Для неоднородных грунтов основания с резко различными значениями и с слагаемое формулы [136 (75)] 0,667t0 уточняется в соответствии с характером эпюры отпора и заменяется расстоянием от дна до линии приложения равнодействующей пассивного давления (рис. 34).
Примечание. В случае расчета причального сооружения на нагрузки с учетом волнового воздействия при подходе впадины (ложбины) волны к лицевой стенке следует руководствоваться указаниями п. 20.17 (16.17), б.
Для проведения расчетов по подбору сечения лицевой стенки больверка по первой и второй группам предельных состояний расчетное значение изгибающего момента в пролете лицевой стенки, действующее на один элемент определяется:
для первой группы предельных состояний по формуле [4 (2)], т.е.
для второй группы предельных состояний в соответствии с указаниями п. 13.19 (8.11): МII = М.
В обоих случаях М определяется по формуле [135 (74)] с учетом указаний и требований пп. 13.7 (8.4) и 13.13 (8.5).
Рис. 33. Схема графоаналитического расчета лицевой стенки больверка:
а - суммарная эпюра активного и пассивного давлений; б - расчетная схема нагрузок; в - веревочный многоугольник; г - силовой многоугольник; 1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды; 3 - отметка дна.
20.16 (16.16). Значения изгибающего момента М и поперечной силы Q в опорном сечении (в точке крепления анкерной тяги) лицевой стенки больверка, действующие на один элемент, определяются по формулам:
[137 (76)]
[138 (77)]
где Моп - изгибающий момент на уровне крепления анкерных тяг, определяемый из графоаналитического расчета произведением полюсного расстояния силового многоугольника на ординату xоп веревочного многоугольника на уровне крепления анкера (Моп = xоп; см рис. 33);
Qоп - поперечная сила на уровне крепления анкера определяемая из графоаналитического расчета разностью между значением анкерной реакции Ra и наданкерной частью активного давления грунта и временной нагрузки
b и - то же, что в п. 20.9 (16.9).
Расчетные значения усилий MI, QI и МII, QII определяются соответственно по указаниям п. 13.16 (8.8) и формуле [4 (2)] для расчетов по первой группе предельных состояний и по указаниям п. 13.19 (8.11) для расчетов по второй группе предельных состояний.
20.17 (16.17). При определении основного сочетания нагрузок для расчета больверков необходимо учитывать следующее:
а) нагрузки от ветрового статического навала пришвартованного судна и от навала судна при подходе к сооружению используются при расчете местной прочности надстройки, ее связей с лицевой стенкой, отбойных устройств и их креплений;
б) в случае учета волновых воздействий [см. п. 13.27 (8.18)] расчет лицевой стенки следует проводить в два этапа. На первом (основном) этапе расчет лицевой стенки выполняется графоаналитическим методом на нагрузку от давления грунта с учетом временных вертикальных нагрузок, на втором - с дополнительной нагрузкой от волнового воздействия. В процессе расчета на втором этапе первоначально следует замыкающую пересекать с веревочной кривой на глубине, значение которой получено по первому этапу расчета (рис. 35).
В зависимости от результата расчета возможно увеличение глубины забивки или усиление поперечного сечения лицевой стенки на основании сравнения технико-экономических показателей.
Рис. 34. Схема определения условного пролета лицевой стенки:
z - расстояние до центра тяжести сил пассивного давления грунта, действующих в пределах глубины l0
Для подбора сечения лицевой стенки значение изгибающего момента в пролете на первом этапе расчета следует определять по формуле [135 (74)], на втором - по формуле
[139 (78)]
где mв = 0,85 - коэффициент условий работы, учитывающий волновое воздействие;
Мmах и Мmax2 - максимальные изгибающие моменты в пролете лицевой стенки, полученные соответственно на первом и втором этапах расчета;
mc, b и - то же, что в п. 20.15 (16.15).
Расчет анкерной системы (анкерная тяга, плита, анкерная стенка анкерные крепления) выполняется на воздействие анкерного усилия, полученного на втором этапе расчета лицевой стенки больверка.
Примечание. Волновое давление, действующее на лицевые стенки больверков ниже поверхности дна, допускается в расчетах не учитывать.
Расчетные значения изгибающего момента от нагрузок с учетом волнового воздействия следует определять при расчете по первой группе предельных состояний по указаниям п. 13.16 (8.8) и формуле [4 (2)], при расчете по второй группе предельных состояний по указаниям п. 13.19 (8.11).
