Федеральный надзор России

по ядерной и радиационной безопасности

(Гос­атом­над­зор России)

ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

Утверждены

по­ста­нов­лен­и­ем

Гос­атом­над­зо­ра России

от 19 октября 2001 г.

№ 9

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СЕЙС­МО­СТОЙ­КИХ АТОМ­НЫХ СТАН­ЦИЙ

НП-031-01

Введены в действие

с 1 января 2002 г.

Москва 2001

УДК 621.039

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКИХ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ. НП-031-01

Госатомнадзор России

Москва, 2001

Настоящие федеральные нормы и правила устанавливают требования к обеспечению безопасности наземных атомных станций с реакторами всех типов при сейсмических воздействиях, определению категории сейсмостойкости элементов атомных станций, назначению параметров сейсмических воздействий, обеспечению сейсмостойкости строительных конструкций и оснований сооружений атомных станций, технологического, электротехнического оборудования, средств автоматизации и связи.

Настоящие правила выпускаются взамен федеральных норм и правил в области использования атомной энергии “Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций”. ПН АЭ Г-5-006-87.

При пересмотре правил учтены положения федеральных законов “Об использовании атомной энергии”, “О радиационной безопасности населения”, требования федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, а также комплект карт “Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации” (ОСР-97) и рекомендации руководств МАГАТЭ (№ 50-SG-D15, Вена, 1992 г. и № 50-SG-S1 (rev. 1), Вена, 1994 г.).

Правила пересмотрены авторским коллективом в составе: Е.Г. Бугаев, В.Г. Бедняков, А.М Букринский, И.В. Калиберда, В.Н. Коробкин, И.М. Лавров, С.С. Нефедов, П.В. Туляков, Л.М. Фихиева (НТЦ ЯРБ), А.Н. Бирбраер (СПб АЭП), М.Л. Клоницкий (АЭП).

С введением в действие настоящих правил утрачивают силу Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. ПН АЭ Г-5-006-87.

СО­ДЕР­ЖА­НИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АС – атомная станция

ВОЗ – возможный очаг землетрясений

МРЗ – максимальное расчетное землетрясение

MSK-64 – шкала сейсмической интенсивности Медведева-

Шпонхойера-Карника

ННЭ – нарушение нормальной эксплуатации

НЭ – нор­маль­ная экс­плуа­та­ция

ОСР – общее сейсмическое районирование

ОСР-97 – комплект карт “Общее сейсмическое

районирование территории Российской

Федерации”, утвержденных Российской

академией наук

ПА – проектная авария

ПЗ – проектное землетрясение

СМР – сейсмическое микрорайонирование

ТЭО – технико-экономическое обоснование

УОСР – уточнение общего сейсмического районирования

Перечень условных обозначений

A	–	площадь поперечного сечения элемента конструкции
Е	–	модуль упругости материала
I	–	момент инерции поперечного сечения элемента конструкции
J	–	интенсивность сейсмическая
N­­­­­i­	–	усилие в элементе от сейсмического воздействия по i-й координате
R	–	расчетное сопротивление
Ti	–	период i-й формы собственных колебаний сооружения
ai	–	сейсмическое ускорение по i-й координате
g	–	ускорение свободного падения
p	–	вероятность случайной величины
	–	логарифмический декремент колебаний
	–	расчетные напряжения
(s)1	–	груп­па при­ве­ден­ных об­щих мем­бран­ных на­пря­же­ний с уче­том сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий
(s)2	–	груп­па при­ве­ден­ных мем­бран­ных и об­щих из­гиб­ных на­пря­же­ний с уче­том сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий
(s)3w	–	груп­па при­ве­ден­ных на­пря­же­ний рас­тя­же­ния в бол­тах или шпиль­ках с уче­том сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий
()4w	–	груп­па при­ве­ден­ных на­пря­же­ний в бол­тах или шпиль­ках с уче­том сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий
(s)s	–	на­пря­же­ния смя­тия с уче­том сейс­ми­че­ских воздействий
(tts)s	–	ка­са­тель­ные на­пря­же­ния сре­за с уче­том сейс­ми­че­ских воздействий

ОС­НОВ­НЫЕ ТЕРМИНЫ И ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИЯ

Акселерограмма – зависимость ускорения колебаний от времени.

Ак­се­ле­ро­грам­ма аналоговая (подобранная) – ак­се­ле­ро­грам­ма, зарегистрированная при реальном землетрясения и принятая для расчета на сейсмостойкость с учетом ее соответствия сейсмотектоническим и грунтовым условиям площадки АС.

Ак­се­ле­ро­грам­ма зем­ле­тря­се­ния – акселерограмма на свободной поверхности грунта при землетрясении.

Ак­се­ле­ро­грам­ма от­вет­ная – ак­се­ле­ро­грам­ма кон­ст­рук­ции, оп­ре­де­ляе­мая из рас­че­та вы­ну­ж­ден­ных ко­ле­ба­ний при сейс­ми­че­ском воз­дей­ст­вии.

Ак­се­ле­ро­грам­ма по­этаж­ная – от­вет­ная ак­се­ле­ро­грам­ма для от­дель­ных вы­сот­ных от­ме­ток со­ору­же­ния, на ко­то­рых установлено обо­ру­до­ва­ние.

Ак­се­ле­ро­грам­ма син­те­зи­ро­ван­ная – ак­се­ле­ро­грам­ма, по­лу­чен­ная ана­ли­ти­че­ским пу­тем на ос­но­ве ста­ти­сти­че­ской об­ра­бот­ки и ана­ли­за ря­да ак­се­ле­ро­грамм и (или) спектров реальных землетрясений с учетом местных сейсмических условий.

Вибропрочность элемента – способность элемента АС сохранять прочность во время и после воздействия вибрации.

Виб­ро­устой­чи­вость элемента – способность элемента АС выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, указанных в стандартах и технических условиях на изделия, в условиях воздействия вибрации в заданных режимах.

Геодинамическая зона – область сочленения двух тектонических блоков земной коры, в пределах которой установлены относительные перемещения на неотектоническом и четвертичном этапах развития.

Геодинамические условия – положение АС относительно геодинамических зон.

Динамический метод анализа – ме­тод расчета на воздействие в форме акселерограмм колебаний грунта в основании сооружения путем чис­лен­но­го ин­тег­ри­ро­ва­ния урав­не­ний дви­же­ния.

Ли­ней­но-спек­траль­ный ме­тод анализа – ме­тод рас­че­та на сейс­мо­стой­кость, в ко­то­ром зна­че­ния сейс­ми­че­ских на­гру­зок оп­ре­де­ля­ют­ся по спек­трам от­ве­та в за­ви­си­мо­сти от час­тот и форм соб­ст­вен­ных ко­ле­ба­ний кон­ст­рук­ции.

Мак­си­маль­ное рас­чет­ное зем­ле­тря­се­ние – зем­ле­тря­се­ние мак­си­маль­ной ин­тен­сив­но­сти на площадке АС с повторяемостью один раз в 10 000 лет.

Нарушение нормальной эксплуатации АС – нарушение в работе АС, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных пределов и условий.

Нор­маль­ная экс­плуа­та­ция АС – эксплуатация АС в определенных проектом эксплуатационных пределах и условиях.

Осциллятор линейный – линейная колебательная система с одной степенью свободы, характеризуемая определенным периодом собственных колебаний и затуханием.

Площадка АС – территория в пределах охраняемого периметра, на которой размещаются основные и вспомогательные здания и сооружения АС.

Про­ект­ная ава­рия – авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие с учетом принципа единичного отказа системы безопасности или одной независимой от исходного события ошибки работников (персонала) ограничение ее последствий установленными для таких аварий пределами.

Про­ект­ное зем­ле­тря­се­ние – зем­ле­тря­се­ние мак­си­маль­ной ин­тен­сив­но­сти на площадке АС с повторяемостью один раз в 1000 лет.

Район размещения АС – территория, включающая площадку АС, на которой возможны сейсмические явления, способные оказать влияние на безопасность АС.

Сейс­мич­ность пло­щад­ки АС – ин­тен­сив­ность воз­мож­ных сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий ПЗ и МРЗ на пло­щад­ке АС, измеряемая в баллах по шкале MSK-64.

Сейс­мо­ло­ги­че­ские ис­сле­до­ва­ния для АС – комплекс работ по УОСР рай­она и СМР кон­ку­рент­ных пло­ща­док для уточнения сейсмичности района, устанавливаемой по картам ОСР, и определения параметров ПЗ и МРЗ.

