Изменение № 1 ГОСТ 30546.1-98 «Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости»
(принято Протоколом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации от 05.12.2003 № 24)
Примечание
Текст данного документа приведен с учетом поправки, опубликованной в «ИУС», № 12, 2006. Документ введен в действие на территории Российской Федерации с 1 марта 2005 года Приказом Ростехрегулирования от 31.01.2005 № 8-ст («ИУС», № 4, 2005).
Принято Протоколом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации от 5 декабря 2003 г. № 24
ИЗМЕНЕНИЕ № 1 ГОСТ 30546.1-98 «ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ, ПРИБОРАМ И ДРУГИМ ТЕХНИЧЕСКИМ ИЗДЕЛИЯМ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ИХ СЛОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ЧАСТИ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ»
Принято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 24 от 05.12.2003)
Зарегистрировано Бюро по стандартам МГС № 4747
За принятие изменения проголосовали национальные органы по стандартизации следующих государств: AZ, AM, BY, KZ, KG, MD, RU, TJ, TM, UZ, UA [коды альфа-2 по МК (ИСО 3166) 004]
Дату введения в действие настоящего изменения устанавливают указанные национальные органы по стандартизации
Предисловие. Пункт 3 изложить в новой редакции:
«3 Требования настоящего стандарта соответствуют (с дополнениями и уточнениями в соответствии с потребностями экономики страны) требованиям международных стандартов МЭК 60980:1990 „Методы, рекомендованные для сейсмической квалификации электрического оборудования системы безопасности для атомных электростанций“; МЭК 60068-3-3:1991 „Испытания на воздействия внешних факторов. Часть 3. Руководство. Глава 3. Методы сейсмических испытаний для оборудования“; МЭК 60721-2-6:1990 „Классификация внешних условий. Часть 2. Природные внешние условия. Глава 6. Вибрация и удары землетрясений“; МАГАТЕ 50-SG-D15:1992 „Серия безопасность. Сейсмическое проектирование и квалификация атомных станций“; МАГАТЕ 50-SG-S1:1994 „Учет землетрясений и связанных с ними явлений при выборе строительной площади для АС“.»
Данные о соответствии настоящего стандарта международным стандартам приведены во введении и в приложении Е».
Содержание для приложений А — В изложить в новой редакции:
«Приложение А Вероятность появления значений ускорений сейсмических воздействий. Общие положения (по данным [3])»
Приложение Б Вероятность появления значений ускорений сейсмических воздействий. Вычисления
Приложение В Соотношение между требованиями по сейсмостойкости и группами механического исполнения изделий при эксплуатации по ГОСТ 30631»;
исключить слова: «Приложение Д Библиография»; дополнить наименованиями приложений — Д, Е, Ж:
«Приложение Д Сравнение вероятностных показателей для сейсмических воздействий при проектных и максимальных расчетных землетрясениях»
Приложение Е Информационные данные о соответствии настоящего стандарта международным стандартам
Введение. Второй абзац после слов «появления сейсмических нагрузок» дополнить абзацами:
«В частности, стандарт содержит обобщенные для всех атомных станций (АС) требования к изделиям, входящим в системы управления технологическими процессами и системы безопасности АС; особые требования к таким изделиям обусловлены специфическими динамическими характеристиками реакторных и других зданий, в которых размещаются указанные изделия.»
Стандарт содержит требования к изделиям, предназначенным не только для объектов, требования к которым устанавливаются по усредненным данным сейсмичности местности, но и к конкретным объектам, сейсмостойкость которых определяется в индивидуальном порядке с учетом грунтовых условий площадки расположения объектов, динамических характеристик их зданий, требуемого срока службы изделий, условий повторяемости землетрясений и т.п., в том числе приемы, позволяющие использовать для таких объектов серийно выпускаемое изделие.
Требования стандарта пригодны также для изделий, применяемых на объектах, сейсмостойкость которых определяется в индивидуальном порядке.
Требования стандарта позволяют отказаться от индивидуального расчета сейсмостойкости объектов во многих случаях, где такой расчет традиционно применяется.»;
одиннадцатый абзац. Заменить ссылку: МЭК 721 на «МЭК серии 60721-2»;
пятнадцатый абзац. Заменить ссылку и слова: МЭК 721-2 на МЭК 60721-2-6, «территории бывшего СССР» на «территории стран СНГ»;
дополнить абзацами:
«Более подробные данные о соответствии между требованиями настоящего стандарта и МЭК 60068-3-3 приведены в ГОСТ 30546.2.»
Данные о соответствии настоящего стандарта другим международным стандартам, указанным в предисловии, приведены в приложении Е».
Раздел 1. Второй абзац исключить.
Раздел 2. Исключить ссылку на ГОСТ 20.57.406-81 и наименование; дополнить ссылкой:
«ГОСТ 30630.0.0-99 Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования».
Пункты 3.9, 3.12, 3.15 изложить в новой редакции:
«3.9 Нулевая отметка — уровень расположения линий состыковки стен здания с поверхностью площадки, на которой расположено здание.»
Примечание - Во многих случаях этот уровень практически совпадает с верхней границей фундамента.
3.12 Резонанс конструкции — явление увеличения амплитуды вынужденных колебаний конструкции изделия в два раза и более при постоянном внешнем воздействии, возникающее на частотах вибрационных нагрузок, близких к частоте собственных колебаний конструкции изделия (ГОСТ 30630.0.0).
Примечание - Настоящее определение применяют также к понятию «Резонанс промежуточной конструкции».
3.15 Спектр воздействия землетрясения — спектр воздействия, для которого спектр ответа является спектром ответа акселерограммы землетрясения.
Примечание - Как правило, спектр воздействия землетрясения базируется на спектре ответа, соответствующем относительному демпфированию 5%».
