СП СП 292.1325800.2017 Здания и сооружения в цунамиопасных районах. Правила проектирования

Приложение Б

Районирование участка побережья Камчатки
и ряда Курильских островов по периоду волны цунами​

​

Для побережий Черного и Каспийского морей период волны цунами следует принимать Т=10 мин.

Приложение В

Усовершенствованная шкала опасности/интенсивности цунами​

Таблица В.1​

Усовершенствованная шкала опасности/интенсивности цунами

​

Таблица В.2​

Категории уязвимости зданий и сооружений при экстремальных воздействиях


Приложение Г

Параметры волн в прибрежной зоне
​

Высоту волны цунами h, м, на изобате d, м, следует определять с помощью графика на рисунке Г.1
​

​

Параметр ld/λ определяют по формуле

ld/λ = ld/30√(gd)·T, (Г.1)​

где ld - расстояние от уреза воды до изобаты d;

λ - длина волны;
Т - период волны.​

Понижение уровня воды от расчетного при откате волны hₜ, м, следует определять с помощью графика на рисунке Г.2.

​

Максимальную высоту волны hₘₐₓ, м, на урезе следует определять с помощью графика на рисунке Г.3.

​

Параметр St (Число Струхаля) следует определять по формуле

St = 0,25(h/d)(1 + h/d)(ld/λ)². (Г.2)​

 

Приложение Д

Параметры волн на акватории бухты для оценочных расчетов​

Параметры волн на огражденной акватории с переменной глубиной и сложным контуром береговой линии определяются по специальным программам, алгоритмы которых основаны на линейных и нелинейных моделях мелкой воды. Описание особенностей наката цунами на сложный берег и воздействия на сооружения требуют использования программ расчета трехмерной гидродинамики со свободной поверхностью.

При длине подходящей волны λ, значительно превышающей протяженность акватории l(λ > 4l), имеет место наполнение акватории подходящими волнами. Для оценочных расчетов возвышение поверхности воды η, м, на огражденной акватории допускается определять по формуле

η = (h₀/2)(1 + kот), (Д.1)​

где h₀ - высота исходной волны перед выходом на акваторию, м;

kот - коэффициент отражения, определяемый по графикам на рисунке Д.1 в зависимости от относительной высоты волны h₀/d и заложения откоса m = ctgφ;
d - глубина воды в рассматриваемой точке, м;
φ - угол между горизонтальной плоскостью и откосом, град.​

При длине волны λ ≤ 4l имеет место дифракция волн на акватории. Для оценочных расчетов высоту волны h на акватории допускается определять, заменив реальные очертания акватории схематическими применительно к рисунку Д.2, где обозначены размеры акваторий - В₀, В, l, параметры волны - h₀, h, λ и глубина воды - d₀, d. Индекс "0" относит величину к исходному створу на входе в акваторию.

​

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 а):

h = h₀∜(d₀/d)·√(B₀/B) при d ≥ 2h, (Д.2)

h = h₀√(d/d₀) при d < 2h. (Д.3)​

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 б):

h = h₀[2/(1 + B/B₀)] при B/λ₀ ≤ 0,05(1 + B/B₀)/(1 - B/B₀), (Д.4)

h = h₀[1 - 0,05/(B/λ₀)] при B/λ₀ > 0,05(1 + B/B₀)/(1 - B/B₀). (Д.5)​

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 в):

h = h₀√((B/B₀ + ∜(B/B₀)tgα/(8B₀/λ₀))⁻¹) при 0,25tgα ≤ B₀/λ₀ ≤ 2. (Д.6)​

При B₀/λ₀ > 2 высота волны определяется по формуле (Д.5), в которой принимается B₀/λ₀ = 2.

