МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОД ПРАВИЛ    СП    465.1325800.2019

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА

Правила проектирования

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2020

Предисловие

Сведения о своде правил

1    ИСПОЛНИТЕЛЬ — Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (НИИСФ РААСН)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4    УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 2 декабря 2019 г. № 756/лр и введен в действие с 3 июня 2020 г.

5    ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

© Минстрой России, 2019 © Стандартинформ, оформление, 2020

Настоящий свод правил не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Минстроя России

Таблица 4 3 — Параметры VC-кривых

VC-кривая Среднеквадратическое значение скорости, мкм/с Пиковое значение скорости дгтя синусоидальной волны, Пиковое значение скорости для случайной вибрации (10 мин), мм'с 8 Гц 100 Гц А 50 0,071 0,22 0,25 В 25 0,035 0.11 0,12 С 12.5 0,018 0,056 0,062 D 6 0,0085 0,027 0,030 Е 3 0,0042 0,013 0,015 F 1,56 0,0021 0,0068 0,0075 G 0,78 0,0011 0.0033 0,0038

4.3.3    Оценка воздействия вибрации на технологическое оборудование производится для времени оценки, составляющего не менее 10 мин в каждой точке для каждого направления.

Для повышения точности измерений рекомендуется увеличивать время проведения измерения до 4 ч. если иное не оговорено в техническом задании на проектирование.

Примечание — При проведении измерений для оценки вибрационного фона в месте установки высокоточного оборудования следует учитывать возможно большее число факторов, влияющих на него, в том числе: режимы работы другого оборудования, установленного в здании, где планируется размещение высокоточного оборудования, или в других зданиях, смежных с ним. режим работы метрополитена и иные факторы, указанные в ГОСТРИСО ТС 10811-1.

4.3.4    Натурные измерения проводят по ГОСТ Р ИСО ТС 10811-1. В зависимости от условий измерений коэффициент преобразования датчиков должен быть не менее 100 мВ/(м/с£) для акселерометров и 25 мВ/(мм/с) для датчиков скорости.

4.3.5    Значения оцениваемых параметров по 4.3.2 следует определять посредством измерений с помощью интегрирующих цифровых приборов с использованием записи истории процесса.

Результаты измерений для каждой точки и каждого направления должны содержать оценку среднего значения СКЗ виброскорости колебаний основания, м/с, максимальное и минимальное значения СКЗ виброскорости колебаний основания, м/с, а также среднее значение ± среднеквадратическое отклонение СКЗ виброскорости колебаний основания, м/с.

4.3.6    Выполнение оценки по результатам измерений следует проводить на основании сопоставления измеренных величин по 4.3.5 с требованиями, установленными 4.3.2.

5 Расчет динамического воздействия, вызванного движением поездов

метрополитена

5.1    Общие положения

5.1.1    Расчет динамического воздействия, вызванного движением поездов метрополитена, проводится при прогнозировании ожидаемых значений вибрации в зданиях, расположенных в зоне влияния существующих или проектируемых линий метрополитена, с целью проверки их на соответствие санитарным требованиям, требованиям безопасности и надежности функционирования высокоточного оборудования, а также при разработке конкретных технических решений по виброзащите зданий, сооружений и верхнего строения пути метрополитена.

5.1.2    Требования по проектированию и реализации защиты от динамического воздействия линий метрополитена устанавливаются для нового строительства в случае:

а)    проектирования и (или) строительства зданий в зоне влияния действующих линий метрополитена;

б)    проектирования и (или) строительства зданий в зоне влияния проектируемых или строящихся линий метрополитена;

в)    проектирования и (или) строительства тоннельных и притоннельных сооружений, станционных комплексов и транспортно-пересадочных узлов, входящих в состав действующих, проектируемых или строящихся линий метрополитена.

Примечание —К перечню сооружений, указанных в перечислениях а>—в), также относят электродепо, подстанции и другие объекты метрополитенов

5.1.3    Требования по оценке степени вибрационного и шумового дискомфорта, воздействия вибрации на несущие конструкции зданий и сооружений и технологические процессы, располагаемые в них, устанавливаются для существующих зданий и сооружений при:

а)    оценке воздействия действующей линии метрополитена на здания, сооружения, станционные комплексы и транспортно-пересадочные узлы;

б)    оценке воздействия действующей линии метрополитена в случае изменения интенсивности обращения по ней подвижного состава на здания, сооружения, станционные комплексы и транспортно-пересадочные узлы;

в)    оценке воздействия проектируемой линии метрополитена на здания, сооружения, станционные комплексы и транспортно-пересадочные узлы.

Примечание — К перечню сооружений, указанных в перечислениях а)—в), также относят электродепо, подстанции и другие объекты метрополитенов

5.1.4    Ориентировочное значение ширины зоны (полосы) влияния, считая от оси крайнего (внешнего) пути, составляет не более 40 м в плане или 45 м по наикратчайшему расстоянию от источника.

В отдельных случаях, при наличии сложных инженерно-геологических условий, подземных протяженных коммуникаций и иных условий, изменяющих динамические свойства грунтов основания (в сторону увеличения скорости прохождения волн), ширина зоны (полосы) влияния может быть увеличена на величину, обоснованную расчетом.

Если уровень вибрации в моменты прохождения поездов метрополитена превышает уровень фоновой вибрации более, чем на 3 дБ. ширину зоны (полосы) влияния необходимо увеличивать.

Примечание — При размещении высокоточных производств и иного оборудования, чувствительного к вибрации и переизлучаемому структурному шуму, ширина зоны (полосы) влияния может быть увеличена не более чем на 150 м

5.1.5    Оценку динамического воздействия от движения поездов метрополитена в помещениях жилых. административных и общественных зданий и сооружений, медицинских, образовательных и дошкольных образовательных организаций необходимо проводить в соответствии с 4.1.8.

Оценку динамического воздействия от движения поездов метрополитена в пассажирских, производственных и бытовых помещениях станций и сооружений метрополитена необходимо проводить в соответствии с 4.1.3.

Оценку динамического воздействия от движения поездов метрополитена на несущую способность зданий и сооружений необходимо проводить в соответствии с 4.2.

Оценку динамического воздействия от движения поездов метрополитена на размещаемое технологическое оборудование и производственные процессы необходимо проводить в соответствии с подразделом 4.3.

5.1.6    Определяемыми параметрами вибрации в соответствии с настоящим сводом правил являются:

-оценочные эквивалентные и максимальные значения виброскорости v и v_max м/с, соответственно, и оценочные эквивалентные значения виброускорения, а_8й, м/с², на рабочих местах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 4—63 Гц.

Примечание —Для проектирования систем виброизоляции определяемые параметры вибрации следует определять не только в октавных, но и в третьоктэвных полосах частот.

-    оценочные среднеквадратические и пиковые значения виброскорости. v_nns и м/с, соответственно в третьоктэвных полосах со среднегеометрическими частотами 1—100 Гц;

-    оценочные эквивалентные и максимальные корректированные значения виброскорости v_weq и

^Viv max' ^,Л*^С' ^и оценочные эквивалентные корректированные значения виброускорения a_w&h, м/с², на рабочих местах.

