ГОСТ Р 57364-2016 Устройства антисейсмические. Правила проектирования

ГОСТ Р 57364-2016/ EN 15129:2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТРОЙСТВА АНТИСЕЙСМИЧЕСКИЕ

Правила проектирования

Anti-seismic devices. Design rules

ОКС 87.060.10

Дата введения 2017-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН структурным подразделением Акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство"), Центральным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) на основе официального перевода на русский язык немецкоязычной версии указанного в пункте 4 европейского стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-исследовательский центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 декабря 2016 г. N 2048-ст

4 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту ЕН 15129:2010* "Антисейсмические приборы" (EN 15129:2010 "Anti-seismic devices", IDT)

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных и европейских стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к проектированию устройств, которые предусмотрены в сооружениях для снижения сейсмического воздействия. Стандарт устанавливает функциональные требования и общие правила проектирования применительно к сейсмической ситуации, характеристикам материала, испытаниям и производству, а также к оценке соответствия, монтажу и техническому обслуживанию. Требования стандарта распространяются на типы устройств и их комбинации, указанные в 3.4.

Примечание - Дополнительная информация касательно области применения настоящего стандарта приведена в приложении А.

2 Нормативные ссылки*

В случае датированных ссылок действует только указанное издание. В случае недатированных ссылок действует последнее издание в отношении указанной публикации (включая все изменения).

EN 1090-2, Execution of steel structures and aluminium structures - Part 2: Technical requirements for steel structures (Производство стальных и алюминиевых конструкций. Часть 2. Технические требования для стальных конструкций)

EN 1337, Structural bearings (Опоры строительных конструкций)

EN 1990:2002, Eurocode: Basis of structural design (Еврокод. Основные положения по проектированию строительных конструкций)

EN 1998, Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance (Еврокод 8. Правила расчета с учетом сейсмостойкости строительных конструкций. Часть 1. Общие правила, сейсмические воздействия и правила для зданий)

EN 10025, Hot rolled products of non-alloy structural steels (Изделия горячекатаные из нелегированной конструкционной стали)

EN 10083, Steels for quenching and tempering (Стали для закаливания и отпуска)

EN 10088, Stainless steels (Стали нержавеющие)

EN 10204:2004, Metallic products. Types of inspection documents (Изделия металлические. Типы актов приемочного контроля)

ISO 4287, Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture - Profile method - Terms, definitions and surface texture parameters (Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности)

EN ISO 4526, Metallic coatings - Electroplated coatings of nickel for engineering purposes (Покрытия металлические. Электролитические никелевые покрытия для технических целей)

EN ISO 6158, Metallic and other inorganic coatings - Electrodeposited coatings of chromium for engineering purposes (Покрытия металлические и другие неорганические покрытия. Электролитические хромовые покрытия для технических целей)

ISO 34, Rubber, vulcanized or thermoplastic. Determination of tear strength (Каучук вулканизованный или термопластичный. Определение сопротивления разрыву)

ISO 37, Rubber or thermoplastic - Determination of tensile stress-strain properties (Резина или термопластик - Определение упругопрочностных свойств при растяжении)

ISO 48, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of hardness (Hardness between 10 IRHD and 100 IRHD) [Каучук вулканизованный или термопластичный - Определение твердости (от 10 до 100 IRHD)]

ISO 188, Rubber, vulcanized - Accelerated ageing or heat-resistance tests (Резина и термоэластопласты. Испытания на ускоренное старение и теплостойкость)

ISO 815, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of compression set - At ambient, elevated or low temperatures (Каучук вулканизованный или термопластичный. Определение остаточной деформации сжатия. Определение при стандартной или повышенной температурах)

ISO 898 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей)

ISO 1083, Spheroidal graphite cast iron - Classification (Чугун с шаровидным графитом. Классификация)

ISO 3755, Cast carbon steels for general engineering purposes (Стали углеродистые литые для общего машиностроения)

ISO 4664, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of dynamic properties (Каучук вулканизованный или термопластичный. Определение динамических свойств)

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 скорость активации (activation speed*; Activierungsgeschwindigkeit**): Скорость, при которой элемент передачи удара реагирует с его расчетной силой.

________________

* en.

**de.

________________

* en.

** de.

3.1.3 основной элемент (core element*; Kernelement**): Компонент линейного устройства (ЛУ) или нелинейного устройства (НЛУ), на котором основан механизм, характеризующий поведение устройства.

________________

* en.

** de.

Примечание - Основные элементы линейного или нелинейного устройства являются теми компонентами устройства, которые обеспечивают ему гибкость, способность к диссипации энергии и/или способность к рецентрированию, а также другие механические характеристики, соответствующие требованиям к линейным или нелинейным устройствам. Примерами основных элементов являются стальные пластины или стержни, проволока из сплавов или стержни с эффектом запоминания формы, эластомерные элементы.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

3.1.8 устройства (devices*; Vorrichtungen**): Элементы, которые способствуют изменению сейсмической реакции сооружения путем сейсмоизоляции, диссипации энергии или путем создания постоянных или временных ограничителей. Рассматриваемые устройства описаны в различных разделах настоящего стандарта.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

Примечание - Потребность в пластичности является полезным параметром для оценки потребности в пластичности устройства диссипации энергии (УДЭ) на основании гистерезиса материала (см. 3.1.17).

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

3.1.14 центр эффективной жесткости (effective stiffness center*; effektives Steifigkeit Zentrum**): Центр жесткости системы изоляции с учетом эффективной жесткости устройств.

________________

* en.

** de.

3.1.15 расчет диссипации энергии (energy dissipation calculation*; Energiedissipationsbemessung**): Методика расчета, согласно которой механические элементы поставлены в определенных местах сооружений для диссипации энергии, передаваемой сооружению землетрясением.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

3.1.22 гидравлический предохранитель-ограничитель (hydraulic fuse restraint*; Festhaltung mit hydraulisher Sollbruchstelle**): Гидравлические предохранители-ограничители - это предохранители-ограничители (ПО), поведение которых по природе является гидравлическим и зависит от открытия предохранительных клапанов.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

3.1.24 система сейсмоизоляции (insulator system*; Isolationssystem**): Совокупность устройств, используемых для обеспечения сейсмоизоляции.

________________

* en.

** de.

3.1.25 сейсмоизолирующий слой (isolation level*, Isolationsebene**): Слой, отделяющий часть конструкции, расположенную ниже системы сейсмоизоляции, от части конструкции, расположенной выше системы сейсмоизоляции, непосредственно в пределах которого расположена система сейсмоизоляции.

________________

* en.

** de.

3.1.26 сейсмоизолятор (insulator*; isolator**): Устройство, обладающее необходимыми характеристиками для сейсмической изоляции, а именно: способностью выдерживать нагрузку от собственного веса части конструкции, расположенной выше системы сейсмоизоляции, и способностью обеспечивать горизонтальные перемещения. Сейсмоизоляторы могут обеспечивать диссипацию энергии и содействовать способности системы изоляции к рецентрированию.

________________

* en.

** de.

Примечание - В ЕН 1998-2 к сейсмоизоляторам относят устройства, принадлежащие к системе изоляции, независимо от того, гасят ли они нагрузку от собственного веса или нет.

________________

* en.

** de.

Примечание - Для вязкоупругих устройств остаточные перемещения могут частично или полностью исчезать через несколько часов. В этом случае следует рассматривать окончательное остаточное перемещение.

3.1.28 механический предохранитель-ограничитель (mechanical fuse restraint*; Festhaltung mit mechanischer Sollbruchstelle**): Предохранитель-ограничитель, поведение которого определяется механическим разрушением отдельных конструктивных компонентов.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

Рисунок 1 - Начальная и эффективная жесткости линейного устройства

Рисунок 2 - Эффективная жесткость нелинейного устройства

3.1.31 устройство с постоянным соединением (permanent connection device*; standige Verbindungsvorrichtung**): Устройство, обеспечивающее постоянное ограничение в одном или двух горизонтальных направлениях, но допускает кручение и вертикальные перемещения, т.е. не передает изгибающие моменты и вертикальные нагрузки; устройство, сдерживающее движение только в одном направлении по горизонтали, называется "Устройство с подвижным соединением по одной оси", в то время как устройство, сдерживающее движения в двух направлениях по горизонтали - "Устройство с фиксированным соединением".

________________

* en.

** de.

Примечание - При определенных обстоятельствах вышеуказанным устройствам может потребоваться работать в плоскости с горизонтальным уклоном. В этом случае термины "вертикальный" и "горизонтальный" принимают подходящее значение.

3.1.32 устройство с жестким соединением (rigid connection device*; starre Verbindungsvorrichtung**): Устройство, соединяющее два элемента конструкции без передачи изгибающих моментов и вертикальных нагрузок; эта категория устройств включает в себя устройства с постоянным соединением (УПС, см. 5.1), предохранители-ограничители (ПО, см. 5.2) и устройства с временным соединением (УВС, см. 5.3).

________________

* en.

** de.

3.1.33 предохранитель-ограничитель (fuse restraint*; Festhaltung mit Sollbruchstelle**): Устройство, которое ниже определенного предварительно установленного порога по усилию (усилие разрушения) предотвращает любое относительное движение между соединенными частями и в то же время позволяет движение, после того как вышеуказанный порог превышен.

________________

* en.

** de.

3.1.35 сейсмическая изоляция (earthquake isolation*; Erdbebenisolation**): Методика, согласно которой соответствующие механизмы (системы сейсмоизоляции) устанавливаются на определенном уровне сооружения для разъединения частей сооружения, расположенных выше этого уровня, тем самым снижая реакцию сооружения и его содержимого в случае землетрясения.

________________

* en.

** de.

3.1.36 срок службы устройства (period of device use*; Nutzungsdauer einer Vorrichtung**): Период, в течение которого устройство должно функционировать в пределах заданных параметров. Значение принимается равным значению, указанному в технических требованиях проекта, на основе деклараций производителя.

________________

* en.

** de.

Примечание - Дополнительная информация о сроке службы устройства дана в приложении В.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

**de.

3.1.40 часть сооружения ниже сейсмоизолирующего слоя (substructure*; Unterbau**): Часть сооружения, включая фундамент, расположенная ниже сейсмоизолирующего слоя.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

________________

* en.

** de.

3.2 Обозначения

Примечание - Нижеприведенный список охватывает большинство обозначений. Остальные определены при первом появлении в тексте.

3.2.1 Прописные латинские буквы

F - нагрузка, сила, воздействующая на устройство, МН;

G - модуль сдвига, МПа;

M - момент, изгибающий момент, МН·м;

N - осевая сила, МН;

V - сила сдвига, МН;

R - сопротивление, МПа;

S - действующая сила, действующий момент, коэффициент формы, МН, МН·м;

T - температура, общая толщина, °С, мм;

E - модуль, энергия, ГПа, МДж;

K - жесткость устройства, МН/м.

3.2.2 Строчные латинские буквы

b - длина, м;

d - перемещение (поступательное движение или вращение) устройства, м;

t - толщина слоя, допуск, время, мм, с;

x, y - координаты по горизонтали;

z - координаты по вертикали.

3.2.3 Греческие буквы

3.2.4 Нижние индексы

a - Фактический.

3.3 Сокращения

b - опорная часть или устройство;

c - сжатие, давление;

cr - критический;

d - расчетный;

e - эластомер;

eff - эффективная, эквивалентная величина при расчетном смещении;

el - упругий;

h - горизонтальный;

i - i-й цикл, i-й элемент (общий);

in - начальное значение;

к - характеристический;

max - максимальный, максимум;

min - минимальный, минимум;

res - остаточный;

s - сталь;

sc - секущая;

u - предельное состояние;

v - вертикальный, скорость;

x - горизонтальная координата, повышенная надежность;

y - горизонтальная координата;

z - вертикальная координата;

E - относится к сейсмологической обстановке;

I - важность;

L - нижний предел рабочего диапазона;

M - материал;

R - величина сопротивления;

S - действующее значение;

U - верхний предел рабочего диапазона;

1 - согласованный предел упругости, первая ветвь в теоретическом билинейном цикле нагрузки нелинейного устройства (НЛУ);

2 - расчетное перемещение и сила, вторая ветвь в теоретическом билинейном цикле нагрузки нелинейного устройства (НЛУ);

3 - третий цикл;

3.4 Список устройств

В таблице 1 даны графические обозначения, представляющие наиболее распространенные типы устройств.

Таблица 1 - Наиболее распространенные типы антисейсмических устройств

4 Общие правила проектирования

Примечание 1 - Дополнительная информация касательно общих правил проектирования приведена в приложении В.

Примечание 2 - Расчет и проектирование системы изоляции всего сооружения при сейсмическом воздействии регламентируется ЕН 1998-1, со специальными требованиями к высотным зданиям - ЕН 1998-1 и ЕН 1998-2 для мостов. При расчете системы изоляции всего сооружения при сейсмическом воздействии учитывают и оценивают расчетные воздействия на отдельные компоненты, включая антисейсмические устройства, при этом анализ и оценку проводят при условии проектного землетрясения, определяемого на основе расчета сооружения при сейсмическом воздействии.

4.1 Требования к рабочим характеристикам и подтверждение их выполнения

4.1.1 Основные требования

Антисейсмические устройства и их соединения с сооружением должны быть запроектированы и законструированы таким образом, чтобы соблюдались следующие требования с достаточной степенью надежности для каждого:

a) Требование отсутствия обрушения

Антисейсмические устройства и их соединение с сооружением должны быть запроектированы и законструированы таким образом, чтобы выдерживать сейсмические воздействия, установленные ЕН 1998-1 для зданий или ЕН 1998-2 для мостов без локальных или общих обрушений или отказов, тем самым сохраняя свою конструктивную целостность и остаточную несущую способность после сейсмических событий.

Примечание 1 - Требования к отсутствию обрушения относятся к сооружению в целом и при наличии к антисейсмическим устройствам и их соединениям с сооружением. Они не относятся к предохранителям-ограничителям (ПО). Предполагается, что в этом случае устройство может получить повреждение, в случае которого может потребоваться ремонт или замена.

b) Требование ограничения ущерба

Антисейсмические устройства и их соединение с сооружением должны быть запроектированы и сконструированы таким образом, чтобы выдержать сейсмическое воздействие, имеющее более высокую вероятность возникновения, чем расчетное сейсмическое воздействие. В этом случае не должен быть нанесен ущерб, повлекший за собой ограничения эксплуатации, стоимость которого будет несоразмерно выше в сравнении со стоимостью самого сооружения. Сейсмическое воздействие, используемое для установления требований по ограничению ущерба, определено в подразделе 2.1 (1) Р ЕН 1998-1:2004.

Примечание 2 - Предполагается, что в данном случае устройство не будет подвергнуто вовсе или будет подвергнуто незначительному повреждению, которое не потребует замены.

Другие проектные ситуации, не охваченные настоящим стандартом, также должны рассматриваться согласно правилам и требованиям соответствующих стандартов.

Примечание 3 - Это предполагает, в частности, соответствие Еврокодам.

4.1.2 Повышенная надежность сооружения

Согласно ЕН 1998-1:2004, подразделу 10.3 (2) Р, для системы сейсмоизоляции требуется повышенная надежность изоляционных устройств и их соединений с сооружениями.

4.1.3 Функциональные требования

Устройства и их соединения с сооружением должны быть запроектированы и сконструированы таким образом, чтобы они работали в соответствии с проектными требованиями и допусками в течение всего срока службы при ожидаемых механических, физических, химических, биологических параметрах и условиях окружающей среды.

Устройства и их соединения с сооружением должны быть запроектированы, сконструированы и установлены таким образом, чтобы обеспечивалась возможность их плановой проверки и замены во время срока службы сооружения.

Примечание - Для обеспечения исполнения данного требования необходимо, чтобы проект сооружения учитывал возможность доступа к устройствам как для оборудования, так и для персонала.

4.1.4 Требования к конструктивным и механическим характеристикам

Устройства и их соединения с сооружением должны быть запроектированы и сконструированы таким образом, чтобы их рабочие характеристики соответствовали проектным требованиям, как указано ниже:

a) Требования предельного состояния по несущей способности

Примечание 1 - Оценка устройств в предельном состоянии по несущей способности связана с проектным землетрясением при учете надежности конструктивной системы.

В предельном состоянии по несущей способности устройства и их соединения с сооружением могут быть повреждены, но не должны достигать состояния отказа, за исключением предохранителей-ограничителей, для которых применяются требования 5.2.

После любых полученных повреждений должна быть возможна замена устройств без значительных вмешательств. При необходимости устройства должны сохранять остаточную несущую способность, как минимум равную постоянным воздействиям, которым они непосредственно подвергаются, или таким комбинациям воздействий, соответствующим проектным ситуациям (включая землетрясение), которые могут происходить после землетрясения, как определено при проектировании конструкции.

b) Требования предельного состояния по эксплуатационной пригодности

Примечание 2 - Проверка устройств в предельном состоянии по эксплуатационной пригодности связана с требованием по ограничению повреждений при соответствующем сейсмическом воздействии, как указано в 4.1.1.

В предельном состоянии по эксплуатационной пригодности устройства и их соединение с сооружением должны оставаться в работоспособном состоянии в условиях дальнейших сейсмических нагрузок. При этом допускается возникновение только самых незначительных или поверхностных повреждений, которые не должны приводить к прерыванию их применения или необходимости немедленного ремонта.

4.1.5 Соответствие рабочих характеристик

Требования к рабочим характеристикам устройств и их соединений с сооружением должны соответствовать методам, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта, для определенных типов используемых устройств.

Примечание - Проверку критериев соответствия рабочих характеристик можно провести путем соответствующего моделирования или испытаний согласно соответствующим пунктам настоящего стандарта.

4.2 Воздействия на устройства

4.2.1 Проектное землетрясение и комбинации воздействий в случае землетрясения

Проектное землетрясение, определенное в 4.1.1, должно быть связано с комбинациями воздействий в случае землетрясения, установленных в ЕН 1990:2002, пункт 6.4.3.4.

4.2.2 Нагрузки

Комбинации воздействий, вытекающие из компонентов сейсмических воздействий на устройства, должны быть установлены, как определено в соответствующих стандартах серии EN 1998.

4.3 Концептуальное проектирование устройств

4.3.1 Надежность поведения устройств

Примечание 1 - Необходима достаточная надежность в поведении устройств и их соединений с сооружением на протяжении срока эксплуатации, как требуется в 4.1.2, в целях снижения погрешности, присущей сейсмическому проектированию.

Элементы устройства должны выполнять требования соответствующих стандартов.

Примечание 2 - Выбор материала и технологии производства строительных работ для устройства и его соединений с сооружением должен соответствовать проектным требованиям, определенным для сооружения.

Следует добиться хорошей воспроизводимости механической характеристики устройства и его компонентов, как определено соответствующими разделами настоящего стандарта.

Описание поведения устройства и его соединений с сооружением с точки зрения механики должно основываться на соответствующем моделировании и испытаниях, как требуется в 4.6 и 10.

Основные механические и физические характеристики устройства и его соединений с сооружением или его компонентов оценивают с помощью подходящих методов испытаний согласно 4.6 и разделу 10, а также другим соответствующим разделам настоящего стандарта.

Примечание 3 - За исключением проектного землетрясения, включая коэффициенты надежности, должен быть исключен риск внезапного отказа устройства с катастрофическими последствиями.

4.3.2 Расчет несущей способности

Примечание - Воздействия, передаваемые устройством на соединения, основаны на верхнем расчетном значении характеристики (см. 4.4.2).

4.3.3 Техническое обслуживание

Все устройства и их соединения с сооружением должны быть доступны для контроля и технического обслуживания.

Примечание - За это несет ответственность инженер - проектировщик строительных конструкций. См. 10.5.1 в ЕН 1998-1:2004 и 7.7.3 в ЕН 1998-2:2005.

Во время осуществления проекта должна быть разработана программа периодической инспекции и технического обслуживания для устройств и их соединений с сооружением.

4.3.4 Модификация и замена устройств

Модификация устройств и их компонентов должна соответствовать разделам настоящего стандарта. В ином случае такая модификация не допускается.

Устройства, используемые для замены, должны соответствовать настоящему стандарту и дополнительным требованиям, изначально определенным владельцем застройки, если к моменту замены владелец застройки не выдвигает других требований.

Процедуры инспекции и технического обслуживания, определенные 4.3.3, должны обновляться в соответствии с новыми достижениями техники по мере необходимости.

4.3.5 Документация по устройству

Документация должна содержать тип устройства, его рабочие характеристики, температурный диапазон и другие внешние условия, установленные для рассматриваемого проекта.

В документации должны быть указаны детали, размеры и допуски, относящиеся к установке устройств и их соединениям с сооружением, и должна быть приведена ссылка на настоящий стандарт.

В документацию должны быть включены процедуры подтверждения для проектирования, а также результаты соответствующих первичных испытаний и испытаний в рамках заводского производственного контроля устройств, используемых в проекте.

Документация должна показывать аспекты особой важности для установки устройств и их местоположения в сооружении.

Документация должна содержать подробное описание процедур контроля и технического обслуживания, как требуется в 4.3.3 или соответствующих пунктах настоящего стандарта.

Документация должна содержать описание методов замены для устройства.

Примечание - Инженер - проектировщик строительных конструкций несет ответственность за принятие решения по поводу того, какую документацию он предоставляет сам и требует от производителя устройства.

4.4 Основные характеристики

4.4.1 Характеристики материалов

Материалы, используемые при проектировании и конструировании устройств и их соединений с сооружением, должны соответствовать действующим стандартам, если это применимо.

Характеристики материалов должны оцениваться соответствующим образом, чтобы адекватно отражать их поведение в условиях деформации и скорости деформации, которая может быть достигнута во время проектного землетрясения.

Характеристики материалов должны учитывать окружающие условия (физические, биологические, химические и ядерные), воздействию которых может подвергаться устройство на протяжении срока службы. В частности, следует корректно учитывать влияние колебаний температуры.

Характеристики материалов должны учитывать явление старения, которое может произойти в течение срока службы устройства.

Характеристики материалов должны быть представлены репрезентативными значениями.

Примечание - Определение репрезентативных значений приведено в ЕН 1990.

4.4.2 Характеристики устройства, используемые при расчете

Характеристики устройства должны учитывать график изменения нагрузок и деформации, накапливаемых при циклическом воздействии.

Характеристики устройства должны оцениваться соответствующим образом, чтобы адекватно отражать их поведение в условиях деформации и скорости деформации, которая может быть достигнута во время проектного землетрясения.

Характеристики устройства должны учитывать окружающие условия (физические, биологические, химические и ядерные), воздействию которых может подвергаться устройство на протяжении срока службы. В частности, следует корректно учитывать влияние колебаний температуры.

Характеристики устройства должны учитывать явление старения, которое может произойти в течение срока службы устройства.

Расчетные (средние) значения характеристик должны быть получены на основе первичных испытаний.

Следует установить две группы расчетных характеристик системы устройств:

- верхнее расчетное значение характеристики (ВРЗП);

- нижнее расчетное значение характеристики (НРЗП).

Общая вариация характеристик устройства должна лежать между нижним и верхним расчетными значениями. Нижнее расчетное значение должно соответствовать минимальному репрезентативному значению в условиях, в которых были получены нижние расчетные значения характеристик. Верхнее расчетное значение должно соответствовать максимальному репрезентативному значению в условиях, в которых были получены верхние расчетные значения характеристик. Оба расчетных значения должны быть получены путем рассмотрения квазипостоянных значений переменных воздействий, как определено в комбинациях воздействий для землетрясения в соответствии с ЕН 1990, за исключением температуры, для которой следует учитывать часто встречающееся значение.

Нижнее расчетное значение и верхнее расчетное значение заданной характеристики являются репрезентативными значениями, полученными в ходе методов испытания, определенных в соответствующих разделах настоящего стандарта.

Отношение между верхними и нижними репрезентативными значениями любых рабочих характеристик устройства не должно превышать пределов, установленных соответствующими разделами настоящего стандарта.

Нижние и верхние репрезентативные значения должны определяться первичными испытаниями и следующими вариациями:

- допуск на испытания заводского производственного контроля составляет ±20% (если более низкое значение диапазона рассеяния не было согласовано для приемочных испытаний);

- старение, соответствующее рассматриваемому сроку службы.

Коэффициенты комбинаций воздействий должны быть такими, которые рассматриваются для комбинаций воздействий в случае землетрясения.

Примечание 1 - Важными могут быть конкретные явления, такие как кристаллизация при низкой температуре. Они рассматриваются в соответствующих разделах настоящего стандарта.

Примечание 2 - В соответствии с ЕН 1998-1:2004, подраздел 10.8 (1) P, и ЕН 1998-2:2005, пункт 7.5.2.4 (3) P и (4) P, расчет конструкций учитывает предельные ситуации, выявляющиеся в результате рассмотрения всех верхних расчетных значений характеристики и нижних расчетных значений характеристики.

4.4.3 Способность к рецентрированию

В случаях, когда расчет выполняется с помощью временной диаграммы, должно рассматриваться самое нежелательное значение воздействия из каждой временной диаграммы. Тогда расчетное значение воздействия должно выводиться из результатов, полученных из различных расчетов по временным диаграммам в соответствии с ЕН 1998-1:2004, пункт 4.3.3.4.3.

