Руководства, Инструкции, Бланки

инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки img-1

инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки

Рейтинг: 4.1/5.0 (1900 проголосовавших)

Категория: Инструкции

Описание

Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений

Каталог документов NormaCS Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений

Статус: Не действует
Сканкопия официального издания документа: присутствует в коммерческой версии NormaCS
Страниц в документе: 128
Обозначение:
Наименование: Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений
Область применения: Инструкция составлена как дополнение и разъяснение раздела II главы II-А.12-62 СНиП, в котором изложена методика расчета сооружений на действие сейсмических сил.
Комментарий: Документ не применяется в связи с отменой СНиП II-А.12-62 "Строительство в сейсмических районах"
Дополнительные сведения: доступны через сетевой клиент NormaCS. После установки нажмите на иконку рядом с названием документа для его открытия в NormaCS


Пожалуйста, дождитесь загрузки страницы.
На документ ссылаются:

Загрузить lite-версию

Локальная lite-версия обновляется раз в месяц. Текущая версия содержит данные по состоянию на 1 июля 2015 года. Объем дистрибутива 700 Мб.
Сетевая демо-версия обновляется по мере поступления документов. Объем дистрибутива 26 Мб.

Каталог документов

Другие статьи

Расчетная сейсмическая нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Большая Энциклопедия Нефти Газа

График коэффициента kt для резервуаров. а - цилиндрического ( / и прямоугольного ( 2 ( плоская задача. б - сферического.

Определение расчетной сейсмической нагрузки для упругих Я - ма. Обще исследование колебаний - массовой системы ( см. рис. 4), полости-которой заполнены жидкостью, приведено в гл.

В нормах по определению расчетной сейсмической нагрузки [118] коэффициент 1 4 не фигурирует.

Для зданий и сооружений простой геометрической формы расчетные сейсмические нагрузки надо принимать действующими горизонтально в направлении их продольной и поперечной осей и учитывать раздельно. При расчете же сооружений сложной геометрической формы необходимо учитывать наиболее опасные для данной конструкции или ее элементов направления действия сейсмических нагрузок.

В работе [54] рассмотрен также случаи определения расчетной сейсмической нагрузки для я-массовой упругой системы с жидким наполнением.

Этот метод расчета рекомендован в инструкции по определению расчетной сейсмической нагрузки [32], где приведен пример расчета двухэтажной эстакады. Метод расчета, рекомендованный в этой инструкции, можно назвать приближенным. Посмотрим, каковы упрощения и вносимая ими погрешность в этом методе.

Этот метод расчета рекомендован в инструкции по определению расчетной сейсмической нагрузки [37], где приведен пример расчета двухэтажной эстакады.

Для высоких зданий ( более 16 этажей) расчетную сейсмическую нагрузку следует определять по формуле ( XVII.

При корректировании графика коэффициента динамичности, принятого в нормах, предполагалось, что имеется много неучтенных факторов, которые снижают величину расчетной сейсмической нагрузки. К таким факторам, в частности, можно отнести диссипацию энергии в конструктивных соединениях, появление пластических деформаций в отдельных элементах конструкций и резкое увеличение диссипативных сил при развитии пластических деформаций, волновые процессы и прочее.

При корректировании графика коэффициента динамичности, принятого в нормах, предполагалось, что имеется много неучтенных факторов, которые снижают величину расчетной сейсмической нагрузки .

Расчетная схема одномассовой системы при сейсмическом движении основания.

Перечисленные выше конструкции и объекты в общем случае могут моделироваться динамической га-массовой системой, полости которой частично заполнены жидкостью. Для многих конструкций расчетная схема может быть принята в виде одно-массовой системы. К тому же, исследование одномассовой системы, которая является У простейшей схематизацией упругой системы с жидким наполнением, позволяет четко выявить все особенности процесса колебания конструкции и сформулировать простые практические способы определения расчетной сейсмической нагрузки .

R-МДССОВОЙ си темоД лрлости к ррой частично заподнены жидкостью. Для многлх ковструя-ции расчетная схема может быть принята в виде одномассевой системы. К тому же исследование одномассовой системы, кот ора является простейшей схематизацией, упругой системы с жидким наполнением, позволяет че кЬ, выявить в е особенности процесса колебания конструкции и сформулировать простые практические способы определения расчетной сейсмической нагрузки .

. © Copyright 2008 - 2014 by Знание

Текстовый материал

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЗДAHИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Настоящая инструкция составлена как дополнение и разъяснение раздела 11 главы II-A.12-62 СНиП, в котором изложена методика расчета сооружений на действие сейсмических сил. Эта методика основана на динамической теории сейсмостойкости, поэтому, чтобы определить сейсмическую нагрузку на сооружение, необходимо, как правило, знать его основные динамические характеристики-периоды и формы свободных колебаний, а такжезатухание колебаний в конструкциях. В СНиП же вошлитолько принципиальные положения по определению расчетной сейсмической нагрузки, усилий в конструкциях и их несущей способности в условиях сейсмического воздействия. Оnределение свободных колебаний сооружений часто требует большой вычислительной работы, а результаты расчета вследствие условностей расчетной схемы и значений характеристик упругости конструкций могут получаться недостаточно точными. Как показывает опыт, именно эта часть общего расчета сооружений на действие сейсмических сил вызывает основные затруднения в nрактической работе проекти ровщиков. Поэтому, кроме указаний и разъяснений положений СНиП в части самой методики расчета, выбора расчетных схем сооружений, определения жесткости конструкций, распределения Сейсмических сил, вычисления амплитуд колебанийи др. в инструкцию включены общие сведения по определению периодов и форм свободных колебаний упругих систем, а для .наи·более распространенных типов сооруженийрекомендуются необходимые для этого готовые формулы. Величина и распределение сейсмической нагрузки по высоrе сооружении определяются с учетом ее динамического воздействия.

Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений

Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки
  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Инструкция составлена как дополнение и разъяснение раздела II главы II-А.12-62 СНиП, в котором изложена методика расчета сооружений на действие сейсмических сил.

Документ не применяется в связи с отменой СНиП II-А.12-62 "Строительство в сейсмических районах"

Страница 2

Настоящая инструкция разработана на основе главы П-А.12-62 СНиП «Строительство в сейсмических районах> и выпускается в качестве рекомендаций при расчете сооружений, предназначенных для сейсмических районов.

Инструкция составлена в лаборатории сейсмостойкости ЦНИИ строительных конструкций АСиА СССР (заведующий лабораторией д-р техн. наук В. А. Быховский) инж. В. С. Пав лык под руководством д-ра техн. наук проф. И. Л. Корчин-ского.

В работе над инструкцией приняли участие Институт строительной механики и сейсмостойкости АН Грузинской ССР, Армянский научно-исследовательский институт стройматериалов и сооружений, Институт геофизики и инженерной сейсмологии АН Армянской ССР, проектный институт № 5 Минстроя РСФСР, НИИ бетона и железобетона АСиА СССР, Научно-исследовательский институт по строительству АСиА СССР а Ташкенте и ряд других научно-исследовательских и проектных организаций.

Инструкция рассмотрена и одобрена секцией теории сооружений и методов экспериментальных исследований Ученого Совета ЦНИИСКАа 1 .

1 В дальнейшем предполагается выпустить разделы инструкции по расчету на действие сейсмических сил дорожных искусственных и гидротехнических сооружений, разработанные Институтом строительной механики и сейсмостойкости АН Грузинской ССР и Грузинским политехническим институтом им. Ленина при учаг гии Тбилисского научно-исследовательского института гидроэнергетического строительства, а также разработанные в ЦНИИСКе разделы по расчету трубопроводов и резервуаров, наполненных жидкостью.

Страница 3

Настоящая инструкция составлена как дополнение и разъяснение раздела II главы II-A.12-62 СНиП, в котором изложена методика расчета сооружений на действие сейсмических сил. Эта методика основана на динамической теории сейсмостойкости, поэтому, чтобы определить сейсмическую нагрузку на сооружение, необходимо, как правило, знать его основные динамические характеристики — периоды и формы свободных колебаний, а также затухание колебаний в конструкциях. В СНиП же вошли только принципиальные положения по определению расчетной сейсмической нагрузки, усилий в конструкциях и их несущей способности в условиях сейсмического воздействия.

Определение свободных колебаний сооружений часто требует большой вычислительной работы, а результаты расчета вслёдствие условностей расчетной схемы и значений характеристик упругости конструкций могут получаться недостаточно точными. Как показывает опыт, именно эта часть общего расчета сооружений на действие сейсмических сил вызывает основные затруднения в практической работе проектировщиков. Поэтому, кроме указаний и разъяснений положений СНиП в части самой методики расчета, выбора расчетных схем сооружений, определения жесткости конструкций, распределения сейсмических сил. вычисления амплитуд колебаний и др. в инструкцию включены общие сведения по определению периодов и форм свободных колебаний упругих систем, а для наиболее распространенных типов сооружений рекомендуются необходимые для этого готовые формулы.

Величина и распределение сейсмической нагрузки по высоте сооружения определяются с учетом ее динами-

Страница 4

ческого воздействия. Дальнейший расчет конструкций производится в предположении, что расчетные сейсмические силы действуют статически. В частности, расчет на прочность производится обычным порядком в соответствии с главами СНиП, относящимися к расчету тех или иных типов конструкций. Поэтому в инструкции, как и в примерах расчета, вопросы расчета на прочность подробно не рассматриваются; даются лишь общие указания на их особенность.

Перемещение грунта основания при землетрясении вызывает колебания сооружений, а возникающие при этом инерционные силы являются причиной деформации конструкций. Расчетная сейсмическая нагрузка представляет собой статически действующие силы, вызывающие в конструкциях усилия, близкие к тем, какие возникают а них под действием максимальных инерционных сил во время землетрясения.

Сейсмические силы могут иметь произвольное направление в пространстве. Это необходимо учитывать при выборе конструкций проектируемого сооружения, при решении отдельных узлов и соединений, а также при расчете элементов, не относящихся к основным несущим конструкциям сооружения, и их крепления. Рассчитывая же сооружение в целом, т. е. при определении сейсмической нагрузки, действующей на основные несущие конструкции, как правило, достаточно принимать во внимание только горизонтальное воздействие сейсмических сил. Вертикальное сейсмическое воздействие на сооружение приводит главным образом лишь к изменению величины вертикальной нагрузки на конструкции, но общий характер распределения усилий в них остается в основном таким же, какой имеет место при действии обычных эксплуатационных вертикальных статических сил. Кроме того, наибольшая величина возможного увеличения вертикальной нагрузки при сейсмическом воздействии (в соответствии со СНиП) составляет около 30%, вместе с тем вследствие сравнительно небольшой продолжительности действия сейсмических сил на 20-—40% увеличивается и расчетная несущая способность строительных материалов. Поэтому в большинстве случаев вертикальная составляющая сейсмических сил может быть воспринята конструкциями, рассчитанными на обычную вертикальную статическую нагрузку, без их усиления.

Страница 5

В отдельных случаях, как, например, при расчете вантовых и других большепролетных конструкций, выполняемых из материалов, обладающих хрупким разрушением или малым затуханием колебаний, вертикальное действие сейсмических сил может вызывать усилия, превышающие несущую способность материала, и поэтому его учитывать необходимо. При расчете консолей сейсмические силы также принимаются действующими вертикально.

Сейсмическое воздействие может быть направлено под произвольным углом к сооружению в плане. В этом случае его колебания могут быть разложены по двум взаимно-перпендикулярным направлениям. При расчете целесообразно рассматривать колебания сооружения в направлениях продольной и поперечной осей (в плоскостях его наибольшей и наименьшей жесткости).

Колебания сооружения в каждой вертикальной плоскости могут быть представлены как ряд независимых друг от друга гармонических колебаний — колебаний по главным формам, которым соответствуют свободные колебания сооружения. При таком представлении деформации можно и общую инерционную нагрузку на сооружение выразить как результат действия инерционных сил, соответствующих отдельным формам свободных колебаний. Именно так определяется сейсмическая нагрузка по методике, принятой в СНиП: находятся сейсмические силы, соответствующие отдельным формам свободных колебаний сооружения, и усилия от них, а затем как результат их совместного действия вычисляются расчетные сейсмические усилия в конструкциях.

Для того чтобы найти периоды и формы свободных колебаний сооружения, а также определить действующие на сооружение сейсмические силы, необходимо выяснить его динамическую схему. Динамическая расчетная схема, изображаемая обычно в виде консольной системы, должна представлять распределение массы по высоте сооружения и жесткость основных конструкций, определяющих его деформацию в плоскости колебаний. Обычно в динамических расчетных схемах сооружений массу принимают сосредоточенной в отдельных точках, расположение которых может, в частности, определяться уровнями сосредоточенных нагрузок.