В качестве дополнительного параметра вибрации допускается использовать уровни виброскорости 1^ и виброускорения L_g. дБ, определяемые по формуле

L_u ⁼ 20lg(u/Oo),    (5.1)

где и— вышеперечисленные в настоящем пункте параметры;

и₀ — пороговое значение, равное 5 10"⁸ м/с для виброскорости и 10“^ м/с² для виброускорения.

Эквивалентные значения виброускорения а. м/с², в октавных полосах частот рассчитывают из эквивалентных значений виброскорости v, м/с, в октавных полосах частот по формуле

^а = 2 nf_cry,    (5.2)

где f_CJ— среднегеометрическая частота октавной полосы. Гц.

Определение корректированных значений виброскорости и виброускорения следует выполнять посредством измерений или расчетом по формулам (4.1)—(4 4) СП 441.1325800 2019. принимая функции частотной коррекции для вертикального и горизонтального направлений по таблице 4.4 СП 441.1325800.2019.

Переход от абсолютных значений вибрации в третьоктавных полосах частот к абсолютным значениям в октавных полосах осуществляется посредством энергетического суммирования по формуле

(5.3)

где u_V] — значение параметра вибрации (виброскорость, виброускорение) в октавной полосе частот, (м/с. м/с²);

о_1/3 — значение соответствующего параметра вибрации в третьоктавной полосе частот, входящей в рассматриваемую октавную полосу (м/с. м/с²).

5.1.7 Проектирование и строительство линий метрополитена на селитебной территории, а также проектирование и строительство зданий и сооружений, попадающих в зону влияния линии метрополитена. допускается при выполнении условий:

и < и    v    <    v    я < я

w,eq ~ ^vw.eqj\on¹ *w,max 'w.max.Aon' ^aw.eq “w,eg,доп¹

L„ S L_v ,L_V S L, . L. £ L.

^vw.aq ^vw.oQAcn Умг.тж Vw.fVMKJlon «wog *иг.адд on

где Veg- ^vwmax ^и    ^v_Mirx, — прогнозируемые оценочные величины виброскорости, м/с, и ее уровня.

дБ. в рассматриваемом здании или сооружении, определяемые в соответствии с настоящим разделом; ^aweq ^и *-з_Я(„ — прогнозируемые оценочные величины виброускорения, м/с², и его уровня. дБ. в рассматриваемом здании или сооружении;

V«won. Vmax^n и L_VweqM)n. ^^_тптлап ~ допустимые величины виброскорости, м/с. и ее уровня.

дБ. принимаемые в соответствии с разделом 4; ^aw eg .доп ^и ^а_ЛП1У— допустимые величины виброускорения, м/с², и его уровня. дБ. принимаемые

(55)

где Vpoafcmax’ — прогнозируемые оценочные величины пиковой виброскорости, м/с. определяемой по настоящему разделу, и ее среднеквадратического значения; ^vpeak тахдоп' ^vrmsj\on — допустимые величины пиковой виброскорости. м/с. и ее среднеквадратического значения, принимаемые в соответствии с разделом 4.

Примечание — Формулы (5.4) и (5.5) допускают расчет как в форме абсолютных значений параметров вибрации, так и их уровней

5.1.8    При проверке условий (5.4)—(5.5) в качестве ожидаемых значений вибрации в оцениваемом здании не допускается принимать значения, рассчитанные (измеренные) на поверхности грунта в месте расположения фундамента проектируемого здания.

5.1.9    В случае, когда прогнозируемые значения вибрации превышают допустимые значения, т. е. имеет место нарушение условий (5.4) и (5 5). следует предусматривать специальные виброзащитные мероприятия и устройства в соответствии с разделами 7 и 8.

Выбор средств защиты от вибрации проводится с учетом их эффективности и экономичности.

Примечание — При выборе виброзащитных мероприятий приоритетным фактором является эффективность снижения вибрации При возможности применить различные равноэффективные решения окончательное решение определяется на основании их экономической целесообразности с учетом организации компенсационных маршрутов, изменения эксплуатационных расходов и т. д

5.1.10    Расчет динамического воздействия в зданиях и сооружениях, попадающих в зону впияния пиний метропопитена. осуществпяют в два этапа:

I    этап: при оценке динамического воздействия, создаваемого подвижным составом метропопитена. на здания и сооружения, распопагаемые в зоне впияния линии метрополитена, на этапе разработки проектной документации спедует пользоваться 5.2—5.7.

В этом случае определяют уровни вибрации в помещениях зданий и сооружений и проводят их оценку на соответствие раздепу 4;

II    этап: в случае наличия незначительных (до 1 дБ в низкочастотной области (ниже октавной полосы со среднегеометрической частотой 31.5 Гц) нормируемого диапазона), существенных (свыше 20 дБ в октавной попосе со среднегеометрической частотой 16 Гц) превышений уровней вибрации, полученных по результатам расчета по методике 5.2. а также для более детального проектирования систем виброизоляции верхнего строения пути или здания следует руководствоваться 5.8.

5.1.11    Исходными данными для выполнения расчетов являются:

1)    результаты инженерно-геологических изысканий с определением динамических характеристик грунтов;

2)    продольный план и профиль трассы метрополитена, требования лица, осуществляющего эксплуатацию объектов метрополитена, проектная документация по конструкции верхнего строения пути на рассматриваемых участках;

3)    инженерно-топографический план (геоподоснова) с нанесенными зданиями, трассой метрополитена и инженерными коммуникациями;

4)    архитектурные и конструктивные решения исследуемого здания или сооружения;

5)    график движения поездов по рассматриваемому участку линии;

6)    иные необходимые исходные данные по разделу 10 ГОСТ Р ИСО 2017-2-2011.

В случае, когда основного перечня исходных данных недостаточно, необходимо проводить дополнительные исследования.

5.1.12    Прогнозирование значений виброскорости в зданиях и сооружениях и подбор виброзащит-ных мероприятий проводится в следующей последовательности:

а)    оценивают значения вибрации обделок тоннелей и лотковой части пути пинии метрополитена в соответствии с 5.2. с учетом текущего состояния конструкции пути и скорости обращения подвижного состава;

б)    задают или определяют исходное для расчета геологическое строение верхней части грунта: число и толщины слагающих слоев верхней части грунта общей толщиной Н £ h + 15 м. где h — расстояние от поверхности грунта до уровня лотка;

в)    определяют массовые, динамические упругие и диссипативные параметры слагающих грунтов: плотность, скорости продольных и поперечных войн и коэффициент потерь в кахщом слое по подразделу 6.2;

г)    определяют ожидаемые значения виброскорости на поверхности грунта в соответствии с подразделом 5.4;

д)    определяют ожидаемые значения виброскорости поверхности фундамента здания в соответствии с подраздепом 5.5;

е)    определяют ожидаемые значения виброскорости несущих элементов здания (перекрытий и стен) в соответствии с подразделом 5.6 — 5.7;

ж)    выполняют проверку условий 5.1.7;

з)    в случае нарушения условий 5.1.7 осуществляют подбор и проектирование виброзащитных мероприятий в соответствии с разделом 7 или 8;

и)    оценивают эффективность спроектированных виброзащитных мероприятий, повторно выполняя расчет по перечислениям г)—ж) настоящего пункта и проверку соответствия 5.1.7.

