Seismisk actionmodel "SA-482"

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. februar 2016; checks kræver 5 redigeringer .

Seismisk handlingsmodel "SA-482" er et sæt universelle karakteristika beregnet til seismiske modstandsberegninger af jordobjekter, bestående af generaliserede dynamiske koefficientspektre (SKD) og et syntetiseret accelerogram (SA-482).

Dynamiske koefficientspektre

Den generaliserede SKD er resultatet af at kombinere en stor mængde data om responsspektrene for jordskælvsaccelerogrammer og blev opnået baseret på følgende forhold.

Dataene fra NPO CKTI , de gennemsnitlige spektre for N. Newmark [1] , E. H. Vanmarke (USA) [2] , T. Katoyama (Japan) [3] samt spektre fra de normative dokumenter fra disse lande blev taget i betragtning. Alle disse data blev offentliggjort og bredt anvendt i praksis i 1980'erne.
Baseret på generaliseringen af den mest talrige gruppe af spektralkurver opnået for relativ dæmpning k = 0,05 (partielle responsspektre), blev grænserne for deres maksimum og minimum i frekvensområdet 0,2-50 Hz etableret. Inden for disse grænser blev probabilistiske ikke-overskridelsesniveauer bestemt, varierende fra 0 (lidt over linjen for det spektrale maksimum) til 1 (nær linjen for minimum).
Den spektrale kurve svarende til sandsynligheden for ikke at overstige 0,2 og let forhøjet (udrettet) i spektrets hårde frekvenszone blev taget som det optimale standardniveau (grundlæggende ACS). Yderligere, under hensyntagen til de gennemsnitlige forhold mellem partielle spektre ved dæmpningsværdier for den seismiske oscillator på 0,02 og 0,05, højere spektrale niveauer af ACS for k = 0,02 i blød (0,1-1 Hz), resonans (1-10 Hz) ) og hårde (10-30 Hz) frekvenszoner, og derefter blev et syntetiseret accelerogram valgt, som gengav den grundlæggende ACS for k = 0,05 og de tildelte ACS-niveauer for k = 0,02 med tilstrækkelig nøjagtighed.

Syntetiseret accelerogram

Dette accelerogram blev lavet ved hjælp af en speciel teknik [4] . En kvasi-sinusformet oscillerende proces med en kontinuerlig og på en bestemt måde stigende frekvens blev overvejet. Hastigheden af dens ændring, indstillet i forskellige frekvensintervaller, gav den nødvendige dybde af oscillatorresonansen for de valgte frekvenszoner. Samtidig steg responsspektrene i disse zoner jævnt og kontinuerligt (uden signifikante fald og toppe), nåede et konstant niveau og faldt til sidst. I begyndelsen af processen var amplituden af accelerogrammet (Am) maksimal og faldt derefter hurtigt med det halve til dens nye værdi. I den endelige version fik dette syntetiserede accelerogram navnet SA-482 (version 4, 1982). Dens plot og faktiske responsspektre ved Am = 0,4g er vist til højre.

Baseret på disse responsspektre blev spektralkurverne afsluttet til den grundlæggende ACS ( k = 0,05) for alle andre grundlæggende værdier af den relative dæmpning k i området 0,005-0,15. Således blev den generaliserede ACS for den horisontale seismiske påvirkning endelig dannet. Sammen med SA-482 blev de inkluderet i industriens RTM 108.020.37-81 [5] som anbefalede data til beregning af den seismiske modstand af atomkraftværker. Et scannet fragment af denne RTM, der viser generaliseret udjævnet SKD (på en logaritmisk skala af værdier), er vist nedenfor. Ved siden af er et fragment fra det samme dokument, der illustrerer en sammenlignende beregning af gulv-for-gulv-responsspektrene i atomkraftværkets reaktorbygning, hvor, udover SA-482, analoge accelerogrammer af jordskælv i El Centro normaliseret til Am. = 0,2 g blev brugt (USA, N-S, 1940). .), Bukarest (N-S, 1977) og Gazli (N-S, 1976).

Fragmenter fra RTM 108.020.37-81
Generaliseret SKD af den syntetiserede model af seismisk handling SA-482
Etage for etage ACS på niveau med NPP-reaktorbygningen; f1, f2, … f6 er de laveste egenfrekvenser i objektmodellen

Funktioner af SA-482

Beregninger af gulv-for-gulv accelerogrammer og responsspektre bekræftede muligheden for at bruge SA-482 i stedet for analoge accelerogrammer. Samtidig bemærkes dets følgende åbenlyse fordele.