Раздел 4 изложить в новой редакции:
4.1 При предъявлении к изделиям требований по стойкости к воздействию землетрясений (сейсмостойкости) исходят из условной интенсивности землетрясения и уровня установки изделий над нулевой отметкой (далее — уровень установки), а также из расчетной повторяемости землетрясений (если она отличается от повторяемости 1 раз в 500 лет) и (или) расчетного срока службы изделия (далее — срок L) (если он отличается от 50 лет). Эти требования соответствуют требованиям по стойкости (устойчивости и/или прочности) к воздействию синусоидальной вибрации в течение 1 мин. В качестве нормированных воздействий землетрясений принимают требования по 4.2 — 4.4.
Сейсмические воздействия считают приложенными к изделию в местах его крепления, если в пунктах настоящего стандарта нет иных требований.
Примечание - Учитывая нормируемую продолжительность воздействия землетрясения — 1 мин, соответствие требованиям 4.1 подтверждают испытаниями на виброустойчивость по ГОСТ 30546.2 или в соответствии с требованиями раздела 5 настоящего стандарта.
4.2 Для изделий, устанавливаемых непосредственно на строительных конструкциях (например, стенах, потолках, фундаментах, колоннах, перекрытиях, фермах), обобщенный спектр воздействия землетрясения принимают по рисунку 1 и таблице 1 или 2, обобщенные спектры ответа — по рисунку 2 и таблице 1 или 2.
Значения ускорения на рисунках 1 и 2 приведены для горизонтального направления, условной интенсивности землетрясения 9 баллов по MSK-64 <1> [1] для нулевой отметки и срока L = 50 лет.
<1> Значение интенсивности землетрясений по [1] соответствуют значениям интенсивности землетрясений по [2].
Значения ускорений для других условных интенсивностей землетрясений и уровней установки над нулевой отметкой определяют путем умножения ускорений, полученных по рисункам 1 и 2, на коэффициент по таблицам 1 и 2. Значение ускорений в вертикальном направлении составляет 0,7 от значения ускорения в горизонтальном направлении.
Таблицу 1 или 2 применяют в следующих случаях:
а) таблицу 1 применяют для всех изделий, кроме указанных в перечислении б);
б) таблицу 2 применяют для изделий, предназначенных для АС и расположенных в реакторных зданиях или зданиях размещения оборудования, относящегося к классам безопасности 1 и 2 по ПНАЭГ-1-011 [3] (в зданиях категории сейсмостойкости 1 и 2 по ПНАЭГ-5-006 [4]).
1 При выборе значений ускорений землетрясений, как правило, расчетный срок службы изделия принимают равным 50 годам, а расчетную повторяемость землетрясений — 1 раз в 500 лет, о чем в нормативных документах на изделие специальных указаний не делают. Другие значения расчетного срока службы изделия и повторяемости землетрясений принимают при наличии специального технического обоснования. Вероятность появления значений ускорений, установленных на рисунках 1 и 2, а также вопросы выбора значений ускорений, связанные с повторяемостью землетрясений и расчетным сроком службы, рассмотрены в приложениях А и Б.
2 Понятие условной интенсивности землетрясения приведено в приложении Б (таблица Б.1, примечание).
Рисунок 1 — Зависимость между максимальной амплитудой ускорения и частотой синусоидальной вибрации (спектр воздействия) для горизонтального направления 9 баллов в соответствии с [1] или [2] при нулевой отметке
Значение частоты и ускорение для характеристических точек по рисунку 1:
| Частота, Гц | 0,5 | 2 | 10 | 30 |
|---|---|---|---|---|
| Ускорение, м/с2 (g) |
0,15 (0,015) |
2,5 (0,25) |
2,5 (0,25) |
1 (0,1) |
Рисунок 2 — Обобщенные спектры ответа для горизонтального направления 9 баллов в соответствии с [1] или [2] при нулевой отметке
4.3 Если расчетная повторяемость землетрясений и (или) расчетный срок службы (заданные для проектирования или расчета изделий) отличаются соответственно от повторяемости 1 раз в 500 лет и срока L = 50 лет, то выбор сейсмических нагрузок на изделие, в том числе эффективных пиковых ускорений (далее — ЭПУ), для разных вероятностных показателей землетрясений и увязку этих показателей с требуемыми вероятностями безотказной работы изделий осуществляют в соответствии с приложениями А и Б. При этом для изделий, предназначенных для атомных станций, как правило, устанавливают значения ускорений, соответствующих следующим значениям повторяемостей: для изделий, относящихся к классам безопасности 3 и 4 по ПНАЭГ-1-011 [3], — 1 раз в 500 лет, относящихся к классам безопасности 1 и 2, — 1 раз в 10000 лет; значения ускорений для других повторяемостей могут быть установлены при наличии специального технического обоснования и в соответствии с показателями надежности изделий.
Значение ЭПУ, выраженное в относительных единицах в соответствии с таблицей Б.1, соответствует значениям ускорений спектров воздействия и спектров ответа по рисункам 1 и 2 и таблицам 1 и 2 и может быть использовано для определения значений ускорений, выраженных в м/с2 (g).
Пример: Определить значение максимального ускорения воздействия в вертикальном направлении 8-балльного землетрясения для оборудования, расположенного непосредственно на строительных конструкциях на уровне установки над нулевой отметкой 40 м для «вероятности непревышения» 98% (повторяемость 1 раз в 2000 лет и срока L = 30 лет); оборудования по 4.2, перечисление а).
а) Определяем значение максимального ускорения по рисунку 1 (для землетрясения в 9 баллов в горизонтальном направлении, для «вероятности непревышения» 90%): 2,5 м/с2.
б) При помощи коэффициента по таблице 1 определяем значение максимального ускорения для оборудования, расположенного на уровне установки над нулевой отметкой свыше 35 м до 70 м для 8-балльного землетрясения в горизонтальном направлении для той же «вероятности непревышения»
где 2,5 м/с2 — ускорение по перечислению а);
2,5 — коэффициент по таблице 1.