Предполагается, что сооружение (отсек) колеблется

Страница 6

как единая система 1. поэтому масса и горизонтальная жесткость конструкций в динамической расчетной схеме должны учитываться для всего сооружения в целом. Часто, рассчитывая каркасное здание, рассматривают колебания отдельной рамы, не учитывая жесткость стеновых конструкций (заполнения) и, в частности, торцовых стен. Это приводит к заниженной расчетной сейсмической нагрузке на все сооружение и к недооценке сейсмических усилий в отдельных конструкциях. Если сооружение в том или ином направлении представляет собой ряд одинаковых полос (с точки зрения величины и размещения массы и жесткости конструкций), то может производиться расчет одной такой полосы.

Количество сосредоточенных масс, принятое в расчетной схеме, характеризует число степеней свободы динамической системы, подлежащей расчету. В частности, когда рассматриваются только поступательные колебания в одном направлении, а обычно именно такие условия принимают при расчете сооружений на сейсмические воздействия, то число степеней свободы системы равно количеству ее сосредоточенных масс. Большинство зданий и сооружений представляют собой системы более, чем с одной степенью свободы, благодаря чему обладают несколькими частотами и формами свободных колебаний. Каждой форме колебаний соответствует характерная ей деформация сооружения, а следовательно, особая величина и распределение сейсмических сил.

Полная сейсмическая сила, действующая в одной из точек рассчитываемой системы, может быть представлена как сумма сил, соответствующих всем формам ее свободных колебаний. Эти силы, изменяющиеся во времени, имеют различные частоты и случайный (также изменяющийся во времени) сдвиг фаз. Последнее обстоятельство существенно затрудняет учет их одновременного действия. В СНиП расчетное сейсмическое усилие при учете высших форм колебаний принято определять на основе теории вероятностей как среднеквадратичную величину из усилий, вызываемых в конструкции действием сейсмических сил, соответствующих отдельным формам.

1 В значительной степени это обусловливается монолитностью перекрытий. Во всяком случае при проектировании и на строительстве по возможности следует стремиться к созданию в отдельных уровнях сооружений монолитных прочных обвязок или жестких дисков-перекрытий.

Страница 7

При этом усилия, не являющиеся в данном сечении максимальными, принимаются с коэффициентом 0,7.

Таким образом, основной частью расчета сооружения на сейсмостойкость является определение сейсмических сил, соответствующих Отдельным формам его свободных колебаний.

Сейсмическая сила, действующая в какой-либо точке расчетной схемы сооружения k и соответствующая г-му тону свободных колебаний, определяется формулой

Sik — Qk Кс ?i V/Al

где Qk — вес массы, которая принята сосредоточенной в точке k\

К с— коэффициент расчетной сейсмичности сооружения.

Коэффициенты pz и t\ik находятся в зависимости от динамических характеристик конструкций. При расчете сооружения в целом, когда учитывается только горизонтальное действие сейсмических сил, коэффициенты и i\ik определяются свободными горизонтальными колебаниями сооружения.

Коэффициент динамичности зависит от периода г'-го тона свободных колебаний сооружения Г;. а также от затухания колебаний в конструкциях и грунте. Чем более жестко сооружение, чем меньше его период свободных колебаний, тем большее значение коэффициента ft, и тем большими будут расчетные сейсмические силы. Приведенный в СНиП и в инструкции график для (см. рис. 6) относится к расчету сооружений, которые обладают сравнительно большим затуханием колебаний, обусловленным преобладанием в конструкциях деформаций сдвига. Колебания ‘ гибких высоких сооружений (мачт, башен, дымовых труб) определяются прежде всего деформациями изгиба, вследствие чего имеют меньшее затухание. Сейсмическое воздействие, на них будет сказываться в большей степени, чем на сооружения, имеющие такие же периоды колебаний, но конструкции которых при деформации работают главным образом на сдвиг. Поэтому при расчете гибких сооружений определяемый по графику коэффициент рг принято увеличивать в 1,5 раза. Коэффициент формы колебаний т\,к учитывает то обстоятельство, что точки сооружения, расположенные .на разных уровнях, имеют различное ускорение, так как амплитуды их колебаний неодина-

Страница 8

ковы. Это значит, что на одинаковые массы, расположенные в сооружении на .разной высоте, действуют различные сейсмические силы. Коэффициент ^определяется формой свободных колебаний сооружения и в какой-либо точке k для каждой формы i имеет свое особое значение. Форму первого (осно-вного) тона колебаний можно считать подобной форме статической деформации сооружения под действием сил веса, приложенных горизонтально.

Сейсмическим силам, соответствующим второй и более высоким формам колебаний, на отдельных уровнях сооружения характерно взаимно противоположное направление. Вместе с тем сейсмические усилия в нижних уровнях большинства сооружений определяются главным образом силами, соответствующими первой форме колебаний, по всей высоте направленными в одну сторону. Так, например, для работающей на сдвиг системы постоянного по высоте сечения поперечная сила в основании при- учете одной первой формы колебаний составляет более 95% от усилия, полученного с учетом всех форм.

Влияние высших форм колебаний на величину сейсмических усилий возрастает в верхних уровнях сооружений, а для тех из них, у которых период основного тона колебаний больше 0,5 сек. сейсмические усилия, отвечающие высшим формам, на верху конструкции могут быть даже больше усилий, определяемых первой формой. В сооружениях, жесткость которых внизу намного больше жесткости в верхних уровнях, высшие тона колебаний могут иметь значительное влияние также на сейсмические усилия в основании конструкции.

Практически при определении усилий от действия сейсмической нагрузки для большинства сооружений достаточно учитывать две-три низшие формы свободных колебаний.

Расчет сооружений на действие сейсмических сил обьшнс производится после того, как выполнены расчеты на основные вертикальные нагрузки и определены сечения элементов несущих конструкций. Значения расчетных усилий определяются при .условии одновременного действия основных нагрузок и сейсмической с учетом приведенных в СНиП коэффициентов перегрузки. Прочность конструкций вычисляется с учетом дополнительного коэффициента условий работы, который зависит от

Страница 9

способности материала работать на непродолжительную повторную нагрузку.

Проверку прочности конструкций на действие горн зонтальных сейсмических сил следует производить в двух взаимно-перпендикулярных направлениях в соответствии с найденной для сооружения нагрузкой. Учитывая то, что жесткость стен в своей плоскости значительно больше жесткости из плоскости стены, при расчете зданий с каменными несущими стенами можно считать, что сейсмические силы полностью воспринимаются стенами, расположенными в направлении действия сил.

Расчетные схемы сооружения в направлениях продольной и поперечной осей могут отличаться одна от другой. Однако если жесткости сооружения относительно этих осей близки между собой, то расчетную сейсмическую нагрузку в обоих направлениях можно принять одинаковой. В таких случаях сейсмические силы достаточно определить в направлении одной из осей сооружения и принять их такими же в направлении другой.

Проектируя сооружение, следует всегда стремиться создать жесткие монолитные диски-яте,рекрытия, так как подобная.конструкция в значительной мере увеличивает сейсмостойкость сооружения. В этом случае при симметричном решении сооружения в плане и симметричной нагрузке сейсмические силы распределяются между отдельными вертикальными конструкциями пропорционально их жесткости. Если перекрытия почему-либо не являются жесткими дисками, то сейсмическая нагрузка передается на отдельные конструкции по их грузовым площадям. При расчете сооружений, у которых центр жесткости не совпадает в плане с центром масс, необходимо учитывать, что кроме поступательных перемещений сейсмическое воздействие вызывает также и поворот сооружения, благодаря чему распределение сейсмических сил между конструкциями будет иным, чем в случае, если бы вращение не учитывалось.

В каркасных сооружениях сейсмическая нагрузка распределяется между каркасом и заполнением (ограждающими конструкциями) пропорционально их жесткости. Обладая большой жесткостью, заполнение каркаса часто имеет недостаточную прочность для восприятия приходящейся на него сейсмической нагрузки, причем обеспечить необходимую прочность часто бывает трудно. Так как повреждение заполнения или даже частичное

Страница 10

его разрушение при условии сохранности каркаса не является опасным для сооружения, то здания, не связанные с пребыванием в них людей, размещением денного оборудования и т. п. можно проектировать в предположении возможного повреждения (частичного разрушения) заполнения. Заполнение каркаса целесообразно проектировать возможно менее жестким, для чего рекомендуется устройство сплошных лент проемов с гибкими импостами, проектирование навесных стеновых панелей с шарнирным креплением, исключающим влияние жесткости панелей на деформацию каркаса, и других конструкций заполнения, уменьшающих горизонтальную жесткость здания.

Проектируя сооружения для сейсмических районов, целесообразно выбирать такие материалы и конструкции, которые до разрушения допускали бы развитие значительных пластических деформаций. Такие конструкции являются более сейсмостойкими и дополнительный коэффициент условий работы, учитываемый при определении прочности, имеет для них большее значение.

Расчет на действие сейсмических сил целесообразно выполнять в следующей последовательности:

1) устанавливается сейсмичность строительной площадки и расчетная сейсмичность сооружения;

2) принимается динамическая расчетная схема сооружения и определяются периоды и формы его свободных колебаний;

3) вычисляется расчетная сейсмическая нагрузка;

4) производится распределение сейсмической нагрузки между конструкциями, работающими на горизонтальные силы;

5) вычисляются расчетные сейсмические усилия и усилия при расчетном сочетании нагрузок (основной и сейсмической);

6) производится проверка несущей способности элементов конструкций и их соединений.

Страница 11

О —модуль упругости материала при сдвиге в т/м 2 ;

Е —то же, при сжатии в т/м 2 ;

Сг —коэффициент упругого равномерного сжатия грунта в т/м 3 *;

С? — коэффициент упругого неравномерного сжатия грунта в т/м 3 *;

Сх — коэффициент упругого равномерного сдвига грунта в т/м 3 *;

тс — коэффициент условий работы, учитывающий непродолжительное действие сейсмической нагрузки;

—перемещение конструкции (сооружения) в точке к под действием единичной силы, приложенной в точке /, в м/т; ск — общая жесткость сооружения в уровне А: в т/м;

ска — жесткость конструкции а в уровне k в т/м;

—жесткость основания сооружения при повороте в вертикальной п лоск ости в тм;

Кх —жесткость основания при сдвиге в т/м;

Кк. — жесткость сооружения в уровне к при повороте в горизонтальной плоскости в тм;

Н — полная высота сооружения в м; х j—высота от основания сооружения до уровня ] в м;

уы —расстояние в плане от крайней оси до центра массы сооружения в каком-либо уровне в м; Уж

расстояние от крайней оси до центра жесткости сооружения в каком-либо уровне в м; уа —расстояние конструкции а до крайней оси сооружения в м; dkj — расстояние в м между центром жесткости сооружения в уровне k и его центром тяжести в уровне j U>k);

/—расстояние в плане от центра жесткости соору-

* Значения коэффициентов Cz. С9 и СЛ. могут определяться в соответствии с п. 19 «Технических условий проектирования фундаментов под машины с динамическими нагрузками» (СН 18—58).

Страница 13

жения до конструкции а по направлению оси У в м\

J — момент инерции площади сечения элемента конструкции или всего сооружения в м А \ hj — высота /-го этажа (яруса) сооружения в м; суммарная погонная жесткость стоек /-го яруса рамы или каркаса в гм;

/•у—суммарная погонная жесткость ригелей /-го яруса рамы или каркаса в гм;

F —площадь сечения конструкции (сооружения) в плане в м 2 ;

упр — коэффициент, учитывающий повышенную де-формативность стен (панелей) вследствие наличия в них проемов; ki — коэффициент, учитывающий зависимость деформаций конструкции при сдвиге от формы и размеров ее сечения.

Страница 14

А. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Конструкции зданий и сооружений, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должны быть рассчитаны кроме обычных нагрузок на действие сейсмических сил.

2. Расчетная сейсмическая нагрузка представляет собой условные статически приложенные силы S, вызывающие в конструкциях сооружения усилия, близкие к тем, какие возникают в них под действием максимальных инерционных сил во время землетрясения.

Сейсмические силы действуют на каждый элемент конструкции, так как все они обладают весом. Кроме веса конструкций и непосредственно на них расположенной нагрузки величина сейсмических сил зависит от сейсмичности района строительства и динамических характеристик сооружения или конструкции (периодов и форм свободных колебаний и затухания колебаний).

3. Сейсмичность района, для которого проектируется сооружение, характеризует возможную наибольшую силу землетрясения на данной территории и устанавливается по картам сейсмического районирования, учитывающим обычные средние грунтовые условия, встречающиеся в местах застройки (см. главу П-А. 12-62 СНиП).