CA-482 er ikke selektiv over for objektets naturlige frekvenser (f1, f2, ...); hvis deres værdier afviger i den ene eller anden retning på grund af designændringer eller modelleringsfejl, vil niveauerne af objektets respons (inklusive etage-for-gulv accelerogrammer og responsspektre) til denne effekt ikke have skarpe ændringer. Analoge accelerogrammer er tværtimod frekvensselektive. Et objekts respons under sådanne påvirkninger kan variere meget afhængigt af dets naturlige frekvenser.
SA-482 har en kort varighed (4,3 s) sammenlignet med de fleste analoge accelerogrammer (15-30 s), hvilket væsentligt reducerer kompleksiteten af beregninger og tid.
SA-482 generaliserer egenskaberne for alle typer accelerogrammer: lavfrekvent (Bukarest), højfrekvent (Gazli) og mellemfrekvens (El Centro). Det kan bruges i stedet for gruppen af analoge accelerogrammer, der er reguleret af [Regulations] (normalt fra 4-10 stykker).
I det syntetiserede accelerogram CA-482 er den partielle SKD ved k = 0 tæt i værdier på den partielle SKD ved k = 0,005. Derfor kan den bruges til dynamisk analyse af systemer uden at tage hensyn til energitabet (relativ dæmpning) i dem, når dette er meget problematisk. Konservatismen ved sådanne beregninger vil ikke være overdreven, i modsætning til tilfældene med de fleste virkelige accelerogrammer .
Ved hjælp af tre ortogonale accelerogrammer SA-482 kan du simulere en synkron tre-komponent seismisk handling til konservative beregninger af komplekse rumlige objekter. Brugen af analoge accelerogrammer i denne egenskab er forbundet med betydelige usikkerheder i udvælgelsen af komponenter i henhold til deres frekvenskarakteristika, varigheder, intensiteter, fasekombinationer og tidspunkter for manifestation af den største indflydelse. Brugen af en gruppe af fælles tre-komponent registreringer af accelerogrammer eliminerer ovennævnte usikkerheder. Sådanne optegnelser er imidlertid ekstremt sjældne, og de løser heller ikke problemet med tilstrækkelig konservativitet (pålidelighed) af beregningen.

Afledt seismogram

Grafen til venstre viser det afledte seismogram opnået fra CA-482 (Am = 0,4g). Den maksimale afvigelse (offset fra nullinjen) af seismogrammet er omkring 60 cm og nås på et tidspunkt på 2,5 s. Det kan ses, at seismogrammet fra den kvasi-sinusformede SA-482 ikke har noget tilfælles med grafen over sinusformede forskydninger, som ville fås fra en accelerogram-sinusoid. Afvigelsen af SA-482 seismogrammet er helt i forhold til afvigelserne af de afledte seismogrammer opnået fra analoge accelerogrammer med samme accelerationsintensitet. Samtidig er tiden til at nå den maksimale afvigelse for det, såvel som varigheden, 2-4 gange mindre. Dette bekræfter legitimiteten af at bruge SA-482 til beregninger af særligt lavfrekvente systemer, for hvilke det er nødvendigt at rette påvirkningsaccelerogrammet ved at gendanne det fra det afledte seismogram. De originale (primære) og rekonstruerede accelerogrammer bør have praktisk talt de samme responsspektre i hovedfrekvensområdet (0,5-30 Hz). Dette er hovedindikatoren for rigtigheden af den dobbelte numeriske integration af accelerogrammet og den efterfølgende differentiering af det afledte seismogram.

Digitalisering af SA-482

Nedenfor er digitaliseringen af SA-482, som i denne form kan bruges til dynamisk analyse af et objekts seismiske modstand ved hjælp af forskellige numeriske integrationsmetoder. Digitalisering gives i et særligt MS DOS-tekstformat til registrering af værdier normaliseret til den maksimale absolutte værdi på 999. Hver linje, startende fra den 11. position, indeholder 15 værdier (fem positioner pr. tal). I begyndelsen af linjen, for læselighed, er det generelle ordenstal for dens første værdi angivet. Digitalisering er givet med et konstant tidstrin (0,005 s), den bruger to skalafaktorer: den første (multiplikator) - konverterer den til den oprindelige fysiske norm for accelerationer (i brøkdele af g); den anden skalerer accelerogrammet til det beregnede niveau.

