в шкалу EMS-98 визначення уразливості будівлі до пошкоджень представляє істотний прогрес. Фактично це є прямим розвитком шкал MSK і ММ. У цих шкалах було використано просте застосування деякого "віртуального типу" будівлі як аналога уразливості. Таке застосування недостатнє, особливо для будівель нових конструктивних систем і висотних будівель.

5.2Типи будівель і таблиця уразливості

Шкала MSK визначає класи будівель за типами конструкцій як проста спроба визначення уразливості будівель. У шкалі EMS прийнято шість класів уразливості (від А до F), з яких перші три представляють міцність типового глинобитного будинку, цегляної будівлі і залізобетонної конст­рукції, тобто вони практично сумісні з будівлями класів А-С в шкалах MSK-64 [1] і MMSK-92 [9].

Класи D і Е призначаються, щоб представити приблизно лінійне зниження уразливості в результаті підвищення проектного рівня сейсмостійкості, а також забезпечити оцінку сейсмо­стійкості добре побудованих дерев’яних будівель, армованих або посилених кам’яних будівель і сталевих конструкцій, які здатні чинити опір сейсмічним діям. Клас F призначений для пред­ставлення уразливості конструкцій із високим проектним рівнем сейсмостійкості для конструкцій найвищої сейсмічної опірності.

При оцінці уразливості звичайних конструкцій насамперед необхідно визначити тип будівлі. Оцінка типу будівлі забезпечує основу для визначення класу уразливості. Найбільш поширені типи будівель у європейських країнах і в Україні включені в таблицю уразливості з вказівкою найбільш вірогідного ступеня пошкодження залежно від класу уразливості, а також від можливого діапазону уразливості. Типи будівель у таблиці уразливості розділені на основні групи: кам’яні, залізобетонні, сталеві і дерев’яні, і вони розглядаються детальніше нижче.

5.2.1  Загальні зауваження щодо сейсмостійкості

На найнижчому рівні знаходяться будівлі, що не задовольняють вимоги сейсмостійкості. На другому рівні знаходяться будівлі, що задовольняють вимоги проектної сейсмостійкості, тобто будівлі, запроектовані і побудовані відповідно до області дії будівельних норм (СНиП і ДБН). Деяка проектна філософія потім включала процеси оцінки сейсмічної небезпеки і побудови карт зону­вання з описом параметрів очікуваної сейсмічності для різних сейсмічних зон.

Споруди такого роду можна чекати в тих сейсмічних регіонах, де в проектах будівель вра­ховуються вимоги забезпечення сейсмостійкості. У таблиці 1 введені однакові типи конструкцій із різним рівнем забезпечення сейсмостійкості. Передбачається, що будівлі з середнім рівнем забезпечення сейсмостійкості - це будівлі, які запроектовані і побудовані в минулі роки відпо­відно до вимог раніше діючих норм із сейсмостійкого будівництва. Будівлі з високим рівнем сейсмостійкості - це будівлі, запроектовані відповідно до вимог ДБН В.1.1-12.

На найвищому рівні розташовуються будівлі із спеціальними антисейсмічними заходами, такими, як будівлі з віброізольованими фундаментами. Вони поводяться особливо при сейсмічних навантаженнях і, як правило, не піддаються руйнуванню доти, поки не руйнуватимуться пристрої віброізоляції фундаментів у деяких індивідуальних випадках. Будівлі такого конструктивного типу не можуть бути використані для оцінки інтенсивності землетрусу.

Добре побудовані (без антисейсмічних заходів) дерев’яні або кам’яні конструкції можуть порівняно з будівлями, запроектованими з проектним рівнем сейсмостійкості, поводитися зіставно з будівлями, що відносяться до класу уразливості D і особливо класу Е. Такий підхід може також застосовуватися до будівель, в яких передбачені спеціальні заходи посилення (реконструкції).

Слід зазначити, що для простоти залізобетонні конструкції без антисейсмічних заходів, а також конструкції з низьким рівнем проектного забезпечення сейсмостійкості об’єднуються в один тип будівель, оскільки вони зазвичай поводяться аналогічно. Типові (найбільш схожі) класи уразливості таких будівель відносяться до класу С. Залізобетонні конструкції з низьким рівнем сейсмостійкості відносяться до класу В лише у виняткових випадках, тоді як аналогічні конструкції з недостатньою сейсмостійкістю легко можуть бути віднесені до класу В, а іноді і до класу А.

Важливістю горизонтальних елементів (дисків перекриттів) при визначенні характеристик сейсмостійкості будівель при сейсмічних навантаженнях часто нехтували у минулому, принаймні, відносно кам’яних конструкцій. Міцність міжповерхових перекриттів будівель або інших горизон­тальних елементів жорсткості часто грає ключову роль у визначенні уразливості конструкцій. Дуже важливо мати можливість вивчити конструкції усередині будівлі, щоб коректно оцінити уразливість у польових умовах.

5.2.2  Кам’яні конструкції

5.2.2.1  Бутовий камінь І булижник

У будівлях із бутового каменя і булижника, в яких необроблені камені слугують як основний будівельний матеріал, використовується, як правило, неякісний розчин. Такі будівлі мають велику масу і слабо чинять опір дії поперечних сил. Перекриття зазвичай виконувалися з дерева і не забезпечували належної горизонтальної жорсткості будівлі.

5.2.2.2  Цегла-сирець (саман) І глиняна цеглина

Цей тип конструкції може бути знайдений у багатьох місцях, де є придатні глини. Методи будівництва з цегли значно відрізняються і це вносить відмінності щодо оцінки міцності глино­битних будинків при землетрусі.

Стіни, побудовані з саману без використання цегли, є жорсткими і слабкими; цегляні будівлі залежать переважно від якості розчину і меншою мірою від якості цегли.

Вага покрівлі є одним із найбільш важливих чинників у таких будинках, оскільки важкі дахи схильні до руйнувань. Глинобитні будинки з дерев’яними рамами мають додаткову міцність і кращі експлуатаційні якості. У таких будівлях можуть руйнуватися стіни, тоді як дерев’яний каркас залишається непошкодженим через його високу пластичність. Можуть зустрітися випадки, коли застосовуються в глинобитних будинках не скріплені дерев’яні балки і колони, що забезпечує додаткову горизонтальну жорсткість, підвищує експлуатаційні якості будівлі, але не так значно, як скріплені рами.

5.2.2.3  Звичайний камінь

Прості кам’яні конструкції відрізняються від конструкцій із булижника тим, що будівельні камені піддаються деякій обробці перед використанням. Такі елементи конструктивної системи укладаються в конструкцію будівлі відповідно до певних технологічних прийомів, які підвищують міцність конструкції, наприклад, використання великих каменів для забезпечення перев’язки стін по кутах. Такі будівлі відповідають класу уразливості В, і лише тоді класу А, коли вони у поганому стані або виконані з поганою якістю.

5.2.2.4  Важкий камінь

Будівлі із дуже крупних каменів, як правило, застосовуються в монументальних спорудах, замках, крупних цивільних будівлях тощо. Спеціальні будівлі цього типу, як правило, не повинні використовуватися для оцінки інтенсивності. Проте у деяких великих старовинних містах існують райони громадських будівель XIX сторіччя, які можуть бути використані для оцінки інтенсивності. Ці будівлі, як правило, мають велику міцність, яка є сприятливим чинником, щоб віднести їх до високого класу уразливості (типу С або навіть D у виняткових випадках).