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 г):

h = 2h₀∜(d₀/d(1 + X/B)), (Д.7)​

где X - расстояние между исходной и рассматриваемой точками, м, с глубинами d₀ и d соответственно;

В - ширина канала, м.​

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 д):

h = 2h₀(1 + B/l)∜(d₀/d), B ≤ l. (Д.8)​

Для схемы, приведенной на рисунке Д.2 е):

h = 2h₀(1 + B/l)(B₀/b)∜(d₀/d), B ≤ l. (Д.9)​

При длине подходящей волны λ, близкой к размерам акватории, происходит усиление волны в связи с резонансными явлениями. Для оценочных расчетов допускается реальный контур акватории заменять схематическим (рисунок Д.3) и период собственных колебаний воды в акватории ТR, с, определять по следующим формулам:

​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 а):

TR = 2π/kR√gd, (Д.10)​

где kR - резонансное волновое число, определяемое по графикам на рисунках Д.4, Д.5 для заданных геометрических параметров акватории В/2s и 2s/l;​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 б):

TR = (2/√gd)[(i/2s)² + (j/l)²]⁻⁰·⁵, (Д.11)​

где i, j - число узлов колебаний в направлениях продольной и поперечной осей акватории соответственно; расчетными являются сочетания i=1, j=2; i=2, j=2 и i=2, j=1;​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 в):
  • при i=1 и i=2

TR = k₃[l / i√gd]; (Д.12)​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 г):
  • при i=1 и i=2

TR = k₃[2l / (2i - 1)√gd]; (Д.13)​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 д):
  • при i=1 и i=2

TR = (l/i√gd)[1 + b/l(2i - l)]k₃. (Д.14)​

Значение коэффициента k₃ в формулах (Д.12)-(Д.14) следует принимать по таблице Д.1, используя линейную интерполяцию;​

Таблица Д.1​

Значения коэффициента k₃
​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 е), и первых трех форм колебаний:
  • при n=0

TR1 = 1,64(R/√gd), TR2 = 0,90(R/√gd), TR3 = 0,62(R/√gd); (Д.15)​

• при n=1

​

TR1 = 3,41(R₀/√gd), TR2 = 1,18(R₀/√gd), TR3 = 0,74(R₀/√gd), (Д.16)​

где R₀ - радиус круглой акватории, м;​

• для схемы, приведенной на рисунке Д.3 ж):

TR = (2πρ/√gd)[(5 + 2a₂²/a₁²)/(18 + 6a₂²/a₁²)]⁰·⁵, (Д.17)​

где a₁ и a₂ - большая и малая полуоси соответственно, м.​

Среднюю высоту волновых колебаний h̄R, м, на указанных типах акваторий (рисунок Д.3) при уклонах берега i ≥ 1/5 необходимо определять по формуле

h̄R = RRh. (Д.18)


​

 

Приложение Е

Требования к физическому моделированию цунами
​

Для проведения экспериментов в лабораторных условиях устанавливают критерии механического подобия, выбирают масштаб моделирования, строят физическую модель, подготовляют измерительную аппаратуру, определяют состав экспериментов.

Для пересчета лабораторных данных на натуру требуется выполнение геометрического, кинематического и динамического подобий. В исследованиях распространения и воздействия на преграды цунами силы тяжести и инерции являются преобладающими. Поэтому определяющим критерием подобия является критерий подобия Фруда

Fr = V/√gl = idem, (Е.1)​

где V - скорость частиц жидкости в сходственных точках;

l - характерный линейный размер;
g - ускорение силы тяжести.​

Для модели и натуры следует соблюдать равенства

FrM = FrH = VM/√glM = VH/√glH. (Е.2)​

Для масштаба моделирования, равного 1:α (α - масштабное число), пересчет модельных данных на натуру проводится умножением модельного значения измеряемого параметра на α в соответствующей степени:

• линейный масштаб - α;
• время - α¹⁄²;
• линейная скорость - α¹⁄²;
• давление - α;
• сила - α³;
• момент инерции - α⁵.

Масштаб моделирования определяется техническими возможностями создавать волны заданных параметров, область изменения которых перекрывала бы заданные расчетные значения.

