Статья носит дискуссионный характер. Обсуждается получивший широкое распространение в отечественной практике линейно-спектральный расчет с выбором «опасных направлений сейсмического воздействия». Он проанализирован в сравнении с принятым в международной практике проектирования ядерных объектов «многокомпонентным» подходом. Показано, что при расчете на такое многокомпонентное сейсмическое воздействие, у которого разные компоненты имеют одинаковые спектры, оба подхода дают одинаковые результаты, хотя физически модели воздействия в них принципиально различны (статистически независимые компоненты в «многокомпонентном» подходе и полностью коррелированные компоненты в «направленческом» подходе). Причина такого сходства результатов – в математической аналогии между использованием правила ККСК («корень квадратный из суммы квадратов») при суммировании максимумов статистически независимых функций, с одной стороны, и использовании того же правила ККСК при суммировании модулей компонент вектора с целью получения модуля вектора. Допущение о совпадении спектров разных компонент не вызывает возражений применительно к горизонтальным компонентам. Однако при учете вертикальной компоненты сейсмического воздействия, имеющей другой спектр ускорений, «направленческий» подход в своем изначальном виде неприменим. С другой стороны, для схожих по форме коэффициентов динамичности разных компонент (например, для массовых расчетов, в которых спектр вертикальных ускорений принимается по форме аналогичным спектрам горизонтальных ускорений с понижающим коэффициентом 2/3), этот подход может быть легко модифицирован. Для этого надо применить огибание кривых коэффициентов динамичности, а также масштабировать коэффициенты участия всех собственных форм по вертикальному направлению.
This paper opens the discussion on the «dangerous directions of seismic excitation» concept. This concept is popular for linear spectral analysis in our country. The author compares this approach with conventional «multi-component» approach used in the international practice for nuclear structures. It is shown that in case all components of seismic excitation have similar response spectra, both approaches give similar results, in spite of the principal physical difference in excitations (no correlation between components in the «multi-component» approach versus full correlation in the «directional» approach). The reason of this similarity is a math analogy between SRSS (Square Root of Sum of Squares) rule used for (i) the combination of maximums for the statistically independent functions; (ii) combination of vector’s components along orthogonal axes to get absolute value of vector. Similarity of the component response spectra is commonly adopted for two horizontal axes. However, vertical component usually has different spectrum; therefore the «directional» approach in the initial form cannot be applied. On the other hand, if spectral shapes are not very different (e.g. for the widespread case when vertical spectrum is taken as 2/3 of horizontal spectrum), the «directional» approach can be easily modified. One has to envelop normalized spectral shape curves and also scale participation factors
for all natural modes in vertical direction.