5.2.2.5   Неармована цегла/бетонні блоки

Цей дуже поширений тип конструкцій є прототипом будівель типу "В" в оригіналі шкали МвК, по відношенню до якого може бути проведена оцінка інших типів будівель. У Єврокоді 8 таке будівництво згадується під назвою "виготовлення з окремих кам’яних блоків". Часто зустрічаються окремі випадки, коли будівлі обстежуваного типу знаходяться у поганому стані, і вони мають бути віднесені до класу уразливості А. Є й інші приклади добре побудованих будівель такого типу, які відносять до класу уразливості С, але це може бути у великих будівлях з високими стандартами життєзабезпечення або в тих місцях, де необхідно забезпечити поперечну жорсткість для сприйняття вітрових навантажень.

Зазвичай уразливість залежить від кількості, розміру і розташування отворів. Великі отвори, малі простінки між отворами і зовнішні кути будівлі, а також довгі стіни без перпендикулярних жорсткостей роблять будівлі більш чутливими (уразливими). Проблема, якої слід остерігатися, полягає в застосуванні порожнистих стінових систем із внутрішнім і зовнішнім облицюванням, яке при неякісному з’єднанні зі стінами призводить до їх ослаблення. Такі стіни недостатньо сейсмо­стійкі і мають погані експлуатаційні якості.

5.2.2. б Неармована цегла із залізобетонними перекриттями

Не дивлячись на те, що стіни будівель є найбільш доступною для обстеження частиною, горизонтальні елементи будівлі можуть бути важливішими у визначенні опорності конструкцій поперечним навантаженням. У будівлях із стінами з неармованої цегли і перекриттями з залізо­бетону будівельні конструкції поводяться значно краще ніж звичайні цегляні конструкції. У ви­падках, коли стіни сполучені і пов’язані спільно з жорсткою плитою перекриття за допомогою контурних балок (обв’язувань), створюється коробчастоподібна система, яка ефективно знижує ризик руйнування стін із площини і перешкоджає взаємному зрушенню перетинаючих стін. Коли конструкції добре зв'язані між собою, уразливість будівлі з більшою вірогідністю можна віднести до класу С, в іншому випадку - до класу В.

5.2.2.7  Армована кладка в обоймі

Під цією назвою об’єднуються різні системи, в яких значне посилення може бути досягнуте шляхом удосконалення виробництва і поліпшення властивостей пластичності будівельного каменя. В армованій кладці стрижні або арматурна сітка розміщується між шарами кам’яної кладки або у вертикальних щілинах багатощілинної цеглини, створюючи композитний матеріал, що діє як високоміцна і пластична стіна або як стінова система. Таке армування має бути присутнім як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах. Кладка в обоймі є цегляною кладкою, жорстко вбудованою між конструкціями колон і балками з усіх чотирьох сторін, і забезпечує відповідний рівень опорності. У таких випадках це не означає, що об’єднуючі елементи повинні працювати як рама, що сприймає дію згинальних моментів, де кладка з цегли поводить себе як неконструктивне заповнення.

У деяких регіонах застосовуються спеціальні системи кам’яного будівництва, в яких з метою підвищення зчеплення розчину з каменем використовують пластифікуючі добавки в розчин, а також нові форми конструкцій цеглини (у вигляді глиняної обпаленої фігурної цеглини або силікатної цеглини з хвилястою поверхнею). Інша ефективна система відома як колодязна система із заповненням порожнеч будівельним розчином, що включає стіни, які складаються із зовнішньої і внутрішньої цегляних оболонок, пов’язаних із бетонним сердечником вертикальною і горизон­тальною арматурою, або залізобетонні сердечники в кам’яних стінах. В цілому ефективність таких систем має бути еквівалентна армованій кладці, хоча досвід роботи з цією формою будівництва в даний час обмежений.

5.2.3  Залізобетонні конструкції

Цей тип конструкцій набув значного поширення в будівництві. Оцінка уразливості будівель і характеристик міцності конструкції є індивідуальною. У таблиці 2 класифікація подана залежно від конструктивної схеми будівель.

5.2.3.1Залізобетонні рамні конструкції

Конструктивна система із залізобетонних рам складається з балок і колон, які утворюють каркас і зв’язані монолітними вузлами, що сприймають згинальні моменти і поперечний зсув у вузлах. Конструкції залізобетонних рам сприймають як вертикальні, так і горизонтальні навантаження. Поведінка залізобетонного каркаса визначається співвідношенням між висотою колон, довжиною балок, а також розмірами їх поперечного перерізу. Високі з малим поперечним перерізом колони і короткі з великим поперечним перерізом балки свідчать про уразливість такої системи при дії горизонтальних навантажень. Залізобетонні рамні конструкції досить поширені, проте їх відносять до типу будівлі з різними ступенями сейсмостійкості.

Руйнування залізобетонних каркасних будівель часто призводить до вражаючих наслідків. Руйнування протягом останніх землетрусів дають можливість накопичити досвід про характерні дефекти проектування і причини утворення однотипних дефектів.

У більшості випадків застосовуються залізобетонні рами з цегляним заповненням. Можлива взаємодія між залізобетонними рамами і крихким заповненням каркаса може сприяти більшій уразливості системи. Завдяки такій взаємодії колони і вузлові з’єднання повинні сприймати додаткові навантаження, як правило, не враховані при проектуванні. Якщо заповнення має отвори або інші порушення безперервності, така конструкція спричиняє руйнування колони від зсуву (утворюються діагональні похилі тріщини армованої колони). Це свідчить про те, що остаточний (фактичний) проектний рівень забезпечення сейсмостійкості має тенденцію до зниження. Для залізобетонних рам проектна сейсмостійкість конструкції пов’язана з певною схемою руйнування. Зони руйнування повинні передбачатися для ділянок балок, розташованих поблизу вузлів. Руйнування не допускаються для колон або вузлів з’єднання балок із колонами. Проте руйнування, як правило, зосереджені в колонах. Якщо захисний шар зруйнований, необхідно перевірити попе­речне армування та крок арматури, недостатній у всіх критичних зонах.

Сейсмічна уразливість залізобетонних рам залежить від багатьох чинників, таких, як регуляр­ність конструкцій, якість виробів і виконання робіт, здатність матеріалу до прояву пластичних властивостей. Залізобетонні рами особливо уразливі відносно перепадів горизонтальної жорсткості по висоті. Слабкий цокольний поверх (так званий гнучкий поверх) може стати причиною повного обвалення всієї будівлі. Такий тип будівель досить чутливий до горизонтальних навантажень. Якщо будівлі мають нерегулярності в плані, то пошкодження будуть зосереджені в місцях, віддалених від цетра жорсткості. Руйнування зовнішніх колон свідчить про прояв крутильних ефектів.

5.2.3.2Залізобетонні стінові конструкції

Залізобетонні стінові конструкції характеризуються вертикальними елементами, які підтри­мують інші елементи, що мають подовжені поперечні перерізи з відношенням довжини до товщини більше ніж 4 і/або секційне розташування. Якщо дві або більше стін об’єднані в регулярну струк­туру шляхом сполучення балок, то така конструктивна систем називається об’єднаною стіновою системою, в якій балки повинні забезпечувати достатню пластичність, і призначатися для роз­міщення пристроїв, що забезпечують поглинання енергії і підвищення рівня сейсмостійкості. Уразливість таких конструкцій залежить від наявності великих отворів і відсутності безперервності стін, від розмірів їх перерізів по висоті будівлі, а також перепадів жорсткості в межах цокольного поверху (гнучкого поверху).