в) При помощи определенного в соответствии с приложением Б (см. пример) значения ЭПУ, выраженного в относительных единицах для 8-балльного землетрясения и для «вероятности непревышения» 98% (1,5, для L = 30 лет), определяем значение максимального ускорения в горизонтальном направлении для указанной «вероятности непревышения» (повторяемость 1 раз в 2000 лет):
г) То же — для вертикального направления:
4.4 Для изделий, устанавливаемых на промежуточных конструкциях (например, на трубопроводах, арматуре), или при необходимости определения требований к встроенным элементам, входящим в состав комплектных изделий, руководствуются 4.4.1 — 4.4.3.
4.4.1 В зависимости от АЧХ или ФнЧХ комплектных изделий (например, шкафов, щитов, панелей, пультов) в местах крепления встроенных элементов (или промежуточных конструкций в местах крепления изделий) к указанным встроенным элементам или к изделиям на промежуточных конструкциях могут быть предъявлены дополнительные требования к увеличенным максимальным амплитудам ускорения в диапазоне резонансных частот комплектных изделий (или промежуточных конструкций) по результатам испытаний этих изделий, конструкций или их макетов.
Примечание - В настоящем стандарте под термином «резонансные частоты» понимают также «собственные частоты».
4.4.2 В диапазонах частот, при которых резонансы отсутствуют в местах крепления встроенных элементов, к последним предъявляют требования по удвоенной максимальной амплитуде ускорения по сравнению с указанной в 4.2 и 4.3; допускается предъявлять требования менее удвоенной амплитуды по данным, полученным по 4.4.1.
4.4.3 К изделиям, устанавливаемым на промежуточных конструкциях, предъявляют требования по удвоенной максимальной амплитуде ускорений по сравнению с указанной в 4.2 и 4.3 при отсутствии в месте установки изделий резонансов в диапазоне 1 — 30 Гц. Допускается предъявлять требования менее удвоенной амплитуды, если это позволяют данные об АЧХ промежуточной конструкции в месте установки изделий.
4.5 Если для определения сейсмостойкости ранее установленных изделий (см. ГОСТ 30546.3) или изделий, предназначенных только для конкретного объекта, необходимы данные о сейсмических воздействиях при дифференцированных грунтовых условиях места установки оборудования, в дополнение к требованиям по рисункам 1 и 2 следует руководствоваться данными для разных грунтовых условий по СНиП-II-7-81.
4.6 Соотношения между требованиями по сейсмостойкости и группами механического исполнения по ГОСТ 30631 приведены в приложении В.
4.7 Расчетно-экспериментальная оценка изделий на соответствие требованиям по сейсмостойкости — по разделу 5. При этом используют обобщенный спектр ответа по рисунку 2.
4.8 Для стационарных изделий, устанавливаемых на индивидуальных фундаментах, требования 4.2 — 4.6 для уровней установки над нулевой отметкой 0 — 10 м применяют при условии, что коэффициент усиления фундаментом спектра воздействия землетрясения равен или меньше 1. Если это условие не соблюдается, к изделиям предъявляют дополнительные требования по максимальным амплитудам ускорений при соответствующих частотах с учетом АЧХ системы «изделие-фундамент» и 5.11.
4.9 Если в результате специальных изысканий и исследований, проводимых проектировщиком конкретного объекта, установлено, что для этого объекта максимальные значения ускорений в спектре ответа отличаются от указанных в 4.2, то по согласованию с разработчиком (или изготовителем) изделия и заказчиком объекта осуществляют следующее:
а) если максимальные значения ускорений в спектре ответа для объекта превышают указанные в 4.2, то разрабатывают дополнительные мероприятия по обеспечению сейсмостойкости объекта;
б) если максимальные значения ускорений в спектре ответа для объекта меньше указанных в 4.2, то к изделиям допускается предъявлять более низкие требования, чем по 4.2, соответствующие спектрам ответа для данного объекта.
При определении значений ускорений и разработке мероприятий по перечислениям а) и б) рекомендуется пользоваться приемами по В.4.
4.10 Если изделия разрабатываются для конкретного объекта, то при предъявлении к изделиям требований в части видов и значений параметров изделий во время и после сейсмического воздействия заданного уровня учитывают, что заказчик или проектная организация должны сформулировать требования к сейсмобезопасности конкретного сооружаемого объекта.
Исходя из требований к объекту формулируют требования к конкретному изделию в соответствии с группой сейсмобезопасности по 4.11.1 — 4.11.3.
Требования к сейсмобезопасности объекта рекомендуется устанавливать в соответствии с 4.11.1 — 4.11.4. Группа сейсмобезопасности изделия может не совпадать с группой сейсмобезопасности объекта в целом.
4.11 Устанавливают следующие группы сейсмобезопасности изделия (объекта):
4.11.1 Группа сейсмобезопасности 0. Функционирование изделия (объекта) не прерывается во время и после сейсмического воздействия, разрушение оборудования недопустимо.
4.11.2 Группа сейсмобезопасности 1. Функционирование изделия (объекта) полностью или частично прерывается во время сейсмического воздействия (часть оборудования объекта или встроенных элементов комплектного изделия имеет сбои в работе), но восстанавливается после прекращения сейсмического воздействия без вмешательства персонала.
4.11.3 Группа сейсмобезопасности 2. Функционирование изделия (объекта) полностью или частично прерывается во время сейсмического воздействия, допускается выход параметров изделия за пределы допустимых. После наладки изделия (оборудования) или — для объекта — после небольшого вмешательства персонала (например, включения или запуска остановившегося агрегата) функционирование изделия (объекта) восстанавливается; ремонта или замены оборудования не требуется.
4.11.4 Группа сейсмобезопасности 3. Функционирование объекта полностью или частично прекращается во время сейсмического воздействия, допускаются незначительные разрушения; после ремонта оборудования функционирование объекта восстанавливается.
