Сейсмонагрузка

Сейсмотерминология — свод наиболее важных терминов и понятий, используемых в практике антисейсмического проектирования энергетического оборудования и трубопроводов атомных и тепловых электростанций.

• Антисеймическое проектирование — комплекс специальных технических мероприятий, направленных на обеспечение сейсмостойкости вновь проектируемых или реконструируемых энергетических объектов.

• Сейсмостойкость энергетического объекта – способность его конструкции сохранять в определенной мере сейсмопрочность, сейсмоустойчивость (стойкость к опрокидыванию, смещению, формоизменению), герметичность, работоспособность и безопасность для персонала и населения во время и после землетрясения.

• Землетрясение — колебание земной поверхности, вызванное образованием очага высвобождения энергии деформации в некоторой зоне земной коры.

• Интенсивность землетрясения — мера его воздействия на объекты, выражаемая баллами сейсмической шкалы в зависимости от степени разрушения типовых зданий и сооружений, ощущений очевидцев, изменений земной поверхности. Наряду с этим интенсивность может быть выражена и кинематическими параметрами землетрясения (например, ускорением).

• Сейсмичность — статистическое распределение интенсивности землетрясения на выделенной территории в зависимости от его повторяемости и наличия возможных очагов; она устанавливается ведомственными картами сейсмического районирования, а также сейсмического микрорайонирования площадок строительства.

• Сейсмовоздействие — колебательное принудительное движение условной платформы (основания), сообщающей закрепленному на ней объекту переносное (во внешней неподвижной системе отсчета) ускорение, заданное акселерограммами в общем случае в трех ортогональных направлениях движения.

• Сейсмическая нагрузка (сейсмонагрузка) — динамическая нагрузка объекта, возникающая при сейсмовоздействии; представляется инерционными силами и моментами, вызываемыми переносными и относительными ускорениями объекта при колебаниях.

• Акселерограмма землетрясения — запись во времени однокомпонентного процесса изменения ускорения (в виде графика или оцифровки) для фиксированного направления: север-юг (N-S), запад-восток (W-E), вертикали (V). Угловые ускорения не фиксируются и не рассматриваются.

• Аналоговая акселерограмма (АА) — акселерограмма прошедшего землетрясения, используемая в антисейсмическом проектировании, как правило, с нормированной интенсивностью и выделенной значимой областью.

• Синтезированная акселерограмма (СА) — искусственно созданный процесс изменения ускорения во времени, отображающий обобщенные спектральные свойства ряда АА. Например - Модель сейсмического воздействия "СА-482".

• Ответная акселерограмма (ОА) — запись ускорения определенной точки, уровня, этажа объекта в ходе расчетного анализа его колебаний. Разновидностью ОА являются поэтажные акселерограммы (ПА) здания или сооружения.

• Спектр ответа (СО) — совокупность значений (график, семейство графиков, таблица) абсолютных максимальных ответных ускорений одномассовой колебательной системы (сейсмоосциллятора) при воздействии акселерограммы, определенных в зависимости от собственной частоты и уровней демпфирования осциллятора. Разновидностью СО являются поэтажные спектры ответа (ПСО) для зданий и сооружений.

• Спектр коэффициентов динамичности (СКД) — безразмерный СО, полученный делением всех его значений на абсолютное максимальное ускорение акселерограммы.

• Обобщенный спектр ответа (ОСО) — обобщенная совокупность ряда спектров ответа, отражающая наиболее важные объединяющие их свойства. Аналогичное понятие — обобщенный СКД.

• Статический метод расчета сейсмостойкости — метод задания сейсмической нагрузки по распределению массы объекта, выбранному масштабу и направлению постоянного ускорения.

• Линейно-спектральный метод (ЛСМ) расчета сейсмостойкости — метод определения сейсмической нагрузки с использованием спектра ответа (СО, ОСО, ПСО), а также значений собственных частот и форм колебаний объекта.

• Метод динамического анализа (МДА) сейсмостойкости — метод численного интегрирования уравнений движения системы (математической модели объекта) при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами (АА, СА, ПА).

• Собственная частота колебаний — число колебательных циклов, совершаемых динамической системой за секунду в процессе ее свободных колебаний по одной из собственных форм (циклических взаимосогласованных перемещений). Последние определяются распределением в системе характеристик жесткости и инерции, ее динамических степеней свободы.

• Относительное демпфирование — безразмерный коэффициент, показатель, параметр (обычно обозначаемый символом «k» ), характеризующий уровень диссипации (рассеяния) энергии колебательной системы за счет внутреннего трения в ее циклически деформируемых упругих связях. Альтернативный ему параметр демпфирования — логарифмический декремент колебаний, обозначаемый, например, символом « d » , — соотносится с параметром «k» следующим образом: k = d/6 (точное значение - d/2π).

• Производная сейсмограмма — запись сейсмоперемещений во времени, полученная двойным численным интегрированием акселерограммы при корректировке (установлении) нулевой линии перемещений. Такие сейсмограммы отличаются от инструментальных сейсмограмм, записанных на сейсмографах, значительными (до десятков и даже более сотни сантиметров) размахами перемещений, на регистрацию которых не рассчитан ни один сейсмограф. Обратным численным дифференцированием производной сейсмограммы получают скорректированную в области сверхнизких частот спектра ответа акселерограмму, позволяющую корректно рассчитывать подвесные низкочастотные системы (котлы, грузы на стропах, сейсмоизоляционные платформы) и скользяще–катящиеся объекты.

• Проектное землетрясение (ПЗ) — землетрясение заданной сейсмичности со средней повторяемостью один раз в 100 лет.

• Максимальное расчетное землетрясение (МРЗ) — особо мощное землетрясение со средней повторяемостью один раз в 10 000 лет; обычно превосходит ПЗ по интенсивности в два раза при аналогичных спектральных характеристиках (масштабированное ПЗ).

Вместе с отмеченными выше основными понятиями и терминами в антисейсмическом проектировании могут применяться и другие, более простые понятия, не требующие раскрытия их смысла и четких определений. К таким терминам можно отнести:

• сейсмоускорение (ускорение при сейсмических колебаниях);
• сейсмоперемещение и сейсмоскорость;
• сейсморасчеты (расчеты на сейсмическое воздействие);
• сейсмонагружение;
• сейсмозащита;
• другие варианты технических понятий с приставкой «сейсмо».

Сейсмика

Особо следует отметить часто употребляемый в разных контекстах термин «сейсмика». Он объединяет в себе все то, что, так или иначе, имеет отношение к землетрясениям и сейсмостойкости, а более всего — к геоакустике (сейсмометрия) и геологии (сейсморазведка).

Примечание

Данные выше определения дополняют, расширяют и адаптируют к широкой неспециализированной аудитории устоявшиеся в данной области термины и понятия, которые в принципиальных положениях полностью согласуются с соответствующими определениями следующих нормативных документов:

1. РТМ 108.020.37—81 (переиздание с Изменением №1 1985 г.) Оборудование атомных энергетических установок. Расчет на прочность при сейсмическом воздействии. —Л.: НПО ЦКТИ, 1986, 35с.
2. РТМ 108.031.114—85. Котлы паровые стационарные. Нормы расчета на прочность при сейсмическом воздействии. —Л.: НПО ЦКТИ, 1986, 57 с.
3. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. — М.: Энергоатомиздат, 1989, с.115—118, с.487—504.
4. Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций (проект НП 031-2001, введенных взамен ПНАЭ Г-5-006-87)
5. РД 10-249-98, п.11. Методика расчета на прочность при сейсмическом воздействии