Задание расчетной сейсмической нагрузки с позиции теории риска

DOI: 10.37153/2618-9283-2026-1-99-109

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: пиковые ускорения, дробные баллы, сейсмический риск, функция уязвимости, ущерб, надежность, вероятность отказа, повторяемость воздействия
Аннотация:

Введение. Согласно теории надежности, уровень расчетных нагрузок определяется
из условия ограничения вероятности отказа сооружения. Если определить допустимую вероятность, то сооружения оказываются равнонадежными независимо от ущерба перехода в предельное состояние. Вполне очевидно, что надежность сооружений, повреждение которых ведет к большому ущербу, должна быть выше. Авторы предлагают ограничивать не вероятность отказа, а непосредственно риски, для этого необходимо составить уравнение, которое позволит определять величину приемлемого риска в зависимости от степени антисейсмического усиления сооружения и вероятности сейсмического воздействия в заданной территории.

Цель. Оценка расчетных сейсмических ускорений, обеспечивающих одинаковый ожидаемый ущерб (риск) для проектируемых сооружений.

Материалы и методы. В работе анализируется величина расчетных пиковых ускорений для оценки сейсмостойкости зданий и сооружений. Для этого записано условие ограничения сейсмического риска, из которого и определяется искомое расчетное ускорение. Для вычисления риска необходимо задать функцию уязвимости и функцию повторяемости воздействий. Функция уязвимости записана по литературным данным в зависимости от интенсивности воздействия и степени усиления сооружения. Для задания повторяемости воздействий различной интенсивности потребовалось построить функцию плотности распределения пиковых ускорений на площадке строительства. При построении этой функции использован известный результат о распределении пиковых ускорений в рамках одного балла по закону Вейбулла. Далее суммирование по целочисленным баллам заменено соответствующим интегрированием по непрерывной интенсивности.

Результаты. Получены функция плотности распределения пиковых ускорений
на площадке строительства. Величина риска получена в виде интеграла по непрерывной интенсивности воздействия. Пример расчета выполнен для района Усть-Камчатска. Результаты расчета показывают приемлемость предлагаемого подхода.

Выводы. Расчетные ускорения существенно зависят от допустимого риска и делают результаты проектирования достаточно наглядными.

Список литературы:

1.        Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. М.: Стройиздат, 1978, 239 с.

2.        Dolce M., Prota A. Guest editorial to the special issue – Seismic risk assessment in Italy. Bulletin of Earthquake Engineering. (2021) 19: 2995 – 2998 https://doi.org/10.1007/s10518-021-01107-y

3.        Уздин А.М., Воробьев В.А., Богданова М.А., Сигидов В.В., Ваничева С.С. Экономика сейсмостойкого строительства. М.: ФГПУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2017. 176 с.

4.        Сахаров О.А., Уздин А.М. Связь методов теории надежности и сейсмического риска // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2007. № 2. С 46–48.

5.        Богданова М.А., Сигидов В.В. Функции уязвимости для оценки сейсмического риска // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2011. № 6. С.54–57.

6.        Сабирова О.Б., Сахаров О.А., Уздин А.М. Функция плотности распределения ускорений для площадки строительства // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2019. № 2 (39). С. 23–25.

7.        Богданова М.Ю., Сигидов В.В., Уздин А.М.,Чернов В.П. Статистические характеристики ущерба в теории риска // Современная экономика: проблемы и решения. 2016. № 5. С. 22–30.

8.        Сабирова О.Б. Распределение пиковых ускорений землетрясения для площадки строительства при рассмотрении сейсмического балла, как непрерывной величины // Вопросы инженерной сейсмологии. 2021 Т. 48. № 1. С. 5–14.

9.        Dolgaya A.A., Indeykin A.V., Uzdin A.M. Earthquake accelerations for construction calculating with different responsibility degrees. Structural Dynamics – EURODYN'96/ 1996 Balkema, Rotterdam. ISBN 9054108134, pp.143–147.

10.    Сейсмическая сотрясаемость территории СССР / Под ред. Ю.В. Ризниченко. М.: Наука. 1979. 192 с.

11.    Уздин А.М., Сорокина Г.В., Жемчугов-Гитман Д.М., Курбанов Х.Х., Сабирова О.Б., Назарова Ш.Ш., Нестерова О.П. Развитие нормативной базы сейсмостойкого строительства в России // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2023. № 3 (64). С.18–25.

12.    Ильичев В.А., Уздин А.М., Белаш Т.А., Тяпин А.Г. Как быть с нормированием сейсмостойкого строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2023.                   № 4. С. 48–54. DOI:10.33622/0869-7019.2023.4.

13.    ГОСТ 57546-2017 «Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности». М.: Стандартинформ, 2017.

14.    Аптикаев Ф.Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М.: ООО «Наука и образование». 2012. 176 с.

15.    Воронец В.В., Сахаров О.А., Уздин А.М. Оценка статистических характеристик экономического сейсмического риска // Сейсмостойкое строительство. 2000. № 2. С. 6–8.

16.    Кейлис-Борок В.И., Нерсесов И.А., Яглом А.М. Методы оценки экономического эффекта сейсмостойкого строительства. М.: Изд. АН СССР. 1962. 46 с.

17.    Елисеев О.Н., Уздин А.М. Сейсмостойкое строительство. Учебник. СПб.: Изд. ПВВИСУ. 1997. 371 с.