Примечание - Для групп сейсмобезопасности 0 — 2 необходимость оценки состояния оборудования объекта устанавливается правилами эксплуатации объекта.
4.12 При установлении для изделий групп сейсмобезопасности 0 — 2 по 4.11 руководствуются следующим:
4.12.1 Должны быть установлены требования по сейсмическим воздействиям, при которых изделия соответствуют группе сейсмобезопасности 0. При этом в нормативной документации на изделие не делают специальных указаний о соответствии изделия этой группе сейсмобезопасности. Действие сейсмических нагрузок согласно этим требованиям соответствует действию рабочего значения ВВФ по ГОСТ 30631.
4.12.2 Дополнительно к 4.12.1 к изделию могут быть предъявлены более жесткие требования по сейсмическим воздействиям, при которых изделия не соответствуют группе сейсмобезопасности 0; в этом случае изделия должны соответствовать группам сейсмобезопасности 1 или 2, что указывают в нормативных документах на изделие. Действие соответствующих значений сейсмических нагрузок согласно этим требованиям соответствует действию предельных рабочих значений ВВФ при эксплуатации по ГОСТ 30631.
4.12.3 Требования по 4.12.1 предъявляют к изделиям, для которых установлены требования по сейсмическим воздействиям, соответствующие повторяемости 1 раз в 500 лет при расчетных сроках службы 50 лет и менее (если иное не указано в 4.3 для АС) для уровней установки над нулевой отметкой в соответствии с таблицами 1 и 2.
4.12.4 Требования по 4.12.1 при значениях сейсмических воздействий, отличающихся от указанных в 4.12.3, а также требования по 4.12.2 устанавливают для конкретных изделий в соответствии с порядком по 4.9 и 4.10.
4.12.5 Изделия, которые при предъявлении к ним конкретных требований по сейсмическим воздействиям не могут быть отнесены к группам сейсмобезопасности 0 — 2, считают несейсмостойкими при этих сейсмических воздействиях.
Примечание - Если для изделий установлены значения сейсмических воздействий в соответствии с 4.12.3, но для высот установки над нулевой отметкой, при которых изделия не соответствуют условиям по 4.12.1, то такие изделия относят к условиям по 4.12.2.
4.13 Типовые формулировки записи в стандартах и ТУ на изделия требований по сейсмостойкости приведены в приложении Г».
Пункт 5.5 дополнить словами: «(внутренних нагрузок, возникающих в изделии в результате его работы по назначению)».
Пункт 5.11. Заменить слова: «по таблице 2» на «по таблице 3»; «Таблица 2» на «Таблица 3».
Приложение А. Наименование изложить в новой редакции:
ВЕРОЯТНОСТЬ ПОЯВЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ УСКОРЕНИЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ (В СООТВЕТСТВИИ С ДАННЫМИ FEMA 96/1988 [5])»;
третий, четвертый, шестой абзацы. Заменить слова: «вероятность недостижения» на «вероятность непревышения»;
четвертый абзац после слов «Более того, так как при составлении карт сейсмичности проводят увязку и пригонку различных по полноте данных,» дополнить словами: «и их усреднение для больших площадей (например, 1000 км2)»;
пятый абзац. Заменить слова: «срок службы 50 лет» на «срок службы L = 50 лет»;
таблицу А.1 исключить;
седьмой абзац. Заменить слова: «В таблице А.1» на «В таблице Б.1», «для разных „вероятностей недостижения“ (в таблице — „вероятность недостижения“ на базе 50 лет)» на «для разных „вероятностей непревышения“ (в таблице — „вероятность непревышения“ при сроке L = 50 лет)»;
после слов «получены путем экстраполяции» дополнить словами: «При больших интервалах повторяемости для того же района значение ЭПУ увеличивается, причем в разной степени для районов с разной интенсивностью землетрясений»;
девятый - одиннадцатый абзацы (со слов «Рекомендации настоящего приложения») исключить.
Приложение Б изложить в новой редакции:
ВЕРОЯТНОСТЬ ПОЯВЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ УСКОРЕНИЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ. ВЫЧИСЛЕНИЯ
Б.1 В соответствии с приложением А принято, что ускорения, полученные по данным рисунков 1 и 2, не превышаются в данной местности в течение 50 лет с вероятностью 90%.
Примечание - 50 лет — расчетный срок службы (срок L).
Решение о применении расчетных сроков службы, отличающихся от 50 лет, и (или) «вероятностей непревышения», отличающихся от 90%, принимают в технико-экономических обоснованных конкретных случаях заказчики и проектировщики (изготовители) изделий с учетом требуемой вероятности безотказной работы изделий и их конструктивных особенностей.
В этом случае ускорения, определяемые по рисункам 1 и 2, должны быть скорректированы в соответствии с Б.2 — Б.5.
Дальнейшие вычисления, согласно разделам 4 и 5 и приложению В, проводят, используя скорректированные значения ускорений, по рисункам 1 и 2.
Примечание - Учитывая, что в Республике Армения могут применяться значения условных интенсивностей землетрясения 8,5 баллов, в этом случае допускается при расчетах ускорений с использованием таблиц 1, 2 и Б.1 принимать значения коэффициентов, равные среднему арифметическому между значениями, установленными для условных интенсивностей 8 и 9 баллов по MSK.
Б.2 ЭПУ в относительных единицах для срока L = 50 лет и «вероятностей непревышения», отличающихся от 90%, определяют по таблице Б.1, разработанной по данным [5].
Б.3 При необходимости определения «вероятности непревышения» (PL) для расчетных сроков службы, отличающихся от 50 лет, используют формулу
P_{L} = 100 - \frac{100 - P_{50}}{50} \cdot L, (Б.1)
где PL — «вероятность непревышения» при сроке L (при тех же значениях ЭПУ, что и для соответствующей P50);
P50 — «вероятность непревышения» при сроке L = 50 лет (по таблице Б.1).