Сейс­ми­че­ское мик­ро­рай­они­ро­ва­ние – ком­плекс спе­ци­аль­ных ра­бот по про­гно­зи­ро­ва­нию влия­ния осо­бен­но­стей при­по­верх­но­ст­ного строе­ния, свой­ств и со­стоя­ния по­род, ха­рак­тера их обводненно­сти, рель­ефа на па­ра­мет­ры ко­ле­ба­ний грун­та ­п­ло­щад­ки.

П р и м е ч а н и е. Под при­по­верх­но­ст­ной ча­стью раз­ре­за по­ни­ма­ет­ся верх­няя тол­ща по­род, су­ще­ст­вен­но влияю­щая на приращение интенсивности землетрясения.

Сейс­мо­стой­кость элементов АС – свойство элементов АС сохранять при землетрясении способность выполнять заданные функции в соответствии с проектом.

Спектр ко­эф­фи­ци­ен­тов ди­на­мич­но­сти – без­раз­мер­ный спектр, по­лу­чен­ный де­ле­ни­ем зна­че­ний спек­тра от­ве­та на мак­си­маль­ное ус­ко­ре­ние грунта.

Спектр от­ве­та (реакции) – со­во­куп­ность аб­со­лют­ных зна­че­ний мак­си­маль­ных от­вет­ных ус­ко­ре­ний линейного ос­цил­ля­то­ра при за­дан­ном ак­се­ле­ро­грам­мой воз­дей­ст­вии с учетом соб­ст­вен­ной час­то­ты и па­ра­мет­ра демп­фи­ро­ва­ния ос­цил­ля­то­ра.

Спектр ответа поэтажный – со­во­куп­ность аб­со­лют­ных зна­че­ний мак­си­маль­ных от­вет­ных ус­ко­ре­ний линейного ос­цил­ля­то­ра при за­дан­ном поэтажной ак­се­ле­ро­грам­мой воз­дей­ст­вии.

Спектр от­ве­та (реакции) обоб­щен­ный – спектр, полученный по ре­зуль­та­там об­ра­бот­ки спек­тров от­ве­та для на­бо­ра реальных (аналоговых) ак­се­ле­ро­грамм, соответствующий заданной вероятности превышения

Уточнение ОСР – ком­плекс гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ских, геодинамических и сейсмологических ра­бот по вы­яв­ле­нию геодинамических зон, активных разломов, зон ВОЗ и определению их параметров; обоснованию размещения площадки АС в пределах однородного блока земной коры, не нарушенного активными разломами, уточнению сейсмичности района и опре­де­ле­нию параметров ПЗ и МРЗ на площадке АС для средних грун­тов.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящий документ разработан с учетом Федерального закона “Об использовании атомной энергии”, Общих положений обеспечения безопасности атомных станций, других федеральных норм и правил в области использования атомной энергии.

1.2. Настоящий документ предназначен для АС, проекты которых на момент его введения не утверждены. Сроки и объемы приведения в соответствие с настоящим документом строящихся и действующих АС определяются в каждом конкретном случае в порядке, установленном органами государственного регулирования безопасности.

1.3. Настоящий документ устанавливает требования к обеспечению безопасности при сейсмических воздействиях наземных АС с реакторами всех типов.

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Проект АС должен включать:

• данные о сейсмичности площадки АС для проектных основ;

• расчеты сейсмостойкости строительных конструкций и оснований зданий и сооружений АС, поэтажные акселерограммы и спектры ответа на отметках опирания технологического оборудования I и II категории сейсмостойкости;

• расчеты и (или) экспериментальное обоснование сейсмостойкости технологического и электротехнического оборудования, средств автоматизации и связи с учетом поэтажных акселерограмм и спектров ответа;

• разработку и обоснование антисейсмических предупредительных и защитных мероприятий.

2.2. Для АС устанавливается сейсмичность площадки, соответствующая ПЗ и МРЗ, в отношении которых должны выполняться требования сейсмостойкости систем и элементов АС.

2.3. МРЗ и ПЗ должны характеризоваться средним значением и стандартным отклонением балль­но­сти и параметров сейсмического воздействия: мак­си­маль­ных ус­ко­ре­ний­, пе­рио­да и дли­тель­но­сти фа­зы ин­тен­сив­ных ко­ле­ба­ний, а также на­бо­ром ана­ло­го­вых или син­те­зи­ро­ван­ных ак­се­ле­ро­грамм и спек­тров ответа, мо­де­ли­рую­щих ха­рак­тер­ные ти­пы сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­вий на пло­щад­ке АС.

2.4. В соответствии с требованиями Общих положений обеспечения безопасности атомных станций сейс­мо­стой­кая АС должна обеспечива­ть безо­пас­ность при сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­ви­ях до МРЗ вклю­чи­тель­но и вы­работку (выдачу) электрической и тепловой энер­гии вплоть до уровня ПЗ вклю­чи­тель­но.

П р и м е ч а н и е. Требование сейсмостойкости АС в части выдачи энергии и тепла может уточняться заказчиком АС.

2.5. Сейсмичность площадки АС и параметры сейсмических воздействий должны определяться на основе сейсмологических исследований с учетом конкретных геодинамических, сейсмотектонических, сейсмологических, грунтовых и гидрогеологических условий в соответствии с приложениями 1 и 2.

2.5.1. На стадии обоснования инвестиций и при разработке проектов унифицированных блоков АС допускается использовать значения стандартных сейсмических воздействий в соответствии с приложением 3.

2.5.2. На стадии ТЭО (проекта) расчеты сейсмостойкости АС следует выполнять с учетом параметров ПЗ и МРЗ, установленных для конкретных геодинамических, сейсмотектонических, сейсмологических, грунтовых и гидрогеологических условий размещения АС.

2.5.3. При реконструкции (или продлении срока эксплуатации) АС поверочные расчеты сейсмостойкости следует выполнять с учетом возможных изменений природных и грунтовых условий в процессе строительства и эксплуатации АС.

2.6. Здания, сооружения, строительные конструкции и основания, технологическое и электротехническое оборудование, трубопроводы, приборы, другие системы и элементы АС в зависимости от степени их ответственности для обеспечения безопасности при сейсмических воздействиях и работоспособности после прохождения землетрясения должны быть классифицированы на три категории сейсмостойкости с учетом их класса безопасности согласно требованиям Общих положений обеспечения безопасности атомных станций:

2.6.1. К I ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти относятся:

• элементы АС классов безопасности 1 и 2 согласно Общим положениям обеспечения безопасности атомных станций;

• сис­те­мы безо­пас­но­сти;

• системы нормальной эксплуатации и их элементы, отказ которых при сейсмических воздействиях до МРЗ включительно может привести к выходу радиоактивных веществ в производственные помещения АС и окружающую среду в количествах, превышающих значения, установленные действующими Нормами радиационной безопасности для проектной аварии;

• зда­ния, со­ору­же­ния и их основания, обо­ру­до­ва­ние и их эле­мен­ты, ме­ха­ни­че­ское по­вре­ж­де­ние ко­то­рых при сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­ви­ях до МРЗ включительно путем силового или температурного воздействия на вышеупомянутые элементы и системы может привести к их от­ка­зу в ра­бо­те;

• прочие системы и элементы, отнесение которых к I категории сейсмостойкости обосновано в проекте и одобрено в установленном порядке.

2.6.2. Ко II ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти должны быть от­не­сены системы АС и их элементы (не во­шед­шие в I ка­те­го­рию), на­ру­ше­ние ра­бо­ты ко­то­рых в от­дель­но­сти или в со­во­куп­но­сти с дру­ги­ми системами и элементами мо­жет повлечь пе­ре­ры­в в вы­ра­бот­ке элек­тро­энер­гии и тепла, а также системы и элементы класса безопасности 3, которые не отнесены к I категории сейсмостойкости.

2.6.3. К III ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти должны быть от­не­сены все ос­таль­ные зда­ния, со­ору­же­ния и их основания, кон­ст­рук­ции, обо­ру­до­ва­ние и их эле­мен­ты, не отнесенные к ка­те­го­риям сейсмостойкости I и II.

2.7. Эле­мен­ты од­ной сис­те­мы мо­гут быть от­не­се­ны к раз­ным ка­те­го­ри­ям сейсмостойкости с про­ве­де­ни­ем спе­ци­аль­ных ме­ро­прия­тий по их раз­де­ле­нию (от­сеч­ная, ре­гу­ли­рую­щая ар­ма­ту­ра и т.п.). При­ме­няе­мые для раз­де­ле­ния эле­мен­ты и уз­лы от­но­сят­ся к бо­лее вы­со­кой ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти.

