автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Обоснование уровня расчетного сейсмического воздействия при оценке сейсмостойкости зданий и сооружений, эксплуатируемых в особых условиях

На правах рукописи

САХАРОВ Олег Александрович

ОБОСНОВАНИЕ УРОВНЯ РАСЧЕТНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.23.17 - Строительная механика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени ""чдидата технических наук

"О

1 5 ЛЕК

2011

Санкт-Петербург - 2011

005006170

Работа выполнена на кафедре «Здания» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообще-

ния»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Белаш Татьяна Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рутман Юрий Лазаревич

Кандидат технических наук Гузеев Роман Николаевич

Ведущая организация:

ФГУП «НТЦ по сейсмостойкому строительству и инженерной защите от стихийных бедствий»

Защита состоится 28 декабря 2011 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.223.03 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, ауд. 219.

Телефон: (812) 316-58-73, факс: (812) 316-58-72.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан ««У» ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.т.н., профессор

Л.Н. Кондратьева

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Более 20% территории России расположено в сейсмически опасных районах. На этой территории, а также в регионах бывшего СССР в период с 1948 года произошло 26 разрушительных землетрясений, которые привели к тяжелым экономическим и социальным последствиям. В связи с этим вопросам сейсмостойкости сооружений уделяется значительное внимание. С 1930 года в СССР введены нормы сейсмостойкого строительства. С 1962 года по настоящее время в нормах для оценки сейсмостойкости сооружений используется линейно-спектральный метод (JICM) оценки сейсмостойкости сооружений, основанный на спектральном разложении уравнений движения по собственным формам колебаний и оценке инерционных сейсмических нагрузок по каждой форме.

Нормативный вариант JICM разработан применительно к расчету объектов массового строительства и дает приемлемые оценки сейсмостойкости именно для этих объектов в средних сейсмогеологических условиях. Однако в настоящее время приходится сталкиваться с сооружениями, строящимися и эксплуатируемыми в особых условиях, существенно отличающихся от среднестатистических. Эти отличия могут заключаться в повторяемости расчетных сейсмических воздействий, повторяемости других нагрузок (ветровых, снеговых, транспортных и т. п.), сроке службы сооружения, его значимости и степени ответственности, величине ущерба от разрушения. К числу зданий и сооружений с такими особенностями относятся здания повышенной этажности, сооружения со специальными системами сейс-мозащиты, включающими сейсмоизоляцию и сейсмогашение, сооружения шельфовой зоны, сооружения систем транспорта и связи и.т.п. В условиях рыночной экономики необходимо учитывать и собственника сооружения. Например, ОАО «РЖД» может предъявлять особые требования к транспортным объектам.

Указанные особенности приводят к необходимости уточнения расчетного уровня сейсмического воздействия и определяют актуальность выбранной темы.

Степень разработанности проблемы.

Вопросу обоснования уровня сейсмического воздействия уделялось первостепенное внимание в теории сейсмостойкости, начиная от первых исследований японских специалистов Ф.Омори и Н.Мононобе до наших дней. Большой вклад в решение проблемы внесли И.Л.Корчинский, С.В.Медведев, К.С.Завриев, А.Г.Назаров, Ш.Г.Напетваридзе, О.А.Савинов, Я.М.Айзенберг, Г.Н.Карцивадзе, М.Био, Г.Хаузнер и др.

К числу основополагающих работ, учитывающих случайный характер сейсмического воздействия, относятся исследования А.Д.Абакарова,

Я.М.Айзенберга, М.Ф.Барштейна, В.В.Болотина, И.И.Голденблата, Г.Н.Карцивадзе, Н.А.Николаенко, О.А.Савинова и других специалистов. За рубежом эти вопросы затрагивались в работах Г.Хаузнера, М.Био, Е.Ванмарке, Н.Ньюмарка, Э.Розенблюта и других основоположников современной науки о сейсмостойком строительстве

Серьезные исследования проблемы с позиций статистической динамики и теории надежности выполнены А.Н.Бирбраером, А.А.Петровым, С.Г.Шульманом, Г.С.Шульманом, Ю.У.Альбертом и другими учеными.

Значительное количество исследований посвящено проблемам сейсмического риска и сейсмической уязвимости. Эти вопросы освещены в трудах М.А.Клячко, А.П.Синицына, Г.Л.Коффа, С.Шаха, Р.Дуарте. В работах Г.Кюрнрейтера, а также в книгах О.Н.Елисеева, А.М.Уздина и Т.А.Белаш сделаны попытки рассмотреть задачи обеспечения сейсмостойкости сооружения с позиций математической теории принятия решений.

На основе исследований последних 30 лет сложилось современное понимание инженерных требований к сейсмостойкому строительству в целом. Эти требования сформированы в работах Я.М.Айзенберга, Дж.Барра, И.И.Голденблата, Д.Доврика, Л.С.Килимника, Н.А.Николаенко, С.В.Полякова, Р.Порка, М.Фардиса и других специалистов. В настоящее время они учтены в Еврокоде-8. Согласно этим требованиям конструкция должна сохранять эксплуатационные свойства при относительно частых и слабых землетрясениях, иметь ограниченный объем повреждений при землетрясениях средней силы и повторяемости и обеспечить сохранность жизни людей и ценного оборудования при редких разрушительных землетрясениях. В соответствии с этой концепцией необходимо проводить несколько расчетов конструкции на землетрясения различной силы и повторяемости при разных предельных состояниях.

Обилие исследований по рассматриваемому вопросу привело к тому, что разные авторы вкладывают различный смысл в понятия сейсмической надежности и сейсмического риска. При этом методы обоснования расчетных нагрузок с позиции теории надежности и риска не согласованы между собой. Рекомендации по заданию расчетных нагрузок на сооружения различной степени ответственности не имеют необходимого обоснования.

Целью работы явилось обоснование расчетного уровня сейсмической нагрузки для расчета зданий и сооружений, возводимых и эксплуатируемых в особых условиях, отличных от условий массовой застройки. Для достижения поставленной цели потребовалось: • определить связь надежности здания или сооружения с расчетным уровнем сейсмического воздействия при землетрясениях различной силы;

• установить связь коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок с надежностью зданий и сооружений;

• оценить зависимость экономических показателей сейсмостойкого строительства и сейсмического риска от степени антисейсмического усиления сооружения и сейсмической опасности территории;

• установить взаимосвязь методов теории надежности и методов теории риска при оценке необходимой степени усиления зданий и сооружений.

Методика исследований включает построение математических моделей рассматриваемых систем, их численный и аналитический анализ; сопоставление получаемых результатов с имеющимися последствиями прошлых землетрясений; разработку предложений по использованию полученных результатов в инженерной практике.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработана методика задания расчетного уровня сейсмического воздействия для сооружений, эксплуатируемых в особых условиях (отличных от условий строительства и эксплуатации объектов массовой застройки);

• разработаны рекомендации по заданию расчетного уровня сейсмического воздействия для многоуровневого проектирования с учетом повторяемости землетрясений, а также срока службы и ответственности сооружения;

• разработаны рекомендации и дана оценка уровня расчетного воздействия для проектирования высотных зданий;

• разработана методика оценки коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок;

• установлено, что для железнодорожных протяженных сооружений необходимо сочетать сейсмическую и железнодорожную подвижную нагрузку; оценены коэффициенты сочетаний сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки;

• получена аппроксимирующая формула для оценки сейсмического риска, рассчитаны статистические параметры сейсмического риска (математическое ожидание и дисперсия), выполнена оценка приемлемого сейсмического риска;

• установлено условие эквивалентности применения методов теории надежности и методов теории сейсмического риска, что упрощает задание уровня сейсмического воздействия при многоуровневом проектировании.

На защиту выносятся:

• методика задания расчетного уровня сейсмической нагрузки на здания и сооружения различной степени ответственности;

« алгоритм и программное обеспечение для учета ситуационной сейсмичности по трем картам ОСР при задании расчетного уровня сейсмического воздействия;

• методика оценки коэффициентов сочетаний сейсмической нагрузки с другими нагрузками на здания и сооружения, эксплуатируемых в особых условиях, в том числе для линейных (протяженных) сооружений и для группы сооружений;

• рекомендации по необходимой степени антисейсмического усиления ряда инженерных сооружений, в частности, зданий с различным сроком службы, высотных сооружений, транспортных сооружений;

• рекомендации по назначению коэффициента сочетаний сейсмической и других нагрузок;

• условие эквивалентности расчетов сейсмической нагрузки, основанных на теории надежности и теории риска.

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием апробированных методов теории надежности и риска, строительной механики и математики и подтверждается соответствием результатов исследований данным, полученным другими авторами по отдельным вопросам, рассмотренным в диссертации. Основные выводы диссертации согласуются с имеющимися натурными данными, взятыми из опыта прошлых землетрясений.

Практическая ценность работы заключается в том, что теоретический анализ надежности и риска в сейсмостойком строительстве доведен до практических предложений в соответствующие нормативные документы, а также в разработке программных средств для определения расчетных сейсмических ускорений.

Результаты диссертационной работы реализованы в ряде нормативных документов, а также при проектировании и строительстве конкретных сооружений.

• При разработке ТУ на проектирование моста через пролив Невельского с Дальневосточного побережья на остров Сахалин, а также при проектировании сооружений на железнодорожной линии Южно-Сахалинск -Погиби (НИИ мостов, Санкт-Петербург, 1999 г).

• При проектировании моста через р. Аму-Дарья вблизи г. Керки (ЗАО «Стройкомплекс», Санкт-Петербург, 1999 г).

• При разработке Свода Правил по проектированию и расчету транспортных сооружений из металлических гофрированных конструкций (НИИ мостов, Санкт-Петербург, 2000 г).

• При разработке проекта Свода Правил по расчету сейсмостойкости сооружений в развитие СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических

районах» (НТЦ СС, Петропавловск-Камчатский, 2000 г, по заказу Госстроя России).

• При разработке предложений по антисейсмическому усилению плит безбалластного мостового полотна (НИИ мостов, Санкт-Петербург 2001 г).