В одном и том же районе землетрясение проявляется в местностях со слабыми и водонасыщенными грунтами с большей интенсивностью, а в местностях, имеющих плотные и скальные грунты, с меньшей (рис. 1). Плотность грунта основания существенно влияет на величину сейсмической нагрузки на сооружение. Поэтому при наличии материалов по микросейсморайониро-

Страница 15

ванию они должны быть использованы для уточнения сейсмичности строительной площадки.

4. Сейсмические силы могут иметь любое направление в пространстве.

Рис. 1. Примеры влияния плотности грунта на интенсивность сейсмиче. ского воздействия при землетрясении (заштрихованы сооружения, подвергающиеся большему сейсмическому воздействию)

/ — более плотный грунт; ?— менее плотный; 8—скала

При расчете зданий и сооружений в целом (отсеков каменных или каркасных зданий, башен, мачт и др.) и при расчете их основных конструкций (стен, простенков, конструкций каркаса или его заполнения и т. п.) сейсмические силы, как правило, принимаются действующими горизонтально в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Принято считать, что сейсмическая нагрузка в обоих направлениях действует независимо одна от другой.

Вертикальное воздействие сейсмических сил на сооружение обычно является менее опасным, так как в отличие от горизонтального воздействия оно не вызывает существенного изменения того характера распределения усилий в конструкциях, который устанавливается под

Страница 16

действием обычной вертикальной нагрузки. Кроме того, вследствие непродолжительного действия сейсмической нагрузки повышается несущая способность большинства строительных материалов, благодаря чему конструкции, рассчитанные на обычную вертикальную нагрузку, усиливать не требуется.

Б. НАГРУЗКА НА СООРУЖЕНИЯ

5. Расчет зданий и сооружений на действие сейсмических сил должен производиться в направлениях главных осей (в продольном и поперечном) и соответственно в этих направлениях должна быть определена сейсмическая нагрузка.

Если периоды свободных колебаний сооружения И продольном и поперечном направлениях отличаются друг от друга на незначительную величину (примерно 10%), то можно считать, что сейсмическая нагрузка на такое сооружение в обоих направлениях одинакова.

6. Сейсмическая нагрузка является результатом действия инерционных сил, возникающих при колебаниях сооружения, и зависит от периодов и форм его свободных колебаний, которые определяются методами динамики сооружений. Некоторые наиболее распространенные из этих методов, а также готовые формулы для основных типов сооружений приведены в приложении II.

7. Периоды и формы свободных колебаний сооружения в каком-либо направлении так же, как и соответствующая сейсмическая нагрузка, вычисляются на основе динамической расчетной схемы сооружения. Такая расчетная схема представляется в виде консольной упругой системы, на которой выявлены распределение веса (массы) сооружения по высоте и жесткость его основных конструкций в рассматриваемом направлении. Нагрузка и горизонтальная жесткость определяются, как правило, для всего сооружения в целом. Если же здание или сооружение расчленено на отдельные отсеки, то рассчитывается каждый отсек в отдельности (рис. 2).

Обычно в динамической расчетной схеме вес сооружения принимают сосредоточенным в нескольких уровнях, которые определяются характером конструкций и расположением нагрузок. В этом случае рассматриваются горизонтальные поступательные колебания одного направления, поэтому количество сосредоточенных масс

Страница 17

определяет число степеней свободы системы. На рис. 3 изображена расчетная схема одного из отсеков четырехэтажного здания, представляющая собой систему с пятью степенями свободы. Сосредоточенные массы подняты в уровнях этажных перекрытий. Каждая нагрузка Q* включает в себя вес конструкций соответствующего перекрытия, вес временной нагрузки на него, вес стен, перегородок и других конструкций в пределах половины высоты примыкающих этажей (верхнего и нижнего)

Жесткость в горизонтальном направлении вертикальных конструкций, соединяющих массы, соответственно равна на каждом уровне общей горизонтальной жесткости стен, перегородок и колонн отсека.

Рекомендации по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций

Рекомендации по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций

PROEKTIA.ru > Нормативные документы > Нормы и правила > Инструкции, рекомендации > Рекомендации по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций

PROEKTIA.ru - это образовательный ресурс для начинающих и профессиональных проектировщиков специальности ПГС (строительство) и студентов строительных вузов. Материалы нормативных документов, законов, приведенные на сайте, взяты из открытых источников, являются собственностью их авторов, объектами общественного достояния или свободно распространяемыми материалами государственной значимости. Нормативные документы, приведенные на сайте, не имеют статуса официального издания, и представлены для ознакомления и сугубо личного некоммерческого использования. PROEKTIA.ru не претендует на права интеллектуальной и иных видов собственности за исключением материалов, созданных непосредственно авторами ресурса. Отказ от ответственности: PROEKTIA.ru не несет ответственность за материалы, мнения и иную информацию, публикуемую пользователями ресурса в виде отзывов, комментариев и статей, а также информацию, хранящуюся вне серверов ресурса. PROEKTIA.ru не несет ответственность за последствия использованной посетителями информации, размещенной на сайте. Проект не является коммерческим.

Копирование и публикация материалов сайта PROEKTIA.ru без указания ссылки на данный ресурс воспрещены. Если Вы являетесь обладателем прав на материал, размещенный на нашем сайте, и не хотели бы, чтобы данная информация распространялась без Вашего согласия, напишите нам, используя любой способ связи в разделе Контакты. и данный материал — при подтверждении авторства — будет удален.

РД -2000 Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа БОЛЬВЕРК - скачать бесплатно

РД 31.3.06-2000 Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа "БОЛЬВЕРК"

РУКОВОДСТВО
ПО УЧЕТУ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
ТИПА «БОЛЬВЕРК»

Заместитель Генерального директора
ОАО «Дальневосточный научно-
исследовательский, проектно-изыскательский
и конструкторско-технологический институт
морского флота»

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА МОРСКОГО ФЛОТА

Министерства транспорта Российской Федерации

20.04.2001 г.Москва №ВР-40-р

О введении в действие РД 31.3.06-2000 «Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружении типа «Больверк»

В целях обеспечения сейсмостойкости проектируемых и эксплуатируемых причальных сооружений типа «больверк» для сейсмических районов ПРЕДЛАГАЮ:

1. Ввести в действие с 01.04.2001 г. утвержденное «Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа «больверк» РД 31.3 06-2000.

2. Возложить издание, тиражирование и рассылку документа в подведомственные организации на ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт морского флота»

Министра транспорта России,

службы морского флотаВ. В. Рукша

1. РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Дальневосточный научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт морского флота» (ОАО «ДНИИМФ»)

Руководитель темы, ответственный исполнитель, доктор транспорта, кандидат технических наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением Минтранса России от 20.04.2001 №ВР-40-р. Первый заместитель Министра транспорта России, Руководитель государственной службы морского флота

3. ВВОДИТСЯ ВЗАМЕН РД 31.31.26-81

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Определения. 3

4 Общие положения. 4

5 Динамические расчетные схемы. 4

6 Определение сейсмических нагрузок. 7

7 Определение бокового давления грунта на стенку. 8

8 Определение внутренних усилий в элементах конструкций. 11

9 Проверки общей устойчивости. 11

10 Особенности расчета реконструируемых больверков. 14

11 Особенности расчета эксплуатируемых больверков. 15

12 Антисейсмические конструктивные мероприятия и указания по строительству. 17

13 Контрольные испытания. 18

Приложение А Пример расчета больверка на сейсмические воздействия. 18

Приложение Б Пример расчета эксплуатируемого больверка на сейсмические воздействие. 24

Приложение В Пример расчета реконструируемого больверка на сейсмическое воздействие. 25

Приложение Г Пример расчета общей устойчивости больверка по круглоцилиндрическим поверхностям вращения на сейсмическое воздействие. 27

Приложение Д Упрощенный алгоритм предварительного расчета сооружений типа «больверк» с учетом сейсмики. 31

Приложение Е Перечень рекомендуемых вычислительных программ. 32

Приложение Ж Заключение о сейсмостойкости сооружения. 33

РУКОВОДСТВО ПО УЧЕТУ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ТИПА «БОЛЬВЕРК»

Дата введения 01.04.2001г.

1 Область применения

Настоящее Руководство следует соблюдать при проектировании морских причальных сооружений типа больверк, возводимых в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов. Сейсмичность района устанавливается по картам сейсмического районирования территории России согласно СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах».

2 Нормативные ссылки

В настоящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП II-7-81 *. Строительство в сейсмических районах. - М. ГУП ЦПП, 2000, - 44 с. + прил. 2:10 карт.

СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования/ Госстрой СССР. - М. ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 32 с.

СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений/ Госстрой СССР. - М. ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с.

СНиП 2.02.01-83 *. Основания зданий и сооружений/ Минстрой России - М. ГПЦПП, 1995. - 48 с.

РД 31.31.55-93. Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений/ Минморфлот, М. 1993. - 259 с.

РД 31.3.3-97. Руководство по техническому контролю гидротехнических сооружений морского транспорта/ Минтранс, М. 1997. - 185 с.

РД 31.3.4-97. Положение об организации технического контроля гидротехнических сооружений морского транспорта/ Минтранс, М. 1997. - 50 с.

РД 31.35.08-84. Ведомственное положение о проведении планово-предупредительного ремонта производственных зданий и сооружений на морском транспорте/ Минморфлот, М. 1984. - 68 с.

РД 31.35.06-81. Руководство по установлению норм эксплуатационных нагрузок на причальные сооружения распорного типа путем их испытания опытными статическими огрузками/ Ленморниипроект, Л. 1983. - 70 с.

РД 31.31.29-82. Руководство по проектированию илоцементных оснований и фундаментов портовых сооружений/ НИИ оснований им. Н. М. Герсеванова, М. В/О «Мортехинформреклама», 1983. - 16 с.

РД 31.31.34-85. Инструкция по проектированию причальных сооружений распорного типа на слабых грунтах/ Ленморниипроект, М. В/О «Мортехинформреклама», 1986. - 103 с.

Р 31.3.02-98. Рекомендации по проектированию морских портовых гидротехнических сооружений в сейсмических районах при наличии в основании слабых грунтов (Пособие к РД 31.31.55-93)/ ДНИИМФ, Владивосток, 1998.- 50 с.

П 01-72. Методические рекомендации по определению динамических свойств грунтов, скальных пород и местных строительных материалов. Л. «Энергия», 1972. - 35 с.

3 Определения

В настоящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями.

Сейсмическое воздействие - подземные удары и колебания земной поверхности, вызванные внутриземными процессами (главным образом тектоническими).

Сейсмичность - вероятная интенсивность землетрясения в баллах по шкале MSK -64.

Сейсмичность района (исходная сейсмичность) - сейсмичность в баллах сейсмической шкалы MSK-64, установленная согласно картам сейсмического районирования территории России.

Сейсмичность площадки строительства (уточненная сейсмичность) - сейсмичность в баллах сейсмической шкалы MSK-64, установленная по результатам сейсмического микрорайонирования или с учетом расположения в основании сооружения грунтов различной категории по сейсмическим свойствам.

Расчетная сейсмичность - сейсмичность в баллах сейсмической шкалы MSK-64, принятая для расчета проектируемых зданий и сооружений в зависимости от их степени ответственности и сейсмичности площадки строительства.

Сейсмическое районирование - разделение территории, подверженной землетрясениям, на районы с одинаковой сейсмической опасностью.

Сейсмическое микрорайонирование - уточнение сейсмичности на некоторой территории сейсмического района в зависимости от её геологических и гидрологических условий. Интенсивность землетрясений возрастает с уменьшением плотности грунта и увеличением его обводнения.

Сейсмические нагрузки - силы инерции, возбуждаемые массой сооружения вследствие её колебаний. Сейсмические силы при заданном законе движения основания зависят от динамических характеристик сооружения (периодов и форм собственных колебаний сооружения, демпфирования и т.д.).

Спектральный метод расчета - метод, основанный на разложении результирующего колебания сооружения при землетрясении в ряд по формам собственных колебаний.

Динамическая расчетная схема - упрощенная схема сооружения, включающая жесткостные и инерционные элементы, которые позволяют описать условия деформации конструкции и силовых воздействий в виде математических выражений для колебательных процессов.

Сейсмостойкость - способность сооружения противостоять сейсмическим воздействиям при сохранении работоспособности.

Уровень сейсмостойкости сооружение - оценка сейсмостойкости сооружения в баллах сейсмической шкалы.

Требуемый уровень сейсмостойкости сооружения - уровень сейсмостойкости, регламентируемый нормативными документами в зависимости от ответственности сооружения и срока его службы.

Проектный уровень сейсмостойкости сооружения - уровень сейсмостойкости, принятый в проекте.

Аналитический уровень сейсмостойкости сооружения - уровень сейсмостойкости, установленный расчетом при проектных (или фактических с учетом износа) параметрах сооружения.

