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.
PHÂN LOẠI ĐIỀU KIỆN
MÔI TRƯỜNG –PHẦN 2: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN – RUNG VÀ XÓC
ĐỊA CHẤN
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
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.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
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
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
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:
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- 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.
Bảng 1 – Các mức
cường độ địa chấn
Thang MERCALLI đã
sửa đổi
Mức gia tốc xấp xỉ
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Vùng địa chấn Xem
chú thích
Bảng 2 - Độ lớn gần
đúng thang RICHTER
1
Không cảm nhận được
2
0
0 - 2
2
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
tầng trên
1 - 2
3
Các vật treo đung đưa
Các rung nhẹ
2 - 3
4
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Cửa sổ, bát đĩa kêu lách cách
Ô tô đang đứng im dập dình
3 - 4
5
Cảm nhận được khi ở ngoài trời Người đang
ngủ bị đánh thức Các vật nhỏ rơi xuống đất
Tranh ảnh bị dịch chuyển
1
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
6
Cảm nhận được bởi mọi người
Bàn ghế xê dịch
Thiệt hại: đồ thủy tinh bị vỡ, hàng hóa rơi
khỏi kệ, vôi vữa nứt
5 - 6
7
Cảm nhận được khi đang đi ô tô Mất thăng
bằng khi đang đứng Chuông nhà thờ kêu
Thiệt hại: Ống khói và đồ trang trí bị vỡ,
vôi vữa rơi, nội thất bị vỡ, vôi vữa và tường gạch nứt khắp nơi, đổ một số
chỗ trong nhà bằng vách đất
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
2
5 - 7
8
Gặp khó khăn khi lái xe ô tô
Các cành cây gãy rời
Vết nứt trong đất bão hòa nước
Phá hủy: bể nước trên cao, tượng đài, nhà
bằng vách đất
Hư hại từ nghiêm trọng đến nhẹ: các kết cấu
gạch, nhà khung (khi không cố định vào móng nhà), công trình thủy lợi, đê
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
6 - 8
9
“Hố cát” trong cát thành phố bão hòa
Sạt lở nền đất. Mặt nền đất nứt nẻ
Hư hỏng: khối xây bằng gạch không có cốt
thép Hư hại từ nghiêm trọng đến nhẹ: kết cấu bê tông không đủ cốt thép, đường
ống ngầm
5
7 - 9
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Sụt lở đất và hư hại đất tràn lan
Phá hủy: cầu, đường hầm, một số kết cấu bê tông
cốt thép
Hư hại từ nghiêm trọng đến nhẹ: hầu hết các
tòa nhà, đập, tuyến đường sắt
8 hoặc cao hơn
11
Biến dạng nền đất vĩnh viễn
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Phá hủy hầu như hoàn toàn
CHÚ THÍCH: Vùng được gán chỉ ra kỳ vọng
xuất hiện của mức cường độ trong khoảng thời gian 50 năm (xem Hình 5).
5 Mô tả môi trường
địa chấn bằng phổ đáp ứng
5.1 Phổ đáp ứng
Mô tả thiết kế được chấp nhận một cách phổ
biến về môi trường địa chấn riêng cho việc thử nghiệm là sử dụng phổ đáp ứng.
Trong một phổ đáp ứng, đáp ứng lớn nhất của một họ các bộ dao động, mỗi bộ có
một bậc tự do duy nhất với tắt dần do nhớt cố định, được biểu diễn như một hàm
của tần số đặc trưng của các bộ dao động này khi chịu tác động gia tốc của
chuyển động đất do địa chấn gây ra. (Cần lưu ý rằng phổ đáp ứng không phải là
một phổ theo đúng nghĩa của nó).
Hình1 nêu ví dụ về bản ghi gia tốc (theo thời
gian thực) của một địa chấn có thực.
Hình 2 biểu diễn một mô hình tạo thành phổ
đáp ứng. Đáp ứng đối với biên độ rung ban đầu của các bộ dao động với một tần
số đặc trưng cố định fri (i= 1 đến n) và hệ số tắt dần không đổi được ghi lại.
Biên độ đáp ứng của bộ dao động sẽ càng lớn khi được kích thích càng lâu hơn và
mạnh hơn ở tần số đặc trưng của nó.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Nếu biểu đồ gia tốc của chuyển động trái đất
được ghi lại tại hiện trường địa chấn, hoặc gần đó, nó được sử dụng để thiết
lập một phổ đáp ứng. Bằng các thay đổi hình dạng được kiểm soát, có thể suy ra
phổ đáp ứng cơ bản phản ánh kích thích địa chấn của cơn địa chấn (Hình 3).
Một số lượng đại diện các phổ đáp ứng cơ bản
xác định từ các cơn địa chấn khác nhau mô tả ứng suất địa chấn được dự kiến đối
với nơi đó hoặc khu vực.
5.3 Phổ đáp ứng yêu cầu
Đường cong bao quanh phổ đáp ứng cơ bản được
gọi là phổ đáp ứng yêu cầu bởi vì nó đánh dấu các giới hạn của các yêu cầu về
rung trên một hạng mục mà hạng mục này có thể phải chịu tại một nơi hoặc một
khu vực đã cho trong thời gian xảy ra địa chấn. Các cách thực hiện khác nhau
của các sản phẩm ở một nơi đã cho có thể dẫn tới việc sử dụng các phổ đáp ứng
yêu cầu được hiệu chỉnh khác nhau tùy theo hành vi của vật đỡ chúng (kết cấu
tòa nhà, sàn nhà, hoặc vỏ thiết bị, v.v...). Phổ này (Hình 4) chỉ ra mối liên
hệ giữa tần số, biên độ (dịch chuyển, vận tốc hoặc gia tốc) và sự tắt dần đối
với các mục đích thử nghiệm.
6 Bản đồ vùng địa
chấn
Các vùng hoạt động địa chấn khác nhau như
được chỉ ra trong Bảng 1 được thể hiện trên bản đồ thế giới ở Hình 5.