Б.4 Если необходимо определить значение ЭПУ (в относительных единицах) при заданной «вероятности непревышения» PLзад при сроке L, отличающемся от 50 лет, проводят следующие вычисления:
а) пользуясь формулой (Б.1), определяют значения «вероятностей непревышения» PL1 и PL2 для двух соседних значений P50, указанных в таблице Б.1 и обозначаемых соответственно P50.1 и P50.2. Значения P50.1 и P50.2 выбирают такими, чтобы полученные после вычисления значения PL1 и PL2, как правило, удовлетворяли соотношению (Б.2):
Примечание - Согласно Б.2 значение ЭПУ для PL1 является таким же, как для P50.1, а для PL2 — как для P50.2;
б) определяют искомое значение ЭПУтр по формуле (Б.3)
\text{ЭПУ}_{\text{тр}} = \frac{\text{ЭПУ}_{2} - \text{ЭПУ}_{1}}{\text{Р}_{L2} - \text{Р}_{L1}} \cdot (\text{Р}_{L\text{зад}} - \text{Р}_{L1}) + \text{ЭПУ}_{1}, (Б.3)
где ЭПУ1 и ЭПУ2 — значения ЭПУ в относительных единицах, определенные по таблице Б.1, соответственно при значениях P50.1 и P50.2 для требуемых интенсивностей землетрясения в баллах;
PL1 и PL2 — «вероятности непревышения», вычисленные по перечислению а).
Б.5 Требуемое скорректированное значение ускорения по рисункам 1 и 2 Aтр в м/с2 (g) определяют по формуле (Б.4)
где Aтр — требуемое скорректированное значение ускорения в м/с2 (g), полученное для требуемой «вероятности непревышения» и требуемого срока L, заданных интенсивности землетрясения и уровня установки изделия над нулевой отметкой;
A — нескорректированное значение ускорения в м/с2 (g), полученное по рисункам 1 и 2;
ЭПУтр — значение ЭПУ (в относительных единицах, определенное по пункту Б.3 или формуле (Б.3).
Пример: Определить значение ЭПУ в относительных единицах для 8-балльного землетрясения для «вероятности непревышения» 98% при расчетном сроке службы 30 лет.
а) Определяем значения PL1 и PL2:
P_{L1} = 100 - \frac{(100 - 95)}{50} \cdot 30 = 97 ;
P_{L2} = 100 - \frac{(100 - 99)}{50} \cdot 30 = 99,4 .
б) По формуле (Б.3) для 8-бального землетрясения:
\text{ЭПУ}_{\text{тр}} = \frac{2,0 - 1,2}{99,4 - 97} \cdot (98 - 97) + 1,2 = 1,53 «.»
Приложение В изложить в новой редакции:
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ТРЕБОВАНИЯМИ ПО СЕЙСМОСТОЙКОСТИ И ГРУППАМИ МЕХАНИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПО ГОСТ 30631
В.1 Если требования по механическим внешним воздействующим факторам (ВВФ) при эксплуатации установлены в виде групп механического исполнения изделий по ГОСТ 30631 и к этим изделиям предъявлены требования по сейсмостойкости, руководствуются следующим:
а) если указанные в настоящем пункте значения эффективного пикового ускорения спектра воздействия (далее ЭПУСВ) равны или больше значения максимальной амплитуды ускорения вибрационного воздействия для соответствующей группы механического исполнения изделий, то к последним предъявляются дополнительные требования по сейсмостойкости в полном объеме согласно 4.2 и 4.3;
б) если определенные в соответствии с 4.2 и 4.3 значения ЭПУСВ и максимальные значения сейсмического воздействия меньше максимальной амплитуды ускорения вибрационного воздействия для соответствующей группы механического исполнения, к изделиям не предъявляют дополнительных требований по сейсмостойкости;
в) если определенные в соответствии с 4.2 и 4.3 значения ЭПУСВ меньше, а значение максимального ускорения сейсмического воздействия больше максимальной амплитуды ускорения вибрационного воздействия для соответствующей группы механического исполнения, то к изделиям предъявляют дополнительные требования по сейсмостойкости в частичном объеме, руководствуясь требованиями В.2, а также В.4.
В.2 Соотношения между указанными группами механического исполнения и требованиями по сейсмостойкости устанавливают по таблицам В.1 и В.4 (для повторяемости землетрясений 1 раз в 500 лет) и таблицам В.3 и В.5 (для повторяемости землетрясений 1 раз в 10 000 лет) при расчетном сроке службы L = 50 лет.
Таблицы В.1 и В.4 применяют для изделий по 4.2, перечисление а); таблицы В.3 и В.5 — для изделий по 4.2, перечисление б).
Примечание — В таблицах В.1 и В.3 выражение (М6 или М7, М43) + ДТ 3, 4 (пример) означает, что в указанных в таблице В.2 диапазонах частот заменяется значение амплитуды ускорения синусоидальной вибрации, установленное для групп М6 или М7, М43 по ГОСТ 30631 (в таблице В.1 или В.3) на значение амплитуды ускорения, установленное в таблице В.2. В приведенном примере максимальную амплитуду ускорения синусоидальной вибрации в горизонтальных направлениях для требований по виброустойчивости определяют следующим образом:
В.3 Вместо групп механического исполнения, указанных в таблицах В.1 и В.3 — В.5, могут быть применены другие группы механического исполнения по ГОСТ 30631, соответствующие более жестким требованиям по максимальной амплитуде ускорения вибрационного воздействия. При этом учитывают возможность перехода от требования по В.1, перечисление в), к требованию по В.1, перечисление б).