2.8. Элементы АС должны проектироваться та­ким об­ра­зом, что­бы отказ эле­мен­тов низ­шей ка­те­го­рии сейсмостойкости не при­во­дил к от­ка­зу в ра­бо­те или раз­ру­ше­нию эле­мен­тов бо­лее вы­со­кой ка­те­го­рии сейсмостойкости.

2.9. Эле­мен­ты АС I ка­те­го­рии сейсмостой­ко­сти долж­ны:

• сохра­нять способность выполнять функции, связанные с обес­пе­че­нием безо­пас­но­сти АС, во вре­мя и по­сле про­хо­ж­де­ния зем­ле­тря­се­ния ин­тен­сив­но­стью до МРЗ вклю­чи­тель­но;

• сохранять работоспособность при зем­ле­тря­се­нии интенсивностью до ПЗ вклю­чи­тель­но и по­сле его прохождения.

2.10. Эле­мен­ты АС II ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти долж­ны со­хра­нять ра­бо­то­спо­соб­ность по­сле про­хо­ж­де­ния зем­ле­тря­се­ния ин­тен­сив­но­стью до ПЗ вклю­чи­тель­но.

2.11. В проекте АС должна быть предусмотрена проверка работоспособности эле­мен­тов АС I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти и технические меры по восстановлению их сейсмостойкости после прохождения землетрясений интенсивностью ПЗ.

2.12. Про­ек­ти­ро­ва­ние эле­мен­тов АС III ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти следует выполнять в со­от­вет­ст­вии с дей­ст­вую­щими нор­ма­тив­ны­ми до­ку­мен­тами, требования которых распространяются на гражданские и промышленные объекты.

2.13. Рас­че­ты систем и элементов АС I ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти на сейсмические воздействия должны быть вы­пол­нены при од­но­вре­мен­ном уче­те сейс­ми­че­ско­й нагрузки по трем пространственным ком­по­нен­там. Для зда­ний и со­ору­же­ний II ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти до­пус­ка­ет­ся учет сейс­ми­че­ского воздействия по ком­по­нен­там раз­дель­но.

2.14. Расчет систем и элементов АС I и II категорий сейсмостойкости на сейсмические воздействия следует выполнять в соответствии с настоящим документом, а также другими нормативными документами, устанавливающими требования к расчету сейсмостойкости и распространяющимися на системы и элементы АС.

2.15. При расчете систем и элементов АС I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти на сейсмические воздействия параметры затухания колебаний (логарифмические декременты колебаний) должны приниматься на основе специальных обоснований. В случае отсутствия данных значения логарифмических декрементов колебаний допускается принимать по табл. 2.1.

Таблица 2.1

Логарифмические декременты колебаний

строительных конструкций и трубопроводов

П р и м е ч а н и я.

1. В скобках приведены рекомендуемые значения затухания колебаний в процентах от критического.

2. В интервале значений расчетных напряжений  от 0,67R до 0,9R значения логарифмического декремента колебаний  допускается принимать по интерполяции.

2.16. При расчете систем и элементов АС допускается не учитывать нагрузки НЭ и ННЭ в сочетании с сейсмическими нагрузками МРЗ, если вероятность их реализации не превышает 10^-3.

2.17. Для вновь проектируемых АС независимо от сейсмичности площадки сейсмические ускорения, соответствующие МРЗ, должны приниматься не менее 0,1g. Сейсмические ускорения, соответствующие ПЗ, должны приниматься не менее 0,05g.

3. ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИЕ СЕЙС­МИЧ­НО­СТИ РАЙОНА

РАЗМЕЩЕНИЯ И ПЛО­ЩАД­КИ АС

3.1. На первой стадии разработки ТЭО (обоснование инвестиций) сейс­мич­ность рай­она размещения АС допускается ус­та­нав­ли­вать по ОСР-97 для грун­тов II ка­те­го­рии по сейс­ми­че­ским свой­ст­вам (средних грунтов). Сейсмичность площадки следует определять по сейсмичности района с учетом конкретных грунтов площадки с использованием приложения 1.

П р и ­м е ­ч а ­н и е. Сейсмичность района для средних грун­тов допускается принимать на основе комплекта карт ОСР-97, утвержденных Российской академией наук:

для ПЗ – по карте ОСР-97-В;

для МРЗ – по карте ОСР-97-D.

3.2. На стадии разработки ТЭО (проекта) сейсмичность площадки АС и параметры ПЗ и МРЗ должны определяться на ос­но­ве сейсмоло­ги­че­ских ис­сле­до­ва­ний для АС в со­от­вет­ст­вии с требованиями пп. 3.3-3.7 настоящего документа и рекомендациями приложений 1 и 2 .

3.3. УОСР района размещения АС с учетом конкретных геодинамических, сейсмотектонических и сейсмологических условий:

3.3.1. Для АС, расположенных в пределах зон ин­тен­сив­но­сти землетрясений более 6 бал­лов по карте ОСР-97-В, должно выполняться с учетом рекомендаций приложения 2.

3.3.2. Для АС, расположенных в пределах зон ин­тен­сив­но­сти землетрясений 6 бал­лов и менее по карте ОСР-97-В, допускается выполнять на ос­но­ве ана­ли­за фондовых сейс­мо­ло­ги­че­ских, геолого-гео­фи­зи­че­ских и геодинамических ма­те­риа­лов с при­ме­не­ни­ем по­ле­вых ис­сле­до­ва­ний в со­кра­щен­ном объ­е­ме.

П р и м е ч а н и е. В слу­чае если интенсивность МРЗ, ус­та­нов­ле­нная по ре­зуль­та­там ана­ли­за фон­до­вых ма­те­риа­лов, превысит 7 бал­лов для средних грун­тов, УОСР района должно выполняться на ос­но­ве сейсмологических ис­сле­до­ва­ний для АС с учетом рекомендаций приложения 2.

3.4. Сейсмичность площадки для отдельных зданий и со­оруже­ний АС должна оп­ре­де­ля­ть­ся по дан­ным СМР с учетом УОСР района размещения АС.

П р и м е ч а н и е. В за­ви­си­мо­сти от ин­же­нер­но-­гео­ло­ги­че­ских и гид­ро­гео­ло­ги­че­ских ус­ло­вий сейсмичность площадки для разных зда­ний и со­ору­же­ний од­ной ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти мо­жет быть раз­лич­ной.

3.5. Для зон ин­тен­сив­но­сти землетрясений 6 бал­лов и ме­нее по карте ОСР-97-В из ком­плек­са ис­сле­до­ва­ний по СМР допускается ис­клю­ча­ть ин­ст­ру­мен­таль­ную ре­ги­ст­ра­цию ко­ле­ба­ний грун­тов при зем­ле­тря­се­ни­ях.

3.6. Сейсмичность площадки АС и параметры ПЗ и МРЗ должны определяться с учетом совместного анализа результатов работ по УОСР района размещения АС и СМР площадки АС с учетом данных об исходных сейсмических воздействиях на площадке АС.

3.7. Результаты работ по УОСР района размещения АС и СМР площадки АС для разработки ТЭО (проекта) должны включать:

• карты-схемы геодинамических зон и активных разломов района размещения АС и площадки АС;

• карты-схемы зон ВОЗ района размещения АС;

• карты-схемы СМР площадки АС для естественных и техногенно измененных условий;

• пояснительные записки к картам-схемам геодинамических зон и активных разломов, зон ВОЗ, СМР;

• параметры ПЗ и МРЗ, включая интенсивность, максимальные ускорение (скорость, перемещение), период и длительность сейсмических колебаний, спектры реакции (ответа) и акселлерограммы землетрясений при характерных типах сейсмических воздействий для естественных грунтовых условий и с учетом их возможных техногенных изменений.

3.8. В период строительства и эксплуатации АС должен осуществляться сейсмический, геотехнический и геодинамический контроль стабильности природной среды на основе мониторинговых (режимных) наблюдений в районе размещения АС и на площадке АС.

4. СТРОИ­ТЕЛЬ­НЫЕ КОН­СТ­РУК­ЦИИ И ОСНОВАНИЯ

4.1. Строи­тель­ные кон­ст­рук­ции, здания, сооружения АС и их основания I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти должны со­от­вет­ст­вовать положениям настоящего документа, требованиям строительных норм и правил, иных нормативных документов, регламентирующих проектирование зданий и сооружений АС.

4.2. В проекте АС должны предусматриваться компоновочные и конструктивные решения, обеспечивающие повышение сейсмостойкости важных для безопасности строительных конструкций, зданий и сооружений АС, в том числе:

• зданиям и сооружениям следует придавать простую симметричную форму в плане с расположением центра жесткости здания (сооружения) вблизи его центра масс;

• протяженные строительные конструкции, здания и сооружения, а также части зданий с перепадом высот более 5 м следует, как правило, разделять антисейсмическими швами;

• в пределах участка между антисейсмическими швами основные несущие конструкции зданий и сооружений следует, как правило, выполнять непрерывными по высоте и в плане.

