2. Расчет сооружений в направлении их ширины при наличии в них участков различной гибкости следует производить с учетом ее переменности.
(Измененная редакция. Изм. № 1).
6.7. Касательные контактные напряжения, возникающие при действии сдвигающих сил, следует определять методами, указанными в п. 6.4.
При применении методов коэффициента постели и внецентренного сжатия касательные напряжения могут приниматься равномерно распределенными.
Касательные напряжения, обусловленные действием вертикальных сил, при расчетах прочности сооружений, как правило, не учитываются.
Примечание. При получении на участке подошвы сооружения касательных напряжений, превышающих предельные , они должны быть приняты равными предельным, а на остальных участках они должны быть пересчитаны.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ СООРУЖЕНИЙ НА НЕОДНОРОДНЫХ НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ
6.8. Нормальные контактные напряжения, действующие по подошве сооружений на неоднородных основаниях, определяются теми же методами, что и для однородных оснований, по указаниям п. 6.4. При использовании методов теории упругости и теории пластичности неоднородность грунтов учитывается назначением соответствующих расчетных характеристик деформируемости и прочности для различных областей основания.
При определении контактных напряжений методом внецентренного сжатия учет неоднородности основания следует производить в соответствии с требованиями пп. 6.9 и 6.10, а в случае использования методов коэффициента постели и экспериментальных эпюр - в соответствии с требованиями п. 6.11.
6.9. При неоднородных основаниях с вертикальными и крутопадающими слоями в расчетах контактных напряжений могут быть использованы:
а) методы механики сплошной среды, в том числе численные методы решения задач;
б) приближенные методы, в которых контактные напряжения следует принимать пропорциональными модулям деформации грунта каждого слоя в зависимости от их размеров и эксцентриситета приложения нагрузки с использованием методики, изложенной в обязательном приложении 5. В пределах каждого слоя распределение контактных напряжений принимается линейным.
6.10. При наличии в основании слоев переменной толщины или при наклонном залегании слоев в расчетах контактных напряжений используют:
а) методы механики сплошной среды, в том числе численные методы;
б) приближенные методы, основанные на приведении расчетной схемы основания со слоями переменной толщины или при наклонном залегании слоев к схеме условного основания с вертикально расположенными слоями.
При горизонтальном расположении слоев грунта постоянной толщины неоднородность основания может не учитываться.
6.11. При определении нормальных контактных напряжений методами экспериментальных эпюр и коэффициента постели учет неоднородности основания следует производить путем сложения ординат эпюр, определенных в предположении однородных оснований по пп. 6.4 и 6.6, с ординатами дополнительной эпюры.
Ординаты дополнительной эпюры следует принимать равными разности ординат эпюр, построенных по методу внецентренного сжатия для случаев неоднородного и однородного оснований.
7. РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ И ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
7.1. Расчет оснований сооружений и плотин из грунтовых материалов по деформациям необходимо производить с целью выбора конструкций систем сооружение-основание, перемещения которых (осадки, горизонтальные перемещения, крены, повороты вокруг горизонтальной оси и пр.) ограничены пределами, гарантирующими нормальные условия эксплуатации сооружения в целом или его отдельных частей и обеспечивающими требуемую долговечность. При этом прочность и трещиностойкость конструкции должны быть подтверждены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.
Расчет по деформациям должен производиться на основные сочетания нагрузок с учетом характера их действия в процессе строительства и эксплуатации сооружения (последовательности и скорости возведения сооружения, графика наполнения водохранилища и т.д.).
Перемещения оснований сооружений, происходящие в процессе строительства, допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационную пригодность сооружения.
7.2. Расчет по деформациям производится исходя из условия
, (32)
где S - совместная деформация основания и сооружения (осадки s, горизонтальные перемещения и, крены i, повороты вокруг вертикальной оси и др.), определяемая расчетом по указаниям пп. 7.7, 7.8, 7.11-7.14;
Su - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по указаниям п. 7.3.
В случаях, оговоренных соответствующими нормами проектирования сооружений, допускается не производить проверку деформаций по формуле (32), если средние значения давления под подошвой не превышают расчетного сопротивления грунта основания R, определенного по СНиП 2.02.01-83* с учетом в необходимых случаях дополнительных коэффициентов условий работы.
7.3. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование исходя из необходимости соблюдения:
технологических требований к деформациям сооружения, включая требования к нормальной эксплуатации оборудования;
требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения.
При назначении необходимо учитывать допускаемую разность перемещений секций и частей сооружений, не приводящую к нарушению нормальной работы межсекционных швов, возможность перелива воды через гребень плотины и нарушения нормальной эксплуатации связанных с сооружением коммуникаций и т. п.
7.4. Расчеты совместных деформаций следует производить для условий пространственной задачи. Для сооружений, длина которых превышает ширину более чем в 3 раза, расчеты допускается производить для условий плоской деформации. В случае, когда ширина сооружения превышает толщину сжимаемой толщи определенную по указаниям п. 7.9, в 2 раза и более, допускается расчет осадок производить для условий одномерной (компрессионной) задачи.
7.5. При расчете по деформациям следует определять для грунтов всех категорий конечные (стабилизированные) перемещения, соответствующие завершенному процессу деформирования грунтов основания, а для глинистых грунтов, - кроме того, значения нестабилизированных перемещений, соответствующих незавершенному процессу деформирования (при коэффициенте степени консолидации < 4) и перемещений, обусловленных ползучестью грунтов основания.
