Seismisk actionmodell "SA-482"

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 19 februari 2016; kontroller kräver 5 redigeringar .

Seismisk aktionsmodell "SA-482" är en uppsättning universella egenskaper avsedda för seismiska resistansberäkningar av markobjekt, bestående av generaliserade dynamiska koefficientspektra (SKD) och ett syntetiserat accelerogram (SA-482).

Dynamiska koefficientspektra

Den generaliserade SKD är resultatet av att kombinera en stor mängd data om responsspektra för jordbävningsaccelerogram och erhölls baserat på följande förhållanden.

Data från NPO CKTI , medelvärdesspektra för N. Newmark [1] , E. H. Vanmarke (USA) [2] , T. Katoyama (Japan) [3] samt spektra från de normativa dokumenten från dessa länder beaktades. Alla dessa data publicerades och tillämpades i stor utsträckning i praktiken på 1980-talet.
Baserat på generaliseringen av den mest talrika gruppen av spektrala kurvor som erhållits för relativ dämpning k = 0,05 (partiella svarsspektra), fastställdes gränserna för deras maximum och minimum i frekvensområdet 0,2–50 Hz. Inom dessa gränser bestämdes probabilistiska icke-överskridande nivåer, varierande från 0 (något över linjen för det spektrala maximumet) till 1 (nära linjen för minimum).
Den spektrala kurvan som motsvarar sannolikheten att inte överstiga 0,2 och något förhöjd (uträtad) i spektrumets hårda frekvenszon togs som optimal standardnivå (basic ACS). Vidare, med hänsyn till de genomsnittliga förhållandena för partiella spektra vid dämpningsvärdena för den seismiska oscillatorn på 0,02 och 0,05, högre spektrala nivåer av ACS för k = 0,02 i mjuk (0,1–1 Hz), resonant (1–10 Hz) ) och hårda (10–30 Hz) frekvenszoner, och sedan valdes ett syntetiserat accelerogram, som återgav den grundläggande ACS för k = 0,05 och de tilldelade ACS-nivåerna för k = 0,02 med tillräcklig noggrannhet.

Syntetiserat accelerogram

Detta accelerogram skapades med hjälp av en speciell teknik [4] . En kvasi-sinusformad oscillerande process med en kontinuerligt och på ett visst sätt ökande frekvens övervägdes. Hastigheten för dess förändring, inställd i olika frekvensintervall, gav det erforderliga djupet av oscillatorresonansen för de valda frekvenszonerna. Samtidigt ökade svarsspektra i dessa zoner jämnt och kontinuerligt (utan signifikanta fall och toppar), nådde en konstant nivå och minskade slutligen. I början av processen var amplituden för accelerogrammet (Am) maximal och minskade sedan snabbt med hälften till sitt nya värde. I den slutliga versionen fick detta syntetiserade accelerogram namnet SA-482 (version 4, 1982). Dess plot och faktiska svarsspektra vid Am = 0,4 g visas till höger.

Baserat på dessa svarsspektra fullbordades spektralkurvorna till den grundläggande ACS ( k = 0,05) för alla andra grundläggande värden för den relativa dämpningen k i intervallet 0,005–0,15. Sålunda bildades slutligen den generaliserade ACS för den horisontella seismiska stöten. Tillsammans med SA-482 ingick de i industrins RTM 108.020.37-81 [5] som rekommenderade data för beräkning av det seismiska motståndet hos kärnkraftverksanläggningar. Ett scannat fragment av denna RTM som visar generaliserad utjämnad SKD (på en logaritmisk skala av värden) visas nedan. Bredvid finns ett fragment från samma dokument som illustrerar en jämförande beräkning av responsspektra våning för våning i kärnkraftverksreaktorbyggnaden, där, förutom SA-482, analoga accelerogram av jordbävningar i El Centro normaliserades till Am. = 0,2 g användes (USA, N-S, 1940), Bukarest (N-S, 1977) och Gazli (N-S, 1976).

Fragment från RTM 108.020.37-81
Generaliserad SKD av den syntetiserade modellen för seismisk verkan SA-482
ACS våning för våning i nivå med kärnkraftsreaktorbyggnaden; f1, f2, … f6 är de lägsta naturliga frekvenserna i objektmodellen

Funktioner hos SA-482

Beräkningar av accelerogram våning för våning och responsspektra bekräftade möjligheten att använda SA-482 istället för analoga accelerogram. Samtidigt noteras följande uppenbara fördelar.