Примечание - Согласно ЕН 1998-1, это правило также применяется к проектированию сооружения.

4.5 Основные законы

Основные законы, в соответствии с которыми действуют устройства, устанавливаются испытаниями, как этого требуют 4.6 и 10 или соответствующие разделы настоящего стандарта таким образом, чтобы было возможно правильно прогнозировать поведение сооружения в случае землетрясения.

Примечание 1 - Расчет сооружения основан на этих основных законах. Для этого расчета сооружения применяются правила, приведенные в соответствующих стандартах ЕН 1998.

Поведение устройств должно моделироваться соответствующим образом для того, чтобы учитывать как нелинейные, так и любые другие эффекты, например, связанные с зависимостью от скорости или предохранителями-ограничителями.

Примечание 2 - Для рассматриваемых устройств указания по моделированию основных законов даны в соответствующих разделах настоящего стандарта.

4.6 Оценка антисейсмических устройств

Устройство любого типа должно проходить процедуру технической оценки, которая должна включать в себя элементы, гарантирующие, что устройство соответствует его функциональным требованиям. Процедура должна подтверждать, что устройство сохранит работоспособность в своей области применения, включая сейсмическую ситуацию, на протяжении срока эксплуатации. Процедура оценки должна включать в себя, как минимум, следующие пункты:

- описание диапазонов параметров, относящихся к соответствующему рассматриваемому типу устройств, охватываемых процедурой оценки;

- метод оценки ожидаемого срока службы;

- доказательство способности устройства надежно и стабильно работать в течение своего срока службы;

- значения механических характеристик устройства, как указано в 4.4;

- диапазон приемлемых условий окружающей среды;

- описание подходящих для анализа основных законов;

- основной закон, описывающий поведение устройства в разных условиях эксплуатации, включая все комбинации воздействий, как указано в ЕН 1990, а также представляющий физические явления, ожидаемые в течение срока эксплуатации, в частности, во время перемещения, вызываемого землетрясением.

Примечание - Следует учитывать влияние взаимодействия с примыкающими конструктивными элементами сооружения.

- первичные испытания, как требует раздел 10, охватывающие ожидаемые диапазоны применения соответствующих параметров.

Для устройства должен быть составлен отчет об оценке, включающий в себя все аспекты, рассматриваемые в ходе процедуры оценки. Отчет должен содержать, как минимум, список характеристик и описание устройства, область применения, основные законы, расчетную модель, если она включена в модель сооружения, и связанные с устройством строительные проработки. Отчет должен включать в себя всю информацию касательно геометрических, физических, биологических, химических и механических характеристик и допусков.

5 Устройства с жестким соединением

Примечание 1 - Устройства с жестким соединением используют для ограничения движения в одном или более направлении. Поэтому, в принципе, они не обладают способностью к горизонтальному деформированию. Однако некоторые деформации неизбежны и подчиняются требованиям, установленным настоящим разделом.

Примечание 2 - Тросовые ограничители не входят в область применения настоящего стандарта.

5.1 Устройства с постоянным соединением

Устройства с постоянным соединением должны допускать вертикальные осевые движения и вращение, т.е. не должны передавать вертикальные нагрузки и изгибающие моменты.

Устройства с подвижным соединением по одной оси должны ограничивать перемещения только в одном направлении. Устройства с фиксированным соединением должны ограничивать перемещения в двух направлениях.

УПС, которое не изменяет собственную частоту сооружения и не рассеивает энергию, может состоять из опорной части строительной конструкции в соответствии с ЕН 1337 и различных элементов, которые должны быть спроектированы и изготовлены согласно соответствующему стандарту серии ЕН 1337.

Нагрузки, воздействия и комбинации воздействий должны быть установлены в соответствии с ЕН 1337-1:2000, приложение В.

5.2 Предохранители-ограничители с разрушающимся элементом

5.2.1 Требования к рабочим характеристикам

Предохранители-ограничители или защитные ограничители ниже определенного предустановленного порога по силе (усилие разрушения) должны препятствовать любым относительным движениям между соединенными частями и в то же время свободно допускать движения, после того как вышеуказанный порог будет превышен.

Примечание 1 - Предохранители-ограничители могут быть механическими (МПО) (когда переход определяется разрушением защитных ограничителей) или гидравлическими (когда переход происходит под влиянием открытия клапана избыточного давления).

Примечание 2 - Предохранители-ограничители обычно используются для регулирования перехода между состоянием рабочей нагрузки и нагрузки в случае землетрясения. Они жестко соединяют два конструктивных элемента сооружения в целях исключения относительного перемещения для состояния рабочей нагрузки, но выше предварительно установленного порога по силе они разъединяют вышеупомянутые конструктивные элементы сооружения. В этом случае они используются для обхода системы сейсмической защиты в рабочих условиях, но позволяют ей работать во время проектного землетрясения. Чтобы избежать изменения поведения сейсмоизоляционной и/или амортизационной системы, предохранители-ограничители обычно характеризуются внезапным переходом из рабочего состояния в состояние сейсмической нагрузки.

5.2.2 Характеристики материалов

5.2.2.1 Общие положения

Дополнительно к ниже установленным требованиям материалы должны отбираться на основе их соответствия ожидаемому температурному диапазону для эксплуатации сооружения.

5.2.2.2 Материалы

Предохранители-ограничители должны быть изготовлены из материалов, соответствующих стандартам.

5.2.2.3 Крепежные элементы для несущих соединений

Требования и сертификация материалов для крепежных элементов должны касаться требований, относящихся к нагрузке и свариваемости.

Все используемые материалы должны соответствовать ИСО 898.

5.2.2.4 Сварка

Материалы для сварки должны соответствовать ЕН 1090-2.

5.2.3 Требования к проектированию

Предохранители-ограничители должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать рабочие нагрузки без пластической деформации или отказов.

ПО должны быть спроектированы таким образом, чтобы максимальная расчетная деформация не была превышена.

Примечание - Предохранители-ограничители в соответствии с требованиями для отдельного случая применения могут быть спроектированы для восприятия усталостных нагрузок.

Для проектирования предохранителей-ограничителей для эффективной нагрузки допускается не применять коэффициент.

Для проектирования разрушающихся деталей (защитных элементов) механических предохранителей-ограничителей и настройки клапана избыточного давления для гидравлических предохранителей-ограничителей допускается не применять коэффициенты повышения прочности (нормативные нагрузки без предусмотренных коэффициентов). Коэффициент повышения прочности применим ко всем другим компонентам элементов ПО. Раздел 4 не применяется для предохранителей-ограничителей с разрушающимся элементом.

После отказа предохранители-ограничители не должны служить помехой для функционирования антисейсмических устройств (если таковые имеются).

5.2.4 Первичные испытания

5.2.4.1 Общие положения

Первичные испытания устройств следует проводить для всех проектируемых новых устройств, у которых внутренняя или внешняя геометрия, материалы или виды предохранителей-ограничителей отличаются от тех, которые уже прошли необходимые испытания.

Если сырье, используемое для производства, взято не из той же партии, что и для предыдущих устройств, расчеты, основанные на результатах испытаний имеющейся партии материала, должны подтвердить, что при использовании характеристик настоящей партии материала допуск на расчетную нагрузку не превышается.

5.2.4.2 Испытание на рабочую нагрузку

Предохранитель-ограничитель должен три раза подвергаться монотонно прикладываемой нагрузке до максимальной рабочей нагрузки.

Пластические деформации или разрушения происходить не должны. В течение трех циклов максимальная измеренная деформация, соответствующая максимальной рабочей нагрузке, должна быть меньше или равной расчетной деформации.

5.2.4.3 Испытание на усталость

Испытание на усталость должно проводиться при необходимости.

Предохранитель-ограничитель должен быть подвергнут двум миллионам циклов при ожидаемом уровне усталостной нагрузки.

Пластические деформации и разрушения происходить не должны.

В целях подтверждения того, что усталость не влияет на прочность предохранителя-ограничителя, испытание, описанное в 5.2.4.2 и 5.2.4.4, должно быть проведено на двух образцах, один подвергается усталостной нагрузке, а другой не подвергается циклической усталостной нагрузке.

5.2.4.4 Испытание на разрушение

Предохранитель-ограничитель должен подвергаться монотонному приложению нагрузки до достижения разрушающей нагрузки.

Примечание - При отсутствии других пределов допуска, предоставляемых инженером - проектировщиком строительных конструкций, рекомендуется обычный предел допуска ±15%.

5.2.5 Испытания в рамках заводского производственного контроля

Если сырье, используемое для производства, взято не из той же партии, что использовалось для изготовления прототипов, методом расчета должно быть подтверждено, что при применении характеристик фактической партии материала допуск на расчетную нагрузку не будет превышен.

5.3 Устройства с временным (динамическим) соединением

5.3.1 Функциональные требования

В пределах допусков, установленных инженером - проектировщиком строительных конструкций, при превышении скорости активации устройства с временным соединением, обычно именуемые как элементы передачи удара, должны обеспечивать силу на выходе в виде растягивающей или сжимающей силы, соответствующую проектным требованиям по смещению, предоставленным инженером - проектировщиком строительных конструкций.

При наличии обусловленных изменением температуры или других медленно действующих движений устройство с временным соединением должно вырабатывать силу реакции максимум 10% его расчетной нагрузки, или ниже, в зависимости от указаний инженера - проектировщика строительных конструкций.

Примечание 1 - Вышеприведенное требование направлено на предотвращение передачи усталостной нагрузки в конструкцию.

Скорость, связанная с зависящими от температуры и/или зависящими от времени воздействиями, может быть оценена инженером - проектировщиком строительных конструкций с учетом характеристик конкретного проектируемого сооружения. Значения порядка 0,01 мм/с обычно выше, чем большинство наблюдаемых на практике значений.

Примечание 2 - Медленное движение, вызванное воздействиями, зависящими от температуры и/или зависящими от времени, характеризуется скоростью, которая на несколько порядков ниже, чем для перемещений при землетрясении. Таким образом, значение скорости активации устройства с временным соединением (УВС) не является критическим и обычно устанавливается в диапазоне от 0,5 до 5 мм/с.

Сила реакции устройства с временным соединением может зависеть только от скорости и не может меняться при изменении положения поршня и температуры.

УВС должно работать без снижения рабочих характеристик и сокращения срока службы при силе землетрясения, определенной инженером - проектировщиком строительных конструкций.

Расчетный ход устройства с временным соединением должен учитывать длительные эффекты, обусловленные температурой перемещения, динамическую деформацию и любую настройку длины хода, требуемые инженером - проектировщиком строительных конструкций. Ход поршня должен в любом случае быть не менее ±50 мм для мостов или ±25 мм для прочих строений.

Чтобы сохранять передаваемую временную нагрузку на одной линии вдоль главной оси и избегать нежелательных эффектов изгиба, которые могут навредить уплотнительной системе, УВС должно быть оборудовано сферическими шарнирами на обоих концах. Инженер - проектировщик строительных конструкций должен определить предельный угол поворота самосмазывающихся сферических шарниров с учетом транспортной нагрузки, перемещений при землетрясении, неправильной установки при монтаже и т.д. Вращение в любом случае должно быть не менее ±2°.

Пластины, головки, вилки или другие компоненты не должны создавать геометрических препятствий расчетному вращению.

5.3.2 Характеристики материалов

5.3.2.1 Общие положения

Материалы должны выбираться для ожидаемого рабочего диапазона температур, учитывая как температуру окружающей среды, так и любые изменения, вызванные работой устройства.

5.3.2.2 Материалы

Устройства с временным соединением должны быть изготовлены из черных металлов в соответствии с одним из следующих стандартов:

ЕН 10025, ЕН 10083, ЕН 10088, ИСО 3755 или ИСО 1083.

Устройства с временным соединением могут быть изготовлены из цветных металлов, но должны подвергаться процедуре получения технического допуска.

5.3.2.3 Нагруженные поверхности

Нагруженная поверхность шатуна должна быть изготовлена из нержавеющей стали или должна иметь никелевое и/или твердое хромовое покрытие, в зависимости от пригодности.

Нержавеющая сталь должна соответствовать ЕН 10088.

Процесс твердого (электролитического) хромирования должен соответствовать требованиям ЕН ИСО 6158.

Процесс никелирования должен соответствовать требованиям ЕН ИСО 4526.

Минимальная общая толщина твердого покрытия должна составлять 70 мкм, если основа материала состоит не из нержавеющей стали. В ином случае минимальная толщина может быть снижена до 40 мкм.

Покрытие не должно иметь трещин и пор.

Поверхность основного материала не должна иметь поверхностной пористости, усадочных трещин и включений.

Примечание - Основной металл и покрытие могут подвергаться полировке в целях достижения определенной шероховатости.

5.3.2.4 Вязкая жидкость

Используемая вязкая жидкость должна быть нетоксичной, не воспламеняющейся и химически инертной. Если используется жидкость, отличающаяся от жидкости на основе силикона, производитель жидкости должен указать и сертифицировать вышеупомянутые характеристики.

Если другое не указано инженером - проектировщиком строительных конструкций, жидкости на основе углеводородов использовать не допускается.

5.3.3 Требования к проектированию

Устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы воздействие рабочих нагрузок не приводило к явлению текучести, а воздействие нагрузок, соответствующих предельному состоянию по несущей способности, не приводило к отказу.

УВС должно допускать тепловое расширение и сжатие рабочей жидкости, чтобы предотвратить чрезмерное накопление избыточного давления или разряжения.

Устройство с временным соединением должно быть спроектировано и изготовлено таким образом, чтобы в течение предполагаемого срока службы устройство не требовало технического обслуживания в ожидаемых условиях эксплуатации.

Компоненты устройства с временным соединением (например, шатун) должны быть спроектированы таким образом, чтобы избежать потери устойчивости в результате надлома при расчетной нагрузке с учетом частного коэффициента надежности в полностью выдвинутом состоянии и когда коэффициент трения для сферических шарниров принят равным 0,10 (за исключением случаев, когда доступны экспериментальные данные).

Устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать ускорение (прилагаемое к его собственной массе), действующее перпендикулярно направлению движения, равное максимальному ускорению, прогнозируемому в месте установки устройства при сейсмическом анализе. В случае отсутствия данных об ускорении устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать нагрузку, перпендикулярную направлению движения, и принимать значение не менее двойного значения его собственного веса в сочетании с максимальной осевой нагрузкой.

5.3.4 Первичные испытания

5.3.4.1 Общие положения

Первичные испытания должны проводиться всегда, когда новая продукция по характеристике восприятия нагрузки отличается более чем на ±20% этой же характеристики уже испытанных изделий, и имеет ход поршня более чем на 20% выше, чем такой же элемент, который испытывался ранее. Чтобы предыдущие испытания могли рассматриваться как действительные, проект и материалы должны быть такими же, как те, что использовались ранее.

Испытания, перечисленные ниже, необязательно выполнять в том же порядке, в котором они представлены, за исключением того, что испытание уплотнения на износостойкость должно быть проведено до испытания на ударную нагрузку и перед испытанием на способность работать с перегрузкой. В случае, когда не удалось выполнить описанные ниже испытания, они должны быть проведены повторно при минимальной и максимальной ожидаемым рабочим температурам.

5.3.4.2 Испытание давлением

Если возможно, то к каждому устройству с временным соединением должно быть подано внутреннее давление, равное 125% давления, соответствующего максимальной нагрузке УВС. Давление должно удерживаться в течение 120 с.

При последующей эксплуатации не должно наблюдаться видимой утечки или следов физического износа или ухудшения рабочих характеристик в последующий период.

5.3.4.3 Испытание при низкой скорости

Примечание - Цель испытания при прилагаемой низкой скорости нагружения - оценить сопротивление устройства с временным соединением осевой силе при моделируемых перемещениях, обусловленных температурой.

Критерий приемки должен быть следующим:

- на всем протяжении цикла перемещения устройство с временным соединением должно создавать силу реакции не более 10% его расчетной нагрузки или меньшее значение, в зависимости от требований инженера - проектировщика строительных конструкций.

Как график нагружения (осевое перемещение по времени), так и кривую "сила-перемещение" следует постоянно записывать и отображать визуально.

Критерий приемки должен быть следующим:

Как график нагружения (осевая сила по времени), так и кривую перемещения по времени следует постоянно записывать и отображать визуально.

5.3.4.4 Испытание износа уплотнения

Примечание - Цель настоящего испытания состоит в том, чтобы гарантировать, что уплотнение выдержит перемещения, обусловленные температурой, на протяжении предполагаемого расчетного срока эксплуатации без утечки жидкости.

Устройство с временным соединением должно пройти циклическое испытание в течение 10000 циклов нагрузки с амплитудой, равной ожидаемому максимальному тепловому перемещению.

Так как большинство УВС характеризуются высокой реакционной способностью даже при низкой скорости, основную систему отверстий можно обходить в целях снижения реакции устройства с временным соединением и уменьшения роста давления. Таким образом, испытание может быть проведено за более короткое время. В альтернативном случае на выбор производителя и всегда, когда внутреннее рабочее давление УВС ниже 2 МПа, жидкость полностью или частично сливают до проведения испытания и вновь заливают в устройство с временным соединением по окончании испытания.

После испытания устройство с временным соединением должно пройти испытание в соответствии с 5.3.4.5 и 5.3.4.6 для проверки правильности функционирования уплотнительной системы.

5.3.4.5 Испытание на ударную нагрузку

Примечание 1 - Цель настоящего испытания состоит в том, чтобы проверить поведение устройства с временным соединением с точки зрения скорости активации и перемещения, когда это устройство подвергают проектной нагрузке, прилагаемой в форме удара.

График нагружения должен быть задан следующим образом: прикладывают проектную нагрузку за менее чем 0,5 с, удерживают ее в течение 5 с, изменяют направление нагрузки на противоположное за менее чем 1 с и, наконец, сохраняют нагрузку постоянной еще в течение 5 с.

Примечание 2 - Инженер - проектировщик строительных конструкций может повысить время действия постоянной нагрузки.

Критерий приемки должен быть следующим:

- скорость, измеряемая во время приложения постоянной нагрузки, не должна превышать скорости активации.

5.3.4.6 Испытание на перегрузку

Примечание - Целью настоящего испытания является проверка способности устройства с временным соединением к перегрузке или активации системы защиты от перегрузки.

График нагружения должен быть задан следующим образом: приложить нагрузку равную 1,5-кратной расчетной нагрузке за менее чем 0,5 с, удерживать ее в неизменном состоянии в течение 5 с, изменить направление нагрузки на противоположное за менее чем 1 с, и наконец, сохранять нагрузку постоянной еще 5 с.

Если устройство оборудовано системой защиты от перегрузки с установленной силой ниже, чем 1,5-кратная расчетная нагрузка, испытание допускается проводить для проверки активации системы защиты от перегрузки.

Критерий приемки должен быть следующий:

- устройство не должно демонстрировать какого-либо повреждения системы и не должно демонстрировать утечек жидкости.

5.3.4.7 Испытание при циклических нагрузках

Примечание - Целью испытания является оценка поведения устройства с временным соединением, когда оно подвергается расчетной нагрузке, применяемой циклически на период времени, равный длительности ожидаемого землетрясения.

Критерий приемки должен быть следующим:

- перемещение УВС при расчетной нагрузке не должно превышать расчетного значения;

- устройство не должно демонстрировать каких-либо повреждений системы и не должно демонстрировать утечек жидкости.

5.3.5 Испытания в рамках заводского производственного контроля

В целях проверки качества одна единица товара из партии должна быть подвергнута следующим испытаниям:

- давлением;

- испытанию при низкой скорости;

- испытанию на ударную нагрузку.

Партия изделий определяется как совокупность не более 20 единиц, обладающих одинаковыми проектными конструктивными характеристиками, за исключением хода поршня. Единицей продукции, подлежащей испытанию в пределах производственной партии, должно быть устройство, имеющее наиболее длинный ход.

Испытание давлением должно проводиться на 100% единиц продукции.

Все испытания должны проводиться при температуре окружающей среды (23±3)°С.

В таблице 2 приведен краткий обзор необходимых испытаний в рамках первичных испытаний и испытаний в рамках заводского производственного контроля (ЗПК).

Таблица 2 - Начальные первичные испытания и испытания для заводского производственного контроля

6 Устройства, зависящие от перемещения

6.1 Общие положения

В настоящем разделе рассматриваются требования к проектированию и производству линейных и нелинейных антисейсмических устройств, которые не несут вертикальных нагрузок, поведение которых в основном зависит от перемещения, а не от скорости, для использования в сооружениях, возведенных в сейсмоопасных областях в соответствии с ЕН 1998.

Примечание 1 - Линейные устройства характеризуются линейным или квазилинейным поведением и используются для изменения динамических характеристик конструктивной системы сооружения в благоприятную сторону. Нелинейность и/или диссипация энергии должны быть совместимы с линейным моделированием для расчетного анализа конструктивных систем, включая эти устройства.

Примечание 2 - Нелинейные устройства характеризуются сильно нелинейным поведением и используются для изменения динамических характеристик конструктивной системы сооружения в благоприятную сторону, вводя существенную нелинейность и/или диссипацию энергии, которые должны надлежащим образом учитываться в нелинейном моделировании для расчетного анализа конструктивных систем, включая эти устройства.

6.2 Требования к рабочим характеристикам

Устройство, зависящее от перемещения, должно соответствовать требованиям для несейсмических условий, как определено инженером - проектировщиком строительных конструкций, согласно соответствующим стандартам.

Экспериментальные значения поведенческих параметров могут отличаться от расчетных значений вследствие процесса производства или условий эксплуатации устройств. Эти отклонения должны быть исследованы экспериментально, чтобы установить верхний и нижний пределы значений, которые будут учитываться при проектном расчете.

Примечание 3 - Учитываемые параметры жесткости и диссипации энергии в полной мере описывают теоретическое поведение устройства, поэтому предельные значения отклонений параметров жесткости косвенно применяются также для других взаимосвязанных параметров, например силы и перемещения.

Максимальное различие экспериментальных значений поведенческих параметров, полученных в ходе первичных испытаний, в отношении расчетных значений или значений в нормальных условиях эксплуатации, должно быть в пределах допусков, указанных в таблицах 3 и 4 для линейных устройств и нелинейных устройств соответственно. Эти предельные значения относятся к изменениям в поставляемой партии изделий (статистическое рассеяние), а также к отклонениям, обусловленным старением, температурой и скоростью перемещения.

Отклонения должны оцениваться с учетом третьего цикла первичного испытания.

Максимальные отклонения, связанные со статистическим рассеянием в предназначенных к поставке изделиях, должны быть определены по отношению к расчетному значению.

Максимальные отклонения, связанные со старением, температурой и скоростью деформации, должны быть определены по отношению к значению в нормальных условиях эксплуатации, которое относится к новому устройству, испытываемому при (23±5)°С.

Различия в зависимости от температуры должны быть определены относительно верхнего и нижнего значений расчетной температуры.

Отклонения в зависимости от скорости деформации должны быть определены относительно изменения частоты ±50%.

Примечание 4 - Для устройств, основные элементы которых выполнены из стали, благодаря обусловленной свойствами материала существенной нечувствительности к скорости деформации в обычном диапазоне сейсмических воздействий, такие различия могут быть приняты равными нулю.

Общее отклонение, которое следует учитывать при оценке верхнего и нижнего расчетных значений, как установлено в ЕН 1998, является линейной комбинацией отдельных отклонений, где комбинационные коэффициенты должны учитывать вероятность одновременного появления таких отклонений.

Примечание 5 - Если нельзя провести более точное исследование, можно принять коэффициент, равный 0,7, для всех компонентов отклонения.

Чтобы обеспечить стабильное поведение при циклических нагрузках, отклонения в ряде циклов нагрузки, относящихся к тому же смещению, должны быть ограничены следующим образом:

Таблица 3 - Предельные значения для отклонений линейных устройств

Соотношение между верхними и нижними характеристическими значениями, связанными с любыми свойствами материала, относящимися к рабочим характеристикам, не должно превышать 1,4 для металлических компонентов и 1,8 для неметаллических компонентов.

Таблица 4 - Предельные значения для отклонений нелинейных устройств

Расчетные значения параметров, характеризующих кривую "сила - перемещение" нелинейного устройства, устанавливаются в соответствии с результатами нелинейного расчета по всей конструктивной системе, включая устройства, при сейсмических воздействиях.

Расчет должен учитывать нелинейное поведение нелинейного устройства, которое является частью всей конструктивной системы. Должны быть выполнены следующие условия:

6.3 Материалы

6.3.1 Общие положения

Материалы в устройстве могут использоваться в частях устройства, выполняющих различные функции. Можно выделить две главные функции: "основная" функция, характеризующая циклическое поведение устройства в случае землетрясения, и "несущая" функция.

Основные материалы должны удовлетворять требованиям, указанным в следующих пунктах.

Материалы несущих элементов должны удовлетворять соответствующему стандарту, если таковые имеются, или другому действующему стандарту.

6.3.2 Эластомеры

Требования к первичным испытаниям эластомера для конкретного устройства устанавливаются производителем, чтобы убедиться в том, что материал пригоден для выполнения требований, установленных к рабочим характеристикам устройства. Должно быть установлено требование к прочности сцепления с соответствующим материалом основания, если эластомер связан с элементом для крепления или армирования.