4.3. При проведении расчетов строительных конструкций, зданий и сооружений АС на сейсмические воздействия следует выполнять:

• определение параметров колебаний и напряженно-деформированного состояния здания, сооружения, их внутренних конструкций и фундаментов с учетом демпфирования и взаимодействия с основанием;

• расчеты поэтажных акселерограмм и поэтажных спектров ответа с учетом взаимодействия здания, сооружения с основанием;

• определение прочности элементов конструкций, опорных узлов и закладных деталей с учетом характеристик прочности конструкционных материалов при динамических нагрузках.

4.4. Сейсмические нагрузки при расчете строительных конструкций, зданий и сооружений АС должны учитываться в составе сочетаний нагрузок, регламентированных строительными нормами и правилами.

Технологические нагрузки должны учитываться в сочетаниях с сейсмическими нагрузками в соответствии с табл. 4.1.

Таб­ли­ца 4.1

Сочетания нагрузок при расчете строительных

конструкций на сейсмические воздействия

П р и м е ч а н и я.

1. Сочетание нагрузок № 1 применяется для конструкций, которые в соответствии с Правилами устройства и эксплуатации локализующих систем безопасности АС входят в состав герметичного ограждения.

2. Знак “+” означает необходимость включения данных нагрузок в соответствующее сочетание.

Знак “-“ означает, что данные нагрузки не включаются в соответствующее сочетание.

4.5. Расчетная схема (модель) зданий и сооружений должна отражать существенные для оценки сейсмостойкости особенности геометрии конструкций, а также распределения масс и жесткостей.

4.5.1. При определении параметров колебаний и напряженно-деформированного состояния конструкций расчетную схему допускается принимать в виде системы с сосредоточенными массами. Сосредоточенные массы следует располагать в уровнях перекрытий, в местах опирания основного оборудования и в других характерных точках.

4.5.2. Для расчета поэтажных акселерограмм и спектров ответа зданий и сооружений допускается применять упрощенные динамически подобные стержневые модели. Жесткости стержней упрощенной модели для обеспечения динамического подобия должны приниматься эквивалентными жесткостям вертикальных строительных конструкций (колонн и стен) между отметками концентрации масс. Условием эквивалентности является равенство единичных перемещений узлов концентрации масс упрощенной модели и подробной пространственной модели сооружения.

Стены и колонны многоэтажных зданий в случае, если высота этажа не превышает его размера в плане, допускается моделировать с помощью сдвиговых стержней.

4.5.3. Расчетные модели зданий и сооружений должны отражать характер их взаимодействия с грунтом основания. При моделировании взаимодействия грунтового основания, фундамента и сооружения следует уделять внимание особенностям связей между ними и граничным условиям.

4.5.4. Модели оснований зданий и сооружений необходимо разрабатывать с учетом особенностей массива грунта (его слоистости, толщины и протяженности слоев, физических, упругопластических, вязких и инерционных свойств грунтов каждого слоя).

4.6. При оценке сейсмостойкости элементов строительных конструкций ориентацию горизонтальной составляющей сейсмического воздействия необходимо принимать по наиболее неблагоприятному для данного элемента направлению.

4.7. Вертикальная составляющая сейсмической нагрузки должна учитываться:

• для зданий (сооружений) I категории сейсмостой- кости – как действующая одновременно с горизонтальными;

• для большепролетных конструкций II категории сейсмостойкости (мостов, эстакад, ферм покрытий, дисков междуэтажных перекрытий защитных оболочек) – как действующая раздельно с горизонтальными.

4.8. Расчет несущей способности оснований зданий и сооружений необходимо производить с учетом трех пространственных компонентов для наиболее неблагоприятной ориентации вектора сейсмического воздействия.

4.9. Напряженно-деформированное состояние строительных конструкций допускается определять линейно-спект-ральным методом c учетом рекомендаций приложений 4,5 и 6. Для зданий и сооружений I категории сейсмостойкости рекомендуется выполнять расчет динамическим методом с заданием воздействия в форме акселерограмм.

4.9.1. На стадии обоснования инвестиций при разработке унифицированных проектов АС для проведения предварительных расчетов, обосновывающих сейсмостойкость, рекомендуется использовать стандартные сейсмические воздействия, определяемые по приложению 3.

4.9.2. При привязке унифицированного проекта к площадке конкретной АС необходимо выполнять поверочные расчеты сейсмостойкости с учетом исходных сейсмических колебаний грунта этой площадки.

4.10. Для отметок опирания технологического оборудования I и II категорий сейсмостойкости необходимо выполнять расчет поэтажных акселерограмм и спектров ответа.

4.11. При определении параметров колебаний зданий и сооружений следует учитывать потери энергии в строительных конструкциях и основаниях.

Параметры затухания колебаний строительных конструкций (логарифмические декременты колебаний и др.) должны приниматься на основе специальных обоснований (натурных, модельных, экспериментальных и расчетных). В случае отсутствия данных значения логарифмических декрементов колебаний строительных конструкций допускается принимать по табл. 2.1.

Потери энергии в основании следует определять с учетом взаимодействия сооружения с основанием.

4.12. Оценку сейсмостойкости оснований зданий и сооружений следует выполнять с учетом зависимости физико-механических свойств грунта от его напряженного состояния.

4.12.1. При оценке сейсмостойкости оснований зданий и сооружений следует проверять устойчивость грунтов основания при амплитудных значениях опрокидывающего момента, а также динамическую устойчивость грунтов основания. Динамическая устойчивость несвязных водонасыщенных грунтов должна оцениваться на основе экспериментальных исследований.

4.12.2. Для основания здания реакторного отделения АС результатами расчетов должно быть показано непревышение критериев по кренам и осадкам при сейсмическом воздействии, установленных нормами проектирования оснований реакторных отделений АС.

4.13. Для АС, размещаемых в зонах сейсмичности с интенсивностью МРЗ более 7 баллов, обоснование сейсмостойкости зданий и сооружений должно подтверждаться прежним опытом эксплуатации, или испытаниями, натурными исследованиями, или исследованиями на моделях.

5. ТЕХ­НО­ЛО­ГИ­ЧЕ­СКОЕ ОБО­РУ­ДО­ВА­НИЕ

И ТРУ­БО­ПРО­ВО­ДЫ

5.1. Обоснование сейсмостойкости должно выполняться для обо­ру­до­ва­ния, тру­бо­про­во­дов и их опор­ных кон­ст­рук­ций I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти.

5.2. Обоснование сейсмостойкости обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов при сейс­ми­че­ских воз­дей­ст­виях, заданных поэтажными акселерограммами и (или) поэтажными спектрами ответа, долж­но вы­пол­нять­ся рас­чет­ны­ми и (или) экс­пе­ри­мен­таль­ны­ми ме­то­да­ми.

5.3. Обоснование сейсмостойкости обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов должно вы­пол­няться в со­от­вет­ст­вии с действующими нормативными документами и положениями настоящего документа.

П р и м е ч а н и е. При различии категории сейсмостойкости для оборудования и трубопроводов, установленной по Нормам расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, и категории сейсмостойкости, определенной с учетом настоящего документа, необходимо принимать наивысшую категорию.

5.4. Со­че­та­ние на­гру­зок при обосновании сейсмостойкости обо­ру­до­ва­ния, тру­бо­про­во­дов, их опор­ных кон­ст­рук­ций, бол­тов и шпи­лек I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти должно при­ни­маться в со­от­вет­ст­вии с табл. 5.1 - 5.4.

Таб­ли­ца 5.1

Со­че­та­ния на­гру­зок и до­пус­кае­мые напря­же­ния

для обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов

* Для обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов, обеспечивающих функционирование герметичного ограждения.

Таб­ли­ца 5.2

Со­че­та­ния на­гру­зок и до­пус­кае­мые на­пря­же­ния

для бол­тов и шпи­лек

* Для болтов и шпилек, обеспечивающих функционирование герметичного ограждения.

Таб­ли­ца 5.3

Со­че­та­ния на­гру­зок и до­пус­каемые на­пря­же­ния смя­тия

* Для оборудования, систем и элементов, обеспечивающих функционирование герметичного ограждения.

Таб­ли­ца 5.4

Со­че­та­ния на­гру­зок и до­пус­кае­мые ка­са­тель­ные

на­пря­же­ния сре­за

* См. сноску к табл. 5.3.