Фактический (оценочный) уровень сейсмостойкости сооружения - уровень сейсмостойкости, установленный на основании комплексного анализа данных об аналитическом уровне сейсмостойкости, эксплуатационной надежности и техническом состоянии.

Эксплуатационная надежность сооружения - свойство сооружения выполнять заданные функции, характеризуется совокупностью сведений о его техническом состоянии, работоспособности, включая данные об экстремальных воздействиях, и повреждениях, имевших место в период эксплуатации.

Техническое состояние сооружения - совокупность свойств сооружения, характеризующих данные об его исправности и работоспособности.

Дефицит сейсмостойкости сооружения - расхождение между требуемым и фактическим (оценочным) уровнями его сейсмостойкости в баллах сейсмической шкалы.

Коэффициент сейсмичности - расчетное ускорение сейсмических колебаний грунтов основания сооружения, выраженное в долях ускорения свободного падения.

Эффективный коэффициент сейсмичности - расчетное ускорение сейсмических колебаний элемента сооружения, выраженное в долях ускорения свободного падения.

4 Общие положения

4.1 Проектирование больверков для сейсмических районов необходимо производить согласно СНиП 2.06.01-86, СНиП 2.02.02-85, РД 31.31.55-93, РД 31.31.34-85, Р 31.3.02-98 с учетом дополнительных указаний настоящего Руководства.

4.2 Расчеты больверков на сейсмические воздействия должны включать:

- оценку сейсмичности площадки строительства;

- выбор динамической расчетной схемы сооружения ( раздел 5);

- определение сейсмических нагрузок в узлах концентрации масс сооружения ( раздел 6);

- определение бокового давления грунта на стенку ( раздел 7);

- определение внутренних усилий в элементах конструкции и проверки прочности ( раздел 8);

- проверки общей устойчивости сооружения ( раздел 9).

4.3 Сейсмичность площадки строительства в баллах устанавливается по СНиП II-7-81 * (или территориальным строительным нормам) в зависимости от сейсмичности района и уточняется по данным сейсмического микрорайонирования или в зависимости от категории грунтов (по сейсмическим свойствам), залегающих в основании сооружения.

4.4 В проектах сооружений следует предусматривать выполнение контрольно-исследовательских работ согласно Р 31.3.02-89, а также предсдаточных контрольных испытаний, состав которых приведен в разделе 13.

4.5 Примеры расчета на сейсмостойкость больверков приведены в приложениях А, Б, В, Г, а упрощенный алгоритм предварительного расчета - в приложении Д. Перечень рекомендуемых вычислительных программ приведен в приложении Е.

5 Динамические расчетные схемы

5.1 Динамические расчетные схемы больверков, используемые для определения сейсмических нагрузок, формируются по методу конечных элементов (МКЭ). В них должны быть представлены конструктивные основные элементы: лицевая, экранирующая и анкерная стенки; анкерные тяги; грунты основания и засыпки. При расположении на территории причала массивных высотных конструкций (портальные краны, вышки), последние, для оценки их сейсмостойкости, также следует представить в динамической расчетной схеме.

5.2 Рекомендуемое положение границ динамической расчетной схемы сооружения приведено на рис. 5.1.

Рисунок 5.1 - Положение границ и граничные условия в расчетной схеме больверка

Положение нижней границы динамической расчетной схемы рекомендуется принимать совпадающей с кровлей грунтов категорий I и II по сейсмическим свойствам.

Если указанные грунты находятся от поверхности причала на расстоянии, превышающем двойную высоту стенки Н, то положение нижней границы расчетной схемы допускается принимать от поверхности дна у причала на расстоянии, равной двойной глубине забивки стенки Н3= Н2. Слой слабого грунта в основании сооружения следует включать в расчетную схему, увеличивая при необходимости расстояние Н1 до нижней границы.

5.3 Гибкие элементы сооружения: лицевые и анкерные стенки, козловые анкерные опоры, анкера. экранирующие стенки больверков следует представлять стержневыми элементами, а грунты основания и засыпки - континуальными ( рис. 5.2, 5.3, 5.4).

Анкерные тяги в расчетной схеме соединяются в двух точках: в месте крепления с лицевой стенкой и в месте крепления с анкерной стенкой (плитой).

5.4 Массы сооружения в динамической расчетной схеме по МКЭ концентрируются в избранных узлах. Узлы концентрации масс следует размещать чаще в зонах характерных смещений грунта (зоны активного и пассивного давления) и реже у границ расчетной схемы. К узлу следует относить массу с площади, ограниченной: по горизонтали - половинами расстояний между смежными вертикалями сосредоточения масс, по вертикали - половинами расстояний между смежными узлами.

Масса грузов на причале сосредотачивается в верхних узлах расчетной схемы по правилу грузовых площадей.

В расчетных схемах МКЭ массы должны иметь одну степень свободы - перемещение в горизонтальном направлении.

5.5 При определении сейсмических нагрузок от грунтов, расположенных ниже уровня воды в акватории, в расчетах необходимо принимать массу водонасыщенного грунта (массу грунта с учетом массы воды в порах). Массу водонасыщенного грунта (плотность) следует определять по формуле

где rs- плотность минеральных частиц скелета грунта, т/м 3 ;

e- коэффициент пористости;

1, 2, 3, 4 - стержневые элементы;

5, 6 - континуальные элементы

Рисунок 5.2 - Разрез (а) и динамическая расчетная схема (б) больверка

1, 2, 3, 4, 5, 6 - стержневые элементы;

7, 8 - континуальные элементы

Рисунок 5.3 - Разрез (а) и динамическая расчетная схема (б) экранированного больверка

1, 2, 3, 4, 5 - стержневые элементы;

6, 7 - континуальные элементы

Рисунок 5.4 - Разрез (а) и динамическая расчетная схема (б) взаимозаанкеренного больверка

5.6 Инерционное влияние воды, контактирующей с лицевой стенкой со стороны акватории, следует учитывать в виде присоединенной массы воды Величина присоединенной массы воды, приходящаяся на единицу площади поверхности стенки, определяется согласно СНиП II-7-81 * по формуле

где h- глубина воды у сооружения, м;

m - безразмерный коэффициент присоединенной массы воды;

ψ - коэффициент, учитывающий ограниченность длины водоема и принимаемый равным единице.

Примечание. Коэффициент m для заанкеренного больверка рекомендуется принимать, как для сооружения с вертикальной напорной гранью, совершающего горизонтальные сдвиговые колебания при соотношении ускорений в верхней части сооружения к ускорению основания равном двум.

5.7 Динамические модули деформации песчаных и глинистых грунтов в первом приближении допускается определять по Методическим рекомендациям П 01-72 или формуле

где Ест - статический модуль деформации грунта, принимаемый согласно СНиП 2.02.01-83 *. кПа.

После определения периодов собственных колебаний сооружения принятые модули деформаций грунтов подлежат корректировке с целью приближения рассчитанного периода первого тона колебаний с полученным экспериментально (экспериментально полученные периоды основного тона колебаний заанкеренных больверков из стального шпунта с глубинами 9 - 12 м составляют 0,4 - 0,6 с). Корректировка модулей деформаций производится, если соотношение указанных периодов составляет более 1,2. При корректировке следует учитывать, что периоды собственных колебаний больверков обратно пропорциональны .

6 Определение сейсмических нагрузок

6.1 Сейсмические нагрузки для заанкеренных больверков необходимо рассчитывать при горизонтальном сейсмическом воздействии поперечного направления. Необходимо учитывать, что при сейсмическом воздействии происходят деформативные колебания сооружения, вследствие чего на каждый элемент сооружения действуют дополнительные сейсмические силы пропорциональные массе элемента и ускорению его сейсмических колебаний, а в элементах конструкции возникают дополнительные внутренние усилия.

6.2 Сейсмические нагрузки определяются по динамическому спектральному методу в виде разложения результирующего сейсмического колебания в ряд по главным (собственным) формам колебаний.

При определении сейсмических нагрузок необходимо учитывать: массы конструктивных элементов сооружения; массы полезных грузов на причале; массы грунтов основания и засыпки, включенных в динамическую расчетную схему (для водонасыщенных грунтов учитывается масса воды в порах грунта); присоединенную массу воды к лицевой стенке со стороны акватории.

6.3 Расчетная сейсмическая нагрузка Sik (кН), действующая в точке k динамической расчетной схемы и соответствующая i -му тону собственных колебаний сооружения, определяется по формуле

где K1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружений, значение которого принимается согласно СНиП II-7-81 * (для причальных сооружений K1 = 0,25);

K2 - коэффициент, учитывающий конструктивные решения сооружения, значение которого принимается согласно СНиП II-7-81 * (для причальных сооружений K2 = 1);

Мk - масса сооружения, отнесенная к точке k динамической расчетной схемы, определяемая согласно разделу 5, т;

g- ускорение свободного падения, м/с 2 ;

Ar- расчетное ускорение в основании сооружения в долях g (коэффициент сейсмичности), определяемое согласно п. 6.4;

bi - коэффициент динамичности, соответствующий i -му тону собственных колебаний сооружения, принимаемый по СНиП II-7-81 * ;

Kψ- коэффициент диссипации, принимаемый для больверков равным 0,7 при расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов, и 0,65 - при расчетной сейсмичности 9 баллов;

hik- коэффициент распределения сейсмических сил по сооружению, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i -му тону (коэффициент формы колебаний), определяемый по п. 6.5.

6.4 Расчетное ускорение в основании сооружения Аt определяется в зависимости от расчетной сейсмичности и нормативного (остаточного) срока службы сооружения по формуле

где А - коэффициент сейсмичности, значения которого согласно СНиП II-7-81 * принимаются равными 0,1; 0,2 и 0,4 для расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов;

Кt- коэффициент, учитывающий нормативный или остаточный срок службы сооружения t (в годах), принимаемый по табл. 6.1.

1 Расчетная сейсмичность для гидротехнических сооружений принимается равной сейсмичности площадки. При определении сейсмических нагрузок сейсмичность площадки принимается согласно табл. 1 СНиП II-7-81 * в зависимости от категории грунта по сейсмическим свойствам, расположенного в основании расчетной схемы. Для сооружении повышенной ответственности расчетное ускорение А, соответствующее сейсмичности площадки, принимается с коэффициентом 1,2.

2 Для промежуточных значений t величина Кt в таблице 6.1 принимается равной большему значению из интервала.

6.5 Значение коэффициента hik следует определять по формуле

где Cik и Cij- относительные смещения сооружения при собственных колебаниях по i -му тону в рассматриваемой точке k и во всех точках j, где в соответствии с динамической расчетной схемой его масса принята сосредоточенной;

Mj- масса сооружения, сосредоточенная в точке j динамической расчетной схемы, т.

7 Определение бокового давления грунта на стенку

7.1 Интенсивность горизонтальной составляющей активного Psa и пассивного P s P остаточных давлений грунта на стенку при сейсмическом воздействии, кПа, определяются по формулам

где lsаиlsР- коэффициенты горизонтальной составляющей активного и пассивного давления грунта при учете сейсмического воздействия, определяемые по п. 7.2;

q s - интенсивность равномерно распределенной нагрузки на поверхности причала, кПа;

qz - интенсивность вертикального давления грунта, определяемая в соответствии с РД 31.31.55-93, кПа;

т - коэффициент, определяемый согласно РД 3 1.31.55-93;

С - удельное сцепление грунта, кПа;

lacиlpc - коэффициенты горизонтальной составляющей активного и пассивного давлений грунта от сил сцепления, определяемые в соответствии с РД 31.31.55-93.

Примечание - Учет равномерно распределенной нагрузки на поверхности причала допускается производить в двух вариантах:

1 q s = q (q - расчетная нагрузка на поверхности причала), при этом значение коэффициента сочетания нагрузок gic, по РД 31.31.55-93 принимается равным 0,9,

2 q s = 0,5 q. при этом значение коэффициента сочетания нагрузок gic = 1.

7.2 Коэффициенты горизонтальной составляющей активного и пассивного остаточных давлений грунта при сейсмическом воздействии определяются по формулам

где Аэа и Аэр - эффективные коэффициенты сейсмичности соответственно для зон активного и пассивного давлений, определяемые по п. 7.3;

eаиeр - углы отклонения от вертикали равнодействующих сил веса и сейсмических сил для зоны активного и пассивного давлений, определяемые по п. 7.4, град.

7.3 Эффективные коэффициенты сейсмичности для зон активного Аэа и пассивного Аэр давлений, учитывающие динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта, определяются по формулам

где Gk - вес сооружения, сосредоточенный в точке k динамической расчетной схемы (для грунта, расположенного ниже уровня воды в акватории принимается с учетом взвешивающего действия воды), кН;

na иnp - количество сосредоточенных масс динамической расчетной схемы, расположенных соответственно в призме распора (активного давления) и выпора (пассивного давления), границы которых определяются приближенно по расчету без сейсмических воздействий;

v - число учитываемых форм колебаний сооружения (от 5 до 10).