Примечание 1 - Требования 8.2.2.1 могут быть использованы в качестве руководства.

Требования испытаний эластомера в рамках заводского производственного контроля устанавливаются производителем для обеспечения постоянных характеристик материала.

Примечание 2 - Для эластомера со слабым демпфированием на основе полихлоропрена или природного каучука требования должны, как минимум, удовлетворять требованиям, указанным в таблице 8 раздела 8; для эластомеров с высоким демпфированием требования должны удовлетворять, как минимум, требованиям, приведенным в таблице 9 раздела 8.

6.3.3 Сталь

Сталь, используемая в устройствах, должна удовлетворять требованиям, приведенным в ЕН 10025, ЕН 10083 и ЕН 10088.

6.3.4 Другие материалы (специальная сталь, нержавеющая сталь, сплавы с памятью формы, вязкоупругие полимерные материалы)

Другие материалы должны соответствовать действующим стандартам. Дополнительные испытания должны устанавливаться в соответствии с требуемым поведением материала в устройстве.

6.4 Проведение испытаний

6.4.1 Общие положения

Соответствие фактических механических характеристик сейсмических устройств в пределах установленных допусков требованиям к рабочим характеристикам должно быть подтверждено результатами конкретных испытаний.

Испытания должны проводиться приложением циклической деформации в соответствии с графиком и методами, указанными ниже. В ходе испытаний значения силы и перемещения должны постоянно регистрироваться, таким образом, характеризуя весь ход последовательных циклов.

Испытания должны проводиться на полностью смонтированных устройствах. Однако если какое-либо важное взаимодействие между функциями различных элементов не известно, можно провести отдельные испытания на отдельных основных элементах. В таком случае фактическое поведение этого устройства должно быть подтверждено с помощью вычислений и данных по связи и взаимодействиям между различными элементами.

Механические испытания включают в себя:

- первичные испытания материалов;

- испытания материалов в рамках заводского производственного контроля;

- первичные испытания устройств;

- испытания устройств в рамках заводского производственного контроля.

6.4.2 Первичные испытания материалов

6.4.2.1 Общие положения

Для подтверждения соответствия установленным требованиям, указанным в 6.3, должны быть выполнены первичные испытания. Если метод испытания в действующем стандарте не приведен, метод устанавливается производителем для обеспечения того, что материал подходит для достижения требований к рабочим характеристикам устройства.

Для материала, выполняющего только несущую функцию, методы испытания должны соответствовать стандарту (при его наличии) действующему для этого материала, в противном случае методы должны быть установлены производителем.

Для материалов, которые являются частью механизма устройства, вид и метод испытания должны соответствовать действующим стандартам (при их наличии), в противном случае методы устанавливаются в индивидуальном порядке производителем, если ниже не указано иное, при этом для устройств необходимо рассмотреть следующие аспекты:

- соотнесение поведения измеряемого материала и его поведения в устройстве;

- оценка изменения поведения материала по отношению к изменениям условий окружающей среды, температуре материала, старению, скорости деформации;

- оценка взаимосвязи между поведением материала и рабочими характеристиками устройства.

Потребности должны быть обоснованы в документе, за который производитель несет полную ответственность, в котором должна быть четко показана связь между поведением материала и поведением устройства.

6.4.2.2 Эластомер

Для подтверждения соответствия требованиям, установленным в 6.3.2, должны быть выполнены испытания эластомера. Испытания для установления соответствия с требованиями 8.2.2.1 должны проводиться в соответствии с методами, упомянутыми в 8.2.4.2. Другие методы испытаний и методики должны соответствовать международным (ИСО) или европейским (ЕН) стандартам (при их наличии), кроме того:

- образцы могут быть изготовлены (вулканизированы) из эластомерной смеси, твердеющей, насколько это возможно, при тех же условиях, что и эластомер в устройстве, или вырезаны непосредственно из устройства;

- испытания динамического сдвига должны соответствовать 8.2.4.2.5.2.

6.4.2.3 Сталь

Необходимо свидетельство на основе действующих стандартов. Другие испытания могут быть установлены в зависимости от соответствующей функции материала в устройстве.

6.4.2.4 Сплавы с памятью формы

Сплавы с памятью формы должны быть испытаны в мартенситном (невысокоэластичность) или в аустенитном (высокоэластичность) состоянии в соответствии с их использованием в устройстве.

Необходимо провести следующие испытания:

a) Измерения с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии: определение трансформационных характеристик сплавов, в частности температур перехода, особенно тех, которые касаются преобразований фазного мартенсита - аустенита и наоборот.

d) Циклические испытания компонентов из сплавов с памятью формы, подвергающие их напряжению в условиях, которым они подвергаются в устройствах во время ответной реакции конструкции на проектное землетрясение (например, при нагрузке на растяжение или при снятии нагрузки для высокоэластичной проволоки, при изгибе или кручении для стержней и т.д.), т.е. минимум с тем же уровнем максимальной деформации и средней частотой. Минимум десять циклов должны быть выдержаны компонентом без разрушения.

6.4.2.5 Другие материалы

Необходимо свидетельство на основе действующих стандартов. Другие испытания могут быть определены в зависимости от соответствующей функции материала в устройстве.

6.4.3 Испытания материалов в рамках заводского производственного контроля

6.4.3.1 Общие положения

Должна быть оценена однородность каждой производственной партии. Испытания материалов в рамках заводского производственного контроля должны быть выполнены для установления соответствия требованиям, установленным в 6.3.

Если метод испытания в действующем стандарте не приводится, число образцов должно быть не менее двух на каждую партию продукции.

Примечание - Эта рекомендация предназначена для обеспечения возможности использования недавно сконструированных устройств, в том числе из новых материалов, для которых квалифицированные процедуры для испытания необходимого поведения еще не стандартизованы.

6.4.3.2 Эластомер

Испытания в рамках заводского производственного контроля должны быть выполнены для подтверждения соответствия эластомера требованиям, установленным в 6.3.2.

Испытания для подтверждения соответствия требованиям 8.2.2.1 должны осуществляться в соответствии с методами, установленными в 8.2.4.2.

Испытания для подтверждения соответствия с другими требованиями должны соответствовать международным или европейским стандартам (при их наличии) кроме того:

- образцы могут быть изготовлены (вулканизированы) из эластомерной смеси, твердеющей, насколько это возможно, при тех же условиях, что и эластомер в устройстве, или вырезаны непосредственно из устройства;

- испытания динамического сдвига должны соответствовать 8.2.4.2.5.2.

6.4.3.3 Сталь

Необходимо свидетельство на основе действующих стандартов. Другие испытания могут быть определены в зависимости от соответствующей функции материала в устройстве.

6.4.3.4 Сплавы с памятью формы

Сплавы с памятью формы должны быть испытаны в мартенситном (невысокоэластичность) или в аустенитном (высокоэластичность) состоянии в соответствии с их использованием в устройстве.

Необходимо провести следующие испытания:

a) Измерения с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии: определение трансформационных характеристик сплавов, в частности температур перехода, особенно тех, которые касаются преобразований фазовых мартенсита - аустенита, и наоборот.

6.4.3.5 Другие материалы

Необходимо свидетельство на основе действующих стандартов. Другие испытания могут быть установлены в зависимости от соответствующей функции материала в устройстве.

6.4.4 Первичные испытания устройств

Первичные испытания устройств должны проводиться всегда, когда разработаны новые устройства с внутренней или внешней геометрией, материалами или видом креплений, отличающимися от тех, для которых уже была проведена оценка.

Если геометрические линейные различия меньше 20%, а результаты можно соответствующим образом экстраполировать на новые устройства, новые первичные испытания выполнять не нужно.

Минимум одно прототипное устройство должно быть испытано. Устройства, используемые для испытаний опытного образца, не должны устанавливаться в конструкции, если механические характеристики устройства пострадали от испытаний или полностью не восстановлены, например, заменой основных элементов.

Устройства должны быть испытаны вместе с системой крепления.

Методики проведения испытаний должны воспроизводить рабочие условия и крепления устройства.

В общем случае первичные испытания должны проводиться на образцах, выполненных в масштабе 1:1.

Если мощность устройства превышает возможный диапазон рабочих характеристик действующего испытательного оборудования, испытания могут быть проведены на образцах уменьшенного масштаба (геометрический коэффициент масштабирования не меньше 0,5) при условии, что выполнены соответствующие механические условия подобия. Производитель должен представить документ, в котором распространение результатов на полномасштабные устройства подтверждено расчетами и по возможности испытаниями, проведенными на полномасштабных основных элементах. Образцы должны быть нагружены таким образом, чтобы возникали те же напряжения и деформации, которые возникают при ответной реакции устройства на проектное землетрясение.

Примечание 1 - Если никаких важных взаимодействий между функциями различных элементов не происходит, можно провести отдельные испытания на отдельных полномасштабных основных элементах. В таком случае фактическое поведение этого устройства должно быть проверено с помощью расчетов по связи и взаимодействиям между различными элементами.

В целом, динамические испытания должны проводиться для воспроизведения фактических рабочих условий устройства. Если можно показать, что скорость имеет незначительное влияние, допускается провести квазипостоянные испытания. Если инженером - проектировщиком строительных конструкций не предусмотрена другая программа, связанная с некоторыми особыми рабочими условиями, испытания должны включать в себя шаги, перечисленные ниже.

Примечание 2 - Одним из важных параметров, который инженер - проектировщик строительных конструкций должен тщательно учитывать в обязательном порядке, является число циклов, которые будут прилагаться к образцам, так как это связано с продолжительностью землетрясения и собственной частотой колебаний сооружений в целом. Число в десять циклов связано с использованием устройств в системах сейсмоизоляции, дающих основные периоды колебаний порядка 2 с.

Эффекты старения, температуры и частоты нагружения должны быть оценены или на образце, который использовался для первичных испытаний, посредством повторения шага а) в различных условиях, определенных инженером - проектировщиком строительных конструкций, или на основном механизме, основных элементах или основных материалах. В последнем случае воздействие на общее поведение устройства должно быть оценено количественно. Основные компоненты образца должны быть заменены, если испытание вызывает необратимые изменения в компоненте. Если основной механизм изготовлен на основе стали или свинца, и предусматривается надлежащая защита основных элементов от воздействий окружающей среды, эффектами старения допускается пренебречь.

6.4.5 Испытания устройств в рамках заводского производственного контроля

Испытания в рамках заводского производственного контроля должны всегда осуществляться на устройствах до их установки. Должны быть обеспечены возможность идентификации каждого устройства и отнесение устройства к той производственной партии, к которой оно принадлежит.

Испытание по шагу а) 6.4.4 осуществляется минимум на 2% поставляемого числа изделий, с минимальным числом устройств. Испытанные устройства могут быть установлены в сооружение, если показано, что усталостная прочность их основных элементов на один порядок больше, чем число циклов, пройденных во время испытания. В любом другом случае они не должны устанавливаться в сооружение, если их механические характеристики полностью не восстановлены, например, заменой нелинейных механизмов или основных элементов.

7 Устройства, зависящие от скорости

7.1 Функциональные требования

Примечание - В настоящем разделе рассмотрены два типа вязкостных демпферов: жидкостно-вязкостный демпфер и жидкостно-пружинный демпфер. Общий термин "вязкостный демпфер" относится к обоим типам.

В пределах допусков, устанавливаемых инженером - проектировщиком строительных конструкций, вязкостный демпфер обеспечивает силу реакции на растяжение или сжатие, что соответствует основному закону, заявленному производителем по диапазону скорости, который включает в себя минимум две октавы вниз по сравнению с максимальным расчетным уровнем.

Вязкостный демпфер должен быть способен работать на уровнях энергии, указанных инженером - проектировщиком строительных конструкций, без снижения рабочих характеристик или ухудшения пригодности.

Сила реакции жидкостного вязкостного демпфера должна зависеть от скорости и не должна изменяться с положением хода демпфера. Инженер - проектировщик строительных конструкций устанавливает приемлемое изменение силы реакции в связи с изменениями окружающей среды или внутренней температуры, или в связи с такими причинами, как старение, износ и т.д.

Сила реакции жидкостного пружинного демпфера будет зависеть от скорости и значения хода. Инженер - проектировщик строительных конструкций устанавливает приемлемый диапазон колебаний демпфирующей силы в связи с изменениями окружающей среды или внутренней температуры, или в связи с такими причинами, как старение, износ и т.д.

Расчетный ход демпфера должен учитывать долговременные эффекты, термически индуцированные и сейсмические перемещения, а также любую длину отладки, требуемую инженером - проектировщиком строительных конструкций. Ход в любом случае должен быть не менее ±50 мм для мостов или ±25 мм для зданий.

Демпфер должен быть оборудован самосмазывающимися шаровыми шарнирами на каждом конце, чтобы передавать нагрузки вдоль главной оси и избежать эффектов нежелательного изгиба, которые могут вызвать вредные последствия для системы уплотнения.

Предельный угол поворота сечения шаровых шарниров определяется инженером - проектировщиком строительных конструкций с учетом эффектов временной нагрузки, сейсмических перемещений, перемещений при монтаже и т.д. Вращение в любом случае должно быть не менее ±2°.

Плиты с хомутами или другие компоненты не должны создавать геометрические препятствия расчетному вращению.

7.2 Свойства материалов

7.2.1 Общие положения

Материалы должны выбираться для ожидаемого рабочего диапазона температур, учитывая как температуру окружающей среды, так и любые изменения, вызванные работой устройства.

7.2.2 Материалы

Вязкостные демпферы должны быть изготовлены из черных металлов в соответствии с одним из следующих стандартов:

ЕН 10025, ЕН 10083, ЕН 10088, ИСО 3755 или ИСО 1083.

Демпферы могут быть выполнены из цветных металлов, но должны быть подвергнуты процедуре получения допуска.

7.2.3 Нагруженные поверхности

Вся нагруженная поверхность штока поршня должна быть изготовлена либо из нержавеющей стали, либо с никелированным и/или с твердым хромовым покрытием, нанесенным в зависимости от пригодности для обеспечения защиты от коррозии и/или обеспечения износостойкости.

Процесс твердого (электролитического) хромирования должен соответствовать требованиям ЕН ИСО 6158.

Процесс никелирования должен соответствовать требованиям ЕН ИСО 4526.

Нержавеющая сталь должна соответствовать ЕН 10088.

Минимальная общая толщина твердого покрытия должна составлять 70 мкм, за исключением случаев, когда основа материала состоит из нержавеющей стали, в этом случае минимальная толщина покрытия может быть снижена до 40 мкм.

Покрытие не должно иметь трещин и пор.

Поверхность основного материала не должна иметь поверхностной пористости, усадочных трещин и включений.

Примечание - Основной металл и покрытие могут подвергаться полировке в целях достижения определенной шероховатости.

7.2.4 Вязкая жидкость

Рабочая вязкая жидкость должна быть нетоксичной, не воспламеняющейся и химически инертной. Если используется жидкость, отличающаяся от жидкости на основе силикона, вышеупомянутые характеристики должны быть подтверждены.

Если другое не указано инженером - проектировщиком строительных конструкций, жидкости на основе углеводородов использовать не допускается.

7.3 Проектные требования

7.3.1 Общие положения

Вязкостные демпферы должны быть спроектированы таким образом, чтобы воздействие рабочих нагрузок не приводило к явлению текучести, а воздействие нагрузок, соответствующих предельному состоянию по несущей способности, не приводило к отказу.

Вязкостные демпферы в целом должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдержать максимальное внутреннее давление, возникающее в результате самого неблагоприятного сочетания расчетных воздействий.

Вязкостный демпфер должен быть спроектирован таким образом, чтобы противостоять боковому ускорению в соответствии с 5.3.3.

Устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдержать ускорение (прилагаемое к его собственной массе), действующее перпендикулярно направлению движения, равное максимальному ускорению, прогнозируемому в месте его установки при сейсмическом анализе. В случае отсутствия данных об ускорении устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать нагрузку, перпендикулярную направлению движения, минимальное значение которой равно двойному значению его собственного веса в сочетании с максимальной осевой нагрузкой.

Вязкостный демпфер должен включать в себя средства, предусматривающие тепловое расширение вязкой жидкости для предотвращения чрезмерного накопления внутреннего избыточного давления.

Вязкостный демпфер должен быть спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы в течение предполагаемого срока службы устройство не требовало технического обслуживания в ожидаемых условиях эксплуатации.

Максимальное отклонение между экспериментальными значениями характеристических параметров, полученных в ходе первичных испытаний, а также расчетными значениями или значениями для нормальных условий работы должны быть в пределах допустимых отклонений, указанных в таблице 5. Эти предельные значения относятся к изменениям в поставляемой партии изделий (статистическое рассеяние), а также к отклонениям, обусловленным температурой, и т.д.

Общее отклонение, которое следует учитывать при оценке верхнего и нижнего расчетных значений, как установлено в ЕН 1998, является линейной комбинацией отдельных отклонений, где комбинационные коэффициенты должны учитывать вероятность одновременного появления таких отклонений.

Примечание - Если невозможна более точная оценка допускается принять коэффициент, равный 0,7, для всех компонентов отклонения. Соотношение между верхними и нижними характеристическими значениями, связанными с любыми свойствами материала, не должно превышать 1,4.

7.3.2 Увеличение скорости

7.3.3 Продольный изгиб

Шток поршня демпфера должен быть спроектирован так, чтобы избежать неустойчивости при продольном изгибе с расчетной нагрузкой с учетом соответствующего повышающего коэффициента (см. 7.3.2) в его полностью выдвинутом положении и с учетом 10% коэффициента трения для шаровых шарниров (если не доступны экспериментальные данные).

7.4 Проведение испытаний

7.4.1 Общие положения

Примечание 1 - Программа испытаний включает в себя огромные вводы энергии в демпфер. Поэтому при выполнении программы испытаний требуется наблюдение, чтобы убедиться в том, что в любых испытаниях, выполненных в быстрой последовательности, демпфер не будет чрезмерно перегреваться. Для этого температуру демпфера в критических местах (указываются производителем) необходимо контролировать и фиксировать, также желательно разделить программу испытаний на группы испытаний. После выполнения одной группы испытаний демпферу дают остыть до определенной температуры перед выполнением следующей группы испытаний.

Примечание 2 - Испытания, перечисленные в настоящем разделе, необязательно выполнять в порядке их перечисления.

Испытания должны быть объединены в группы с учетом условия, что общий ввод энергии в демпфер в каждой контрольной группе не превысит в два раза энергию, рассеиваемую демпфером во время проектного землетрясения.

Примечание 3 - Испытание не следует продолжать, если температура демпфера превышает уровень, указанный производителем.

7.4.2 Первичные испытания

7.4.2.1 Общие положения

Первичные испытания должны проводиться каждый раз, когда допустимая нагрузка нового продукта отличается более чем на ±20% от этой же характеристики ранее испытанного устройства и/или расчетная скорость больше. Для допустимости использования результатов предыдущих испытаний конструкция и материалы должны быть такими же, как раньше.

Температуру испытательного образца следует контролировать в двух местах на корпусе демпфера, указанных производителем как критические. Запись начинается за 5 мин до начала испытания и продолжается в течение 15 мин после испытания.

7.4.2.2 Испытание давлением для жидкостно-вязкостных и жидкостно-пружинных демпферов

Если возможно, к каждому жидкостно-вязкостному демпферу или жидкостно-пружинному демпферу должно подаваться внутреннее давление, которое эквивалентно 125% от максимальной нагрузки демпфера. Это давление должно поддерживаться в течение 120 с.

Требование к результату испытания состоит в том, чтобы не наблюдалось никаких признаков утечки или признаков физического разрушения или снижения рабочих характеристик.

7.4.2.3 Испытание при низкой скорости для жидкостно-вязкостных демпферов

Примечание 1 - Цель испытания при низкой скорости заключается в оценке осевой силы сопротивления демпфера при смоделированных перемещениях, обусловленных изменением температуры.

Требование к результату испытания состоит в том, что на протяжении всего цикла перемещения демпфер должен развивать силу реакции менее 10% его расчетной силы или более низкое значение, если это предусмотрено инженером - проектировщиком строительных конструкций. Как график нагружения (осевое перемещение по времени), так и кривую "сила - перемещение" следует постоянно записывать и отображать визуально.

Испытание должно проводиться при температуре (23±5)°С или при более низкой температуре, если это предусмотрено инженером - проектировщиком строительных конструкций.

7.4.2.4 Испытание при низкой скорости для жидкостно-пружинного демпфера

Примечание 1 - Цель испытания при низкой скорости заключается в оценке сопротивления осевой силы демпфера при смоделированных тепловых движениях или квазистатических нагрузках.

Как график нагружения (осевое перемещение по времени), так и кривую сила-перемещение следует постоянно записывать и отображать визуально.

Испытание должно проводиться при температуре (23±5)°С или при более низкой температуре, если это предусмотрено инженером - проектировщиком строительных конструкций.

7.4.2.5 Определение характеристической кривой сила - скорость для жидкостно-вязкостных демпферов

Приложенная скорость должна включать минимум следующие доли максимальной расчетной скорости: 1%, 25%, 50%, 75%, 100%.

Требование к результату испытания состоит в том, чтобы все точки характеристической кривой силы реакции, определенные в результате испытания, находились в пределах поля допуска.

Испытание должно повторно проводиться при максимальной и минимальной расчетных температурах, чтобы оценить влияние температуры окружающей среды на силу реакции, создаваемую установками. Эти повторные испытания могут быть пропущены, если уже доступны результаты испытаний, проведенных сертифицированной независимой лабораторией и выполненных на подобных установках в пределах такого же или более широкого диапазона температур.

7.4.2.6 Определение характеристической кривой "сила - скорость" для жидкостно-пружинных демпферов

Приложенная скорость должна включать минимум следующие доли максимальной номинальной скорости: 1%, 25%, 50%, 75%, 100%.

Критерий приемки состоит в том, чтобы все точки характеристической кривой силы реакции, определенные в результате испытания, находились в пределах поля допуска.

Испытание должно повторно проводиться при максимальной и минимальной расчетных температурах, чтобы оценить влияние температуры окружающей среды на силу реакции, создаваемую установками. Эти повторные испытания могут быть пропущены, если уже доступны результаты испытаний, проведенных сертифицированной независимой лабораторией и выполненных на подобных установках в пределах такого же или более широкого диапазона температур.

7.4.2.7 Испытание эффективности демпфирования

Примечание 1 - Цель испытания эффективности демпфирования состоит в оценке способности к диссипации энергии устройством и стабильности силы реакции.

Примечание 2 - Если пять циклов превышают мощности испытательного оборудования, испытания могут проводиться в группах по циклам, но не менее трех непрерывно прилагаемых циклов.

Охлаждение между каждой группой циклов не допускается.

Требование к результату испытания состоит в том, что для каждого цикла реакция демпфера, которая определяется, как описано в 7.4.2.5 или 7.4.2.6, должна быть в пределах расчетного допуска, а диссипация энергии должна быть больше минимального расчетного значения.

7.4.2.8 Испытание при циклических ветровых нагрузках

Когда ветровая нагрузка рассматривается инженером - проектировщиком строительных конструкций как критическая, следует испытать прототипные демпферы для подтверждения их способности противостоять колебаниям, вызванным ветром.

Прототипный демпфер должен подвергаться циклам с частотой и перемещением, указанными инженером - проектировщиком строительных конструкций, в течение 200 циклов (например, 0,4 Гц при ±12 мм). Осуществляется непрерывное измерение температуры.

Требование к результату испытания состоит в том, что в любое время в ходе испытания устройство не должно блокироваться, заедать или отказывать, а после испытания устройство не должно иметь никаких признаков утечек.

7.4.2.9 Испытание на износ уплотнения

Примечание 1 - Цель испытания - убедиться в том, что уплотнение выдерживает перемещения в результате изменения температуры в течение всего предполагаемого срока службы устройства без утечки внутренней жидкости.

Примечание 2 - Демпферы, как правило, имеют высокую способность к диссипации энергии, даже при низкой скорости, поэтому для того чтобы выполнить испытание в разумные сроки, без излишнего нагрева внутри устройства, основную систему выпускных отверстий допускается обойти таким образом, чтобы уменьшить реакцию демпфера и любые повышения давления. Альтернативно жидкость из демпфера можно удалить полностью или частично для циклического испытания.

После циклических испытаний демпфер должен быть испытан в соответствии с 7.4.2.7, чтобы убедиться, что приведенные там требования по-прежнему выполняются.

7.4.2.10 Проверочное испытание хода

Примечание - Цель испытания - убедиться в том, что демпфер способен обеспечить расчетный ход.

К демпферу применяется один цикл с полным ходом поршня. Демпфер не следует заполнять жидкостью.

Требование к результату испытания состоит в том, что демпфер должен быть способен обеспечить ход, который равен, как минимум, расчетному значению с допуском ±1 мм.

7.4.3 Заводской производственный контроль

Для контроля качества одно устройство на партию продукции должно быть подвергнуто следующим испытаниям:

- испытание при низкой скорости;

- испытание основного закона демпфирования;

- испытание на эффективность демпфирования.

Производственная партия определяется как состоящая не более чем из 20 устройств, имеющих одинаковый основной закон демпфирования и такие же конструктивные характеристики, за исключением хода. Испытание основного закона осуществляется при температуре окружающей среды.

