16 (11) РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА С ВНЕШНЕЙ АНКЕРОВКОЙ
16.1 (11.1). Причальные сооружения уголкового типа с внешней анкеровкой рассчитываются по первой и второй группам предельных состояний [см. п. 13.3 (8.3)] при четырех случаях загружения территории причала [рис. 23 (13)]
I случай - временная нагрузка располагается над сооружением до линии кордона или линии возможного загружения по технологическим условиям. При таком расположении нагрузки определяются усилия для расчета лицевой плиты и анкерной тяги, положение равнодействующей нагрузок в основании, контактные напряжения в постели и грунте основания, толщина постели;
II случай - временная нагрузка располагается за сооружением. В этом случае проверяется его устойчивость на плоский сдвиг по постели и вместе с постелью;
III случай - временная нагрузка располагается над стенкой в пределах призмы обрушения на лицевую плиту и за плоскостью обрушения, проведенной из верхней точки анкерной опоры. При таком положении нагрузки рассчитываются анкерные устройства;
IV случай - при таком расположении временной нагрузки сооружение рассчитывается на общую устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.
Рис. 23 (13). Расчетные схемы загружения причала для конструкции уголкового типа с внешней анкеровкой (римскими цифрами показаны случаи загружения):
1 - отметка кордона; 2 - линия кордона; 3 - колея портала; 4 - плоскость восприятия распора; 5 - плоскость обрушения, 6 - отметка дна.
16.2 (11.2). Устойчивость уголковых стенок с внешней анкеровкой по схеме плоского сдвига, а также контактные нормальные напряжения и толщина каменной постели рассчитываются в соответствии с требованиями пп. 14.2 (9.2), 14.5 (9.3) - 14.8 (9.6), 14.10 (9.8), 14.11 (9.9), 15.2 (10.2) - 15.4 (10.4) с учетом следующих дополнительных указаний:
при определении положения равнодействующей нагрузок по формуле [73 (36)] удерживающий момент определяется по формуле
[103]
где Mуд - то же, что в п. 14.2 (9.2);
- удерживающий момент от горизонтальной составляющей усилия в анкере относительно переднего ребра вращения;
при определении устойчивости сооружения на плоский сдвиг формулы [91 (44)], [92 (45)], [99 (52)] и [100 (53)] с учетом действия горизонтальной составляющей анкерного усилия Ra приобретают соответственно вид:
[104]
[105]
[106]
[107]
16.3 (11.3) Усилия, действующие в лицевой плите, определяются по указаниям пп. 15.2 (10.2), 15.3 (10.3), 15.5 (10.5) и 15.6 (10.6).
16.4 (11.4). Для определения изгибающего момента в фундаментной плите рекомендуется метод, основанный на использовании эквивалентного массива с кладкой из обыкновенных бетонных массивов.
В качестве эквивалентного принимается массив из бетона марки M150. При этом соотношение наибольшего размера массива в плане к его высоте принимается равным 4:1.
Изгибающий момент, действующий на 1 пог. м сечения фундаментной плиты,
[108 (56)]
где mэ - коэффициент, принимаемый равным 0,45;
- нормативное значение осевого растяжения бетона, принимаемое по СНиП II-56-77 (для бетона М150 = 9,5 кгс/см2);
1 = mh - коэффициент перехода к упругопластическим характеристикам бетона;
mh - поправочный коэффициент, значение которого зависит от высоты сечения:
для высоты сечения h ?? 1 м mh = 1;
для высоты сечения h > 1 м определяется по формуле
[109]
= 1,75 - коэффициент для прямоугольного сечения (см. прил. 1 СНиП II-56-77);
W0 - упругий момент сопротивления сечения эквивалентного массива шириной 1 м высотой hэ, определяемый по формуле
[110]
hэ = В/4 - высота эквивалентного массива;
В - длина эквивалентного массива, равная размеру фундаментной плиты в плоскости действия изгибающего момента; при расчете фундаментной плиты в направлении, перпендикулярном линии кордона, равна ширине основания сооружения, в направлении, параллельном линии кордона, - ширине фундаментной плиты.
Примечание. Армирование нижней и верхней зон фундаментной плиты в двух направлениях производится по изгибающим моментам, определенным по формуле [108 (56)] с учетом указаний пп. 13.15 (87), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11).
В связи с отсутствием более обоснованного метода расчета фундаментных плит уголковых стенок с внешней анкеровкой в нашей практике в течение многих лет используется метод «статического» расчета, основанный на переходном эквиваленте между бетонным сечением массива и железобетонной фундаментной плитой, оправдавший себя в практике проектирования и строительства.
