About GSZ maps in acceleration units
Authors: Аптикаев Ф.Ф. 
Published: March 2021

Задание сейсмических воздействий в отечественных строительных нормах практически не меняется в течение последних 60 лет. Накопленные эмпирические данные по сильным движениям позволяют коренным образом усовершенствовать методику расчета зданий и сооружений на сейсмостойкость. Ожидается снижение погрешностей расчета примерно вдвое. Цель работы. В последнее время много внимания уделяется проблемам построения карт сейсмической опасности в ускорениях. Однако по традиции в нашей стране такие карты оценивают сейсмическую опасность в баллах шкалы сейсмической интенсивности. В большинстве стран сейсмическая опасность оценивается именно в ускорениях. Строились такие карты и в нашей стране. В частности, карты ОСР-97 и ОСР-2012 имели вариант и в ускорениях. Построение карт сейсмической опасности в ускорениях не имеет принципиальных трудностей. Проблема в том, что ускорения не являются адекватной мерой сейсмических воздействий. Более половины века тому назад американские ученые на эмпирическом материале показали, что связь ускорений с баллами, а, следовательно, и с повреждаемостью зданий неоднозначна: шкалы сейсмической интенсивности различны для разных расстояний и грунтов. Ошибка в оценке последствий землетрясения по ускорениям грунта может достигать 2 баллов. Следовательно, расчет ожидаемых воздействий следует производить с учетом других характеристик сейсмических волн. К тому же, попытки построения карт сейсмической опасности строились без учета данных инженерной сейсмологии и с нарушениями правил теории вероятностей и поэтому обладают не только определенными достоинствами, но и серьезными недостатками. Некоторые исследователи считают, что скорости колебаний лучше коррелируются с повреждениями сооружений, по крайней мере, многоэтажных зданий и подземных трубопроводов. Методы работы. Однако анализ эмпирических данных показал, что использование ускорений, скоростей и смещений характеризуется примерно одинаковой точностью. Рассмотрены способы построения карт общего сейсмического районирования. В действующей шкале сейсмической интенсивности ГОСТ Р 57546.2017 приведены оценки корреляции повреждаемости зданий с различными параметрами сейсмических колебаний: ускорениями, скоростями, смещениями, мощностью колебаний грунта. Оценено влияние продолжительности колебаний. Результаты работы. Показано, что дальнейшее повышение надежности расчетов объектов на сейсмостойкость связана с представлением сейсмических воздействий не с амплитудами колебаний, а с энергетическими характеристиками сейсмических волн

The specification of seismic effects in domestic building codes has remained practically unchanged over the past 60 years. The accumulated empirical data on strong ground notions make it possible to radically improve the methodology for calculating buildings and other structures for seismic resistance. It is expected that the calculation errors will be reduced by about half. Aim. Recently, much attention has been paid to the problems of developing seismic hazard maps in accelerations. However, by tradition in our country, such maps assess the seismic hazard in terms of the seismic intensity scale. In most countries, seismic hazard is assessed in terms of accelerations. Such maps were also built in our country. In particular, OSR-97 maps also had a variant in acceleration. The construction of seismic hazard maps in accelerations has no fundamental difficulties. The problem is that accelerations are not an adequate measure of seismic effects. More than half a century ago, American scientists, using empirical material, showed that the relationship between accelerations and points, and, consequently, with the damage to buildings, is ambiguous: the seismic intensity scales are different for different distances and grounds. The error in assessing the consequences of an earthquake in terms of ground acceleration can reach 2 points. Therefore, the calculation of the expected impacts should be based on other characteristics of the seismic waves. In addition, attempts to construct seismic hazard maps were built without taking into account the data of engineering seismology and with violations of the rules of probability theory and therefore have not only certain advantages, but also serious drawbacks. Some researchers believe that vibration velocities correlate better with structural damage, at least in multi-storey buildings and underground pipelines. However, the analysis of empirical data showed that the use of accelerations, velocities and displacements is characterized by approximately the same accuracy. Methods. Methods for constructing maps of general seismic zoning, which have a higher accuracy in comparison with existing maps, are considered. In the current scale of seismic intensity GOST R 57546.2017 estimates of the correlation of damage to buildings with various parameters of seismic vibrations are given: accelerations, velocities, displacements, power of ground vibrations. The influence of the duration of the oscillations is estimated. Results. It is shown that a further increase in the reliability of calculations of objects for seismic resistance is associated with the representation of seismic effects not with vibration amplitudes, but with the energy characteristics of seismic waves