Hình 1 – Bản ghi gia
tốc của cơn địa chấn San FernandoValley (1971)

...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
=
biên độ gia tốc ban đầu
f
=
tần số
Aa
=
biên độ của gia tốc đáp ứng
ki
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
độ cứng
Di
=
tắt dần
Mi
=
khối lượng
fri
=
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
t
=
thời gian
Hình 2 – Lập mô hình
phổ đáp ứng cơ bản

Aa = biên độ của gia tốc đáp ứng
AS = biên độ của dịch chuyển đáp
ứng
AV = biên độ của vận tốc đáp ứng
f = tần số
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
CHÚ THÍCH: Quan hệ giữa vận tốc, gia tốc và
sự dịch chuyển trong các Hình 3 và Hình 4 có giá trị đối với các giá trị tắt
dần thấp. Quan hệ này là gần đúng và áp dụng cho việc so sánh đáp ứng vận tốc tương
đối, đáp ứng gia tốc tuyệt đối và đáp ứng dịch chuyển tương đối.
Hình 3 – Phổ đáp ứng
cơ bản của cơn địa chấn ở thung lũng San Fernando Valley (1971)
(Hình 1) với các giá
trị tắt dần 0,2, 5 và 10 % (các đường cong từ trên xuống dưới)

Aa = biên độ của gia tốc đáp ứng
AS = biên độ của dịch chuyển đáp
ứng
AV = biên độ của vận tốc đáp ứng
f = tần số
CHÚ THÍCH: Quan hệ giữa vận tốc, gia tốc và
sự dịch chuyển trong các Hình 3 và Hình 4 có giá trị đối với các giá trị tắt
dần thấp. Quan hệ này là gần đúng và áp dụng cho việc so sánh đáp ứng vận tốc tương
đối, đáp ứng gia tốc tuyệt đối và đáp ứng dịch chuyển tương đối.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

Hình 5 - Các vùng hoạt
động địa chấn
MỤC LỤC
Lời nói đầu
1 Phạm vi áp dụng
2.Tài liệu viện dẫn
3.Tổng quan
4.Thang địa chấn
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
6.Bản đồ vùng địa chấn
1
Hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam đã có TCVN 7921-1:2008 hoàn toàn tương
đương với IEC 60721-1:2002.