TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 7921-2-6:2014
IEC 60721-2-6:1990
PHÂN LOẠI ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG PHẦN 2-6: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN – RUNG VÀ XÓC ĐỊA CHẤN
Classification of environmental conditions – Part 2: Environmental conditions appearing in nature – Earthquake vibration and shock
Lời nói đầu
TCVN 7921-2-6:2014 hoàn toàn tương đương với IEC 60721-2-6:1990; TCVN 7921-2-6:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Classification of environmental conditions – Part 2: Environmental conditions appearing in nature – Earthquake vibration and shock
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này đề cập đến các điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên, và cụ thể là rung và xóc địa chấn.
Mục đích của tiêu chuẩn này là xác định một số đặc tính và đại lượng cơ bản đặc trưng cho các cơn địa chấn làm tài liệu cơ sở cho các điều kiện khắc nghiệt mà các sản phẩm có thể phải chịu trong quá trình bảo quản và sử dụng. Các gia tốc đưa ra chỉ dùng cho các điều kiện bề mặt mặt nền đất. Các điều kiện liên quan đến các kết cấu được đề cập nhưng chỉ giới hạn ở các mô tả trường hợp chung.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).
IEC 60721-1:1990, Classification of environmental conditions – Part 1: Environmental parameters and their severities, Amendment 1 (1992) (Phân loại điều kiện môi trường – Phần 1: Tham số môi trường và độ khắc nghiệt, Sửa đổi 1: 1992)1
3 Tổng quan
Địa chấn gây ra rung và có thể tác động tới các sản phẩm và gây ra ứng suất theo nhiều cách. Các rung này có thể được lập mô hình như các quá trình ngẫu nhiên.
Điều này của tiêu chuẩn nhằm cung cấp thông tin về hoạt động địa chấn, và về tính năng động lực học của sản phẩm trong quá trình địa chấn. Các giá trị bằng số được đưa ra là các giá trị điển hình và mang tính minh họa mà không phải là các giá trị chuẩn.
3.1 Nguồn gốc và lan truyền địa chấn
Địa chấn xảy ra khi các ứng suất tích tụ tới mức chúng gây ra phá vỡ lớp vỏ trái đất. Các hiện tượng không ổn định này có trong các khu vực được biết đến như các vùng có hoạt động địa chấn, liên quan tới một chuỗi các biến cố địa chất như các vùng lõm, sống núi dưới đại dương, các dãy núi, núi lửa, các đường hào dưới đại dương, các đứt gãy kiến tạo.
Phá vỡ đột ngột giải phóng thế năng do biến dạng, lan ra từ tâm chấn dưới dạng ba loại sóng cơ bản điển hình với các tốc độ khác nhau:
- sóng khối dọc khiến đất đá bị ép vào và dãn ra theo hướng lan truyền;
- sóng khối ngang khiến đất đá bị tác động cắt do biến dạng theo phương vuông góc với hướng lan truyền;
- sóng bề mặt là sự kết hợp của hai loại sóng trên và chịu ảnh hưởng của các điều kiện giới hạn bề mặt.
3.2 Hoạt động địa chấn
Địa chấn tạo ra các chuyển động ngẫu nhiên của nền đất được đặc trưng bởi các thành phần theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng xảy ra đồng thời nhưng độc lập với nhau về mặt thống kê. Một cơn địa chấn vừa phải có thể kéo dài 15 s đến 30 s; một cơn địa chấn nghiêm trọng kéo dài trong 60 s đến 120 s. Nhìn chung, phần cường độ mạnh với gia tốc mặt đất cao nhất có thể kéo dài tới 10 s. Chuyển động ngẫu nhiên băng rộng điển hình có năng lượng lớn nhất trên dải tần số từ 1 Hz đến 35 Hz, và tạo ra các tác động gây nhiều thiệt hại hơn từ 1 Hz đến 10 Hz. Thông thường thành phần thẳng đứng của chuyển động mặt đất được giả định nằm giữa 67 % và 100 % của thành phần nằm ngang dưới 3,5 Hz và bằng thành phần nằm ngang trên 3,5 Hz.
