Страница 22: РД 31.31.55-93. Д 31.31.55-93. (Только для проектирования на территории России) Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений (44690)

Черт. 14.2. Конструкция связи между секциями причала

1 - стержень; 2 - труба; 3 - бетон омоноличивания; 4 - анкерующая арматура; 5 - сборный ригель

Целесообразность соединения секций эстакад между собой специальными связями, препятствующими относительному сдвигу секций в направлении, перпендикулярном продольной оси сооружения, устанавливается по результатам сопоставления расчетов на основные сочетания нагрузок с учетом сил навала судов и на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических сил. При этом конструкция связей должна исключать возможность их хрупкого разрушения при сейсмических колебаниях.

Рекомендуемая конструкция связей между секциями показана на черт. 14.2.

14.12. В конструкциях свайных набережных и оторочек, эстакада и тыловое сопряжение должны соединяться между собой свободно опертыми и скользящими по одной из опор перекидными плитами, обеспечивающими раздельную работу эстакады и тылового сопряжения.

14.13. В качестве опор сооружений эстакадного типа рекомендуется применять сваи из стальных труб либо предварительно напряженных центрифугированных железобетонных оболочек. При проектировании предварительно напряженных железобетонных свай-оболочек и ригелей необходимо, чтобы предельный изгибающий момент из условия прочности превышал не менее чем на 25% изгибающий момент из условия трещиностойкости.

14.14. Сваи необходимо погружать до глубины залегания грунтов, структура которых не нарушается при сейсмическом воздействии.

14.15. Верхние концы свай должны быть жестко заделаны в ригель при ригельной конструкции верхнего строения и в плиту при плитной конструкции.

Для придания большей жесткости омоноличивания стыкам ригелей со сваями необходимо применять безусадочный цемент, предусматривать мероприятия, препятствующие усадке бетона омоноличивания.

Узлы соединения железобетонных ригелей с железобетонными сваями-оболочками должны быть усилены применением сборных сеток, спиралей или замкнутых хомутов с учетом знакопеременных нагрузок.

14.16. Горизонтальную жесткость сооружений эстакадного типа в поперечном и продольном направлениях при необходимости следует увеличивать применением наклонных свай, либо введением диагональных связей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

14.17. Расчеты причальных сооружений, возводимых в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более, должны включать: оценку сейсмичности площадки строительства, формирование динамической расчетной схемы сооружения (приложение 9 рекомендуемое);

определение сейсмических нагрузок, действующих на сооружение при сейсмическом воздействии;

определение усилий в конструктивных элементах сооружения от сейсмических нагрузок при его колебаниях по главным формам, а для распорного сооружения - и от сейсмического давления грунта;

проверки прочности элементов конструкции и устойчивости сооружения на особое сочетание нагрузок в соответствии с перечнем предельных состояний первой группы (рекомендуемое приложение 10).

14.18. Сейсмичность площадки строительства следует устанавливать в соответствии с районированием по СНиП II-7-81, а также в зависимости от структуры и физико-механических свойств грунтов основания сооружения.

При этом к грунтам основания в расчетной схеме следует относить:

для сооружений распорного типа - грунты, расположенные ниже границы динамической расчетной схемы, для свайных пирсов и набережных грунты, расположенные ниже уровня действия максимальных изгибающих моментов в сваях в грунте.

14.19. Расчеты причальных сооружений следует выполнять на горизонтальное сейсмическое воздействие перпендикулярно продольной оси сооружения, а для эстакад - еще и совпадающее с продольной осью.

14.20. Расчетами определяются сейсмические нагрузки от масс сооружения, обусловленные его инерционностью, при этом необходимо учитывать массы конструктивных элементов сооружения, массы полезных грузов на причале, присоединенные массы воды и приведенные к уровню ростверка массы свай, а также для распорных сооружений массы грунта, окружающего конструкцию, с учетом его водонасыщенности.

14.21. Расчетная сейсмическая нагрузка, действующая на К-ю массу (или к-ю степень свободы) по динамической расчетной схеме, сформированной в соответствии с приложением 9, и соответствующая i-му тону собственных колебаний сооружения, определяется по формуле

Ski=K1K2K??mKgA??i??Ki,(14.1)

где K1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружения, K1=0,25;

K2 - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности сооружения, для морских причальных сооружений K2=1,0;

K?? - коэффициент диссипации для причальных сооружений распорного типа при сейсмичности 7 и 8 баллов равен 0,7; при сейсмичности 9 баллов равен 0,65; для причальных сооружений эстакадного типа равен 1,2 при любой сейсмичности, а для сооружений с энергопоглотителями определяется дополнительными экспериментальными исследованиями;

mK - коэффициент инерции для "к"-й массы (или "к"-й степени свободы) равен: расчетной массе Мк для перемещения VК или моменту инерции масс ??к для углов поворота ??К т и т??м2;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

А - коэффициент сейсмичности, равен 0,1; 0,2; 0,4 при расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов соответственно;

??i - коэффициент динамичности, соответствующий 1-му тону собственных колебаний, принимается согласно СНиП II-7-81;

??Ki. - коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i-му тону.

Примечание.

При определении расчетного веса (или массы Мк и момента инерции масс ??к), сосредоточенного в "к"-й точке расчетной схемы, а также эксплуатационной нагрузки следует принимать коэффициент надежности ??1=1, при этом расчетную эксплуатационную нагрузку следует учитывать с коэффициентом сочетания 0,8.