Испытание давлением должно проводиться на 100% единиц продукции из текущего производства.

В таблице 6 приведены виды испытаний, необходимые при первичных испытаниях и испытаниях в рамках заводского производственного контроля. Единицей продукции, подлежащей испытанию в пределах производственной партии, должна быть единица, имеющая наиболее длинный ход.

Таблица 6 - Виды испытаний, требуемые для проведения первичных испытаний и испытаний заводского производственного контроля

8 Сейсмоизоляторы

8.1 Общие требования

Сейсмоизоляторы должны выдерживать нагрузку от собственного веса конструкции без избыточной ползучести и сопротивляться несейсмическим воздействиям, таким как ветровые нагрузки и перемещения, вызванные колебаниями температуры. Сейсмоизоляторы должны обеспечивать с помощью низкой горизонтальной жесткости или другими средствами желаемую низшую горизонтальную собственную частоту колебаний для сейсмоизолированной конструкции. Сейсмоизоляторы должны обеспечивать большие горизонтальные перемещения, вызванные сейсмическими воздействиями, и в то же время надежно выдерживать нагрузку от собственного веса конструкции и противостоять вертикальным силам, возникающим при сейсмических воздействиях. Сейсмоизоляторы также должны обеспечивать достаточный уровень демпфирования, чтобы достаточным образом контролировать горизонтальные перемещения в результате сейсмических воздействий, если только не используются дополнительные устройства для демпфирования.

Типы сейсмоизоляторов, рассматриваемые в настоящем разделе:

a) эластомерные сейсмоизоляторы, в том числе с сердечником из свинца или полимерного материала с высоким демпфированием для повышения демпфирования;

b) скользящие опоры, как с криволинейной поверхностью скольжения (маятниковые опоры), так и с плоской поверхностью скольжения (плоские опоры).

Примечание 1 - Стальные пружинные сейсмоизоляторы не рассматриваются, хотя предполагается включить их при пересмотре настоящего стандарта.

Сейсмоизоляторы должны быть спроектированы и изготовлены для обеспечения возможности поступательных и крутильных движений, вызванных сейсмическими и другими воздействиями, но при этом сейсмоизоляторы должны выдерживать вертикальную нагрузку под действием силы тяжести, сейсмических воздействий и других временных нагрузок. Сейсмоизоляторы должны работать в соответствии с их назначением, если они подвергаются воздействию ожидаемых условий окружающей среды во время их расчетного срока службы. Если сейсмоизоляторы могут быть подвергнуты чрезвычайным условиям окружающей среды и условиям применения, таким как погружение в воду, воздействия масел и химикатов или установка в зоне, где высок риск пожара, должны быть приняты дополнительные меры предосторожности (см. ЕН 1337-9) с учетом точного определения условий.

Сейсмоизоляторы должны отвечать общим правилам, приведенным в разделе 4.

Все антисейсмические устройства системы сейсмоизоляции не должны снижать рабочих характеристик конструктивной системы в несейсмических рабочих условиях.

Все типы сейсмоизоляторов допускается крепить к сооружению только с помощью механического крепления, за исключением случаев, когда минимальная вертикальная нагрузка на сейсмоизоляторы во время сейсмических воздействий была определена путем проведения динамического анализа. В таком случае минимум 75% горизонтальной нагрузки должно восприниматься механическими анкерными креплениями.

Примечание 4 - Соответствующие процедуры расчета конструкции для сейсмоизолированных зданий установлены в подразделе 10.9 ЕН 1998-1:2004 и для мостов в подразделе 7.5 ЕН 1998-2:2005.

Примечание 5 - Сейсмоизоляторы, рассматриваемые в настоящем стандарте, обеспечивают сейсмоизоляцию только от горизонтальных сейсмических воздействий. Они могут быть дополнительно доработаны для обеспечения сейсмоизоляции от вертикальных колебаний. В таком случае потребуются испытания на вертикальную жесткость в дополнение к испытаниям, указанным в 8.2.1.2.8.

a) постоянных воздействий;

b) долгосрочных деформаций (предварительное напряжение, усадка и ползучесть для бетонных конструкций) частей сооружения, расположенных выше сейсмоизоляционных устройств;

c) 50% теплового воздействия.

Примечание 6 - Если нет никаких результатов по рассеянию характеристик устройства, оценки для предварительного анализа приведены в Приложении J.

8.2 Эластомерные сейсмоизоляторы

8.2.1 Требования

8.2.1.1 Общие положения

Примечание - Эластомерные опоры с высоким демпфированием ниже обозначены ЭО с ВД, а эластомерные опоры с низким демпфированием - ЭО с НД. Эластомерные сейсмоизоляторы могут иметь отверстия, заполненные свинцом [такие сейсмоизоляторы называются резинометаллическими опорами со свинцовым сердечником (РМО)] или полимерным материалом с высоким демпфированием [такие сейсмоизоляторы называются полимерно-резиновыми опорами или эластомерными опорами с полимерным сердечником (ЭО с ПС)] для достижения желаемого уровня демпфирования.

Эластомерные сейсмоизоляторы должны отвечать общим функциональным требованиям, приведенным в 8.1, и требованиям, приведенным в 8.2.1.2. Материалы, используемые при изготовлении сейсмоизоляторов, должны соответствовать требованиям 8.2.2. Каждый эластомерный сейсмоизолятор должен быть спроектирован в соответствии с методиками и правилами, приведенными в 8.2.3.

Эластомерные сейсмоизоляторы должны соответствовать общим и функциональным требованиям, приведенным в 4.1 и 4.2 ЕН 1337-3:2005.

Расчетные характеристики эластомерного сейсмоизолятора для использования в расчете конструкций должны быть получены в результате испытаний согласно 8.2.4.1.2.

Верхние и нижние значения расчетных характеристик, упомянутые в 4.4.2, определяются на основании первичных испытаний и со следующими допусками:

- разбросы производства ±20% (если только более низкое значение разброса не было согласовано для испытаний в рамках заводского производственного контроля);

- разбросы зафиксированного в отчете изменения при старении согласно результатам испытания (см. 8.2.1.2.9).

При комбинации трех параметров должен использоваться коэффициент 0,7 для разбросов производства и колебаний изменения температуры и коэффициент 1 для разброса колебаний в результате старения. Если рассматривается кристаллизация при низкой температуре, изменение жесткости при низких температурах должно быть больше значений, полученных в результате циклического испытания (8.2.1.2.4) и испытания на кристаллизацию (8.2.2.1.5).

Соотношение между верхним и нижним значениями расчетных характеристик для всех эластомерных сейсмоизоляторов должно быть меньше 1,8.

Для эластомерных мостовых сейсмоизоляторов с низким демпфированием, которые будут использоваться в случаях, когда проектное землетрясение небольшое, должны применяться только конкретные требования, приведенные в 8.2.1.2.11. Для таких сейсмоизоляторов применяется ЕН 1337-3, кроме проектирования, которое осуществляется в соответствии с 8.2.3.

Воздействия должны рассматриваться как небольшие, если:

b) максимальная горизонтальная сила в случае землетрясения меньше, чем общая горизонтальная сила вследствие других воздействий, как указано в пункте 7.6.2 (2) ЕН 1998-2:2005.

- значение допуска на разброс производства для кажущегося идеальным модуля сдвига в соответствии с ЕН 1337-3:2005 (пункт 4.3.1.1);

- разбросы при старении при идеальном модуле сдвига в соответствии с пунктом 4.3.1.4 ЕН 1337-3:2005.

8.2.1.2 Требования к рабочим характеристикам для сейсмоизоляторов

8.2.1.2.1 Общие положения

Требования к рабочим характеристикам определяют количественные показатели, которые должны быть определены для эластомерных сейсмоизоляторов проведением первичных испытаний. Все необходимые предельные значения должны быть указаны. Эти испытания, которые также должны быть использованы в качестве испытаний в рамках заводского производственного контроля, приведены в 8.2.4.1.3.

Для сейсмоизоляторов с низким демпфированием не требуется измерение демпфирования. Требования к демпфированию, указанные в 8.2.1.2.2, к ним не применяются.

Требования 4.3.4 и 4.3.6 ЕН 1337-3:2005 применяются к сейсмоизоляторам для мостов.

8.2.1.2.2 Зависимость горизонтальных характеристик от деформации сдвига эластомеров

Примечание - Испытательные амплитуды деформации выбираются с достаточным интервалом так, что если испытания проводятся на том же сейсмоизоляторе, эффекты предыдущего деформирования малы.

Таблица 7 - Амплитуды деформации резины при циклических испытаниях

Требования заключаются в следующем:

- частота испытаний при нагрузках и эталонная частота, при необходимости, указываются в отчете;

- измерение горизонтальной секущей жесткости при одностороннем нагружении с линейным нарастанием нагрузки;

8.2.1.2.3 Зависимость горизонтальных характеристик от частоты

Другие значения, имеющие такое же соотношение, могут быть выбраны при согласовании с инженером - проектировщиком строительных конструкций. Испытания должны проводиться в порядке возрастания частоты.

Для РО с ВД и РО с НД испытания могут быть выполнены на сейсмоизоляторах, масштабируемых без ограничений, или могут быть заменены испытаниями, требуемыми в 8.2.2.1.3.3 и проводимыми на эластомере во время его производства.

8.2.1.2.4 Зависимость горизонтальных характеристик от температуры

Для РО с ВД и РО с НД испытания могут быть выполнены на сейсмоизоляторах, масштабируемых без ограничений, или могут быть заменены испытаниями, требуемыми в 8.2.2.1.3.4 и проводимыми на эластомере во время его производства.

8.2.1.2.5 Зависимость горизонтальных характеристик от повторного циклического нагружения

Для РО с ВД и РО с НД испытания могут быть выполнены на сейсмоизоляторах, уменьшенных без ограничений, или могут быть заменены испытаниями, требуемыми в 8.2.2.1.3.6 и проводимыми на эластомере во время его производства.

Требования могут относиться к более чем десятому циклу, если исходят от инженера - проектировщика строительных конструкций.

8.2.1.2.6 Несущая способность при вертикальной нагрузке на сжатие при нулевом боковом смещении

- признаки отказа крепления;

- неправильно выровненные сбоку или неправильно расположенные вертикально армирующие пластины;

- поверхностные трещины или дефекты более 2 мм в ширину и глубину.

Примечание - См. ЕН 1337-3:2005 (пункт 4.3.3) и производственные допуски, указанные в ЕН 1337-3:2005 (раздел 6), для получения дополнительных указаний в отношении требований.

8.2.1.2.7 Способность к горизонтальному смещению

Примечание 1 - Значение минимальной вертикальной нагрузки может быть нагрузкой на растяжение. Приложение растягивающих напряжений выше уровня, установленного в настоящем стандарте, следует избегать, так как кавитация резины происходит при относительно низких растягивающих гидростатических напряжениях. Растягивающее напряжение до 2G, как правило, воспринимается без возникновения существенной кавитации. Можно использовать специальные соединения между сейсмоизолятором и сооружением, которые устраняют возможность преобразования вертикальной нагрузки на сейсмоизолятор в растягивающие напряжения.

Испытание должно проводиться с линейным нарастанием нагрузки. Другие условия испытаний должны соответствовать указанным в 8.2.4.1.

Требования к результату испытания состоят в том, что нагрузка должна монотонно возрастать до максимального перемещения, а сейсмоизолятор не должен проявлять никаких существенных признаков отказа в конце испытания. Визуальные признаки отказа включают в себя:

- признаки отказа крепления;

- поверхностные трещины или дефекты более 2 мм в ширину и глубину.

Крепления сейсмоизолятора к плитам нагрузки не должны проявлять никаких признаков отказа или текучести.

Примечание 2 - См. ЕН 1337-3:2005 (пункт 4.3.3) для получения дополнительных указаний относительно визуальных признаков отказа в сейсмоизоляторе.

8.2.1.2.8 Жесткость при сжатии

Примечание - Кривая "сила - перемещение" при низкой нагрузке обычно имеет низкий градиент. Это явление, называемое начальной осадкой, вызвано небольшими неточностями верхней и нижней поверхностей опоры.

8.2.1.2.9 Эффект старения

Примечание - Срок службы антисейсмических устройств рассмотрен в Приложении B. Для эластомерных сейсмоизоляторов допускается принимать данный срок 60 лет.

8.2.1.2.10 Эффект ползучести

Примечание 2 - Выполнение этой рекомендации гарантирует, что деформация сейсмоизолятора не будет чрезмерно увеличиваться в течение времени под действием воспринимаемых нагрузок от собственного веса.

8.2.1.2.11 Сейсмоизоляторы с низким демпфированием для мостов с небольшим сейсмическим воздействием

1) Требования, приведенные в 8.2.1.2.2, 8.2.1.2.4 и 8.2.1.2.7, измененные в настоящем пункте, применяются в дополнение к требованиям ЕН 1337-3:2005.

- испытательная частота и эталонная частота, если необходимо, фиксируются в протоколе испытаний.

4) Амплитуда деформации сдвига резины для требования 8.2.1.2.4 должна быть согласована с инженером - проектировщиком строительных конструкций.

8.2.1.3 Конструктивные и механические требования

8.2.1.3.1 Требования в предельном состоянии по несущей способности

Для сейсмоизоляторов должно быть подтверждено выполнение требований для предельного состояния по несущей способности, приведенных в 4.1.4, посредством выполнения требований к способности выдерживать боковые нагрузки согласно 8.2.1.2.7, к максимальной общей расчетной деформации сдвига согласно 8.2.3.4.2 и соблюдения критерия устойчивости согласно 8.2.3.4.4 (в случае, когда сейсмоизоляторы крепятся болтами) или 8.2.3.4.5 (для устанавливаемых в углубление или сейсмоизоляторов с дюбельным креплением). Для сейсмоизоляторов с низким демпфированием для мостов с небольшим сейсмическим воздействием должно быть подтверждено выполнение требований для предельного состояния по несущей способности, приведенных в 4.1.4, посредством выполнения требований к способности выдерживать боковые нагрузки согласно 8.2.1.2.11, к максимальной общей расчетной деформации сдвига согласно 8.2.3.4.2 и соблюдения критерия устойчивости согласно 8.2.3.4.4 (в случае сейсмоизоляторов с креплением болтами) или 8.2.3.4.5 (для сейсмоизоляторов, установленных в углубление или с дюбельным креплением).

8.2.1.3.2 Требования в предельном состоянии по эксплуатационной пригодности

Поскольку в предельном состоянии по несущей способности требования, приведенные в 8.2.1.3.1, гарантируют эксплуатационную пригодность при таком условии, требования в предельном состоянии по эксплуатационной пригодности, приведенные в 4.1.4, выполнены.

8.2.2 Материалы

8.2.2.1 Эластомеры

8.2.2.1.1 Общие положения

Требования, указанные в 8.2.2.1, применяются к эластомеру, используемому для изготовления армированной части сейсмоизолятора.

Исходные материалы эластомеров должны быть новыми; использование переработанной или повторно измельченной вулканизированной резины не допускается.

Эластомер при деформации сдвига 100% должен иметь модуль сдвига в пределах от 0,3 до 1,5 МПа.

Вулканизированный эластомер должен соответствовать требованиям, указанным в 8.2.2.1.

Испытания для определения количественных характеристик, к которым относятся требования, полностью должны быть выполнены как первичные испытания. Испытания, которые должны будут использоваться в качестве испытаний в рамках заводского производственного контроля, приведены в 8.2.4.2.3.

Методы испытаний и образцы должны соответствовать 8.2.4.2.

Эластомеры с низким демпфированием для мостов, рассчитываемых на слабые сейсмические воздействия (см. 8.2.1.1), должны соответствовать исключительно ЕН 1337-3:2005; на такие эластомеры требования 8.2.2.1 не распространяются.

Примечание 1 - Некоторые требования различаются в зависимости от того, формуются ли образцы из компаунда для изготовления устройства или взяты из готового устройства.

Примечание 2 - Требования к механическим характеристикам (прочность на растяжение, относительное удлинение при разрыве и сопротивление разрыву по надрезу), которые должны быть выполнены согласно 8.2.2.1.2.1 и 8.2.2.1.2.2, служат для подтверждения общей пригодности эластомеров; эти свойства не имеют прямого отношения к рабочим характеристикам сейсмоизолятора. Испытание на остаточную деформацию сжатия обеспечивает проверку того, что эластомер достаточно вулканизирован. Остальные испытания (озоностойкость и ускоренное старение на воздухе) обеспечивают проверку того, что подходящие против старения компоненты были включены в состав.

8.2.2.1.2 Общие свойства

8.2.2.1.2.1 Эластомеры с низким демпфированием

Механические и физические свойства эластомера с низким демпфированием, используемые в сейсмоизоляторах для мостов, должны соответствовать пункту 4.4.1 ЕН 1337-3:2005. Все эластомеры с низким демпфированием, за исключением используемых для сейсмоизоляторов мостов, подвергаемых слабым сейсмическим воздействиям (см. 8.2.1.1), также должны соответствовать требованиям к материалам, приведенным в таблице 8. Испытания должны проводиться как первичные испытания, так и как испытания в рамках заводского производственного контроля.

8.2.2.1.2.2 Эластомеры с высоким демпфированием

Эластомеры с высоким демпфированием должны соответствовать требованиям, указанным в Таблице 9. Для подтверждения этих свойств испытания должны проводиться как первичные испытания, так и испытания в рамках заводского производственного контроля.

Примечание - Опоры на основе натурального каучука или полихлоропренового каучука использовались преимущественно в качестве конструктивных опор в течение нескольких десятилетий и в большинстве случаев выполняли предъявляемые к ним требования. Это позволяет сделать вывод о том, что сейсмоизоляторы, изготовленные из этих двух эластомеров, имеют длительный срок службы. Кроме того, натуральный каучук и полихлоропреновый каучук кристаллизуются при деформации. Это свойство делает их устойчивыми к расширению поверхностных трещин под действием приложенной нагрузки от собственного веса. Для сейсмоизоляторов с высоким демпфированием другие эластомеры настоящим пунктом не исключены, но их использование требует особого внимания к рабочим характеристикам при старении и устойчивости к росту поверхностных трещин.

8.2.2.1.3 Динамический модуль сдвига и демпфирование

8.2.2.1.3.1 Общие положения

Проведение динамических испытаний эластомеров и оценка результатов осуществляются в соответствии с методами и методиками по 8.2.4.2.5.

8.2.2.1.3.2 Влияние амплитуды деформации

Вулканизат эластомера должен быть динамически испытан в диапазоне деформаций сдвига резины. Рекомендуемая частота 0,5 Гц, хотя инженером - проектировщиком строительных конструкций может быть запрошена и другая. Измерения должны проводиться при следующих амплитудах деформации сдвига: 5%, 10%, 20%, 50%, 100%, 150%.

Испытания должны проводиться в порядке возрастания амплитуды деформации.

Модуль сдвига и эквивалентный коэффициент демпфирования должны быть указаны в протоколе для третьего цикла для каждой амплитуды деформации.

8.2.2.1.3.3 Влияние частоты

Влияние частоты определяется по результатам измерений при трех частотах при амплитуде деформации сдвига ±100%. Испытания должны проводиться в порядке возрастания частоты. Рекомендуются следующие значения: 0,1 Гц; 0,5 Гц; 2,0 Гц.

Другие значения, расположенные в том же соотношении, могут быть выбраны по согласованию с инженером - проектировщиком строительных конструкций. Модуль сдвига и демпфирование для третьего цикла фиксируются в протоколе при каждой испытательной частоте. Модуль и демпфирование на низких и высоких частотах не должны отличаться более чем на 20% от значения при средней частоте.

Если некоторые из сейсмоизоляторов должны быть испытаны при частоте, отличающейся от 0,5 Гц или частоты сейсмоизоляции, испытательная частота изолятора должна быть включена в испытания по настоящему пункту, с сохранением последовательности проведения испытаний в порядке возрастания частоты.

Соотношение между модулем сдвига резины при эталонной частоте (0,5 Гц или частоте сейсмоизоляции) и модулем сдвига резины при испытательной частоте сейсмоизоляции должно применяться для измерения жесткости сейсмоизолятора (для той же деформации сдвига резины) для внесения поправки вследствие влияния частоты, чтобы определить значение жесткости сейсмоизолятора при деформации, соответствующей эталонной частоте, как указано в 8.2.1.2.2. Такая же методика должна быть использована для корректировки результата измерения демпфирования на сейсмоизоляторе вследствие влияния частоты, и, следовательно, определения значения демпфирования сейсмоизолятора, соответствующего эталонной частоте.

8.2.2.1.3.4 Влияние температуры

Модуль динамического сдвига и демпфирование резины измеряются для амплитуды деформации сдвига ±100% и при эталонной частоте (0,5 Гц или частоте сейсмоизоляции) в диапазоне температур минимум от верхней рабочей температуры TU до нижней рабочей температуры TL. Должно быть включено испытание при 23°С. Испытания должны проводиться в порядке снижения температур. Рекомендуется, чтобы были включены испытания при следующих температурах, если эти температуры находятся в диапазоне условий эксплуатации: 40°С; 23°С; 0°С; минус 10°С; минус 20°С.

Значения динамического модуля сдвига и демпфирования для третьего цикла фиксируются в протоколе для каждой испытательной температуры. Значения при самой низкой температуре не должны отличаться более чем на плюс 80% или минус 20% соответствующего значения при 23°С, а значения при самой высокой температуре не должны отличаться более чем на ±20% значений при 23°С.

8.2.2.1.3.5 Модуль сдвига и демпфирование после ускоренного старения в анаэробных условиях

Динамический модуль сдвига и демпфирование измеряются до старения и после старения в течение 14 сут при температуре 70°С. Если используются формованные образцы, такие же образцы должны быть испытаны до старения и после. Старение осуществляется в анаэробных условиях и таких, когда летучие ингредиенты полимерных материалов не улетучиваются. Измерения модуля и демпфирования осуществляются при амплитуде деформации сдвига ±100% и эталонной частоте (0,5 Гц или частоте сейсмоизоляции).

Модуль сдвига и эквивалентный коэффициент демпфирования должны измениться менее чем на 20% вследствие старения.

Инженер - проектировщик строительных конструкций может потребовать, чтобы условия старения, эквивалентные периоду 60 лет при средней рабочей температуре, оценивались для состава данных эластомеров, и названные выше условия старения заменить; температуру старения выше 70°С использовать не допускается.

Примечание - Указания по определению условий старения, эквивалентных 60-летнему периоду, а также рекомендации для достижения анаэробных условий см. в F.1 приложения F.1.

Таблица 8 - Механические и физические свойства эластомеров с низким демпфированием

Таблица 9 - Механические и физические свойства эластомеров с высоким демпфированием

Таблица 10 - Амплитуды деформаций для циклических испытаний

8.2.2.1.3.6 Стабильность характеристик сдвига при повторном циклическом нагружении

- соотношение между минимальным и максимальным значениями G, измеряемое в циклах между вторым и десятым, не менее 0,7;

- соотношение между минимальным и максимальным значениями G, измеряемое в циклах между первым и десятым, не менее 0,6.

Амплитуда деформации сдвига должна составлять 100% или расчетную деформацию сдвига по заданию инженера - проектировщика строительных конструкций. Другие условия испытаний и методы должны соответствовать указанным в 8.2.4.2.5.

Требования могут относиться более чем к десятому циклу по заданию инженера - проектировщика строительных конструкций.

8.2.2.1.4 Определение прочности сцепления при сдвиге

8.2.2.1.4.1 До старения

Прочность сцепления при сдвиге соединения сталь-эластомер должна быть проверена на образцах до старения согласно испытанию, описанному в 8.2.4.2.5.3.

Кривая "сила - перемещение" должна монотонно возрастать, а образец не должен иметь признаков разрушения или нарушения сцепления. Протокол испытаний должен соответствовать 8.2.4.2.5.3.

8.2.2.1.4.2 После старения

Испытание, описанное в 8.2.2.1.4.1, должно осуществляться на трех образцах с возрастом старения 14 дней при температуре 70°С. Старение осуществляется в анаэробных условиях и таких, чтобы летучие ингредиенты полимерных материалов не улетучивались. Инженер - проектировщик строительных конструкций может потребовать, чтобы условия старения, эквивалентные периоду 60 лет при средней рабочей температуре, оценивались для состава эластомеров, и названные выше условия старения заменить данными; температуру старения выше 70°С использовать не допускается.

Кривая "сила - перемещение" должна монотонно возрастать, а образец не должен иметь признаков разрушения или нарушения сцепления. Протокол испытаний должен соответствовать 8.2.4.2.5.3.

Примечание - Указания по определению условий старения, эквивалентных 60-летнему периоду, а также рекомендации для достижения анаэробных условий см. в F.1 приложения F.1.

8.2.2.1.5 Стойкость к кристаллизации при низких температурах

Следует использовать образец с учетом деформации сдвига, при этом также должны использоваться методы испытаний, приведенные в 8.2.4.2.5.4.

Требование к результату испытания состоит в том, чтобы жесткость при сдвиге при деформациях сдвига 25% и 100% после необходимого воздействия низких температур фиксировалась в отчете в обоих случаях. Оба значения жесткости при сдвиге должны быть менее чем в 1,5 раза больше соответствующей жесткости при сдвиге до воздействия холода.

