ГОСТ Р ИСО 10137-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Основы расчета строительных конструкций. Эксплуатационная надежность зданий в условиях воздействия вибрации

7.4. Вибрационные критерии для конструкций зданий

7.4.1 Общие замечания

Помимо людей, находящихся в здании, и его содержимого, непосредственно конструкция здания должна выдерживать имеющиеся вибрации. Уровень вибрации для определенной конструкции, рассматриваемой в настоящем стандарте, является одним из параметров эксплуатационной надежности и может проявляться в виде образования трещин, скалывания, незначительных осадок фундамента или превышения установленных максимальных амплитуд колебаний опор для станков и механизмов или фундаментов машинного оборудования. Такие воздействия обычно кратковременны и не подвергают риску безопасности конструкции, но при долговременном воздействии могут привести к отрицательным последствиям (например, коррозия, проникновение воды и промерзание, потеря внешнего вида, осадок или усталость) с возможными рисками при обеспечении безопасности или экономическим последствиям.

Колебания, которые конструкция может выдерживать, зависят от предела прочности при растяжении, сжатии или сдвиге конструкционного материала с должным допуском на усталость или допустимым деформациям, соответствующим предельному состоянию эксплуатационной надежности. По возможности, влияние вибраций на конструкцию должно быть объединено с воздействием на нее других факторов (статические нагрузки, деформации, осадка, ползучесть и т.д.). Также необходимо учитывать общее состояние здания (см. ИСО 4866).

Общий принцип оценки вибраций, описанный выше, на практике оказывается слишком трудоемким либо невозможным из-за недостатка имеющихся исходных данных или подходящей методики. На практике для прогноза или оценки влияний вибраций на здания часто используются эмпирические методики. Уровни колебаний должны регистрироваться в характерных или стандартизованных точках с допуском для возможных неопределенностей в характеристиках источника и приемника и тракта передачи. В случае, когда последствия превышения установленных пределов вибраций могут иметь серьезные последствия, рекомендуется выполнить контрольные вибрационные испытания (например, с использованием взрывов малой мощности, вибрационных машин и т.д.). Полученные результаты могут быть сведены к определенному масштабу для заданного критерия с учетом законов амплитудного и частотного масштабирования.

Оценке воздействия вибраций должны подвергаться не только конструкции, расположенные в непосредственной близости от источника вибрации, но и основные несущие элементы здания (например, покрытие крыши, колонны, стены и т.д.), даже если здания находятся относительно далеко от источника вибрации. При этом необходимо принимать во внимание возможность передачи колебаний по воздуху, по конструкциям или через грунт. По возможности, параметры вибраций в существующих сооружениях следует определять по результатам измерений.

Примечание - Примеры критериев приведены в приложении C.

 

7.4.2 Критерии для колебаний от ударов/импульсов

Эти колебания включают в себя вибрации оборудования от взрывов, забивки свай, уплотнения грунтов, сноса строений и других ударных воздействий. Широко принятые эмпирические вибрационные критерии, соответствующие измерениям на стене подвала здания или рядом на грунте, используются в виде пиковых значений смещений, скоростей или ускорений. Данные значения могут быть увеличены (или уменьшены) при выполнении специальных теоретических и экспериментальных исследований, которые позволят обосновать эти изменения. Исследования должны учитывать также тип строения, материалы конструкции, частотные характеристики перемещения грунта, надежность оценки реакции конкретных частей строения и последствия превышения заданных критериев. Рекомендации по выбору критериев приведены в ИСО 4866.

7.4.3 Критерии для колебаний от других источников

Уровни колебаний от других источников (например, дорожного движения, машинного оборудования, ветра и деятельности человека) должны удовлетворять приемлемому предельному состоянию эксплуатационной надежности.

При оценке уровней колебаний особое внимание следует обращать на случаи, когда рабочая частота одной из преобладающих гармоник лежит в пределах 30% нижней собственной частоты конструкции или ее компонента. Для более высоких собственных частот может быть достаточным более узкий диапазон частот.

7.4.4 Эмпирический критерий

Вибрационные критерии на основе опыта могут быть использованы для тех случаев, когда были определены область и пределы их применения.

7.4.5 Применение вибрационных критериев к измеренным колебаниям

Измеренные колебания можно сравнить с соответствующим критерием при условии, что данные были обработаны в форме, совместимой с заявленным критерием. Для колебаний случайного типа могут быть использованы амплитуды в третьоктавной полосе частот.