Для z = 8,25 м:
- kz = - 0,418 · 8,25 = - 3,45, e-kz = e-3,45 = 0,032;
- 3kz = - 3 · 0,418 · 8,25 = - 10,34, e-3kz = e-10,34 ® 0;
p = - 1,5 · 0,032 - 0,47 + 0 = - 0,52 тс/м2.
В расчет вводится эпюра волнового давления с ординатами, которые вдвое меньше исходных (рис. 2).
Рис. 2. Эпюра волнового давления.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НОРМАТИВНОЙ НАГРУЗКИ ОТ КРАНА
Эквивалентная распределенная нагрузка от действия сосредоточенных сил крана
где
n - число катков в ноге крана;
b = 1,35 м - длина шпалы;
l - длина полосы распределения нагрузки вдоль линии кордона (рис. 3):
а = 2,8 м - расстояние от расчетной плоскости до оси подкранового рельса;
l1 = 9,6 м - расстояние между крайними катками;
Рис. 3. Схема к определению эквивалентной распределенной нагрузки от сосредоточенных сил крана и определения отметок действия на лицевую плиту эксплуатационных нагрузок.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНКЕРНОЙ РЕАКЦИИ И ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА В ЛИЦЕВОЙ ПЛИТЕ ПРИ НАГРУЗКЕ, НАДВИНУТОЙ НА СООРУЖЕНИЕ
Определяем отметки выклинивания нагрузки на расчетной плоскости лицевой плиты:
отметка 5,5 - 3,67 = + 1,83 м;
отметка 5,5 - 6,01 = - 0,51 м;
отметка 5,5 - 8,31 = - 2,81 м.
Ординаты эпюры горизонтальной составляющей активного давления грунта определяем по формуле
где ах = 0,29 для ??I = 30° и = 0,5??I;
на отметках:
Эпюра активного давления на лицевую стенку представлена на рис. 4, а.
Рис. 4. Эпюра активного давления от грунта и эксплуатационных нагрузок, надвинутых на сооружение.
Определяем опорные реакции от действия активного давления грунта.
Реакция на опоре А из условия :
А · 9,05 - 0,5 · 2,66 · 5,1 (5,1/3 + 7,55) - 0,5 · 2,66 · 7,8 (2 · 7,8/3 - 0,25) -
- 0,5 · 4,92 · 7,8 (7,8/3 - 0,25) = 0;
А · 9,05 = 159,19;
А = 17,59 тс.
Реакция на опоре Б из условия :
Б · 9,05 - 0,5 · 2,66 · 5,1 (5,1/3 - 1,5) - 0,5 · 2,66 · 7,8 (7,8/3 + 1,5) -
- 0,5 · 4,92 · 7,8 (2 · 7,8/3 + 1,5) = 0;
Б · 9,05 = 169,74;
Б = 18,76 тс.
Проверяем решение: А + Б = ?? - площади эпюры распора:
17,59 + 18,76 = 2,66 · 5,1 · 0,5 + 0,5 (2,66 + 4,92) 7,8;
36,35 = 36,35 тс.
Ординаты эпюры давления от эксплуатационных нагрузок определяем по формуле
от ?? + 1 83 до - 0,51 ??ах = 15,7 · 0,29 = 4,55 тс/м2;
от ?? - 2,81 и ниже ах = 4,0 · 0,29 = 1,16 тс/м2.
Эпюра давления эксплуатационных нагрузок представлена на рис. 4, б.
Опорные реакции определяем от действия эксплуатационных нагрузок.
Реакция на опоре А из условия :
А · 9,05 - 4,55 · 2,34 (2,34/2 + 6,64) - 1,16 · 4,59 (4,59/2 - 0,25) = 0;
А · 9,05 - 94,04 = 0;
А = 10,39 тс.
Реакция на опоре Б из условия :
Б · 9,05 - 4,55 · 2,34 (2,34/2 + 0,07) - 1,16 · 4,59 (4,59/2 + 4,71) = 0;
Б · 9,05 -50,50 = 0;
Б = 5,58 тс.