Испытание должно проводиться в качестве первичного испытания.

8.2.2.1.6 Сопротивление медленному росту трещин

Следующее испытание должно проводиться на трех формованных образцах, с использованием геометрии согласно методу A ИСО 34.

- Испытание: приложение нагрузки, эквивалентной 4 кН/м.

Положительный результат испытания - это выполнение следующего требования:

- начальный разрез не увеличивается ни в одном направлении более чем на 3 мм в течение периода нагружения менее 24 ч.

8.2.2.2 Полимерный сердечник

Материал сердечника, используемый для обеспечения демпфирования в изоляторе с полимерным сердечником, должен соответствовать требованиям, указанным в 8.2.2.1.3 и 8.2.2.1.5, за исключением того, что в отношении 8.2.2.1.3.2 может не быть никаких ограничений на допустимый диапазон модуля сдвига.

8.2.2.3 Свинцовый сердечник

8.2.2.4 Армирующие стальные пластины

Внутренняя арматура и внешние пластины, используемые в производстве эластомерных сейсмоизоляторов, должны удовлетворять требованиям пункта 4.4.3 ЕН 1337-3:2005.

8.2.3 Проектирование

8.2.3.1 Общие положения

Эластомерные сейсмоизоляторы, в том числе сейсмоизоляторы с низким демпфированием, должны быть разработаны таким образом, чтобы выполнялись основные положения следующего раздела настоящего стандарта и других стандартов:

- настоящего пункта 8.2.3 относительно сочетания нагрузок, включая сейсмическое воздействие;

- подразделов 5.1, 5.2 и пункта 5.3.3 ЕН 1337-3:2005 для сочетания нагрузок, за исключением сейсмических воздействий, если иное не предусмотрено настоящим пунктом.

8.2.3.2 Виды и формы сейсмоизоляторов

Сейсмоизолятор должен состоять из чередующихся слоев эластомера и стали, в каждом конкретном случае слои должны быть номинально одинаковыми. Сейсмоизолятор должен быть сформован при соответствующих условиях высокой температуры и давления, а стальные пластины должны получить прочное сцепление с эластомером в процессе нагрева при вулканизации. Две толстые крайние пластины также должны получить прочное сцепление с остальной частью эластомера в процессе нагрева. Стороны сейсмоизолятора по возможности исключая стороны крайних пластин в случае сейсмоизоляторов, устанавливаемых в углубление, должны быть покрыты слоем резины не менее 4 мм. Если защитный слой нанесен не для обеспечения огнестойкости, он должен состоять из того же материала, что и основная часть сейсмоизолятора, и вулканизироваться одновременно с основной частью сейсмоизолятора.

Примечание - Два стандартных метода крепления для эластомерных сейсмоизоляторов на болтах показаны на рисунке 3, углубления или методы дюбельного крепления могут быть использованы по соглашению с инженером - проектировщиком строительных конструкций.

Опоры должны быть только прямоугольными или круглыми. Допускается выполнять выемки постоянного сечения в нагруженной поверхности. Выемки допускается заполнять свинцовым сердечником или другим материалом, чтобы обеспечить дополнительное демпфирование.

Таблица 3 в ЕН 1337-3:2005 не применяется к эластомерным сейсмоизоляторам.

8.2.3.3 Основы проектирования

8.2.3.3.1 Общие требования

Величины следующих пунктов рассчитываются для подтверждения проектирования.

Примечание - Для оказания помощи в процессе проектирования в F.3 приложения F дан комментарий к разделу 4 "Основные правила проектирования". В частности, в F.3.3 даны выражения для расчета жесткости сейсмоизоляторов.

Модуль сдвига при 100% амплитуде деформации сдвига, определенный при 23°С в ходе первичных испытаний (см. 8.2.2.1.3.2), должен использоваться в качестве значения модуля сдвига G в 8.2.3.3 (см. E.3.3.1).

Рисунок 3 - Стандартные методы крепления

8.2.3.3.2 Расчетная деформация сдвига вследствие сжатия при вертикальных нагрузках

Выемки должны учитываться в расчете эффективной нагруженной площади и площади, свободной от действия сил, но выемки, заполненные полностью, не учитываются (см. F.3.1 для других примеров формул для коэффициента формы);

8.2.3.3.3 Расчетная деформация сдвига вследствие вызванного землетрясением горизонтального перемещения

8.2.3.3.4 Критическая продольная нагрузка при нулевом боковом сейсмическом смещении

Примечание - Ссылки, приведенные в F.3.2, объясняют происхождение уравнения (17).

8.2.3.4 Критерии проектирования

8.2.3.4.1 Расчетная деформация сдвига

Требование ЕН 1337-3:2005, пункт 5.3.3.3, применяется к несейсмическим воздействиям.

8.2.3.4.2 Максимальная общая расчетная деформация сдвига

Требования и определения, приведенные ниже, должны заменить указанные в пункте 5.3.3(a) ЕН 1337-3:2005, если не указано иное.

Максимальная общая расчетная деформация сдвига, которая здесь определена, должна удовлетворять требованию:

8.2.3.4.3 Толщина армирующей пластины

8.2.3.4.4 Устойчивость на продольный изгиб при сейсмических воздействиях

Настоящий пункт не применяется к свинцово-резиновым опорам, при условии, что диаметр свинцового сердечника превышает 15% минимального размера в плане. В случае нескольких свинцовых сердечников учитывается диаметр эквивалентного одиночного свинцового сердечника.

8.2.3.4.5 Устойчивость сейсмоизолятора на опрокидывание при сейсмических воздействиях

Если встраиваемые изоляторы или изоляторы с дюбельным креплением используются по соглашению с инженером - проектировщиком строительных конструкций вместо стандартных методов крепления, указанном в 8.2.3.2, следует проверить устойчивость на опрокидывание, с помощью следующих соотношений:

8.2.4 Проведение испытаний

8.2.4.1 Сейсмоизоляторы

8.2.4.1.1 Общие положения

Испытания по настоящему пункту осуществляются на эластомерном сейсмоизоляторе, чтобы показать выполнение требований, указанных в 8.2.1.2.

Испытуемые сейсмоизоляторы должны выдерживаться при температуре испытания в течение минимум 24 ч. Испытуемые сейсмоизоляторы с общей толщиной резины более 250 мм должны быть испытаны не ранее чем через 48 ч после изготовления. Испытания должны быть выполнены на сейсмоизоляторах, не подвергнутых предварительной нагрузке, за исключением случаев, когда сейсмоизоляторы не были поставлены после предварительной нагрузки. В этом случае испытуемые сейсмоизоляторы должны подвергаться той же процедуре предварительного напряжения, что и при производстве сейсмоизоляторов. Должно быть подтверждено, что изменение характеристических значений вследствие предварительной нагрузки сохраняется. Испытуемый сейсмоизолятор не должен подвергаться другим испытаниям до текущего, за исключением случаев, когда допускается проведение более чем одного испытания по настоящему пункту на одном сейсмоизоляторе при условии, что порядок испытаний соответствует указанному в 8.2.4.1.4.

Примечание - Предварительная нагрузка - термин, используемый технологами, означающий применение нескольких, как правило, больших циклов деформации к резиновому устройству. Такая предварительная нагрузка снижает жесткость устройства для последующих деформаций, меньших применяемых для предварительной нагрузки. Иногда предполагается, что изменения жесткости сохраняются, однако, обычно наблюдается значительная тенденция по возврату жесткости к первоначальному значению. Восстановление сначала происходит сравнительно быстро, но на более поздних стадиях может происходить в течение нескольких месяцев или лет.

Испытания должны проводиться при температуре (23±5)°С, если в следующих пунктах не указана какая-либо другая температура.

Каждый протокол испытаний должен включать в себя запись о том, что испытание было проведено в соответствии с настоящим стандартом.

8.2.4.1.2 Первичные испытания

Первичные испытания, состав которых приведен в таблице 11, должны выполняться на минимальном числе образцов, указанном в 8.2.4.1.4, в соответствии с методами, указанными в 8.2.4.1.5. Для сейсмоизоляторов с низким демпфированием для мостов, подвергаемым небольшим сейсмическим воздействиям, только испытания, отмеченные знаком "*" в таблице 11, требуется проводить как первичные испытания согласно настоящему стандарту; для таких сейсмоизоляторов первичные испытания проводятся согласно ЕН 1337-3:2005.

Для тех групп испытаний, которые должны быть выполнены на сейсмоизоляторе, испытание должно проводиться на образце в масштабе 1:1, за исключением испытаний на изоляторе со свинцовым сердечником и изоляторе с полимерным сердечником для определения влияния частоты, температуры и повторного нагружения на горизонтальные характеристики сейсмоизоляторов, для которых можно использовать сейсмоизоляторы, масштабируемые в соответствии со следующими правилами:

- для сейсмоизоляторов большего размера линейные размеры могут быть уменьшены коэффициентом максимум 2. Все размеры должны быть масштабированы по тому же коэффициенту. Минимально допустимый размер в плане для опоры после масштабирования составляет 500 мм.

Следующие изменения в сейсмоизоляторе требуют проведения новых первичных испытаний:

a) использование другого состава эластомерной смеси;

b) изменение коэффициента формы эластомерных слоев более чем на 10% по сравнению с этим параметром уже испытанного сейсмоизолятора;

c) увеличение любого наружного размера сейсмоизолятора или размера в плане внутренних армирующих пластин более чем на 10%;

d) уменьшение наружных размеров сейсмоизолятора или размера в плане внутренних армирующих пластин более чем на 50%;

e) использование другого типа системы крепления;

f) использование различных условий изготовления.

Примечание - В перечислении е) определение "другого типа системы крепления" относится к креплению болтами, установке в углубление или дюбельному креплению.

Все минимальные различия в конструкции сейсмоизолятора требуют проведения следующих первичных испытаний, которые используются для получения эталонных значений для испытаний в рамках заводского производственного контроля:

a) жесткость при сжатии (8.2.1.2.8);

Расширение диапазона применения того или иного вида сейсмоизоляторов за пределами тех, которые охвачены предыдущими первичными испытаниями, требует дополнительных первичных испытаний, которые должны быть выполнены. Расширение применения должно включать в себя следующее:

d) увеличение верхней рабочей температуры более чем на 5°С;

e) снижение нижней рабочей температуры более чем на 3°С;

Таблица 11 - Испытания сейсмоизоляторов и требования к ним

8.2.4.1.3 Проведение испытаний в рамках заводского производственного контроля

Виды испытаний в рамках заводского производственного контроля, приведенные в таблице 11, должны осуществляться производителем с числом отбираемых образцов, указанным в 8.2.4.1.4, согласно методам, указанным в 8.2.4.1.5.

Для сейсмоизоляторов с низким демпфированием для мостов, подвергаемых небольшим сейсмическим воздействиям, должны быть выполнены только испытания в рамках заводского производственного контроля согласно ЕН 1337-3. Методы испытаний и частота выборки должны соответствовать ЕН 1337-3.

8.2.4.1.4 Число отбираемых образцов

Каждое первичное испытание проводится не менее двух раз, с использованием различных сейсмоизоляторов для каждого конкретного испытания. Если используется двухсрезная схема испытания на двойной срез для первичного испытания, должна испытываться только одна пара сейсмоизоляторов.

Испытуемый сейсмоизолятор может быть подвергнут нескольким различным первичным испытаниям, если испытания осуществляются в следующем порядке:

a) жесткость при сжатии (8.2.1.2.8);

b) зависимость горизонтальных характеристик от деформации сдвига эластомера (8.2.1.2.2), частоты (8.2.1.2.3), температуры (8.2.1.2.4) и повторного циклического нагружения (8.2.1.2.5);

c) эффект ползучести (8.2.1.2.10);

d) несущая способность при вертикальных нагрузках на сжатие при нулевом боковом смещении (8.2.1.2.6).

При условии, что сейсмоизолятор отвечает требованиям предыдущих испытаний;

е) способность к горизонтальному смещению (8.2.1.2.7).

Должен быть составлен обобщающий протокол испытания, указывающий порядок испытаний сейсмоизолятора, дату и время каждого испытания.

Для каждого типа сейсмоизолятора испытание на сжатие и испытание на сжатие и сдвиг в рамках заводского производственного контроля осуществляются на первом изготовленном сейсмоизоляторе. Впоследствии минимум 20% изготовленных сейсмоизоляторов для каждого типа, выбранных случайным образом, должны быть подвергнуты обоим испытаниям в рамках заводского производственного контроля. Для проектов, включающих в себя строительную конструкцию, поддерживаемую четырьмя или меньшим числом сейсмоизоляторов, все изготовленные сейсмоизоляторы для этой конструкции должны быть испытаны, если иное не согласовано с инженером - проектировщиком строительных конструкций.

8.2.4.1.5 Методы испытаний и оборудование

8.2.4.1.5.1 Испытание на сжатие

Оборудование должно соответствовать Н.4 приложения Н ЕН 1337-3:2005.

Протоколы испытаний для испытания на жесткость при сжатии и для испытания несущей способности при вертикальной нагрузке на сжатие при нулевом боковом смещении должны соответствовать Н.8 приложения Н ЕН 1337-3:2005, перечисления 1)-5); протоколы испытаний должны также включать в себя вертикальную скорость загрузки и результат визуального контроля.

8.2.4.1.5.2 Комбинированные испытания на сжатие и сдвиг для горизонтальных характеристик

Желательно, чтобы оборудование позволяло проведение испытания только одного сейсмоизолятора за один раз. Можно использовать двухсрезную схему испытания на сдвиг. Требования к машине для проведения испытания приведены в приложении G.

Циклическое перемещение сдвига следует прилагать с частотой 0,5 Гц или частотой сейсмоизоляции. Более низкие частоты могут быть использованы по согласованию с инженером - проектировщиком строительных конструкций. Испытательная частота должна быть не менее 0,01 Гц. Входной сигнал должен быть синусоидальным или треугольным, предпочтительной является синусоидальная форма.

Сейсмоизолятор должен быть подвергнут сжимающему напряжению 6 МПа. Другие значения нагружения можно использовать по запросу инженера - проектировщика строительных конструкций.

Когда сейсмоизоляторы испытываются не при температуре окружающей среды без применения кожуха, контролирующего температуру, сейсмоизоляторы должны быть изолированы системой, способной поддерживать температуру при требуемом значении. Сейсмоизолятор должен находиться при температуре испытания в течение достаточного времени для обеспечения достижения внутренней частью этой температуры.

Примечание - Для большого сейсмоизолятора может потребоваться несколько часов для того, чтобы внутренняя часть достигла температуры испытания.

Протокол испытаний должен соответствовать ЕН 1337-3:2005, Н.8 приложения Н, перечисления 1)-3), а также включать в себя следующие дополнительные перечисления:

4) схема испытания - одинарный или двойной срез, местоположение и тип датчиков нагрузки и датчиков перемещений и подтверждение того (например, в отношении влияния какого-либо эффекта трения на показание датчиков нагрузки), что требования к оборудованию выполнены;

5) прилагаемая вертикальная сжимающая нагрузка и указание, проводилось ли испытание при постоянной вертикальной сжимающей нагрузке или при постоянном смещении вследствие сжимающего усилия;

6) испытательная(ые) температура(ы);

7) испытательная(ые) частота(ы);

8) список испытательных амплитуд деформации сдвига в порядке проведения испытаний;

10) изображение кривой "усилие сдвига - перемещение" для каждого третьего цикла и записи колебаний вертикальной сжимающей нагрузки и вертикального перемещения в течение этого цикла;

11) дата и продолжительность испытания.

Если проводится испытание горизонтальной жесткости при линейно нарастающем нагружении, два требования к оборудованию для испытания по приложению G, связанные с влиянием гистерезиса в ходе нагрузок при сжатии, могут не применяться. Перечисления 7)-11) в протоколе испытаний должны быть заменены следующими пунктами:

7) скорость нагружения;

8) секущая жесткость при расчетном смещении;

9) запись кривой "сила - перемещение";

10) дата и продолжительность испытания.

8.2.4.1.5.3 Горизонтальная несущая способность

Желательно, чтобы оборудование позволяло проведение испытание только одного сейсмоизолятора за один раз. Можно использовать двухсрезную схему испытания на сдвиг, в этом случае оба испытуемых сейсмоизолятора с точки зрения прочности на сжатие не должны отличаться более чем на 15% друг от друга. Требования к машине для проведения испытания приведены в приложении G. Оба требования к оборудованию для испытания по приложению G, связанные с влиянием гистерезиса в ходе нагрузок при сжатии, могут не применяться. Испытание должно проводиться при постоянной сжимающей нагрузке. Постоянная вертикальная деформация вследствие сжимающих сил не используется.

Крепления, используемые при испытании, должны иметь такую же конструкцию, как и те, которые будут использоваться при креплении сейсмоизолятора на защищаемой конструкции и изготовляться из аналогичных материалов.

Максимальное прикладываемое перемещение при сдвиге должно удерживаться в течение минимум 2 мин, за это время осуществляется проверка визуальных признаков отказа (с обязательным соблюдением мер предосторожности). Проверки также должны выполняться после снятия перемещения при сдвиге, но в то время, пока сохраняется сжимающая нагрузка.

Отчет об испытании должен включать в себя перечисления 1)-6) 8.2.4.1.5.2, а также:

a) прилагаемую вертикальную сжимающую нагрузку;

b) скорость перемещения при сдвиге;

c) кривую "усилие сдвига - перемещение";

d) результаты визуального контроля;

e) дату и продолжительность испытания.

8.2.4.1.5.4 Испытания на ползучесть

Оборудование должно поддерживать необходимую постоянную нагрузку в пределах 5% на протяжении всего испытания.

Примечание - Оборудование, прилагающее нагрузку от собственного веса на испытуемый сейсмоизолятор либо непосредственно, либо через гидравлический механизм, является наиболее подходящим.

8.2.4.2 Эластомеры

8.2.4.2.1 Общие положения

Испытания в настоящем пункте осуществляются на эластомере, используемом для изготовления армированной части изолятора, чтобы показать соответствие требованиям к материалу, приведенным в 8.2.2.1. Образцы не должны подвергаться предварительной нагрузке, за исключением случаев, когда сейсмоизоляторы поставляются после предварительной нагрузки. В этом случае испытуемые сейсмоизоляторы должны подвергаться той же процедуре предварительной нагрузки, что и при производстве сейсмоизоляторов.

8.2.4.2.2 Первичные испытания

Первичные испытания, перечисленные в таблице 12, осуществляются в соответствии с методами, указанными в 8.2.4.2.5.

Для эластомеров с низким демпфированием испытания, указанные в таблице 8, и для эластомеров с высоким демпфированием испытания, указанные в таблице 9, осуществляются как первичные испытания в соответствии с методом стандарта, установленного в соответствующей таблице. Требования, указанные в таблице для каждого испытания, должны быть выполнены. Испытания должны проводиться минимум один раз.

Для эластомеров с низким демпфированием сейсмоизоляторов для мостов, подвергаемых небольшим сейсмическим воздействиям (см. 8.2.1.1), испытания согласно таблице 1 ЕН 1337-3:2005 осуществляются в соответствии с частотой выборки и требованиями к образцу согласно (таблица 8) ЕН 1337-3:2005. Такие эластомеры не подлежат другим испытаниям по настоящему стандарту.

8.2.4.2.3 Испытания в рамках заводского производственного контроля

Для эластомеров с низким демпфированием испытания, указанные в таблице 8, и для эластомеров с высоким демпфированием испытания, указанные в таблице 9, осуществляются как испытания в рамках заводского производственного контроля при частоте выборки, указанной в 8.2.4.2.4 в соответствии с методом стандарта, установленным в соответствующей таблице; при этом должны быть выполнены требования, указанные в таблице для каждого испытания.

Для эластомеров с низким демпфированием для сейсмоизоляторов мостов, подвергаемых небольшим сейсмическим воздействиям (см. 8.2.1.1), испытания согласно таблице 1 ЕН 1337-3:2005 осуществляются в соответствии с частотой выборки и требованиями к образцу согласно ЕН 1337-3:2005 (таблица 8).

8.2.4.2.4 Частота выборки

Испытания в рамках заводского производственного контроля, за исключением испытания на разрыв, осуществляются на каждой партии смеси. Испытание на разрыв осуществляется на первой партии смеси, затем образец для испытания выбирается случайным отбором минимум один раз на каждые пять партий состава.

Примечание - Партия смеси является отдельной смесью или сочетанием смесей того же состава.

Таблица 12 - Проведение первичных испытаний эластомеров

8.2.4.2.5 Методы испытаний и оборудование

8.2.4.2.5.1 Общие положения

Испытания должны проводиться на образцах, изготовленных при той же температуре, что и основная часть устройств, и в течение сопоставимого времени, или на образцах, взятых из полностью готовых устройств (устройство необязательно изготовлять с полным сцеплением для облегчения изготовления образцов). В последнем случае должны быть испытаны образцы из верхнего или нижнего слоя резины и из середины устройства, кроме того, для испытания на озоностойкость образцы должны быть взяты из бокового покрывающего слоя.

Испытания должны проводиться при температуре (23±2)°С, если не указано иное.

При проведении испытаний при температуре, отличной от температуры окружающей среды, должны быть приняты специальные меры для того, чтобы весь образец резины имел требуемую температуру с точностью ±1°С. Температура образца должна быть занесена в протокол.

Примечание - Для образцов из эластомера с привулканизированными металлическими пластинами простой анализ термической диффузии показывает, что время (в минутах) необходимое для того, чтобы весь образец резины достиг испытательной температуры, численно равно минимум квадрату толщины резины (в миллиметрах).

Испытания для удовлетворения общих требований к свойствам, указанным в 8.2.2.1.2, осуществляются в соответствии со стандартом, указанным в таблице 8 в случае эластомера с низким демпфированием и в таблице 9 в случае эластомера с высоким демпфированием.

В протоколе испытаний должно быть указано, какие образцы, формованные или взятые из полностью готовых устройств, были использованы. Для последнего случая фиксируются результаты для образцов из внешнего и внутреннего слоев резины и середины устройства. В отчете указывается, что испытание проводится в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

8.2.4.2.5.2 Модуль динамического сдвига и демпфирование

Испытуемые образцы должны соответствовать ИСО 4664, за исключением схемы с четырьмя плоскостями сдвига, также можно использовать прямоугольные резиновые элементы. Размер прямоугольных резиновых элементов в направлении сдвига должен быть минимум в четыре раза больше толщины.

В протоколе испытаний должно быть указано следующее:

1) используемый тип геометрии образца, режим вулканизации и был ли образец изготовлен специально или вырезан из устройства;

2) подробные данные для испытательной машины, датчика нагрузок и датчика перемещения;

3) испытательная(ые) температура(ы);

4) амплитуда(ы) деформации;

5) значения модуля сдвига и демпфирования для третьего цикла.

Для подтверждения устойчивости характеристик сдвига при повторном циклическом нагружении в перечислении 5) заменяется значениями модуля сдвига и демпфирования для второго-десятого циклов и модулем сдвига для первого цикла, а также включаются следующие дополнительные пункты:

6) соотношение между минимальным и максимальным значениями G, измеряемыми в циклах между вторым и применяемым предпоследним;

8.2.4.2.5.3 Испытание на прочность сцепления при сдвиге

Отчет об испытании должен включать в себя:

1) используемый тип геометрии образца, режим вулканизации и был ли образец изготовлен специально или вырезан из устройства;

2) скорость деформации;

3) кривую "сила - перемещение";

4) отчет визуального контроля;

5) условия старения;

6) результаты всех образцов для испытания.

8.2.4.2.5.4 Сопротивление кристаллизации при низкой температуре

Непосредственно перед испытанием образец для испытания должен выдерживаться при 70°С в течение 45 мин, затем 3 ч при 23°С. Отношение "сила - перемещение" должно быть первоначально зарегистрировано при 23°С до деформации сдвига в 100%, при нагружении с линейно нарастающей скоростью не ниже 100%/мин.

Деформация сдвига 40% должна прилагаться в течение выдерживания при низких температурах; время и температура выдерживания должны быть установлены инженером - проектировщиком строительных конструкций в соответствии с условиями эксплуатации, за исключением того, что температура испытания для натурального каучука должна быть не ниже минус 25°С, а для хлоропренового каучука не ниже минус 10°С. Время выдерживания должно быть взаимосвязано с периодом, в течение которого минимальная дневная температура эксплуатации может быть равна или ниже температуры испытания.

Примечание - Температуры, установленные в предыдущем абзаце, это те температуры, при которых скорость кристаллизации является наивысшей. В F.2 приложения F приведены основная информация о кристаллизации при низкой температуре и рекомендации по продолжительности испытания.

В конце требуемого периода выдерживания отношение "сила - перемещение" должно записываться до деформации сдвига 100% при применении такой же линейно нарастающей нагрузки, как и для начального испытания, и такой же температуры, как установлено для выдерживания. При любом перемещении образца для испытания в оборудование, отличное от используемого в процессе выдерживания при низкой температуре, должно быть гарантировано, что температура образца для испытания в процессе перемещения не возрастет более чем на 2°С. Также должна быть измерена жесткость при сдвиге образца для испытания.