872/- værdier ................................; Skala mn.__RM= .400500E-03 1) 0 16 32 47 63 79 95 111 127 143 159 174 190 206 222 16) 238 254 270 286 301 317 333 348 364 379 395 410 426 441 456 31) 471 486 501 516 530 545 559 573 588 602 615 629 643 656 669 46) 682 695 708 720 733 745 757 768 780 791 802 813 823 834 844 61) 854 863 872 881 890 898 906 914 922 929 936 942 949 954 960 76) 965 970 974 979 982 986 989 991 994 996 997 998 999 999 999 91) 998 997 996 994 991 989 985 982 977 973 968 962 956 949 942 106) 934 926 917 908 898 888 877 866 854 841 828 815 800 785 770 121) 754 737 720 702 684 664 645 624 603 581 558 535 511 486 460 136) 434 407 378 349 319 288 256 223 189 153 117 80 42 2 -38 151) -80-122-165-209-254-299-344-389-434-478-521-563-604-643-682 166)-718-753-786-817-846-873-897-919-939-956-970-982-990-996-999 181)-999-995-989-979-967-951-932-911-886-858-827-793-757-718-676 196)-632-585-536-485-432-377-320-262-203-142 -81 -19 43 105 168 211) 230 291 352 411 470 526 581 633 683 730 774 815 852 886 915 226) 941 962 978 990 997 999 996 987 974 955 931 902 868 828 784 241) 735 682 624 562 497 428 356 279 199 120 44 -30-101-169-233 256)-293-349-400-447-489-526-558-585-607-623-634-639-639-635-625 271)-610-591-567-539-508-472-441-406-367-325-281-234-185-135-84 286) -33 19 70 120 169 216 261 303 343 378 410 438 462 482 496 301) 506 512 512 507 498 484 465 442 415 384 349 311 271 228 182 316) 136 88 40 -9 -57-105-151-196-239-280-318-353-384-411-435 331)-454-468-477-482-482-476-466-451-431-406-378-345-309-269-226 346)-181-134 -86 -36 14 64 113 161 208 252 294 332 367 398 424 361) 446 463 475 481 482 478 468 453 433 408 379 345 307 265 220 376) 173 124 73 21 -31 -83-134-183-231-275-317-354-388-417-441 391)-460-473-481-482-478-468-453-431-405-373-337-296-252-205-155 406)-103 -49 5 59 113 165 215 262 307 347 383 414 439 459 473 421) 481 482 477 466 449 425 396 362 322 279 231 180 127 72 16 436) -41 -97-151-204-254-301-343-381-413-440-460-474-481-482-475 451)-462-442-416-383-345-302-254-203-148 -92 -33 25 84 141 197 466) 249 298 342 381 415 442 463 476 482 481 472 456 432 402 366 481) 323 276 224 168 110 50 -11 -73-133-190-245-296-343-383-418 496)-445-465-478-482-479-467-448-420-386-345-298-246-189-129-67 511) -4 60 123 183 241 294 343 385 420 448 468 480 482 476 462 526) 438 407 368 322 271 214 152 88 23 -44-109-173-234-290-340 541)-385-421-450-470-481-482-474-456-429-394-350-300-243-182-116 556) -48 21 89 157 220 280 334 380 419 450 470 481 481 472 452 571) 422 383 335 281 220 154 84 13 -59-130-198-262-320-370-413 586)-446-468-481-482-471-450-418-377-326-268-203-133 -60 15 90 601) 162 231 294 351 398 436 463 479 482 474 453 421 378 326 265 616) 197 123 47 -31-109-183-253-316-372-417-451-473-482-478-461 631)-432-390-338-276-206-130 -50 31 111 189 261 326 382 426 458 646) 477 482 473 450 413 363 303 233 157 75 -10 -94-175-252-320 661)-379-426-459-478-482-470-443-402-348-282-207-124 -38 50 137 676) 219 294 359 412 451 475 482 473 447 405 349 281 202 116 25 691) -66-156-240-315-379-429-464-481-480-461-424-371-304-225-137 706) -43 52 146 234 313 380 431 466 482 478 454 412 353 278 192 721) 98 -1-100-195-281-356-416-458-479-480-459-418-358-282-193 736) -94 9 111 209 298 372 430 467 482 474 443 391 319 232 133 751) 27 -81-185-279-360-423-465-482-474-442-387-310-217-113 -1 766) 110 216 310 388 444 476 481 459 411 339 248 142 27 -89-201 781)-301-384-443-476-481-455-402-324-225-112 9 129 242 339 415 796) 464 482 469 425 352 255 140 14-113-234-338-418-468-482-460 811)-402-311-195 -61 78 212 329 418 471 481 446 369 256 117 -36 826)-187-319-419-474-477-425-323-181 -15 155 307 420 478 469 393 841) 257 79-113-290-421-481-454-342-160 57 267 422 482 427 262 856) 22-230-420-481-381-138 168 413 476 300 -52-389-467-167 311 871) 460 -35 Digitaliseringstrin DTA= .0050 s. Digitaliseringsskala RMA= 1,00

Noter

↑ Newmark N., Rosenblueet E. Grundlæggende om jordskælvsbestandig konstruktion. Oversættelse fra engelsk, red. Ja. M. Aizenberg. - M .: Stroyizdat 1980, 844 s.
↑ Lomnitz Ts., Rosenblueet E. Seismisk risiko og tekniske løsninger. Om. Med. engelsk — M.: Nedra, 1981, s. 256-298.
↑ Polyakov S.V., Medvedev S.V. et al. Jordskælvsbestandige strukturer og teorien om seismisk modstand / Baseret på materialerne fra V International Conference on Seismic-Resistant Construction / .- M .: Stroyizdat, 1978, 272 s.
↑ Vetoshkin V. A. Syntetiseret model af seismisk påvirkning. - L .: Proceedings of the TsKTI, 1984, no. 212, s. 41-52.
↑ RTM 108.020.37-81 (genudgivelse med ændringsforslag nr. 1 1985). Udstyr til atomkraftværker. Beregning af styrke under seismisk påvirkning - L .: NPO TsKTI, 1986, 35 s.