Применение более строгой теории расчета балок и плит на упругом основании не достигает практического результата и не уточняет величин усилий, возникающих в элементах фундаментной плиты, так как положенные в расчет предпосылки однородной структуры основания не отвечают реальным условиям работы конструкций в связи с наличием в основании сооружений каменных постелей, остаточные (неупругие) деформации которых начинают реализовываться уже в процессе возведения сооружения и продолжаются во время эксплуатации. Реализация указанных деформаций происходит, как правило, на протяжении длительного периода времени.
16.5 (11.5). Растягивающее усилие в анкерной тяге определяется как опорная реакция из расчета лицевой плиты в вертикальном направлении, при этом нагрузки учитываются в соответствии с указаниями пп. 15.4 (10.4) и 16.1 (11.1) (I случай).
16.6 (11.6). Расчет элементов железобетонных конструкций на прочность и трещиностойкость лицевой и фундаментной панелей выполняется в соответствии с указаниями глав СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП и пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11).
(Измененная редакция).
16.7 (11.7). Расчет анкерных устройств и деталей их крепления на устойчивость следует выполнять в соответствии с указаниями разд. 20 (16) и прил. 4, по прочности - по требованиям глаз СНиП II-23-81, СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП и пп. 13.15 (8.7) - 13.19 (8.11).
(Измененная редакция).
16.8. При определении нагрузок и воздействий, а также их сочетаний при расчете причальных сооружений уголкового типа с внешней анкеровкой необходимо учитывать следующее положение:
нагрузки от судов со стороны акватории (динамический навал при подходе судна и статический навал пришвартованного судна) в основную расчетную схему не вводятся, а учитываются в расчете прочности надстройки, ее связей с элементами причального сооружения, отбойной амортизирующей системы и узлов ее крепления.
16.9. Расчет глубоководных причальных сооружений (глубина H 13 м) уголкового типа с повышенным порогом и внешней анкеровкой должен производиться в соответствии с указаниями РД 31.31.04-79 «Руководство по проектированию глубоководных причальных сооружений уголкового типа».
16.10. Расстояние между лицевой стенкой и тыловой анкерной опорой допускается определять по формуле
[111]
где Нc - высота стенки сооружения;
t - расстояние от поверхности территории до подошвы анкерной плиты или до точки, отстоящей на 2t вверх от подошвы анкерной стенки [t - то же, что в п. 20.22 (16.22)];
b - ширина фундаментной плиты.
17 (12). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА С ВНУТРЕННЕЙ АНКЕРОВКОЙ
17.1 (12.1). Расчеты причальных сооружений уголкового типа с внутренней анкеровкой на устойчивость по схеме плоского сдвига и общую устойчивость, а также определение толщины постели и нормальных контактных напряжений выполняют по указаниям пп. 14.5 (9.3) - 14.12 (9.10) и 15.1 (10.1) - 15.4 (10.4).
17.2 (12.2). Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в лицевой плите уголковой стенки с внутренней анкеровкой, определяют па основе расчетов, выполняемых в соответствии с указаниями пп. 15.1 (10.1), 15.2 (10.2), 15.4 (10.4) - 15.6 (10.6).
17.3 (12.3). Усилия, действующие в фундаментной плите, допускается определять обоснованными методами расчета с учетом воздействия лицевой вертикальной плиты, анкерной тяги, пригрузки от грунта засыпки за стенкой, а также неравномерности планировки постели.
17.4 (12.4). Растягивающее усилие в анкерной тяге определяется как опорная реакция из статического расчета лицевой плиты в вертикальном направлении. Изгибающий момент в анкерной тяге, возникающий под действием давления зависающего грунта, эксплуатационных нагрузок и собственного веса тяги, допускается определять обоснованными методами из расчета простой балочной системы с учетом закрепления концевых сечений анкера по опорным сечениям лицевой и фундаментной плит.
17.5 (12.5). Расчет лицевой и фундаментной плит на прочность и трещиностойкость выполняется по главам СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП и пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11) настоящего Руководства.
При этом лицевая плита в вертикальном направлении рассчитывается на внецентренное сжатие, в горизонтальном - на изгиб.
(Измененная редакция).
17.6 (12.6). Анкерная тяга и ее крепления рассчитываются на прочность в соответствии с указаниями главы СНиП II-23-81, а также п. 13.17 (8.9).
(Измененная редакция).