• При разработке проекта Свода правил по расчету многоопорных конструкций (ПГУПС, Санкт-Петербург, 2004, по заказу Госстроя России).

• При проектировании железнодорожных мостов для олимпийских объектов Большого Сочи (ОАО «Трансмост», Санкт-Петербург, 2010).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались:

• на семинарах и научно-технических конференциях в Санкт-Петербургском университете путей сообщений и государственном архитектурно-строительном университете (1998-2011 гг.).

• На 12-ой Всемирной конференции по сейсмостойкому строительству (Новая Зеландия, Окленд, 2000 г)

• На 12-ой Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Лондон, 2002 г.)

• На 13-ой Всемирной конференции по сейсмостойкому строительству (Канада, Ванкувер, 2004 г)

• На IV Савиновских чтениях (Санкт-Петербург, 2004 г)

• На 13 -ой Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Женева, 2006 г.)

• На 11-ой всемирной конференции по сейсмоизоляции (Гуньджоу 2009).

• На 14-ой Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Охрид, 2010 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 печатная работа.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы (131 наименование из них 25 на иностранном языке); содержит 208 страниц текста, в том числе 59 рисунков и 34 таблицы.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выполненное исследование позволило автору

• получить результаты и сделать предложения, направленные на обоснование расчетного уровня сейсмического воздействия при проектировании различных сооружений;

• установить связь методов теории надежности и риска при обосновании уровня сейсмической нагрузки;

• разработать предложения по назначению коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок

Основные положения проведенного исследования подтверждены следующими научными результатами.

1. Разработана методика задания расчетного уровня сейсмического воздействия для сооружений, эксплуатируемых в особых условиях (отличных от условий строительства и эксплуатации объектов массовой застройки).

Условия эксплуатации многих сооружений отличаются от средних условий эксплуатации сооружений массового строительства. Для расчета таких сооружений необходимо последовательное использование принципов многоуровневого проектирования. На первом этапе это сводится к двойному расчету конструкции на действие проектного (ПЗ) и максимального расчетного (МРЗ) землетрясений. При этом нормирование уровня сейсмического воздействия (расчетных ускорений дневной поверхности) с позиций теории надежности исходит из ограничения вероятности превышения ускорениями расчетного значения за срок службы сооружения, а уравнение для определения расчетного ускорения Акимеет вид:

10

ZPi£iK(AK) = 4(r (О

1=7

где р, - вероятность возникновения за срок службы Тсл землетрясения силой I баллов, е1К - вероятность того, что при землетрясении силой I баллов будет превышен расчетный уровень ускорений Ак для землетрясения силой К баллов; qcji(K> - допустимая вероятность отказа, т.е. превышения ускорениями расчетного уровня Ак за срок службы сооружения Тм.

Алгоритм методики определения уровня сейсмического воздействия приведен на рисунке 1.

Формула, связывающая величину Ак с вероятностью е1К, приведенная на рисунке 1, получена в работах A.A.Долгой, А.В.Индейкина и А.М.Уздина в предположении распределения максимумов ускорений землетрясения по закону Вейбулла на основе обработки записей более 300 землетрясений.

Для решения уравнения (1) и определения ускорений Ак было разработано программное обеспечение (ПО). ПО предназначено для функционирования в ОС Windows и соответствует стандартам разработки прикладных программ для Windows.

Задаемся начальным значением езск

» Ак-[а(Екк)-(е +с( \ -411 \ и/ .К-1 Екк)'е ^+Ь(екк)]-2

1

Определение значений из уравнения г , , [ -18Т , -4.1т\ 1-к Ак=[а(%Ие +с(Ек)-е /+Ь(е1К)]-2

1

Определение вероятности отказа при принятом значении Екк

ЕР1е1к(Ак)= Ч

1-7

(К)

Окончание расчета

Рис. 1. Алгоритм методики определения расчетного уровня сейсмического

воздействия

2. Разработаны рекомендации по заданию расчетного уровня сейсмического воздействия для многоуровневого проектирования с учетом повторяемости землетрясений, срока службы и ответственности сооружения.

В настоящее время повсеместно осуществляется переход к многоуровневому проектированию, требующему расчета на ПЗ и МРЗ. При проектировании остро встает вопрос о задании сейсмического воздействия для ПЗ и МРЗ.

Для оценки уровня воздействия при ПЗ и МРЗ необходимо задаться допустимой вероятностью его превышения. Основополагающим при этом является тот факт, что нормативные расчеты объектов массового строительства для средних сейсмологических условий дают приемлемые с инженер-

ной точки зрения результаты. Поэтому вероятности превышения уровней ПЗ и МРЗ для указанных сооружений можно считать допустимыми. В качестве базовой рассмотрена оценка уровня воздействия для исходных данных, приведенных в таблице 1. Зависимость расчетного ускорения от допустимой вероятности его превышения И приведена на рисунке 2.

Таблица 1

Исходные данные для оценки уровня сейсмического воздействия

Срок службы сооружения, годы Преобладающий период воздействия, с Повторяемость землетрясений силой I баллов в годах

1=7 1=8 1=9 1=10

50 0.4 200 1000 6000 00

..... ... ч

%

............... ............... % %

0

-5 -4 -3 -2 -1 О

Log [q]

Рис.2. Зависимость уровня расчетных ускорений от вероятности отказа [q] для базовых данных

Если принять вероятность МРЗ равной 10'3, а вероятность ПЗ - 10"1, то для рассматриваемых данных расчетные ускорения будут соответствовать нормативным: A^^CHg; Aro=0.1g= A^ ■ 0.25. Полагая далее [q]MP3=103, a [q]n3=10 l, можно оценить уровни расчетных воздействий ПЗ и МРЗ для других условий эксплуатации сооружения.

Полученные оценки величины [q] на базе уравнения (1) позволяет определять расчетный уровень сейсмического воздействия в зависимости от сейсмической опасности территории и срока службы сооружения. Для решения этой задачи в работе использовано традиционное положение о том, что число сотрясений заданной силы за определенный интервал времени распределено по закону Пуассона.

Под ситуационной сейсмичностью понимают уровни сейсмической опасности на рассматриваемой территории по трем картам ОСР. В на-

стоящее время, проектируя сооружения массовой застройки, например, на основе карты В, не учитывают сейсмичность по картам А и С. Необходимость такого учета неоднократно отмечалась в литературе. Выполненные исследования позволяют решить эту задачу.

По результатам исследований были даны следующие рекомендации:

а) При проектировании необходимо учитывать, что уровень расчетных ускорений существенно зависит от повторяемости землетрясений, т.е. от комбинаций сейсмической интенсивности по картам А, В и С.

б) Расчет по одной из карт районирования нельзя считать приемлемым.

в) В качестве исходной информации при проектировании следует использовать повторяемость максимальной сейсмичности по картам ОСР, а не заданную расчетную сейсмичность по выбранной карте.

Выполненные исследования позволяют задавать расчетный уровень сейсмического воздействия в зависимости от срока службы сооружения. Если рассмотреть, например, башню для передачи сигналов сотовой связи (срок службы T|ife= 20 лет), здание вокзала (T,.f= 50 лет), и большой мост (Ti¡fe= 300 лет)> го Уровни расчетного ПЗ составят для средних сейсмологических условий соответственно 0.4 м/с2, 1 м/с2 и 2 м/с2 против 1 м/с2 по действующим СНиП.

На рисунке 3 нанесены зависимости ускорений А от логарифма допустимой вероятности их превышения при разных сроках службы. Как видно из рисунка, срок службы сооружения заметно влияет на величину расчетного воздействия и должен учитываться при проектировании.

А

16-

0.1

0 2

0 0

Log [q]

Рис.3. Зависимость расчетного ускорения А от логарифма допустимой вероятности [q] для сооружений с различным сроком службы Tlife

Обратимся теперь к оценке уровня расчетного воздействия на особо ответственные сооружения. К таким сооружениям относятся большие плотины, вокзалы крупных пассажирских станций, промышленные здания с взрывоопасным или экологически опасным производством и т.п. Основной особенностью этих сооружений являются их высокая ответственность (по принятым международным требованиям допустимая вероятность отказа ц= 10"6) и срок службы сооружения (он увеличен от 80 до 300 лет).

На рисунке 3 показана зависимость расчетного ускорения А от логарифма допустимой вероятности /д•] для сооружений с различным сроком службы. По сравнению с базовой зависимостью (рис.2) полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

а) При расчете на МРЗ следует учитывать силу максимально возможного землетрясения на площадке строительства, учет ситуационной сейсмичности не является необходимым.

Во всех рассмотренных случаях расчетное ускорение при [я]=Ю"6 составило около 0.55g. Этот результат получен в работе математически и полностью соответствует соображениям, высказанным ранее профессором О.А.Савиновым

б) При расчете на ПЗ следует учитывать ситуационную сейсмичность по картам ОСР. В выполненных примерах при [ч]=0.05 расчетное ускорение ПЗ изменяется от 0.15g до 0.2§.

3. Разработаны рекомендации и дана оценка уровня расчетного воздействия для проектирования высотных зданий.

Высотное строительство все шире начинает применяться в высокосейсмичных районах. Одним из основных вопросов обеспечения сейсмостойкости высотных зданий является корректное задание расчетного уровня сейсмического воздействия, определяющее степень антисейсмического усиления сооружения. Поскольку социальный риск высотного строительства при прочих равных условиях существенно выше обычного, расчетный уровень сейсмического воздействия на высотные здания должен быть повышен. Если в качестве характеристики социального риска принять вероятность Я гибели заданного числа людей за срок службы сооружения, то можно записать

Я = Н • я, (2)

где Н -число людей, ожидаемое в здании во время землетрясения;

Я - вероятность разрушительного землетрясения (отказа).

Если принять, что величина Н пропорциональна этажности здания, то условие сбалансированности риска приведет к необходимости снижать вероятность отказа пропорционально этажности.

Сказанное позволяет задавать расчетные уровни сейсмического воздействия в зависимости от этажности высотного строительства.

На расчетные нагрузки для высотных зданий влияют два фактора - более высокий срок службы и более высокий период резонансных колебаний по сравнению с объектами массового строительства.