5.1.13    Вычисление виброскорости v, м/с. несущих и (или) ограждающих конструкций зданий и сооружений следует проводить по формупе

^v ~ ^vu{p) ' ^trains ' ^spaad ' ^rail' ^odga ' ^sorf ' *fund ’ ^гаг '    (^.6)

где v^_p) — измеренный (рассчитанный) третьоктавный (октавный) спектр вертикальной и горизонтальных составляющих скорости колебаний в одной из возможных точек измерения на рисунке

5.1, м/с;

^trains — поправочный коэффициент, учитывающий возможность одновременного движения по параппепьным путям на рассматриваемом участке, опредепяют по пункту 5.2.2.3 СП 441.1325800.2019;

^speed — поправочный коэффициент, учитывающий скорость движения поездов метрополитена, определяют по таблице 5.2 СП 441.1325800.2019; ^кгаН ~ поправочный коэффициент, учитывающий износ пути, колесных пар, наличие стрелочных переводов, перекрестных сьездов и прочих особых элементов пути, приводящих к существенному изменению динамической нагрузки на верхнее строение пути, определяют по таблице 5.1 СП 441.1325800.2019; ^kcdgo — частотно-зависимая функция, учитывающая наличие системы виброизоляции (в конструкции верхнего строения пути или здания). В случае ее отсутствия принимается равной единице в заданном частотном диапазоне; кsai — частотно-зависимая функция, характеризующая распространение колебательной энергии от тоннельной обделки до поверхности грунта, определяют по 5.4; ^kfund — частотно-зависимая функция, характеризующая передачу вибрации с грунта на фундамент здания, определяют по 5.5; к_П1 — частотно-зависимая функция, соответствующая резонансному увеличению колебаний ограждающими поверхностями помещений, определяют по 5.7; k_h — частотно-зависимая функция, учитывающая изменение колебаний по высоте здания, определяют по 5.6.

точка 1 — на конструкции ВСП (в случае ее присутствия); точка 2 — в лотковой части тоннеля; точка 3 — на поверхности грунта на абрисе фундамента здания или сооружения, точка 4 — на фундаменте здания или сооружения, точка 5 — на этаже у ограждающей конструкции здания или сооружения, точка 6 — в центре перекрытия на этаже здания или сооружения

Рисунок 5.1 — Возможное расположение точки измерения

При расчетах по формуле (5.6) применяемые коэффициенты (частотно-зависимые функции) следует вычислять в соответствии с настоящим разделом и в зависимости от точки, в которой были измерены (рассчитаны) третьоктавные (октавные) спектры составляющих скорости колебаний.

Указанные коэффициенты и частотно-зависимые функции допускается определять как путем расчета, так и на основании статистических данных натурных измерений. При применении результатов натурных измерений следует учитывать требования 5.8.

Формула (5.6) применяется при вычислении нормируемых разделом 4 параметров как для вертикальной, так и для горизонтальной составляющих колебаний с учетом замены соответствующих частотно-зависимых функций в зависимости от направления воздействия.

5.1.14    В случае, если измерения вибрации проводятся в точках на абрисе фундамента для всех режимов движения поездов метрополитена, обращающихся по выбранному участку линии с установленными скоростями, коэффициенты k_trains, k_spee<j и k_rail принимают равными единице.

5.1.15    Для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции в пределах зон, указанных в пункте 6.14.3 СП 22.13330.2016, необходимо проводить расчет длительных осадок от совместного действия статических и динамических (вибрационных) нагрузок. Расчет выполняется в соответствии с положениями подраздела 6.14 СП 22.13330.2016.

Для определения осадок виброползучести допускается использовать лабораторные и полевые испытания грунтов с учетом положений СП 22.13330 и 6.1.7 настоящего свода правил.

5.2 Расчет величин вибрации обделок тоннелей

5.2.1    На основании проектной документации на выбранном участке линии метрополитена выделяют участки с однотипной конструкцией верхнего строения пути.

5.2.2    Исходными расчетными параметрами колебаний обделок тоннелей метрополитена являются величины вертикальной и горизонтальной составляющих виброскорости ее лотковой части, определяемые для выбранной конструкции верхнего строения пути (ВСП) в третьоктавных полосах частот, сигнал в которых выделяется за уровнем фоновой вибрации при измерениях на поверхности грунта.

5.2.3    Значения виброскорости на лотковой части тоннельной обделки произвольного сечения с заданными грунтовыми условиями получают путем перерасчета величин виброскорости на обделке кругового сечения или на иной обделке, на которой известны параметры по 5.2.2 с учетом требований 5.2.5.

Величины вертикальной и горизонтальной составляющих виброскорости лотковой части тоннеля в третьоктавных полосах частот / определяются по формуле

Величина р в формуле (5.7) представляет собой коэффициент пересчета между обделками разных типов и вычисляется по формуле

Параметры формулы (5.8) аналогичны параметрам формулы (5.7), но приняты для тоннеля, с известными по 5.2.2 параметрами.

В формулах (5.7) и (5.8):

о) = 2xf— круговая частота колебаний, где f— частота. Гц;

/₂ — ширина тоннеля, м;

Е — динамический модуль упругости тоннельной обделки. МПа;

J— момент инерции поперечного сечения тоннеля, м⁴;

/с = 0.7 мг¹;

m — погонная масса обделки тоннеля, кг/м;

К_у, К_с — коэффициенты, определяемые по формулам:

К_с = ~р с,1₂,

где р. р_г — плотность, кг/м³, и коэффициенты Ляме прилегающего грунта; с, — скорость распространения продольных упругих волн в грунте, м/с.

5.2.4    Динамические характеристики материалов тоннельной обделки назначают в соответствии с положениями СП 63.13330. СП 120.13330 и СП 413.1325800.

Массово-инерционные характеристики тоннельных обделок назначают на основании расчетов по имеющейся проектной (конструкторской) документации на конструкцию тоннельной обделки. Момент инерции поперечного сечения тоннеля определяется с учетом наличия жесткого основания и путевого бетона (при наличии) для каждой из центральных осей.

5.2.5    На стадии разработки проектной документации на линию (или сооружение) метрополитена величины виброскорости на лотковой части обделки допускается оценивать на основе результатов

натурных измерений, проведенных на эксплуатируемых участках линий метрополитена, имеющих аналогичную конструкцию обделки и верхнего строения пути, а также находящихся в аналогичных, как и проектируемый участок, инженерно-геологических условиях. При этом различие свойств грунта и скорости движения поездов не должно превышать 10 % — 15 %. Измерения следует проводить в соответствии с разделом 6 по методике приложения А.

5.3 Расчет величин вибрации лотковой части станций, тупиков и камер съезда

5.3.1    Исходным расчетным параметром колебаний элементов конструкции станций, тупиков, камер сьезда и переходных камер метрополитена является значение динамической силы, действующей на лотковую часть тоннеля.

5.3.2    Допускается в качестве исходных расчетных параметров принимать ускорения колебаний элементов верхнего строения пути и путевого бетона, измеренные в местах, соответствующих наибольшим значениям динамической нагрузки (например, в месте расположения изолирующего стыка при въезде на станцию) на объекте-аналоге.

Требования к выбору объекта-аналога для проведения измерений представлены в 5.3.6.

5.3.3    Величина динамической силы, действующей на лотковую часть тоннеля, определяется в третьоктавных полосах частот, сигнал в которых выделяется над уровнем фоновой вибрации при измерениях на поверхности грунта, но не менее третьоктавного диапазона 16—63 Гц.

