2. В конструкциях железобетонных морских причальных сооружении с относительно большой длинной секцией (длина секции L > 40 м) рекомендуется производить учет межсезонного (годового) перепада температуры. Модули деформации для определения усилий от межсезонного температурного перепада должны учитывать ползучесть бетона и приниматься в соответствии с табл. 24, поз 1 (для трещиностойких элементов) и поз. 2 (для элементов при наличии трещин). Момент инерции независимо от трещиностойкости допускается определять без учета арматуры. Межсезонный (годовой) перепад температуры допускается определять по прил. 12 настоящего Руководства.
Для бетона в раннем возрасте значения модулей деформации следует принимать уменьшенными по опытным данным. При отсутствии опытных данных модули деформации определяются по табл. 24 как для бетона марок соответствующей кубиковой прочности раннего возраста (при необходимости применяется интерполяция).
3. Значения тепловлагофизических характеристик бетона, необходимых для расчета конструкций эстакадных причальных сооружений на температурно-влажностные воздействия, и характеристики тепловыделения бетона при его твердении должны приниматься по прил. 3 к СНиП II-56-77.
21.10. (17.10). Реакции одиночных опор от единичного горизонтального смещения относительно осей х и у определяются при заделке опор в ростверке и грунте по формуле
[153 (90)]
где - погонная жесткость свайных опор;
l - расчетная длина свайных опор, определяемая по указаниям пп. 21.16 (17.16) - 21.20 (17.20);
Е - начальный модуль упругости материала опор, принимаемый для железобетонных свай по главе СНиП II-56-77, для стальных - по главе СНиП II-23-81;
J - момент инерции сечения опоры.
Таблица 24
|
Позиция |
Состояние элементов |
Длительные модули деформаций, кгс/см2, при марке бетона |
Область применения |
|||||||
|
|
|
M100 |
M150 |
М200 |
М250 |
М300 |
М400 |
М500 |
М600 |
|
|
1 |
Для элементов без трещин |
1,05·105 |
1,35·105 |
1,65·105 |
1,8·105 |
1,9·105 |
2,15·105 |
2,3·105 |
2,4·105 |
Для расчета элементов по деформациям от длительных нагрузок и на межсезонный перепад температур |
|
2 |
Для элементов с трещинами |
0,8·105 |
0,95·105 |
1,2·105 |
1,3·105 |
1,4·105 |
1,6·105 |
1,72·105 |
1,8·105 |
- » - |
21.11 (17.11). Реакции козловых опор от единичного горизонтального смещения при их расположении в плоскости действии силы определяются по формуле
[154 (91)]
где и - реакции свай козловой опоры за счет деформации их материала;
1 и 2 - углы наклона свай козловых опор к вертикали;
Е - то же, что в п. 21.10 (17.10);
F - площадь сечения свай козловых опор;
l1 и l2 - расчетные длины свай козловых опор [см. пп. 21.16 (17.16) - 21.20 (17.20)].
Примечание. Реакции свай козловых опор от единичного горизонтального смещения при расположении козловых опор перпендикулярно плоскости действия силы определяются по формуле [153 (90)] для одиночных опор.
21.12 (17.12). Горизонтальные нагрузки, действующие на расчетную секцию, допускается распределять между опорами (сваями) секции путем переноса равнодействующей горизонтальных сил А в упругий центр системы [рис. 43 (26)] и приведения их к силе Nу, действующей параллельно линии кордона, силе Nx, действующей перпендикулярно линии кордона, и моменту, вызывающему вращение секции относительно упругого центра,
[155 (92)]
где М - момент от воздействия судовых швартовных нагрузок, активного давления грунта и временных нагрузок на тыловую грань ростверка;
A - равнодействующая горизонтальных сил;
r -плечо равнодействующей горизонтальных сил относительно упругого центра секции сооружения [см. рис. 43 (26)];
Nyi и Nxi - то же, что в п. 19.7 (14.6);
L - длина секции причала;
XN, YN, XE - расстояния от осей, проходящих через упругий центр секции, до соответствующих сил;
Eai - активное давление от собственного веса грунта и временных нагрузок, действующих на тыловую грань ростверка, на 1 пог. м причального сооружения, определяемое в соответствии с требованиями и указаниями пп. 13.30 (8.20) - 13.33 (8.23);
fi - коэффициент трения грунта засыпки территории причала по тыловой грани ростверка; допускается коэффициент fi принимать при трении грунта по грунту равным tg з, при трении грунта по бетону равным tg 0,5з.