5.5. До­пус­кае­мые пе­ре­ме­ще­ния (про­гиб, сдвиг, сме­ще­ние и т.п.) должны оп­ре­де­ля­ть­ся в за­ви­си­мо­сти от экс­плуа­та­ци­он­ных ус­ло­вий для обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов (вы­бор за­зо­ров, до­пус­кае­мые пе­ре­ко­сы и т.п.). Допускаемые перемещения для оборудования и трубопроводов должны определяться в зависимости от эксплуатационных условий (недопустимые соударения, недопустимые перекосы, разуплотнение герметичных стыков и т.п.).

5.6. Сейс­ми­че­ские на­груз­ки на обо­ру­до­ва­ние и тру­бо­про­во­ды должны задаваться с уче­том од­но­вре­мен­но­го сейс­ми­че­ско­го воз­дей­ст­вия по трем пространственным ком­по­нен­там в ви­де спек­тров от­ве­та и (или) ак­се­ле­ро­грамм для раз­лич­ных осей ко­ор­ди­нат.

При обосновании сейсмостойкости обо­ру­до­ва­ния и тру­бо­про­во­дов должны учитываться два вида сейсмических нагрузок:

• инерционные нагрузки, вызванные динамическими колебаниями системы при заданном сейсмическом воздействии;

• нагрузки, возникающие в результате относительного смещения опор оборудования и тру­бо­про­во­дов при сейсмическом воздействии.

5.7. При расчете оборудования и трубопроводов значения логарифмического декремента колебаний при отсутствии дополнительных данных принимать в соответствии с табл. 2.1.

5.8. Сейсмостойкость оборудования и трубопроводов должна обеспечиваться в соответствии с методиками действующих норм и правил в области использования атомной энергии. В случае отсутствия методик для конкретных элементов оборудования и трубопроводов проектирование должно сопровождаться обоснованием применяемых методик и критериев сейсмостойкости (прочности) с учетом сейсмических воздействий.

5.9. Для обоснования сейсмостойкости оборудования и трубопроводов должны применяться программные средства, имеющие аттестационный паспорт, выданный органами государственного регулирования безопасности при использовании атомной энергии.

5.10. При обосновании сейсмостойкости массивного оборудования должно учитываться влияние колебаний оборудования на его опорные элементы.

5.11. Расчеты сейсмостойкости протяженных элементов оборудования и трубопроводов должны выполняться с учетом различия в условиях сейсмического нагружения опорных конструкций с помощью поэтажных акселерограмм и спектров ответа, характерных для точек опирания опорных элементов оборудования.

5.12. При обосновании сейсмостойкости арматуры для оборудования и трубопроводов должны учитываться требования нормативного документа “Арматура оборудования и трубопроводов АЭС. Общие технические требования”.

5.13. Сейсмостойкость оборудования I и II категорий сейсмостойкости, частично наполненного жидкостью, должна обосновываться с учетом гидродинамических воздействий при сейсмических колебаниях жидкости.

6. ЭЛЕК­ТРО­ТЕХ­НИ­ЧЕ­СКОЕ И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ,

СРЕДСТВА АВ­ТО­МА­ТИ­ЗА­ЦИИ И СВЯ­ЗИ

6.1. Обоснование сейсмостойкости должно выполняться для элек­тро­тех­ни­че­ского и контрольно-измерительного обо­ру­до­ва­ния, сред­ст­в ав­то­ма­ти­за­ции и свя­зи, кабельных трасс, в том числе для их опорных и конструктивных элементов (да- лее – из­де­лия) I и II ка­те­го­рий сейс­мо­стой­ко­сти.

6.2. Обоснование сейс­мо­стой­кости (виб­ро­устой­чи­вости и виб­ро­проч­ности) из­де­лий должно вы­пол­ня­ть­ся экс­пе­ри­мен­таль­ны­ми и (или) рас­чет­ны­ми ме­то­да­ми.

6.3. Для под­твер­жде­ния сейс­мо­стой­ко­сти экспериментальным пу­тем из­де­лия долж­ны ис­пы­тываться на виб­ро­устой­чи­вость и виб­ро­проч­ность. Из­де­лия I ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти ис­пы­ты­ва­ют­ся при воз­дей­ст­вии ре­аль­ных или гар­мо­ни­че­ских на­гру­зок, эк­ви­ва­лент­ных сейс­ми­че­ско­му воз­дей­ст­вию при МРЗ, из­де­лия II ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти – при воздей­ст­вии ре­аль­ных или гар­мо­ни­че­ских на­гру­зок, эк­ви­ва­лент­ных сейс­ми­че­ско­му воз­дей­ст­вию при ПЗ.

6.4. Из­де­лия долж­ны ис­пы­ты­вать­ся в со­б­ран­ном, закрепленном, от­ре­гу­ли­ро­ван­ном и работоспособном состоянии в ре­жи­ме, ими­ти­рую­щем ра­бо­чее со­стоя­ние.

6.5. Ес­ли мас­са и га­ба­рит­ные раз­ме­ры изделия не по­зво­ля­ют ис­пы­ты­вать их в пол­ном ком­плек­те на ис­пы­та­тель­ном обо­ру­до­ва­нии, то ис­пы­та­ния до­пус­ка­ет­ся про­во­дить по груп­пам из­де­лий или электротехнических па­не­лей.

6.6. Па­ра­мет­ры ре­жи­мов на­гру­зок при ис­пы­та­ни­ях кон­тро­ли­ру­ют­ся в ос­но­ва­нии кре­п­ле­ния из­де­лий. Спо­соб кре­п­ле­ния из­де­лия на пли­те стен­да дол­жен быть ана­ло­ги­чен спо­со­бу его кре­п­ле­ния при экс­плуа­та­ции.

6.7. Сейс­мо­стой­кость из­де­лий долж­на обес­пе­чи­вать­ся при со­че­та­ни­ях нагрузок, при­ве­ден­ных в табл. 6.1.

Таб­ли­ца 6.1

Со­че­та­ния нагрузок для элек­тро­тех­ни­че­ского и контрольно-измерительного оборудования, средств ав­то­ма­ти­за­ции и свя­зи

* Для элек­тро­тех­ни­че­ского и контрольно-измерительного оборудования, средств ав­то­ма­ти­за­ции и свя­зи, обеспечивающих функционирование герметичного ограждения.

6.8. Ис­ход­ны­ми дан­ны­ми для рас­че­та и испы­та­ния из­де­лий на сейс­мо­стой­кость яв­ля­ют­ся поэтажные ак­се­ле­ро­грам­мы и поэтажные спек­тры ре­ак­ции для мес­т ус­та­нов­ки из­де­лий на АС.

6.9. Обоснования сейсмостойкости изделий, для которых отсутствуют нормы и правила в области использования атомной энергии, должны содержать подробное описание использованных методик и критериев, по которым выполнено обоснование сейсмостойкости.

7. АН­ТИ­СЕЙС­МИ­ЧЕ­СКИЕ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ

И ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

7.1. Для обеспечения автоматической аварийной остановки реактора при землетрясениях заданной интенсивности должна предусматриваться система сейсмометрического контроля и сигнализации, связанная с системой аварийной защиты реактора.

7.2. Система сейсмометрического контроля и сигнализации должна обеспечивать формирование команды на автоматическую аварийную остановку реактора при сейсмическом воздействии на грунте, соответствующем ПЗ, а также автоматическую регистрацию колебаний датчиков на уровне подошвы здания реакторной установки.

7.3. Проект АС должен предусматривать технические меры и организационные мероприятия по защите при сейсмических воздействиях персонала АС, средств связи и оповещения персонала, систем физической защиты.

При­ло­же­ние 1

(ре­ко­мен­дуе­мое)

УЧЕТ ГРУН­ТО­ВЫХ УС­ЛО­ВИЙ ПРИ ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИИ СЕЙС­МИЧ­НО­СТИ ПЛО­ЩАД­КИ АС

П р и ­ м е­ ч а ­ н и я.

1. На­стоя­щей таб­ли­цей необходимо поль­зо­вать­ся для пред­ва­ри­тель­но­го уточнения сейс­мич­но­сти рай­она размещения АС с уче­том грун­то­вых ус­ло­вий пло­щад­ки и их возможных изменений в процессе строительства и эксплуатации АС. Окончательно сейсмичность площадки АС должна определяться по результатам СМР.

2. Отнесение грунтов площадки к грунтам I категории по сейсмическим свойствам допускается, если их мощность в основании здания (сооружения) АС превышает 30 м.

3. Если в пределах 10-метровой мощности неоднородного слоя грунта (считая от планировочной отметки) неблагоприятные грунты имеют суммарную мощность более 5 м, то грунты относятся к более неблагоприятной категории по сейсмическим свойствам.