Примечание — Величина динамической силы, действующей на лотковую часть тоннеля, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 16, 31,5 и 63 Гц для конструкции обделки, имеющей прямоугольное сечение и выполненной из сборного железобетона, конструкции верхнего строения пути типа «шпала в бетоне» и заданной структуры непосредственно прилегающего к лотковой части грунта приведены в таблице Б 3.

5.3.4    Для расчета величин виброскорости элементов конструкции станций, тупиков, камер съезда метрополитена применяют пространственные расчетные схемы конструкций, лежащих на упругом основании. Расчет выполняют с учетом положений пункта 6.14.5 СП 22.13330.2016.

5.3.5    Производят перерасчет величин виброскорости на лотковой части обделки прямоугольного сечения в значения виброскорости на лотковой части рассматриваемого сооружения (станции, тупика, камеры сьезда) с заданными грунтовыми условиями.

В качестве исходных стандартизованных величин вертикальной и горизонтальной составляющих виброскорости используются вычисленные величины, полученные из заданных параметров лотковой части конструкции и непосредственно прилегающего грунта.

5.3.6    На стадии разработки проектной документации подземных сооружений метрополитена (станций, тупиков и камер сьезда) величины виброскорости лотковой части допускается оценивать на основе результатов натурных измерений, проведенных на действующих сооружениях метрополитена, имеющих аналогичную конструкцию помещения и верхнего строения пути, а также находящихся в аналогичных. как и проектируемый объект, инженерно-геологических условиях. При этом различие свойств грунта и скорости движения поездов должно быть не более 10 % — 15 %.

5.4 Расчет ожидаемых значений вибрации поверхности грунта вблизи проектируемых

перегонных тоннелей, станций, тупиков и камер съезда

5.4.1 Вертикальная и горизонтальная составляющие виброскорости на поверхности грунта в третьоктавных (октавных) полосах частот / определяются по формуле

(5.9)

Виброскорость Vp^i) в третьоктавной (октавной) полосе частот /, м/с, вызванная волной Релея, определяется по формуле

(5.10)

Виброскорость vy(/) в третьоктавной (октавной) полосе частот /, м/с. вызванная продольной волной, определяется по формуле

(5.11)

В формулах (5.10) и (5.11):

( D с, \

Rq - min —— характерный размер, где D — ширина тоннеля; V 2 со /

Hq — глубина, на которой находится лотковая часть обделки тоннеля, м;

^vmax(') — максимальная из вертикальной и горизонтальной составляющих виброскорости в треть-октавной (октавной) полосе частот / на лотковой части тоннеля, принимаемых в соответствии с 5.2; х — удаление от продольной оси тоннеля, м;

(5 — коэффициент затухания в грунте;

— волновое число волны Рэлея, где с, — скорость распространения поперечных волн;

к, ---волновое число продольной волны в грунте.

С/

5.4.2 Передаточную функцию вычисляют по формуле (5.12) или получают экспериментально в соответствии с разделом 6.

(5.12)

5.4.3 Эквивалентное корректированное значение виброскорости вычисляют по формуле

где Т_г— время оценки вибрационного воздействия;

— частичное время воздействия вибрации, соответствующее реализацииу-ro режима движения поездов;

v_wmaxj— максимальное корректированное значение виброскорости, характеризующее интенсивность вибрации за время T_ej.

Значения величин времени воздействия вибрации определяются согласно графику движения поездов рассматриваемой линии метрополитена.

5.4.4 Допускается расчет по формулам (5.9)—(5.11), (5.13) проводить в предположении вероятностного разброса характеристик грунтов между тоннелем метрополитена и фундаментом здания.

В таком случае в качестве вертикальной и горизонтальной составляющих виброскорости на поверхности грунта в третьоктавных (октавных) полосах частот принимаются наиболее вероятные значения виброскорости по формуле (5.9). определяемые с учетом измеренной плотности распределения либо перцентиля.

5.5 Расчет вибрации фундаментов зданий

5.5.1    Расчет скоростей колебаний фундамента здания с ленточным или плитным фундаментом производят в первом приближении как жесткой конструкции на упругом основании. Динамические характеристики грунтов определяют в соответствии с разделом 6. При этом характеристики материалов фундамента следует рассматривать в пределах их упругой работы.

5.5.2    При расчетах по 5.1.3 допускается определять колебания фундаментов существующих зданий при наличии соответствующих экспериментальных данных.

5.5.3    Скорость колебаний фундамента здания и передаточную функцию k_fund определяют в каждой третьоктавной (октавной) полосе в соответствии с пунктом 5.2.4 СП 441.1325800.2019.

Расчет скоростей колебаний фундамента и передаточной функции к^ в третьоктавной полосе частот осуществляется по аналогии с пунктом 5.2.4 СП 441.1325800.2019 при замене слагаемых, вычисляемых в октавных полосах частот, на слагаемые, вычисляемые в третьоктавных полосах частот.

5.5.4    Для уточнения скоростей колебаний фундаментов зданий необходимо проводить расчеты в сертифицированных программных комплексах. При этом расчетная модель должна учитывать действительные условия работы здания или сооружения, соответствующие рассматриваемой расчетной ситуации.

При этом должны быть учтены;

1) факторы, определяющие напряженно-деформированное состояние.

2)    особенности взаимодействия элементов строительных конструкций между собой и с основанием;

3)    пространственная работа строительных конструкций;

4)    геометрическая и физическая нелинейности;

5)    пластические и реологические свойства материалов и грунтов;

6)    возможность образования трещин (и их влияние на динамические характеристики конструкций здания или сооружения);

7)    возможные отклонения геометрических параметров от их номинальных значений.

5.5.5 Допускается скорость колебаний фундаментов зданий определять вероятностными методами строительной механики с учетом СП 26.13330.

5.6    Расчет распространения вибрации по несущим конструкциям зданий и сооружений

5.6.1    Расчет распространения колебаний по несущим конструкциям зданий и сооружений, этажностью не превышающих 10—15 этажей, или с характерным размером конструкции, не превышающим 30—45 м, для надземных сооружений, проводится в предположении рассеяния энергии колебаний при распространении по несущему каркасу здания или сооружения с учетом потерь на внутреннее трение в материале.

5.6.2    Расчет распространения колебаний по несущим конструкциям заглубленных зданий и сооружений проводится с учетом 5.6.1, а также с учетом рассеяния энергии в прилегающем массиве грунта.

5.6.3    Способность материала конструкций поглощать энергию колебаний вследствие внутреннего трения, обусловливающая затухание свободных колебаний, характеризуется коэффициентом поглощения ф. определяемым по СП 413.1325800.

5.6.4    В первом приближении расчет распространения колебаний по несущим конструкциям зданий и сооружений допускается не учитывать «в запас» расчетной модели, принимая передаточную функцию k_h = 1 в исследуемой полосе частот нормируемого диапазона в соответствии с разделом 4.

5.6.5    Для уточнения распространения колебаний по несущим конструкциям зданий и сооружений необходимо проводить расчеты в сертифицированных программных комплексах или использовать апробированные методики расчета, результаты которых подтверждены результатами натурных измерений на объектах-аналогах. При этом расчетная модель должна учитывать действительные условия работы здания или сооружения, соответствующие рассматриваемой расчетной ситуации, в том числе:

1)    факторы, определяющие напряженно-деформированное состояние;

2)    особенности взаимодействия элементов строительных конструкций между собой и с основанием;

3)    пространственную работу строительных конструкций;

4)    геометрическую и физическую нелинейности;

5)    пластические и реологические свойства материалов и грунтов;

6)    возможность образования трещин;

7)    возможные отклонения геометрических параметров от их номинальных значений.

