РД 31.31.27-81 сторінка 8 з 47

Руководство по проектированию морских причальных сооружений

б) устойчивость по схеме плоского сдвига, по швам массивовой кладки, по постели и совместно с ней, а также на сдвиг надстройки, когда последняя не замоноличена с основной конструкцией стенки, и на опрокидывание (поворот) вокруг ребра вращения для причальных сооружений гравитационного типа - в соответствии с указаниями настоящего Руководства.

Примечание. В тех случаях, когда по основанию гравитационной стенки или по швам массивовой кладки обеспечено приложение равнодействующей нагрузок в пределах ядра сечения, расчет на опрокидывание вокруг ребра вращения не производится;

в) устойчивость на поворот лицевой стенки больверков относительно точки крепления анкера при свободном опирании низа стенки или частичном ее защемлении - в соответствии с указаниями настоящего Руководства;

г) устойчивость массива грунта, находящегося перед анкерными стенками или анкерными плитами и обеспечивающего анкерное крепление конструкции типа «больверк», - в соответствии с указаниями и требованиями настоящего Руководства;

д) несущая способность (прочность) конструктивных элементов причальных сооружений и их оснований - в соответствии с указаниями и требованиями настоящего Руководства, а также с главами СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений», СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП II-23-81 «Стальные конструкции», СНиП II-25-81 «Деревянные конструкции», СНиП II-16-76 «Основания гидротехнических сооружений» и СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»;

е) несущая способность свай и свай-оболочек на воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок - в соответствии с указаниями и требованиями настоящего Руководства и главы СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты» и Руководства к СНиП;

ж) конструкции на температурные и влажностные воздействия (на влияние внешней среды) - в соответствии с главой СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» и Руководством к СНиП;

з) устойчивость формы конструкции - в соответствии с главами СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» и СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»;

и) элементы конструкций на выносливость при многократно-повторных загружениях - в соответствии с главами СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений».

По второй группе предельных состояний (по долговечности) по непригодности к нормальной эксплуатации (по деформациям и трещиностойкости) рассчитываются:

к) вертикальные осадки, горизонтальные перемещения и углы поворота - в соответствии с главой СНиП II-16-76 и Руководством к СНиП; допускаемые прогибы пролетных строений железобетонных конструкций - в соответствии с главой СНиП II-56-77, а стальных конструкций - по СН 200-62 «Технические условия на проектирование железнодорожных, автодорожных, городских мостов и труб»;

л) железобетонные конструкции по образованию трещин - в соответствии с главой СНиП 2.03.01-84 и Руководством к указанной главе СНиП;

м) железобетонные конструкции по раскрытию и закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин - в соответствии с главами СНиП II-56-77 и СНиП 2.03.01-84 и Руководствами к указанным СНиП;

н) колебания конструкций - по специальному нормативному документу.

Примечание. Кроме указанных статических и конструктивных расчетов на силовые воздействия, в необходимых случаях должны быть выполнены и другие расчеты (гидравлические, фильтрационные, термические и т.п.), предусмотренные соответствующими нормами проектирования конструкций и сооружений.

Расчеты конструкций морских причальных сооружений и их оснований по второй группе предельных состояний по деформациям (перемещениям) могут не производиться в тех случаях, когда практикой длительной эксплуатации сооружений установлено, что возникающие деформации не являются опасными для условий нормальной эксплуатации сооружений (например, расчет гравитационных причальных сооружений по осадкам может не выполняться, а требуется проверка положения равнодействующей нагрузок относительно ядра сечения основания).

Однако для конструктивных элементов эстакадных сооружений для пролетных и консольных сечений необходимо выполнить расчеты вертикальных и горизонтальных перемещений, прогибов и углов поворота из условия обеспечения нормальной эксплуатации перегрузочного оборудования.

Расчет по закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин вводится в практику впервые в соответствии с указаниями главы СНиП 2.03.01-84.

(Измененная редакция).

13.4. Расчеты по предельным состояниям имеют целью недопущение наступления предельных состояний в эксплуатационный период в течение всего срока службы конструкций и оснований сооружений, а также в процессе их возведения - на промежуточных стадиях работы (монтаж, транспортирование, погружение и изготовление).

