Ерж Е.М.
ВЛИЯНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ НА РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ *
Аннотация:
в статье представлен сравнительный анализ расчета железобетонных конструкций на сейсмическое воздействие с использованием российских норм и европейского стандарта. В качестве метода расчета выбран модальный спектральный метод, который реализуется в программном комплексе Лира-САПР. Особое внимание уделено различиям в подходах к расчету сейсмических нагрузок, параметрам спектра отклика и требованиям к армированию конструктивных элементов.
Ключевые слова:
еврокоды, российские нормы, сейсмическое воздействие, спектральный метод
Для расчёта железобетонных конструкций на сейсмическое воздействие в рамках сравнительного анализа российских норм [1] и европейских норм [2] был выбран модальный спектральный метод, реализуемый в ПК Лира-САПР. Этот метод является основным при проектировании зданий в условиях сейсмических нагрузок по обоим нормативным документам.В основе метода расчёта с учётом сейсмического воздействия лежит спектральная теория. Данная теория вводит в обращение спектральные кривые, описывающие зависимости максимальных ускорений, скоростей или перемещений линейного осциллятора в функции периода собственных колебаний системы. По спектральным кривым, в свою очередь, определяются сейсмические силы, воздействующие на сооружение при землетрясениях. Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве. При этом горизонтальные нагрузки от температурных и ветровых воздействий могут не учитываться [3, 4].Данный метод выбран так как соответствует обоим нормативным требованиям. В российских нормах [1] расчёт на сейсмическое воздействие выполняется с применением спектральной теории. Это позволяет учесть инерционные силы, возникающие в конструкции при колебаниях от сейсмических воздействий.В Eurocode 8 [2] спектральный метод — основной способ анализа, предусматривающий построение спектра отклика на основании параметров грунта, ускорения основания (ag), поведенческого коэффициента (q), а также демпфирования конструкции.Исходные данные для проектирования.Тип конструкции: каркасно-стеновая конструктивная система, основную несущую роль выполняет монолитный железобетонный каркас, состоящий из стен, плит перекрытий и ядра жесткости.Назначение: общественное здание II класса (по Еврокоду — Importance Class II, по СП — нормальный уровень ответственности).Сейсмическая зона: 8 баллов по MSK-64 (или (ag = 0.25g ) по Еврокоду)Тип грунта: среднеплотный суглинок (тип C по Еврокоду, II тип по СП)Материалы:–бетон B25–арматура A500CСравнение спектров отклика. В результате расчета данным методом был построен спектр отклика (рисунок 1). Вид спектра отличается: в российских нормах он привязан к сейсмическому баллу, в еврокодах — к пиковой акселерации ag и свойствам грунта.Рисунок 1. Спектральные кривые по результатам расчёта по российским нормам и по европейским нормам.В Еврокод 8 спектр отклика выраженнее на малых периодах и более чувствителен к характеристикам грунта. Это может привести к необходимости увеличения армирования нижних этажей зданий.В СП 14.13330.2018 отклик получается более сглаженный, что снижает влияние коротких периодов, но увеличивает нагрузки на конструкции с большими периодами.В Еврокод 8 учёт q-фактора позволяет снизить нагрузки на конструкции с высокой пластичностью, что уменьшает требования к армированию.В СП такое снижение менее выражено, что может приводить к более консервативным расчётам.Сравнение требуемого армирования. В результате расчетов был составлен график (рисунок 2), где показано сравнение требуемого процента армирования по результатам расчётов в ПК Лира-САПР по СП 14.13330.2018 [1] и EN 1998-1:2004 [2] для ключевых конструктивных элементов.Рисунок 2. Сравнение требуемого армирования по СП 14.13330.2018 и EN 1998-1:2004.Плиты перекрытий:–СП 14.13330.2018: Требуемый процент армирования для плит перекрытия составляет 0,30%. Это значение определяет умеренные требования к армированию, соответствующие более сглаженному спектру отклика и меньшей интенсивности сейсмических воздействий в сравнении с евро-стандартами.–EN 1998-1:2004: Согласно Еврокоду, армирование увеличивается до 0,45%. Это связано с более строгими ограничениями на прогибы и межэтажные сдвиги, особенно на коротких периодах колебаний, что требует усиленного армирования для обеспечения сейсмоустойчивости.Стены:–СП 14.13330.2018: Требуемое армирование для стен составляет 0,50%. Этот показатель также достаточно умерен, что отражает более общую, менее чувствительную зависимость от динамических характеристик и грунтовых условий, свойственную российским нормам.–EN 1998-1:2004: Для стен по Еврокоду процент армирования увеличивается до 0,65%. Повышенные требования к армированию объясняются более высокими пиковыми сейсмическими нагрузками, обусловленными смещением зоны резонанса и более жёстким подходом к расчетам.Ядро жёсткости:–СП 14.13330.2018: Армирование ядра составляет 0,80%. Это значение соответствует традиционному подходу к армированию в российской практике, где сейсмическое воздействие смягчается за счет более плавного спадения отклика на больших периодах.–EN 1998-1:2004: В Еврокоде армирование ядра составляет 1,00%. Это требование учитывает более высокие пиковые сейсмические воздействия в области коротких периодов, что требует дополнительного армирования для устойчивости конструктивных элементов к сейсмическим силам.Выводы:Еврокод предъявляет более жесткие требования к армированию конструктивных элементов, особенно для плит перекрытия, стен и ядер жёсткости. Это связано с более интенсивными сейсмическими воздействиями, особенно для конструкций с коротким периодом колебаний. СП 14.13330.2018 предполагает менее интенсивные нагрузки и более сглаженный отклик, что приводит к меньшему требованию к армированию.В случае сейсмических воздействий на короткие и средние периоды, для обеспечения соответствующей сейсмостойкости в расчётах по Еврокоду потребуются более усиленные элементы конструкции. В то время как по СП нагрузка распределяется более равномерно и требования к армированию оказываются менее строгими.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Ерж Е.М. ВЛИЯНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ НА РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1714 - 1719. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23484 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+