Для предварительных расчетов заанкеренных больверков допускается принимать

где К1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружения, принимаемый согласно п. 6.3;

Аr - коэффициент сейсмичности, значения которого принимаются согласно п. 6.4;

Ка. Кр - коэффициенты увеличения эффективной сейсмичности для массивов сдвигаемого грунта, соответственно в зонах активного и пассивного давлений, учитывающие динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта, принимаемые Ка = 2,7; Кр = 2,2.

7.4 Углы отклонения от вертикали равнодействующих сил веса и сейсмических сил для зон активного и пассивного давлений определяются по формулам

7.5 Интенсивность горизонтальной составляющей силосного давления грунта, расположенного между лицевой и экранирующей стенками экранированного больверка, с учетом сейсмического воздействия определяется по формуле

где qz,сил - интенсивность вертикального давления грунта между стенками, определяемая согласно РД 31.31.55-93, кПа;

lsа - коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта определяемый по формуле (7.3);

mсил - коэффициент, определяемый согласно РД 31.31.55-93.

7.6 При замене слабого грунта в основании перед лицевой стенкой больверка отпор от отсыпанной призмы следует определять как наименьший из расчетов: либо пассивного давления в предположении бесконечной длины отсыпанной призмы (при условии прорезания отсыпанной призмы) с использованием формулы (7.2), либо сопротивления сдвигу отсыпанной призмы по основанию с использованием формулы (7.12)

где Еsp1- сопротивления сдвигу прямоугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;

Еsp2- сила сопротивления сдвигу треугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;

d - угол трения материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой, град;

j0- угол внутреннего трения грунта основания, град;

С0 - сцепление грунта основания, кПа;

b1. b2,h - размеры прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта ( рисунок 7.1,а).

Силы сопротивления сдвигу Esp1 и Esp2 определяются по формулам

где G1 и G2 - веса соответственно прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта с учетом водонасыщенности грунта, кН;

Q - угол наклона откоса котлована, который следует назначать меньшим угла выпора грунта основания при сейсмическом воздействии, град.

Эпюра пассивного давления по высоте призмы принимается треугольной ( рисунок 7.1,б).

Рисунок 7.1 - Схема расчета сопротивления сдвигу элементов отсыпанной призмы грунта (а) и эпюра пассивного давления грунта (б)

8 Определение внутренних усилий в элементах конструкций

8.1 При проверке прочности элементов конструкции больверков необходимо учитывать две составляющие внутренних усилий - остаточную и флуктуационную. Остаточная составляющая обусловлена действием остаточного бокового давления грунта, вызванного необратимыми смещениями и уплотнением грунта. накапливающимися в процессе сейсмических колебаний. Флуктуационная составляющая обусловлена деформативными псевдоупругими колебаниями грунта и конструкции. Результирующие внутренние усилия и перемещения определяются суммированием остаточной и флуктуационной составляющих.

8.2 Расчетные значения внутренних усилий в элементах конструкции с учетом сейсмического воздействия (изгибающие моменты в лицевой, экранирующих и анкерной стенках, растягивающие усилия в анкерных тягах и др.) определяются по формуле

где Nост - остаточные внутренние усилия в элементах конструкции от действия остаточного бокового давления грунта, определяемые по п. 8.3;

Nф - флуктуационные внутренние усилия в элементах конструкции от действия сейсмических сил, определяемые по п. 8.4.

8.3 Остаточные усилия в элементах конструкции, возникающие в результате действия остаточного бокового давления грунта на стенку ( формулы (7.1 ), (7.2 ) и (7.11 )), следует определять согласно РД 31.31.55.93 по программе BOLVERK ( приложение E ).

8.4 Флуктуационные усилия в элементах конструкции, возникающие при землетрясении в результате деформативных сейсмических колебаний сооружения, следует определять по формуле

где Nф,i- флуктуационное (изменяющееся по направлению при землетрясении) усилие в рассматриваемом сечении от действия сейсмических нагрузок, определяемых по формуле (6.1), приложенных в местах концентрации масс динамической расчетной схемы.

Флуктуационные усилия Nф,i определяются в результате динамического расчета при использовании вычислительных программ ЛИРА, МИРАЖ и др. реализующих метод конечных элементов и имеющих блок по определению сейсмических нагрузок ( приложение Е).

Для предварительных расчетов флуктуационные усилия допускается определять по приложению Д.

9 Проверки общей устойчивости

9.1 Для заанкеренных больверков необходимо выполнить следующие виды проверок устойчивости:

- на поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера;

- на анкерующую способность массива грунта перед анкерными плитами или стенками (сдвиг анкерной плиты);

- на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломанным поверхностям скольжения.

При проверке устойчивости на глубинный сдвиг следует рассмотреть и другие возможные формы сдвига грунтовых массивов с учетом реального расположения слоя слабого грунта в основании сооружения, например, сдвиг по смешанным, поверхностям (комбинации прямолинейных и криволинейных участков поверхностей) или комбинированным круговым ( рис. 9.1).

9.2 При проверке устойчивости на поворот лицевой стенки вокруг точки крепления анкера, активное и пассивное давления грунта на лицевую стенку принимаются с учетом действия сейсмических нагрузок по формулам (7.1), (7.2) и (7.12). Согласно РД 31.31.55.93 расчет следует выполнять по программе BOLVERK .

Рисунок 9.1 - Возможная форма сдвига грунтового массива при наличии слоя слабого грунта

9.3 При проверке устойчивости анкерной плиты на сдвиг активное и пассивное давления грунта на плиту принимаются с учетом действия сейсмических нагрузок согласно формулам (7.1) и (7.2). Анкерная реакция принимается по результатам расчета лицевой стенки согласно п. 8.2.

9.4 Горизонтальная сейсмическая сила, действующая на массив сдвигаемого j -го участка грунта при расчетах общей устойчивости по круглоцилиндрическим или ломаным поверхностям скольжения определяются по формуле

где Gj- вес сдвигаемого j -го участка грунта (для грунта, расположенного ниже уровня воды в акватории, принимается с учетом взвешивающего действия воды );

Аэу - эффективный коэффициент сейсмичности, принимается осредненным для сдвигаемого массива и определяется по п. 9.5.

9.5 Эффективный коэффициент сейсмичности для расчета общей устойчивости определяется по формуле

где Gk - вес сооружения, сосредоточенный в точке k динамической расчетной схемы (для грунта, расположенного ниже уровня воды в акватории принимается с учетом взвешивающего действия воды), кН;

nу - количество сосредоточенных масс динамической расчетной схемы, попадающих в сдвигаемую часть грунтового массива.

Для предварительных расчетов устойчивости Аэу допускается определять по формуле

где Ку - коэффициент увеличения эффективной сейсмичности для сдвигаемого массива грунта, учитывающий динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта, принимаемый равным 2,4.

9.6 Момент от сдвигающих сейсмических сил относительно центра вращения, используемый при проверке общей устойчивости по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения, определяется по формуле

где yj - ордината центра масс j -го сдвигаемого участка грунта (j -го вертикального элемента) относительно центра вращения;

п - количество участков грунта (вертикальных столбцов), на которые условно разделен сдвигаемый массив грунта.

9.7 Проверку общей устойчивости сооружения на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломанным поверхностям скольжения рекомендуется выполнять по вычислительным программам, в которых предусмотрен учет сейсмических сил. При использовании вычислительных программ, в которых учет сейсмических сил не предусмотрен, допускается использовать приближенный способ поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол ey . в результате чего становится вертикальной равнодействующая веса и сейсмической силы.

Примечание - Далее в тексте основные положения расчета по указанному приближенному способу изложены применительно к расчету устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. При расчете устойчивости по плоским ломаным поверхностям изложенный прием учета сейсмических сил аналогичен.

9.8 Согласно способу поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол производится переформирование расчетной схемы сооружения и корректировки характеристик грунтов и грузов на причале. Дальнейший расчет производится по вычислительной программе для изменённой расчетной схемы. При использовании для проверки общей устойчивости вычислительной программы KREJ. разработанной Ленморниипроектом, лицевая стенка в переформированной расчетной схеме условно принимается вертикальной.

Поверхности причала и дна, а также слои грунтов получают по сравнению с исходным положением дополнительный наклон на сейсмический угол ey ( рисунок 9.2), определяемый по формуле

где Аэу - осреднённый по массиву сдвигаемой части сооружения эффективный коэффициент сейсмичности, определяемый в соответствии с п. 9.5.

Допускается принимать дополнительный угол наклона для дна и слоев грунта перед стенкой равным eр ( формула (7.10)), а для слоев грунта за стенкой равным eа ( формула (7.9)).

Веса грунтов и грузов на причале корректируются по формуле

Рисунок 9.2 - Схема к расчету общей устойчивости при повороте расчетной схемы на сейсмический угол eу ; а) исходный разрез; б) переформированный (повернутый на угол eу ) разрез (лицевая стенка условно принята вертикальной)

Дополнительно производится уменьшение углов внутреннего трения грунтов, обусловленное снижением сопротивления сдвигу при динамических воздействиях: для расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов - на 1°; для расчетной сейсмичности 9 баллов - на 2°.

Длина участка аq (см. рис. 9.2), на котором при оценке устойчивости нагрузка на причале не учитывается, принимается согласно РД 31.31.55-93 по формуле

где r - радиус поверхности скольжения, м;

j- угол внутреннего трения грунта по поверхности скольжения под прикордонным участком, град;

а - расстояние от вертикали, проведенной от центра поверхности скольжения, до лицевой стенки причала, м.

10 Особенности расчета реконструируемых больверков

10.1 Положения настоящего раздела распространяются на расчет причальных сооружений, реконструкция которых осуществляется путем забивки шпунтовой оторочки перед существующей стенкой с последующим заполнением пространства между стенками грунтом. Особенность изложенного метода расчета на сейсмические воздействия в учете истории загружения сооружения в течение его предыдущей эксплуатации и в учете последовательности строительства реконструированного сооружения.

10.2 Перед разработкой проекта реконструкции необходимо произвести подводное обследование существующего больверка. Состав и объем обследований принимаются по РД 31.3.3-97 и должны включать:

- визуальный контроль всей поверхности стенки;

- инструментальные измерения толщины металла (по лобовой и боковой поверхностям) с шагом измерений по длине стенки не более 20 м и по высоте стенки в трех уровнях (в зоне переменного уровня воды, посередине высоты и у дна);

- освидетельствование и инструментальные измерения степени коррозии анкерных тяг;

- уточнение физико-механических характеристик грунтов в теле сооружения и перед сооружением (при необходимости).

Массив данных результатов измерений должен быть подвергнут статистическому анализу, в результате чего должны быть определены с обеспеченностью 0,9 фактические изгибающие моменты в стенке, остаточная толщина шпунта и анкерных тяг, а также скорости коррозии шпунта и анкерных тяг.

При расчетах момент сопротивления старой шпунтовой стенки и площадь сечения анкерных тяг принимаются с учетом коррозионного износа с обеспеченностью 0,9.

10.3 Последовательность расчета на сейсмостойкость реконструируемого причального сооружения соответствует последовательности расчета экранированного больверка, т.е. вначале формируется динамическая расчетная схема как для экранированного больверка. Затем определяются сейсмические силы в местах концентрации масс, флуктуационные изгибающие моменты в лицевой Мф,л и экранирующей Мф,э стенках, флуктуационные усилия в анкерных тягах Rф,л и Rф,э . Определяются эффективные коэффициенты сейсмичности и коэффициенты остаточного бокового давления грунта на стенки с учетом сейсмического воздействия.

Рекомендуемая последовательность дальнейших расчетов с использованием программы BOLVERK. согласованная с этапами возведения (состояния) сооружения, следующая.

ЭтапI- Определение внутренних усилий в «обычном» больверке в эксплуатационном режиме до реконструкции.

Лицевая стенка существующего больверка после реконструкции будет экранирующей. Определяются остаточное боковое давление грунта на стенку, изгибающие моменты в стенке МэI и усилия в анкерных тягах RэI . которые сформировались в течение срока эксплуатации сооружения до реконструкции. Учитываются расчетные эксплуатационные нагрузки на поверхности причала и сейсмические воздействия, имевшие место при эксплуатации. Изгибная жесткость стенки EI определяется с учетом коррозионного износа. Вычисленные значения изгибающих моментов в стенке сопоставляются с изгибающими моментами, полученными после обработки материалов обследований и инструментальных измерений. Эффективные коэффициенты сейсмичности на этом этапе расчета допускается принимать по приближенным формулам, приведенным в разделе 6 настоящего РД.

Этап II - Определение внутренних усилий в «обычном» больверке перед реконструкцией.