4. Для про­гно­зи­руемого в про­цес­се экс­плуа­та­ции здания (со­ору­же­ния) АС подъ­е­ма уров­ня грун­то­вых вод и об­вод­не­ния грун­тов (в том чис­ле про­са­доч­ных) ка­те­го­рию грун­та по сейсмическим свойствам сле­ду­ет оп­ре­де­лять в за­ви­си­мо­сти от его свойств (влаж­но­сти, кон­си­стен­ции) в за­мо­чен­ном со­стоя­нии.

5. На многолетне­мерз­лых не­скаль­ных грун­тах, ес­ли зо­на от­таи­ва­ния рас­про­стра­ня­ет­ся до под­сти­лаю­ще­го незамерзшего грун­та, грун­ты ос­но­ва­ния здания (со­ору­же­ния) АС сле­ду­ет рас­смат­ри­вать как не­многолетне­мерз­лые (по фак­ти­че­ско­му со­стоя­нию их по­сле от­таи­ва­ния).

6. Гли­ни­стые и пес­ча­ные грун­ты от­но­сят­ся к грунтам III ка­те­го­рии по сейс­ми­че­ским свой­ст­вам, если урове­нь грун­то­вых вод находится на глубине менее 5 м от планировочной поверхности и от­сут­ст­вуют дан­ные о кон­си­стен­ции или влаж­но­сти.

7. При размещении площадки АС в пределах зон ВОЗ на грунтах I категории по сейсмическим свойствам снижение сейсмичности площадки на 1 балл по отношению к сейсмичности района размещения АС при определении сейсмичности площадки по МРЗ не допускается.

Приложение 2

(рекомендуемое)

ТИПОВАЯ ПРОГРАММА РАБОТ ПО УТОЧНЕНИЮ

ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ И СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ АС

I. Цель работ – определение сейсмичности площадки и параметров ПЗ и МРЗ.

II. Основные задачи

1. Выявление геодинамических зон и активных разломов и определение их параметров.

2. Уточнение положения и параметров зон ВОЗ и оценка параметров сейсмического режима.

3. Обоснование размещения площадки АС в пределах однородного целикового блока земной коры, не нарушенного активными разломами.

4. Выявление мест возможного возникновения и оценка параметров первичных деформаций поверхности земли при землетрясениях до МРЗ включительно. Деформации грунта первичные – нарушения грунта, связанные с выходом очага землетрясения на свободную поверхность.

5. Определение динамических свойств пород (грунтов) основания до глубины 100 м.

6. Оценка влияния инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки на интенсивность и спектральный состав колебаний при землетрясениях.

7. Учет влияния инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки на интенсивность и спектральный состав колебаний при землетрясениях.

8. Определение параметров ПЗ и МРЗ заданной вероятности непревышения для естественных и техногенно измененных условий площадки размещения АС.

III. Содержание исследований

1. Оценка влияния удаленных очагов землетрясений на уровне ОСР территории Российской Федерации в масштабе 1: 2 500 000 и мельче.

1.1. Получение исходных данных об удаленных очагах землетрясений для принятия решения о возможности размещения АС в рассматриваемом регионе.

1.2. Определение средних значений и стандартных отклонений ПЗ и МРЗ для средних грунтов от удаленных (транзитных) очагов землетрясений.

2. УОСР района размещения АС рекомендуется выполнять в масштабе 1: 500 000 и мельче в радиусе от 150 до 320 км от АС.

2.1. Обоснование размещения альтернативных площадок АС в пределах целиковых блоков земной коры, не нарушенных региональными, активными разломами протяженностью 30 км и более.

2.2. Выделение зон ВОЗ, определение их параметров и параметров сейсмического режима.

2.3. Уточнение сейсмичности района и определение параметров ПЗ и МРЗ альтернативных площадок АС для средних грунтов.

3. Уточнение геодинамических и сейсмотектонических условий площадки АС в масштабе 1:50 000 и мельче в радиусе 25 км и более от АС.

3.1. Исследование геодинамических тектонических условий для выделения геодинамических зон и активных разломов, определение их параметров (порядок структуры, протяженность, ширина, амплитуда, период относительных движений смежных блоков земной коры, степень динамической активности (долговременная скорость деформации земной коры) и составление карт-схем геодинамических зон и активных разломов.

3.2. Определение положения и параметров ближайших зон ВОЗ и их минимального удаления от площадки АС.

3.3. Обоснование размещения площадки (альтернативных площадок) АС в пределах целикового блока земной коры, не нарушенного геодинамическими зонами и активными разломами протяженностью 3 км и более.

П р и м е ч а н и я.

1. Раз­лом сейс­ми­че­ски ак­тив­ный – раз­рыв­ное на­ру­ше­ние земной коры, к ко­то­ро­му при­уро­че­ны про­шлые или со­вре­мен­ные сейс­мо­ген­ные прояв­ле­ния (оча­ги зем­ле­тря­се­ний, па­лео­сейс­мо­дис­ло­ка­ции, сейс­мо­дис­ло­ка­ции).

2. Раз­лом тек­то­ни­че­ски ак­тив­ный – тектонический разлом, в зоне которого за последние 1 млн. лет (четвертичный период) произошло перемещение примыкающих блоков на 0,5 м и более.

3.4. Определение параметров ПЗ и МРЗ на площадке АС от локальных зон ВОЗ для средних грунтов.

4. Определение свойств грунтов (пород) альтернативных площадок АС и уточнение сейсмичности района в масштабе 1: 5 000 и мельче для территории в радиусе 5 км и более от АС с учетом конкретных грунтовых условий.

4.1. Характеристика грунтов (пород) площадки АС на глубину до 100 м (послойно): мощность, плотность, скорости распространения продольных и поперечных сейсмических волн; модуль сдвига (модуль поперечной упругости), модуль продольной деформации, коэффициент Пуассона.

4.2. Оценка влияния особенностей рельефа, геолого-геофизического строения среды, свойств грунтов, уровня грунтовых вод на сейсмичность площадки.

4.3. Уточнение сейсмичности района с учетом конкретных грунтовых условий.

4.4. Построение карт-схем СМР площадки АС.

5. Прогноз характеристик грунтов (пород) и сейсмичности площадки АС с учетом проектных проработок в части изменения естественных условий в период строительства и эксплуатации АС.

5.1. Прогноз свойств грунтов (пород) в основаниях зданий и сооружений в техногенно измененных условиях на глубину до 100 м (послойно): мощность, плотность, скорость распространения продольных и поперечных сейсмических волн; модуль сдвига (модуль поперечной упругости), модуль продольной деформации, коэффициент демпфирования (гистерезисный), коэффициент Пуассона.

5.2. Прогноз параметров ПЗ и МРЗ с учетом изменения свойств грунтов и параметров среды во время строительства и эксплуатации АС.

5.3. Подготовка рекомендаций по сейсмическому, геотехническому и геодинамическому мониторингу природной среды в процессе строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации АС.

6. Контроль стабильности состояния и свойств геологической среды в период строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации АС.

6.1. Контроль сейсмического режима района размещения АС.

6.2. Контроль состояния физических свойств грунтов и гидрогеологических условий в основании сооружений АС.

6.3. Контроль состояния геодинамических условий площадки АС.

6.4. Разработка рекомендаций по учету изменения состояния и свойств геологической среды.

IV. Состав исследований

1. ОСР.

1.1. Предварительное определение сейсмичности района для уровня МРЗ по карте ОСР-97-D и сейсмичности района для уровня ПЗ по карте ОСР-97-В.

П р и м е ч а н и е. Расчет сейсмической опасности территории Российской Федерации производился по сетке с шагом 2525 км² , точность проведения изолиний соизмерима с этой величиной. Отсюда оценка сейсмической опасности всех населенных пунктов, расположенных на расстоянии до 30 км от границ между зонами балльности, должна уточняться тем или иным способом (УОСР, СМР и т.п.) либо они должны быть отнесены к более сейсмоопасной зоне.

1.2. Обобщение и анализ обосновывающих материалов общего сейсмического районирования (ОСР-97) – комплект карт и объяснительная записка к ним и их использование для определения параметров ПЗ и МРЗ от удаленных очагов землетрясений.

2. УОСР района.

2.1. Анализ фондовых материалов по геологическому строению, новейшей тектонике, геофизическим полям, сейсмичности, рельефу района размещения (карты масштаба 1:1 000 000, 1:500 000, 1:200 000).

2.2. Составление структурно-тектонических карт, отражающих дискретно-иерархическую блоковую модель земной коры региона и района размещения АС.

2.3. Рекогносцировка на местности с целью привязки данных геологии, геоморфологии, геофизики, сейсмологии, сведений о грунтах к конкретным условиям.