5.7    Расчет вибрации перекрытий зданий и сооружений

5.7.1    Расчет значений резонансного увеличения амплитуд колебаний конструкций производится для изгибаемых элементов зданий и сооружений (перекрытий, покрытий и т. д ). Расчет проводят на основании анализа проектной документации для групп элементов сопоставимых геометрических размеров в плане, наиболее часто встречающихся в исследуемом здании или сооружении, с учетом их назначения.

Расчетная схема изгибаемых элементов определяется с учетом условий их закрепления в несущих конструкциях.

5.7.2    Для выбранных групп изгибаемых элементов определяют их резонансные частоты и передаточные функции к_пг в октавных полосах частот, попадающих в диапазон частот, выделяющихся над уровнем фоновой вибрации.

Расчетная схема для перекрытий зданий должна учитывать наличие (влияние) внутренних перегородок, а также отражать реальные физико-механические и массово-геометрические параметры элемента. в том числе изменение поперечного сечения изгибаемого элемента.

Расчет рекомендуется проводить в рамках численного моделирования в апробированных программных комплексах, построенных по методу конечного элемента (МКЭ). Для простых перекрытий в плане (квадратные, круглые, прямоугольные) при шарнирном, жестком или упругом закреплении торцов или их комбинации допускается использовать расчетные формулы строительной механики и теории упругости.

5.7.3    Основываясь на полученном значении резонансной частоты ограждающей конструкции по 5.7.2. определяют ее передаточную функцию k_rez по подразделу 5.2.5 СП 441.1325800.2019.

5.7.4    Жесткость изгибаемых элементов железобетонных конструкций при определении динамических перемещений и напряжений допускается определять по формуле

а-^rW    <⁵¹⁴>

где £_Ь1 — модуль деформации сжатого бетона, определяемый в зависимости от продолжительности действия нагрузки и с учетом наличия или отсутствия трещин по СП 63.13330;

— момент инерции приведенного поперечного сечения относительно его центра тяжести, определяемый с учетом наличия или отсутствия трещин по СП 63.13330.

5.7.5    Жесткость изгибаемых элементов железобетонных конструкций при наличии соответствующих экспериментальных данных допускается определять с учетом раскрытия трещин в растянутой зоне бетона.

5.8 Расчет на стадии детальной разработки проектной документации

5.8.1    Общие положения

5.8.1.1    Для детального расчета динамического воздействия линий метрополитена на здания и сооружения следует разрабатывать детальные расчетные математические модели, например, используя метод конечных элементов, метод граничных элементов (МГЭ) или другие апробированные методы строительной механики. Допускается совмещение указанных методов в рамках единой расчетной модели.

5.8.1.2    При разработке модели необходимо учитывать основные характеристики источника вибрации. пути распространения и объекта воздействия по ГОСТ Р ИСО 14837-1-2007 (приложение А), учитывая специфику линий метрополитена.

5.8.1.3    Прогноз допускается выполнять по формуле (5.6), в которой необходимые передаточные функции к_ебде, к^' k_mz, k_h определяют на основании расчета по модели 5.8.1.1.

5.8.1.4    Допускается использование в расчетах вероятностных методов и методов теории надежности. учитывающих статистический разброс жесткости оснований и случайную природу динамических нагрузок.

5.8.2 Общие требования к расчетной модели

5.8.2.1    Расчетная модель должна удовлетворять ГОСТ Р ИСО 14837-1-2007 (пункты 8.2.2.3— 8.2.2.4) и учитывать физические особенности взаимодействия подвижного состава с конструкцией верхнего строения пути, взаимодействия конструкции верхнего строения пути и тоннельной обделки, распространения и видоизменения колебательной энергии при распространении волнового фронта от тоннельной обделки по грунту до фундамента здания или сооружения, перехода в здание и распространения по несущим и ограждающим конструкциям здания в соответствии с ГОСТ Р ИСО 14837-1-2007 (приложение А).

5.8.2.2    Расчетные сопротивления и деформационные характеристики материалов строительных конструкций принимают с учетом их старения расчетный срок службы сооружения. Расчетный срок службы сооружения должно определять лицо, осуществляющее разработку проектной документации, по согласованию с техническим заказчиком. Рекомендуемые сроки службы зданий и сооружений приведены в таблице 1 ГОСТ 27751-2014.

5.8.2.3    При расчетах используют физико-механические и динамические параметры грунтов, полученные с учетом 6.1.6.

5.8.2.4    Расчеты по численным моделям МКЭ и МГЭ допускается проводить при использовании гармонического сигнала на каждой среднегеометрической частоте исследуемого диапазона третьок-тавных полос.

Представление результатов в октавной полосе частот нормируемого диапазона осуществляется с помощью энергетического суммирования по формуле (5.2).

5.8.2.5    В расчетной модели, по возможности, следует учитывать наличие иных инженерных коммуникаций. расположенных между исследуемым зданием или сооружением и линией метрополитена.

5.8.3 Верификация расчетной модели

5.8.3.1    Перед применением в целях прогноза расчетная модель должна быть верифицирована с результатами натурных испытаний, т. е. должна быть построена модель линии метрополитена и здания с учетом 5.8.3.2.

5.8.3.2    Для целей верификации должен быть выбран участок линии метрополитена, для которого известны:

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Общие положения........................................................................................................................................3

4.1    Нормирование и оценка параметров вибрации и уровней структурного шума

в помещениях жилых и общественных зданий....................................................................................3

4.2    Нормирование и критерии оценки воздействия вибрации на здания................................................4

4.3    Нормирование и критерии оценки воздействия вибрации на оборудование

и технологические процессы.................................................................................................................6

5    Расчет динамического воздействия, вызванного движением    поездов метрополитена..........................7

5.1    Общие положения..................................................................................................................................7

5.2    Расчет величин вибрации обделок тоннелей.....................................................................................12

5.3    Расчет величин вибрации лотковой части станций, тупиков и камер сьезда.................................13

5.4    Расчет ожидаемых значений вибрации поверхности грунта вблизи проектируемых

перегонных тоннелей, станций, тупиков и камер сьезда..................................................................13

5.5    Расчет вибрации фундаментов зданий..............................................................................................14

5.6    Расчет распространения вибрации по несущим конструкциям зданий и сооружений...................15

5.7    Расчет вибрации перекрытий зданий и сооружений.........................................................................15

5.8    Расчет на стадии детальной разработки проектной документации.................................................16

5.9    Расчет уровней структурного шума.....................................................................................................17

6    Определение физико-механических свойств грунтов при расчетах вибрации от движения

поездов метрополитена.............................................................................................................................17

6.1    Общие положения................................................................................................................................17

6.2 Оценка упругих динамических, массовых и диссипативных параметров грунта............................18

6.3    Получение исходной экспериментальной информации для определения параметров грунта.....19

7    Виброизоляция верхнего строения пути...................................................................................................21

7.1    Общие положения................................................................................................................................21

7.2    Требования к материалам...................................................................................................................22

7.3    Расчетное обоснование динамических характеристик виброзащитной конструкции