Обеспеченность от наступления указанных в п. 13.3 (8.3) предельных состояний должна соответствовать различной степени их опасности.

Требования норм расчета заключаются в том, чтобы величины напряжений, деформаций, перемещений, раскрытия трещин или наличие других факторов не превышали предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций и оснований сооружений.

13.5. Надежность конструкций и оснований сооружений должна быть обеспечена расчетом при учете возможных неблагоприятных характеристик материалов и невыгодных величин и сочетании нагрузок и воздействий, а также условий эксплуатации и особенностей работы конструкций и оснований.

При этом должны быть соблюдены все требования нормативных документов и государственных стандартов (или технических условий), предъявленные к качеству материалов, изделий и производству работ, а также к эксплуатации сооружении.

13.6. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета конструкций и оснований должны учитывать факторы напряженного и деформированного состояния, а также особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и основанием сооружения.

В соответствующих случаях должны учитываться пространственная работа, геометрическая и физическая нелинейность, пластические и реологические свойства конструктивных материалов и грунтов.

Расчетные схемы должны отражать с достаточной степенью точности действительные условия работы сооружения и основания и, при соответствующем обосновании, ориентировать на использование ЭВМ.

Примечание. В сложных случаях вопросы расчета сооружении, их конструктивных элементов и оснований рекомендуется решать путем специально поставленных теоретических и экспериментальных исследований. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений такие исследования обязательны.

13.7 (8.4, 4.8с). При расчете морских причальных сооружений следует принимать нормативные значения действующих эксплуатационных нагрузок. Нагрузки следует принимать в соответствии с указаниями СНиП II-51-74 «Гидротехнические сооружения морские. Основные положения проектирования», СНиП 2.06.04-82 «Нагрузки на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)» и Руководства к указанному СНиП, СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия», а также «Нормы технологического проектирования морских портов».

Предельно допускаемые эксплуатационные нагрузки на существующие гравитационные причальные сооружения допускается устанавливать путем их опытных огрузок в соответствии с РД 31.31.09-73 (см. прил. 1).

Примечание. Перегрузки от эксплуатационных нагрузок для расчета конструкции сооружений и их оснований по первой группе предельных состояний учитываются в соответствии с указаниями пп. 13.16 (8.8), 13.21 (8.13), 13.23 (8.15) и 13.24 (8.16) настоящего Руководства.

13.8 (4.3с). Классификация нагрузок и воздействий на морские гидротехнические сооружения принимается по главе СНиП II-6-74. Нагрузки и воздействия подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые).

Примечание. В пп. 13,9 (4.4с) - 13.11 (4.6с) даны нагрузки, не приведенные в СНиП II-6-74, которые необходимо принимать дополнительно при расчете морских гидротехнических сооружений.

13.9 (4.4с). К постоянным нагрузкам относится вес сооружений технологического оборудования (складов, эстакад, вагоноопрокидывателей, места расположения которых на сооружении не изменяются в процессе эксплуатации).

13.10 (4.5с). К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся:

нагрузки от транспортных и перегрузочных машин (контейнерных перегружателей, мостовых, портальных и козловых кранов, погрузочных машин непрерывного действия и др.);

давление воды.

13.11 (4.6с). К кратковременным нагрузкам относятся:

нагрузки от судов (навал, швартовные и ударные);

ледовые нагрузки (торошение, удары ледяных полей и отдельных льдин);

волновые нагрузки.

13.12 (4.7с). При расчете сооружений нагрузки и воздействия должны приниматься в следующих сочетаниях:

основные сочетания, составляемые из постоянных и временных длительных нагрузок и одной из возможных кратковременных нагрузок, которая в сочетании с постоянными и временными длительно действующими нагрузками создает наиболее неблагоприятные условия работы сооружения;

особые сочетания, составляемые из постоянных, временных длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.

Примечания: 1. В тех случаях, когда соответствующими технико-экономическими расчетами подтверждается целесообразность применения искусственных методов разрушения льда у сооружения, ледовые нагрузки допускается не учитывать или относить к особым нагрузкам

2. При расчете конструкций причальных сооружений и их оснований на особое сочетание нагрузок необходимо учитывать требования главы СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах», Руководства по учету сейсмических воздействий при проектировании гидротехнических сооружений к разд. 5 главы СНиП II-7-81 и других нормативных документов по сейсмостойкому строительству, утвержденных и согласованных в установленном порядке.

