Воздействие землетрясения
Землетрясение увеличивает воздействие активного давления и снижает воздействие пассивного давления. Теории, используемые в GEO5 (Мононоб-Окаб, Арранго, JTJ 004-89, JTS 146-2012, SL 203-97, NCMA-SRW) основываются на предположении об участии несвязного грунта без воздействия воды. Таким образом, все введенные грунты принимаются несвязными при использовании данных теории при рассмотрении воздействий землетрясений. Действие последних вследствие нагрузки не учитываются в программе, пользователь может ввести данные действия (в зависимости от типа нагрузки) как «Введенные силы».
Коэффициент kh всегда принимается положительным, а его действие - всегда неблагоприятным. Коэффициент kv может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Если эквивалентное ускорение av действует по направлению вниз (от поверхности земли), силы инерции kv.Ws окажутся под давлением на клине грунта, действующего в противоположном направлении (поднимая клин вверх). Значения эквивалентного ускорения av (а, следовательно, и коэффициента kv) и сил инерции kv.Ws принимаются положительными. Очевидно, что инерционные действуют в направлении, противоположном ускорению (если ускорение принимается направленным вверх -av = - kv*g , тогда сила инерции давит грунт вниз -kv.Ws). При рассмотрении сейсмических воздействий принимается направление с наиболее неблагоприятным действием на конструкцию.
Для обшивочных конструкций можно пренебречь действием вертикального эквивалентного ускорения kv.Ws и ввести kv = 0.
Правило знаков
Сейсмический угол инерции рассчитывается из коэффициентов kh и kv (т.е. угол между равнодействующей сил инерции и вертикальной линией) при помощи формулы:
где: | kv | - | сейсмический коэффициент вертикального ускорения |
kh | - | сейсмический коэффициент горизонтального ускорения |
Давление от сейсмического воздействия
Увеличение активного давления грунта вследствие сейсмических воздействий (рассчитывается от нижней части конструкции) выводится из следующей формулы:
где: | γi | - | вес единицы грунта в i-ом слое |
Kae,i | - | коэффициент активного давления грунта (статического и сейсмического) в i-ом грунте | |
Ka | - | значение давления грунта в i-ом слое по Кулону | |
hi | - | толщина i-ого слоя | |
kv | - | сейсмический коэффициент вертикального ускорения |
Уменьшение пассивного давления вследствие сейсмической нагрузки (рассчитывается от нижней части конструкции) определяется следующим образом:
где: | γi | - | вес единицы грунта в i-ом слое |
Kpe,i | - | коэффициент активного давления грунта (статического и сейсмического) в i-ом грунте | |
Kp | - | значение давления грунта в i-ом слое по Кулону | |
hi | - | толщина i-ого слоя | |
kv | - | сейсмический коэффициент вертикального ускорения |
Коэффициенты активного давления грунта Kae,i и Kpe,i рассчитываются на основе теорий Мононоб-Окаба, Арранго. При наличии грунтовых вод в массиве грунта программа учитывает их.
Основное предположение в программе при расчете землетрясения состоит в следующем: ровная поверхность земли позади конструкции с наклон β. В ином случае программа приближает форму местности к плоской поверхности как видно из рисунка:
Аппроксимация формы местности
Точка применения равнодействующей силы
Равнодействующая сила автоматически располагается программой в центре диаграммы напряжения. Разные теории рекомендуют, однако, разные расположения равнодействующей силы, благодаря этому возможно выбрать точку приложения равнодействующей силы в пределах 0,33 - 0,7H (высоты конструкции). Рекомендуемое (предполагаемое) значение - 0,66H. при наличии равнодействующей силы, программа определяет трапециевидную форму напряжения, учитывая введенную точку приложения равнодействующей силы и ее значение.