Залізобетонні стінові конструкції характеризуються вищою жорсткістю ніж залізобетонні рамні конструкції. Якщо стіни розташовані нерегулярно і не з усіх зовнішніх сторін будівлі, то ефекти закручування будівлі в плані можуть сприяти частковому руйнуванню всієї системи. Нерегулярності в плані або внутрішні уступи по висоті будівлі повинні розглядатися як серйозні недоліки, навіть у разі постійного (однорідного за площею) розташування конструкцій, які можуть сприяти у винятко­вих випадках підвищенню уразливості будівель.

У порівнянні з залізобетонними рамами залізобетонні стінові системи мають меншу тенденцію до зміни класу уразливості. Відповідно до таблиці уразливості у виняткових випадках обмежуються класом уразливості В (якщо будівлі запроектовано без урахування вимог сейсмостійкості) і класом уразливості С для стін будівель із забезпеченим проектним рівнем сейсмостійкості. Існує декілька конструктивних систем, які скомпоновані з просторових рам і стінових конструкцій (так звані здвоєні конструктивні системи), або утворені за системою гнучких рам у поєднанні із стінами, зосередже­ними біля центра будівлі, або симетрично розташовані в одному з напрямів будівлі (так звані системи з ядрами жорсткості). Системи з ядрами жорсткості менш податливі в порівнянні з рамними стіновими або здвоєними конструктивними системами.

5.2.4  Сталеві конструкції

До сталевих конструкцій відносять, як правило, конструктивну систему із сталевими рамами. З наявних макросейсмічних оцінок наслідків землетрусів лише небагато даних відносяться до оцінки поведінки конструкцій сталевих рам, проте вони вказують на високий рівень сейсмостійкості. Пошкодження конструкцій можуть мати місце, проте вони приховані за неконструктивними еле­ментами, такими, як облицювання або ненесучі стіни, або бетонне заповнення (виконане для збільшення вогнестійкості). У таких випадках руйнування вузлів рам будуть видимими тільки після того, коли бетонне покриття буде видалене.

Оцінку рівня сейсмостійкості і вибір найбільш відповідного класу уразливості слід здійснювати з урахуванням підвищеної жорсткості системи, а також типу вузлових з’єднань. Пластичність системи в цілому визначається поперечною жорсткістю конструкцій (тобто типом рами і видом системи в’язей). Для будівель із сталевим каркасом без спеціальних антисейсмічних заходів або для будівель, запроектованих без урахування вимог сейсмостійкості, можливий клас уразливості О. В’язі, які встановлюються між колонами (типу К-подібних в’язей), забезпечують менший опір при землетрусі, і будівлі з такою системою в’язей мають бути віднесені до класу уразливості С.

У більшості рам, що сприймають дію згинальних моментів та поперечних сил, або рам з ексцентричним розташуванням Х-або У-подібних в’язей, досягається поперечна жорсткість і про­являється податливість. Уразливість таких систем слід віднести до класу Е. При забезпеченні кращого рівня проектної сейсмостійкості будівлі можна віднести до класу уразливості типу Р.

5.2.5Дерев’яні конструкції

Дерев’яні будівлі мають менше відомостей про умови їх експлуатації, оскільки вони не часто потрапляють в зону сейсмічної активності. Природна гнучкість дерев’яних конструкцій забезпечує їх високу опорність руйнуванням, хоча вона може значно змінюватися залежно від стану конструкцій. Ослаблені стики або гнила деревина можуть зробити дерев’яний будинок досить уразливим до обвалення; це було помітно під час землетрусу 1995 р. в Кобе (Японія), коли традиційні дерев’яні будинки в деяких районах міста постраждали через поганий стан.

Якщо дерев’яні балки і колони з’єднані нагелями і якщо ці з’єднання слабкі для сприйняття навантажень, то вся конструкція буде зруйнована. Цей вид дерев’яної конструкції є типовим представником класу уразливості С, і його слід відрізняти від дерев’яних рамних конструкцій, які є стійкими проти дії горизонтальних навантажень, викликаних землетрусом. Податливість дерев’я­них конструкцій залежить від податливості їх з’єднань.

Деякі удосконалення сейсмічної шкали необхідно виконати в майбутньому для оцінки наслідків землетрусів для дерев’яних конструкцій. Вони повинні включати поділ дерев’яних будівель на різні групи, що враховують детальний стан пошкодження дерев’яних конструкцій, які не описані при визначенні рівнів пошкоджень у шкалі, як це зроблено для будівель із кам’яної кладки і залізо­бетонних конструкцій.

5.3Чинники, що впливають на сейсмічну уразливість будівель

Нижче наведені головні чинники, які впливають на загальну уразливість конструкцій та їх сейсмостійкість. Ці чинники зазвичай застосовуються до всіх типів конструкцій, а також до будівель, побудованих як з антисейсмічними заходами, так і без них.

5.3.1  Характеристика і якість виконання робіт

Використання якісних матеріалів і прогресивних методів будівництва приведе до того, що будівлі набагато краще витримуватимуть землетрус. Для матеріалів якість будівельного розчину

є особливо важливою, і навіть з використанням бутової кладки можна створювати достатньо міцні будівлі, якщо розчин забезпечує якісне зчеплення з каменем.

Неякісне виконання робіт може включати як недбалість, так і нездатність з’єднати належним чином частини конструкції між собою. Неякісно побудовані будівлі можуть зруйнуватися, не дивля­чись на відповідність положенням норм із сейсмостійкого будівництва.

5.3.2  Стан збереження

Будівля, яка підтримувалася у хорошому стані, менш уразлива при сейсмічних впливах. Для будівель із незадовільним технічним станом можливе зменшення класу уразливості на один ступінь. Слід особливо відзначити випадки, коли будівлі вже пошкоджені попереднім землетру­сом. Відносно слабкий повторний поштовх може заподіяти руйнування (включаючи обвалення) будівель, пошкоджених основним поштовхом. Цей факт слід брати до уваги при проведенні обстежень наслідків землетрусу.

Слід зазначити, що будівля може здаватися такою, що знаходиться у хорошому стані, тому що в процесі її експлуатації було приділено увагу тільки підтримці естетичного виду (свіжа штукатурка і хороше фарбування). Але це не означає, що конструктивна система будівлі також знаходиться у хорошому стані.

5.3.3  Регулярність

З погляду сейсмостійкості ідеальна будівля має бути кубом, в якому всі внутрішні елементи жорсткості (наприклад, сходові клітки) розташовуватимуться симетрично. Чим більше відхилень від правильності або симетрії в плані і по висоті будівлі, тим більше уразливість будівлі до сейсмічних коливань.

Будівлі, запроектовані в плані у формі букви І., або аналогічної форми, які часто зустрічаються на практиці, зазнають крутильних коливань,що значно підсилює пошкодження. Навіть якщо будівля в плані регулярна, то несиметричний розподіл жорсткості і виникнення крутильних коливань можуть бути викликані розташуванням внутрішніх компонентів змінної жорсткості (положенням ліфтових шахт, сходових кліток, ядер жорсткості тощо).

Часто зустрічаються будівлі, в яких один поверх (нижній) значно слабкіший по відношенню до інших; він може бути достатньо відкритим, виконаним із колон, які підтримують верхні поверхи, а не із стін. Такі випадки відомі як гнучкі нижні поверхи. Будівлі такого типу в значній мірі схильні до руйнування при землетрусі. Безперервні стрічки вікон по довжині будівлі можуть справляти аналогічне враження.