Отсутствует эксплуатационная нагрузка на причале и сейсмическое воздействие. Определяются остаточное боковое давление, изгибающие моменты в стенке МэII и усилия в анкерах RэII. Разность результатов расчета I и II этапов дает степень преднапряжения лицевой стенки и тяг перед реконструкцией.

ЭтапIII- Определение внутренних усилий в экранированном больверке в строительный период.

Забита шпунтовая оторочка, пространство между стенками заполнено грунтом. Определяется силосное давление грунта без учета сейсмического воздействия, и вызванные его действием:

- изгибающие моменты в оторочке (новой лицевой стенке) МлIII и усилия в анкерных тягах RлIII, соединяющих оторочку со старой стенкой;

- изгибающие моменты преднапряжения в экранирующей стенке (старой лицевой стенке) МэIII и усилия преднапряжения в тягах RэIII .

Этап IV - Определение внутренних усилий в экранированном больверке без учета сейсмического воздействия и эксплуатационной нагрузки.

Этап V - Определение внутренних усилий в экранированном больверке с учетом сейсмического воздействия и расчетной эксплуатационной нагрузки.

Стандартный расчет экранированного больверка согласно программе BOLVERK. Сейсмическое воздействие учитывается изменением бокового давления грунта. Определяются остаточные изгибающие моменты в стенках MлV , МэV и усилия в анкерных тягах RлV . RэV.

Разность усилий на этапах V и IV дает приращение внутренних усилий от эксплуатационной нагрузки и сейсмического воздействия.

Этап VI - Определение результирующих значений остаточных внутренних усилий.

Полученные значения остаточных изгибающего момента Мэ в экранирующей стенке и усилий в основных анкерных тягах RэS сопоставляются с соответствующими усилиями этапа I расчета. Для дальнейших расчетов принимаются большие значения.

Этап VII - Определение расчетных значений внутренних усилий в элементах конструкций.

Расчеты выполняются согласно формуле (8.1).

11 Особенности расчета эксплуатируемых больверков

11.1 Оценку сейсмостойкости эксплуатируемых причальных сооружений необходимо производить при их паспортизации на основании поверочных расчетов (аналитический и фактический (оценочный) уровень сейсмостойкости) в соответствии с настоящим Руководством с учетом данных об эксплуатационной надежности и техническом состоянии сооружений. Оценка сейсмостойкости сооружения оформляется в виде «Заключения о сейсмостойкости» по форме, приведенной в приложении Ж, и включается в пополняемую часть паспорта причала составляемого согласно РД 31.3.4-97.

11.2 Данные об эксплуатационной надежности причала должны включать следующие сведения за время его строительства и эксплуатации:

- об аварийных ситуациях, связанных с повреждениями несущих элементов конструкции, с указанием даты, характера и причин повреждений, а также реализованных мероприятий по восстановлению работоспособности поврежденных элементов и сооружения в целом;

- о происшедших землетрясениях с указанием даты и интенсивности землетрясений, характера имевших место повреждений, а также реализованных мероприятий по восстановлению работоспособности поврежденных элементов и сооружения в целом.

11.3 Данные о техническом состоянии причала должны устанавливаться на основании его комплексного обследования в соответствии с РД 31.3.3-97. Для заанкеренных больверков из стального шпунта в обязательном порядке должны быть измерены:

- фактические глубины перед стенкой в пределах 20-метровой полосы ;

- деформации (прогибы и наклоны) лицевой стенки по высоте;

- остаточные толщины шпунта лицевой стенки, а, при возможности, и анкерных тяг;

- деформации в плане железобетонного оголовка причала.

Отмеченные измерения должны быть выполнены в объеме, указанном в РД 31.3.3-97.

При анализе результатов измерения глубин необходимо указывать о наличии или отсутствии признаков дефектов, обусловленных нарушением общей устойчивости сооружения (выпучины грунта перед стенкой), увязывая их с наличием наклонов стенки.

При обследовании шпунтовой стенки необходимо отражать наличие или отсутствие поперечных трещин.

При невозможности обследования анкерных тяг необходимо указывать сведения о наличии или отсутствии косвенных признаков их обрыва или ослабления натяжения согласно РД 31.3.3-97 с учетом результатов измерений деформаций оголовка в плане.

11.4 Аналитический уровень сейсмостойкости причального сооружения устанавливается на основании расчетов, выполненных в соответствии с настоящим Руководством. При расчетах необходимо учитывать степень коррозионного износа несущих элементов конструкции.

11.5 Расчетную сейсмичность (расчетные сейсмические ускорения основания сооружения), используемые в расчетах сейсмостойкости, для эксплуатируемых причальных сооружений допускается уточнять по формуле (6.2) в зависимости от остаточного срока службы сооружения t .

11.6 Остаточный срок службы сооружения т в первом приближении допускается определять по формуле

где Tn - срок службы сооружения в годах по нормам амортизационных отчислений, определяемый согласно РД 31.35.08-84 (допускается принимать равным 50 годам);

Tф - фактический срок эксплуатации сооружения в годах, исчисляемый с года ввода сооружения в эксплуатацию до года составления «Заключения о сейсмостойкости» ( приложение Ж).

Допускается изменять (увеличивать или уменьшать) остаточный срок службы сооружения, вычисленный по формуле (11.1), в зависимости от физического состояния сооружения на дату обследования, а также результатов расчета его на сейсмостойкость с учетом средней скорости коррозии основных несущих элементов конструкции.

11.7 При расчетах прочности конструктивных элементов эксплуатируемого заанкеренного больверка в обоснованных случаях (безаварийная эксплуатация сооружения, отсутствие горизонтальных деформаций оголовка, незначительные прогибы стенки и др.) допускается учитывать явления, связанные с выравниванием усилий в анкерных тягах и уплотнением грунтов засыпки, и вносить коррективы в соответствующие коэффициенты, предусмотренные в РД 31.31.55-93:

- при расчете анкерных тяг коэффициент Ка . учитывающий неравномерность натяжения анкерных тяг и перераспределение давления грунта по высоте стенки, допускается принимать равным 1,3 (вместо 1,5 предусмотренного в РД 31.31.55-93);

- при расчете лицевой стенки к коэффициенту снижения изгибающих моментов, учитывающему перераспределение давления грунта на стенку за счет ее деформации и перемещения, допускается применять дополнительный понижающий коэффициент, равный 0,85.

12 Антисейсмические конструктивные мероприятия и указания по строительству.

12.1 Конструкции причальных сооружений типа «больверк» в сейсмических районах следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-7-81 *. СНиП 2.06.01-86, РД 31.31.55-93 и указаний настоящего раздела.

12.2 При наличии в основании заанкеренного больверка слабых грунтов необходимо предусматривать мероприятия по уменьшению деформаций основания как при обычных условиях эксплуатации, так и при землетрясении. Указанные мероприятия следует принимать по СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.02 -85, СНиП II-7-81 *. а также Р 31.3.02-98.

Слабые грунты должны быть полностью или частично заменены на более качественные крупнообломочные грунты. либо закреплены. Необходимость замены или закрепления грунтов устанавливается на основании расчетов прочности и устойчивости с учётом сейсмических воздействий. Грунт замены либо закрепленный грунт рекомендуется располагать на плотных подстилающих грунтах за лицевой стенкой и перед ней. Ширина участка замены или закрепления грунта устанавливается расчетами устойчивости сооружения с учетом сейсмических воздействий. За лицевой стенкой рекомендуется слабый грунт заменять или закреплять до анкерной стенки.

Закрепление слабых грунтов буросмесительным или вибрационным способом с введением в толщу грунта отвердителя и перемешиванием его с грунтом следует выполнять согласно РД 31.31.29-82.

12.3 Способ строительства заанкеренного больверка (последовательность отсыпки грунта) должен исключать смещение оставляемых слабых грунтов при работах по засыпке пазухи причала и скопление их у лицевой стенки. Для этого необходимо отсыпку грунта производить со стороны стенки вглубь территории. Целесообразно также предусматривать уплотнение отсыпаемых грунтов перед лицевой стенкой.

12.4 Для засыпки за стенку рекомендуется применять малосжимаемые грунты (разработанный скальный грунт, щебень. гравийно-галечниковый и песчано-гравийный грунт, пески крупные и средней крупности). Не рекомендуется устройство засыпок из мелкозернистых несвязных грунтов, вследствие опасности их разжижения при землетрясении. Рекомендуется предусматривать послойную засыпку грунта за стенку с уплотнением.

12.5 В качестве элементов лицевых стенок больверков рекомендуется использовать стальные профили с замковым соединением их между собой, обеспечивающим грунтонепроницаемость стенки при землетрясении.

12.6 Анкеровку обычных и экранированных больверков следует выполнять согласно РД 31.31.55-93. В конструкциях сопряжения анкерных тяг с лицевой и анкерной стенками рекомендуется предусматривать мероприятия, обеспечивающие уменьшение изгибающих моментов в анкерах, а также выравнивание в них растягивающих усилий. В пределах секции сооружения длина тяг и марка стали должны быть идентичны.

12.7 В заанкеренных подпорных стенках с целью повышения сейсмостойкости анкерной плиты (анкерной стенки) перед её лицевой гранью рекомендуется устраивать плотное грунтовое ядро из камня или крупно-обломочных грунтов.

12.8 Во избежание увеличения сейсмических нагрузок на сооружение рекомендуется располагать площадки для складирования грузов, производственные корпуса и другие объекты порта в тыловой части причала за пределами призмы активного давления грунта на анкерную стенку.

12.9 Крановые пути за стенками рекомендуется устраивать на свайных фундаментах с передачей нагрузок на глубинные слои основания. При этом следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие либо неизменность колеи кранового пути, либо возможность его рихтовки. Для сейсмических районов рекомендуется конструкция кранового пути, в котором рельс с закрепленными шпалами устанавливается в железобетонное корыто на слой щебня мелких фракций, что позволяет производить рихтовку пути при возникновении остаточных деформаций.

12.10 Антисейсмические швы в железобетонной надстройке сооружения целесообразно совмещать с температурно-осадочными швами.

12.11 Капитальное покрытие территории причала рекомендуется выполнять после стабилизации осадок территории, устанавливаемой по результатам инструментальных наблюдений.

12.12 При выполнении работ авторского надзора за строительством заанкеренных больверков необходимо обращать внимание на следующее:

- элементы лицевой стенки в месте крепления анкерных тяг, а также стяжных болтов должны иметь плотное прилегание к распределительному поясу. Наличие зазоров не допускается;

- концевые гайки анкерных тяг должны иметь плотное прилегание к подкладкам, а подкладки к элементам лицевой стенки. Наличие перекосов (клиновидных щелей) не допускается. При их обнаружении они должны быть выбраны путем забивки клиновидных пластин с последующей приваркой;

- при использовании в качестве распределительного пояса шпунта корытного профиля следует его полку располагать в сторону лицевой стенки, обеспечивая плотный контакт сопрягаемых поверхностей.

13 Контрольные испытания

13.1 Контрольные испытания сооружения должны включать:

- испытания анкерных тяг при строительстве на совместное действие осевых растягивающих и поперечных нагрузок;

- экспериментальные определения динамических характеристик сооружения (периодов, декрементов и форм горизонтальных колебаний);

- предсдаточную огрузку сооружений распорного типа временной нагрузкой.

Примечание - Перечисленные испытания производятся по специальным программам и иод контролем проектной организации. разработавшей проект сооружения.

13.2 Контрольные испытания анкерных тяг при строительстве следует выполнять с целью проверки несущей способности тяг расчетным нагрузкам, установленным в проекте причала. Испытаниям должны быть подвергнуты полностью собранные тяги. Количество тяг, подлежащих контрольным испытаниям при строительстве, устанавливается техническим заданием в размере 5% от общего количества тяг на данном причале, но не менее 3-х штук.

13.3 Динамические характеристики сооружения следует определять возбуждением свободных колебаний: путем навала судна на причал (ударная нагрузка); путем разрыва калиброванной на расчетное усилие вставки, соединяющей причал с отходящим от него судном; и т.д. Регистрирующими приборами являются сейсмоприемники, расставленные в различных точках по длине и ширине сооружения, и шлейфовые осциллографы.

Установленные экспериментально динамические характеристики сооружения заносятся в паспорт сооружения, а также сопоставляются с принятыми в расчете. Если расхождение теоретических и экспериментальных значений периодов и декрементов колебаний превышает 20%, и это расхождение может привести к увеличению сейсмических нагрузок, делается поверочный расчет сейсмостойкости при использовании экспериментальных значений периодов и декрементов.