Выполненный анализ позволил установить следующее:

а) Расчетная сейсмическое воздействие возрастает на высотные здания примерно на 10% на каждые 5 этажей свыше пяти. Этот рост обусловлен увеличением риска гибели людей для многоэтажных зданий.

б) Увеличение воздействия имеет место только для уровня ПЗ. Он обусловлен повышением срока службы высотных зданий по сравнению с малоэтажными.

в) Учитывая, что высотные здания относятся к числу сооружений повышенной ответственности с одной стороны и то, что лимитирующими воздействиями для них являются длиннопериодные землетрясения, не учтенные в должной мере в спектральных кривых СНиП, следует рекомендовать выполнять последовательный расчет высотных зданий на действие ПЗ и МРЗ.

д) Ситуационная сейсмичность играет определяющую роль при оценке уровня сейсмического воздействия и должна учитываться при проектировании высотных зданий.

4. Разработана методика оценки коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок.

Для оценки коэффициента сочетаний необходимо решить уравнение

(3).

РдРеЧ = РЧ' (3)

где Рч - вероятность того, что на сооружение действует нагрузка интенсивностью Реч - вероятность того, что на сооружение действует сейсмическая нагрузка с ускорением Аеч (в долях ускорения силы тяжести g); [Р] - допустимая вероятность события, заключающегося в одновременном воздействии рассматриваемой и сейсмической нагрузок. Значение [Р] принимается равным вероятности превышения ускорениями расчетного значения при отсутствии других нагрузок.

Уравнение (3) определяет множество равновероятных пар (А,<3), из которых необходимо выбрать наиболее неблагоприятную для расчета конструкции.

Методика оценки коэффициентов сочетаний сводится к следующему:

1) Задаемся величиной нагрузки О и используя ее ф.п.р. Р(С>) получаем вероятность Р0 превышения нагрузкой заданной величины 0.

2) По полученной вероятности Рд определяем соответствующую ей вероятность возможного превышения Реч для сейсмической нагрузки.

[Р]

Р = —

«I р г0

3) По найденной вероятности Ре(]. Из уравнения (1) находим расчетное ускорение А, соответствующее заданному в начале значению С?. В результате получаем одну из равновероятных пар ((¡>,А).

4) Из равновероятных пар (А,(}) находим наиболее опасную

При оценке интенсивности нагрузки <3, сочетаемой с сейсмической, необходимо учитывать характер этой нагрузки и соответствующую ей функцию плотности распределения (ф.п.р.). В работе рассмотрены коэффициенты сочетаний сейсмической и ветровой, а также сейсмической и температурной, сейсмической и железнодорожной нагрузок.

5. Установлено, что для железнодорожных протяженных сооружений необходимо сочетать сейсмическую и железнодорожную подвижную нагрузку; оценены коэффициенты сочетаний сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки.

Сочетание сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки актуально для мостов, которые являются протяженными сооружениями.

В работе сделана теоретическая оценка вероятности нахождения поезда на линейном сооружении с учетом их фактической длины. Если учесть, что интервал между поездами Ь является случайной величиной с ф.п.р. Я(Ь), то вероятность нахождения поезда на сооружении оценивается следующей величиной:

р0= /р<г>-ч(Ь)^= / Ч(Ь)с1Ь + (В + Ьи> (4)

-*> о ь„+в

где р^-рТ*

[I при (В + Ь„)> Ь

В - длина моста; Цг - длина поезда.

Входящие в формулу (4) интегралы выражены в диссертации через показатели вагонопотока и представлены с использованием интегралов вероятности и Г-функций (гамма функций) с учетом нормального распределения вагонопотока.

На рис. 4 приведены графики зависимости вероятности нахождения поезда на протяженном сооружении в зависимости от его длины 'В' для двух значений вагонопотока на линии 10000±700 и 5000±420 вагонов в сут-

ки, где первое число означает математической ожидание, а второе число -его среднеквадратическое отклонение. Значение (10000±700) соответствует перспективному вагонопотоку на железнодорожных линиях первой категории, а второе значение (5000±420) - на линиях второй категории.

Базовое уравнение для оценки коэффициентов сочетаний можно преобразовать к следующему виду:

Р (5)

«Ч р р V-V

М ' о

В приведенной формуле Р0 - вероятность нахождения поезда на сооружении во время землетрясения. Р, - вероятность того, что вес поезда, находящегося на сооружении, превысит заданный уровень.

Используя решение приведенного уравнения, были построены равновероятные пары для ПЗ ([р]=0.1) и МРЗ ([р]=0.001).

В диссертации выполнен анализ полученных коэффициентов сочетаний для ПЗ и МРЗ.

Рис. 4. Зависимости вероятности нахождения поезда на мосту от длины моста 'В' для двух значений вагопопотока на линии 10000±700 (сплошная линия) и 5000±420 вагонов в сутки (точечная линия)

б. Получена аппроксимирующая формула для оценки сейсмического риска, рассчитаны статистические параметры сейсмического риска (математическое ожидание и дисперсия), выполнена оценка приемлемого сейсмического риска.

Под риском понимается математическое ожидание ущерба, вызванного сейсмическими воздействиями за срок службы сооружения. В литера-

туре вопросам экономики сейсмостойкого строительства и сейсмического риска посвящено значительное количество исследований. Широко известен подход к оценке экономической эффективности сейсмостойкого строительства, разработанный в АН СССР под руководством лауреата Нобелевской премии, академика Л.В.Канторовича и опубликованный в брошюре В.И.Кейлис-Борока, И.А.Нерсесова и А.М.Яглома. В работе этот подход был взят за основу и проведена детализация основных расчетных формул. В частности, для оценки эффективности сейсмостойкого строительства Е предложена модификация известной формулы.

е = -k(ks)+ f(k,t) •

Рп-

- |>(к5л>вд

- £do(ks,i>n,(t)

(6)

Здесь К - капитальные затраты на антисейсмическое усиление сооружения до класса сейсмостойкости Кз; Р0 - годовой доход от эксплуатации сооружения, приведенный к первому году эксплуатации; Б0 — ущерб от сейсмических воздействий силой I в течение одного года; 1(К.Д) - время восстановительных работ (в долях от года) после землетрясения силой I баллов для сооружения с расчетным классом сейсмостойкости К5; >1, -общее число землетрясений силой I баллов за срок службы сооружения Т; Й^к, Т) - коэффициент, учитывающий приведение затрат.

При использовании формулы (6) необходимо определить матрицу ущербов 0(Кз,1) и величину приемлемого сейсмического риска. В работе получены статистические оценки сейсмического риска по данным о сейсмическом ущербе, собранным в литературе. Для этого принята билинейная аппроксимация функции ущерба от её параметров:

D(\A,) = aoo+aoiAK+ a,„V aAV v\2+ivV (7)

Здесь Ак-ускорение, соответствующее классу сейсмостойкости сооружения К, А, - ускорение, соответствующее силе землетрясения I.

При этом для математического ожидания и среднеквадратичного отклонения случайной величины D получены аналитические оценки.

На рис.5 приведен пример расчетной зависимости D(I) и D(I)+o(I) для сооружений, запроектированных на 8 баллов (Ks=8). Величина приемлемого сейсмического риска представляет собой математическое ожидание ущерба в случае, если сооружение запроектировано на расчетное воздействие, т.е. при I=Ks. Выполненные исследования позволяют утверждать, что приемлемый сейсмический риск составляет величину порядка 15-20%.

D, %

50 *0

30

20

10

Рис.5. Зависимость математического ожидания ущерба D и его среднеквадратичного отклонения от силы землетрясения I для сооружения с классом сейсмостойкости

Ks=8 баллов

7. Установлено условие эквивалентности применения методов теории надежности и методов теории сейсмического риска; это упрощает задание уровня сейсмического воздействия при многоуровневом проектировании.

Назначения уровня расчетного воздействия по условию ограничения риска записывается в виде:

]D(Ap,A)p(A)dA = [R], (8)

о

где D(Ap,A) - ущерб от землетрясения с ускорением А для сооружения, рассчитанного на ускорение Ар; [R] - величина допустимого риска. Аналогичная задача теории надежности имеет вид

)p(A)dA=z(D) (9)

Ар

где s(D) - допустимая вероятность возникновения ущерба D.

Естественно ожидать, что оценки уровня воздействия по теории надежности и риска должны приводить к одинаковым результатам. Иными словами, величины Ар, полученные с использованием уравнений (8) и (9) должны соответствовать друг другу.

В работе доказано, что функция вероятности отказов e(D) должна быть задана так, чтобы ее производная q[D] удовлетворяла условию.

jDq(D)dD = [R] (10)

о

I, баллы

Иными словами, функция я(Б) должна быть функцией плотности распределения с математическим ожиданием [Я]. Этому условию удовлетворяет бесконечно много функций е(О), но все они при различных сценариях накопления повреждений в конечном итоге приводят к одному и тому же ущербу (риску).

Проведенное исследование позволило сделать следующие выводы и сформулировать рекомендации.

1. Условия эксплуатации многих сооружений отличаются от средних условий эксплуатации сооружений массового строительства. Для расчета таких сооружений необходимо последовательное использование принципов многоуровневого проектирования.

2. Получены уравнения, определяющие связь между расчетным ускорением А и допустимой вероятностью его превышения я, которые позволили исследовать зависимость расчетных ускорений от срока службы сооружения Т^, степени ответственности сооружения и ситуационной сейсмичности на площадке строительства.

3. Установлено, что:

• Ситуационная сейсмичность определяющим образом влияет на расчетный уровень сейсмической нагрузки; при одной и той же расчетной сейсмичности уровень расчетных ускорений существенно зависит от повторяемости землетрясений, т.е. от комбинаций сейсмической интенсивности по картам А, В и С. Задание уровня расчетного воздействия по одной из карт районирования, как это принято в СНиП для объектов массового строительства, в общем случае нельзя считать приемлемым.

• Срок службы сооружения существенно влияет на расчетный уровень сейсмического воздействия. При строительстве сооружений со сроком службы 20-30 лет, таких как промышленные здания и сооружения для разработки полезных ископаемых, опоры сотовой связи и т.п. уровень расчетной нагрузки может быть снижен в 1.5-2 раза в зависимости от степени ответственности сооружения и ситуационной сейсмичности.