CA-482 är inte selektiv för objektets naturliga frekvenser (f1, f2, ...); om deras värden avviker i en eller annan riktning, på grund av designändringar eller modelleringsfel, kommer nivåerna av objektets svar (inklusive våning-för-våning-accelerogram och responsspektra) inte att ha skarpa förändringar. Analoga accelerogram är tvärtom frekvensselektiva. Responsen hos ett föremål under sådana influenser kan variera mycket beroende på dess naturliga frekvenser.
SA-482 har en kort varaktighet (4,3 s) jämfört med de flesta analoga accelerogram (15–30 s), vilket avsevärt minskar komplexiteten i beräkningar och tid.
SA-482 generaliserar egenskaperna hos alla typer av accelerogram: lågfrekvent (Bukarest), högfrekvent (Gazli) och mellanfrekvens (El Centro). Den kan användas istället för gruppen av analoga accelerogram som regleras av [föreskrifterna] (vanligtvis från 4-10 stycken).
I det syntetiserade accelerogrammet CA-482 är den partiella SKD vid k = 0 nära i värden den partiella SKD vid k = 0,005. Därför kan den användas för dynamisk analys av system utan att ta hänsyn till energiförlusten (relativ dämpning) i dem, när detta är mycket problematiskt. Konservatismen i sådana beräkningar kommer inte att vara överdriven, i motsats till fallen med de flesta verkliga accelerogram .
Med hjälp av tre ortogonala accelerogram SA-482 kan du simulera en synkron trekomponents seismisk verkan för konservativa beräkningar av komplexa rumsliga objekt. Användningen av analoga accelerogram i denna egenskap är förknippad med betydande osäkerheter i valet av komponenter enligt deras frekvensegenskaper, varaktigheter, intensiteter, faskombinationer och tider för manifestation av det största inflytandet. Användningen av en grupp gemensamma trekomponentsregister av accelerogram eliminerar ovanstående osäkerheter. Sådana register är dock extremt sällsynta, och de löser inte heller problemet med tillräcklig konservativitet (tillförlitlighet) i beräkningen.

Derivat seismogram

Grafen till vänster visar det härledda seismogrammet från CA-482 (Am = 0,4g). Den maximala avvikelsen (offset från nolllinjen) för seismogrammet är cirka 60 cm och nås vid en tid av 2,5 s. Det kan ses att seismogrammet från den kvasi-sinusformade SA-482 inte har något gemensamt med grafen över sinusformade förskjutningar, som skulle erhållas från en accelerogram-sinusoid. Avvikelsen för SA-482 seismogrammet är ganska proportionerlig med avvikelserna för de härledda seismogrammen erhållna från analoga accelerogram med samma accelerationsintensitet. Samtidigt är tiden för att nå den maximala avvikelsen för det, såväl som varaktigheten, 2–4 gånger mindre. Detta bekräftar legitimiteten av att använda SA-482 för beräkningar av speciellt lågfrekventa system, för vilka det är nödvändigt att korrigera stötaccelerogrammet genom att återställa det från det härledda seismogrammet. De ursprungliga (primära) och rekonstruerade accelerogrammen bör ha praktiskt taget samma svarsspektra i huvudfrekvensområdet (0,5–30 Hz). Detta är huvudindikatorn på riktigheten av den dubbla numeriska integrationen av accelerogrammet och den efterföljande differentieringen av det derivativa seismogrammet.

Digitalisering av SA-482

Nedan följer digitaliseringen av SA-482, som i denna form kan användas för dynamisk analys av ett objekts seismiska resistans med hjälp av olika numeriska integrationsmetoder. Digitalisering ges i ett speciellt MS DOS-textformat för att registrera värden normaliserade till det maximala absoluta värdet av 999. Varje rad, från den 11:e positionen, innehåller 15 värden (fem positioner per nummer). I början av raden, för läsbarhet, anges det allmänna ordningsnumret för dess första värde. Digitaliseringen ges med ett konstant tidssteg (0,005 s), den använder två skalfaktorer: den första (multiplikatorn) - omvandlar den till den ursprungliga fysiska normen för accelerationer (i bråkdelar av g); den andra skalar accelerogrammet till den beräknade nivån.