20.18 (16.18). Значение горизонтальной составляющей усилия в анкерной тяге и элементах ее крепления следует определять по формуле
[140 (79)]
где тв = 0,9 - коэффициент условий работы, учитывающий волновое воздействие;
та - коэффициент, учитывающий перераспределение давления на лицевую стенку, а также неравномерность натяжения анкерных тяг, назначаемый:
для стенок с предварительным натяжением анкерных тяг - 1,30;
для стенок и плит без предварительного натяжения анкерных тяг - 1,50;
для расчета прочности распределительного пояса и деталей его крепления - 1,25;
Rа - то же, что в п. 20.7 (16.7);
la - шаг анкерных тяг вдоль причального фронта.
Расчетные значения анкерного усилия следует определять для расчетов по первому предельному состоянию по указаниям п. 13.16 (8.8) и формуле [4 (2)], а для расчетов по второму предельному состоянию принимать равными определенным по формуле [140 (79)].
Рис. 35. Схема графоаналитического расчета лицевой стенки больверка на нагрузку, включающую волновое воздействие:
а, б, в, ж - построения на первом этапе расчета; а, г, д, е, з - построения на втором этапе расчета; а - суммарная эпюра активного и пассивного давлений грунта с учетом временной нагрузки; б - расчетная схема нагрузок от давления по схеме а; в - веревочный многоугольник от нагрузок по схеме б; г - эпюра волнового давления; д - расчетная схема нагрузок от суммарного давления по схемам а и г; е - веревочный многоугольник от нагрузок по схеме д; ж - многоугольник сил от нагрузок по схеме б; з - многоугольник сил от нагрузок по схеме д; 1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды; 3 - отметка дна.
(Измененная редакция).
20.19 (16.19). Величину предварительного натяжения рн анкеров в больверках с лицевой стенкой из железобетонных элементов повышенной жесткости следует назначать по наименьшему значению, полученному из решения формул:
[141 (80)]
[142 (81)]
где h - то же, что в п. 20.15 (16.15);
Ес и Еа - соответственно модули упругости материала лицевой стенки и анкерной тяги;
Ic - момент инерции расчетного сечения лицевой стенки на ширине, равной шагу анкеров;
- усилие в анкере при полном расчетном загружении сооружения (вторая группа предельных состояний);
La и Fa - длина и площадь сечения анкерной тяги;
MpII - изгибающий момент в лицевой стенке больверка, приведенный к ширине, равной шагу анкеров (вторая группа предельных состояний).
20.20 (16.20). Анкерные опоры в виде гибких стенок следует рассчитывать графоаналитическим методом с учетом указаний пп. 20.4 (16.4) и 20.21 (16.21) - 20.23 (16.23).
Примечание. Временную эксплуатационную нагрузку следует располагать за плоскостью обрушения, проведенной из верхней точки анкерной стенки.
20.21 (16.21). Усилия в анкерных стенках следует определять из графоаналитического расчета на действие нагрузок от суммарной эпюры давления грунта с учетом временных эксплуатационных нагрузок и анкерной реакции Ra [где Ra определяется по п. 20.7 (16.7); рис. 36 (22)].
Примечание. Против тумбового массива анкерное усилие Rа следует суммировать с распределенным на длине Lт тумбового массива усилием Ешв от нормальной составляющей швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкерной тяги [рис. 37 (21)]. Усилие Ешв определяется по формуле
[143 (82)]
где - нормальная составляющая швартовной нагрузки, определяемая по главе СНиП 2.06.04-82 и Руководству к СНиП 2.06.04-82;
z - расстояние от уровня крепления анкерной тяги до линии приложения нормальной составляющей швартовной нагрузки ;
lт - расстояние от уровня крепления анкерной тяги до линии центра приложения равнодействующей сил сопротивления отпора [см. рис. 37 (21) и l в п. 20.15 (16.15)].
Рис. 36 (22). Расчетная схема анкерной стенки:
а - суммарная эпюра давления; б - веревочный многоугольник; в - силовой многоугольник; 1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды.
Рис. 37 (21). Схема к расчету усилий в анкерных тягах тумбового массива
(Измененная редакция).
20.22 (16.22). Полная высота анкерной стенки [см. рис. 36 (22)] определяется из условия ее устойчивости на сдвиг по формуле
[144 (83)]
где t1 - наданкерная высота анкерной стенки;
tc - глубина погружения из графоаналитического расчета от анкера до пересечения замыкающей с веревочным многоугольником при действии па стенку анкерной реакции, определяемой из условия ;
Ra - то же, что в п. 20.7 (16.7);
mд - по табл. 17 (7), поз. 7;
kн, nc, m - то же, что в пп. 13.6 (8.8) и 13.22 (8.14);
mв - то же, что в п. 20.18 (16.18);
t - дополнительная глубина на защемление, определяемая по формуле
[145 (84)]
где - по п. 20.12 (16.12) настоящего Руководства;
nt = 0,8 - коэффициент безопасности.