4. Разработаны рекомендации по многоуровневому проектированию особо ответственных сооружений; в частности, показано, что задание уровня ПЗ на крупные высоко-ответственные сооружения должно учитывать ситуационную сейсмичность на площадке строительства, а уровень МРЗ должен исходить из максимально возможных землетрясений на этой площадке.

5. Разработана методика оценки сейсмической нагрузки на высотные здания, которая исходит из того, что вероятность отказа принята обратно пропорциональной числу этажей. При этом на расчетные ускорения для

высотных зданий влияют два фактора - более высокий срок службы и более высокий период резонансных колебаний. Выполненный анализ позволил установить, что расчетная сейсмическая нагрузка возрастает на высотные здания примерно на 10% на каждые 5 этажей свыше пяти.

6. В работе развит метод обоснования коэффициентов сочетаний, основанный на выборе равновероятных пар (сейсмическая нагрузка - сочетаемая нагрузка), получены расчетные формулы и выполнены оценки коэффициентов сочетаний для расчета группы объектов и для задачи сочетания сейсмической и железнодорожной нагрузок

7. Предложены расчетные формулы для оценки экономической эффективности сейсмостойкого строительства с учетом прибыли от эксплуатации сооружения, срока его службы, времени на восстановительные работы и страховых выплат сейсмостойкого строительства.

8. Установлены статистические характеристики экономического сейсмического риска как функции от силы землетрясения I, для которого оценивается риск, и класса сейсмостойкости сооружения Кб. При 1=Кз полученную оценку можно рассматривать как приемлемый риск сейсмостойкого строительства на настоящее время.

9. В работе установлена связь между методами теории надежности и риска. В частности, показано, что для обеспечения заданного риска [Я] необходимо, чтобы допустимая вероятность отказа е была поставлена в зависимость от ущерба О, причем функция должна представлять собой

функцию плотности вероятности некоторого распределения с математическим ожиданием, равным заданному риску [Я].

10. Приведены примеры, иллюстрирующие особенности применения разработанных методов.

III. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях:

1. Сахаров, O.A. Задание уровня расчетной сейсмической нагрузки при проектировании высотных зданий. / O.A. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2007. - №1. - С. 16-19.

2. Сахаров, O.A. Связь методов теории надежности и сейсмического риска / O.A. Сахаров, A.M. Уздин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2007. - №2. - С. 46-48.

3. Сахаров, O.A. Модель сейсмического воздействия для статистического моделирования колебаний сейсмоизолированных систем / O.A. Сахаров, Т.А. Белаш, Г.В. Давыдова // Известия высших учебных заведений. Строи-

тельство. Издательство НГАСУ (Сибстрин) - 2009. - №2. - С. 101-107.

4. Сахаров, O.A. Оптимизация инвестирования в сейсмостойкое строительство / O.A. Сахаров, М.А. Богданова, К.С. Сергин, В.В.Сигидов // Экономическое возрождение России,- 2011. - №1(27). - С. 132-138.

Статьи, опубликованные в прочих изданиях:

5. Сахаров, O.A. Комплекс исследований для анализа сейсмической надежности эксплуатируемых сооружений / O.A. Сахаров, A.A. Долгая, И.О. Кузнецова, A.M. Уздин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 1999. - №2 - С. 24-26.

6. Сахаров, O.A. Модель сейсмического воздействия в виде короткого временного процесса для оценки сейсмостойкости кусочно-линейных сейсмоизолированных систем. / O.A. Сахаров, Г.А. Богданова, Ж.А. Иванова // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 1999. -№3. - С. 34-35.

7. Сахаров, O.A. Оценка статистических характеристик экономического сейсмического риска / O.A. Сахаров, В.В. Воронец, A.M. Уздин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2000. - №2. - С. 6-8.

8. Сахаров, O.A. Оценка вероятности наступления предельного состояния сооружений,удовлетворяющего нормам сейсмостойкого строительства/ O.A. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений.-2000. - №2.-С. 4-6.

9. Сахаров, O.A. Влияние срока службы сооружения на расчетный уровень сейсмического воздействия / O.A. Сахаров, В.В. Воронец, JI.H. Гиман // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2001. - №2. -С. 22-24.

10. Сахаров, O.A. Оценка расчетной сейсмичности с позиций сейсмического риска / O.A. Сахаров // Международная конференция «Надежность и безопасность зданий, сооружений в условиях особых воздействий» -Санкт-Петербург: ПГУПС. - 2001. - С. 34-36.

11. Сахаров, O.A. Оценка приемлемого сейсмического риска. / O.A. Сахаров, В.В. Воронец // Международная конференция «Надежность и безопасность зданий, сооружений в условиях особых воздействий», - Санкт-Петербург: ПГУПС. - 2001. - С. 65-67.

12. Сахаров, O.A. Назначение расчетного ускорения с учетом новых карт сейсмического районирования / O.A. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2002. - №2. - С. 48-50.

13. Сахаров, O.A. К вопросу о назначении коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок. / O.A. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2003. - №2. - С. 12-15.

14. Сахаров, O.A. К вопросу задания сейсмического воздействия при

многоуровневом проектировании сейсмостойких конструкций. / О.А. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2004. -№4. - С. 7-9.

15. Sakharov, О. The model of seismic impact as a short temporary process for calculating of the seismoisolated systems / O. Sakharov, G. Bogdanova, A. Dolgaya, J. Ivanova, A. Uzdin // 12th World Conference on Earthquake Engineering. - New Zealand. - 2000. - Paper No. 1358.

16. Sakharov, O. Computation of multiple support extended structures under seismic loads / O. Sakharov, F. Doronin, A. Uzdin, I. Fedotova, L.Giman // 12th European Conference on Earthquake Engineering. - UK. - 2002. - Paper No. 235.

17. Сахаров, O.A. Анализ работы плит безбалластного мостового полотна при сейсмических нагрузках / О.А. Сахаров, И.О. Кузнецова, Ю.А. Харина // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений.- 2004. -№1.- С. 9-13.

18. Сахаров, О.А. Развитие методов оценки экономической эффективности сейсмостойкого строительства / О.А. Сахаров, В.Г. Воробьев, A.M. Уздин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2004. -№4.-С. 13-17.

19. Сахаров, О.А. Анализ сейсмостойкости металлической башни «Ramboll» системы сотовой телефонной связи / О.А. Сахаров // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2005. - №2. - С. 10-14.

20. Sakharov, О.А. Some Peculiarities of Setting the Earthquake Input for the Statistic Simulation of the Base Isolated Systems / O.A. Sakharov, G.A. Davydova, A.M. Uzdin // 11th World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures, Book of Abstracts. -Guangzhou, China. - 2009. - P. 4.

21. Sakharov, O.A. Developing economic methods for estimating earthquake engineering efficiency / M.A. Bogdanova, V.V. Sigidov, K.S. Sergin, Y. Usacheva, A.M. Uzdin // Fourteen European Conference on Earthquake Engineering, CD-paper, Abstract Book. -Ohrid, Macedonia. -2010. - P. 997.

Компьютерная верстка Н. И. Печуконис

Подписано к печати 23.11.11. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 120 экз. Заказ 138. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.

190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4. Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 5.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА

ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ЛИТЕ- 20 РАТУРЫ)

1.1 Краткий анализ развития теории сейсмостойкости

1.2 Анализ статистических методов теории сейсмостойкости

1.3 Использование теории принятия решений в задачах проектирования сейсмостойких конструкций

1.4 Обзор исследований по вопросам надежности и сейсмического риска

1.5 Цели и метод исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЗАДА

НИЮ УРОВНЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1 Оценка вероятности наступления предельного состояния, удовлетворяющего нормам сейсмостойкого строительства

2.2 Методика, алгоритм и программное обеспечение для оценки уровня сейсмического воздействия при оценке сеисмостоикости сооружения

2.3 Оценка влияния срока службы сооружения на расчетный уровень сейсмического воздействия

2.4 Разработка рекомендаций по заданию расчетного ускорения сейсмического воздействия с учетом ситуационной сейсмичности

2.5 Разработка предложений по назначению уровня сейсмического воздействия при расчете сооружений на действие

ПЗиМРЗ

2.6 Оценка уровня сейсмического воздействия при расчете высотных зданий

2.7 Выводы по разделу

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТОВ СОЧЕТАНИЙ СЕЙСМИЧЕСКОГО И ДРУГИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

3.1 Методика, алгоритм и программное обеспечение для назначения коэффициентов сочетаний для различных нагру- 84 зок с ПЗ и МРЗ

3.2 Оценка коэффициентов сочетаний сейсмической нагрузки с подвижной железнодорожной, температурной и другими нагрузками при анализе единичного объекта

3.3 Оценка коэффициентов сочетаний сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки при анализе сейсмостойкости участка железнодорожной линии (при рас- 92 смотрении группы объектов)

3.4 Оценка коэффициентов сочетаний сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки при анализе сейсмостойкости протяженных сооружений

3.4.1 Оценка вероятности нахождения поезда на мосту при зем- 100 летрясении

3.4.2 Оценка коэффициентов сочетаний сейсмической и подвижной железнодорожной нагрузки в зависимости от Ю9 длины моста и грузонапряженности линии

3.5 Выводы по разделу

ГЛАВА 4. ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ О СТЕПЕНИ АНТИСЕЙСМИЧЕСКОГО УСИЛЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ И ДРУГИХ АНТИСЕЙСМИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЯХ 128 НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ СЕЙСМИЧЕСКОГО РИСКА

4.1 Экономическая эффективность сейсмостойкого строительства и обоснование затрат на сейсмостойкое строи- 128 тельство

4.2 Развитие методов оценки экономической эффективности сейсмостойкого строительства

4.3 Статистические оценки параметров сейсмического риска и их использование при обосновании антисейсмического усиления объектов