У деяких випадках будівлі, які раніше мали добрий рівень регулярності, можуть бути у подаль­шому реконструйовані. Наприклад, перетворення цокольного поверху у гараж або магазин може ослабити будівлю (шляхом створення гнучкого поверху); розширення плану будівлі робить її більш нерегулярною і вносить нерегулярність жорсткостей і отворів (між несучими елементами) в межах всієї будівлі. Старі кам’яні споруди змінюються протягом тривалого часу експлуатації, внаслідок чого утворюються уступи поверхів у різних рівнях, у фундаментах також на різних рівнях утворюються зсуви.

5.3.4  Податливість

Податливість є мірою здатності будівлі витримувати горизонтальні навантаження за межею пружної роботи конструкції, тобто шляхом розсіювання енергії землетрусів. Податливість може бути прямою функцією типу конструкції: добре побудовані будівлі з металевих конструкцій мають високу податливість, і тому добре чинять опір струсам в порівнянні із слабо податливими будів­лями, наприклад, з цегли. У будівлях, запроектованих з урахуванням антисейсмічних заходів, параметри будівлі, що визначають його динамічні характеристики (жорсткість і розподіл мас), будуть контрольовані; якість перетворення і дисипації енергії має бути забезпечена зчепленням між грунтом, фундаментом і конструктивними елементами будівлі, а також недопущенням критичних локальних концентрацій пошкоджень (утворення тріщин).

5.3.5  Розташування

Розташування будівлі по відношенню до інших будівель, що знаходяться поблизу, може вплинути на поведінку будівлі під час землетрусу. У разі розташування ряду будівель у міському житловому районі часто будинки, розташовані в кінці ряду або в кутах, є найбільш пошкоджу­ваними.

Серйозні руйнування можуть бути наслідком розміщення двох високих будівель, які розташо­вані дуже близько одна до одної і мають різні періоди власних коливань. Під час землетрусу вони можуть коливатися з різними частотами і пошкоджувати одна одну, викликаючи ефект, відомий як зіткнення. Отримані руйнування не є мірою, що характеризує силу землетрусу, і не повинні братися до уваги при визначенні уразливості будівлі до пошкоджень.

5.3.6  Посилення

Коли вживаються заходи з реконструкції будівельз метою поліпшення їх сейсмостійкості, ефект полягає в тому, що створюються практично нові, ускладнені типи конструкцій. Вони можуть радикально відрізнятися за характеристиками від основної будівлі. Наприклад, приймаючи стару конструкцію з булижника і покращуючи її горизонтальними елементами шляхом заміни перекриттів, можна поліпшити характеристики конструкції аж до класу уразливості В. Якщо ще застосувати ін’єкції вапняного розчину чи епоксидної смоли або відновити несучу здатність конструкцій шляхом створення залізобетонного заповнення, то характеристики будівлі можна поліпшити, переводячи їх до класів будівель з антисейсмічними заходами.

5.3.7  Проектна сейсмостійкість

Уразливість для різних типів конструкцій повинна оцінюватися для конструктивних систем заданих (несуперечливих) рівнів забезпечення сейсмостійкості.

Фактично класи уразливості повинні призначатися відповідно до остаточного (дійсного) рівня проектної сейсмостійкості, який може відрізнятися (хоча цього не повинно бути) від нормативних вимог.

5.3.7.1  Нормативні вимоги проектної сейсмостійкості

Виходячи з того, що будівлі в певній зоні сейсмічності запроектовані і побудовані відповідно до проектної інтенсивності землетрусів (або інтенсивності руху грунту), відповідність майданчика і умов підстилаючого грунту зони таких споруд класифікуються спільно залежно від об’єднаного рівня проектної сейсмостійкості (ПС). Проектна сейсмостійкість будівлі регулюється сейсмічними нормами (ДБН В.1.1-12).

Рівень проектної сейсмостійкості можна виразити залежно від проектних параметрів (інтен­сивність землетрусу у балах, горизонтальна сила в основі будівлі та ін.), які безпосередньо відносяться до сейсмічності зони "і". Тому можна прогнозувати рівень відповідності вимогам забезпечення проектної сейсмостійкості будівель і на їх основі оцінювати тип(и) проектної сейсмостійкості побудованих споруд у досліджуваному районі залежно від зони сейсмічності, визначеної в нормах із сейсмостійкого будівництва з використанням мап, отриманих за резуль­татами загального сейсмічного районування (ЗСР).

Зазвичай кожен регіон або місто характеризується тільки одним типом проектної сейсмо­стійкості (згідно з мапами, наведеними у ДБН В.1.1-12. Будівлі і споруди в регіоні або місті можуть мати різні типи проектної сейсмостійкості, якщо існуючі будівлі були побудовані відповідно до різних сейсмічних норм.

Три типи проектної сейсмостійкості можуть бути класифіковані так:

Тип ПС-Н: споруджені будівлі, що включають низький [Н] або мінімальний рівень забезпечення проектної сейсмостійкості.

Цей рівень характеризується обмеженням конструктивних параметрів (іноді застосуванням спрощеного методу розрахунку). Спеціальні заходи деталізації проекту (для підвищення податли­вості) є нетиповими для даного типу будівлі.

Такий тип будівель поширений у районах із низькою або помірною сейсмічністю. Зазвичай будівлі такого типу проектуються для будівництва в районах з сейсмічною інтенсивністю VII балів. Проектовані будівлі (внаслідок їх регулярності і доброї якості робіт) мають обмежений або забезпечений рівень проектної сейсмостійкості відповідно до типу будівель ПС-Н. Залізобетонні конструкції, які не мають забезпеченого рівня проектної сейсмостійкості, і залізобетонні конст­рукції типу ПС-Н розглядаються такими, що належать одній групі будівель у таблиці уразливості.

Тип ПС-У: побудовані будівлі із врахуванням покращення [У] рівня проектної сейсмостійкості.

Цей рівень характеризується реалізацією норм проектування конструкцій з заданою категорією пластичності. При розробленні проекту частково виконуються спеціальні антисейсмічні заходи (для підвищення податливості). Такий тип будівель може застосовуватися в районах від помірної і до високої сейсмічності (для будівництва в районах з сейсмічною інтенсивністю VIII балів).

Тип ПС-В: побудовані споруди, що включають високий [В] рівень проектної сейсмостійкості.

Для таких будівель сейсмічні навантаження обчислюються із застосуванням як спектрального методу, такі прямого динамічного методу. При розробленні проекту вживаються спеціальні заходи для досягнення пластичності системи, коли сейсмічна енергія розподіляється по всій структурі і розсіюється переважно в пластичних шарнірах без руйнування конструкцій (у районах з високою сейсмічністю - IX і більше балів, наприклад, на Кримському півострові).

Рівень проектної сейсмостійкості будівель і споруд може бути як постійний (у разі проектування за одними нормами) у сейсмічному регіоні, для якого оцінюється інтенсивність землетрусу, так і непостійний, коли будівлі у сейсмічному регіоні були запроектовані за різними нормами сейсмо­стійкого будівництва, наприклад, згідно зі СНиП до 2007 р. і з новими ДБН В. 1.1-12.

5.3.7.2  Відповідальність будівлі або споруди

Відповідно до ДБН В.1.2-14 слід враховувати відповідальність будівель і споруд і їх конструкцій, оскільки вона може впливати на різні рівні забезпечення проектної сейсмостійкості одного типу будівлі. Відповідальність будівлі або споруди визначається залежно від характеристики можливих наслідків їх відмови згідно з таблицею 1 ДБН В.1.2-14. Орієнтовний перелік об’єктів по класах наслідків (відповідальності) наведений в додатку А ДБН В.1.2-14.

Відповідальність будівлі або споруди впливає на значення сейсмічного навантаження (табл. 2.4 ДБН В.1.1-12).