Остальные обозначения приняты в соответствии с пп. 13.30 (8.20) и 13.35 (8.25).
Примечание. О методе расчета давления грунта см примечание к п. 20.12 (16.12).
(Измененная редакция).
20.23 (16.23). Усилия М и Q, действующие на один элемент анкерной стенки, при расчете ее прочности и трещиностойкости определяются по формулам [135 (74)], [137 (76)] и [138 (77)] при коэффициенте mc = 1.
20.24 (16.24). При заглублении гребня анкерной плиты на глубину, равную ее высоте, распор и отпор грунта принимаются в пределах от подошвы плиты до поверхности территории [рис. 38 (23), а].
При больших заглублениях анкерной плиты грунтовые нагрузки, действующие непосредственно на анкерную плиту, учитываются лишь в пределах ее высоты.
В качестве основного варианта расположения анкерной плиты следует принимать заглубление ее гребня на величину, равную высоте плиты, из условия
[146 (85)]
где nc, n, kн - тоже, что в п. 13.16 (8.8);
mд - по табл. 17 (7);
Ra - то же, что в п. 20.7 (16.7);
m - то же, что в п. 13.22 (8.14);
Ер - равнодействующая пассивного давления в пределах отметки территории причала и подошвы анкерной плиты от собственного веса грунта засыпки;
Еa - равнодействующая активного давления в пределах отметки территории и подошвы анкерной плиты or собственного веса грунта засыпки и временных нагрузок, расположенных со стороны призмы обрушений.
Примечания: 1. Временную нормативную эксплуатационную нагрузку в расчете следует располагать на территории причала за плоскостью обрушения, проходящей через верхнюю точку анкерной плиты.
2. При расчете анкерных плит тумбовых массивов анкерная реакция Ra, получаемая графоаналитическим расчетом, суммируется с равномерно распределенным усилием от горизонтальной составляющей швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкерной тяги [см. примечания к п. 20.21 (16.21)].
Рис. 38 (23). Расчетные схемы анкерных плит:
а - для определения устойчивости; б - для определении усилий в железобетонных ребристых плитах; 1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды.
В существовавших ранее методах расчета давление грунта на анкерные плиты принималось только в пределах высоты плиты, но уже Г. Крей указал на то, что при высоко расположенных анкерах давление грунта можно брать до поверхности территории (Крей Г. Теория давления земли и сопротивления грунтов нагрузке. - М.: Госстройиздат, 1932, с. 206 - 207). Допустимость этого метода была обоснована исследованиями Бухгольца (Buchholz W. Erdwiderstand auf Ankerplatten Jahrbuch der Hafenbautechnischen Gesellschaft zwolfter Band, 1930/1931) и Шлейхера (Справочник для инженеров строителей. - Берлин, 1943, с. 799).
В результате исследований Бухгольц рекомендует учитывать давление грунта до поверхности территории при отношении заглубления низа анкерной плиты к ее высоте в пределах до 5,5.
Учитывая замечание Г. Крея, что не следует злоупотреблять чрезмерным уменьшением высоты анкерной, стенки, а также учитывая большинство встречающихся на практике случаев сравнительно небольшой высоты надводной части засыпки грунта, рекомендуется ограничить вышеуказанное соотношение пределом до 2.
20.25 (16.25). Усилия М и Q, действующие в элементах железобетонных ребристых анкерных плит [рис. 38 (23), б], определяются:
а) в плите - как в балке на двух опорах с консолями от равномерно распределенной нагрузки на 1 м2, т.е.
[147 (86)]
б) в ребре - как в консольной балке, защемленной в уровне крепления анкерной тяги [в середине высоты анкерной плиты при расчете ее по формуле [146 (85)], а при расчете ее на грунтовые нагрузки в пределах высоты плиты - по центру тяжести суммарной эпюры расчетного давления грунта], от равномерно распределенной нагрузки на 1 пог. м консоли, т.е.
[148(87)]
В формулах [147 (86)] и [148 (87)]:
ln - длина анкерной плиты;
D - проектный зазор между анкерными плитами;
Ra - то же, что в п. 20.7 (16.7);
hn - высота анкерной плиты.
20.26. Продольные сжимающие Nc и растягивающие Np усилия, возникающие в сваях козловых анкерных опор от действия вертикальных и горизонтальных нагрузок, могут быть определены графически (рис. 39) или по формулам:
[149]
[150]
где V - вертикальная нагрузка, принимаемая с длины, равной шагу козловых анкерных опор, от веса шапочной балки, веса грунта над ней, а для сжатой сваи (определение усилия Nc) дополнительно от временной эксплуатационной нагрузки;