4.3.1 Методика оценки приемлемого сейсмического риска и его дисперсии

4.3.2 Оценка приемлемого экономического риска

4.4 Связь методов теории надежности и сейсмического риска

4.5 Выводы по разделу

ГЛАВА 5. ПРИЛОЖЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И РИСКА К РЕШЕНИЮ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ СЕЙСМОСТОЙКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

5.1 Сопоставительная оценка проектирования двухэтажного здания МЧС с расчетной сейсмичностью 8 баллов

5.2 Оценка уровня расчетного воздействия и надежности железнодорожного моста через р. Аму-Дарья в Туркме

5.2.1 Оценка сейсмической опасности площадки строительства

5.1.2 Оценка расчетного уровня сейсмического воздействия

5.3 Анализ сейсмостойкости металлической башни «ЯашЬоН» системы сотовой телефонной связи в г. Иркутске

5.3.1 Общая характеристика сейсмической опасности территории

5.3.2 Исходные данные для расчета

5.3.3 Расчет башни по методике СНиП

5.3.4 Оценка сейсмической нагрузки на башню с учетом ситуационной сейсмичности и срока службы сооружения

5.3.5 Оценка коэффициентов сочетаний сейсмической и ветровой нагрузок

Уточненные результаты расчета башни и их анализ

Выводы по разделу

Более 20% территории России расположено в сейсмически опасных районах. На этой территории, а также в регионах бывшего СССР в период с 1948 года произошло 26 разрушительных землетрясений, которые привели к тяжелым экономическим и социальным последствиям. В связи с этим вопросам сейсмостойкости сооружений уделяется значительное внимание. С 1930 года в СССР введены нормы сейсмостойкого строительства, а с 1962 года по настоящее время для оценки сейсмостойкости сооружений используется линейно-спектральный метод (ЛСМ) оценки сейсмостойкости сооружений, основанный на спектральном разложении уравнений движения по собственным формам колебаний и оценке сейсмических нагрузок по каждой форме.

Нормативный вариант ЛСМ разработан применительно к расчету объектов массового строительства и дает приемлемые оценки сейсмостойкости именно для этих объектов в средних сейсмологических условиях. Однако в настоящее время при проектировании и строительстве приходится сталкиваться с сооружениями, эксплуатируемыми в особых условиях, существенно отличающихся от среднестатистических. Эти отличия могут заключаться в повторяемости расчетных землетрясений, повторяемости других нагрузок (ветровых, транспортных и т. п.), сроке службы сооружения, его значимости и степени ответственности. В условиях рыночной экономики необходимо учитывать и собственника сооружения. Так ОАО РАО «ЕЭС России» и ОАО «РЖД» могут предъявлять особые требования к энергетическим и транспортным объектам.

Указанные особенности приводят к необходимости уточнения оценки сейсмостойкости сооружений с учетом специфических условий их эксплуатации, что и определяют актуальность выбранной темы.

Уровень расчетного сейсмического воздействия является важнейшим исходным параметром при проектировании сейсмостойких зданий и сооружений. Он зависит от степени ответственности сооружения, расчетного срока их службы, ситуационной сейсмичности по картам сейсмического районирования.

Как показал анализ литературных источников, задание уровня сейсмического воздействия в сочетании с другими коэффициентами по $

СНиП Н-7-81 дает приемлемые значения только для сооружений массовой застройки эксплуатируемых в среднестатистических условиях. Это связано с тем, что нормы строительства в целом соответствуют опыту прошлых землетрясений. Вместе с тем, для специальных объектов (атомных электростанций, мостов большой протяженности, высотных зданий и пр.) СНиП не обеспечивает необходимую надежность задания уровня расчетного воздействия. Кроме того, в СНиП Н-7-81* не учтены уточненные данные о сейсмичности территории по картам ОСР-97.

Рассмотрению комплекса указанных вопросов и посвящена настоящая диссертационная работа.

Целью работы явилось обоснование расчетного уровня сейсмической нагрузки (уровня ускорений основания) для расчета сооружений, эксплуатируемых в особых условиях, отличных от условий массовой застройки.

Для достижения поставленной цели потребовалось:

• определить связь надежности сооружения с расчетным уровнем сейсмического воздействия при землетрясениях различной силы;

• установить связь коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок с надежностью сооружений;

• оценить зависимость экономических показателей сейсмостойкого строительства и сейсмического риска от степени антисейсмического усиления сооружения и сейсмической опасности территории;

• установить взаимосвязь методов теории надежности и методов теории риска при оценке необходимой степени усиления зданий и сооружений.

Методика исследований включала построение математических моделей рассматриваемых систем, их численный и аналитический анализ; сопоставление получаемых результатов с имеющимися последствиями прошлых землетрясений; разработку предложений по использованию полученных результатов в инженерной практике.

Научная новизна работы состоит в следующем

• разработан метод задания расчетного уровня сейсмической нагрузки с учетом повторяемости землетрясений на площадке строительства, срока службы и ответственности сооружения;

• предложен метод оценки коэффициентов сочетаний сейсмической и других нагрузок на сооружения и группы сооружений, эксплуатируемых в особых условиях;

• проведена статистическая оценка параметров сейсмического риска;

• установлена связь между методами теории надежности и методами теории сейсмического риска, а также условия эквивалентности применения указанных методов.

• установлена связь между методами теории надежности и риска.

На защиту выносятся:

• методика задания расчетного уровня сейсмического воздействия на сооружения различной степени ответственности;

• способ учета ситуационной сейсмичности по картам ОСР при задании расчетного уровня сейсмического воздействия;

• методика оценки коэффициентов сочетаний сейсмической нагрузки с другими нагрузками на здания и сооружения, в том числе для линейных (протяженных) сооружений и для группы сооружений;

• методика принятия решений о выборе антисейсмического усиления зданий и сооружений на основе анализа сейсмического риска;

• сейсмического риска при задании расчетного уровня сейсмического воздействия;

• рекомендации по необходимой степени антисейсмического усиления ряда инженерных сооружений, в частности, зданий с различным сроком службы, высотных сооружений, транспортных сооружений.

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием апробированных методов теории надежности и риска, строительной механики и математики и подтверждается соответствием результатов исследований данным, полученным другими авторами по ряду вопросов, рассмотренных в диссертации. Основные выводы диссертации согласуются с имеющимися натурными данными, взятыми из опыта прошлых землетрясений.

Практическая ценность работы заключается:

• в формировании практических предложений для включения в соответствующие нормативные документы на базе теоретического анализа надежности и риска в сейсмостойком строительстве;

• в разработке программных средств для расчета основных управляемых параметров (величины расчетных нагрузок, коэффициентов сочетания сейсмической и других нагрузок, уровня сейсмического риска) при решении задач антисейсмического усиления;

• в разработке конкретных предложений по антисейсмическому усилению ряда существующих и проектируемых сооружений;

Результаты диссертационной работы реализованы в ряде нормативных документов, а также при проектировании и строительстве конкретных сооружений:

• при разработке ТУ на проектирование моста через пролив Невельского с Дальневосточного побережья на остров Сахалин, а также при проектировании сооружений на железнодорожной линии Южно-Сахалинск - Погиби (НИИ мостов, Санкт-Петербург, 1999 г);

• при проектировании моста через р. Аму-Дарья вблизи г. Керки (ЗАО «Стройкомплекс», Санкт-Петербург, 1999 г);

• при разработке Свода Правил по проектированию и расчету транспортных сооружений из металлических гофрированных конструкций (НИИ мостов, Санкт-Петербург, 2000 г);

• при разработке предложений по антисейсмическому усилению плит безбалластного мостового полотна (НИИ мостов, Санкт-Петербург, 2001 г);

• при разработке проекта Свода Правил по расчету сейсмостойкости сооружений в развитие СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» (НТЦ СС, Петропавловск-Камчатский, 2000 г, по заказу Госстроя России);

• при разработке проекта Свода правил по расчету многоопорных конструкций (ПГУПС, Санкт-Петербург, 2004, по заказу Госстроя России);

• при обосновании технических решений антисейсмического усиления детского оздоровительного комплекса в г. Краснодар (ПГУПС, ЛенЗНИИ-ЭП, 2007);

• при проектировании железнодорожных мостов на линии Адлер-Сочи и Сочи - Роза Хутор (ОАО «Трансмост», 2019-2011 гг).

Вопросы, рассмотренные в диссертации, относятся к проблеме «Проведение исследований и анализ, организация мониторинга комплексного риска на сейсмоопасных территориях. Разработка мероприятий по предупреждению и смягчению бедствия от воздействия землетрясения» Целевой Федеральной Комплексной Программы «СЕЙСМОЗАЩИТА». По вопросам, связанным с оценкой сейсмического риска, автор являлся соисполнителем отдельных исследований.

Материалы диссертации доложены:

• на 12-ой Всемирной конференции по сейсмостойкому строительству (Новая Зеландия, Окленд, 2000 г);

• на 12-ой Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Лондон, 2002 г.);

• на 13-ой Всемирной конференции по сейсмостойкому строительству (Канада, Ванкувер, 2004 г);

• на 13-ой Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Женева, 2006 г.);

• на IV Савиновских чтениях (Санкт-Петербург, 2004 г);

• на семинарах и научно-технических конференциях в Санкт-Петербургском Университете путей сообщений и Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете (1998-2011гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 20 печатных работ.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы (131 наименование, из них 25 на иностранном языке); содержит 208 страниц текста, в том числе 59 рисунков и 34 таблицы.

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Выполненные исследования позволяют сделать следующие общие выводы.

Приведенные исследования позволяют оценить надежность зданий и сооружений с точки зрения их сейсмостойкости.

1. При расчете сооружений на сейсмические воздействия наиболее важным является задание уровня сейсмической нагрузки, определяемого расчетным ускорением основания. До настоящего времени уровень расчетной сейсмической нагрузки не имеет должного обоснования и отражает особенности массового строительства и осредненные показатели сейсмической опасности территории. Однако условия эксплуатации целого ряда сооружений отличаются от средних условий эксплуатации сооружений массового строительства.