13.13 (8.5). При расчете морских причальных сооружений в соответствии с указаниями главы СНиП на основания гидротехнических сооружений следует принимать расчетные значения характеристик грунтов tg j и с для расчетов сооружений: по первой группе предельных состояний - tg j_I и c_I; по второй группе предельных состояний - tg j_II и c_II (j - угол внутреннего трения грунта; с - удельное сцепление). Указанные характеристики назначаются по данным инженерно-геологических изысканий и исследований грунтов, выполненных в соответствии с требованиями главы СНиП II-16-76, а также ГОСТ 20522-75 «Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристика.

Примечание. В тех случаях, когда в районе проектируемого причального сооружения имеются аналогичные по конструкции и геологическим условиям причальные сооружения, рассчитанные по нормативным сдвиговым характеристикам грунтов основания и засыпки, с положительным и длительным опытом эксплуатации, а также выполнено большое и статистически обоснованное количество лабораторных испытаний проб, допускается принимать расчетные сдвиговые характеристики грунтов, равные нормативным, с коэффициентом безопасности по трению и сцеплению, равным единице.

13.14 (8.6, 4.2с). Расчет несущих конструкций морских причальных сооружений должен производиться на нагрузки, действующие в период строительства, эксплуатации и ремонта сооружений.

Растет на прочность конструкций, работающих в условиях сложного напряженного состояния (сооружения, взаимодействующие с грунтом), для которых еще не разработаны способы определения усилий и напряжений с учетом неупругих деформаций, допускается производить исходя из условий, при которых наибольшие напряжения, определяемые по упругой стадии работы, не превышают соответствующих расчетных сопротивлений:

[3 (1)]

где S_I - расчетное усилие в элементе (конструкции);

Ф - расчетная несущая способность элемента (конструкции).

13.15 (8.7). Расчетная несущая способность элемента (конструкции) определяется в зависимости от материала, характера воздействующего усилия (сжатие, растяжение, изгиб, внецентренное сжатие или растяжение с относительно большим или малым эксцентриситетом) и формы сечения элемента по требованиям соответствующих глав СНиП (см. прил. 1) с применением расчетных характеристик материалов и соответствующих коэффициентов условий работы, регламентируемых и записанных в правой части расчетных формул СНиП.

13.16 (8.8). Расчетное усилие S_I [см. п. 13.14 (8.6)], рассматриваемое по одному из показателей (изгибающий момент М_I, поперечная сила Q_I, продольная сила N_I) и принимаемое для расчета конструкций сооружений и их элементов по первой группе предельных состояний, определяется по формуле

[4 (2)]

где k_н - коэффициент надежности, учитывающий степень ответственности и класс капитальности сооружения. Для сооружений: I класса - 1,25; II класса - 1,20; III класса - 1,15; IV класса - 1,10;

n_c - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый равным: для основного сочетания нагрузок - 1,0; для особого сочетания нагрузок - 0,9; для сочетания нагрузок в период строительства - 0,95;

n - коэффициент перегрузки, принимаемый для морских причальных сооружений равным 1,25;

m_д - дополнительный коэффициент условий работы, учитывающий особенности действительной работы элемента конструкции и некоторые условные предпосылки его расчетной схемы, принимаемый по табл. 13 (3), 14 (4) и 15 (5);

S - усилие (М, Q, N), полученное из расчета конструкции, выполненного согласно указаниям настоящего Руководства и других нормативно-технических документов (см. прил. 1) с введением значений эксплуатационных нагрузок и характеристик грунтов в соответствии с требованиями пп. 13.7 (8.4) и 13.13 (8.5).

Таблица 13 (3)

Причина разрушения стальных элементов конструкции

Дополнительный коэффициент условий работы m_д

Прокатная сталь

Растяжение, сжатие, изгиб, срез, смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки), смятие местное при плотном касании

0,95

То же, отливок из углеродистой стали для марок:

15Л и 25Л

0,90

35Л и 45Л

1,00

Болтовые соединения

Растяжение

1,00

Срез

1,00

Смятие

0,85

Примечание. При расчете стальных конструкций на особые сочетания нагрузок коэффициент m_д следует умножать на 0,85.