14.22. Для причальных сооружений коэффициент формы следует определять по формуле

,(14.2)

где ХKi - относительное обобщенное перемещение сооружения в направлении k-й степени свободы (смещение V или угол поворота ??) при его собственных колебаниях по i-му тону;

k - текущий номер степени свободы динамической расчетной схемы (k=1,2,...n);

n3 - число степеней свободы, совпадающих с направлением сейсмического воздействия (число степеней свободы, характеризующих перемещения);

n - общее число степеней свободы динамической расчетной схемы, включая и перемещения, и углы поворота.

14.23. Для сооружений распорного типа следует учитывать не менее пяти форм собственных колебаний, для сооружений эстакадного типа - не менее 2r форм, где r - количество секций в цепочке расчетной схемы причала.

14.24. В динамических задачах при определении периодов и форм собственных колебаний, сейсмических нагрузок и усилий от них в элементах сооружений следует использовать программы автоматизированных расчетов: для сооружений, динамические расчетные схемы которых составлены по МКЭ (см. рекомендуемое приложение 9), предлагается программа ЛИРА (ППП АПЖБК); для сооружений эстакадного типа с динамической расчетной схемой в виде цепочки жестких дисков - программа PIRS.

14.25. Сейсмические боковое давление грунта на стену следует определять в соответствии с теорией предельного равновесия.

При этом интенсивность горизонтальных составляющих активного и пассивного боковых давлений грунта следует определять по формулам

;(14.3)

;(14.4)

где Ран, Ррн - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного давлений несвязного грунта, кН/м2;

Рас, Ррс - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного давлений, обусловленная связностью грунта, кН/м2;

Аэа, Аэр - эффективные коэффициенты сейсмичности соответственно для зон активного и пассивного давлений грунта;

??а, ??р - углы отклонения от вертикали равнодействующей сил веса и сейсмической силы, град;

?? - угол внутреннего трения грунта, град;

, ??a=arctgAэа,(14.5)

, ??р=arctgAэр,(14.6)

где nа, np - количество учитываемых масс, расположенных соответственно в призмах распора и выпора (отпора) грунта;

v - количество учитываемых форм свободных колебаний сооружения;

GK,взв - расчетный вес в "к"-й точке с учётом взвешивающего воздействия воды, кН, ??f=1;

14.26. Расчетные флуктуационные усилия в элементах конструкции либо перемещения узлов, возникающие при землетрясении в результате действия сейсмических нагрузок, следует определять по формуле

,(14.7)

где Nфi - флуктуационное (изменяющееся по направлению при землетрясении) усилие в рассматриваемом сечении конструкции от действия сейсмической нагрузки, определяемой по формуле (14.1), кН и кН??м.

14.27. Для распорных сооружений расчетные усилия в элементах конструкции следует определять от совместного действия на подпорную стенку сейсмического остаточного давления грунта и сейсмических нагрузок по формуле

N=Nост+Nф,(14.8)

где Nост - расчетное усилие (остаточное) в рассматриваемом сечении от действия сейсмического остаточного давления грунта, интенсивность которого определяется по формулам (14.3) и (14.4), кН и кН??м.

14.28. Расчет общей устойчивости причальных сооружений следует производить согласно указаниям раздела 6 настоящей инструкции, причем горизонтальная сейсмическая сила Sj, обусловленная массой тj, сдвигаемого j-го участка сооружения, учитывается как дополнительная статическая сила и определяется по формуле

,(14.9)

где

,(14.10)

nу - количество сосредоточенных масс в динамической расчетной схеме, охватываемых сдвигаемой зоной сооружения, границы которой определяются на основании расчета устойчивости сооружения без учета сейсмического воздействия.

14.29. Слабые по сейсмическим свойствам грунты в основании (в соответствии с указаниями СНиП II-7-81 отнесенные к III категории) следует проверять на способность сопротивления грунта сдвигу при сейсмическом воздействии.

Предельная сила сопротивления грунта должна быть больше сдвигающей сейсмической силы

;(14.11)

где G - расчетный вес сдвигаемого грунта, кН;

?? - расчетный угол внутреннего трения грунта основания, град.

При нарушении условия (14.11) рекомендуется удалять слабый грунт с заменой его на крупнообломочный или песчаный крупнозернистый, либо закреплять его.

Следует также закреплять либо заменять структурно неустойчивые на динамические воздействия водонасыщенные грунты (способные к разжижению рыхлые пески независимо от влажности и крупности и слабые пылевато-глинистые (илистые) грунты).

Возможность нарушения структуры несвязных грунтов проверяется согласно Методическим рекомендациям по определению динамических свойств грунтов, скальных пород и местных строительных материалов.

14.30. При замене слабого грунта в основании лицевой стенки больверка отпор от отсыпанной призмы следует определять как наименьший из расчетов: либо пассивного давления с использованием формулы (14.4), либо сопротивления сдвигу призмы замененного грунта (см. черт. 14.3) по формуле (14.12).

Черт. 14.3. Сопротивление сдвигу призмы замененного грунта при сейсмическом воздействии

,(14.12)

где - сила сопротивления сдвигу прямоугольного элемента, кН;

=G1(tg??-Aэр),(14.13)

- сила сопротивления сдвигу треугольного элемента, кН,

=G2[tg(??+??)-Aэр)],(14.14)

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

?? - угол внутреннего трения грунта основания, град,

С - сцепление грунта основания, кН/м2;

b - ширина прямоугольного элемента;

G2 и G2 - вес соответственно прямоугольного и треугольного элементов призмы замененного грунта, кН;

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Справочное

Перечень основных общесоюзных и ведомственных нормативно-технических документов, использованных в настоящей Инструкции