18 (13). РАСЧЕТ УГОЛКОВЫХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ КОНТРФОРСНОГО ТИПА
18.1 (13.1). Расчеты уголковых стенок контрфорсного типа на плоский сдвиг и общую устойчивость, а также определение нормальных контактных напряжений и толщины постели выполняются по указаниям пп. 14.5 (9.3) - 14.12 (9.10), 15.1 (10.1) - 15.4 (10.4).
18.2 (13.2). При расчете лицевой плиты контрфорсной стенки в горизонтальном направлении [см. п. 15.5 (10.5)] расчетную эпюру активного давления следует определять как разность эпюры активного давления, построенной по указаниям пп. 13.30 (8.20) - 13.34 (8.24) и 15.2 (10.2), и треугольной эпюры трения с вершиной на территории причала.
При расстоянии между контрфорсами 4 м основание эпюры трения принимается равным 0,2 нижней ординаты эпюры активного давления, при расстоянии между контрфорсами 2 м - 0,3 нижней ординаты эпюры активного давления [рис. 24 (14)].
С целью увеличения точности оценки экранирующего эффекта контрфорсами рекомендуется пользоваться прил. 7.
Расчет лицевой плиты при одном контрфорсе выполняется по схеме консольной балки, при двух контрфорсах - по схеме однопролетной балки с консолями.
По высоте сооружения рекомендуется выделять сечения лицевой плиты шириной 1 м с равномерной нагрузкой, равной средней интенсивности по расчетной эпюре распора для выделенного сечения.
Проведенные сопоставительные расчеты показали, что для наиболее характерных углов внутреннего трения засыпки = (30 ÷ 40)° величина разгружающего влияния для принятых конструктивных решений стенок составляет порядка 25 - 35 % от исходной эпюры распора, построенной в соответствии с указаниями пп 13.30 (8.20) - 13.33(8.23).
Допускается интенсивность средних давлений на лицевую плиту контрфорсной стенки на основе экспериментальных исследований определять по формуле
[112]
где - интенсивность давления на стенку без контрфорсов [см. п. 13.30 (8.20)];
- эмпирический коэффициент уменьшения давления, определяемый по формуле
[113]
b - ширина контрфорса, принимаемая на уровне пересечения тыловой линии контрфорса с плоскостью обрушения, проведенной из точки на лицевой плите, в которой определяется давление;
d - толщина контрфорса;
lк - расстояние (шаг) между контрфорсами;
hк - глубина, отсчитываемая от верха контрфорса;
Н - высота контрфорса;
- коэффициент, принимаемый
|
при d/lк |
0,0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
mк |
0,51 |
0,43 |
0,35 |
0,26 |
Рис. 24 (14). Эпюры давления на лицевую стенку контрфорсной конструкции:
а - активного грунта и нагрузок; б - трения; в - суммарная
18.3 (13.3). Лицевая плита контрфорсной стенки в вертикальном направлении рассчитывается по схеме тавровой консольной балки на нагрузку от горизонтальной составляющей швартовного усилия, перпендикулярной кордону [учитывая указания п. 15.4 (10.4)] на нагрузку от распора [с учетом указаний п. 15.2 (10.2)]. Сбор нагрузок на контрфорс производится с ширины, равной сумме прилегающих полупролетов.
18.4 (13.4). Фундаментная плита рассчитывается с учетом неполноты контакта поверхности плиты с постелью на суммарную нагрузку от реактивного давления постели снизу (нормальные контактные напряжения) и от пригрузки сверху от собственного веса конструкции и грунта засыпки, а также временных нагрузок.
Неполнота контакта компенсируется увеличением реактивных контактных напряжений от постели за счет условного исключения из расчета части площади фундаментной плиты, равной 0,5la1, где а1 - ширина переднего выступа плиты [рис. 25 (15) и рис. 26 (16)]. При этом краевые контактные напряжения определяются по формуле
[114 (57)]
где g - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок, действующих, по ширине b [см. также п. 14.2 (9.2)];
F - площадь плиты в контуре ABCDEF [см. рис. 25 (15)], по которой осуществляется контакт с постелью;
Мx и Мy - моменты от вертикальной составляющей равнодействующей всех нагрузок относительно соответствующих осей, проходящих через центр тяжести сечения контакта фундаментной плиты с постелью в контуре ABCDEF [см. рис. 25 (15)], определяемые по формулам:
[115]
[116]
Wx и Wy - моменты сопротивления площади подошвы фундаментной плиты в контуре ABCDEF относительно соответствующих осей, определяемые по формулам:
[117]
[118]