верхнего строения пути........................................................................................................................22

7.4    Правила проектирования виброзащитной конструкции верхнего строения пути...........................24

8    Виброизоляция зданий...............................................................................................................................25

8.1    Общие положения................................................................................................................................25

8.2    Требования к материалам и изделиям...............................................................................................27

8.3    Расчетное обоснование динамических характеристик системы виброизоляции здания...............27

Приложение А Измерение и оценка вибрации от движения поездов метрополитена.............................28

Приложение Б Пример ориентировочных значений виброскорости колебаний обделки

при различных конструкциях верхнего строения пути.....................................................31

Приложение В Принципиальные схемы виброзащитных конструкций верхнего строения пути............33

Приложение Г Методика подбора параметров грунта................................................................................38

Библиография................................................................................................................................................39

а)    конструкция верхнего строения пути и тип тоннельной обделки (продольный, поперечный профили);

б)    скорость и тип подвижного состава;

в)    результаты инженерно-геологических изысканий с динамическими характеристиками грунтов по 5.1.12;

г)    инженерно-топографический план (геоподоснова) с указанием оси линии метрополитена исследуемого здания или сооружения;

д)    конструктивные и архитектурные чертежи здания или сооружения;

е)    результаты измерений вибрации лотка и тоннельной обделки, грунта вблизи фундамента, на фундаменте и в помещениях здания, выполненных в соответствии с приложением Б.

5.8.3.3    Расчетная модель должна учитывать 5.8.3.2. По результатам расчетов должно быть показано соответствие результатов вычислений и результатов натурных измерений для:

1)    определения соответствия уровней вибрации поверхности грунта измеренным значениям;

2)    определения затухания (видоизменения) спектра колебаний при переходе с грунта на фундамент сооружения;

3)    определения видоизменения колебаний при распространении по конструкциям здания.

5.8.3.4    Расчетная модель считается верифицированной в случае, если расхождение между результатами расчета и результатами натурных измерений не превышает 15 %. В противном случае расчетную модель для целей прогноза использовать нельзя и требуется ее переработка.

Результаты верификации следует оформлять отдельным отчетом и прикладывать к результатам прогноза.

5.9 Расчет уровней структурного шума

5.9.1    Расчет уровней структурного шума выполняют для помещений жилых и общественных зданий, указанных в подразделе 4.3 СП 441.1325800.2019 в соответствии с разделом 6 СП 441.1325800.2019.

5.9.2    Расчет уровней переизлучаемого структурного шума в производственных, пассажирских и бытовых помещениях станций метрополитена, а также на рабочих местах выполняется в соответствии с разделом 6 СП 441.1325800.2019 применительно к указанным помещениям.

6 Определение физико-механических свойств грунтов при расчетах вибрации от движения поездов метрополитена

6.1    Общие положения

6.1.1    При анализе распространения вибрации в грунте от тоннелей метрополитена расчеты следует проводить в нормируемых третьоктавных диапазонах со среднегеометрическими частотами 4—63 Гц, сигнал в которых выделяется за уровнем фоновой вибрации при измерениях на поверхности грунта.

6.1.2    При использовании положений раздела 5 в расчетах амплитуд виброскорости на поверхности грунта требуется задание следующих параметров грунтовых условий в заданном районе:

-    типа стратификации — число слоев и толщину каждого слоя (далее принимается общее число слоев 1 £ Л/_с й 3 с существенно отличающимися свойствами);

-    плотности грунта в каждом слое р, кг/м³;

-    скоростей продольных и поперечных упругих волн с, и с, в каждом слое, м/с;

-    коэффициента затухания р в каждом слое.

6.1.3    В случае, если свойства грунта меняются вдоль оси тоннеля метрополитена, допускается использование настоящего свода правил, если горизонтальный пространственный масштаб изменений параметров превышает 40 м. При этом необходимо независимое проведение измерений на поперечных разрезах с шагом вдоль линии метрополитена, равным данному пространственному масштабу изменений.

6.1.4    В случае, если изменения основных определяющих параметров грунта в поперечном направлении превышают 50 %, допускается использование настоящего свода правил с определением и дальнейшим использованием при расчетах усредненных вдоль этого направления характеристик.

6.1.5    Нормативные динамические характеристики грунтов, необходимые для расчета величин вибрации в зданиях, определяют в процессе геологических изысканий или на основе лабораторных динамических испытаний по ГОСТ 12248, ГОСТ Р 56353 или прямых измерений на месте (по методике подраздела 6.3) равными их математическим ожиданиям, полученным на основании обработки результатов испытаний, если не оговорены иные условия, определяющие их значения.

Введение

Свод правил разработан в целях обеспечения требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. Ns 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Кроме того, применение настоящего свода правил обеспечивает соблюдение федеральных законов от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».

Свод правил разработан в развитие СП 120.13330.2012 «СНиП 32-02-2003 Метрополитены» и содержит требования к расчету и проектированию защиты от вибрации и структурного шума, создаваемых подвижным составом метрополитена в помещениях жилых и общественных зданий, расположенных вблизи линий метрополитена.

Свод правил разработан авторским коллективом НИИСФ РААСН (д-р техн. наук И.Л. Шубин, д-р техн. наук И.Е. Цукерников, канд. техн. наук В.А. Смирнов, А С. Лебедев. М.Ю. Смопяков, Д А Черкасова) при участии НИУ МГСУ (д-р техн. наук ЮТ. Чернов). АО «Моспромпроект» (Д А. Цюпа, Л.В Грошев), ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по г. Москве» (Е.А. Руднева).

СВОД ПРАВИЛ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА Правила проектирования

Buildings and structures. Protection against vibration of underground lines. Design rules

Дата введения — 2020—06—03

1    Область применения

Настоящий свод правил распространяется на защиту от вибрации и структурного шума, создаваемых подвижным составом линий метрополитена в помещениях жилых, общественных и производственных зданий и сооружений, расположенных вблизи подземных перегонных тоннелей, тупиков, камер сьезда и станций метрополитена.

2    Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 23961-80 Метрополитены. Габариты приближения строений, оборудования и подвихаюго состава

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация

ГОСТ 27751--2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения ГОСТ 31185-2002 (ИСО 10815:1996) Вибрация. Измерения вибрации внутри железнодорожных туннелей при прохождении поездов

ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий

ГОСТ 32192-2013 Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 34056-2017 Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Термины и определения ГОСТ Р ИСО/ТС 10811-1—2007 Вибрация и удар. Вибрация в помещениях с установленным оборудованием. Часть 1. Измерения и оценка

ГОСТ Р 51685-2013 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия ГОСТ Р 52892-2007 Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию

ГОСТ Р 53964-2010 Вибрация. Измерения вибрации сооружений. Руководство по проведению измерений

ГОСТ Р 55056-2012 Транспорт железнодорожный. Основные понятия. Термины и определения ГОСТ Р 56353-2015 Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов

ГОСТ Р ИСО 2017-1-2011 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 1. Технические данные для применения систем виброизоляции

ГОСТ Р ИСО 2017-2-2011 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 2. Технические данные для применения систем виброизоляции для железнодорожного транспорта

Издание официальное

ГОСТ Р ИСО 2017-3-2016 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 3. Технические данные для применения систем виброизоляции при строительстве новых зданий

ГОСТ Р ИСО 2041-2012 Вибрация, удар и контроль технического состояния. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 10137-2016 Основы расчета строительных конструкций. Эксплуатационная надежность зданий в условиях воздействия вибрации

ГОСТ Р ИСО 10846-1-2010 Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 1. Общие принципы измерений.