Примечание. За упругий центр системы принимается точка, проходя через которую равнодействующая А вызывает только поступательное смещение секции.
(Измененная редакция).
21.13. (17.13). Координаты упругого центра [см. рис. 43 (26)] определяются по формулам:
[156 (93)]
[157 (94)]
где Hxi и Нуi - реакции опор от единичного горизонтального смещения, определяемые по указаниям пп. 21.10 (17.10) и 21.11 (17.11);
xi и yi - координаты опор относительно осей х и у [см. рис.43 (26)].
Примечание. Для упрощения определения и отсчета координат упругого центра целесообразно за начало координат принимать точку О1 пересечения осей крайних рядов опор [см. рис. 43 (26)].
Рис. 43 (26). Схема к расчету горизонтальных нагрузок на опоры от вращения секции. Контуры верхнего строения ростверка показаны пунктиром
21.14 (17.14). Усилия в элементах свайного основания:
от горизонтальных составляющих судовых нагрузок нормальных Nx и касательных Ny к линии кордона и активного давления грунта на тыловую грань верхнего строения:
[158 (95)]
[159 (96)]
от момента:
[160 (97)]
[161 (98)]
Расчетные суммарные усилия (горизонтальные силы), действующие на опору (сваю), от составляющих Nx и Nу и момента М = Аr [см. рис. 43 (26)] определяются по формулам:
[162 (99)]
[163 (100)]
В формулах [158 (95)] - [163 (100)]:
- усилия, действующие на опору (сваю) вдоль оси х;
- усилия, действующие на опору (сваю) вдоль оси у;
Нxi, Hyi - то же, что в пп. 21.10 (17.10) и 21.11 (17.11);
Хi, Yi - координаты i-й опоры (сваи) относительно осей, проходящих через упругий центр свайного основания;
x, x - смещения в направлении оси x соответственно от поступательного движения и от поворота секции;
y, y - смещения в направлении оси y соответственно от поступательного движения и от поворота секции;
0 - угол поворота секции причального сооружения, определяемый по указаниям п. 21.15 (17.15).
Примечание. Знаки в формулах [162 (99)] и [163 (100)] перед значениями и определяются с учетом направления момента, вызывающего поворот секции.
21.15 (17.15). Угол поворота секции относительно упругого центра от воздействия внешнего момента М определяется по формуле
[164 (101)]
где J - момент инерции свайного основания.
Остальные обозначения определены в пп. 21.12 (17.12) и 21.14 (17.14).
К пп. 21.12 (17.12) - 21.15 (17.15). Излагаемое решение распределения усилий от горизонтальных нагрузок на секцию между опорами является интерпретацией решения, изложенного в книге С. П. Антонова и В. П. Мейерсона «Расчет сооружений с высоким свайным ростверком» (Морской транспорт, 1957), применительно к сооружениям на цилиндрических опорах. Приведенные рекомендации соответствуют практике проектирования подобных сооружений.
Рекомендуемый в Руководстве метод расчета свободных рам является распространением метода последовательных приближении (Харди - Кросса) на расчет свободных рам с податливыми стойками.
21.16 (17.16). Расчетная длина стоек рамы [рис. 44 (27), а] определяется по формуле
[165 (102)]
где Н0 - расстояние от точки пересечения линии дна (откоса) с осью опоры до центра тяжести поперечного сечения ригеля;
hусл - разность отметок точки пересечения откоса с осью опор и условной горизонтальной поверхности, определяемая в соответствии с п. 21.19 (17.19);
hз - расчетная глубина условного защемления [см. п. 21.17 (17.17)], отсчитываемая от поверхности действительного дна при размещении опор на горизонтальном дне или от условной горизонтальной поверхности при размещении опор на откосе.
Примечание. При действии силы Рн в сторону акватории или вдоль кордона условная горизонтальная поверхность располагается ниже точки пересечения оси опоры с откосом и значение hусл принимается в формуле [165 (102)] со знаком «плюс» При действии силы Рн в сторону берега (на откос) значение hусл принимается со знаком «минус».