CHÚ THÍCH: Gia tốc cực đại được sử dụng phổ biến trong thiết kế để phản ánh “cường độ” địa chấn ở một địa điểm cụ thể.
3.3 Sản phẩm trên các vật nền
Phổ băng tần rộng điển hình mô tả chuyển động của đất chỉ ra rằng kích thích đa tần chiếm ưu thế. Bản chất rung của chuyển động nền đất (theo phương nằm ngang cũng như phương thẳng đứng) có thể được khuếch đại trong sản phẩm được lắp trên nền. Đối với bất kỳ chuyển động đã cho của đất, sự khuếch đại này phụ thuộc vào các tần số đặc trưng rung thuộc hệ thống (nền đất, vật nền và sản phẩm) và vào cơ chế tắt dần.
3.4 Sản phẩm trong các toà nhà và công trình xây dựng
Chuyển động của nền đất (chủ yếu theo phương nằm ngang) có thể được lọc và khuếch đại bởi các kết cấu xây dựng đan xen để tạo ra các chuyển động hình sin lúc mạnh lúc yếu của sàn nhà. Phổ băng hẹp điển hình mô tả chuyển động của sàn tòa nhà chỉ ra rằng kích thích đơn tần có thể chiếm ưu thế.
Đáp ứng động của các sản phẩm lắp trên sàn có thể đạt tới gia tốc gấp nhiều lần gia tốc cực đại của nền đất, tùy thuộc vào tính tắt dần của hệ thống và các tần số đặc trưng của rung. Mức khuếch đại và chiều rộng băng tần phụ thuộc vào các đặc tính đáp ứng động của mỗi tòa nhà và kết cấu sản phẩm. Các sản phẩm nhạy với các tần số trong dải từ 5 Hz đến 8 Hz có nhiều khả năng nhất bị ảnh hưởng.
4 Thang địa chấn
Trong địa chấn học, địa chấn được phân loại theo các thang khác nhau tùy thuộc vào cường độ hoặc độ lớn của chúng.
Các thang theo cường độ (ví dụ thang MSK đã sửa đổi hoặc thang MERCALLI – CANCANI – SIEBERG) được xác định bằng thực nghiệm và phân loại các địa chấn theo cấp cường độ tùy theo ảnh hưởng của chúng (xem Bảng 1).
Các thang độ lớn (ví dụ thang RICHTER) dựa trên các giá trị ghi được và đánh giá năng lượng địa chấn được giải phóng tại nguồn địa chấn.
Các thang này có thể tương ứng gần đúng với một số giá trị nhất định của gia tốc nền đất; ứng dụng của chúng cho việc thiết lập các giá trị thử nghiệm là có giới hạn.
Mối liên hệ giữa thang MERCALLI đã sửa đổi và gia tốc nền đất được đưa ra trong Bảng 1 như các phép làm gần đúng. Mức gia tốc đưa ra trong Bảng 1 là cho các điều kiện bề mặt nền đất. Mối liên hệ giữa thang MERCALLI đã sửa đổi và mức gia tốc trên các sản phẩm chỉ có thể lấy xấp xỉ có tính đến các yếu tố dưới đây:
- các điều kiện về đất đá (bao gồm độ bão hòa nước);
- mức độ xa gần với hoạt động địa chấn;
- các điều kiện kết cấu hoặc đế của sản phẩm.
Một chỉ thị gần đúng của mối quan hệ giữa thang cường độ và thang độ lớn được đưa ra trong Bảng 2, ở đó thang độ lớn RICHTER đã được hài hòa với Bảng 1. Cần nhận ra rằng mối liên hệ giữa các thang này chỉ giới hạn ở các tác động dưới đây:
- gốc đất đá tại vị trí;
- độ sâu tâm chấn;
- khoảng thời gian hoạt động địa chấn.
Đăng nhận xét