Для корректного задания сейсмической нагрузки на сооружения, эксплуатируемые в особых условиях, необходимо базироваться на методах теории надежности и риска, а также принципах многоуровневого проектирования. На первом этапе это сводится к расчетам конструкции на действие проектного (ПЗ) и максимального расчетного (МРЗ) землетрясений. Использование указанного подхода позволяет учесть срок службы и значимость различных объектов при задании расчетного уровня сейсмической нагрузки, а также назначить коэффициенты сочетаний ее с другими нагрузками.

2. В работе получены уравнения, определяющие однозначную связь между расчетным ускорением А и допустимой вероятностью его превышения q. При заданных значениях q соответственно для ПЗ и МРЗ полученные уравнения позволяет исследовать зависимость расчетных ускорений от срока службы сооружения Тсл и периода основного тона его колебаний. В работе составлено программное обеспечение для решения полученных уравнений и проведено исследование влияния различных факторов на расчетный уровень сейсмического воздействия. В частности, установлено, что срок службы сооружения существенно влияет на расчетный уровень сейсмического воздействия.

3. Важной особенностью разработанной методики является простота учета ситуационной сейсмичности по картам ОСР России. Эти карты вошли в СНиП, но до сих пор не учитываются при определении нагрузок на сооружение. В работе выполнен анализ влияния ситуационной сейсмичности на уровень расчетных нагрузок на сооружение и установлен следующее:

- при одной и той же расчетной сейсмичности уровень расчетных ускорений существенно зависит от повторяемости землетрясений, т.е. от комбинаций сейсмической интенсивности по картам А, В и С.;

- установление расчетного уровня расчетного воздействия по одной из карт районирования нельзя считать приемлемым;

- расчетное ускорение в большой мере определяется не заданной расчетной сейсмичностью по выбранной карте, а повторяемостью максимальной сейсмичности по картам ОСР;

- возможно, для проектировщика было бы удобнее вернуться к одной карте сейсмического районирования с индексами, как это было в старых нормах. Однако к индексации районов можно подойти более тщательно, с использованием последних результатов сейсмологов. На базе балла и индекса надо иметь возможность построения функции плотности распределения ускорений на площадке строительства и назначать, таким образом, расчетное ускорение более гибко в зависимости от сейсмического режима территории.

4. Выполненные исследования и разработанная методика позволяют решить задачу задания воздействия при многоуровневом проектировании. В работе оценены значения вероятности отказа (qro, Чмрз) Для проектного (ПЗ) и максимального расчетного (МРЗ) землетрясений. Для средних сейсмологических условий и срока службы сооружения порядка 80 лет для ПЗ Япз~0.1и расчетное ускорение составляет 0.1 g, а для МРЗ Ямрз~Ю"3 и расчетное ускорение составляет 0.4g.

5. Анализ зависимости расчетных ускорений от вероятности отказа позволяет считать, что в первом приближении уровень расчетных ускорений линейно зависит от логарифма вероятности отказа. Ситуационная сейсмичность влияет и на соотношение между уровнем расчетных ускорений при ПЗ и МРЗ, однако это влияние не значительно. Для площадок с высокой сейсмической опасностью (1в= 9 баллов по карте В) А=(Апз-Амрз) ~ 0.3; для 1в= 8, А « 0.15 и для 1в= 7, А « 0.08. Однако при возможности на площадке строительства землетрясений большей силы, чем проектное, наблюдается нарушение линейной зависимости A(log[q]) и увеличение разности (Апз-Амрз) Иными словами, в рамках принятых приближенных соотношений для повторяемости землетрясений и связи пиковых ускорений с силой землетрясения возможность сильных землетрясений, прогнозируемых по карте С, весьма существенно сказывается на расчетный уровень МРЗ и мало влияет на расчетный уровень ПЗ.

6. Для особо ответственных сооружений уровень МРЗ не зависит от ситуационной сейсмичности, а определяется исключительно силой максимально возможного землетрясения на площадке строительства. Уровень ПЗ, напротив, существенно зависит от ситуационной сейсмичности. Это позволяют заключить, что задание уровня ПЗ на крупные высокоответственные сооружения должно учитывать ситуационную сейсмичность на площадке строительства, а уровень МРЗ должен исходить из максимально возможных землетрясений на площадке строительства.

7. Разработана методика оценки сейсмической нагрузки на высотные здания, которая исходит из того, что вероятность отказа принята обратно пропорциональной числу этажей. При этом на расчетные ускорения для высотных зданий влияют два фактора - более высокий срок службы и более высокий период резонансных колебаний. Выполненный анализ позволил установить, что расчетная сейсмическая нагрузка возрастает на высотные здания примерно на 10% на каждые 5 этажей свыше пяти.

8. Назначение коэффициента сочетаний сейсмической нагрузки с другими нагрузками, действующими на строительные конструкции, представляется достаточно актуальной задачей. До настоящего времени эта задача решается субъективно, как правило, без какого-либо обоснования. В главе развит метод обоснования коэффициентов сочетаний, основанный на выборе равновероятных пар (сейсмическая нагрузка - сочетаемая нагрузка). Из этих пар выбирается наиболее неблагоприятная для рассчитываемого сооружения.

Для реализации указанного подхода автором разработаны методика и соответствующее программное обеспечение и проведены некоторые примеры, представляющие интерес для практики сейсмостойкого строительства.

9. В работе развит метод обоснования коэффициентов сочетаний, основанный на выборе равновероятных пар (сейсмическая нагрузка -сочетаемая нагрузка), получены расчетные формулы и выполнены оценки коэффициентов сочетаний для расчета группы объектов и для задачи сочетания сейсмической и железнодорожной нагрузок для протяженного сооружения. В частности, показано, что для мостов значительной протяженности (500 м и более) учет сочетаний сейсмической и подвижной нагрузок приобретает принципиальное значение. Выполненные исследования позволили разработать рекомендации по назначению коэффициентов сочетаний для рассматриваемого случая.

10. Помимо выполненных исследований величин коэффициентов сочетаний, в работе получена оценка вероятности нахождения поезда на мосту во время землетрясения в зависимости от длины моста и интенсивности движения поездов на железнодорожной линии. Полученная оценка может быть использована в качестве объективного критерия значимости моста и принятия решения о проектировании его по одной из карт А, В, С ОСР территории России.

11. Методы анализа экономической эффективности сейсмостойкого строительства сейсмического риска позволяют комплексно рассматривать проблему антисейсмического усиления и зданий, и сооружений, учитывая стоимость капитальных затрат, срок службы сооружения, срок окупаемости затрат, поведение сооружения под нагрузкой. Эти методы активно разрабатывались в нашей стране и за рубежом с середины 70-х годов прошлого века.

Вместе с тем, развитие сейсмостойкого строительства позволяет и требует развития методов оценки его эффективности. Это связано с двумя основными причинами.

- За последние годы накоплен большой статистический материал, позволяющий полнее учесть особенности сейсмической опасности на площадке строительства.

- Развитие общих принципов сейсмостойкого строительства, в частности, переход к многоуровневому проектированию требует детального экономического анализа степени антисейсмического усиления объекта для назначения сценария его разрушения и расчетных уровней сейсмического воздействия.

Сказанное требует дальнейшего совершенствования методов оценки экономической эффективности вложения средств в сейсмостойкое строительство.

12. В работе детализированы расчетные формулы для оценки экономической эффективности сейсмостойкого строительства с учетом прибыли от эксплуатации сооружения, срока его службы, времени на восстановительные работы. Полученные при этом результаты могут быть использованы для решения следующих задач сейсмостойкого строительства. а) Оценка оптимальной степени усиления сооружения при одноуровневом проектировании. В этом случае степень усиления определяется расчетной балльностью сооружения, равной в принятых обозначениях классу сейсмостойкости К8. Для определения оптимальной степени усиления строится зависимость Е(К5). При этом возможны два типа рассматриваемой зависимости. Первый тип характеризуется монотонным убыванием Е с ростом К5,. В этом случае антисейсмическое усиление сооружения экономически не целесообразно. Второй тип зависимости имеет максимум при К5= К5(опт). Именно этот уровень усиления и является оптимальным. б) Оценка допустимого риска сейсмостойкого строительства. Во многих исследованиях последних лет уровень антисейсмического усиления сооружения, определяемый величиной К8, предлагается определять, исходя из ограничения риска Я его допустимым значением [Я]. в) Оценка оптимальной степени усиления сооружения при многоуровневом проектировании и разработке сценариев накопления повреждений. В этом случае необходимо спроектировать платежную матрицу (матрицу ущербов). Иными словами, задача многоуровневого проектирования заключается в проектировании конструкции с таким сценарием разрушения, чтобы матрица ущербов Б(К5,1) максимизировала экономический эффект Е.

13. В работе впервые удалось получить статистические характеристики (математическое ожидание и дисперсию) экономического сейсмического риска. При значительном разбросе данных о величине риска полученные статистические характеристики оказались вполне приемлемыми для работы. Математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение получены в работе как функции от силы землетрясения I, для которого оценивается риск, и класса сейсмостойкости сооружения Кб. При 1=Кз полученную оценку риска можно рассматривать как приемлемый риск сейсмостойкого строительства на настоящее время.

14. Учет срока службы сооружения мало сказывается на величине сейсмического риска. Соответствующая поправка имеет величину порядка вероятности появления землетрясения расчетной силы за эталонный срок службы Тэт = 50 лет по сравнению с 1. Однако расчет реального срока службы существенно влияет на уровень расчетного сейсмического воздействия.

Результаты исследований позволяют оценить сейсмический риск для объектов массового строительства в различных регионах России. Такая работа должна служить основанием для выделения средств на антисейсмическое усиление застройки различных регионов.

15. Проведенные исследования позволяют не только задать уровень расчетного воздействия, но и решать широкий класс задач принятия решений и управления рисками в сейсмостойком строительстве. В качестве примера в работе рассмотрена задача принятия решения о системе сигнализации и автоблокировки на участке железнодорожной линии. Показана связь принятой системы сигнализации и блокировки с интенсивностью движения, скоростью движения поездов и сейсмической опасностью региона.

16. В работе впервые установлена связь между методами теории надежности и сейсмического риска. В частности, показано, что для обеспечения заданного риска [Л] необходимо, чтобы допустимая вероятность отказа б была поставлена в зависимость от ущерба к, причем функция должна ак представлять собой функцию плотности вероятности некоторого распределения. Соответствующее этой функции математическое ожидание равно заданному риску [Я].