2.4. Дополнительное дешифрирование аэрофото- и космоснимков, полевые геолого-геоморфологические работы и морфометрический анализ территории с целью уточнения материалов и структурно-тектонических карт, в первую очередь по новейшей, четвертичной и современной тектонике, сейсмодислокациям и быстрым геологическим асейсмичным процессам.

2.5. Составление карты геолого-тектонических критериев сейсмичности.

2.6. Сейсмологические исследования:

• уточнение сводного каталога исторических и инструментально зарегистрированных землетрясений;

• построение карты эпицентров землетрясений;

• составление схем и разрезов очагов наблюдавшихся сильных землетрясений;

• уточнение региональных и локальных законов спадания балльности вкрест и вдоль сейсмогенных структур, а также по площади, составление карты областей различного спадания интенсивности;

• составление для района размещения АС схемы зон ВОЗ и определение их средних параметров и стандартных отклонений;

• определение исходных параметров ПЗ и МРЗ для различных типов очагов землетрясений для средних грунтов.

3. Уточнение геодинамических и сейсмотектонических условий площадки АС.

3.1. Анализ имеющихся данных:

• топографических планов, геофизических, геодинамических, гидрогеологических и инженерно-геологических карт масштаба 1:50 000 - 1:10 000 и мельче;

• сводных геолого-литологических разрезов;

• сведений о физико-механических свойствах пород и грунтов.

3.2. Составление разномасштабных дискретно-иерархических блоковых моделей земной коры.

3.3. Проведение дополнительных геолого-геофизических исследований для уточнения параметров неоднородностей и разрывных нарушений и оконтуривания целиковых блоков земной коры, не нарушенных активными разломами.

3.4. Уточнение распределения на территории площадки АС скорости распространения сейсмических волн до глубины 100 м, а также положения кровли кристаллического фундамента и нарушений в фундаменте в районе размещения АС.

3.5. Сейсмологические исследования, в том числе:

• выделение участка распространения средних грунтов;

• инструментальная регистрация микроземлетрясений;

• изучение спектрального состава колебаний при землетрясениях, определение спектральной характеристики грунтов;

• уточнение параметров и положения локальных очаговых зон, исходных параметров ПЗ и МРЗ для средних грунтов;

• определение обобщенных спектров реакции грунтов заданной вероятности непревышения и исходного набора аналоговых и (или) синтезированных акселерограмм ПЗ и МРЗ для эталонного и (или) среднего грунтов. При подборе аналоговых акселерограмм следует учитывать, что акселерограмма землетрясения должна быть получена на дневной поверхности в стороне от зданий и сооружений, а также в шурфе глубиной до 1 м или на фундаменте невысокого здания (до четырех этажей) без подвала.

4. СМР.

4.1. СМР альтернативных площадок АС методом инженерно-геологических аналогий.

4.2. Инструментальное СМР приоритетной площадки АС методами:

• сейсмических жесткостей;

• регистрации колебаний при микросейсмах и колебаний, возбужденных землетрясениями, взрывами и невзрывными источниками.

4.3. Построение карт сейсмического микрорайонирования и составление пояснительных записок к ним.

4.4. Корректировка набора расчетных акселерограмм с учетом СМР.

V. Состав отчетной документации

1. Требования к материалам инженерных изысканий и исследований.

1.1. Описание:

• новейшей тектоники, сейсмотектоники, сейсмичности региона и района;

• рельефа, геоморфологии, тектонического строения, гидрогеологии и сейсмичности площадки АС;

• состава, состояния и свойств грунтов и массивов пород в основании зданий и сооружений;

• опасных геологических процессов и явлений.

1.2. Отображение:

• на картах новейшей тектоники, сейсмотектоники, сейсмичности региона и района;

• на картах инженерно-геологического районирования и сейсмического микрорайонирования площадки АС;

• на картах гидрогеологических условий;

• на инженерно-геологических и геосейсмических разрезах до глубины порядка 100 м.

1.3. На инженерно-геологических и геосейсмических разрезах следует:

• выделить и описать в пояснительной записке все слои (инженерно-геологические элементы), которые могут оказать влияние на несущую способность оснований зданий и сооружений;

• привести нормативные характеристики и физико-механические свойства грунтов в естественном и водонасыщенном состояниях, для многолетнемерзлых грунтов – в естественном и талом состояниях;

• особо оговорить наличие в разрезах линз и прослоев слабых, динамически неустойчивых грунтов.

1.4. На картах инженерно-геологического районирования площадки АС выделить и описать участки возможных оседаний поверхности, разжижения грунтов и снижения несущей способности оснований под воздействием неблагоприятных факторов (подтопления, осушения, изменения влажности, замерзания и растепления грунтов), а также их сочетаний с воздействиями землетрясений и сейсмики взрывов, статических и динамических нагрузок.

1.5. На гидрогеологических картах для двух-трех водоносных горизонтов от поверхности земли показать глубину уровня подземных (грунтовых) вод и сезонные вариации уровня, направления и скорости потока, коэффициенты фильтрации в различных слоях и других инженерно-геологических элементах.

1.6. При размещении здания и сооружения на скальном основании на картах и разрезах показать ослабленные зоны (зоны повышенной трещиноватости, зоны тектонических нарушений) в массиве и дать сведения о состоянии и свойствах пород в этих зонах и ненарушенных блоках массива.

1.7. В табличной форме привести характеристики грунтов для расчета несущей способности и деформаций оснований, параметров сейсмических воздействий и оценки возможных негативных проявлений опасных геологических процессов (карст, суффозия, оползни и др.) с учетом возможных геотехногенных изменений свойств грунтов (например, растепления мерзлых грунтов).

1.8. Дать оценку возможных кренов и смещений (оседаний, поднятий, горизонтальных подвижек) за весь период эксплуатации АС.

2. Отчет об оценке сейсмичности площадки АС должен содержать:

• сводный каталог землетрясений района;

• карту-схему зон ВОЗ района масштаба 1:500 000;

• схему геодинамических и сейсмотектонических условий размещения площадки масштаба 1:50 000;

• карту СМР площадки масштаба 1:5000 с указанием участков, где не разрешается строительство зданий и сооружений, важных для безопасности АС;

• характеристику среднего и (или) эталонного грунтов и параметры ПЗ и МРЗ для эталонного грунта и конкретных условий площадки;

• максимальные значения ускорений свободной поверхности грунта 50%-ной вероятности непревышения;

• обобщенные спектры реакции 84-ной вероятности непревышения и соответствующий им набор расчетных акселерограмм для конкретных грунтовых условий для уровня ПЗ и МРЗ.

3. Сейсмический, геодинамический и геотехнический мониторинг устойчивости состояния и свойств геологической среды во времени.

3.1. Обобщение и анализ геодинамических, сейсмологических, гидрогеологических и геотехнических изысканий и исследований в период изысканий к технико-экономическому обоснованию и проекту для определения:

• фоновых параметров природной среды (параметры среды, установленные на момент начала эксплуатации объекта);

• необходимой и достаточной плотности сети сейсмических и геофизических станций;

• оптимального по уровню фона помех места расположения сейсмических и геофизических станций, параметрических скважин и реперов;

• частоты опроса аппаратуры (периодичности измерения параметров среды).

3.2. Разработка программы мониторинговых (режимных) наблюдений стабильности состояния и свойств геологической среды.

3.3. Организация и проведение наблюдений по программе сейсмического, геодинамического и геотехнического мониторингов стабильности состояния и свойств геологической среды в период строительства и эксплуатации АС.

3.4. Получение рядов значений контролируемых параметров природной среды и контроль их стабильности во времени.

3.5. Накопление временных рядов измерений параметров в режиме непрерывного контроля стабильности природной среды в районе размещения АС и на площадке АС в период строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации АС.