Приложение Ж

Повреждаемость и эксплуатационное состояние зданий​

Таблица Ж.1​

Степени повреждения строительных сооружений

​

Таблица Ж.2​

Модифицированная шкала эксплуатационной
пригодности сооружений


Приложение И

Шкала бедствий​

И.1 Введение

До тех пор пока исходные и конечные (целевые) показатели риска отсутствуют, любые намерения уменьшить риск или любые попытки повысить безопасность не имеют никакого смысла, а финансовые вложения и другие усилия в этих целях безосновательны и не могут быть эффективными.

Чтобы оценивать, сравнивать и уменьшать бедствия, надо уметь эти бедствия измерять. Для этого в 1989 г. была разработана шкала бедствий DIMAK.

И.2 Общая часть

За единицы измерения в шкале DIMAK приняты один "фэйт" (англ. fate) и один "лосс" (англ. loss), которые являются мерой любого бедствия и определяют размеры социальных потерь и материального ущерба соответственно. Количество погибших (безвозвратные потери) K, количество раненых (санитарные потери) I и размер финансовых потерь w, млн долларов США, - основные исходные параметры шкалы DIMAK. При определении размера бедствий не оценивается размер косвенного экономического ущерба. В соответствии с выбранным масштабом в шкале DIMAK возможна конвертация (преобразование) социальных потерь в материальный ущерб. При этом один раненый человек оценен в 10000 долларов США, а один убитый - 330000 долларов США, что соответствует принятым в шкале страховым оценкам. Тогда размер любого бедствия в денежном выражении, млн долларов США, можно представить следующим образом:

W = 0,33K + w. (И.1)​

Чтобы было более удобно оперировать с размером социальных потерь, можно, учитывая вышеуказанные стоимости безвозвратных и санитарных потерь, использовать условное приведенное количество жертв:

K₁ = K + 0,03I. (И.2)​

И.3 Показатели бедствия

И.3.1 В шкале DIMAK используют показатели бедствия, указанные в И.3.2-И.3.4.

И.3.2 Магнитуда бедствия

Величина (магнитуда) бедствия может изображаться как в векторной форме:

Md = (lg K₁; lg 3w), (И.3)​

так и в скалярной:

Md = √([lg(K + 0,03I)]² + (lg 3w)²). (И.4)​

Таким образом, магнитуда бедствия измеряется длиной луча/вектора ON, где О - нулевая точка (начало ортогональных координат), а N - точка бедствия, параметры которой в этих координатах соответствуют членам правой части равенства (И.3). Луч ON называют вектором бедствия.

В шкале DIMAK принимается, что социальные ущербы откладываются по оси ординат, а экономические - по оси абсцисс.

И.3.3 Индекс относительной социальной уязвимости

Индекс относительной социальной уязвимости при бедствии рᵥ зависит от угла α между вектором бедствия и осью абсцисс и определяется по формуле

рᵥ = tg α = lg K₁ / lg 3w. (И.5)​

Если рᵥ = ∞, бедствие называется "полностью социальным".

Если рᵥ = 0, бедствие называется "чисто экономическим".

В шкале DIMAK принято считать бедствия со значением индекса относительной социальной уязвимости рᵥ:

• рᵥ < 0,25 - абсолютно приемлемыми для всех стран;
• рᵥ < 0, 5 - допустимыми для развитых стран;
• рᵥ < 0,75 - допустимыми для развивающихся стран;
• рᵥ > 1 - абсолютно недопустимыми.

И.3.4 Показатель устойчивости к бедствию

Показатель устойчивости к бедствию dₘ - экономическая характеристика, показывающая возможность той или иной пострадавшей территории (объекта, провинции, штата, государства, региона) противостоять бедствию и ликвидировать его собственными силами.