Отчет об испытании должен включать в себя:

1) подробные данные испытательного оборудования;

2) геометрию образца для испытания, режим вулканизации и был ли образец изготовлен специально или вырезан из устройства;

3) скорость нарастания нагрузки и перемещение при сдвиге;

4) низкую температуру и время выдерживания;

5) секущую жесткость при сдвиге при 23°С и при низкой испытательной температуре в конце периода выдерживания.

8.2.4.2.5.5 Сопротивление медленному росту трещин

Отчет об испытании должен включать в себя:

1) геометрию образца для испытания, режим вулканизации и был ли образец изготовлен специально или вырезан из устройства;

2) прилагаемую нагрузку;

3) рост трещины при нагрузке в течение 24 ч.

8.2.4.3 Полимерный сердечник

8.2.4.3.1 Общие положения

Испытания в настоящем пункте должны проводиться на материале сердечника, используемом для обеспечения демпфирования в сейсмоизоляторе с полимерным сердечником, чтобы показать выполнение требований 8.2.2.2.

8.2.4.3.2 Первичное испытание

Первичные испытания, за исключением испытаний на прочность сцепления при сдвиге и испытания на медленный рост трещин, приведенные в таблице 12, должны проводиться в соответствии с методами, определенными в 8.2.4.2.5.

8.2.4.3.3 Испытания в рамках заводского производственного контроля

8.2.5 Производственные допуски

Допуски должны соответствовать тем, что приведены в разделе 6 ЕН 1337-3:2005, если только в настоящем пункте не установлено иное.

Для сейсмоизоляторов, расположенных в углублении, допуск на размер в плане должен быть +0/-2 мм.

Для сейсмоизоляторов, присоединенных к поясной плите или конструкции с помощью болтов, допуск на положение отверстий должен быть ±0,2%, если альтернативное значение не согласовано с инженером - проектировщиком строительных конструкций.

8.2.6 Маркировка и этикетирование

Сейсмоизоляторы должны соответствовать требованиям к маркировке и этикетированию (за исключением относящихся к рабочим характеристикам при низкой температуре), приведенным в подразделе 7.3 ЕН 1337-3:2005.

8.3 Маятниковые скользящие опоры

8.3.1 Требования

8.3.1.1 Общие положения

Настоящий подраздел применяется к сейсмоизоляторам, которые обеспечивают четыре основных функции (см. 3.1.26) благодаря надлежащему расположению криволинейных поверхностей скольжения и использованию свойств маятника для удлинения периода собственных колебаний сейсмоизолированной конструкции.

Сферически вогнутая первичная (главная) поверхность скольжения маятниковой опоры обеспечивает возвратную силу при смещении d. Энергия рассеивается в первичной поверхности скольжения благодаря трению вследствие движения. Вращения конструкции возможны благодаря вторичной поверхности скольжения, (см. рисунок 4).

1 - первичная поверхность скольжения; 2 - вторичная поверхность скольжения

Рисунок 4 - Принцип функционирования и главные элементы маятниковых скользящих опор

Настоящий пункт также применяется к двояковогнутой маятниковой скользящей опоре, которая включает в себя две повернутые друг к другу первичные поверхности скольжения с одинаковыми радиусами кривизны, при этом обе поверхности способствуют восприятию горизонтального перемещения.

Примечание - Маятниковая скользящая опора характеризуется явным нелинейным поведением; таким образом, она вызывает значительную нелинейность и диссипацию энергии в динамических характеристиках конструктивной системы, характеристики, которые должны соответствующим образом приниматься в расчет при моделировании конструкции (см. 4.5 настоящего стандарта и пункт 10.9.7 (5) ЕН 1998-1:2004).

Маятниковые скользящие опоры должны выполнять общие требования, приведенные в 8.1, и требования к рабочим характеристикам, приведенные в 8.3.1.2. Материалы, используемые при их производстве, должны соответствовать требованиям 8.3.2.

Кроме случаев, указанных в настоящем подразделе, маятниковые скользящие опоры должны соответствовать общим функциональным требованиям и требованиям к рабочим характеристикам, приведенным в ЕН 1337-2 и ЕН 1337-7 для подшипников и опор в строительстве.

Несущая способность, так же как и характеристики деформации и демпфирования, используемые в проектировании и сейсмическом анализе системы сейсмоизоляции, должны быть подтверждены путем испытания в соответствии с 8.3.4.

Перед использованием посредством первичных испытаний, приведенных в 8.3.4.1, должны быть оценены основные характеристики маятниковых скользящих опор и подтверждено их поведение в случае землетрясения. Эти первичные испытания должны выполняться по отдельности на минимум двух образцах в масштабе 1:1 для каждого типа, используемого в проектировании.

Значения верхних и нижних расчетных значений характеристик, упоминаемые в 4.4.2, должны быть определены по первичным испытаниям с учетом следующих величин разброса:

- разброс вследствие изготовления ±20%;

- разброс вследствие колебаний в результате старения, определенных при испытании (см. 8.3.1.2.6).

Для комбинации трех параметров должен использоваться коэффициент 0,7.

Отношение между верхними и нижними расчетными значениями характеристик должно быть менее 1,8.

8.3.1.2 Требования к рабочим характеристикам для маятниковой скользящей опоры

8.3.1.2.1 Общие положения

Требования к рабочим характеристикам определяют количественные характеристики, которые должны быть установлены для маятниковых скользящих опор первичными испытаниями. Все требуемые предельные значения должны быть указаны. Испытания, которые также должны быть использованы в качестве испытаний в рамках заводского производственного контроля, приведены в 8.3.4.2.

Если задача маятниковых скользящих опор заключается исключительно в обеспечении трех функций, а именно: передача вертикальной нагрузки, горизонтальная податливость и возвратная сила, но не диссипация энергии, материалы, проектные требования и методы испытаний должны соответствовать ЕН 1337-2 или эквивалентным техническим свидетельствам для опор в строительстве. В этом случае испытания сейсмоизоляции со скольжением по таблице 15, за исключением серии испытаний S и P1, допускается не проводить.

8.3.1.2.2 Несущая способность

В испытаниях в соответствии с 8.3.4.1.2 устройство не должно получить никаких повреждений, а антифрикционный материал как первичной, так и вторичной поверхности скольжения не должен иметь каких-либо признаков увеличивающихся явлений текучести или износа вследствие недостаточной механической прочности, склеивания и/или образования камер.

Несущая способность маятниковой скользящей опоры должна сохраняться неизменной после испытаний, установленных в 8.3.4.1.5.

Примечание - Антифрикционный материал первичной поверхности скольжения работает в качестве обычного материала опоры при условиях эксплуатации и, таким образом, необходимо обязательное подтверждение стабильности его механических характеристик после крупного землетрясения.

8.3.1.2.3 Способность к горизонтальному смещению

8.3.1.2.4 Предельный угол поворота сечения

Примечание - В маятниковой скользящей опоре поступательные движения возбуждают вращательные движения опорного башмака, которые возможны благодаря вторичной поверхности скольжения.

8.3.1.2.5 Максимальное фрикционное сопротивление движениям в состоянии эксплуатации

Примечание 1 - Статическое сопротивление трения - максимальная сила, которая во время первого перемещения необходима для произведения макроскопического движения (см. пункт 3.2.3 ЕН 1337-2:2004) и рассматривается при проектировании сейсмоизолятора, его системы крепления и прилегающих элементов конструкции.

Во время движений, совершающихся в условиях эксплуатации, сейсмозоляторы должны развивать силу трения, меньшую или равную значению, установленному инженером - проектировщиком строительных конструкций.

Трение не должно использоваться для передачи воздействий действующих извне горизонтальных нагрузок, за исключением нагрузок, вызванных землетрясением (см. подраздел 6.7 ЕН 1337-2:2004).

Примечание 2 - Сейсмоизоляторы могут включать в себя устройства-ограничители, которые предотвращают движения в результате ветра и прочих внешних воздействий в одном или всех направлениях и позволяют устройству движение без ограничений в случае землетрясения (см. 5.2, предохранители-ограничители).

Значение для силы сопротивления трения должно быть проверено испытаниями в соответствии с 8.3.4.1.3. Измеренная обусловленная трением сила расцепления, развиваемая сейсмоизолятором, должна быть меньше, чем значение, установленное инженером - проектировщиком строительных конструкций.

8.3.1.2.6 Характеристики сейсмоизоляции

Примечание 1 - Динамическое трение - механизм, посредством которого в маятниковой скользящей опоре осуществляется диссипация энергии. Поэтому данный параметр имеет принципиальную важность в определении реакции системы сейсмической изоляции.

Испытания должны проводиться в соответствии с 8.3.4.1.5.

Испытание целостности покрытия должно запрашиваться только в том случае, если лист аустенитной стали фиксируется сварными швами. Должно быть проведено три цикла, как описано в таблице 15, в направлении движения перпендикулярно сварным швам.

Кривые "сила - перемещение" для всех испытаний, установленных в таблице 15, должны иметь увеличивающуюся горизонтальную жесткость.

Сопряженный сферический лист аустенитной стали не должен иметь признаков выпучивания, остаточной деформации или перемещения.

Должны быть выполнены следующие требования, определенные для испытаний по таблице 15:

Испытание S - условия эксплуатации:

Максимальная зафиксированная горизонтальная сила не должна превышать значения, определенного инженером - проектировщиком строительных конструкций.

Испытания D1, D2, D3 - динамические условия:

1) изменение возвратной жесткости между последовательными циклами должно составлять не более чем ±10%;

2) для каждого цикла возвратная жесткость верхней части цикла может отличаться не более чем на 5% значения, полученного для нижней части цикла;

3) среднее значение возвратной жесткости для трех циклов находится в пределах ±15% расчетного значения;

4) максимальная горизонтальная сила для каждого из трех циклов находится в пределах ±15% от расчетного значения;

5) энергия, рассеянная за цикл, для каждого цикла не меньше, чем 85% расчетной энергии, рассеянной за цикл, установленной в соответствии с максимальными плановыми перемещениями;

6) возвратная жесткость каждого отдельного цикла и среднее значение возвратной жесткости образца находится в пределах ±15% такой же жесткости других образцов.

Испытание O - целостность ответного покрытия:

- должны применяться требования испытания D3. Дополнительно испытательный образец не должен иметь трещин или любых признаков повреждения.

Испытание E - сейсмические условия:

- должны применяться такие же условия приемки, что и применяемые для испытания динамических условий.

Испытание B - двунаправленное:

- не должно возникать никаких признаков выпучивания, остаточной деформации или перемещения поверхности листа аустенитной стали.

Испытание P1 - контрольное значение для испытаний в рамках заводского производственного контроля

Испытание P2 - подтверждение характеристик:

- должны применяться требования для испытания эксплуатационных условий.

Испытание P3 - контрольное значение для влияния старения:

- изменение значения трения в сравнении с результатом испытания Р1 должно учитываться при проектировании.

При всех условиях нагружения движение в поверхностях скольжения должно быть ровным и без каких-либо вибраций, например вызванных скачкообразным перемещением.

Колебание горизонтальной нагрузки при любом значении перемещения опоры должно быть в пределах диапазона ±5% средней возвратной силы. Средняя возвратная сила должна быть получена из определенной методом наименьших квадратов прямой лучшего соответствия реакции в диапазоне ±95% максимального перемещения.

Примечание 2 - Значение колебаний силы по причине скачкообразного перемещения будет зависеть от пригодности машины для испытаний и соединений с устройством.

Коэффициент трения и все соответствующие рабочие характеристики должны находиться в пределах, определенных инженером - проектировщиком строительных конструкций при условиях испытания, определенных в 8.3.4.1.5.

Примечание 3 - Зависимость срока службы здесь понимают как изменение характеристик трения за длительный период вследствие накопленного пути скольжения в условиях эксплуатации.

8.3.1.2.7 Износостойкость

Примечание 1 - Элементы скольжения являются критическими компонентами маятниковой скользящей опоры, и сохранение их работоспособности после сильного землетрясения помогает избежать необходимости проведения срочного технического обслуживания и ремонта или, что еще критичнее, мероприятий по замене.

Примечание 2 - Объектом проверки является демонстрация способности сейсмоизолятора выдерживать продолжительные воздействия как в процессе его эксплуатации, так и при возникновении сейсмического воздействия.

Примечание 3 - Деформация ползучести является значительной, и ее доля вычитается из наблюдаемого уменьшения толщины, для того чтобы оценить степень износа надлежащим образом. При отсутствии более точных измерений изменение в толщине слоя антифрикционного материала после 48 ч постоянной нагрузки без скользящих движений может быть принято как деформация ползучести для последующей корректировки.

Износ скользящих поверхностей в течение их срока эксплуатации и в случае проектного землетрясения должен быть ограничен способом, обеспечивающим достаточный запас для надлежащего функционирования сейсмоизолятора в соответствии с испытаниями, приведенными в 8.3.4.1.4 и 8.3.4.1.5. Должны выполняться следующие требования:

a) уменьшение толщины антифрикционного материала, измеренное как разница между толщиной антифрикционного материала в каждой из восьми симметрично расположенных точек до и после первичного испытания опытного образца опоры и скорректированное с учетом эффекта ползучести в процессе испытаний, не превышает 20% первоначальной толщины;

b) глубина канавок вследствие истирания поверхности аустенитной стали должна быть меньше 0,05 мм;

8.3.2 Материалы

8.3.2.1 Антифрикционные материалы

Должны использоваться исключительно материалы, подходящие для криволинейных поверхностей конструктивных скользящих опор для применения в строительстве согласно ЕН 1337-2 или эквивалентным техническим свидетельствам.

Примечание - Для первичных поверхностей скольжения могут быть использованы несмазанные пластины без смазочных карманов.

8.3.2.2 Сопряженные поверхности

Для сопряженных поверхностей должны использоваться аустенитная сталь 1.4401 + 2В или 1.4404 + 2В в соответствии с ЕН 10088-2 или опорные плиты, имеющие минимум 100 мкм твердого хромового покрытия в соответствии с ЕН ИСО 6158. Толщина листов аустенитной стали должна составлять не менее 2,5 мм.

Характеристики вторичной поверхности скольжения и первичной поверхности скольжения, которые не служат для обеспечения диссипации энергии, должны соответствовать ЕН 1337-2:2004, подразделы 5.4 и 5.5.

Для подтверждения выполнения требований должны быть выполнены первичные испытания и испытания в рамках заводского производственного контроля каждой партии материала.

8.3.2.3 Смазочные материалы

Если поверхность скольжения смазана, смазочный материал должен соответствовать подразделу 5.8 ЕН 1337-2:2004.

8.3.2.4 Опорные плиты

Для изготовления опорных плит должны использоваться стальные листы в соответствии с ЕН 10025, чугун в соответствии с ИСО 1083, углеродистая литая сталь в соответствии с ИСО 3755 или нержавеющая сталь в соответствии с ЕН 10088, в зависимости от пригодности.

Основание для накладных поверхностей скольжения с твердым хромовым покрытием должно изготовляться из стали марки S 355 J2G3 или из мелкозернистой конструкционной стали такой же или более высокой марки в соответствии со стандартом серии ЕН 10025.

8.3.3 Проектирование

8.3.3.1 Несущая способность

Несущую способность определяют согласно 6.3.1 и 6.3.3 ЕН 1337-7:2004.

Примечание - Действующий в пределах диапазона линейных упругих деформаций упрощенный метод для расчета распределения напряжений в сферических опорных поверхностях приведен в приложении I.

8.3.3.2 Способность к горизонтальному смещению

Размеры сопряженной поверхности для первичной поверхности скольжения должны быть рассчитаны таким образом, чтобы во всех условиях эта сопряженная поверхность полностью покрывала антифрикционный материал первичной поверхности скольжения.

8.3.3.3 Предельный угол поворота сечения

Размеры сопряженной поверхности для вторичной поверхности скольжения должны быть рассчитаны таким образом, чтобы во всех условиях эта сопряженная поверхность полностью покрывала антифрикционный материал вторичной поверхности скольжения.

8.3.3.4 Сопротивление трения

Примечание - В процессе движений маятниковой скользящей опоры трение возникает как в первичной, так и во вторичной поверхности скольжения. Однако требования для двух поверхностей различны, поскольку трение в первичной поверхности скольжения служит для рассеивания энергии, в то время как во вторичной поверхности скольжения трение необходимо минимизировать, для того чтобы обеспечить правильное распределение напряжений сжатия в антифрикционных материалах опоры.

8.3.3.4.1 Максимальная сила сопротивления трения

Расчетное значение максимальной силы сопротивления трения определяется по формуле:

а) Первичная поверхность скольжения

Расчетные значения для различных уровней давления соответствуют максимальным значениям, измеренным в фазах A, C и D в конце испытания при различных давлениях. Промежуточные значения должны быть получены посредством линейной интерполяции или из уравнения (29).

b) Вторичная поверхность скольжения

Если в качестве антифрикционного материала используется политетрафторэтилен, его коэффициент трения должен соответствовать подразделу 4.1 ЕН 1337-2:2004. Коэффициент трения антифрикционных материалов, не соответствующих настоящему пункту, должен соответствовать значениям, установленным в технических свидетельствах, которые разрешают их использование в несущих конструкциях.

8.3.3.4.2 Скользящая сейсмоизоляция

Примечание - Поведение сейсмоизолятора в течение сейсмического воздействия регулируется характеристиками трения и конфигурацией первичной поверхности скольжения. (См. А.2.1 приложения А ЕН 1337-7:2004).

Верхнее и нижнее предельные значения динамического коэффициента трения должны использоваться для проектирования и проверки сейсмоизолятора, а также для динамического расчета сооружения.

8.3.3.5 Опорные плиты

Опорные плиты должны быть спроектированы и проверены в соответствии с подразделом 6.9 ЕН 1337-2:2004 посредством изменения уравнения (6) для использованных антифрикционных материалов.

Опорные плиты должны быть изготовлены из сплошного материала, без облегчающих полостей и ребер.

8.3.3.6 Открытый шов в поверхностях скольжения

Примечание 2 - Метод для расчета эксцентриситета в сферических поверхностях описан в приложении A ЕН 1337-7:2004.

8.3.4 Испытания

8.3.4.1 Первичные испытания

8.3.4.1.1 Общие положения

Для подтверждения общих рабочих характеристик, установленных в 8.3.1.2, испытания должны проводиться на маятниковых скользящих опорах и образцах элементов скольжения.

Примечание 1 - Программа испытания включает в себя подачу значительного количества общей энергии в маятниковую скользящую опору. Следовательно, внимание требуется при выполнении программы испытания, для того чтобы гарантировать, что любые испытания, выполненные при быстрой последовательности, не будут чрезмерно нагревать сейсмоизолятор. Чтобы контролировать сейсмоизолятор, необходимо, чтобы температура в центре первичной поверхности скольжения контролировалась и фиксировалась в отчете. Рекомендуется разделить программу испытания на группы испытаний. После выполнения одной группы разрешается, чтобы сейсмоизолятор был охлажден до температуры, установленной производителем, перед выполнением последующей группы испытаний.

Примечание 2 - Испытания, приведенные в настоящем пункте, могут быть исполнены в порядке, отличном от указанного.

Испытания должны быть объединены в группы в соответствии с критерием, что общая подача энергии в маятниковую скользящую опору в каждой группе испытаний не превышает 1,5-кратную энергию, поглощенную сейсмоизолятором в процессе проектного землетрясения.

Если для корректного выполнения испытания требуются входные или выходные циклы, соответствующая подача энергии должна учитываться в расчете.

Испытания должны выполняться при температуре (23±5)°С, если любая другая температура не установлена в 8.3.4 или инженером - проектировщиком строительных конструкций.

Экспериментальные результаты, полученные из испытаний на идентичных опорах (эталонные устройства), которые удовлетворяют всем требованиям этого пункта, могут быть использованы для новых предоставленных устройств при условии:

1) расчетные перемещения нового устройства находятся в пределах ±20% эталонного расчетного значения;

2) несущая способность нового устройства находится в пределах ±20% эталонного расчетного значения;

3) расчетные коэффициенты трения для новых и эталонных устройств совпадают;

4) основные материалы для элементов скольжения для новых и эталонных устройств совпадают;

5) радиус кривизны главной и вторичной поверхности скольжения нового устройства находится в пределах ±20% эталонного расчетного значения.

Примечание 1 - По соображениям безопасности измерение толщины могут проводиться посредством электронных датчиков или заменены измерениями на ненагруженных устройствах, если доступны надлежащие правила преобразования результатов для нагруженного состояния.

Примечание 2 - Если антифрикционный материал углублен в опорную плиту, толщина антифрикционного материала соответствует выступу листа антифрикционного материала из его углубления.

8.3.4.1.2 Несущая способность

Примечание - Целью этого испытания является определение способности маятниковых скользящих опор к перегрузке.

8.3.4.1.3 Сила сопротивление трения при условиях эксплуатации

Примечание - Целью этих испытаний является определение максимальной боковой силы, вырабатываемой сейсмоизолятором в условиях эксплуатации.

8.3.4.1.4 Статический коэффициент трения

Примечание 1 - Настоящий пункт описывает метод для определения статического коэффициента трения образцов материала, а также износостойкости первичной вогнутой поверхности скольжения, когда не используется смазка. Принципы подтверждения, термины и определения, а также испытательное оборудование и образцы приведены в приложении D ЕН 1337-2:2004.

Долговременное испытание трения скольжения должно проводиться в соответствии с программой, указанной в таблице 13, а также при следующих условиях.

Таблица 13 - Программа долговременного испытания трения скольжения

Испытуемый образец: Сопряженный материал и антифрикционный материал согласно ЕН 1337-2:2004.

Диаметр образца антифрикционного материала L=75 мм.

В фазах A, C и D статический коэффициент трения должен измеряться при различных уровнях температуры, указанных в таблице 14 и на рисунке 5.

Таблица 14 - Условия испытания трения скольжения

Рисунок 5 - Температурная кривая долговременного испытания трения скольжения

8.3.4.1.5 Испытания скользящей сейсмоизоляции

Примечание 1 - Целью этих испытаний является проверка динамического поведения маятниковых скользящих опор в показателях сопротивления трения (или коэффициента трения), демпфирования, так же как и стабильности при повторяющейся цикличности перемещения.

Испытание скользящей сейсмоизоляции должно проводиться в соответствии с матрицей испытания, приведенной в таблице 15.

Следующее выражение может использоваться в качестве примера для термопластичных материалов

Эта функция зависит от типа используемого антифрикционного материала, шероховатости сопряженной поверхности, температуры, скорости и т.д. Инженер - проектировщик строительных конструкций должен принимать во внимании эти параметры при установлении значения для коэффициента трения при различных условиях нагружения.

Диаграмма горизонтальной петли гистерезиса зависимости "горизонтальная сила - перемещение" должна фиксироваться непрерывно для каждого цикла.

a) если измерения проводят для первого цикла:

b) если расчет проводят для трех циклов:

Таблица 15 - Матрица испытаний для подтверждения поведения скользящей сейсмоизоляции

Испытание B должно проводиться с одновременным применением синусоидального перемещения в двух перпендикулярных направлениях.

Примечание 3 - Уравнение для получения траектории в форме трилистника является следующим:

Если испытательное оборудование непригодно для испытания В, испытание может быть завершено после поворота опоры на 90° для изменения траектории перемещения перпендикулярно пройденной траектории из предыдущей части испытания.

Возвратная жесткость должна быть определена посредством наиболее подходящей прямой, установленной методом наименьших квадратов, при этом используют центральные 95% диапазона циклических изменений перемещения (см. F.4.1).

По одному значению должно быть получено из верхней и нижней части кривой "нагрузка - перемещение" соответственно.

Среднее двух измерений также должно быть рассчитано.

Примечание 4 - Если не установлено иное, возвратная жесткость для одного цикла определяется как среднее значение между верхней и нижней жесткостью.

Затем сейсмоизолятор должен быть демонтирован для визуального и инструментального исследования.

8.3.4.1.6 Испытание на старение

Примечание - Целью этих испытаний является подтверждение влияния старения антифрикционных материалов на показатели сопротивления трения путем испытания на ускоренное старение.

Испытание на старение должно проводиться на маятниковой скользящей опоре с комплектом элементов скольжения, предварительно испытанных в соответствии с условиями испытания P1 таблицы 15 для определения изменения динамического коэффициента трения. Применяются требования к испытанию P3, указанные в таблице 15.

До испытания P3 антифрикционный материал должен быть выдержан в течение 14 сут при температуре 70°С в анаэробных условиях.

После испытания P3 динамический коэффициент трения должен измениться вследствие старения менее чем на 20%.

Результат испытания является репрезентативным для всех размеров устройства. Первичное испытание допускается не повторять, если ограничение применимости эталонных значений, полученных согласно 8.3.4.1.1, превышается.

8.3.4.2 Испытания в рамках заводского производственного контроля

8.3.4.2.1 Испытания для подтверждения характеристик

Один полноразмерный элемент из каждой партии изделий должен быть подвергнут испытаниям в рамках заводского производственного контроля, включающим в себя следующие испытания:

a) вертикальная несущая способность (см. 8.3.1.2.2 и 8.3.4.1.2);

b) сила сопротивления трения в условиях эксплуатации (см. 8.3.1.2.5 и 8.3.4.1.3);

c) серия испытаний P1 (см. 8.3.1.2.6 и 8.3.4.1.5).