17. Приведенные в диссертации примеры иллюстрируют возможности практического применения выполненных исследований при проектировании сейсмостойких конструкций различного назначения. В частности, показано влияние сейсмических условий на проектные решения двухэтажного здания МЧС, рассмотрена задача оценки сейсмической нагрузки на конструкции моста через р. Аму-Дарью у г. Керки, приведен пример задания сейсмической нагрузки при типовом проектировании безбалластного мостового полотна, оценен уровень нагрузки и коэффициент сочетаний сейсмической и ветровой нагрузок при проектировании металлических башен сотовой связи в г. Иркутске. Исследования диссертации внедрены в ряд нормативных документов и проекты транспортных и гражданских сооружений.

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. В 4-х книгах. М., Изд. АСВ, 1995-1998, 1322 с.

2. Аверьянова В.Н., Баулин Ю. И., Кофф Г. JL и др. "Комплексная оценка сейсмической опасности территории г. Грозного" Москва, Минстрой России, 1996.

3. Азаев Т.М., Кузнецова И.О., Уздин A.M. Оценка сейсмостойкости мостов по условию сброса пролетных строений с опор. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений.,2003, №1, с.38-42

4. Азанов С.Н., Вингородский С.Н., Корнейчук Ю.Ю., Костров A.B., Мухин И.И. Еще раз о риске. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1999, вып.7, с. 32-51.

5. Айзенберг Я.М., Килимник Л.Ш. О критериях предельных состояний и диаграммах "восстанавливающая сила-перемещения" при расчетах на сейсмические воздействия. //В сборнике "Сейсмостойкость зданий и инженерных сооружений"-М.-Стройиздат. 1972.-С.46-61.

6. Айзенберг Я.М. Сейсмическое зонирование для строительных норм. Сейсмостойкое строительство, №6, 2000 г., с.40-43.

7. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов.М.:Стройиздат.-1976.-229 с.

8. Айзенберг Я.М., Залилов К.Ю. Генерирование расчетного ансамбля синтетических акселерограмм и исследование влияния их параметров на сейсмическую реакцию сооружения.//Расчет и проектирование зданий для сейсмоопасных районов. -М.: Наука.-1988.- с.5-14.

9. Айзенберг Я.М., Нейман А.И., Абакаров А.Д., Деглина М.М., Чачуа Т.Д. Адаптивные системы сейсмической защиты сооружения.-М.:-Наука.-1978.-246 с.

10. Альберт И.У., Кауфман Б. Д., Савинов O.A., Уздин A.M. Сейсмозащитные фундаменты реакторных отделений АЭС// М., Информэнерго, 1988, 64 с.

11. Аубакиров А.Т. Особенности задания сейсмического воздействия для обоснования проекта сейсмоизолирующих фундаментов// Известия ВНИИГ, 1989, т.212, с.102-109.

12. Базилевский C.B., Гусев М.А., Петров A.A. Большепролетные и высокие сооружения при случайных динамических воздействиях. Обзорная информация / ВНИИС, серия 8. Строительные конструкции. М., 1984, вып.2, 56с.

13. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. СПб, Наука, 1998, 254 с.

14. Бирбраер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях. М.: Энергоатомиздат, 1989, 304с.

15. Блэк С.К., Нихаус Ф. Насколько безопасно «слишком» безопасное, Бюллетень МАГАТЭ, Книга 22, №1, с.47-58

16. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике./М., Госстройиздат, 1961, 202 с.

17. Ботвинкин H.H. Руководство по сейсмостойкости сооружений. М.Ташкент, Средне-Азиатское отд. объед. гос. изд., 1933, 160 с.

18. Бриске Р. Сейсмостойкость сооружений/ Гос. научно-техническое изд. строительной индустрии и судостроения. М., 1932, 83 с.

19. Бугаев Е.Г. Выбор ограниченного набора акселерограмм для проектирования унифицированной АЭС и типового оборудования// Экспресс-информация ВНИИИС.Сер.14.Сейсмостойкое строительство-1982.-N9.-C. 4-9

20. Ветошкин В.А., Костарев В.В., Щукин А.Ю. Вопросы практического использования современных методов расчетов энергооборудования на сейсмостойкость// Труды ЦКТИ, 1984, вып. 212, с. 3-13.

21. Воронец В.В., Сахаров O.A., Уздин A.M. Оценка статистических характеристик экономического сейсмического риска. Сейсмостойкое строительство, №2, 2000, с. 6-8.

22. Воронец В.В., Уздин A.M. Учет конечного срока службы сооружения при оценке сейсмического риска. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2001, №2, с. 43-44

23. Гольденблат H.H., Николаенко H.A., Поляков C.B., Ульянов C.B. Модели сейсмостойкости сооружений//М.,Стройиздат, 1979, 251 с.

24. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. -М., Изд. стандартов, 1989, 37 с.

25. ГОСТ 27751-88 (CT СЭВ 384-97) Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М., Изд. стандартов, 1990, Юс.

26. Гусев A.A. Некоторые вопросы сейсмологического обоснования норм сейсмостойкого проектирования. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений.,2003, №1, с.32-37

27. Долгая A.A. Моделирование сейсмического воздействия коротким временным процессом. // Э-И. ВНИИНТПИ. Сер. "Сейсмостойкое строительство", Вып. 5-6., 1994, с.56-63

28. Елисеев О.Н., Уздин A.M. Сейсмостойкое строительство. Учебник. СПб., Изд. ПВВИСУ, 1997, 371с.

29. Завриев К.С. Динамика сооружений. Трансжелдориздат, 1946,286 с.

30. Завриев К.С. и др. Основы теории сейсмостойкости зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1970, 224 с.

31. Захаров A.A. Применение концепции сейсмического риска к анализу систем сейсмозащиты. Строительная механика и расчет сооружений, 1990. № 1, с.79-83.

32. Железные дороги. Общий курс. Под ред. М.М.Уздина, СПб, Изд. «Выбор», 2002, 367 с.

33. Индейкин A.B., Долгая A.A. оценка параметров максимумов сейсмических ускорений в зависимости от преобладающего периода воздействия// Экспресс-информация ВНИИИС. Сер. 14. Сейсмостойкое строительство, 1995, Вып.5, с. 19-24.

34. Инструкция по оценке сейсмостойкости эксплуатируемых мостов на сети железных и автомобильных дорог(на территории Туркменской ССР).-Ашхабад:Ылым, 1988.-106 с.

35. Инструкция по применению и проектированию безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах на металлических пролетных строениях железнодорожных мостов. Санкт-Петербург, НИИ мостов, 1993

36. Капур К., Ламберсон JI. Надежность и проектирование систем.М.,Мир, 1980,604 с.

37. Канторович JI.B., Кейлис-Борок В.И., Молчан Г.И. Сейсмический риск и принципы сейсмичсекого районирования. // Вычислительные и статистические методы интерпретации сейсмических данных. Вычисл. Сейсмология. Вып. 6. М.: Наука, 1974, с. 3-20

38. Карцивадзе Г.Н. Сейсмостойкость дорожных искусственных сооружений при сильных землетрясениях/М.,Траспорт, 1974, 260 с.

39. Кейлис-Борок В.И., Нерсесов И.А., Яглом A.M. Методы оценки экономического эффекта сейсмического строительства.// М., изд. АН СССР.-1962.-c.46.

40. Килимник Л.Ш. Методы целенаправленного проектирования в сейсмостойком строительстве. М., Наука, 1985.-155

41. Клячко М.А. Землетрясение и мы. СПб, РИФ «Интеграф», 1999, 236 с.

42. Коренев Б.Г. и др. Справочник по динамике сооружений/ М., Стройиздат, 1972, 511с.

43. Коренев Б.Г., Резников Л.М. Динамические гасители колебаний. М., Наука, 1988, 303 с.

44. Корчинский И. Л, Жунусов Т.Ж. Кардинальные вопросы сейсмостойкого строительства //Алма-Ата.-Казпромстойниипроект.-1988.-131.

45. Корчинский И.Л., Барштейн М.Ф. Совершенствование метода расчета зданий на сейсмические воздействия. В сб. «Снижение стоимости и улучшение качества сейсмостойкого строительства» М., Стройиздат, 1961, с.30-37.

46. Корчинский И.Л. Расчет сооружений на сейсмические воздействия/Научное сообщение ЦНИПС, М., Гос.изд. по строительству и архитектуре, 1954,76 с.

47. Корчинский И.Л. Совершенствование метода расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия. // Сб. «Снижение стоимости иулучшение качества сейсмостойкого строительства», М., Стройиздат, 1961,с.30-37

48. Корчинский И.Л., Петров A.A. Рекомендации по расчету зданий с жесткими перекрытиями на сейсмические воздействия с учетом протяженности и перегрузок. -М., ЦНИИ ПСК, М., 1973, 34 с.

49. Кузнецова И.О., Уздин A.M. Современные проблемы сейсмостойкости мостов. (по материалам европейской конференции в Лондоне, сентябрь,2002), Сейсмостойкое строительство. М.: ВНИИНТПИ, 2003, вып.2, с.34-38

50. Кюрнрейтер Г. Экономический анализ стихийных бедствий: метод упорядоченного выбора.// В кн. «Стихийные бедствия: изучение и методы борьбы», М., Прогресс, 1987, с. 274-296.

51. Мартемьянов А.И. Проектирование и строительство зданий и сооружений в сейсмических районах. М., Стройиздат, 1985, 254 с.

52. Медведев C.B. Инженерная сейсмология/Гос. изд. по строительству и архитектуре, М., 1962, 284 с.

53. Международные строительные нормы СНГ. Строительство в сейсмических районах. Проект. Сейсмостойкое строительство, №3, 2002, с. 27-54

54. Мушкетов Д.И. Ирпинское землетрясение в Италии 23 июля 1930 г. Труды сейсмологического института АН СССР, Д., 1931, с. 1-18

55. Назаров А.Г. Метод инженерного анализа сейсмических сил/ Ереван, АН Арм.ССР, 1959,

56. Напетваридзе Ш.Г. Вопросы усовершенствования существующей методики определения сейсмической нагрузки//Сейсмостойкость сооружений., Тбилиси, Мецниерба, 1965, с.5-36

57. Нъюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства// М., Стройиздат, 1980, 343 с.