5.3.7.3  Остаточний (дійсний) рівень забезпечення сейсмостійкості і клас чутливості

Після визначення вимог нормативних документів необхідно знайти відповідний (або дійсний)

рівень проектної сейсмостійкості і визначити клас уразливості будівлі. Для цього враховується рівень регулярності, характеристики і якість виконання робіт або структурних систем, а також реалізація сучасних принципів проектування в досліджуваній області. Крім того, необхідно по­рівняти проектні рівні зведених конструкцій у сейсмічному регіоні з характеристиками будівель різних типів ПС залежно від проектної інтенсивності регіону.

У більшості випадків фактичний рівень проектної сейсмостійкості спостерігається такий самий, що і рівень, визначений нормативними вимогами; винятком будуть спеціальні конструкції (де рівень може бути вище), і випадки, коли вимоги норм належним чином не виконані (де рівень може бути нижче).

Діапазон можливих класів уразливості в таблиці уразливості є в більшій або меншій мірі показником забезпечення рівня проектної сейсмостійкості. Класи уразливості вищі, ніж С або D, практично обмежені зведеними конструкціями з певним рівнем проектної сейсмостійкості.

На цій основі фактичний рівень проектної сейсмостійкості в очікуваному діапазоні зміни характеристик шкали може бути встановлений так:

-   для залізобетонних каркасних будівель із безригельним каркасом типу ПС-Н класи уразли­вості від С до D є вірогідними, з класом С - більш прийнятними;

-   для залізобетонних каркасних будівель типу ПС-У (з повним каркасом) класи уразливості від D до Е вірогідні, з класом D - більш прийнятні;

-для залізобетонних каркасних будівель із діафрагмами і ядрами жорсткості типу ПС-В класи уразливості від Е до Р вірогідні, з класом Е - більш прийнятні;

-для залізобетонних стінових конструкцій типу ПС-Н і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) клас уразливості типу О є вірогідним;

-для залізобетонних стінових конструкцій і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) типу ПС-У класи уразливості від О до Е вірогідні, з класом й - більш прийнятні для залізобетонних стінових конструкцій і класом Е - більш прийнятні для сталевих рам (що сприймають згинальні моменти);

-для залізобетонних стінових конструкцій і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) типу ПС-В класи уразливості від Е до Б вірогідні, з класом Е - більш прийнятні для залізобетонних стінових конструкцій і класом Р - більш прийнятні для сталевих рам (що сприймають згинальні моменти).

Для залізобетонних каркасних будівель із повним каркасом і діафрагмами жорсткості без антисейсмічних заходів класи уразливості від В до С є вірогідними, з класом С - найбільш прий­нятними. Для залізобетонних каркасних будівель із серйозними дефектами (гнучкі поверхи, слабкі колони, відсутність елементів жорсткості; цегляне заповнення каркаса або відсутність стін, що працюють на зсув) клас уразливості може прийматися типу В або навіть А.

Для залізобетонних будівель із несучими стінами без забезпечення проектної сейсмостійкості класи уразливості від С до й є вірогідними, з класом С - найбільш прийнятними. Для залізо­бетонних стін із серйозними дефектами клас уразливості В може прийматися як виняток. Необхідно відзначити, що дефекти не призводять до різкого зниження уразливості, яке може спостерігатися у залізобетонних рамних конструкціях.

5.4Призначення класу уразливості

Рішення про те, до якого класу має бути віднесена конструкція, залежить від конструктивних особливостей в описаних вище позначеннях, що вказують на діапазон можливих класів у таблиці уразливості.

Позначення круга в таблиці показує найбільш вірогідний клас уразливості. Якщо в будівлі не виявлено яких-небудь посилень або ослаблень, то слід призначити саме цей клас уразливості. Суцільна лінія показує вірогідний діапазон (від мінімуму до максимуму). Деяке посилення або ослаблення дозволить класифікувати будівлі всередині цього діапазону. Пунктирна лінія показує діапазон в екстремальних випадках: багато посилень або ослаблення, або посилення, які особливо примітні, або дуже сильні ослаблення; вона дозволить класифікувати будівлі всередині цього діапазону.

Наступні приклади ілюструють цей процес:

а)  будівля цегляна з неармованою кладкою і залізобетонним перекриттям, із слабким першим поверхом (гнучким поверхом), а також з помірною регулярністю і якістю будівництва. Нормальний клас уразливості буде С, проте будівля характеризується істотним ослабленням за рахунок гнучкого поверху і повинна бути віднесена до класу В, який знаходиться у вірогідному діапазоні уразливості для цього типу будівель;

б)будівлі аналогічної конструкції, виконані з першим гнучким поверхом. Цей тип будівлі, як правило, відноситься до класу В. Ослаблення конструкції за рахунок гнучкого поверху недостатнє для того, щоб знизити його клас уразливості до класу А, оскільки воно знаходиться в екстри- мальному діапазоні шкали. Якщо будівля не обслуговувалась протягом декількох років, або ха­рактеризується внутрішньою нерегулярністю, окрім слабкого першого поверху, таке поєднання несприятливих чинників буде достатнім, щоб віднести її до класу уразливості А.

Часто спостерігаються випадки, коли ослаблені будівлі в будь-якій групі відносяться до таких, які руйнуються першими під час землетрусу. Проте це не є достатньою підставою для переведення таких будівель у нижчу категорію класу уразливості. Якщо відомий лише тип будівлі (наприклад, будівлі великої історичної цінності, а іноді навіть, коли така інформація відсутня), то слід при­

значати найбільш вірогідний клас уразливості і застосовувати інші класи тільки як засіб рішення, відмінного від нормальної ситуації.

5.5Зауваження щодо запровадження нових типів будівель

При використанні шкали за межами Європи або всередині Європи, де зустрічаються будівлі, що відрізняються від місцевих типів будівель, може виникнути необхідність мати справу з типами будівель, не охопленими таблицею уразливості у встановленому вигляді. Нижче дається коротке керівництво про те, як діяти далі. Краще процедуру оцінки нових рішень виконати групою квалі­фікованих експертів.

Загальна мета полягає в тому, щоб порівняти новий тип з тими будівлями, які вже охоплені таблицею уразливості, і спробувати встановити адекватність між ними. Якщо взяти до уваги, що даний тип будівлі є достатньо міцним, але не міцніший ніж, наприклад, звичайні цегляні конст­рукції, таку будівлю можна класифікувати як тип, що має, в основному, клас уразливості В.

У ідеальному варіанті, якщо в районі, де нові типи будівлі співіснують з типами будівель, вже представленими в таблиці уразливості, тоді результати обстеження руйнувань можуть бути вико­ристані для встановлення цілей класифікації. Наприклад, у місті багато цегляних будівель одер­жали пошкодження 2-го ступеня, але лише декілька з нових типів будівель зруйновані (пошкоджені). Інтенсивність землетрусу в цьому випадку оцінюється як 7 балів і, очевидно, свідчить про те, що новий тип будівель належить до класу уразливості С.

Якщо це неможливо, оскільки новий тип будівель є винятковим типом конструкцій на май­данчику, то можна оцінити інтенсивність землетрусу в межах VI - VIII балів на основі виявлення інших пошкоджень, а потім з урахуванням частки пошкоджених будівель визначити правильний клас уразливості.

За відсутності таких даних клас уразливості можна оцінити перевірочними розрахунками за методикою ДБН В. 1.1-12 з порівняльного розгляду пластичності і міцності з урахуванням як горизонтальних, так і вертикальних елементів будівлі.