Для испытаний в рамках заводского производственного контроля партия произведенных изделий должна быть совокупностью не более чем 20 идентичных элементов. Маятниковые скользящие опоры с различными расчетными значениями движения вследствие несейсмических воздействий рассматриваются идентичными для этой цели, если все прочие расчетные параметры являются одинаковыми.

Если несущая способность элемента превышает 20% общей нагрузки поддерживаемой конструкции, число единиц продукции подвергающихся испытаниям в рамках заводского производственного контроля, для такой ситуации должно быть удвоено.

Должны применяться такие же требования, что и для первичного испытания.

8.3.4.2.2 Испытание материалов

Испытание исходных материалов и составляющих должно проводиться в соответствии с таблицей 16 ЕН 1337-2:2004 или при наличии других антифрикционных материалов, с эквивалентными положениями в соответствующем техническом свидетельстве.

Примечание - Соответствующее кратковременное испытание трения скольжения может использоваться для оценки соответствия несмазанных материалов в первичных поверхностях скольжения.

8.3.5 Изготовление, сборка и допуски

Примечание - Настоящий пункт описывает допуски на качество работы, сборку и пригонку.

8.3.5.1 Элементы скольжения

Элементы скольжения должны быть закреплены в соответствии с пунктом 7.1.1 ЕН 1337-2:2004 или методами, определенными в соответствующих технических свидетельствах.

8.3.5.2 Смазка

После очистки и до сборки лист антифрикционного материала вторичной поверхности скольжения должен быть смазан в соответствии с ЕН 1337-2 таким образом, чтобы все смазочные карманы были заполнены.

Для первичной поверхности скольжения должны предотвращаться любые загрязнения антифрикционного материала смазкой.

8.3.5.3 Опорные плиты

8.3.5.4 Сборка

Сборка всех устройств должна проводиться на заводе-поставщике. Должны обеспечиваться подходящие временные монтажные приспособления, чтобы весь элемент в комплекте отправлялся в защитной упаковке как одна упаковочная единица, а повреждения при распаковывании и установке были исключены. Упаковка должна быть подходящей для предотвращения повреждения по причине удара, загрязнения пылью или влажности в процессе транспортирования и хранения. Все устройства должны доставляться готовыми к установке и надлежащим образом маркированными с помощью идентификационных кодов, как установлено в строительно-технической документации. Устройства должны иметь типовую маркировку и дополнительно маркировку на верхней поверхности для однозначной идентификации расположения установки и ее ориентации. Демонтаж или разборка устройства на строительной площадке без участия производителя не допускаются.

8.3.5.5 Защита от загрязнения и коррозии

Примечание - Общие требования для защиты от коррозии приведены в ЕН 1337-9. Настоящий пункт содержит дополнительные требования к элементам скольжения.

Если лист аустенитной стали прикреплен посредством приклеивания по всей площади или посредством непрерывного углового сварного шва при условии, что площадь, покрытая листом аустенитной стали, не имеет ржавчины и загрязнений, ведущих к образованию ржавчины, никакая дальнейшая обработка опорной плиты за листом аустенитной стали не требуется.

Должны быть обеспечены конструктивные меры во избежание любого возможного влажного загрязнения в случае угловых сварочных швов с трещинами.

Зона опорной плиты за антифрикционным материалом из листов аустенитной стали, прикрепленных с помощью камер, болтов, потайных болтов или заклепок, должна быть защищена однослойным покрытием грунтовки (толщина сухой пленки от 20 до 100 мкм).

Предотвращение загрязнения поверхности скольжения должно обеспечиваться соответствующими устройствами. Такие защитные устройства должны быть легко снимаемыми в целях контроля. Так как твердое хромирование не устойчиво к хлоридам в растворе кислоты или фторидам и может быть повреждено частичками пыли в воздухе, появляющимися в промышленной среде, должны предприниматься специальные меры для защиты поверхностей в этих условиях.

Перед монтажом сопряженные поверхности скольжения должны быть очищены.

В процессе монтажа должны предприниматься меры против загрязнения сопряженных поверхностей скольжения.

8.3.5.6 Контрольная поверхность для установки опоры

Чтобы гарантировать выравнивание опоры в соответствии с ЕН 1337-11, на элементе скольжения должна быть установлена контрольная поверхность или любое другое подходящее устройство. Отклонение контрольной поверхности от параллельности относительно проекции первичной поверхности скольжения не должно превышать 0,001 рад.

Устройства следует устанавливать в соответствии с требованиями ЕН 1337-11.

8.4 Скользящие опоры с плоскими поверхностями

8.4.1 Требования

Элементы скольжения скользящих опор с плоской поверхностью должны соответствовать ЕН 1337-2 или описываться в техническом свидетельстве.

Элементы скольжения должны быть комбинированы с вращающимся элементом в соответствии с ЕН 1337-1.

Если скользящие опоры с плоской поверхностью дополнительно к рассеиванию энергии используются для передачи вертикальных нагрузок и обеспечения горизонтальной податливости, их элементы скольжения должны соответствовать 8.3.1.

Примечание 2 - Возвратная сила в маятниковых скользящих опорах вследствие их геометрии обеспечивается силой тяжести, в то время как скользящие опоры с плоской поверхностью скольжения не обладают какой-либо способностью к рецентрированию.

Скользящие опоры с плоской поверхностью должны использоваться в сочетании с соответствующими устройствами, которые обеспечивают надлежащую способность к рецентрированию для сейсмических изоляционных систем.

8.4.2 Материалы

Материалы должны соответствовать 8.3.2.

8.4.3 Проектирование

Проектирование должно соответствовать 8.3.3.

8.4.4 Испытание

Испытание должно соответствовать 8.3.4.

8.4.5 Изготовление, сборка и допуски

Изготовление, сборка и допуски должны соответствовать 8.3.5.

9 Комбинации устройств

9.1 Требования

9.1.1 Общие положения

Антисейсмические устройства, включающие в себя сочетание компонентов, должны удовлетворять требованиям, приведенным в разделе 4, если в настоящем пункте не указано иное. Соединение между отдельными компонентами должно допускать все относительные перемещения, поступательное движение и вращения при необходимости.

Верхние и нижние расчетные значения характеристик, о которых идет речь в 4.4.2, должны определяться первичными испытаниями и со следующими типами отклонений:

- разброс в результатах производства, согласованный для испытаний в рамках заводского производственного контроля;

- разброс в наличии старения или срока службы (если для удовлетворения требований инженера - проектировщика строительных конструкций может быть показано, что свойства компонентов подверглись незначительному воздействию химического старения или срока службы).

Примечание 1 - Скользящие опоры с плоской поверхностью часто образуют часть комбинированного устройства. Устройство может состоять из комбинации строительных опор, допускающих скользящие движения в одном или двух направлениях в соответствии с надлежащим стандартом серии ЕН 1337 или эквивалентного технического свидетельства, и одного или нескольких антисейсмических устройств в соответствии с надлежащим разделом настоящего стандарта. Антисейсмические устройства присоединены к компонентам опорной части строительной конструкции так, чтобы в случае землетрясения их активировало последовательное относительное перемещение. Наиболее часто используемые для этой цели строительные опоры являются подшипниками с опорой на цилиндрическую опорную поверхность или сферическими подшипниками с элементами скольжения, соответствующими требованиям ЕН 1337-5, ЕН 1337-7 и ЕН 1337-2 или эквивалентного технического свидетельства, в комбинации с устройством с жестким соединением, линейными устройствами, нелинейными устройствами, вязкостными демпферами или эластомерными изоляторами согласно соответствующему разделу одного из данных стандартов. Также возможно сочетание более чем одного типа антисейсмических устройств.

Примечание 2 - Для комбинации строительной опоры и устройства с жестким соединением см. раздел 5.

9.1.2 Специальные требования

Комбинированные устройства должны удовлетворять требованиям к рабочим характеристикам, установленным инженером - проектировщиком строительных конструкций. Способность комбинированного устройства удовлетворять эти требования должна быть подтверждена испытаниями, проводимыми в соответствии с 9.4. Компоненты комбинированного устройства должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов серии ЕН 1337, эквивалентных европейских технических свидетельств или надлежащего раздела настоящего стандарта.

Для устройства, комбинированного с одним или более предохранителями-ограничителями, требования к рабочим характеристикам должны охватывать способность устройства функционировать надлежащим образом при условиях несейсмической эксплуатационной нагрузки, без влияния на функционирование со стороны ограничителей. При необходимости все ограничители должны выходить из строя при предполагаемой нагрузке или условии перемещения.

9.2 Материалы

Материалы, используемые в производстве комбинированного устройства, должны удовлетворять требованиям для отдельных компонентов, приведенным в соответствующих стандартах серии ЕН 1337, эквивалентных технических свидетельствах или надлежащего раздела настоящего стандарта.

9.3 Проектирование

Компоненты комбинированного устройства должны быть спроектированы согласно требованиям соответствующих стандартах серии ЕН 1337, эквивалентных технических свидетельств или надлежащего раздела настоящего стандарта.

В определении нагрузок и перемещений, прилагаемых к отдельным компонентам, следует принимать в расчет любые взаимодействия между компонентами.

9.4 Испытание

9.4.1 Общие положения

Испытания должны проводиться при температуре (23±5)°С, за исключением случаев, когда испытание заключается в установлении воздействия изменяющейся температуры.

Испытания должны проводиться в масштабе 1:1, за исключением случаев, которые по согласованию с инженером - проектировщиком строительных конструкций считаются маловероятными. Если первичные испытания комплектного устройства проводятся не в масштабе 1:1, испытания каждого компонента должны проводиться в масштабе 1:1. Компоненты комбинированного устройства должны быть испытаны согласно требованиям соответствующих стандартов серии ЕН 1337, эквивалентных технических свидетельств или надлежащего раздела настоящего стандарта.

9.4.2 Первичное испытание

Первичные испытания для каждой конструкции комбинированного устройства должны проводиться для подтверждения выполнения требований, определенных в 9.1.2, и, о возможности, установления верхних и нижних расчетных значений характеристик. Испытания для установления перемещения или допускаемой нагрузки устройства должны использовать крепления такого же типа, как у оборудования, используемого в фиксации устройства к защищаемому сооружению, и изготовляться из подобных материалов.

Первичные испытания могут проводиться на единственном устройстве.

Первичные испытания на комбинированном устройстве должны быть такими, чтобы они подтверждали и характеризовали свойства каждого компонента устройства в той же степени, что и первичные испытания, требуемые для каждого компонента, как установлено в соответствующих стандартах серии ЕН 1337, эквивалентных технических свидетельствах или надлежащих разделах настоящего стандарта. Испытания также должны показывать, что нет никакого непреднамеренного взаимодействия между компонентами комбинированного устройства, влияющего на их рабочие характеристики как при сейсмических, так и при несейсмических воздействиях.

Первичные испытания, проводимые над отдельными компонентами комбинированного устройства, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов серии ЕН 1337, эквивалентных технических свидетельств или надлежащих разделов настоящего стандарта.

9.4.3 Испытания в рамках заводского производственного контроля

Испытания в рамках заводского производственного контроля должны проводиться или на комбинированном устройстве, или на индивидуальных компонентах устройства.

Испытания в рамках заводского производственного контроля на комбинированном устройстве должны проводиться в соответствии с испытаниями в рамках заводского производственного контроля каждого компонента устройства. Испытания в рамках заводского производственного контроля, проводимые над отдельными компонентами комбинированного устройства, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов серии ЕН 1337, эквивалентных европейских технических свидетельств или надлежащих разделов настоящего стандарта.

10 Оценка соответствия

10.1 Общие положения

Соответствие антисейсмического устройства требованиям настоящего стандарта и указанным значениям должно быть подтверждено посредством следующих мер:

- первичного испытания и контроля;

- заводского производственного контроля производителя, включая оценку продукта.

Данная система оценки соответствия также действительна для единичного (несерийного) производства.

10.2 Первичные испытания и контроль

10.2.1 Первичные испытания

Для подтверждения соответствия настоящему стандарту должно проводиться первичное испытание. Ранее проведенные испытания в соответствии с положениями настоящего стандарта (одинаковая продукция, одинаковые характеристики, показатели, метод испытания, метод отбора, система подтверждения соответствия и т.д.) также могут учитываться. Дополнительно первичное испытание должно проводиться в начале производства нового антисейсмического устройства или в начале использования нового метода производства (если это может влиять на установленные свойства).

Комбинированные устройства рассматриваются как соответствующие требованиям настоящего стандарта, если отдельные компоненты устройства имеют маркировку СЕ.

Все характеристики, определенные в соответствующем разделе для разных типов устройств, как подробно показано в разделах 5-9 и в таблицах 16-21, должны подвергаться первоначальному первичному испытанию.

Сертификаты, содержащие свойства материала, установленные в 5.2.2, 5.3.2, 6.3, 6.4.2, 7.2, 8.2.2, 8.2.4.2.2, 8.2.4.3.2, 8.3.2, 9.2, должны быть индивидуально изучены в процессе первичного контроля и должны сохраняться производителем антисейсмического устройства.

Первичное испытание должно дополняться надлежащими расчетами из разделов конструктивных требований индивидуального типа устройства для оценки окончательных рабочих характеристик антисейсмического устройства.

Для комбинированных устройств объем первичного контроля должен быть таким, чтобы контроль для каждого компонента в комбинированном устройстве был эквивалентен контролю, установленному для компонента в соответствующей таблице настоящего раздела, раздела по оценке соответствия подходящего стандарта или эквивалентного технического свидетельства. Отдельные компоненты комбинированного устройства получают маркировку на основе первичного испытания каждого компонента. Контроль и испытание комбинированного устройства также должны соответствовать 9.4.2.

10.2.2 Другие первичные испытания

При каждом изменении принципов проектирования антисейсмического устройства для нагрузки в случае землетрясения, исходном материале или процессе производства, которое может изменить допустимые пределы или требования соответствующих разделов 5-9 для одной или нескольких характеристик, первичное испытание для затрагиваемых характеристик должно проводиться повторно.

Первичные испытания также требуются:

- для оценки новых устройств;

- оценки существующих устройств при изменении материалов;

- оценки существующих устройств за пределами диапазонов использования, которые оценивались прежде, как установлено в соответствующих разделах настоящего стандарта.

Все механические характеристики устройств, необходимые при проектировании для планируемого срока службы, вместе с их диапазонами изменений по причинам, приведенным в 4.4.1, должны определяться первичными испытаниями. Для этих испытаний требуются устройства в масштабе 1:1, если в соответствующих разделах настоящего стандарта не установлено иное. Эти испытания должны включать в себя, по меньшей мере циклические испытания в условиях использования при проектном землетрясении, если в соответствующих разделах настоящего стандарта не установлено иное. Испытания должны быть выполнены для установления показательных значений характеристик.

Таблица 16 - Устройства с жестким соединением

Таблица 17 - Устройства, зависящие от перемещения

Таблица 18 - Устройства, зависящие от скорости

Таблица 19 - Контроль и испытание эластомерных сейсмоизоляторов

Таблица 20 - Контроль и испытание сейсмоизоляторов с низким демпфированием для мостов, подвергаемых небольшим сейсмическим воздействиям

Таблица 21 - Контроль и испытание скользящих опор с криволинейной и плоской поверхностями скольжения

В отчете об испытании должны содержаться следующие данные:

a) идентификация устройств или образцов для испытания (наименование производителя, происхождение и номер партии производства устройства);

b) размеры, форма и конфигурация устройств или образцов;

c) дата, тип испытания, его длительность и любые прочие важные условия испытания;

d) описание испытательного оборудования;

e) полную непрерывную графическую запись результатов испытания, при необходимости;

f) описание состояния устройства или образца для испытания до и после испытания;

g) любые аномальные инциденты, возникающие в процессе испытания;

h) ссылка на то, что испытание было выполнено в соответствии с настоящим стандартом.

Примечание - Рекомендуется включать в отчет об испытании любые подробности проведения испытания, не рассматриваемые в настоящем стандарте, но которые могут быть полезны для проектировщика или владельца сооружения.

10.3 Заводской производственный контроль

10.3.1 Общие положения

Примечание 1 - Система заводского производственного контроля, соответствующая требованиям надлежащего раздела ЕН ИСО 9001:2008* и уточняющая требования настоящего стандарта, рассматривается как выполняющая вышеизложенные требования.

________________

* Отменен. Действует ЕН ИСО 9001:2015.

Производитель должен создать и поддерживать систему заводского производственного контроля с соответствующим документооборотом, чтобы обеспечить соответствие изготовленных продуктов указанным характеристикам. Система заводского производственного контроля должна состоять из процедур, регулярных проверок и испытаний и/или оценок и использования результатов, например, для контроля сырья и прочих входящих материалов или компонентов, оборудования, процесса производства и продукции.

Производитель должен нести ответственность за организацию эффективной реализации системы заводского производственного контроля. Задачи и ответственность по организации производственного контроля должны документироваться, и эта документация должна поддерживаться в актуальном состоянии. На каждом заводе производитель может передать определенные действия лицу, имеющему необходимые полномочия для:

a) установления процедур для подтверждения соответствия продукции на соответствующих этапах;

b) распознавания и записи каждого отдельного случая несоответствия;

c) установления процедур для корректировки каждого отдельного случая несоответствия.

Производитель должен составлять и актуализировать документы, устанавливающие процедуру заводского производственного контроля, которую он применяет. Документация производителя и процедуры должны быть пригодными для продукции и процесса производства. Все системы заводского производственного контроля должны достигать соответствующего доверительного уровня при соответствии изделия, включает в себя:

a) подготовку документированных процедур и инструкций, относящихся к операциям заводского производственного контроля, в соответствии с требованиями относящихся к изделию технических спецификаций;

b) эффективное внедрение этих процедур и инструкций;

c) запись этих операций и их результатов;

d) использование этих результатов для корректировки любых отклонений, устранения воздействий подобных отклонений, обработку любых итоговых отдельных случаев несоответствия и, при необходимости, внесения изменений в процедуру заводского производственного контроля для устранения причины несоответствия.

Процедуры заводского производственного контроля должны включать в себя некоторые или все следующие операции:

e) проверку сырья и компонентов;

f) контроль и испытания должны проводиться в процессе производства в соответствии с установленной периодичностью;

g) проверки и испытания должны проводиться на готовых изделиях в соответствии с периодичностью, которая может быть установлена в технических спецификациях и согласована с характеристиками продукции и условиями ее производства.

Примечание 2 - Операции перечисления b) нацелены как на переходные состояния продукции, так и на производственное оборудование и его регулирование, оснащение и т.д. Эти контрольные мероприятия и испытания, а также их периодичность выбираются на основании типа продукции и состава, процесса производства и его сложности, чувствительности характеристик продукции к изменениям в производственных параметрах и т.д.

Производитель должен иметь оборудование, оснащение и персонал, которые дают ему полномочия проводить необходимые проверки и испытания. Производитель, как и его уполномоченный, может удовлетворить это требование посредством заключения субконтрактного соглашения с одной или несколькими организациями или лицами, обладающими необходимыми навыками и оборудованием.

Производитель несет ответственность за калибровку, поверку и поддержание контрольно-измерительного, измерительного и испытательного оборудования в хорошем рабочем состоянии, независимо от того, принадлежит это оборудование ему или нет, с точки зрения подтверждения соответствия продукции производителя технической спецификации. Оборудование должно использоваться в соответствии со спецификацией или эталонной системой испытания, к которой относятся требования.

Примечание 3 - При необходимости проводится контроль соответствия промежуточных состояний продукции на основных этапах ее производства. Этот контроль соответствия фокусируется на продукции на всем протяжении процесса производства, направляется по назначению исключительно продукция, прошедшая запланированные промежуточные контрольные операции и испытания.

Результаты контрольных операций, испытаний или оценок, требующие принятия мер, и любые предпринятые меры должны быть записаны. Меры, которые следует предпринять при несоответствии контрольных значений или критериев, также должны быть записаны.

Объем и периодичность заводского производственного контроля производителем должны соответствовать таблицам 16-21. Дополнительно посредством проверки сертификатов и сопроводительной документации на материалы, как установлено в таблицах 22-26, следует контролировать, что входящие исходные материалы и компоненты соответствуют настоящему стандарту. Для комбинированных устройств объем и периодичность заводского производственного контроля должны быть такими, чтобы контроль и частота выборки для каждого типа компонентов в пределах комбинированного устройства являлись эквивалентными значениям, определенным для компонентов в соответствующей таблице настоящего раздела или раздела по оценке соответствия надлежащего стандарта или эквивалентного технического свидетельства. Контроль и испытание комбинированного устройства также должны соответствовать 9.4.3. Дополнительно следует контролировать, что исходные материалы и составные части для каждого компонента соответствуют настоящему или другому надлежащему стандарту, или эквивалентному техническому свидетельству посредством проверки сертификатов и сопроводительной документации на материалы, как приведено в таблицах 22-26, разделе по оценке соответствия надлежащего стандарта или эквивалентного технического свидетельства.

10.3.2 Исходные материалы и составляющие части

Технические характеристики для всех входящих исходных материалов и составляющих частей должны документироваться в соответствии с планом приемочного контроля для обеспечения их соответствия.

Должно быть проверено соответствие требованиям к продукции, установленным в 5.2.2, 5.3.2, 6.3, 7.2, 8.2.2, 8.3.2, 8.4.2, 9.2 посредством свидетельств о прохождении приемочных испытаний в соответствии с ЕН 10204 до уровня, установленного в таблицах 22-26. При необходимости должно проверяться соответствие требованиям, определенным в 9.2, посредством свидетельств о прохождении приемочных испытаний в соответствии с ЕН 10204 до уровня, установленного в разделе по оценке соответствия других стандартов или эквивалентных технических свидетельств.

Таблица 22 - Специальные испытания исходных материалов и составляющих частей для устройств с жестким соединением

Таблица 23 - Специальные испытания исходных материалов и составляющих частей для устройств, зависящих от скорости

Таблица 24 - Специальные испытания исходных материалов и составляющих частей для устройств, зависящих от деформации

10.3.3 Оборудование

Все взвешивающее, измерительное и испытательное оборудование должно быть откалибровано и регулярно подвергаться контролю в соответствии с документированными процедурами, периодичностью и критериями.

10.3.4 Отбор образцов

Образцы должны отбираться случайным образом в процессе текущего производства.

11 Установка

Все соответствующие требования, приведенные в ЕН 1337-11 для опор строительной конструкции, должны также применяться к антисейсмическим устройствам.

Примечание - Рекомендуется чтобы в процессе установки, выполняемой достаточно обученным персоналом, осуществлялась поддержка поставщиком, или работы проводились под его наблюдением.

В частности, производитель устройства должен предоставлять следующую информацию:

a) Детализированный чертеж установки, отражающий все данные и процедуры, требуемые для монтажа (информация должна включать в себя размеры, уровни, наклоны, допуски, качество материала заливки оснований, предварительную регулировку в зависимости от температуры).

b) Допуски на установку: для скользящих опор и эластомерных сейсмоизоляторов допуски должны удовлетворять, по меньшей мере, допускам, приведенным в соответствующих частях EN 1337.

c) Записи, которые должны быть сделаны при установке: записи должны основываться на сходных концепциях с записями, требуемыми для опорной части строительной конструкции, как указано в стандартах серии ЕН 1337-11.

12 Инспектирование в процессе эксплуатации

12.1 Общие требования

Все основные требования, приведенные в ЕН 1337-10 для опор строительной конструкции, должны также применяться к антисейсмическим устройствам.

12.2 Регулярный контроль

При регулярном контроле все характеристики, приведенные в ЕН 1337-10:2003, раздел 5, должны быть проверены со следующим дополнением:

- утечка масла (для динамических устройств с временным соединением, устройств, зависящих от скорости, и всех устройств, использующих жидкости).

Если обнаружена утечка масла, должна проводиться основная проверка.

12.3 Основные проверки

Основная проверка проводится с меньшей частотой, чем регулярная проверка, и обычно заменяет одну из них.

Первая основная проверка должна проводиться в пределах одного года с момента ввода в эксплуатацию конструкции.

Основная проверка должна повторяться после каждого землетрясения, достигающего уровня требований безотказной работы, как определено в перечислении а) 4.1.1.

Специальные проверки для различных типов антисейсмических устройств должны быть установлены производителем. Для скользящих и эластомерных опор специальные проверки должны соответствовать по меньшей мере требованиям, приведенным в ЕН 1337-10.

Записи, выполняемые при основной проверке, должны быть определены производителем и основываться на концепциях, схожих с записями, требуемыми для опор строительной конструкции, как указано в ЕН 1337-10.

Таблица 25 - Специальные испытания исходных материалов и составляющих частей для эластомерных сейсмоизоляторов, включая сейсмоизоляторы с низким демпфированием для мостов, подвергаемых небольшим сейсмическим воздействиям

Таблица 26 - Специальные испытания исходных материалов и составляющих частей для скользящих опор с криволинейной и плоской поверхностями скольжения

Приложение A

(справочное)

Пояснения к разделу 1 "Область применения"

Ослабление реакции строительной конструкции при сейсмических воздействиях может быть достигнуто путем увеличения периода основных колебаний сооружения, изменения формы свободных колебаний, увеличения демпфирования, ограничения сил, передаваемых на строительную конструкцию, и/или введения временных соединений, которые улучшают общую реакцию конструкции при сейсмических воздействиях. Могут исследоваться другие способы изменения реакции.