Проверяем решение:
10,39 + 5,58 = 4,55 · 2,34 + 1,16 · 4,59;
15,97 = 15,97 тс.
Опорные реакции от действия активного давления грунта с учетом эксплуатационных нагрузок:
А = 17,61 + 10,39 = - 28,00 тс;
Б = 18,76 + 5,58 = 24,34 тс.
Определяем опорные реакции от волнового воздействия (см. рис. 2).
А · 9,05 - 0,5 · 0,68 · 1,03 (1,03/3 + 6,52) - 0,5 · 0,68 · 6,77 (2 · 6,77/3 - 0,25) -
- 0,5 · 0,29 · 6,77 (6,77/3 - 0,25) = 0;
А = 14,18/9,05 = 1,57 тс.
Б · 9,05 - 0,5 · 0,68 · 1,03 (2 · 1,03/3 + 1,5) - 0,5 · 0,68 · 6,77 (6,77/3 + 2,53) -
- 0,5 · 0,29 · 6,77 (2 · 6,77/3 + 2,53) = 0;
Б = 18,70/9,05 = 2,07 тс.
Проверяем решение:
1,52 + 1,91 = 0,5 · 0,68 · 1,03 + 0,5 (0,68 + 0,29) 6,77;
3,64 3,63 тс.
Рассчитываем опорные реакции от действия составляющей швартовной нагрузки Nx, перпендикулярной линии кордона, применительно к 1 пог. м длины тумбового массива (рис. 5). Nx находим по формуле
где = 30°, ?? = 40° - углы наклона швартова для тумбы, расположенной на кордоне и судне порожнем.
Нагрузка на 1 пог. м длины тумбового массива
где lт = 6,30 м - длина тумбового массива.
Проверяем решение:
6,08 = АN - БN = 8,73 - 2,65 = 6,08 тс.
Определяем максимальный изгибающий момент в пролете лицевой стенки. Расстояние x до сечения с максимальным моментом определяем по расчетной схеме балки со стороны опоры Б (рис. 6).
Для уголковых стенок должны быть рассмотрены варианты:
от давления грунта с учетом эксплуатационных нагрузок Б = 24,34 тс;
от давления грунта с учетом эксплуатационных нагрузок и волны Б = 24,34 + 2,07 = 26,41 тс;
от давления грунта с учетом эксплуатационных и швартовной нагрузок (для района тумбового массива) Б = 24,34 - 2,65 = 21,69 тс.
Кроме пролетного момента, должен определяться консольный момент на опоре А.
Если стенка из металлического шпунта, то рассматриваются только максимальные моменты.
Для данного примера максимальный пролетный момент определяется от давления грунта с учетом эксплуатационных нагрузок и волны, консольный - от давления грунта с учетом эксплуатационной и швартовной нагрузок.
Изгибающий момент в сечении x определяем по суммарной эпюре давления от грунта с учетом эксплуатационных и волновой нагрузок (см. рис. 6):
Максимальный момент в сечении, в котором
Изгибающий момент на опоре А от давления грунта с учетом эксплуатационных и швартовной нагрузок
МА = 0,5 · 1,88 · 3,62/3 + 6,08 · 3,95 = 28,08 тс·м.
Для расчета анкерных тяг определяются реакции на опоре А:
от давления грунта с учетом эксплуатационных и волновых нагрузок: А = 28 + 1,57 = 29,57 тс/м;
от давления грунта с учетом эксплуатационных и швартовной нагрузок: А = 28 + 8,73 = 36,73 тс/м.
Рис. 5. Схема к определению реакций в опорах лицевой плиты от действия швартовной нагрузки
Рис. 6. Суммарная эпюра давления от грунта, эксплуатационных и волновой нагрузок для определения максимального момента в пролете лицевой стенки
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНКИ ПО СХЕМЕ ПЛОСКОГО СДВИГА ПРИ НАГРУЗКЕ ЗА СООРУЖЕНИЕМ (рис. 7)
Эпюра активного давления от грунта та же, что в расчете при нагрузке на сооружении (см. расчет выше и рис. 4, а), анкерная реакция на опоре А = 17,59 тс/м.