В шкале DIMAK за показатель устойчивости к бедствию dₘ принимается:

dₘ = W/ВВП, (И.6)​

где W - размер бедствия в денежном выражении;

ВВП - валовой продукт, производимый на рассматриваемой территории.​

Показатель устойчивости к бедствию используется для характеристики восстанавливаемости пострадавшей от бедствия территории. Относительный уровень экономического потенциала территории с точки зрения способности ее к восстановлению описывается в терминах относительного масштаба происшедшего бедствия, а именно: объектового, муниципального/городского, территориального (префектура, кантон, провинция, штат), национального, регионального и глобального масштаба. Критерием отнесения бедствия к тому или иному масштабу (относительности его величины) являются выбор/назначение такого масштаба, при котором индекс устойчивости к бедствию dₘ будет иметь значение около 10.

Примеры оценки бедствий, включающие характеристику его относительности (масштаб), приведены в пункте И.3.3.

И.4 Показатели бедствия

И.4.1 Шкала DIMAK позволяет использовать количественные или качественные показатели бедствия.

И.4.2 Количественные характеристики

Бедствия классифицируются по шести степеням в нарастающем порядке от 0 до 5.

И.4.3 Качественные характеристики

Бедствия классифицируются качественно путем использования указанных ниже терминов: "нет бедствия"; "незначительное бедствие"; "бедствие"; "большое бедствие"; "жестокое бедствие"; "катастрофа".

 

Приложение К

Паспортная карта берегового строительного
сооружения в цунамиопасном районе​

0 Общие данные
0.0 Идентификационный номер строительного сооружения: 7/N субъекта Российской Федерации/код города/локальный N/индекс строительного сооружения.
0.1 Населенный пункт, субъект Российской Федерации.
0.2 Адрес: улица, N дома (комплекс, цех и т.п.).
03 Номер планшета карт, отметка пола первого этажа в принятой системе координат.
0.4:
а) Максимальная глубина потока цунами у здания (указать два значения - для минимальной и максимальной планировочной отметки земли) _________________
б) Зона сейсмичности по карте А общего сейсмического районирования территории Российской Федерации, баллы __________________
0.5 Классификация ЦОТ:

• цунамиопасность населенного пункта по высоте нормативного заплеска, м, в принятой системе координат:
  h₅₀ = _________________, h₁₀₀ = __________________, h₅₀;₀,₁ = ________________
  интенсивность ожидаемого цунами, баллы (в скобках - качественная характеристика):
  II (слабое) III (умеренное) IV (сильное) V (очень сильное) VI (катастрофическое);
• период волны цунами Т= _______ мин;
• частота повторяемости сильных цунами в регионе f = ________ год⁻¹;
• дополнительные резонансные характеристики (описать) ________________________________;
• количество и плотность населения на ЦОТ _______________________________________;
• рельеф и другие характеристики/возможности эвакуации населения с указанием степени эвакуируемости ЦОТ (легко, трудно или неэвакуируемый) ________________________________;
• цунамизащищенность ЦОТ рифами, лесопосадками и т.п. ______________________________________.

0.6 Владелец, форма собственности.
0.7 Первичная причина паспортизации - регистрация при купле-продаже, реконструкции, расширении, модернизации, до/после усиления, изменения назначения, обследование в процессе мониторинга и т.д.

1 Строительное сооружение
1.1 Тип/наименование строительного сооружения: полное наименование и назначение, показатель величины, мощности объекта (число жильцов, квартир, рабочих мест, коек, учащихся, производительность, количество рабочих в смену и т.п.).

• Номера корпусов объекта (план расположения сооружения прилагается).

1.1.1 Индивидуальный проект или N типового проекта, год разработки индивидуального или типового проекта, проектная организация (в т.ч. при строительстве, реконструкции, расширении, изменении назначения, восстановлении и усилении), год окончания проектирования, N заказа, шифр.
1.1.2 Строительно-монтажная организация, год строительства (ввода в эксплуатацию).
1.1.3 Класс капитальности/уровень ответственности/степень надежности.
1.1.4 Категория надежности технологического процесса.
1.1.5 Остаточный срок эксплуатации сооружения:

• по проекту;
• по остаточному ресурсу;
• по заданию владельца, заказчика.