Существует несколько типов устройств, которые могут быть использованы для этой цели, каждый с различными возможностями расположения в пределах конструкции.

Широко распространенный способ изменения реакции конструкции при сейсмических воздействиях - обеспечение сейсмической изоляции. В этом случае сейсмоизолирующие элементы обычно расположены ниже основной массы конструкции и установлены в пределах сейсмоизолирующего слоя с равномерным распределением. Сейсмоизолирующие элементы могут иметь квазиупругую характеристику для увеличения периода основных колебаний или нелинейную падающую характеристику для ограничения силы, передаваемой на конструкцию.

Уменьшение реакции конструкции может быть также достигнуто посредством демпфирующих устройств, установленных в различных местах конструкции для диссипации энергии.

Установка временных ограничений, активируемых исключительно быстрыми движениями вследствие сейсмических воздействий, также может способствовать значительному улучшению реакции конструкции при сейсмических воздействиях.

Также могут использоваться комбинации устройств различных типов, описанных выше.

Сейсмоизоляторы, используемые для антисейсмических целей, часто служат в качестве строительных опор в несейсмических ситуациях. Поэтому они также должны соответствовать требованиям ЕН 1337-1, ЕН 1337-2, ЕН 1337-3, ЕН 1337-5 и ЕН 1337-7.

Проектирование конструкций, реакция которых уменьшается антисейсмическими устройствами, регулируется еврокодами по проектированию конструкций. В случае конструкций с изолированным фундаментом применяется раздел 10 ЕН 1998-1:2004 с дополнительными требованиями для мостов в ЕН 1998-2.

Настоящий стандарт устанавливает правила для проектирования антисейсмических устройств специально для нагрузки в случае землетрясения. Эти устройства в общем случае должны выдерживать нагрузки без землетрясения; в этих ситуациях антисейсмические устройства регулируются еврокодами и стандартами.

Приложение B

(справочное)

Пояснения к разделу 4 "Общие правила проектирования"

B.1 Срок службы устройства

Срок службы устройства, как установлено в 3.1, указывается застройщиком в технических спецификациях проекта. Цифра основывается на декларациях производителя устройства в качестве части процедуры оценки (см. 4.6) или на специальных условиях проекта, если условия, приведенные в процедуре оценки, не применяются. В этом случае срок службы оценивается исходя из результатов ускоренных испытаний и других проведенных процедур подтверждения. При необходимости срок службы также может учитывать продолжительность эксплуатации конструкции, как указано в описаниях проекта или, при отсутствии подобных описаний, на общих указаниях, приведенных в ЕН 1990. Срок службы устройства может быть меньше, чем продолжительность эксплуатации конструкции.

B.2 Основные требования

Основные требования касаются как конструкции, так и устройств, так как их динамическое поведение и предельные состояния не могут быть полностью разъединены. Основные требования должны быть полностью согласованы с ЕН 1998. Требования и специальные правила для проектирования строительных сооружений приведены в ЕН 1998, в то время как настоящий стандарт охватывает дополнительные требования и специальные правила для проектирования устройств.

Основные требования для конструкции считаются выполненными, если соблюдаются критерии соответствия подразделу 2.2 ЕН 1998-1:2004.

B.3 Классификация по надежности

B.4 Повышенная надежность

B.5 Требования для предельного состояния по несущей способности

Устройство и его соединения с сооружением должны быть спроектированы таким образом, чтобы для сейсмических воздействий за пределами проектного землетрясения не наступало непосредственного катастрофического отказа или непосредственного изменения свойств, достаточного для нанесения ущерба динамическому поведению конструкции.

После сейсмического воздействия, соответствующего проектному землетрясению, замена устройства должна быть возможной без разрушения или замены конструкции или добавления к конструкции вспомогательных элементов. Тем не менее допускается очень ограниченное разрушение вблизи зон анкеровки (подразумевается приблизительно одного и того же размера). Метод замены должен описываться в проектной документации, как требуется в 4.3.4. Значительные вмешательства, включая большие разрушения и/или замену частей конструкций, или добавление новых структурных элементов, могут быть исследованы после сейсмического воздействия за пределами расчетного уровня.

B.6 Требования для предельного состояния по эксплуатационной пригодности

Нежелательны конструкции, которые сильно реагируют на часто возникающие нагрузки, такие как нагрузки, зависящие от времени или ветра. Следовательно, должны быть предприняты дополнительные меры при использовании системы сейсмоизоляции для обеспечения достаточной боковой жесткости против часто возникающих нагрузок.

B.7 Расчет строительных конструкций

Расчет конструкций в случае землетрясения в принципе рассмотрен в ЕН 1998-1:2004 и ЕН 1998-2.

Проектное землетрясение определено в разделе 3 ЕН 1998-1:2004 с использованием спектра упругих реакций или соответствующих графиков ускорения. Всякий раз, когда применяется коэффициент поведения, используется расчетный спектр.

В соответствии с типами рассматриваемых устройств динамический расчет конструкций проводится либо при использовании спектра реакций, либо при использовании анализа временной диаграммы.

Использование спектра реакции по отношению к эквивалентному линейному поведению регулируется условиями, приведенными в пункте 10.9.2 ЕН 1998-1:2004, в частности относительно ограничения демпфирования. Если эти условия не выполнены, должен использоваться расчет конструкций при использовании анализа временной диаграммы. Настоятельно рекомендуется, чтобы анализ временной диаграммы проводился при эквивалентном демпфирующем соотношении, относящемся к гистерезисной диссипации энергии, выше 15%.

Основные характеристики антисейсмического устройства, которые должны быть тщательно оценены для использования в проектировании конструкции - податливость, демпфирование и его способность к самоцентрированию.

Эффекты воздействий на устройства и их соединения с сооружением в сейсмической ситуации определены применением расчета конструкции, как описано в соответствующих стандартах серии ЕН 1998. Для выполнения основных принципов расчета по рабочим характеристикам необходимо принимать во внимание дополнительные требования, которые приведены в соответствующих стандартах серии ЕН 1998.

Воздействия, применяемые к устройствам и их соединениям с сооружением в различных расчетных ситуациях, включая сейсмические ситуации, являются основой для расчетных требований устройств и их соединений с сооружением.

B.8 Характеристики материалов

Подходящий выбор парных значений характеристик (верхнее расчетное значение характеристики и нижнее расчетное значение характеристики) может привести только к двум предельным случаям расчета конструкций.

B.9 Способность к рецентрированию

Целью требования по способности к рецентрированию является не столько ограничение остаточного перемещения в конце сейсмического явления, но вместе с тем предотвращение накопления перемещений в процессе рецентрирования, как указано на рисунках B.1 и B.2.

Требование по способности к рецентрированию необходимо для учета непредсказуемых противодействующих факторов, таких как скользящие опоры, установленные с отклонением от заданного положения.

Рецентрирование приобретает особенную значимость в сооружениях, расположенных в непосредственной близости к геологическим областям, где ожидаются землетрясения, характеризующиеся высокоассиметричной динамикой изменений (эффект ближней зоны или эффект резкого движения).

Рисунок B.1 - Система сейсмической изоляции с достаточной способностью к рецентрированию

Рисунок B.2 - Система сейсмической изоляции со слабо выраженной способностью к рецентрированию

Среди четырех основных функций системы сейсмической изоляции диссипация энергии и способность к рецентрированию являются двумя противоположными функциями, и их относительная важность зависит непосредственно от рассматриваемого случая.

Условия, приведенные в 4.4.3, основываются на рассмотрении энергии и, таким образом, очень хорошо сочетаются с естественными свойствами рассматриваемого явления (землетрясение). Предлагаемое условие подтверждения может быть легко преобразовано в уравнение или расчетные критерии для каждого типа сейсмоизолятора или системы сейсмоизоляции.

Предлагаемый критерий показал себя пригодным к предварительному определению характеристик системы сейсмоизоляции перед выполнением итеративного нелинейного анализа. Последний все еще представляет наиболее действенный метод проверки способности к рецентрированию системы сейсмоизоляции, так как он допускает количественное определение остаточного перемещения, так же как и выявление роста любых совокупных перемещений в процессе сейсмического явления.

Приложение C

(справочное)

Пояснения к разделу 5 "Устройства с жестким соединением"

C.1 Функциональные требования

Устройство с временным соединением полностью определено, если инженер - проектировщик строительных конструкций устанавливает следующие расчетные значения:

- расчетная сила, кН;

- скорость активации (блокировки), мм/с;

- максимальное сопротивление при медленном движении, сила влечения жидкости, кН;

- установленная скорость влечения, мм/с;

- максимальная длина хода поршня, ± мм;

- уменьшенная под действием температуры длина хода поршня, ± мм;

- допуски;

- угол вращения, ± град;

- диапазон рабочей температуры,

при этом максимальная длина хода включает в себя перемещения по причине любого медленно возникающего эффекта (температура, ползучесть и усадка) и динамические эффекты, а также дополнительную регулировочную длину (при необходимости).

Скорость активации должна оцениваться как приблизительно 1% максимальной относительной скорости, ожидаемой на концах.

Первое требование гарантирует, что сила, развиваемая элементом при скорости, равной или меньшей, чем скорость активации, должна быть по меньшей мере равной расчетной силе по всему диапазону окружающей температуры.

Второе требование гарантирует, что если устройство подвержено медленно действующим относительным движениям на его концах, таким как термическое расширение/сжатие, его реакция не превышает максимальную расчетную силу влечения жидкости по всему диапазону окружающей температуры.

Целью этих требований является предотвращение воздействия усталостной нагрузки на элементы конструкции.

Третье требование предназначается для подтверждения того, что всякий раз, когда устройство с временным соединением должно быть подвержено несейсмической ударной нагрузке, такой как тормозные усилия для устройств, установленных на мостах, дополнительная оценка рабочих характеристик должна будет проводиться с учетом силы, скорости, жесткости и числа циклов нагружения.

C.2 Характеристики материалов

Силиконовые масла обеспечивают очень стабильные реологические характеристики. В очень редких случаях, когда частота колебаний конструкции может вызывать сильный износ уплотнительных прокладок и/или в элементах большого размера, когда может ожидаться явление скачкообразного движения, вызванное весом и гибкостью самого элемента, может использоваться смазывающая способность масел на углеводородной основе. Их применение допускается при утверждении инженером - проектировщиком строительных конструкций.

C.3 Требования к проектированию

Предлагаемые частные коэффициенты надежности являются взаимосвязанными с периодом повторяемости землетрясения.

Каждый раз, если в устройстве с временным соединением, оборудованным системой защиты от перегрузки, такой как обратные клапаны, действующие для ограничения возрастания давления в устройстве, расчетное условие превышено, может быть использован более низкий коэффициент надежности.

Наиболее вредным ускорением, действующим на устройство, за исключением направленного по оси, является вертикальное ускорение. Фактически уплотнительная система и само устройство должны проектироваться для выдерживания воздействия собственного веса устройства с временным соединением плюс вертикальное ускорение.

C.4 Испытание

C.4.1 Общие положения

Устройства с временным соединением обеспечивают ожидаемые характеристики и реакции по всему диапазону рабочей температуры.

При рассмотрении доступных технологий наиболее сложные вопросы относятся к силе воздействия, вырабатываемой устройством с временным соединением при самой низкой ожидаемой температуре (потому что вязкость жидкости возрастает с уменьшением температуры), и расчетной жесткости при наивысшей ожидаемой температуре (при которой вязкость жидкости уменьшается до минимума).

Рисунок C.1 - Подтверждение прочности

C.4.2 Испытание при низкой скорости

X - время, с; Y - перемещение, мм

Рисунок C.2 - График нагружения для испытания при низкой скорости

X - время, с; Y - перемещение, мм;

1 - установленная скорость воздействия, мм/с

Рисунок C.3 - Типовой график "перемещение-время" для испытания с регулирующей силой

C.4.3 Испытание на износ уплотнения

От устройства с временным соединением обычно требуется функционирование в процессе землетрясения, при этом в течение многих лет оно воспринимает исключительно движения, вызванные изменением температуры. К моменту землетрясения система уплотнения должна гарантировать безупречное функционирование даже после долгого периода "покоя". Износ уплотнения не должен приводить к отказу всей конструкции.

C.4.4 Испытание на ударную нагрузку

Время 0,5 с требуется для достижения максимальной силы, нацеленной исключительно на обеспечение ударного эффекта на устройство с временным соединением. С точки зрения испытания такое время нагружения в общем случае может быть с легкостью достигнуто. Устройства с временным соединением, отличающиеся исключительными нагрузками и длинами хода, могут испытываться с более долгим временем нагружения.

X - время, с; Y - сила, кН

Рисунок C.4 - График нагружения для испытаний на ударную нагрузку

X - время, с; Y - перемещение, мм;

1 - скорость активации

Рисунок C.5 - Типовой график "перемещение-время" для испытания на ударную нагрузку

C.4.5 Испытание на перегрузку

Целью испытания является проверка поведения устройства с временным соединением в случае превышения расчетной нагрузки.

Устройство с временным соединением работает как динамически активированный пружинный элемент, таким образом, всякий раз, когда фактическое землетрясение превышает расчетный уровень, результирующая сила, передающаяся через устройство, может превышать расчетную силу. Если устройство с временным соединением соединено с пластичными элементами, передаваемое усилие ограничивается текучестью подобных элементов. Каждый раз, когда определенный уровень силы является критическим для предельных рабочих характеристик сооружения, инженер - проектировщик строительных конструкций может предписывать использование разгрузочных клапанов для ограничения максимальной силы, передаваемой через элемент.

C.4.6 Испытание при циклических нагрузках

Целью испытания является оценка надежности поведения в процессе землетрясения. Синусоидальная (зависящая от времени) временная диаграмма продолжается на протяжении значительного периода времени, необходимого по 5.3.4.7.

Приложение D

(справочное)

Пояснения к разделу 6 "Устройства, зависящие от перемещения"

D.1 Категории нелинейных устройств

Нелинейные устройства в большинстве случаев используются в системах пассивного контроля, функционирование которых основывается на увеличении гибкости конструктивной системы и/или на способности диссипации энергии.

Различают категории устройств в соответствии с основными особенностями их кривых "сила - перемещение", получаемых из специфических характеристик различных материалов и механизмов.

Первая классификация может быть сделана в соответствии с их способностью рассеивать энергию и включает в себя следующие категории:

Вторая классификация может быть сделана в соответствии с изменением их жесткости как функции перемещения и включает в себя следующие категории:

Третья классификация может быть сделана в соответствии со способностью устройства к рецентрированию, т.е. способностью принимать первоначальную форму, когда прилагаемая внешняя сила равна нулю или если речь идет о части сооружения, сооружение должно быть спроектировано так, чтобы восстанавливать свою первоначальную форму или ограничивать остаточное перемещение в конце землетрясения. Могут быть выделены следующие категории:

- устройства со статическим (сильным) рецентрированием устройства, когда перемещение при нулевой силе меньше 10% максимального достигнутого перемещения;

- дополнительные устройства рецентрирования, когда перемещение при нулевой силе меньше 10% максимально достигнутого перемещения, даже в том случае, когда внешняя сила по меньшей мере равная 10% максимальной силы, противодействует возвращению первоначальной конфигурации устройства.

Устройства диссипации энергии представляют собой устройства с падающей характеристикой, основанные или на гистерезисных свойствах металлов (сталь, свинец, сплавы с памятью формы), или на сопротивлении трения между соответствующим образом обработанными поверхностями. Устройства диссипации энергии могут также быть сформированы при использовании специальных сплавов с памятью формы.

Нелинейные упругие устройства могут быть либо устройствами с падающей характеристикой, либо устройствами с возрастающей характеристикой. Иногда функционирование устройств основывается на свойствах упругости специальной высокопрочной стали, некоторых других - на реакции резины при сжатии или на свойствах сверхэластичных сплавов с памятью формы. Нелинейное поведение таких устройств иногда основывается на геометрических нелинейных воздействиях по причине индивидуальной формы их основных элементов. Другие типы устройств могут быть классифицированы в этой категории при условии, что требования, приведенные в настоящем разделе, выполняются.

Рисунок D.1 - Идеальные упругопластические устройства

Рисунок D.2 - Жесткопластические устройства

Устройства с падающей характеристикой, представляющие собой или устройства диссипации энергии или нелинейные упругие устройства с низкой первоначальной упругой жесткостью, могут использоваться для получения благоприятного увеличения периода собственных колебаний конструктивной системы, уменьшая, таким образом, сейсмические эффекты.

Устройства с растущей характеристикой, обычно нелинейные упругие устройства, часто используются в качестве гибких ограничителей для ограничения перемещения в случае землетрясения со значительным ростом силы. Если начальная жесткость низкая, устройства могут обеспечивать благоприятное увеличение периода собственных колебаний конструктивной системы.

Рисунок D.3 - Устройства с падающей характеристикой с низкой начальной жесткостью

Рисунок D.4 - Устройства с растущей характеристикой

Способность к рецентрированию представляет собой активно обсуждаемый вопрос. С одной стороны, способность к рецентрированию может относиться к конструктивной системе в целом в динамических сейсмических условиях. Это означает, что система обладает как кинетической, так и потенциальной энергией в конце внешнего воздействия. В этом случае поскольку доля кинетической энергии не известна заранее для данного перемещения, определение условия рецентрирования может быть установлено только на вероятностной или статистической основе. С другой стороны, способность к рецентрированию может относиться либо к одиночному устройству, либо к конструктивной системе в целом в статических условиях, со ссылкой на форму циклической кривой "сила - перемещение". В этом случае рецентрирующее устройство и система - это то, чья сила при нулевом смещении также равна нулю, на любом этапе нагружения или снятия нагрузки. Когда сила в фазе снятия нагрузки по-прежнему большая для небольшого перемещения, устройство также может обеспечивать конструктивную систему со способностью к рецентрированию, даже когда присутствуют паразитные неконсервативные силы. В этом случае считается, что устройство имеет дополнительную способность к рецентрированию. В отличие от систем с динамическим рецентрированием, системы со статическим рецентрированием могут установленным образом возвращать конструктивную систему в ее первоначальную конфигурацию для любой ситуации, соответствующей расчетным условиям.

Рисунок D.5 - Рецентрирующие устройства

D.2 Примеры линейных устройств - эластомерные устройства с деформацией сдвига

Устройства, схожие с эластомерными сейсмоизоляторами, которые не передают вертикальную нагрузку, являются линейными устройствами. Подобно эластомерным сейсмоизоляторам устройства выполнены из нескольких слоев эластомера, которые деформируются при сдвиге, сохраняя параллельными верхние и нижние концевые пластины устройства, соединяющие относительно движущиеся части конструкции. В соответствии со свойствами эластомерной смеси данное устройство может показывать различные жесткость и демпфирующие свойства, которые обычно относятся к определенному диапазону для линейных устройств.

D.3 Примеры нелинейных устройств

D.3.1 Буферные устройства

Буфер - упругое устройство на основе резины, способное обеспечивать конструкцию кривой "сила - деформация". Таким образом, устройство имеет упругое поведение, но в общем случае нелинейное. Фактически эта нелинейность зависит от диапазона деформации, в котором функционирует устройство. Это поведение достигается с помощью некоторого числа специально спроектированных эластомерных листов, каждый из которых вулканизирован на двух стальных пластинах. Устройство проектируется так, чтобы эластомерные плиты всегда были подвержены сжатию для движения в обоих направлениях. Это достигается посредством определенного расположения стержней, которые позволяют дискам всегда быть сжатыми, вне зависимости от направления сейсмических сил.

Буферы используются в мостах, чтобы принимать горизонтальные нагрузки на контрфорсах или на границах между прилегающими конструктивными элементами в местах, где расположены температурные швы.

D.3.2 Стальные устройства для гистерезисной диссипации энергии

Эти устройства имеют высокую способность к диссипации энергии, которая обусловливается гистерезисным поведением основных элементов из конструкционной стали, деформируемых при изгибе, срезе или кручении или даже комбинации воздействия далеко за пределом упругости. Элементы имеют такую форму, чтобы обеспечить однородное распределение деформации в их частях, которые выполняют функции диссипации энергии и, таким образом, служат для максимального увеличения их сопротивления усталости при малом числе циклов. Эти устройства обычно используются как часть сейсмических изоляционных систем в мостах и зданиях или как основные компоненты систем обеспечения жесткости конструкции с диссипацией энергии.

В случаях сильных землетрясений, когда интенсивность больше, чем проектное землетрясение, устройство должно быть проконтролировано на предмет необходимости замены устройства или основных элементов.

D.3.3 Элементы жесткости для предотвращения выпучивания

Данные устройства обычно используются как основные компоненты систем обеспечения жесткости конструкции с диссипацией энергии с высокой способностью к диссипации энергии. Функционирование устройств объясняется гистерезисным поведением основных элементов из конструкционной стали, работающих на осевое растяжение или сжатие далеко за пределом упругости. Данные элементы настолько усилены элементами жесткости (обычно посредством внешнего цементного цилиндра), чтобы полностью избежать выпучивания при сжатии. В случаях сильных землетрясений, когда интенсивность больше, чем проектное землетрясение, устройство должно быть проконтролировано на предмет необходимости замены устройства или основных элементов.

D.3.4 Устройства рецентрирования из сплавов с памятью формы

Данные устройства обычно используются в качестве основных компонентов сейсмической изоляционной системы или рецентрирующих систем/систем обеспечения жесткости конструкции с диссипацией энергии. Устройства основаны на сверхэластичном поведении проволоки из сплавов с памятью формы в аустенитном состоянии. Во избежание выпучивания проволоки располагают таким способом, чтобы они активировались исключительно при растягивающих нагрузках. Данные устройства в основном имеют функцию рецентрирования, но когда проволока из сплава с памятью формы используется для формирования противодействующей пружины, они также могут обеспечивать значительное эффективное демпфирование.

Приложение E

(справочное)

Пояснения к разделу 7 "Устройства, зависящие от скорости"

E.1 Функциональные требования

Вязкостный демпфер полностью определен, если инженер - проектировщик строительных конструкций устанавливает следующие основные расчетные значения:

- максимальная сила, кН;

- максимальная длина хода, ± мм;

- максимальная скорость, м/с;

- допуски;

- угол поворота, ± град;

- диапазон окружающей температуры.

Типовой основной закон жидкостно-вязкостного демпфера имеет следующий вид:

Жидкостно-вязкостные демпферы с очень большой длиной хода лучше представляются моделью Максвелла (последовательные пружина и демпфер), где показатель упругости описывает эффект сжимаемости жидкости. Последнее является важным, если необходимо измерить способность к диссипации энергии.

Типовой основной закон жидкостно-пружинного демпфера имеет следующий вид:

Важно отметить, что любой тип антисейсмического устройства аккумулирует или рассеивает энергию во всех четырех формах известного уравнения баланса энергии, а классификация на жидкостно-вязкостный или жидкостно-пружинный демпфер учитывает доминантную форму энергии.

Например, вязкостный демпфер:

i) аккумулирует энергию упругой деформации благодаря деформации его механических компонентов и сжимаемости вязкой жидкости (зависимость от перемещения);

ii) аккумулирует кинетическую энергию в его подвижных частях, а именно - в поршне (зависимость от скорости);

iii) гистерезисно рассеивает энергию в уплотнении через трение (зависимость от перемещения);

iv) вязкостно рассеивает энергию посредством принудительной подачи потока жидкости через отверстия или клапанные системы (зависимость от скорости).

Если значимыми являются и первый, и четвертый компонент, устройство классифицируется как жидкостно-пружинный демпфер.

Количество энергии, поступающей в конструкцию в процессе сейсмического явления расчетного уровня, может составлять от 1 до 50 МДж. Возможная степень задействованной энергии поднимает фундаментальный вопрос: "Будет ли антисейсмическое устройство значительно повреждено энергией, которую устройство рассеивает в себе в течение землетрясения?" лишь крайне ограниченная часть (1%-5%) большого количества механической энергии, которую устройство должно рассеивать в виде тепла, может быть перенесена в окружающую среду посредством конвекции и теплопроводности в процессе землетрясения, и, следовательно, устройство должно быть способным абсорбировать производимое тепло и выдерживать значительное увеличение собственной температуры.

На следующих рисунках в графическом виде показаны основные законы жидкостно-вязкостного и жидкостно-пружинного демпфера.

X - нормированная скорость, %; Y - нормированная сила, %;

1 - верхний предел; 2 - нижний предел; 3 - характеристическая кривая зависимости силы от скорости

Рисунок E.1 - Типовая огибающая кривой зависимости силы от скорости жидкостно-вязкостного демпфера

X - нормированное перемещение, %; Y - нормированная сила, %

Рисунок E.2 - Огибающая кривой зависимости силы от перемещения жидкостно-пружинного демпфера (синусоидальная нагрузка)

E.2 Требования к проектированию

Скорость, превышающая расчетный уровень, действует по-разному, в зависимости от характеристик вязкостного демпфера.

X - скорость; Y - сила;

1 - верхний предел; 2 - характеристическая кривая зависимости силы от скорости