Таблица 14 (4)

Причина разрушения бетонных элементов конструкции

Дополнительный коэффициент условий работы m_д

Достижение бетоном расчетного сопротивления при сжатии

0,65

Достижение бетоном расчетного сопротивления при растяжении (изгиб)

0,90

Таблица 15 (5)

Позиция

Причина разрушения железобетонных элементов конструкции

Дополнительный коэффициент условий работы m_д

Достижение бетоном предела прочности при сжатии и арматурой предела прочности при растяжении

a) в сжатых элементах

для стержневой арматуры классов:

A-I, А-II, A-III

0,90

A-IV

0,85

A-V

0,80

для проволочной арматуры классов:

B-II, Вр-II

0,95

б) в растянутых элементах

для стержневой арматуры классов:

A-I, A-II, A-III

1,05

A-IV, A-V

0,95

для проволочной арматуры классов:

B-II, Вр-II

1,20

в) в остальных элементах

для стержневой арматуры классов:

A-I, A-II, A-III

1,00

A-IV, A-V

0,90

А-IIIв

1,00

для проволочной арматуры классов:

B-II, Вр-II

1,05

Достижение бетоном предела прочности при растяжении на действие поперечной силы

а) соблюдение условия на действие поперечной силы

1,00

б) соблюдение условия по конструктивному армированию

1,00

в) расчет элементов с поперечной арматурой

1,00

С учетом того, что определение расчетных нагрузок (расчетных усилий) для причальных сооружений, взаимодействующих с грунтом, при дифференцированной системе коэффициентов перегрузки вызывает значительные затруднения, принят наиболее реальный и упрощенный путь введения средневзвешенного коэффициента перегрузки к величинам усилий S (М, Q, N), действующих в элементах конструкций и полученных из расчета нормативных эксплуатационных нагрузок и по соответствующим характеристикам грунтов для первой группы предельных состояний [см. пояснения в п. 13.13 (8.5)]. Анализ расчетов показывает, что, кроме средневзвешенного коэффициента перегрузки n = 1,25, необходимо вводить дополнительный коэффициент условий работы m_д, учитывающий условность метода расчета конструкций, взаимодействующих с грунтом.

13.17 (8.9). Расчет сечений стальных элементов конструкций морских причальных сооружений следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП II-23-81 «Стальные конструкции». При этом расчеты сечений элементов следует выполнить по формулам СНиП на стальные конструкции с применением расчетных усилий, определяемых по формуле [4 (2)] настоящего Руководства.

13.18 (8.10). Бетонные и железобетонные элементы конструкции причальных сооружений следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» и СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» согласно данным табл. 16 (6).

Таблица 16 (6)

Бетонные и железобетонные элементы конструкций сооружений и форма сечения

Напряженное состояние элементов конструкции

Нормативный документ, по которому выполняется расчет

Виды выполняемых расчетов

1. Все элементы конструкций без предварительного напряжения, за исключением указанных в поз. 2

Изгиб, внецентренное сжатие или растяжение с относительно большим или малым эксцентриситетом и центральное растяжение

СНиП II-56-77

Расчеты прочности, ширины раскрытия нормальных трещин, деформаций на температурно-влажностные воздействия, на выносливость при числе циклов загружения 2·10⁶ и более

2. Элементы предварительно напряженных конструкций, а также тавровые, двутавровые, ребристые, пустотелые, круглые и кольцевые сечения как предварительно напряженные, так н без предварительного напряжения

Изгиб, внецентренное сжатие или растяжение с относительно большим и малым эксцентриситетом, центральное растяжение, кручение с изгибом (сложное напряженное состояние)

СНиП 2.03.01-84

Расчеты прочности, по образованию трещин, по закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин, на продавливание, на отрыв закладных деталей коротких консолей

Расчеты сечений элементов бетонных и железобетонных конструкций следует выполнять по формулам СНиП II-56-77 и СНиП 2.03.01-84 с учетом предусмотренных ими коэффициентов условий работы и с заменой левой части формул СНиП величиной расчетного усилия S_I, определяемой по формуле [4 (2)].