1.1.6 Отнесение здания к объектам жизнеобеспечения, к критическим, стратегическим, потенциально опасным объектам.
1.1.7 Назначение здания в ЧС.
Дополнительные сведения о характеристиках и (или) степени опасности объекта и т.п. (химически опасные, пожароопасные, пожаровзрывоопасные и т.п.).
1.2 Конструктивная схема (дать подробное описание).
1.2.1 Несущие конструкции.
1.2.2 Фундаментные конструкции.
1.2.3 Второстепенные (неконструктивные) элементы.
1.2.4 Основной материал несущих и ограждающих конструкций.
1.2.5 Наличие эксплуатируемой крыши, чердака, их доступность для людей изнутри.
1.2.6 Наличие специальных защитных технических/технологических решений (изоляторы, демпферы, динамические гасители и т.п. - подробно описать).
1.3 Уровень эксплуатационного состояния - интенсивность использования здания - ч/сут, чел./сут и др.:

• по проекту;
• по заданию владельца, заказчика.

1.4 Конструктивная схема и характеристики эксплуатационной надежности и безопасности сооружения
1.4.1 Класс конструктивной цунамиуязвимости*.
1.4.2 Класс конструктивной сейсмической уязвимости*.
________________
* В соответствии с приложением В настоящего свода правил.

1.5 Технико-экономические показатели
1.5.1 Общие размеры сооружения (L×B×H) в осях, количество отсеков, разделенных антисейсмическими и (или) осадочными швами, их размеры.
1.5.2 Этажность, высота этажа.
1.5.3 Строительный объем.
1.5.4 Общая площадь.
1.5.5 Наличие и характеристика подземной части (этажи, подвал, подполье, под всем зданием, частично в осях..., вне здания и т.п.).
1.5.6 Максимальное число одновременно находящихся в здании людей, объем ценных грузов.
1.5.7 Первоначальная балансовая стоимость (тыс. руб.), в т.ч. оборудования.
1.5.8 Балансовая стоимость (тыс. руб.) на _____ г., в т.ч. оборудования.
1.5.9 Наличие страхования и страховая оценка (тыс. руб.).
1.6 Особенности сооружения
1.6.1 Асимметрия:

а) геометрическая;
б) физическая.​

1.6.2 Асимметрия по высоте:

а) геометрическая;
б) физическая (встроенные залы, гибкие этажи).​

1.6.3 Конструктивная нерегулярность.
1.6.4 Приготовление пищи: электричество или газ.
1.6.5 Характеристики проницаемости, %, на уровне первого этажа.
1.6.6 Характеристики обтекаемости сооружения с учетом формы и строительного материала.
1.7 Регистрационный N.
1.8 Качество строительного сооружения
1.8.1 Качество проектирования.
1.8.2 Качество строительства.
1.8.3 Качество эксплуатации.

2 Площадка строительства
2.1 Общая характеристика
2.1.1 Ровное место, склон, низина, возвышение (превышение отметки пола первого этажа над уровнем моря, расстояние от уреза воды).
2.1.2 Угол и азимут падения кровли коренных пород (по материалам изысканий).
2.1.3 Решение по посадке и вертикальной планировке (на насыпи, срезке и т.д.) в проекте и натуре.
2.1.4 Наличие близкорасположенных сооружений и подпорных стенок (указать расстояние).
2.2 Уровень грунтовых вод, сведения о колебаниях уровня грунтовых вод, о наличии верховодки и организации поверхностного стока и ливневой канализации.
2.3 Наличие водозащитных мероприятий (водопонижение, дренажи, канавы и т.д.) в проекте и натуре.
2.4 Категория грунта по сейсмическим свойствам:

I, II, III, IV по таблице 1 СП 14.13330.​

2.5 Расчетная сейсмичность площадки:

а) по таблице СП 14.13330;
б) по карте сейсмического микрорайонирования.​

2.6 Особенности площадки строительства
2.6.1 Наличие или близость техногенных разломов.
2.6.2 Наличие тиксотропных грунтов
2.6.3 Наличие опасных грунтовых процессов (просадочные грунты, карст, оползни вечномерзлые грунты, сильнопучинистые грунты, илистые, заторфованные грунты и т.п.).
2.6.4 Другие особенности площадки, связанные с возможностью эрозии, суффозии, размыва/вымыва грунта из основания фундаментов сооружений при воздействии цунами.

3 Дополнительные факторы
3.0 В настоящем разделе приводятся качественные и количественные критерии надежности и безопасности строительного сооружения, полученные на основании проектных и технических материалов, визуального осмотра сооружения, технического обследования, тестов и испытаний, расчетно-аналитических исследований и моделирования. При этом указывают использованные в анализе базовые объекты для анализа безопасности и объекты-аналоги.
В результате указывают:

• ожидаемые при воздействии цунами повреждения здания (описание и степень повреждения (таблица Ж.1);
• ожидаемое эксплуатационное состояния здания (таблица Ж.2).

3.1 Опыт воздействия цунами на рассматриваемое или аналогичное здание по результатам инженерного обследования последствий повреждающих и разрушительных цунами.
3.2 Эффективность усиления зданий рассматриваемой/аналогичной конструктивной схемы после повреждения их цунами.
3.3 Эффективность применения специальных способов цунамизащиты рассматриваемого здания (анкеровка в грунте, усиление/закрепление грунтов, повышение цунамиустойчивости здания, улучшение проницаемости и обтекаемости здания на нижних этажах, использование специального демпфирования ударных воздействий волн цунами, общие локальные заградительные мероприятия).
3.4 Идентификационный номер соответствующего базового объекта для анализа безопасности.
3.5 Индекс объекта-аналога.

4 Заключение
4.1 Здание соответствует или не соответствует требованиям надежности или безопасности при воздействии цунами по следующим критериям:
4.1.1 По уровню допустимого риска, связанного с гибелью и здоровьем людей от непосредственного воздействия цунами.
4.1.2 То же, с учетом вторичных вредоносных факторов.
4.1.3 По уровню допустимого риска, связанного с материальными потерями (по заданию заказчика, включая денежную компенсацию экологических ущербов).
4.2 Возможные решения по судьбе строительного сооружения
4.2.1 Снос.
4.2.2 Сокращение срока остаточной эксплуатации до ________ года.
4.2.3 Изменения назначения или снижение требований эксплуатационной пригодности.
4.2.4 Приведение в нормальное эксплуатационное состояние (капремонт, текущий ремонт).
4.2.5 Восстановление проектной несущей способности.
4.2.6 Локальное усиление.
4.2.7 Общее усиление.
4.2.8 Эксплуатацию сооружения продолжить в существующем состоянии.
4.3 Рекомендуемые способы повышения эксплуатационной пригодности и цунамистойкости сооружения и его грунтового основания.

5 Фотография сооружения (общий вид)

ИСПОЛНИТЕЛИ​

Информатор _______________ дата

Ревизор ___________________ дата

Библиография​

[1] Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"

[2] Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ "Градостроительный кодекс Российской Федерации"

[3] Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. N 68-ФЗ "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера"

[4] Федеральный закон от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов"

[5] Федеральный закон от 21 июля 1997 г. N 117-ФЗ "О безопасности гидротехнических сооружений"

____________________________________________________________________________________________________
УДК 551.466:006.354

Ключевые слова: цунами, прибрежные и береговые сооружения, цунамирайонирование, воздействия и нагрузки, расчетные ситуации, проектное цунами, максимальное расчетное цунами, гидродинамический удар, цунамистойкие сооружения, инженерная защита, планировочные мероприятия, мониторинг
____________________________________________________________________________________________________