РД 31.3.06-2000 сторінка 6 з 8

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

Завантажити документ

-44

230

103

551

276

180

278

444

429

151

150

301

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 М_э= -123 кН×м и анкерная реакция R_э= -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;

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

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

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

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

М_л= 123 + (551 - 230) = 444 кН×м;

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

R_л= 44 + (180 - 73) =151 кН;

R_э = 126 - 44 + (98 - 30) = 150 кН.

R_э= 151 + 150 = 301 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 (справочное)

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;

Q₁, Q₂ - 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

Шифр слоя

Наименование грунта

Объемный вес, кН/м³

j_II

C_II

g нас.

g взв.

град.

кПа

Скальный гравийно-песчаный грунт выше уровня воды

18,0

То же, ниже уровня воды

10,0

Гравийный грунт с галькой, битой ракушей, с песчаным заполнителем

10,0

Ил с гравием, галькой, ракушей до 20%

5,6

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

ПРИМЕР РАСЧЕТА

СТАТИКА

KREJ-L

Таблица Г.3 - Общие данные

Позиция

Наименование величины

Размерность

Величина

Шаг изменения положения центра вращения

Минимально требуемый коэффициент устойчивости

б/р

Срок службы сооружения

год

Абцисса кордона

Отметка кордона

3,30

Отметка дна

-9,25

Абцисса начального центра вращения

Отметка начального центра вращения

-5,00

Координаты точки, выше которой кривые скольжения проходить не могут:

- абцисса

- отметка

-14,40

Координаты точки, через которую должны проходить все кривые скольжения:

- абцисса

-25,00

- отметка

-3,30

Таблица Г.4 - Координаты скважин

Позиция

Наименование величины

Размерность

Величина

Абцисса 1-й скважины со стороны территории

-10,0

Абцисса 2-й скважины со стороны территории

-20,0

Абцисса 1-й скважины со стороны акватории

7,5

Абцисса 2-й скважины со стороны акватории

15,0

Таблица Г.5 - Описание геологического разреза на территории

Шифр слоя

Отметка слоя грунта (м)

Характеристики слоев

по линии кордона

по 1-й скважине

по 2-й скважине

Угол внутреннего трения (град.)

сцепление (кПа)

объемный вес (кН/м³)

3,30

18,0

0,50

10,0

-9,25

-7,30

-5,40

10,0

-19,00

5,6

Таблица Г.6 - Описание геологического разреза на акватории

Шифр слоя

Отметка слоя грунта (м)

Характеристики слоев

по линии кордона

по 1-й скважине

по 2-й скважине

Угол внутреннего трения (град.)

сцепление (кПа)

объемный вес (кН/м³)

-9,25

10,0

-19,00

5,6

Таблица Г.7 - Равномерно-распределенные нагрузки

Интенсивность нагрузки (кН/м³)

Полоса нагрузки (м)

Расстояние от кордона (м)

6,25

10,50

6,25

6,00

16,75

1е3

22,75

Таблица Г.8 - Результаты расчета

Коэффициент устойчивости

Момент удерживающий (кН×м)

Момент поворачивающий (кН×м)

Координаты центра вращения

абцисса (м)

отметка (м)

радиус (м)

1,110

71980

64837

0,00

-5,00

26,34

1,097

70855

64615

0,32

-4,05

26,36

1,102

71075

64524

0,63

-3,10

26,42

1,092

70501

64557

0,95

-2,15

26,51

1,087

70345

64721

1,26

-1,20

26,64

1,096

71265

64995

1,58

-0,25

26,81

1,107

72366

65377

1,89

0,69

27,02

1,120

73738

65858

2,21

1,64

27,26

1,134

75343

64429

2,52

2,59

27,53

1,155

77496

67078

2,84

3,54

27,84

1,176

79580

67687

3,15

4,49

28,18

1,201

81513

67878

3,47

5,44

28,55

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

Координаты точки, через которую проходят все кривые скольжения

абцисса (м)

отметка (м)

-25,00

3,30

Г.2.2. Проверка общей устойчивости сооружения выполняется по формуле

, (Г.1)

где M_t и M_r - соответственно моменты сдвигающих и удерживающих сил относительно центра круглоцилиндрической поверхности;

g_lc - коэффициент сочетаний нагрузок;

g_c - коэффициент условий работы;

g_n - коэффициент надежности по ответственности сооружения;

g_dc - дополнительный коэффициент условий работ.

При расчете на основное сочетание нагрузок g_lc = 1,00; g_c = 1,15; g_n = 1,15; g_dc= 1,05.

Из формулы (Г.1) следует, что общая устойчивость сооружения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения при основном сочетании нагрузок обеспечивается, если выполняется условие К ³ 0,95, где К = M_r/M_t 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 e_у в соответствии с п. 9.7 настоящих Рекомендаций.