ГОСТ Р ИСО 14837-1-2007 Вибрация. Шум и вибрация, создаваемые движением рельсового транспорта. Часть 1. Общее руководство

СП 16.13330.2017 «СНиП 11-23-81* Стальные конструкции» (с изменением № 1)

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями № 1. № 2)

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений» (с изменениями Ne 1, Ne2) СП 26.13330.2012 «СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками» (с изменением № 1)

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменениями № 1, № 2)

СП 51.13330.2011 «СНиП 23-03-2003 Защита от шума» (с изменением № 1)

СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

СП 64 13330.2017 «СНиП 11-25-80 Деревянные конструкции» (с изменениями № 1. № 2)

СП 119.13330.2017 «СНиП 32-01-95 Железные дороги колеи 1520 мм»

СП 120.13330.2012 «СНиП 32-02-2003 Метрополитены» (с изменениями № 1, № 2, № 3)

СП 122.13330.2012 «СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные» (с изменением

№ 1)

СП 297.1325800.2017 Конструкции фибробетонные с неметаллической фиброй. Правила проектирования (с изменением № 1)

СП 323.1325800.2017 Территории селитебные. Правила проектирования наружного освещения СП 413.1325800.2018 Здания и сооружения, подверженные динамическим воздействиям. Правила проектирования

СП 441.1325800.2019 Защита зданий от вибрации, создаваемой железнодорожным транспортом. Правила проектирования

СанПиН 2.2.4.3359-16 Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный документ отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по СП 51.13330, СП 119.13330, СП 122.13330, СП 323.1325800, СП 441.1325800, ГОСТ Р ИСО 2041, ГОСТ 24346, ГОСТ Р ИСО 14837-1, ГОСТ 34056, ГОСТ 32192, ГОСТ Р 52892. ГОСТ Р 55056. (2). а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 зона влияния линии метрополитена: Зона, за пределами которой вибрация от метрополитена не выделяется над уровнем фоновой вибрации.

4 Общие положения

Настоящий свод правил устанавливает требования к прогнозированию, оценке и разработке мероприятий по снижению динамического воздействия, вызванного движением поездов метрополитена, на несущую способность зданий и сооружений, включая тоннельную обделку и элементы конструкций станционных комплексов и транспортно-пересадочных узлов метрополитена, технологическое оборудование. помещения с постоянным пребыванием людей и рабочие места. Положения свода правил используются при выполнении расчетов по оценке степени вибрационного и шумового дискомфорта и при разработке мероприятий для обеспечения допустимых параметров вибрации (6) и уровней структурного шума [7), регламентируемых СанПиН 2.2.4.3359.

Требования к проведению натурных измерений вибрации грунта при прохождении поездов приведены в приложении А; пример ориентировочных значений виброскорости, измеренных на лотке и обделке некоторых конструкций пути. — в приложении Б; конструктивные решения верхнего строения пути — в приложении В; методика подбора параметров грунта — в приложении Г.

Положения настоящего свода правил не учитывают совместного воздействия структурного шума, вызванного движением подвижного состава метрополитена, и воздушного шума, передаваемого через наружные ограждающие конструкции (для наземных линий метро).

Настоящий свод правил основан на приведенных ниже допущениях и предусматривает, что:

-    исходные данные для проектирования должны собираться в необходимом объеме в соответствии с требованиями действующей нормативной документации, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими квалификацией и опытом, достаточными для подобного вида работ;

-    проектирование должно выполняться специалистами, обладающими квалификацией и опытом, достаточными для подобного вида работ;

-    должны быть обеспечены координация и связь между специалистами по инженерным изысканиям, проектированию и строительству;

-    должен быть обеспечен соответствующий контроль качества при устройстве системы виброизоляции, изготовлении виброизоляторов и выполнении работ на строительной площадке;

-    строительные работы, установка и наладка систем виброизоляции должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом, способным обеспечивать требования нормативных документов. а также настоящего свода правил;

-    используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проектной документации и разделов 7 и 8;

-    техническое обслуживание систем виброизоляции должно обеспечивать их безопасность и рабочее состояние на весь заявленный срок эксплуатации;

-    системы виброизоляции должны использоваться по их назначению в соответствии с проектной документацией.

4.1    Нормирование и оценка параметров вибрации и уровней структурного шума в

помещениях жилых и общественных зданий

4.1.1    Выбор нормируемых параметров вибрации [2] и уровней шума [3] в помещениях жилых и общественных зданий и их допустимых значений осуществляют с учетом временного характера нормируемого фактора.

4.1.2    Требования к нормированию параметров вибрации и уровней шума для рабочих мест (для рабочей смены с учетом времени воздействия нормируемого фактора) установлены в СанПиН 2.2.4.3359.

4.1.3    Требования к нормированию параметров вибрации и уровней шума в производственных помещениях с постоянными рабочими местами и с временным пребыванием людей, в бытовых помещениях и в пассажирских помещениях станций (за исключением открытых наземных платформ и переходов) приведены в (4).

4.1.4    Вибрация, создаваемая в помещениях зданий от движения поездов метрополитена, является общей вибрацией (по способу передачи на человека) и действующей вдоль осей ортогональной системы координат X, У, Z, соответствующей базицентрической системе координат для тела человека по ГОСТ 31191.1. Оценку вибрации, воздействующей на человека внутри здания, выполняют по ГОСТ 31191.2 посредством измерения в трех указанных взаимно перпендикулярных направлениях. Систему координат привязывают к конструкции здания так, чтобы оси координат лежали преимущественно в плоскостях, параллельных плоскостям основных несущих элементов, а направления осей

совпадали с направлениями соответствующих осей для стоящего человека по ГОСТ 31191.1, т. е. X (от спины к груди) и У (от правого плеча к левому) — горизонтальные оси. направленные параллельно опорным поверхностям; Z— вертикальная ось. перпендикулярная к полу.

4.1.5    Вибрация, создаваемая в помещениях зданий от движения поездов метрополитена, и порождаемый ею структурный шум имеют непостоянный прерывистый характер с выраженным преобладанием сигнала вибрации в октавной полосе частот 4—63 Гц и повторяются с интервалом, определяемым графиком движения поездов.

Примечание — Согласно ГОСТ Р ИСО 14837-1 вибрация и структурный шум на обьекте воздействия в основном наблюдаются в диапазоне частот от 1 до 250 Гц Однако для некоторых видов грунта (например, скальной породы) и при наличии жесткой связи между зданием и туннелем, особенно в случае, когда здание расположено на небольшом расстоянии от туннеля и фундамент здания и скальную породу разделяет только тонкий слой грунта, вибрация на более высоких частотах может оказаться существенной.

4.1.6    С нормативными значениями следует сравнивать оценочные значения нормируемых параметров вибрации и структурного шума, определенные для жилых помещений и помещений общественных зданий за время оценки, равное 16 ч дневного времени и 8 ч ночного времени, а для рабочих мест — за восьмичасовую смену, с учетом графика движения поездов.

4.1.7    При наличии в проектируемом здании или сооружении собственных источников вибрации требования к параметрам вибрации и уровням структурного шума для них и линий метрополитена следует устанавливать из условия обеспечения нормативных параметров для суммарных значений вибрации и структурного шума.