4. Составление сводного отчета, в который входят:

• сейсмичность района по картам ОСР, характеристика удаленных сейсмотектонических провинций и зон ВОЗ, пояснительная записка к ним, включающая сейсмичность площадки ПЗ и МРЗ от удаленных зон ВОЗ;

• карта-схе­ма УОСР района размещения АС, включающая зо­ны ВОЗ и их параметры – зо­ны воз­мож­но­го воз­ник­но­ве­ния пер­вич­ных и вто­рич­ных ос­та­точ­ных де­фор­ма­ций грун­та, и пояснительная записка к карте-схеме УОСР, включающая ха­рак­те­ри­стику спадания балль­но­сти с уда­ле­ни­ем от оча­го­вых зон и параметры ПЗ и МРЗ для средних грун­тов;

• карты-схемы геодинамических зон, активных разломов и пояснительная записка к ним, содержащая результаты определения параметров ПЗ и МРЗ с учетом локальных зон ВОЗ;

• карты-схемы СМР площадки АС для естественных и техногенно измененных условий и пояснительная записка к ним, вклю­чаю­щая зо­ны при­ра­ще­ния балль­но­сти, параметры ПЗ и МРЗ, ре­зо­нанс­ные пе­рио­ды ко­ле­ба­ний грун­тов пло­щад­ки, ско­ро­ст­ные раз­ре­зы, ре­зуль­та­ты рас­че­тов спектральных ха­рак­те­ри­стик ко­ле­ба­ний мно­го­слой­ной сре­ды на пло­щад­ке, описание уча­ст­ков воз­мож­ного проявления вто­рич­ных ос­та­точ­ных де­фор­ма­ций грун­тов;

• параметры ПЗ и МРЗ – максимальные значения ускорений свободной поверхности грунта 50%-ной вероятности непревышения и спектры ответа грунта 84%-ной вероятности непревышения для различных логарифмических декрементов колебаний 1,26 (20%), 0,63 (10%), 0,44 (7%), 0,31 (5%), 0,25 (4%), 0,12 (2%), 0,03 (0,5%) и соответствующие им синтезированные акселерограммы в цифровом и графическом виде и пояснительная записка к ним;

• оценка динамической устойчивости грунтов площадки при землетрясениях до МРЗ включительно.

5. Согласование результатов УОСР района и СМР площадки в установленном порядке.

Приложение 3

(рекомендуемое)

СТАНДАРТНЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

1. Стандартные сейсмические воздействия рекомендуется использовать для проведения предварительных расчетов сейсмостойкости АС на стадии обоснования инвестиций в условиях неполной геолого-геофизической, геодинамической и сейсмологической информации.

2. Стандартные сейсмические воздействия включают:

• сейсмичность площадки (в баллах);

• максимальные ускорения грунта;

• спектр коэффициентов динамичности при различных логарифмических декрементах колебаний ;

• набор синтезированных акселерограмм грунта.

3. Сейсмичность района размещения АС J_р (в баллах) определяется для средних грунтов по картам ОСР-97-В (ПЗ) и ОСР-97-D (МРЗ).

4. Сейсмичность площадки J_пл =J_р  J (балл) определяется с учетом сейсмичности района J_р и приращения сейсмичности J, задаваемого в зависимости от категории грунтов по сейсмическим свойствам согласно приложению 1.

5. В качестве максимального ускорения грунта для заданной сейсмичности площадки принимается ускорение, соответствующее вероятности непревышения, равной 50%. Значения максимального ускорения грунта в зависимости от сейсмичности площадки АС приведены в табл. П.3.1.

Таблица П.3.1

Максимальное ускорение грунта в зависимости от

сейсмичности площадки АС

П р и м е ч а н и е. Максимальные ускорения грунта в обоих горизонтальных направлениях следует принимать одинаковыми: а_X = а_Y = а₀. Максимальное ускорение грунта в вертикальном направлении: а_z = 2/3а₀.

6. Спектр коэффициентов динамичности  для данного значения логарифмического декремента колебаний  определяется как: (Т, ) = а_84%(Т, )/а_{0 ,} где а _84%(Т,) – стандартный спектр ответа грунта, соответствующий 84%-ной вероятности непревышения. Спектры коэффициента динамичности  для ПЗ и МРЗ показаны на рис. П.3.1 и приведены в табл. П.3.2.

7. Набор синтезированных акселерограмм строится с учетом максимального ускорения грунта а₀ и спектров коэффициентов динамичности  по специальным методикам, утвержденным в установленном порядке.

П р и м е ч а н и е. Ординаты спектра реакции синтезированной акселерограммы не должны отклоняться от ординат стандартного спектра более чем на 10%.

Рис. П.3.1. Спектры коэффициентов динамичности для

различных логарифмических декрементов колебаний 

Таблица П.3.2

Ординаты спектров коэффициентов динамичности 

стандартного спектра ответа (ускорений) при 84%-ной

вероятности непревышения для различных

логарифмических декрементов колебаний 

П р и м е ч а н и е. Ординаты спектров коэффициентов динамичности при периодах колебаний соответствуют точкам перелома спектральных кривых.

Приложение 4

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ РАСЧЕТЕ

ЛИНЕЙНО-СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ

1. В элементах строительных конструкций усилия от расчетных нагрузок должны определяться в зависимости от усилий, соответствующих различным направлениям сейсмического воздействия, по формулам, приведенным в табл. П.4.1.

Таблица П.4.1

Расчетные усилия в элементах строительных конструкций

П р и м е ч а н и я.

NX	–	усилие в элементе от сейсмического воздействия в направлении оси X (горизонтальном);
NY	–	усилие в элементе от сейсмического воздействия в направлении оси Y (горизонтальном);
NZ	–	усилие в элементе от сейсмического воздействия в направлении оси Z (вертикальном).

2. При расчете линейно-спектральным методом расчетное усилие в элементе от сейсмического воздействия в j-м направлении должно определяться путем среднеквадратичного суммирования по формам колебаний как:

, (4.1)

где N_ji, N_jjl, N_jm – усилие в данном элементе, соответствующее i-й (l-й, m-й) форме колебаний здания (сооружения) от сейсмического воздействия в j-м направлении;

n_j - число учитываемых форм колебаний при расчете на сейсмическое воздействие в j-м направлении.

Если периоды некоторых из учитываемых форм собственных колебаний различаются не более чем на 10%, то следует учитывать возможность совпадения максимумов соответствующих усилий по времени.

Усилия N_ji должны определяться от сейсмических нагрузок S_jik, прикладываемых в узлах концентрации масс модели в j-м направлении. Величины нагрузок S_jik необходимо определять в соответствии с рекомендациями п.3.

3. Рас­чет­ное зна­че­ние сейс­ми­че­ской на­груз­ки в k-м узле концентрации масс при колебаниях по i-й форме должно оп­ре­де­ляться по фор­му­ле:

(4.2)

где – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий осо­бые ус­ло­вия экс­плуа­та­ции АС (при­ни­ма­ет­ся по п. 4);

hh_ik – коэффициент формы, определяемый согласно строительным нормам и правилам;

m_k – сосредоточенная масса k-го узла модели;

– коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний, определяемый в со­от­вет­ст­вии с п. 5;

– максимальное ускорение грунта в j-м направлении (в одном из горизонтальных направлений x или y, или в вертикальном направлении z), определяемое в со­от­вет­ст­вии с п. 6.

4. Коэффициент для конструкций, в которых по условиям безопасности АС не допускается развитие неупругих деформаций, следует принимать равным 1. Для прочих конструкций ко­эф­фи­ци­ент допускается принимать менее 1, но не менее значений, приведенных в табл. П.4.2. Допустимый уровень неупругих деформаций для конструкций I и II категорий сейсмостойкости должен быть обоснован в проекте.

Таблица П.4.2

Минимально допустимые значения коэффициента

П р и м е ч а н и е. Для конструкций II категории сейсмостойкости, не предназначенных для хранения радиоактивных продуктов и сред, допускается принимать , равным 0,3.

5. Значение должно определяться по спектру коэффициента динамичности , соответствующему принятому значению логарифмического декремента колебаний , при T = T_i. Спектры коэффициента динамичности следует принимать на основе результатов изысканий с учетом конкретных сейсмотектонических условий площадки АС. На стадии обоснования инвестиций допускается использовать спектры коэффициента динамичности стандартного спектра ответа (ускорений) по приложению 3.

6. Значение должно приниматься на основе результатов изысканий с учетом конкретных сейсмотектонических условий площадки АС. На стадии обоснования инвестиций допускается использовать рекомендации приложения 3.

7. Для зда­ний и со­ору­же­ний I ка­те­го­рии сейс­мо­стой­ко­сти при определении hh_ik и T_i рекомендуется учи­ты­вать про­стран­ст­вен­ный ха­рак­тер ра­бо­ты кон­ст­рук­ций.

8. При рас­че­те на проч­ность и ус­той­чи­вость эле­мен­тов кон­ст­рук­ций, по­ми­мо ко­эф­фи­ци­ен­тов ус­ло­вий ра­бо­ты, при­ни­мае­мых согласно строительным нормам и правилам, вво­дит­ся до­пол­ни­тель­но ко­эф­фи­ци­ент ус­ло­вий ра­бо­ты m_кр, учи­ты­ваю­щий крат­ко­вре­мен­ность сейс­ми­че­ско­го воз­дей­ст­вия и оп­ре­де­ляе­мый согласно строительным нормам и правилам без уче­та коэффициентов, зависящих от повторяемости землетрясений.