В.4 Требования В.1 могут быть применены (в порядке, установленном в приложении Б) для «вероятностей непревышения» (повторяемости землетрясения), не указанных в В.2, и при расчетных сроках службы, отличающихся от 50 лет. В этих случаях дополнительные требования по сейсмостойкости в соответствии с В.1, перечисление в) в диапазонах частот, более узких, чем 0,5 — 30 Гц, определяют следующим образом:
а) требования по синусоидальной вибрации, установленные для соответствующей группы механического исполнения, представляют в виде графика зависимости между максимальной амплитудой ускорения и частотой синусоидальной вибрации в диапазоне от 0,5 до 30 Гц;
б) требования по сейсмостойкости представляют в виде графика зависимости между амплитудой ускорения синусоидальной вибрации и частотой колебаний, полученных по требованиям 4.2, 4.3, 4.9 и приложения Б отдельно для горизонтального и вертикального направлений.
Примечание - Требования по сейсмостойкости представляют в виде спектра воздействия. Для полученных в соответствии с 4.9 спектров ответа ускорение для спектров воздействия вычисляют по формуле
где Aвf — значение максимальной амплитуды синусоидальной вибрации в спектре воздействия при частоте f;
Aот5f — значение максимальной амплитуды синусоидальной вибрации в спектре ответа для относительного демпфирования 5% при частоте f;
в) сравнивают графики, полученные по перечислениям а) и б), путем их наложения;
г) значения ускорений дополнительных требований устанавливают раздельно для трех диапазонов частот, как указано ниже:
- для диапазона частот от 2 до 10 Гц ускорение воздействия синусоидальной вибрации устанавливают равным максимальному значению ускорения сейсмического воздействия, полученному из построенного графика;
- для диапазона частот от 0,5 до 2 Гц ускорение воздействия синусоидальной вибрации принимают по примечанию 1 к таблице В.1;
- для диапазона частот от 10 до 25 Гц ускорение воздействия синусоидальной вибрации плавно уменьшается от значения, установленного для 10 Гц, до значения максимального ускорения синусоидальной вибрации, установленного для соответствующей группы механического исполнения.
В этих диапазонах полученные значения ускорений принимают в качестве требований по виброустойчивости вместо установленных в этих диапазонах требований по синусоидальной вибрации для данной группы механического исполнения.
В.5 Изделия, соответствующие настоящему приложению:
- подвергают испытаниям на сейсмостойкость только в установленных настоящим приложением пределах дополнительных требований по сейсмостойкости;
- не подвергают испытаниям на сейсмостойкость, если дополнительные требования по сейсмостойкости не установлены для данной группы механического исполнения, указанной в В.2 или В.4 и таблицах В.1, В.3 — В.5.
Интенсивность землетрясений, баллы по MSK-64 [1]
Группы механического исполнения по ГОСТ 30631 и дополнительные требования по таблице В.2 при уровне установки изделий над нулевой отметкой, м
В.6 Результаты вычисления сейсмических ускорений в соответствии с настоящим стандартом применяют для установления режимов испытаний для расчетов по разделу 5, но, как правило, не указывают нормативных документов на конкретные изделия. Допускается указывать эти данные в нормативных документах на конкретные изделия в качестве справочных материалов».
Приложение Г дополнить пунктами — Г.6, Г.7:
"Г.6 Если в соответствии с 4.2, 4.3 и приложением Б для конкретных типов изделий приняты расчетный срок службы и (или) повторяемость
землетрясений, отличные от L = 50 лет и 1 раза в 500 лет соответственно, то в Г.3 и Г.4 вместо слов «землетрясений интенсивностью __________________ указывают баллы баллов по MSK-64» записывают:
"ускорения землетрясения, соответствующего (согласно ГОСТ 30546.1) "вероятности непревышения" при условной интенсивности в баллах по MSK-64 __________________, расчетном сроке службы _________ и при установке над
указывают баллы нулевой отметкой _______ м».
Для случая по перечислению б) примечания 2 таблицы Б.1 в этой записи слова "условная интенсивность землетрясений в баллах по MSK-64" заменяют
на: «интенсивность землетрясений в баллах по MSK-64 при повторяемости 1 раз в _________________________ лет. указывают 1000 или 5000 Г.7 При выполнении требований 4.12.2 дополнительно к записям по Г.3, Г.4, Г.6 записывают:»
«Изделия также сейсмостойки при воздействии»
записывают формулировку по Г.3, Г.4 или Г.6 при значениях воздействий по. 4.12.2 при группе сейсмостойкости изделий 1 (или 2) по ГОСТ 30546.1». При необходимости далее записывают: «При этом параметры изделий ___________________________________________ указывают параметры изделий (номера ____________________________________ имеют следующие отличия от номинальных пунктов НД на изделие) (указывают значения параметров, отличные от номинальных или отличия параметров от номинальных)».
Приложение Д изложить в новой редакции:
СРАВНЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ПРОЕКТНЫХ И МАКСИМАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ
Д.1 Ранее при проектировании АС в части сейсмостойкости принимались два уровня интенсивности землетрясений — проектные землетрясения (далее ПЗ) и максимально расчетные землетрясения (далее МРЗ).
При рассмотрении вопросов, связанных с этими уровнями, различают три аспекта:
- определение понятий;
- требования к изделиям и объекту в целом при воздействии на них землетрясения, указанного в уровне интенсивности;
- значения сейсмических нагрузок и соотношение между этими значениями при землетрясениях, указанных в уровне интенсивности.
По ранее действующему определению ПЗ — это ускорение которого соответствует уровню интенсивности землетрясения в баллах для данной местности при повторяемости землетрясения 1 раз в 500 лет (условная интенсивность по таблице Б.1). За МРЗ принимали землетрясение, уровень интенсивности которого был выше на 1 балл. Считалось, что для данной местности это соответствует землетрясению с повторяемостью 1 раз в 10000 лет.