4.1.8    Нормирование и критерии оценки вибрации в помещениях жилых и общественных зданий производят в соответствии с положениями подраздела 4.2 СП 441.1325800.2019.

4.1.9    Нормирование и критерии оценки структурного шума, создаваемого поездами метрополитена в помещениях жилых и общественных зданий и на рабочих местах, производят в соответствии с положениями подраздела 4.3 СП 441.1325800 2019.

4.2    Нормирование и критерии оценки воздействия вибрации на здания

4.2.1 Вибрация, передаваемая по грунту или непосредственно по несущим конструкциям здания или сооружения (например, при расположении пути или станции метрополитена в составе здания), не должна оказывать негативного влияния на механическую безопасность несущих и ограждающих конструкций здания в течение его жизненного цикла.

4.2    .2 Пешеходные переходы, галереи и мостки в зданиях и сооружениях должны быть спроектированы таким образом, чтобы амплитуды вибрации при движении подвижного состава метрополитена не вызывали чувство тревоги у потенциальных пользователей (пешеходы, посетители магазинов и т. д.).

В качестве критерия оценки допускаемых значений вибрации таких элементов конструкций зданий и сооружений следует использовать предельные значения, указанные в приложении С ГОСТ Р ИСО 10137-2016.

4.2.3    Оценку воздействия вибрации на несущие конструкции здания осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 52892 и ГОСТ Р ИСО 10137.

4.2.4    Оцениваемой величиной, в соответствии с ГОСТ Р 52892. является пиковое значение виброскорости колебаний. В качестве дополнительного показателя оценивают частоту доминирующей составляющей спектра колебаний здания.

4.2.5    Пиковое значение виброскорости колебаний в третьоктавных полосах частот, выделяемых при движении подвижного состава метрополитена, оценивают в направлении трех взаимно перпендикулярных осей X. У и Z — _х. v и v_z соответственно. Направление осей задается в соответствии с ГОСТ Р 52892.

4.2.6    Для оценки вибрации определяют _max — наибольшее из пиковых значений, полученных для каждого направления измерений, по формуле

^vpeak.max ^{= max}(^vpeafc.x- ^vpeaky ^vpeak.z)•    (^4>1)

Оцениваемой величиной, помимо скорости, может быть ускорение с последующим выполнением операции интегрирования.

4.2.7    Вибрацию элементов зданий, таких как стены и междуэтажные перекрытия, оценивают по создаваемым в них механическим напряжениям.

Механические напряжения в балках и пластинах, возникающие при их колебаниях на частоте, близкой к резонансной, оценивают по результатам прогнозирования скорости и частоты при условии, что данные результатов прогноза берутся в точках, где значения скорости максимальные.

Для нагруженных балок и бетонных плит, армированных в одном направлении, прямоугольного сечения равномерной жесткости, максимальное значение изгибающего напряжения о,,^ определяется по формуле

°max ⁼ jEdynk_nv_max,    (4.2)

где v_max — максимальное значение скорости по всей длине балки, м/с;

E_dу„ — приведенный динамический модуль упругости материала балки, МПа, определяется по пункту 4.3 СП 413.1325800.2018; р — приведенная плотность материала балки, кг/м³;

р

^1о<--безразмерный коэффициент, равный отношению суммарного воздействия G_t0( =    +

kbeam

+ G_ovgr1oads внешней нагрузки и собственного веса к собственному весу балки G_bgam; к_п — безразмерный модальный коэффициент, имеющий значение в диапазоне от 1 до 1,33 и зависящий от условий закрепления элемента и номера моды колебаний.

Примечание —Для бетонных плит с перекрестной арматурой полученное значение напряжения можно рассматривать как оценку сверху

4.2.8    Для конструкций, длительное время подвергающихся динамическим воздействиям от метрополитена, а также для зданий повышенного уровня ответственности или представляющих историко-культурную ценность, прочностные характеристики материалов, используемые для оценки уровня воздействия на конструкцию, снижают в соответствии с числом циклов воздействия динамической нагрузки (расчет на выносливость) в соответствии с требованиями СП 35.13330, СП 16.13330.

4.2.9    Полученные максимальные напряжения по формуле (4.2) оценивают в соответствии с типом и материалом конструкции по СП 16.13330. СП 35.13330, СП 63.13330, СП 64.13330 с учетом 4.2.8.

4.2.10    Вибрация, создаваемая при движении поездов метрополитена, характеризуется как широкополосная, длительная по ГОСТ Р 52892.

4.2.11    Для оценки влияния вибрации на здание его относят к одной из трех категорий, представленных в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Категории зданий

Категория сооружения Назначение 1 Здания делового назначения, производственные здания и сооружения аналогичной конструкции 2 Жилые здания и здания аналогичной конструкции или назначения 3 Сооружения, не относящиеся к категории 1 или 2, имеющие высокую социальную важность (например, охраняемые памятники архитектуры) Примечание — К факторам, влияющим на риск повреждения конструкций зданий и сооружений, относят тип фундамента, тип и состояние грунта в основании, особенности несущей схемы конструкции, расстояние до источника вибрации

4.2.12    Предельные значения пиковой виброскорости колебаний Vp^^x- ^м/с- представлены на рисунке 4.1 в третьоктавных полосах частот 1—100 Гц. Цифрами на графике обозначены категории зданий по таблице 4.1.

4.2.13    При проектировании зданий с числом этажей более пяти следует оценивать виброскорость колебаний в горизонтальном направлении (оси X и У) для верхнего эксплуатируемого перекрытия здания fou,, мм/с. Предельные значения этой характеристики приведены в таблице 4.2.

Частота, Гц Рисунок 4 1 — Пиковые значения виброскорости колебаний

Таблица 42 — Предельные значения

Категория сооружения <*w MtA'c 1 10 2 5 3 2.5 Примечание — Приведенные значения могут быть применены как к промежуточным перекрытиям здания, так и к его стенам

4.3 Нормирование и критерии оценки воздействия вибрации на оборудование и технологические

процессы

4.3.1    Уровни вибрации в месте установки оборудования, чувствительного к вибрации, не должны превышать требований 4.3.2 для обеспечения заданных изготовителем оборудования параметров работы чувствительных контрольно-измерительных приборов или высокоточных производственных процессов.

Примечание — Примерами высокоточного оборудования являются микровесы, электронные, туннельные, атомно-силовые, оптические и др микроскопы, фотографические проекционные системы интегральных схем, оборудование для выращивания кристаллов, средства лазерной интерферометрии, приборы и оборудование для записи голографических дифракционных решеток, профилометры, делительные машины, фотоповторители, установки совмещения и экспонирования, установки для прецизионной литографии, компараторы, эталонные установки, нанотехнологическое оборудование и т. д

4.3.2    Оцениваемой величиной является среднеквадратическое значение (СКЗ) виброскорости колебаний основания, м/с. в направлении трех взаимно перпендикулярных осей X. У и 2 — ^vrms,x- ^vrmsy ^и vrms z соответственно, для третьоктавных полос в диапазоне 1—100 Гц. в месте установки оборудования.

Допустимые параметры вибрации устанавливаются изготовителем оборудования. При их отсутствии следует пользоваться VC-кривыми, приведенными в таблице 4.3.