РД 31.3.06-2000. (Только для проектирования на территории России) Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа "Больверк"

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

Вариант расчета

Результат расчета, кН×м

Вывод

Статика

7890<38770

Устойчивость обеспечивается

Сейсмика 9 баллов

12280<33020

Устойчивость обеспечивается

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 м³. Расчетное сопротивление стали шпунта R_y=22,5×10⁴ кПа. Результаты расчетов даны в таблице А.6.

Таблица А.6 - Результаты проверки прочности шпунта лицевой стенки

Вариант расчета

Результат расчета, кПа

Вывод

Статика

12,1×10⁴ < 22,5×10⁴

Прочность обеспечивается

Сейсмика 9 баллов

22,7×10⁴ » 22,5×10⁴

Прочность обеспечивается

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 A_n = 5,674×10^-3 м². Сталь Ст3сп5, расчетное сопротивление стали R_y = 21,5×10⁴ кПа. Результаты расчетов даны в таблице А.7.

Таблица А.7 - Результаты проверки прочности анкерных тяг

Вариант расчета

Результат расчета, кПа

Вывод

Статика

10,9×10⁴ < 18,7×10⁴

Прочность обеспечивается

Сейсмика 9 баллов

22,6×l0⁴ > 18,7×10⁴

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 Е_а и пассивного E_p давлений грунта на плиту равны: при расчете на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмики) Е_а = 77 кН, E_p = 1047 кН; при расчете на особое сочетание нагрузок (сейсмика 9 баллов) Е_а = 124 кН, E_p = 884 кН.

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

Вариант расчета

Результат расчета, кН

Вывод

Статика

245 < 842

Устойчивость обеспечивается

Сейсмика 9 баллов

509 < 661

Устойчивость обеспечивается

Приложение Б (справочное)

Пример расчета эксплуатируемого больверка на сейсмические воздействие Б.1 Исходные данные

Б.1.1 Сооружение эксплуатируется в районе с сейсмичностью 9 баллов в течение 35 лет. Параметры сооружения и грунты соответствуют приложению А. По данным подводных обследований, коррозионный износ шпунта составляет 30%. Коррозионный износ анкерных тяг в расчетах не учитывался.

Б.1.2 Сейсмические нагрузки и эффективные коэффициенты сейсмичности приняты по расчету, приведенному в приложении А.

Б.1.3 Остаточные внутренние усилия в элементах конструкции для статического расчета и сейсмичности 9 баллов приняты согласно приложению А. Дополнительно, выполнен расчет для сейсмического воздействия 8 баллов. В таблице Б.1, приведен результат расчета по программе BOLVERK, где R_ост принято с учетом К_а = 1,5.

Таблица Б.1 - Результат расчета причала

Вариант расчета

М_пов

М_уд

М_ост

R_оcm

кН×м

кН×м

кН×м

кН

Статика

7890

38770

364

245

Сейсмика 8 баллов

10270

36240

507

330

Сейсмика 9 баллов

13650

33020

735

458

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 м³. Результаты расчетов даны в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Результаты проверки прочности шпунта лицевой стенки

Вариант расчета

Результат расчета, кПа

Вывод

Статика с учетом износа 30%

17,3×10⁴ < 22,5×10⁴

Прочность обеспечивается

Сейсмика 9 баллов с учетом износа 30 %

32,4×10⁴ > 22,5×10⁴

Прочность не обеспечивается

Сейсмика 8 баллов с учетом износа 30 %

22,20×10⁴ < 22,5×10⁴

Прочность обеспечивается

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

Вариант расчета

Результат расчета, кПа

Вывод

Статика

10,9×10⁴ < 18,7×10⁴

Прочность обеспечивается

Сейсмика 8 баллов

15,4×10⁴ < 18,7×10⁴

Прочность обеспечивается

Сейсмика 9 баллов

22,6×10⁴ > 18,7×10⁴

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 (справочное)

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 М_ф = 21,0 кН×м;

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

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

Получены следующие значения эффективных коэффициентов сейсмичности: А_эа= 0,27; А_эр = 0,23; А_эпл = 0,23; А_эу = 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

Этап расчета

Изгибающие моменты, кН×м

Анкерные усилия, кН

М_л

М_э

R_л

R_э

R_эS

I

-

924

-

326

-

II

-

347

-

126

-

III

123

-123

44