872/- värden ................................; Skala mn.__RM= .400500E-03 1) 0 16 32 47 63 79 95 111 127 143 159 174 190 206 222 16) 238 254 270 286 301 317 333 348 364 379 395 410 426 441 456 31) 471 486 501 516 530 545 559 573 588 602 615 629 643 656 669 46) 682 695 708 720 733 745 757 768 780 791 802 813 823 834 844 61) 854 863 872 881 890 898 906 914 922 929 936 942 949 954 960 76) 965 970 974 979 982 986 989 991 994 996 997 998 999 999 999 91) 998 997 996 994 991 989 985 982 977 973 968 962 956 949 942 106) 934 926 917 908 898 888 877 866 854 841 828 815 800 785 770 121) 754 737 720 702 684 664 645 624 603 581 558 535 511 486 460 136) 434 407 378 349 319 288 256 223 189 153 117 80 42 2 -38 151) -80-122-165-209-254-299-344-389-434-478-521-563-604-643-682 166)-718-753-786-817-846-873-897-919-939-956-970-982-990-996-999 181)-999-995-989-979-967-951-932-911-886-858-827-793-757-718-676 196)-632-585-536-485-432-377-320-262-203-142 -81 -19 43 105 168 211) 230 291 352 411 470 526 581 633 683 730 774 815 852 886 915 226) 941 962 978 990 997 999 996 987 974 955 931 902 868 828 784 241) 735 682 624 562 497 428 356 279 199 120 44 -30-101-169-233 256)-293-349-400-447-489-526-558-585-607-623-634-639-639-635-625 271)-610-591-567-539-508-472-441-406-367-325-281-234-185-135-84 286) -33 19 70 120 169 216 261 303 343 378 410 438 462 482 496 301) 506 512 512 507 498 484 465 442 415 384 349 311 271 228 182 316) 136 88 40 -9 -57-105-151-196-239-280-318-353-384-411-435 331)-454-468-477-482-482-476-466-451-431-406-378-345-309-269-226 346)-181-134 -86 -36 14 64 113 161 208 252 294 332 367 398 424 361) 446 463 475 481 482 478 468 453 433 408 379 345 307 265 220 376) 173 124 73 21 -31 -83-134-183-231-275-317-354-388-417-441 391)-460-473-481-482-478-468-453-431-405-373-337-296-252-205-155 406)-103 -49 5 59 113 165 215 262 307 347 383 414 439 459 473 421) 481 482 477 466 449 425 396 362 322 279 231 180 127 72 16 436) -41 -97-151-204-254-301-343-381-413-440-460-474-481-482-475 451)-462-442-416-383-345-302-254-203-148 -92 -33 25 84 141 197 466) 249 298 342 381 415 442 463 476 482 481 472 456 432 402 366 481) 323 276 224 168 110 50 -11 -73-133-190-245-296-343-383-418 496)-445-465-478-482-479-467-448-420-386-345-298-246-189-129-67 511) -4 60 123 183 241 294 343 385 420 448 468 480 482 476 462 526) 438 407 368 322 271 214 152 88 23 -44-109-173-234-290-340 541)-385-421-450-470-481-482-474-456-429-394-350-300-243-182-116 556) -48 21 89 157 220 280 334 380 419 450 470 481 481 472 452 571) 422 383 335 281 220 154 84 13 -59-130-198-262-320-370-413 586)-446-468-481-482-471-450-418-377-326-268-203-133 -60 15 90 601) 162 231 294 351 398 436 463 479 482 474 453 421 378 326 265 616) 197 123 47 -31-109-183-253-316-372-417-451-473-482-478-461 631)-432-390-338-276-206-130 -50 31 111 189 261 326 382 426 458 646) 477 482 473 450 413 363 303 233 157 75 -10 -94-175-252-320 661)-379-426-459-478-482-470-443-402-348-282-207-124 -38 50 137 676) 219 294 359 412 451 475 482 473 447 405 349 281 202 116 25 691) -66-156-240-315-379-429-464-481-480-461-424-371-304-225-137 706) -43 52 146 234 313 380 431 466 482 478 454 412 353 278 192 721) 98 -1-100-195-281-356-416-458-479-480-459-418-358-282-193 736) -94 9 111 209 298 372 430 467 482 474 443 391 319 232 133 751) 27 -81-185-279-360-423-465-482-474-442-387-310-217-113 -1 766) 110 216 310 388 444 476 481 459 411 339 248 142 27 -89-201 781)-301-384-443-476-481-455-402-324-225-112 9 129 242 339 415 796) 464 482 469 425 352 255 140 14-113-234-338-418-468-482-460 811)-402-311-195 -61 78 212 329 418 471 481 446 369 256 117 -36 826)-187-319-419-474-477-425-323-181 -15 155 307 420 478 469 393 841) 257 79-113-290-421-481-454-342-160 57 267 422 482 427 262 856) 22-230-420-481-381-138 168 413 476 300 -52-389-467-167 311 871) 460-35 Digitaliseringssteg DTA= .0050 s. Digitaliseringsskala RMA= 1,00

Anteckningar

↑ Newmark N., Rosenblueet E. Grunderna för jordbävningsbeständig konstruktion. Översättning från engelska, red. Ja. M. Aizenberg. - M .: Stroyizdat 1980, 844 sid.
↑ Lomnitz Ts., Rosenblueet E. Seismiska risker och tekniska lösningar. Per. Med. engelsk — M.: Nedra, 1981, sid. 256-298.
↑ Polyakov S.V., Medvedev S.V. et al. Jordbävningsbeständiga strukturer och teorin om seismiskt motstånd / Baserat på materialen från V International Conference on Seismic-Resistant Construction / .- M .: Stroyizdat, 1978, 272 sid.
↑ Vetoshkin V. A. Syntetiserad modell av seismisk påverkan. - L .: Proceedings of the TsKTI, 1984, nr. 212, sid. 41-52.
↑ RTM 108.020.37-81 (återutgivning med ändringsförslag nr 1 1985). Utrustning för kärnkraftverk. Beräkning av styrka vid seismisk påverkan - L .: NPO TsKTI, 1986, 35 sid.