Сейсмическая нагрузка

При проектировании на сейсмические нагрузки используется двухуровневый подход, согласно которому сооружения рассчитывается на два расчетных землетрясения, имеющих разный период повторяемости – проектное землетрясение (ПЗ - SLE) и максимальное расчетное землетрясение (МРЗ- DLE).

· Уровень SLE (иногда ELE) – ожидаются только незначительные повреждения или не ожидается никаких повреждений в сооружении платформы. В работе оборудования происходят несущественные нарушения или работа продолжается без остановки.

· Уровень DLE (иногда ALE)– не происходит обрушения сооружении, не наносится серъезного вреда здоровью персонала и не причиняется экологический ущерб окружающей среде. Предполагается достаточный уровень остаточной прочности сооружения, чтобы сооружения могла противостоять номинальным нагрузкам после землетрясения.

Необходимый уровень прочности платформы для проектного землетрясения SLE обеспечивается проверкой неравенств по ULS с обобщенным коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1.

Необходимый уровень прочности платформы для максимального проектного землетрясения DLE обеспечивается проверкой неравенств по АLS с коэффициентом надежности по нагрузке 1,0 и коэффициентом надежности по материалу 1,0, или по ULS с коэффициентом надежности по нагрузке 1,3.

Оценка сейсмических воздействий. Анализ реакции площадки выполняется с учетом местных грунтовых условий и колебаний подстилающего слоя (скальное основание) для периодов повторяемости 200 лет для проектного землетрясения ПЗ (SLE) и 3000 лет для максимального расчетного землетрясения МРЗ (DLE).

· Каждая запись землетрясения включает две горизонтальные и одну вертикальную компоненты. Свободные поверхностные движения рассчитываются для уровня поверхности дна и для глубины 5 м ниже уровня поверхности дна.

Колебания скального основания используются как исходные данные для анализа взаимодействия системы грунт-сооружение. Колебания свободной поверхности грунта и спектр реакции сооружения используются при расчете реакции сооружения.

Для упрощенных расчетов сейсмической нагрузки на фиксированные на дне сооружения или якоря плавучих сооружений можно применить формулы (по СНиП II-7-81*):

Горизонтальная сила: Fx = K₁ K₂ K_ψ β_X η M g (1+C_m2) А_X (4.16)

Вертикальная сила F_Z = K₁ K₂ β_Z M g (1+C_m3) А_Z (4.17)

Опрокидывающий момент: Мy = K₁ K₂ K_ψ β_X η M g Аx (z_G + C_m2 z_А) (4.18)

где М – масса сооружения, т

g= 9.81 кН/т

K₁ = 0,25

K₂ = 1

K_ψ = 1 – коэффициент наклона дна,

β_X = 2,5 (0,8/Т_X)^0,5

β_Z = 2,5 (0,8/Т_Z)^0,5

η =1 при условии, что сооружение принимается как монолитная масса,

Т_X, Т_Z – период первого тона (Т>0,8 с) собственных колебаний сооружения на грунте в горизонтальном и вертикальном направлениях,

C_m2 (C_m3)– коэффициент присоединенной массы в горизонтальных (вертикальных) колебаниях,

А_X – пиковое горизонтальное ускорение дна при землетрясении в долях g,

А_Z – пиковое вертикальное ускорение дна при землетрясении в долях g,

z_G - аппликата центра тяжести сооружения от дна моря

z_А - аппликата центра площади проекции на плоскость YZ подводной части сооружения.