Необхідна ретельність, щоб охопити типи будівель, які можна було б розглядати як комплексну територію забудови. Як приклад наведемо дерев’яні будівлі із зовнішнім цегляним облицюванням. Якщо облицювання не надійно прикріплене до конструкції, вона може бути дуже слабкою і легко зруйнована, тоді як дерев’яний каркас залишається пластичним і непошкодженим. Такі будівлі стійкі до пошкодження захисних конструкцій, зберігаючи високу міцність несучих конструкцій до обвалень.

ПРИКЛАДИ ВИЗНАЧЕННЯ СЕЙСМІЧНОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ

Приклад 1. У селі 180 цегляних будівель, ЗО з яких оцінюється класом уразливості А, а інші відносяться до класу В. З будівель з уразливістю класу А 15 отримали пошкодження 1-го ступеня, 10 будівель 2-го ступеня і 5 не пошкоджені. З будівель уразливістю класу В 10 мали пошкодження

1-       го ступеня, 5 будівель мали пошкодження 2-го ступеня, а останні не пошкоджені. Якщо роз­глядати тільки пошкодження, то достатньо виправдати інтенсивність землетрусу в VI балів, але недостатньо для того, щоб виправдати ступінь інтенсивності VII балів. Ступінь інтенсивності краще всього охарактеризувати як VI балів.

Тут можуть бути випадки, коли інтенсивність складає VI або VII балів, але явно не VIII без проміжних значень. Виражаючи інтенсивність у деякому діапазоні значень, в даний час існує достатньо поширена практика, особливо в історичних відомостях, недостатніх для ухвалення кращого рішення. Ширші діапазони ніж охоплення двох ступенів інтенсивності шкали також прийнятні; можна написати VI - VIII, але не VII балів.

Приклад 2. Документ стверджує: "у нашому місті димарі впали, але будинки не були серйозно пошкоджені". У цій обмеженій інформації немає ніяких вказівок про відсоток зруйнованих труб, тому інтенсивність може бути VI або VII балів; твердження, що, немає ніяких серйозних пошкоджень, свідчить про те, що ступінь інтенсивності в цьому випадку слід призначити VI - VII балів.

Нечіткі оцінки, такі як, наприклад, VII (більше VII) є прийнятними, якщо точніші оцінки неможливі.

Приклад 3. У документі сказано: "Були масові руйнування в місті N". Якщо жодної інформації не отримано, ступінь інтенсивності складає > VI балів. Теоретично більше VI балів можна тлума­чити як VI - XII балів, але з практичних міркувань деяка верхня межа, як правило, може бути також взята до уваги.

Подальша проблема викликана двозначністю даних; наприклад, люди відчувають інтенсив­ність землетрусу VI балів, тоді як вплив на конструкції припускає інтенсивність VIII, і навпаки. Якщо ця проблема виникає, це може свідчити про деякий значний регіональний або культурний чинник в якій-небудь області (люди легше збуджуються; дуже недосконала місцева техніка будівництва), який має бути взятий до уваги. При використанні шкали, коли виникають окремі випадки, проблеми такого роду неузгодженості, можна розглянути необхідність призначення ступеня інтенсивності у вигляді області значень вибірки, як розглядалося вище в прикладі 1.

Приклад 4. Під час землетрусу в Ялті 11-12 вересня 1927 року за історичними даними спостерігалися повсюдно руйнування виступних частин будівель, викликані низькою якістю зчеплення розчину з каменем, відсутністю перев’язки кутових ділянок стін із природного каменя, зламами в плані планувальних рішень і нерівномірним розподілом в плані мас і жорсткостей. Відповідно до встановленої методики уразливості будівлі слід віднести до класу В, а інтенсивність до VII - VIII балів при ступенях пошкодження 3-4.

ВПЛИВ ЗЕМЛЕТРУСІВ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ І ГРУНТ

(за шкалою ЕМ8-98)

Вплив землетрусів на грунт (сейсмологічні ефекти) включений у шкалу інтенсивності, зокрема в МБК, але на практиці достатньо важко використовувати позитивні якості. Ці ефекти складні і нерідко впливають на землетруси через природну стійкість схилів, рівень грунтових вод тощо і непомітні спостерігачу. Результатом є те, що більшість з цих ефектів можна розглядати в широкому діапазоні інтенсивностей.

Деякі загальні міркування щодо обмеженого використання, які можуть бути виконані з ураху­ванням таких ефектів, а також впливу води, тріщин у грунті, обвалів, каменепадів, представлені в цьому додатку.

Хоча відмінності в уразливості конструкцій можуть бути представлені достатньо ясно, більшість

з  них залежать від складних геоморфологічних і гідрологічних особливостей, які не можуть бути легко оцінені спостерігачем.

Так, наприклад, каменепади часто відбуваються без якого-небудь землетрусу взагалі, коли лицьові поверхні скель високочутливі до струсів, а також коли скелі дуже міцні, а їх обвалення може бути викликане тільки дуже сильним землетрусом. Такі явища не обов’язково постійні для якого-небудь конкретного місця; вони можуть залежати від стану грунтових вод або змінюватися за сезонними умовами. Слабка лицьова поверхня схилів чутливіша до руйнувань у вигляді обвалів ніж міцна порода. Проблема полягає в тому, що слабкі схили не мають оцінки уразливості, як це має місце для будівель. Крім того, у багатьох випадках сейсмологічні ефекти не можуть бути легко визначені кількісно за ступенями інтенсивності, як інші ефекти.

Дослідження просторового розподілу геотехнічних параметрів,таких, як вміст вологи в грунті, що мають вирішальне значення для визначення стійкості схилів, показали, що ці властивості часто характеризують моделі дробових утворень (фрактальних кластерів). У результаті було відмічено, що розподіл обвалів є типовим кпастерним угрупуванням, навіть якщо землетруси не відбуваються, і що може бути помилково прийняте для оцінки розподілу відносної інтенсивності, що не має нічого спільного із землетрусом.

Тому, як правило, дію землетрусу на природні чинники слід використовувати з обережністю і у поєднанні з іншими ефектами. Дані, що складаються виключно з наслідків дії на природу, зазвичай, не повинні використовуватися для призначення інтенсивності. Вони можуть бути вико­ристані для підтвердження пропонованої інтенсивності на основі інших порівняльних діагностик. В оцінці інтенсивності на безлюдних територіях в кращому разі може бути призначений діапазон інтенсивностей.

Обережно слід брати до уваги локальні ефекти такого роду; вони можуть виникнути в сільській місцевості на значній відстані від найближчого міста, до якого вони можуть бути приписані помилково.

У шкалі ЕМ8-98 сейсмологічні ефекти представлені у таблиці В.1. Для кожного ефекту вико­ристовуються три типи символів:

лінії-показують можливий діапазон спостережень;

кухлі (порожні або заповнені)- показують діапазон интенсивнстей, типовий для цих ефектів;

кухлі (заповнені)- показують діапазон інтенсивностей, для яких цей ефект найкраще може застосовуватися як діагностичний засіб.

Ці лінії переходять в стрілки, щоб показати потенціал для екстремальних спостережень навіть за межами, відміченими при різних геологічних параметрах, або при особливій уразливості. Для деяких ефектів на схемі показано, де є недостатній досвід для висновку. Для більшості цих ефектів серйозність спостереження збільшується із збільшенням інтенсивності. Таким чином, для "ефектів

зміни джерел" при інтенсивності V можна чекати невеликих змін джерел, тоді як при вищих інтенсивностях зміни можуть бути значнішими.