58. Ойзерман В.И. Расчет конструкций на сейсмические воздействия по методу предельных состояний. Реферативная информация ЦИНИС. Сер. XIV. Сейсмостойкое строительство, 1978, Вып. 9, с.4-7

59. ОСТ 32.17-92. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Основные понятия. Термины и определения. СПб, ПИИТ, 1992, 32 с.

60. Передерий Г.П. Курс мостов. Том 1. Трансжелдориздат, с.249-260

61. Перельмутер A.B. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. Киев, Изд. УкрНИИпроектствльконструкция, 2000,215 с.

62. Перельмутер А.В.,Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. Киев, Изд. «Сталь», 2002, 600с.

63. Петров A.A. Оценка сейсмостойкости конструкций на основе использования энергетической меры воздействия. ЭИ «Строительство и архитектура. Сейсмостойкое строительство», ВНИИНТПИ, М., 1993, вып.6, с.2-7.

64. Полтавцев С.И., Айзенберг Я.М., Кофф Г.Л., Мелентьев A.M., Уломов В.И. Сейсмостойкое районирование и сейсмостойкое строительство (методы, практика, перспектива), М. ГУП ЦПП, 1998, 259 с.

65. Райзер В.Д. Оценка риска при проектировании сооружений. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, №4,2007 г, с. 15-19

66. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании. М., Изд. Ассоциации строительных ВУЗов, 1998, 302 с.

67. Рекомендации по заданию сейсмических воздействий для расчета зданий разной степени ответственности. С.-Петербург - Петропавловск-Камчатский, КамЦентр, 1996, 12с.

68. Рекомендации по застройке площадок с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями в районах сейсмичностью 9 баллов. Петропавловск-Камчатский, КамЦентр, 1994, 40с.

69. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. М.: Стройиздат, 1978.

70. Савинов O.A., Уздин А.М Об одной форме линейно-спектральной теории сейсмостойкости для расчета мостов. В кн. "Сейсмостойкость транспортных сооружений", М., Наука, 1980,с. 10-27

71. Савинов O.A., Уздин A.M. Назначение уровня расчетного воздействия при оценке сейсмостойкости крупных гидротехнических сооружений// Экспресс-информация ВНИИИС. Сер. 14. Сейсмостойкое строительство, 1980, Вып.2, с.21-25.

72. Сахаров O.A. К вопросу о сочетании сейсмической и других нагрузок. Сейсмостойкое строительство, №2, 2003.

73. Сахаров O.A. Назначение расчетного ускорения с учетом новых карт сейсмического районирования. Сейсмостойкое строительство, №2, 2002 г.

74. Сейсмическая сотрясаемость территории СССР. // Под ред. Ю.В.Ризниченко. М., Наука, 1979.

75. Сейсмический риск и инженерные решения. Пер. с англ./под ред. Ц.Ломнитца и Э.Розенблюта.//М.,Недра.-1981.-375с.

76. Сильницкий Ю.М., Уздин A.M. Расчет мостов на сейсмические воздействия. Ленинград, ЛИИЖТ, 1977, 51 с.

77. Синицын А.П. Расчет конструкций на основе теории риска. М., Стройиздат, 1985, 304 с.

78. Скоростные железные дороги Японии: Синкансен. М., Транспорт, 1984, 199 с.

79. Справочник по специальным функциям с формами графиками и математическими таблицами. Ред. Абрамович М., Стиган И., М.-, Наука, 1979, 830с.

80. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.-, Наука, 1985, 640с.

81. Стефанишин Д.В., Шульман С.Г. Проблемы надежности гидротехнических сооружений. СПб, 1991

82. Стрелецкий Н.Н. Предложения по структуре и направлениям развития теории предельных состояний стальных конструкций. Металлические конструкции. Сб. трудов МИСИ им. В.В.Куйбышева, М., МИСИ, 1992, с.171-179

83. Строительные нормы и правила. Глава И-А.10. М., Госстройиздат, 1954,350 с.

84. Строительные нормы и правила. СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмичсеких районах», М., Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000,45с.

85. Сухов Ю.Д. Вероятностно-экономическая модель процесса эксплуатации строительных конструкций. Строительная механика и расчет сооружений, 1975, №4, с.13-16

86. Сюэхиро К. Инженерная сейсмология. Экономическая жизнь. М.,1935, 167 с

87. Угрюмов А.К. Методология расчета парка локомотивов на двухпутных участках в условиях неравномерности движения. Труды ЛИИЖТа, вып. 244. "Транспорт", М.-Л., 1965

88. Угрюмов А.К. Неравномерность движения поездов. г М.: Транспорт, 1968

89. Угрюмов А.К. Суточная неравномерность вагонопотоков. Труды ЛИИЖТа, вып.231 .JL, 1964

90. Уздин A.M. Оценка статистических характеристик расчетного воздействия при заданной сейсмичности площадки строительства. Сейсмостойкое строительство, 2000, №2, с.3-4.

91. Уздин A.M. Уточнение коэффициента сочетаний сейсмической и подвижной нагрузок при расчете железнодорожных мостов. Экспресс-информация "Сейсмостойкое строительство", 1983, Вып. 10, с.20-23

92. Уздин A.M., Долгая А.А. Расчет элементов и оптимизация параметров сейсмоизолирующих фундаментов. М., ВНИИНТПИ, 1997, 76 с

93. Уздин A.M., Сандович Т.А., Аль-Насер-Мохомад Самих Амин. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений. С.Петербург, Изд. ВНИИГ, 1993,175 с.

94. Холл Дж., Уатт Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений, М.-, Мир, 1979, 100с.

95. Храпков A.JL, Цыбин A.M., Кауфман Б.Д. Расчетно-теоретические исследования сейсмостойкости оборудования АЭС//Известия ВННИГ им. Б.Е.Веденеева, 1981, т.148, с.9-18

96. Худсон Д. Статистика для физиков М., «МИР», 1967, 328 с.

97. Шестоперов Г.С. Сейсмостойкость мостов.-Транспорт, 1984.-143 с.

98. Шульман Г.С. Надежность инженерных сооружений. СПб, Изд. СПбГТУ, 2001, 48 с

99. AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation Design, American Association of State Highway and Transportation Officials, 1999

100. AASHTO Bridge Design Specifications, 2nd Edition, American Association of State Highway and Transportation Officials, 1999

101. Barr J. The seismic safety of bridges: A view from the design office // 12th European Conference on Earthquake Engineering, Elsevier Science Ltd, Oxford, UK, 2002.

102. Biot M.A. Analytical and experimental methods in engineering seismology. Proceedings ASCE, Vol.108, 1943

103. Dolgaya A.A., Uzdin A.M. Earthquake accelerations estimation for construction calculating with different responsibility degrees. Structural Dynamics-EURODYN'96, Augusti, Borri&Spinelli (eds), 1996, Roterdam, Brookfield.

104. Earthquake Resistant Regulations a World List/International Association for Earthquake Engineering, 1970,465 p.

105. ENV 1991-1. Eurocode 1: Basis of Design and Actions on Structures. Part 1: Basis of Design. CEN, 1994

106. Fardis M.N. Code developments in earthquake engineering. Published by Elsevier Science Ltd. 12th European Conference on Earthquake Engineering. Paper Reference 845, 2002

107. Foulkner D., Birell N.D. Steinsen S.G. Development of a Reliability-Based Design Code for the Structure of Tension Leg Platform, Proceedings of the 15-th Annual Offshore Technology Conference. Houston, 1983, p. 575-586

108. Hausner G.W., Martel R.R., Alford J.L. Spectrum analysis of strong motion earthquakes. Bulletin Seismic Society of America, vol. 45,№3,1955

109. JCSE Standard Specifications for Design and Construction of Concrete Structures, Japan Society of Civil Engineering, 1996

110. Jonson G.R., Epstein H.R. Short duration Analytic Earthquake // Proceedings of the ASCE,1976,v.l02,N ST5,pp.993-1001

111. Kelly J.M. Earthquake resistant design with rubber. Springer. 1997, 243 p.

112. Kiureghian. A. Response spectrum method for random vibration analysis of MDF systems.// Earthquake Engineering and Structural Dynamics.-1981.-vol.9.-N5, p.419-435.

113. M. Klyachko Risk acceptability conception and seismic code of new generation. 12th European Conference on Earthquake Engineering, Elsevier Science Ltd, Oxford, UK, 2002.

114. Montes-Iturrizaga R., Heredia-Zavoni E., Esteva L. Risk-based optimal maintenance programs for structures on seismic zones. // 12th European Conference on Earthquake Engineering, Elsevier Science Ltd, Oxford, UK, 2002.

115. Mujumdar Vilas. Evaluation of seismic risk through total acceptable cost model. Chief of operations, division of the State Architect, state of California. Paper Reference 0178. 12th WCEE, 2000.

116. Skiner R.I., Robinon W.H., McVerry G.H. An introduction to seismic isolation. New Zealand. John Wiley & Sons. 1993, 353p.

117. Petrovski J.T., Micov V.S. Dynamic response and performance evaluation of multi-span highway bridges with displacement control. Proc. of 12-th European Conference on Earthquake Engineering. Paper Reference 197.

118. Romeo Roberto W., Napoleoni Quintilio. SEISMIC RISK ANALYSIS OF A CRITICAL FACILITY. Proceedings of the 13 th European Conference on Earthquake Engineering 3-8 September 2006, Geneva, Switzerland, ID 1610.

119. Sinha Ajay Kumar, C.M.E. STRATEGY IN EARTHQUAKE RISK REDUCTION FOR EXISTING BUILDINGS. Proceedings of the 13th European Conference on Earthquake Engineering, 3-8 September 2006, Geneva, Switzerland, ID 71f) s

120. Wang M-L, Shah SP. Reinforced concrete hysteresis model based'on the damage concept. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 1987; 15: 9931003.