Рис. 44 (27). Схема определения глубины условного защемления опоры. Условная горизонтальная поверхность показана пунктиром:
а - размещение опоры на «бесконечном» откосе, б - размещение опоры у дна при действии силы в сторону акватории; в - размещение опоры у бровки при действии силы в сторону берега; 1 - линия откоса; 2 - линия дна
21.17 (17.17). Расчетная глубина условного защемления h3 определяется в зависимости от условий закрепления опоры в ростверке:
для случая шарнирного закрепления
[166 (103)]
для случая абсолютно жесткой заделки
[167 (104)]
В формулах [166 (103)] и [167 (104)]:
- глубина условного защемления, определяемая по формуле
[168 (105)]
= 0,8 м - дополнительная глубина, учитываемая только в случае отсутствия на дне (откосе) каменной отсыпки и наличия у поверхности разрыхленного или размытого грунта;
kн, nc, n - то же, что в п. 13.16 (8.8);
mд = 1,15 - дополнительный коэффициент условий работы;
Р - горизонтальная сила, действующая на опору, определяемая по формуле [162 (99)] или [163 (100)];
gн - объемная масса грунта;
m - разность коэффициентов пассивного и активного давления для вертикальных стенок при горизонтальной поверхности грунта, определяемая выражением
[169 (106)]
D - внешний диаметр сваи-оболочки или сторона сечения призматической сваи, перпендикулярная направлению действия силы;
тп - коэффициент пространственной работы, определяемый в соответствии с п. 21.18 (17.18);
[170 (107)]
- угол внутреннего трения грунта основания;
с - удельное сцепление грунта основания.
Рис. 45. Схема определения глубины условного защемления сваи-стойки
Примечания. 1. В случае полузащемленной опоры в верхнем строении ростверка значение hз принимается средним между рассчитанными по формулам [166 (103)] и [167 (104)].
2. Допускается глубину защемления опор для несвязных грунтов основания определять по формуле
[171 (108)]
где
[172 (109)]
3. При определении глубины условного защемления hз от воздействия на опору горизонтальной нагрузки следует задаваться первоначальным значением hз, принимая его равным (2 ÷ 3)D. При этом последовательными расчетами следует добиваться согласованности величин, входящих в формулы [166 (103)] и [167 (104)] и полученных при распределении горизонтальных нагрузок между опорами. Сходимость считается достаточной при разнице в значениях hз, равной 10 %
4. Наряду с приведенной методикой определения глубины условного защемления опор в грунте допускается применять другие обоснованные методы расчета, в частности метод К С Завриева и МИСИ им В.В. Куйбышева.
Для сваи-стойки (сваи, опирающейся на практически несжимаемый грунт) условная глубина защемления принимается на линии приложения равнодействующей сил трения грунта о боковую поверхность сваи и лобового сопротивления торца сваи. В соответствии с рис. 45 положение равнодействующей от торца сваи определяется по формуле
[173]
где f1, f2, f3 - силы сопротивления соответственно 1-, 2- и 3-го слоя грунта на боковой поверхности сваи.
Остальные обозначения - по рис. 45.
21.18 (17.18). Коэффициент увеличения сопротивления грунта, вызванного пространственной работой опоры, допускается определять по формуле
[174 (110)]
где hз и D - то же, что в п. 21.17 (17.17);
L - расстояние между осями опор в продольном направлении.
Примечание. При значение mn определяется по формуле
[175 (111)]
(Измененная редакция).
21.19 (17.19). В зависимости от положения опоры на откосе и направления действия горизонтальной силы Р, приложенной к опоре, следует определять глубину hусл [см. п. 21.16 (17.16)] следующим способом:
а) при размещении опоры на откосе и действии силы Р перпендикулярно кордону в сторону акватории
[176 (112)]
б) при размещении опоры на откосе и действии силы Р вдоль кордона
[177 (113)]
в) при размещении опоры у подошвы откоса и действии силы Р в сторону акватории, когда условная горизонтальная поверхность, определяемая глубиной hусл размещается ниже горизонтального дна [см. рис. 44 (27), б], глубина hз откладывается от уровня горизонтального дна.
В формулах [175 (111)] - [177 (113)]:
hз - то же, что в п. 21.16 (17.16);
т?? - то же, что в п. 21.17 (17.17);
т?? - разность коэффициентов пассивного и активного давлений для вертикальных стенок и наклонной поверхности грунта, определяемая по формуле