Необхідно бути уважним, особливо коли мова йде про порушення в ґрунті, щоб фіксувати відмінності між геотехнічними спостереженнями, тобто порушеннями, викликаними струсами ґрунту, і неотектонічними процесами, викликаними безпосередньо скиданням тектонічного розлому.

Ефекти, перераховані в таблиці В.1, згруповані за чотирма категоріями: гідрологічні, руйну­вання схилів, горизонтальні процеси в ґрунті і конвергентні процеси (складні випадки). Ця остання група охоплює події, коли більше ніж один тип процесу бере участь в створенні ефекту. У цьому випадку спостерігається ефект із накладенням різних подій. Необхідно відзначити, що обвали відносяться до ефектів, пов’язаних із руйнуванням схилів, як і наслідки конвергентних процесів. Деякі обвали виявляються безпосередньо як випадання шматків скель у результаті струсу, тоді як інші утворюються тільки у разі нестійкості схилу у поєднанні з основними гідрологічними умовами. Відмінності між цими процесами не такі прості; це свідчить про ті проблеми, які виникають при розгляді такого роду ефекту.

Таблиця В.1 - Зв’язок сейсмологічних ефектів з інтенсивністю в балах

Гідрологічні ефекти Рівень колодязної води:

-   незначні зміни

2)

- ІСТОТНІ ЗМІНИ

Довгоперіодні хвилі у стоячій воді ^[2]

Хвилі в стоячій воді від локальних струсів Поява каламутної води в озері ^[3] Порушення джерел^[4]^

Припинення і поява джерел Викид води з озер

Ефекти руйнування схилів

Рух кам’янистого осипу Невеликі обвали^[5]

Помірні каменепади^[6]) Обвали, масивні каменепади

Ефекти на рівній місцевості ^[7])

Помірні тріщини в грунті Великі щілини в грунті

Конвергентні процеси Іскладні випадки

Обвали (гідрологічні) ^[8]

Розрідження грунту ¹°)

КЛАСИФІКАЦІЯ ІНЖЕНЕРНИХ СПОРУД ТА ЇХ КОНСТРУКТИВНИХ ПОШКОДЖЕНЬ

1.Дорожньо-транспортні споруди

За функціональними ознаками транспортні споруди поділяються на два основних типи (групи): тип "А"-транспортні споруди (мости, тунелі, галереї, підпірні стіни, водопропускні труби тощо); тип "Б" - автомобільні дороги і залізниці (земляне полотно, верхня будова колії залізниць, проїжджа частина автомобільних і міських шляхів).

Таблиця Г.2 - Пошкодження транспортних споруд при землетрусі

На дорогах виникають пошкодження ступеня сі-і, що створюють перешкоди для руху транспортних засобів зі встановленою для нормальних умов експлуатації швидкістю. Виниклі пошкодження усуваються при виконанні поточного ремонту шляхів.

При пошкодженнях підвищеного ступеня СІ2необхідні заходи з середнього ремонту земляного полотна і покриття проїжджої частини, короткочасного посилення штучних споруд___

На дорогах з’являються бар’єрні місця, які перешкоджають руху транспорту (ступінь пошкоджень сі₂). Для огляду споруд, розчищення проїжджої частини від каменів і брил, відновлення профілю верхньої будови шляху, усунення небезпечних для рухомих автомобілів розривів у твердому покритті шляхів, короткочасного посилення пошкоджених штучних споруд потрібно нетривале закриття руху на пошкодженій ділянці дороги.

При нетипових пошкодженнях ступеня сі₃ земляного полотна, твердого покриття автомобільних шляхів і верхньої будови колії залізниці тривалість ремонтно-відновлювальних робіт збільшується до декількох діб

Пошкодження ШЛЯХІВ третього ступеня СІЗ викликають припинення руху транспортних засобів. Можливі аварії потягів та автомобілів. На першому етапі відновлювальних робіт розбираються завали шляху, демонтується колія залізниці на окремих ділянках, укладається новий баласт і виконуються інші роботи з капітального ремонту споруд. Відновлювальні роботи на залізницях і автомобільних дорогах республіканського значення плануються і контролюються держав­ними органами. Першочергові роботи з завданням відновлення руху на дорогах виконуються протягом декількох діб із залученням спеціалізованих будівельних організацій.

При пошкодженнях підвищеного ступеня сі₄ одночасно земляного полотна, штучних споруд і будівель транспортного призначення ремонтно-відновлювальні роботи в повному обсязі можуть бути завершені протягом декількох тижнів

Пошкодження шляхів четвертого ступеня сі₄ охоплюють всі складові транспортної інфраструктури, включаючи рухомий склад. Аварії рухомого складу і руйнування вокзалів можуть супроводжуватися травмами і загибеллю багатьох людей. Відновлення дорожньої мережі триває протягом декількох тижнів.

При пошкодженнях п’ятого ступеня відновлення шляхів на попе­редньому місці технічно неможливе або економічно недоцільне.

Для відновлення роботи дорожньої мережі з п’ятим ступенем пошкоджень необхідні вишукування транспортного коридору з менш небезпечними природними умовами і перевлаштування шляхів на обході повністю зруйнованих ділянок

Примітка. Застосовувати в якості індикаторів сили землетрусів відомості про пошкодження шляхів сейсмогравітаційними впливами (сейсмозсувами, сейсмообвалами тощо), що виходять на земну поверхню тектонічними розривами, а також цунамі слід з обережністю, зіставляючи ці оцінки з ушкодженнями будівель і транспортних споруд сейсмічними хвилями в ґрунті і свідченнями        інших індикаторів сили землетрусів.

ГРАФІЧНІ СПІВВІДНОШЕННЯ МІЖ БАЛЬНІСТЮ ТА ПРИСКОРЕННЯМ КОЛИВАНЬ ГРУНТУ

ПРИ ЗЕМЛЕТРУСАХ [9]

Рисунок Д.1 - Співвідношення (статистичне) між бальністю та прискоренням коливань грунту при землетрусах (ІМ-кількість проаналізованих землетрусів)

КІЛЬКІСНА ОЦІНКА ІНТЕНСИВНОСТІ ЗЕМЛЕТРУСІВ ЗА РЕАКЦІЄЮ ЛЮДЕЙ

І ПРЕДМЕТІВ [9, 10]

Люди

При оцінці інтенсивності враховується тільки ступінь реакції людей, що перебувають на пер­шому або цокольному поверхах будівель.

Класифікація

Тип Л1 (чутливий) - люди в приміщенні в спокійному стані (що сидять, лежать, стоять, не зайняті фізичною працею).

Тип Л2 (нормальний)-люди в приміщенні, зайняті фізичною працею; сплячі; поза приміщенням у спокійному стані.

Тип ЛЗ (активний) - люди поза приміщенням, що йдуть або зайняті фізичною працею.

Тип Л4 - люди в рухомому транспорті.

Ступінь реакції в,-

0- відсутність реакції: людина не відчуває, не помічає, не реагує.

1  - слабке відчуття: людина відчуває легко, відчуває легке здивування, не міняє поведінки; сплячі прокидаються спокійно, не розуміючи причини.

2-помітні відчуття: людина відчуває досить сильно, звертає увагу, може оцінити напрям, фази і тривалість коливань; сплячі прокидаються з відчуттям, що їх розбудили.

3  - переляк: людина лякається, але може оцінити напрям, тривалість і окремі фази коливань; хоче покинути приміщення, іноді виходить з приміщення; іноді втрачає рівновагу.

4  - сильний переляк: людина сильно лякається, виходить або вибігає з приміщення; насилу утримується на ногах.