Эпюра давления от эксплуатационной нагрузки представлена на рис. 7. Ординаты эпюры от отметки - 2,69 м и ниже а = 4 · 0,29 = 1,16 тс/м2.
Определяем реакцию от эксплуатационной нагрузки на опоре А из условия .
А · 9,05 - 1,16 · 4,71 (4,71/2 - 0,25) = 0;
А = 1,27 тс/м.
Анкерная реакция от грунта и нагрузки за сооружением Ra = 17,59 + 1,27 = 18,86 тc.
Находим расчетную плоскость восприятия распора (угол наклона ) и плоскость обрушения (угол наклона ) при нагрузке, расположенной за сооружением (рис. 8).
Расчет угла производится в табличной форме (табл. 1) и принимается по минимальному значению величины tg ??.
Рис. 7. Эпюра активного давления от грунта и эксплуатационных нагрузок, расположенных за сооружением.
(Измененная редакция).
Рис. 8. Расчетная схема к определению плоскостей обрушения и восприятия распора при нагрузке за сооружением и эпюра активного давления на конструкцию.
Таблица 1
|
|
tg |
S |
?? + + I |
V = tg [4] |
ctg I |
[5] + [6] - [2] + [3] |
[5] · [7] |
[6] · [2] |
[3] · [6] |
[8] - [9] + [10] |
|
[12] - [5] |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
24° |
0,4452 |
0,1206 |
84° |
9,5144 |
1,732 |
10,9218 |
103,9144 |
0,7711 |
0,2089 |
103,3522 |
10,1662 |
0,6518 |
|
25° |
0,4663 |
0,1263 |
85° |
11,4301 |
1,732 |
12,8221 |
146,5579 |
0,8076 |
0,2188 |
145,9691 |
12,0818 |
0,6517 |
|
26° |
0,4877 |
0,1324 |
86° |
14,3007 |
1,732 |
15,6774 |
224,1978 |
0,8447 |
0,2293 |
223,5824 |
14,9527 |
0,6520 |
При = 24°
при = 25°
при = 26°
Расчетные углы: = 24° и ?? = 33°05; коэффициент активного давления
Примечание. В головке таблицы в квадратных скобках указан порядковый номер столбца таблицы.
где V = tg ( + + I); = I =30°;
a = H tg; H = 13,35 м.
Расчетная наклонная плоскость восприятия распора пересекает линию территории причала на расстоянии от тылового конца фундаментной плиты а = Н tg 25° = 13,35 · 0,4663 = 6,23 м; расчетную плоскость лицевой стенки - на отметке 5,5 - 1,50/0,4663 = + 2,28 м.
Активное давление от + 5,5 м до Ñ + 2,28 м воспринимается расчетной плоскостью лицевой стенки (а = 0,29), ниже ?? + 2,28 м - наклонной плоскостью восприятия распора (а = 0,329).