Таким образом, для всех интенсивностей землетрясений ПЗ в баллах значение ускорения для МРЗ в два раза превышало значения ускорения для ПЗ.
Впоследствии определения ПЗ и МРЗ были несколько изменены. ПЗ определялось как землетрясение при повторяемости 1 раз в 500 или 1000 лет, МРЗ — 1 раз в 10000 лет. Интенсивность землетрясения для данной местности в баллах определяли по картам ОСР-97 [7], по которым для подавляющего большинства географических пунктов различие между интенсивностями землетрясений с повторяемостями, принятыми для ПЗ и МРЗ, составляло 1 балл. Таким образом, отношение значений ускорений для МРЗ и ПЗ, равное двум, оставалось в силе для подавляющего большинства географических пунктов.
Для АС в целом устанавливалось требование, что при ПЗ станция должна сохранять уровень безопасности и уровень выработки электроэнергии во время и после землетрясения, а при МРЗ станция должна сохранять уровень безопасности во время и после землетрясения, но во время землетрясения возможно прекращение выработки электроэнергии.
Указанные уровни ускорения землетрясения устанавливались как предварительные перед началом проектирования, а затем корректировались путем умножения на соответствующие коэффициенты, зависящие, в основном, от грунтовых условий. Таким образом, соотношение между ПЗ и МРЗ после корректировки сохранялось.
Для изделий при прохождении ПЗ должна была сохраняться работоспособность во время и после землетрясения. А при прохождении МРЗ это требование сохранялось только для изделий, обеспечивающих работу систем безопасности (в первую очередь радиационной), а для других изделий допускались сбои во время землетрясений.
Д.2 В настоящем стандарте установлена более гибкая система определения значений расчетных ускорений.
Для наиболее ответственных изделий и систем устанавливают ускорение расчетного землетрясения не путем удвоения ПЗ, а путем определения ускорения в соответствии с измененной степенью риска появления отказов. Это ускорение определяют согласно 4.3. При этом учитывается, что применявшийся ранее принцип удвоения значений ускорения для МРЗ по отношению к ПЗ приводил к некоторым некорректностям расчетов, так как для разных условных интенсивностей землетрясений в баллах при удвоении значения ускорения получаются разные вероятностные показатели (см. таблицу Д.1, в которой приведено сравнение вероятностных показателей для сейсмических воздействий при ПЗ и МРЗ).
Примечание - Понятия ПЗ и МРЗ соответствовали понятиям об уровнях землетрясений S1 и S2 по МЭК 60068-3-3, МЭК 60980 или SL1 и SL2 по МАГАТЕ 50-SG-D15 соответственно (см. Е.2.4 — Е.2.6).
Стандарт дополнить приложениями — Е, Ж:
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ НАСТОЯЩЕГО СТАНДАРТА МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ
Е.1.1 МЭК 60980 и МАГАТЕ 50-SG-D15 содержат обобщенные описания явлений землетрясения, а также описания этапов сейсмического проектирования и сейсмической квалификации оборудования АС без приведения конкретных значений сейсмических воздействий и без конкретизации, применительно к АС, за исключением п. Е.2.3.
МЭК 60721-2-6, МЭК 60068-3-3 содержат более конкретные данные о явлениях землетрясения и о режимах испытаний на сейсмостойкость.
Е.1.2 МЭК 60980 и МАГАТЕ 50-SG-D15 в отличие от настоящего стандарта не содержат конкретных значений сейсмических воздействий, которые можно было бы использовать как технические требования для сейсмического проектирования конкретных АС или расчета и сейсмической квалификации конкретного оборудования.
Е.1.3 МАГАТЕ 50-SG-S1 содержит спектры ответа землетрясений, в основном совпадающие со спектрами ответа, приведенными в настоящем стандарте (для коэффициента демпфирования 5% значения коэффициента динамичности (ускорения) на 10 — 15% больше; для коэффициента 2% — на 10 — 15% меньше).
Е.1.4 Данные о соответствии настоящего стандарта стандартам МЭК 60068-3-3 и МЭК 60721-2-6 приведены во введении.
Е.2 Сравнительная характеристика настоящего стандарта со стандартами МЭК 60980 и МАГАТЕ 50-SG-D15
Е.2.1 Оба стандарта содержат аналогичные описания порядка сейсмической квалификации оборудования, причем в МЭК 60980 более подробно излагаются разделы, относящиеся к сейсмической квалификации путем испытаний, а в МАГАТЕ 50-SG-D15 — общие понятия, относящиеся к сейсмическому проектированию оборудования АС.
Е.2.2 В таблице Е.1 приведена краткая характеристика содержания глав. В пунктах Е.2.3 — Е.2.6 приведена более полная сравнительная характеристика некоторых стандартов.
Категория 1 — конструкции и системы, отказ которых может вызвать:
а) аварию или несчастный случай;
б) последствия, косвенным образом влияющие на ситуации, указанные в перечислении а).
Категория 2 — оборудование и системы, не входящие в категорию 1.
МЭК 60980 формально распространяется только на системы безопасности АС, поэтому в нем нет подобных определений.
Е.2.4 В МАГАТЕ 50-SG-D15 установлено два уровня землетрясения:
- SL-1 (S1) <1> — уровень интенсивности землетрясения, которое может произойти в течение срока службы оборудования; при воздействии землетрясения этого уровня оборудование должно продолжать работать без подстройки и наладки;
- SL-2 (S2) <1> — уровень интенсивности землетрясения, который применяют для систем жизнеобеспечения сооружения; в процессе воздействия землетрясения этого уровня не должно происходить отказа указанных систем.
<1> В скобках указаны обозначения по публикации МЭК 60980:1990.
В МЭК 60980 и МАГАТЕ 50-SG-D15 не определены ни значения ускорений, соответствующих указанным уровням, ни соотношения между этими ускорениями. В МАГАТЕ 50-SG-D15 указано, что рекомендуемый минимальный уровень этих ускорений должен составлять 1 м/с2 (0,1g). См. также приложение Б ГОСТ 30546.2.