5- паніка: людина кричить, втрачає рівновагу, вистрибує з вікна.

6  - сильна паніка: людина не може стояти без опори, погано реагує на оточення.

7  - відключення: людина впадає в заціпеніння, втрачає свідомість.

Предмети побуту

Класифікація

Тип П1 - предмети, що вільно висять: лампи, люстри, легкі завіски тощо.

Тип П2- нестійкі рухомі (незакріплені) предмети: іграшки, флакони, сувеніри, високий нестійкий посуд тощо.

Тип ПЗ-стійкі рухомі предмети: посуд, пляшки, книги на полицях, горщики з квітами, легкі меблі (телевізори на ніжках, стільці, легкі етажерки, шафи, столики) тощо.

Тип П4 - важкі рухомі предмети: телевізори на столах, холодильники, важкі меблі (масивні столи, шафи, комоди, стелажі) та інше.

Тип П5 - малорухливі предмети: стінки, сейфи, масивні заповнені книжкові шафи та інше.

Ступінь реакції л₍

0- відсутність реакції: предмет не реагує.

1- слабка реакція: предмети трохи погойдуються.

2-                    сильна реакція: предмети помітно зміщуються, розгортаються, перекидаються, падають.

Оцінка середнього ступеня реакції За наявності даних по декількох об’єктах середній ступінь реакції гобчислюється за формулою (л, - число об’єктів із ступенем в,- реакції):

г= (Іп,в,- )/(іп,-);

помилка оцінки середнього ступеня реакції іпри цьому обчислюється за формулою:

8/ =±[(£л, -Г²ІПі^/ИПі ї(Пі-1)]⁰'⁵.

За наявності даних по одиничному об’єкту за середнє значення гбереться:

г= 5₍- -0,5 ;

помилки середніх значень при цьому: 5, =±1,5.

Макросейсмічні ознаки

Один бал - невідчутний землетрус

Реакція людей: г_т= 0.0;

Реакція предметів: г_л1 = 0.0.

Два бали - ледве помітний землетрус Реакція людей: г_т= 0.0-0.1;

Реакція предметів: г_т= 0.0-0.1.

Три бали - слабкий землетрус Реакція людей: г_т =0.2-0.5; г_т =0.0-0.2;

Реакція предметів: г_т =0.2-0.4; г_т= 0.0-0.1.

Чотири бали - загальнопомітний землетрус Реакція людей: г_т =0.6-1.6; г_т =0.3-0.8; г_т= 0.0-0.1;

Реакція предметів: г_т= 0.6-1.4; г_т -0.2-0.4; г_га = 0.0-0.1.

П'ять балів - сильний землетрус Реакція людей: г_т= 1.7-2.9; г_т= 0.9-2.1; г_лз =0.2-1.1; г_Л4=0.0-0.1;

Реакція предметів: г_т =1.5-2.0; г_т =0.5-1.5; г_т=0.2-0.4.

Шість балів - легко ушкоджувальний землетрус Реакція людей: г_т= 3.0-4.1; г_т =2.2-3.7; г_т =1.2-2.7; г_т=0.2-1.2;

Реакція предметів: = 1.6-2.0; г_т = 0.5-1.5; г_т= 0.0-0.4.

БІБЛІОГРАФІЯ

1.        ГОСТ 6249-52. Шкала для определения силы землетрясения в пределах от 6 до 9 баллов. - MSK-64 - М.: Госстандарт СССР, 1952 (Держстандарт 6249-52. Шкала для визначення сили землетрусу в межах від 6 до 9 балів - MSK-64- М.: Держстандарт СРСР, 1952).

2.        EuropeanmacroseismicscaleEMS-98. -Luxemburg: 1998.-77p. (Європейська макросейсмічна шкала EMS-98. - Люксембург: 1998. - 77 с.).

3.        Аптикаев Ф.Ф., Мокрушина Н.Г., Эртелева О.О. Категория сейсмических шкал семейства Меркали // Вулканология и сейсмология. -2008, № 3. - С.74-78 (Аптікаєв Ф.Ф., Мокру­шина Н.Г., Ертелева О.О. Категорія сейсмічних шкал сімейства Меркалі // Вулканологія і сейсмологія. - 2008, № 3. - С.74-78).

4.        Шкала и система измерения сейсмической интенсивности в баллах. - Проект, одобренный Бюро Межведомственного совета по сейсмологии и сейсмостойкому строительству (МСССС) при Президиуме АН СССР 16 ноября 1973 г., - М.: 1973.-4с. (Шкала і система вимірювання сейсмічної інтенсивності в балах. - Проект, схвалений Бюро Міжвідомчої ради з сейсмології

і        сейсмостійкого будівництва (МРССС) при Президії АН СРСР 16 листопада 1973 р. - М.: 1973.

-           4 с.).

5.        Методические рекомендации по инженерному анализу последствий землетрясений. - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1981 - 75 с. (Методичні рекомендації з інженерного аналізу наслідків землетрусів. - М.: ЦНИИСК ім. В.А. Кучеренко, 1981 - 75 с.).

6.        Немчинов Ю.И. Сейсмостойкость зданий и сооружений. В двух частях. - Киев: 2008. - 480 с. (Немчинов Ю.І. Сейсмостійкість будівель і споруд. В двох частинах. - Київ: 2008. - 480 с.).

7.        Айзенберг Я.М. Шкала сейсмической интенсивности. Анализ и предложения по улучшению // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2005 г. № 3, с. 34-39 (Айзен­берг Я.М. Шкала сейсмічної інтенсивності. Аналіз та пропозиції з поліпшення // Сейсмостійке будівництво. Безпека споруд. 2005 г. № 3, с. 34-39).

8.        Оценка влияния грунтовых условий на сейсмическую опасность. Методическое руководство по сейсмическому микрорайонированию / Отв. ред. О.В. Павлов - М: Наука, 1988 (Оцінка впливу ґрунтових умов на сейсмічну небезпеку. Методичне керівництво з сейсмічного мікрорайонування / Від. ред. О.В. Павлов - М: Наука, 1988).

9.        Шебалин Н.В., Аптикаев Ф.Ф. Шкала интенсивности землетрясений MMSK-92 (проект) // Вычислительная сейсмология. - 2003, вып. 34. - С. 219-253 (Шебалін М.В., Аптікаєв Ф.Ф. Шкала інтенсивності землетрусів MMSK-92 (проект) // Обчислювальна сейсмологія. - 2003, вип. 34.-С. 219-253)

10.      EN 1998-1:2004. Eurocode 8. Design of structures for earthquake resistance. Part 1 : General rules, seismic actions and rules for buildings. - European committee on standardization. - Brussels, 2004.-215 p. (EN 1998-1:2004. Єврокод 8. Проектування сейсмостійких конструкцій-частина 1: Загальні правила, сейсмічні дії і правила для будівель. - Европейський комітет із стандар­тизації. - Брюссель, 2004. - 215 с.).

Код УКНД 91.080

Ключові слова: шкала сейсмічна, інтенсивність макросейсмічна і інструментальна, класи уразливості будівель, ступені пошкоджень, проектна сейсмостійкість

Редактор - А.О.Луковська Комп’ютерна верстка - В.Б.Чукашкіна

Формат 60х84¹/в. Папір офсетний. Гарнітура "Arial".

Друк офсетний.

Державне підприємство "Укрархбудінформ". вул. М. Кривоноса, 2А, корп. З, м. Київ-37, 03037, Україна.

Тел. 249-36-62

Свідоцтво про внесення суб'єкта видавничої справи до державного реєстру видавців

ДК № 690 від 27.11.2001 р.