Выклинивание нагрузки на плоскости восприятия распора
Определяем ординаты эпюры активного давления грунта:
Таблица 2
Опрокидывающие моменты и сдвигающие силы
|
Обозначение сил |
Горизонтальные силы |
Плечо |
Опрокидывающие моменты, тс·м |
||
|
|
Подсчет |
Значение, тc |
Подсчет |
Значение, м |
|
|
E1 |
0,5 · 1,68 · 3,22 |
2,70 |
3,22/3 + 10,13 |
11,20 |
30,29 |
|
E2 |
0,5 · 1,91 · 1,88 |
1,80 |
1,88 · 2/3 + 8,25 |
9,50 |
17,06 |
|
E3 |
0,5 · 3,02 · 1,88 |
2,84 |
1,88/3 + 8,25 |
8,88 |
25,21 |
|
E4 |
0,5 · 3,02 · 0,47 |
0,71 |
0,47 · 2/3 + 7,92 |
8,23 |
5,84 |
|
E5 |
0,5 · 3,17 · 0,47 |
0,74 |
0,47/3 + 7,92 |
8,08 |
6,02 |
|
E6 |
0,5 · 4,49 · 7,78 |
17,47 |
7,78 · 273 |
5,19 |
90,65 |
|
E7 |
0,5 · 7,05 · 7,78 |
27,42 |
7,78/3 |
2,59 |
71,03 |
|
Nx |
|
6,08 |
|
13,70 |
83,30 |
|
E = 59,76 |
M0 = 329,40 |
Таблица 3
Удерживающие силы и моменты
|
Обозначение сил |
Вертикальные силы |
Плечо |
Удерживающий момент, тс·м |
||
|
|
Подсчет |
Значение, тc |
Подсчет |
Значение, м |
|
|
g1 |
0,8 · 1,4 · 2,4 |
2,69 |
6,4 - 4,73 |
1,67 |
4,49 |
|
g2 |
3,7 · 0,238 |
0,88 |
|
1,67 |
1,47 |
|
g3 |
7,8 (0,238 - 0,0303) |
1,62 |
|
1,67 |
2,70 |
|
g4 |
0,5 · 0,8 · 0,8 · 1,4 |
0,45 |
2 · 0,8/3 |
0,53 |
0,24 |
|
g5 |
0,6 · 0,8 · 1,4 |
0,67 |
0,8 + 0,5 · 0,6 |
1,10 |
0,74 |
|
g6 |
0,45 · 6,4 · 1,4 |
4,03 |
0,5 · 6,4 |
3,2 |
12,90 |
|
g7 |
0,88 · 1,88 · 0,5 · 1,8 |
1,49 |
0,88/3 + 1,67 |
1,96 |
2,92 |
|
g8 |
0,88 · 7,8 · 1,0 |
6,36 |
0,88 · 0,5 + 1,67 |
2,11 |
14,48 |
|
g9 |
3,64 · 7,8 · 0,5 · 1,0 |
14,20 |
3,64/3 + 1,67 + 0,89 |
3,76 |
53,38 |
|
|
Ei tg (a + d) |
|
b - ri tg |
|
|
|
|
См. табл. 2 |
|
См. табл. 2 |
|
|
|
Eв1 |
2,70 · 0,268 |
0,72 |
6,4 - 4,73 |
1,67 |
1,21 |
|
Eв2 |
1,80 · 1,428 |
2,57 |
6,4 - 9,50 · 0,466 |
2,03 |
5,22 |
|
Eв3 |
2,84 · 1,428 |
4,06 |
6,4 - 8,88 · 0,466 |
2,26 |
9,17 |
|
Eв4 |
0,71 · 1,428 |
1,01 |
6,4 - 8,23 · 0,466 |
2,56 |
2,60 |
|
Eв5 |
0,74 · 1,428 |
1,06 |
6,4 - 8,08 · 0,466 |
2,63 |
2,78 |
|
Eв6 |
17,47 · 1,428 |
24,95 |
6,4 - 5,19 · 0,466 |
3,98 |
99,29 |
|
Eв7 |
27,42 · 1,428 |
39,16 |
6,4 - 2,59 · 0,466 |
5,19 |
203,22 |
|
Nz |
N sin /lт = 100 sin 40°/6,3 |
- 10,21 |
|
2,20 |
- 22,46 |
|
g = 96,21 |
Mуд = 394,35 |
Проверяем устойчивость на сдвиг по постели из условия [(см. п. 14.10 (9.8) настоящего Руководства]
где nc = 1; n = 1,25; m = 1,15; kн = 1,15 - по пп. 13.16 (8.8) и 13.22 (8.14) настоящего Руководства для основного сочетания нагрузок и сооружения III класса капитальности;
Ra = 18,86 тс - см. расчет определения анкерной реакции при нагрузке за сооружением;
АN = 8,73 тс - см. расчет определения реакций от действия швартовной нагрузки;
mд = 0,95 - по табл. 17 (7) настоящего Руководства;
