Расчет выносливости при сейсмических нагрузках

Если принять во внимание, что основные динамические нагрузки, передающиеся на гидросооружения, имеют частоты в интервале 10-50 Гц, то общее число циклов за весь период эксплуатации будет несопоставимым с принимаемым обычно для гражданских и промышленных сооружений.

По-видимому, ряд конструкций может потребовать расчета выносливости при сейсмических нагрузках, которые несмотря на ограниченное число циклов могут привести тем не менее к усталостному разрушению. Так, в исследованиях ЦНИИСК усталостное разрушение железобетонных элементов наблюдалось в пределах 1000 циклов. Длительность срока службы гидросооружений, возводимых в сейсмических районах, соизмерима и даже может превышать возможные интервалы между землетрясениями.

Частотный спектр землетрясений необычно широк, и периоды колебаний могут меняться в диапазоне 0,16- 2,3 с.

В этот диапазон могут попасть и частоты собственных колебаний гидросооружений. Так, для четырех вариантов арочной плотины диапазон частот для четырех первых форм колебаний составил 1,42-6,67 Гц, т. е. Г=0,15-0,70 с.

Частоты собственных колебаний ряда основных элементов зданий ГЭС по данным натурных измерений составили 4,5-50 Гц, т. е. 7=0,22-0,02 с.

Каждый сейсмический толчок вызывает сложные по своему характеру колебания гидротехнических сооружений и их конструкций. Число этих колебаний зависит как от характера затухания колебаний основания, так и от динамических свойств сооружения. Поэтому оценка прочности гидротехнических сооружений при сейсмических воздействиях требует анализа их динамических характеристик и расчета на выносливость.

Циклическое воздействие, приводящее к явлениям усталости, может рассматриваться и под влиянием многократного изменения объема бетона вследствие замораживания - оттаивания, увлажнения - высушивания, нагревания - охлаждения и их сочетаний.