13.4 Предсдаточной контрольной огрузке следует подвергать сооружения, опираемые на сжимаемые грунты. Цели предсдаточной огрузки - уплотнить сжимаемые грунты на стадии строительства с тем, чтобы уменьшить осадки территории в процессе эксплуатации и при землетрясении, а также, чтобы проверить эксплуатационную надежность построенного сооружения. Испытания больверков огрузкой следует выполнять согласно РД 31.35.06-81.

13.5 Величина контрольной нагрузки при предсдаточной огрузке для заанкеренных больверков принимается в зависимости от расчетной сейсмичности по таблице 13.1

Приложение А Пример расчета больверка на сейсмические воздействия

A.1 Исходные данные

A .1.1 Сооружение выполнено в виде заанкеренного больверка из стального шпунта. Исходные геометрические параметры сооружения, эксплуатационные нагрузки и геологический разрез. необходимые для расчета, приведены на рисунке А.1. Класс сооружения - III. Сейсмичность района строительства - 9 баллов.

А.1.2 Наименование грунтов и их расчетные характеристики приведены в таблице A.1.

Таблица А. 1 - Расчетные характеристики грунтов

А.1.3 Определение сейсмических нагрузок и эффективных коэффициентов сейсмичности выполнено по спектральному методу с использованием вычислительной программы ЛИРА, реализующей метод конечных элементов.

Динамическая расчетная схема причала по МКЭ включает элементы конструкции (лицевую стенку, анкерные тяги, анкерные плиты), массивы грунтов основания и засыпки ( рисунок А.2).

Рисунок A .1 - Поперечный разрез больверка

Рисунок А.2 - Динамическая расчетная схема больверка по МКЭ

Поскольку в основании динамической расчетной схемы расположены грунты II категории по сейсмическим свойствам, сейсмичность площадки строительства принимается равной сейсмичности района, т.е. 9 баллам. Исходные данные для динамической расчетной схемы приведены ниже.

Таблица А.2 - Характеристики грунтов

В результате расчета получено: период основного тона колебаний T = 0,516 сек; Флуктуационные составляющие изгибающего момента в лицевой стенке Мф = 21 кН × м, растягивающего усилия в анкерной тяге Rф = 72 кН (результаты даны на один метр длины причала).

А.1.5 Эффективные коэффициенты сейсмичности определялись по формулам (7.5), (7.6), (9.2) настоящего документа. При этом учитывалось изменение графиков коэффициентов динамичности b новой редакции СНиП II-7-81 * (издание 1995 г.) по сравнению с графиками прежней редакции (заложенных в программе ЛИРА). Коэффициент перехода, вычисленный при Т = 0,52 сек. равен 0,91. Получены следующие значения эффективных коэффициентов сейсмичности: Аэа = 0,27; Аэр = 0,23; Аэпл = 0,23; Аэу = 0,25.

А.1.6 Определение остаточных внутренних усилий выполнялось по вычислительной программе BOLVERK. разработанной в Ленморниипроекте. Сейсмическое воздействие учитывалось корректировкой коэффициентов бокового давления грунта в зависимости от значений эффективных коэффициентов сейсмичности. Ниже, в таблице А.4, приведены результаты расчета причала по программе BOLVERK. где обозначено:

Мпов и Муд - соответственно поворачивающий и удерживающий моменты для проверки устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера;

Мост - максимальный расчетный изгибающий момент в лицевой стенке;

Rоcm- расчетная анкерная реакция (определена на один метр длины).

Таблица А.4 - Результаты расчета причала

Сейсмика 9 баллов

А.2 Результаты расчетов прочности и устойчивости

А.2.1 Состав расчетов регламентирован РД 31.31.55-93 и включает проверки:

- устойчивости шпунтовой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера;

- прочности шпунта лицевой стенки;

- прочности анкерных тяг;

- устойчивость анкерной плиты на сдвиг;

- общей устойчивости причала по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.

А.2.2 Условие устойчивости лицевой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера:

где glc- коэффициент сочетаний нагрузок, принимаемый равным 1,0 для основного сочетания нагрузок и 0,9 для особого сочетания;

gc- коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,15 для причальных и берегоукрепительных сооружений;

gn- коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным 1,15 для III класса сооружений;

Mпов. Муд - соответственно поворачивающий и удерживающий моменты;

А.2.3 Условие прочности шпунта лицевой стенки

Мост. Мф - соответственно остаточная и флуктуационная составляющие изгибающего момента;

W - момент сопротивления шпунта;

Ry- расчетное сопротивление стали шпунта.

А.2.4 Условие прочности анкерной тяги

у - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0 для анкерных тяг;

Ram- растягивающее усилие в анкере, определяется по формуле (А.4);

Ап - площадь сечения тяги;

Ry- расчетное сопротивление стали тяги.

Растягивающее усилие в анкере

где Ка - коэффициент, учитывающий перераспределение эпюры активного давления грунта, неравномерность натяжения анкеров, зависание грунта на анкере и принимаемый равным 1,5;

Rocm,Rф - соответственно остаточная и флуктуационная составляющие анкерных усилий;

А.2.5 Условие устойчивости анкерной плиты на сдвиг

Еп - равнодействующая пассивного давления в пределах отметки территории и подошвы анкерной плиты от веса грунта;

Еa - равнодействующая активного давления в пределах отметки территории и подошвы анкерной плиты от веса грунта и эксплуатационной нагрузки.

А.2.6 Проверка устойчивости лицевой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера выполнялась в соответствии с формулой (A.1). Значения поворачивающего и удерживающего моментов для проверки устойчивости лицевой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера приняты по таблице А.4. Результаты расчетов представлены в таблице А.5

Таблица А.5 - Результаты проверки устойчивости лицевой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера

А.2.7 Проверка прочности шпунта лицевой стенки выполнена в соответствии с формулой (А.2).

Проектный разрез причала представлен на рисунке A.1. Лицевая стенка выполнена из шпунта Ларсен V стали Бст3кп. Момент сопротивления W сечения одного метра длины шпунтовой стенки W= 3,0 × 10 -3 м 3. Расчетное сопротивление стали шпунта Ry= 22,5 × 10 4 кПа. Результаты расчетов даны в таблице А.6.

Таблица А.6 - Результаты проверки прочности шпунта лицевой стенки

Результат расчета, кПа

12,1 × 10 4 < 22,5 × 10 4

Сейсмика 9 баллов

22,7 × 10 4 » 22,5 × 10 4

А.2.8 Проверка прочности анкерных тяг выполнена в соответствии с формулой (А.3). Анкерные тяги выполнены из стального круглого проката диаметром 85 мм и установлены с шагом 2,52 м. Площадь сечения тяги An = 5,674 × 10 -3 м 2. Сталь Ст3сп5, расчетное сопротивление стали Ry = 21,5 × 10 4 кПа. Результаты расчетов даны в таблице А.7.

Таблица А.7 - Результаты проверки прочности анкерных тяг

Прочность не обеспечивается

Диаметр анкерных тяг по результатам расчета необходимо увеличить до 95 мм.

А.2.9 Проверка устойчивости анкерной плиты на сдвиг выполнена в соответствии с формулой (А.5). Анкерные плиты выполнены из пакетов стального шпунта Ларсен V. Данные о высоте плиты и её заглублении приведены на рис A.1. Равнодействующая активного Еа и пассивного Ep давлений грунта на плиту равны: при расчете на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмики) Еа = 77 кН, Ep = 1047 кН; при расчете на особое сочетание нагрузок (сейсмика 9 баллов) Еа = 124 кН, Ep = 884 кН.

Таблица А.8 - Результаты проверки устойчивости анкерных плит на сдвиг

Приложение Б Пример расчета эксплуатируемого больверка на сейсмические воздействие

Б.2 Результаты расчетов прочности и устойчивости

Б.2.1 Проверка устойчивости лицевой стенки на поворот вокруг точки крепления анкера выполнена в приложении А. Устойчивость обеспечивается.

Б.2.2 Проверка прочности шпунта лицевой стенки выполнена в соответствии с формулой (А.2).

При учете коррозионного износа шпунта в размере 30% момент сопротивления стенки уменьшен на 30% и составил W = 2,1 × 10 -3 м 3. Результаты расчетов даны в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Результаты проверки прочности шпунта лицевой стенки

Результат расчета, кПа

Статика с учетом износа 30%

17,3 × 10 4 < 22,5 × 10 4

Сейсмика 9 баллов с учетом износа 30 %

32,4 × 10 4 > 22,5 × 10 4

Прочность не обеспечивается

Сейсмика 8 баллов с учетом износа 30 %

22,20 × 10 4 < 22,5 × 10 4

Б.2.3 Проверка прочности анкерных тяг выполнена в соответствии с формулой (А.3). Диаметр анкерных тяг принят равным 85 мм. Данные по материалу анкерных тяг приведены в приложении А. Результаты расчетов даны в таблице Б.3.

Таблица Б.3 - Результаты проверки прочности анкерных тяг

Прочность не обеспечивается

Б.2.4 Проверка устойчивости анкерной плиты на сдвиг выполнена в приложении А. Устойчивость обеспечивается.

Б.3 Уточнение сейсмостойкости эксплуатируемого причала

Б.3.1 Нормативный срок службы металлических причалов по нормам амортизационных отчислений согласно РД 31.35.08-84 равен 43 годам. Учитывается, что причал эксплуатировался 35 лет, следовательно, остаточный срок службы его составляет 8 лет.

Б.3.2 В соответствии с разделами 11 и 6 при остаточном сроке службы менее 10 лет расчетное сейсмическое ускорение в основании сооружения может быть принято уменьшенным в два раза по сравнению с исходным расчетным сейсмическим ускорением, принимаемым для вновь строящегося сооружения. Это равносильно снижению расчетной сейсмичности на один балл. Согласно выполненным расчетам при расчетной сейсмичности 8 баллов сейсмостойкость причала обеспечивается.

Приложение В Пример расчета реконструируемого больверка на сейсмическое воздействие

B.1 Исходные данные

B .1.1 Исходные геометрические параметры эксплуатируемого сооружения, характеристики грунтов приведены на рисунке B.1 (а). Причал построен в 1956 г. Конструктивно причал выполнен в виде заанкеренного больверка из стального шпунта Ларсен V. Анкерные тяги длиной 19,5 м, диаметром 85 мм установлены с шагом 2,52 м. Анкерные плиты собраны из шпунта Ларсен V размером 3,78 ´ 3,50 м. Сейсмичность района - 9 баллов.

В.1.2 В результате комплексных обследований больверка установлено следующее:

- степень коррозионного износа лицевой стенки с обеспеченностью 0,5 составляет 13% (средняя величина), а с обеспеченностью 0,9 - 25%. Степень коррозии по высоте стенки примерно одинакова;

- крены и деформации стенки по высоте стенки в пределах допустимого;

- коррозия анкерных тяг несущественна.

В.1.3 Выполненные поверочные расчеты больверка на сейсмические воздействия показали, что прочность лицевой стенки при расчетной сейсмичности 9 баллов и при учете износа не обеспечивается.

Из изложенного следует необходимость реконструкции причала. Рекомендуемый вариант реконструкции - устройство шпунтовой оторочки перед существующей стенкой с заполнением пространства между стенками грунтом, разрез приведен на рисунке B.1 (б).

В.1.4 В результате динамического расчета экранированного больверка, выполненного по программе ЛИРА, получены следующие значения флуктуационных внутренних усилий на один метр длины сооружения:

- изгибающих моментов для обеих стенок Мф = 21,0 кН × м;

- усилия в основном (длинном) анкере Rф = 72,0 кН и в коротком анкере Rф =43,0 кН.

Рисунок В.1 - Поперечный разрез больверка до реконструкции (а), после реконструкции (б)

Получены следующие значения эффективных коэффициентов сейсмичности: Аэа = 0,27; Аэр = 0,23; Аэпл = 0,23; Аэу = 0,25.

В.1.5 Остаточные внутренние усилия в элементах конструкции определены по программе BOLVERK. разработанной в Ленморниипроекте. Учет сейсмических воздействий произведен в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 6 настоящего документа с помощью корректировки коэффициентов бокового давления грунта .

В.1.6 Для учета последовательности возведения экранированного больверка расчеты выполнялись в соответствии со схемой, рекомендованной в подразделе 10.3 настоящего документа. В таблице B.1 приведена сводка основных результатов расчета.

Таблица B .1 - Результаты расчета обычного и экранированного больверков

B .1.7 В расчете по этапу III изгибная жесткость экранирующей стенки принята в тысячу раз большей, чем у лицевой. Это позволяет определить изгибающий момент в лицевой стенке только от силосного давления грунта. Изгибающий момент в экранирующей стенке Мэ = -123 кН × м и анкерная реакция Rэ = -44 кН от силосного давления грунта приняты равными значениям момента и анкерной реакции в лицевой стенке. Это изгибающий момент «преднапряжения» экранирующей стенки и анкерная реакция «преднапряжения» длинной (основной) тяги. Проявляется только при определении результирующего момента в экранирующей стенке и результирующего усилия в длинной анкерной тяге.