Уровень интенсивности землетрясения SL-2 рекомендован при механических расчетах и испытаниях оборудования категории 1.
Е.2.5 В МЭК 60980 при описании способа сейсмической квалификации путем испытаний приведены рекомендации по выбору различных видов и форм вибрационных испытательных воздействий, в том числе рекомендация по испытанию воздействием синусоидальной вибрации методом качающейся частоты с логарифмической разверткой со скоростью 1 — 2 октавы в минуту, или методом, соответствующим воздействию жесткой части акселерограммы, продолжительностью воздействия 10 с.
Никаких других конкретных рекомендаций по значениям ускорения и формам испытательных воздействий не приведено.
В МАГАТЕ 50-SG-D15 приведены аналогичные рекомендации, но с менее подробным перечнем форм испытательных воздействий. См. также Е.1.1.
Е.2.6 В МАГАТЕ 50-SG-D15 при рассмотрении вопросов сейсмического проектирования отмечено, что при расчете прочности изделий наряду с сейсмическими воздействиями в ряде случаев необходимо учитывать механические воздействия, возникающие при эксплуатации изделий. Однако никаких конкретных рекомендаций не приведено. В МЭК 60980 подобные рекомендации также приведены только в общей форме. Аналогичное требование приведено в 5.5 настоящего стандарта.
Кроме того, в настоящем стандарте приведены конкретные соотношения между требованиями по сейсмостойкости и требованиями по механическим ВВФ при эксплуатации, установленными для групп механического исполнения по ГОСТ 30631 (см. приложение В). При этом установлена возможность не проводить полностью или частично испытание на сейсмостойкость, если требования по эксплуатационным механическим ВВФ равны или превышают требования по сейсмостойкости.
Е.2.7 Таблицы В.1, В.3 — В.5 могут быть применены для установления соотношений между требованием по сейсмостойкости и группами механического исполнения при эксплуатации по МЭК 60721-3-3 и МЭК 60721-3-4 в той мере, в какой указанные в таблицах В.1, В.3 — В.5 настоящего стандарта группы механического исполнения по ГОСТ 30631 соответствуют группам механического исполнения по МЭК 60721-3-3 и МЭК 60721-3-4 в части вибрационных воздействий. Степень соответствия между указанными группами механического исполнения и классами механических воздействий — по ГОСТ 30631, приложение.
При этом необходимо учитывать следующее:
- согласно ГОСТ 30631 для соответствующей группы механического исполнения значение ускорения в начальной части спектра требований по синусоидальной вибрации совпадает со значением ускорения в начальной части спектра сейсмического воздействия по настоящему стандарту;
- согласно МЭК 60721-3-3 и МЭК 60721-3-4 значение ускорения в начальной части спектра требований по синусоидальной вибрации в диапазоне частот до 2 Гц не определено, в диапазоне частот от 2 до 9 Гц определяется значением ускорения, которое соответствует нормированному в этом диапазоне постоянному значению перемещения при синусоидальной вибрации. Это ускорение существенно меньше, чем соответствующее значение сейсмического воздействия в этом диапазоне частот.
Таким образом, если максимальное значение ускорения сейсмического воздействия для соответствующих условий применения и интенсивности землетрясения совпадает с максимальным значением ускорения синусоидальной вибрации при эксплуатации, то использование изделий соответствующей группы механического исполнения по ГОСТ 30631 означает, что это изделие одновременно удовлетворяет соответствующим требованиям по сейсмостойкости. При использовании же изделий по соответствующей группе механического исполнения по МЭК 60721-3-3 или МЭК 60721-3-4 необходимо предъявление дополнительных требований по сейсмостойкости.
Е.3 Сравнительная характеристика грунтовых условий по [8] и [5]
Е.3.1 В таблице Е.2 приведено сравнение описания профилей грунтов по [5] с категориями грунтов по [8].
Е.3.2 Ниже приведено сравнение частот и коэффициентов динамичности для точек перегиба и крайних точек спектра воздействия для разных грунтов.
Для грунтов всех категорий коэффициент динамичности при 30 Гц равен 1; в точке перегиба при 10 Гц (точка перегиба 1) коэффициент динамичности становится равным 2,5. В точках перегиба при частотах меньше 10 Гц (точки перегиба 2) значение коэффициента динамичности уменьшается.
Для грунтов по [8] точки перегиба 2 расположены:
- для грунтов категорий I и II при 2,5 Гц;
- для грунта категории III — при 1,2 Гц;
- при частоте приблизительно 0,5 Гц коэффициент динамичности достигает значения приблизительно 1.
Для грунтов по [5] значения точек перегиба 2 расположены:
При частоте 0,5 Гц коэффициент динамичности достигает значения приблизительно 0,15.
1. MSK-64 Шкала сейсмической интенсивности MSK-1964
2. EMS-98 — «Европейская макросейсмическая шкала», 1998, Европейская сейсмологическая комиссия, Люксембург
3. ПН АЭ Г-1-011-89 Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (ОПБ-88) — Госатомэнергонадзор СССР — М.: Энергоатомиздат, 1989
4. ПН АЭ Г-5-006-87 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций — Госатомэнергонадзор СССР — М.: Энергоатомиздат, 1989
5. ФЕМА 96/1988 Рекомендуемые положения по разработке сейсмического регулирования для новых строений Национальной программы уменьшения опасности землетрясения. Часть 2. Комментарии — Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях США, октябрь, 1988 г.
6. Карта сейсмического районирования СССР. С пояснительной запиской. — М.: Наука, 1989
7. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации — ОСР-97. — Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН — М., 1998
8. СНиП-II-7-81 Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы проектирования. Глава 7. Строительство в сейсмических районах. Издание 2002 г.»
------------------------------------------------------------------