В таблице B.1 обозначено:

- этапы расчета I - VI - в соответствии с подразделом 10.3;

- Мл и Rл - соответственно изгибающий момент в лицевой стенке экранированного больверка (оторочке) и растягивающее усилие в короткой анкерной тяге;

- Мэ и Rэ - соответственно изгибающий момент в экранирующей стенке (старой) и растягивающее усилие в длинной анкерной тяге ( Rэ - неполное усилие по результатам распечатки программы BOLVERK ;

- RэS- полное (результирующее) усилие в длинной анкерной тяге.

Результирующие внутренние усилия в стенках и тягах, вычисленные в соответствии с рекомендациями подраздела 10.3, равны:

Мл = 123 + (551 - 230) = 444 кН × м;

Мэ = 347 -123 + (276 - 71) = 429 кН × м;

R э = 126 - 44 + (98 - 30) = 150 кН.

Сопоставление полученных результатов с результатами расчета по V этапу (расчет экранированного больверка по традиционной схеме, соответствующей одновременной засыпке грунта за лицевую и экранирующую стенки) показывает, что учет последовательности возведения сооружения при реконструкции приводит:

- к уменьшению изгибающих моментов в лицевой стенке (444 < 551) и к уменьшению усилий в коротких тягах (151 < 180);

- к увеличению изгибающих моментов в экранирующей стенке (429 > 276) и к увеличению результирующих усилий в длинных тягах (301 > 278).

Дальнейший расчет осуществляется по рекомендациям настоящего документа. Необходимые проверки прочности и устойчивости выполняются аналогично примеру расчета простого больверка, изложенному в приложении А.

Приложение Г Пример расчета общей устойчивости больверка по круглоцилиндрическим поверхностям вращения на сейсмическое воздействие

Г.1 Исходные данные

Г. 1.1 Сооружение выполнено в виде заанкеренного больверка из стального шпунта. Исходные геометрические параметры сооружения, эксплуатационные нагрузки и геологический разрез, необходимые для расчета общей устойчивости, приведены на рисунке Г.1. Класс сооружения - III.

1 - 4 - шифр слоя грунта по таблице Г.1;

Q 1. Q 2 - центры круглоцилиндрических поверхностей соответственно для статического и сейсмического расчетов;

- - - - положение переформированной схемы и круглоцилиндрическая поверхность вращения для расчета на сейсмическое воздействие.

Рисунок Г.1 - Расчетная схема сооружения к программе KREJ (эксплуатационные нагрузки условно не показаны)

Г.1.2 Наименование грунтов и их расчетные характеристики приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Расчетные характеристики грунтов

Как следует из рисунка Г.1 и таблицы Г.1, в основании сооружения расположен слой слабых грунтов - илов.

Необходимо отметить, что согласно СНиП 2.02.02-85 «Основания гидротехнических сооружений» и РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений» при расчете общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения коэффициенты надежности по нагрузке, грунту и материалу принимаются равными единице. т.е. расчет производится при нормативных значениях нагрузок и характеристик грунтов.

Г.2 Расчет общей устойчивости сооружения при основном сочетании нагрузок

Г.2.1 Расчет выполняется по вычислительной программе KREJ, разработанной Ленморниипроектом. Были выполнены расчеты по режимам KREJ - L. KREJ - AK и при совместном использовании указанных режимов. Наименьшие коэффициенты устойчивости были получены при расчете по режиму KREJ-L, что согласуется с рекомендациями об использовании режима KREJ-L при наличии в основании сооружения слоя слабого грунта, изложенными в инструкции по использованию программы KLREJ. Расчеты выполнялись при различных координатах начального центра вращения и координатах точки, через которую должны проходить все кривые скольжения. Ниже приведены распечатки исходных данных ( таблицы Г.2 - Г.7) и результатов расчета по режиму KREJ - L ( таблицы Г.8 - Г.9) для наиболее невыгодного случая.

Таблица Г.2 - Комментарии

Шаг изменения положения центра вращения

Минимально требуемый коэффициент устойчивости

Срок службы сооружения

Абцисса начального центра вращения

Отметка начального центра вращения

Координаты точки, выше которой кривые скольжения проходить не могут:

Координаты точки, через которую должны проходить все кривые скольжения:

Таблица Г.4 - Координаты скважин

Абцисса 1-й скважины со стороны территории

Абцисса 2-й скважины со стороны территории

Абцисса 1-й скважины со стороны акватории

Абцисса 2-й скважины со стороны акватории

Таблица Г.5 - Описание геологического разреза на территории

Отметка слоя грунта (м)

по линии кордона

Угол внутреннего трения (град.)

объемный вес (кН/м 3 )

Таблица Г.6 - Описание геологического разреза на акватории

Отметка слоя грунта (м)

по линии кордона

Угол внутреннего трения (град.)

объемный вес (кН/м 3 )

Таблица Г.7 - Равномерно-распределенные нагрузки

Интенсивность нагрузки (кН/м 3 )

Полоса нагрузки (м)

Расстояние от кордона (м)

Таблица Г.8 - Результаты расчета

Момент удерживающий (кН × м)

Момент поворачивающий (кН × м)

Координаты центра вращения

Таблица Г.9 - Координаты точки, через которую проходят все кривые скольжения

Координаты точки, через которую проходят все кривые скольжения

Г.2.2. Проверка общей устойчивости сооружения выполняется по формуле

где Mt и Mr- соответственно моменты сдвигающих и удерживающих сил относительно центра круглоцилиндрической поверхности;

glc- коэффициент сочетаний нагрузок;

gn- коэффициент надежности по ответственности сооружения;

gdc- дополнительный коэффициент условий работ.

Из формулы (Г.1) следует, что общая устойчивость сооружения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения при основном сочетании нагрузок обеспечивается, если выполняется условие К³ 0,95, где К = Mr/Mt коэффициент устойчивости.

Как следует из результатов расчета ( таблица Г.8), полученный наименьший коэффициент устойчивости К = 1,087 превышает минимально требуемый К = 0,950. Общая устойчивость причала обеспечивается.

Г.3 Расчет общей устойчивости сооружения при особом сочетании нагрузок

Г.3.1 Расчетная сейсмичность для сооружения - 9 баллов. Сейсмические воздействие принято горизонтальным и направленным в сторону акватории.

Г.3.2 Расчет общей устойчивости с учетом сейсмических нагрузок выполняется по способу поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол eу в соответствии с п. 9.7 настоящих Рекомендаций.

Эффективный коэффициент сейсмичности определяется по формуле (9.2)

Сейсмический угол eу определяется по формуле (9.5)

Производится наклон поверхности причала и дна у причала на сейсмический угол eу ( п. 9.8), а также корректировка веса грунта, веса грузов на причале ( п.9.8) и углов внутреннего трения грунтов ( п. 9.8).

Переформированная расчетная схема сооружения представлена пунктиром на рисунке Г.1. По сравнению с расчетом на основное сочетание изменены таблицы Г.5 (Г.13), таблицы Г.6 (Г.14) и таблицы Г.7 (Г.15). Ниже приведены распечатки исходных данных ( таблицы Г.10-Г.15) и результатов расчета по режиму KREJ - L ( таблицы Г.16-Г.17).

Таблица Г. 10 - Комментарии

СЕЙСМИКА 9 БАЛЛОВ

Г.3.3 При расчете на особое сочетание нагрузок glc = 0,90; gc = 1,15; gn = 1,15; gdc= 1,05. Из формулы (Г.1) следует, что общая устойчивость сооружения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения при особом сочетании нагрузок обеспечивается, если выполняется условие К³ 0,857.

Как следует из результатов расчета ( таблица Г.16), полученный наименьший коэффициент устойчивости К = 0,831 меньше минимально требуемого К = 0,857 примерно на 3%, что находится в пределах точности использованных способов расчета. Допустимо считать, что общая устойчивость причала обеспечивается.

Приложение Д Упрощенный алгоритм предварительного расчета сооружений типа «больверк» с учетом сейсмики

1. В настоящем приложении приведены рекомендации по выполнению упрощенного предварительного расчета больверков с учетом сейсмики, согласованные с последовательностью, указанной в пункте 4.2 основной части РД.

2. Эффективные коэффициенты сейсмичности для бокового активного Аэа и пассивного Аэр давлений определяются по формулам (7.7) и (7.8), а для расчета общей устойчивости Аэу - по формуле (9.3).

3. Остаточные составляющие внутренних усилий в несущих элементах заанкеренного больверка (изгибающих моментов в лицевой и экранирующих стенках Мост . растягивающих усилий в анкерных тягах Rocm ) определяются по программе BOLVERK при использовании коэффициентов бокового давления грунта gsа и gsp . вычисленных с учетом сейсмики по формулам (7.3) и (7.4) или принятых по графикам на рис. Д.1, Д.2.

Рис. Д.1 - График зависимости коэффициента горизонтальной составляющей активного остаточного давления gsа от эффективного коэффициента сейсмичности Аэа

Рис. Д.2 - График зависимости коэффициента горизонтальной составляющей пассивного остаточного давления gsр от эффективного коэффициента сейсмичности Аэр

Для предварительных оценок остаточные составляющие внутренних усилий допускается определять по формулам

где Кт. КR- коэффициенты, учитывающие влияние сейсмики, определяемые по графикам на рис. Д.3;

Mo,Rо- изгибающий момент и усилие в анкерной тяге при статическом расчете (без учета сейсмики).

4. Флуктуационные составляющие внутренних усилий в несущих элементах заанкеренного больверка допускается принимать в долях от приращения остаточных составляющих по формулам

Рис. Д.3 - Графики зависимости коэффициентов Км и Кr от эффективного коэффициента сейсмичности Аэа .

Приложение Е Перечень рекомендуемых вычислительных программ Приложение Ж ЗАКЛЮЧЕНИЕ О СЕЙСМОСТОЙКОСТИ СООРУЖЕНИЯ * )

1. Морской торговый порт Петропавловск-Камчатский

2. Наименование сооружения Причал № 3

3. Год строительства (реконструкция) 1955-1956 (1957,1980)

4. Конструкция Заанкеренный больверк из стального шпунта

5. Требуемый уровень сейсмостойкости сооружения 9 баллов

6. Проектный уровень сейсмостойкости сооружения 8 баллов

7. Данные об эксплуатационной надежности сооружения

Сооружение перенесло два сильных землетрясения: в 1959г. интенсивностью 7 - 8 баллов; в 1971г. интенсивностью 7 баллов - без повреждений. За время эксплуатации не наблюдалось аварийных ситуаций, связанных с повреждениями несущих элементов конструкции.

8. Техническое состояние сооружения в целом, установленное по результатам обследований, оценивается как работоспособное при ограничениях согласно извещению №1 от 30.10.97г. коррозионный износ лицевой стенки составляет 25%, повреждений несущих конструктивных элементов сооружения не выявлено.

9. Аналитический уровень сейсмостойкости сооружения установлен на основании расчетов, выполненных в соответствии с действующими нормативными документами: СНиП II-7-81 * «Строительство в сейсмических районах», Минстрой России, М. 1995г.; РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений», Союзморниипроект, М. 1993 г.; «Временные рекомендации по расчету на сейсмостойкость эксплуатируемых причальных сооружений», Владивосток, ДНИИМФ, 1998г.

Расчеты выполнялись по вычислительным программам Ленморниипроекта BOLVERK и KREJ.

При расчетах принято: глубина у причала - проектная; коррозионный износ лицевой стенки - 25%; остаточный срок службы сооружения - до 10 лет.

В результате расчетов установлено:

- при основном сочетании нагрузок (без учета сейсмики) выполняются все условия прочности и устойчивости;

- при особом сочетании нагрузок с учетом расчетного сейсмического воздействия и остаточного срока службы сооружения менее 10 лет выполняются все условия прочности и устойчивости. При этом, в случае землетрясения интенсивностью 9 баллов (вероятность которого, в течение остаточного срока службы менее 10 лет, ниже расчетной) в сооружении возможно возникновение деформаций, трещин и повреждений отдельных элементов, затрудняющих или временно приостанавливающих нормальную эксплуатацию, что допускается СНиП II-7-81 * для сооружений, эксплуатируемых в сейсмических районах, и согласовано с органом госнадзора - МАП Петропавловск-Камчатский.

10. Заключение о сейсмостойкости сооружения

Фактический уровень сейсмостойкости сооружения, установленный на основании данных пп. 7, 8 и 9, оценивается как достаточный для эксплуатации в сейсмических условиях Петропавловск-Камчатского до даты последующего освидетельствования, указанного в Свидетельстве о годности.

Инспектор (эксперт по сейсмическим вопросам)

Еще документы скачать бесплатно Интересное