Примечание. При сложном геологическом строении основания (наклонная слоистость, наличие линз, изменение характеристик деформируемости грунта по глубине и в плане и пр.), при неравномерном нагружении гибкого сооружения и в других случаях, усложняющих расчет, рекомендуется использовать численные методы решения (например, метод конечных элементов (МКЭ)).
При расчете сооружений III и IV классов допускается осреднение характеристик деформируемости грунта.
7.6. При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, не учитывающих образование и развитие пластических деформаций, среднее давление под подошвой сооружения р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R определенного по указаниям СНиП 2.02.01-83*.
РАСЧЕТ ОСАДОК СООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ
7.7. Конечную осадку сооружений s, расположенных на нескальных основаниях, при среднем давлении под подошвой сооружений р, меньшем расчетного сопротивления грунта основания R, следует определять по методу послойного суммирования в пределах сжимаемого слоя Нc (см. п. 7.9) по формуле
, (33)
где - дополнительное вертикальное нормальное напряжение в середине i-го слоя на глубине zi основания от нагрузок и пригрузок (соседние сооружения, обратные засыпки и пр.) по вертикали, проходящей через центр подошвы сооружения, определяемое в соответствии с указаниями обязательного приложения 11;
- напряжение в середине i-го слоя на глубине z от бытового давления на отметке подошвы фундамента;
- удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;
hi - толщина i-го слоя грунта;
- модуль деформации i-го слоя грунта, определяемый по первичной ветви компрессионной кривой в соответствии с указаниями обязательного приложения 3;
- модуль деформации i-го слоя грунта, определяемый аналогично по вторичной ветви компрессионной кривой;
п - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания Hс.
- коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями обязательного приложения 3.
Примечание. При определении осадки верха (а также засыпки пaзух) сооружений следует учитывать кроме осадки основания (включающей осадку от нагрузки в пределах ширины сооружения и пригрузки на основание вне ее) осадку от уплотнения и самоуплотнения насыпного грунта в основании и теле сооружения, а также от суффозии, оттаивания мерзлых грунтов и пр., определяемые по СНиП 2.02.01-83* и нормам проектирования соответствующих сооружений.
7.8. При среднем давлении под подошвой сооружения р, большем расчетного сопротивления грунта основания R, осадку следует определять численными методами, учитывающими упругопластический характер деформирования грунтов, пространственное напряженное состояние, последовательность возведения сооружения. Для приближенных расчетов осадку допускается определять в соответствии с указаниями рекомендуемого приложения 12.
7.9. Расчетная глубина сжимаемого слоя основания Нс определяется: при ширине подошвы сооружения 20 м - по СНиП 2.02.01-83*; при b > 20 м - из условия равенства на нижней границе слоя вертикальных напряжений от внешней нагрузки половине вертикальных напряжений от собственного веса грунта с учетом фильтрационных сил и взвешивающего действия воды ниже уровня подземных вод. При расположении нижней границы слоя в грунте с < 5 МПа (50 кгс/см2) или при залегании такого грунта непосредственно ниже этой границы он включается в сжимаемую толщу. Нижнюю границу сжимаемого слоя в этом грунте следует определять исходя из условия .
7.10. Нестабилизированная осадка st к моменту времени t определяется по формуле
(34)
где U1, U2 - соответственно степень первичной и вторичной консолидации грунта;
- параметры ползучести грунта, которые, как правило, должны определяться по результатам компрессионных испытаний грунта по дренированной схеме;
s - конечная осадка, определяемая в соответствии с п. 7.7.
Степень первичной консолидации U1 определяется по решениям одномерной, плоской или пространственной задач консолидации. Для сооружений III и IV классов допускается определять U1 согласно рекомендуемому приложению 13. В случаях, когда поровое давление можно не учитывать, следует принимать U1 = 1. Необходимость учета порового давления определяется согласно п. 3.13.
Степень вторичной консолидации U2 определяется по решениям одномерной, плоской или пространственной задач с учетом свойств ползучести грунта. Для сооружений III и IV классов допускается определять U2 по формуле
. (35)
РАСЧЕТ КРЕНА СООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ
7.11. Крен (наклон) сооружений следует определять от внецентренно приложенной нагрузки в пределах ширины сооружения, от пригрузки основания вне подошвы сооружения и от обжатия грунта засыпки в теле сооружения (для ячеистых конструкций без днища) при внецентренном приложении нагрузки.
7.12. Крен сооружений с прямоугольной подошвой, вызванный внецентренным приложением вертикальной нагрузки в пределах ширины сооружения, в случае однородного и горизонтально-слоистого основания без учета фильтрационных сил допускается определять:
а) в направлении большей стороны подошвы сооружения по формуле
(36)
б) в направлении меньшей стороны подошвы сооружения по формуле
(37)
где b - углы крена сооружения;
- безразмерные коэффициенты, определяемые по черт. 3;
- моменты, действующие в вертикальной плоскости, параллельной соответственно большей и меньшей сторонам прямоугольной подошвы;
l, b - соответственно длина и ширина подошвы сооружения;
v, Еm - коэффициент поперечной деформации и модуль деформации, определяемые в соответствии с обязательным приложением 3.
Черт. 3. Графики для определения коэффициентов К1 и К2
7.13. Определение крена сооружения от пригрузки основания вне подошвы сооружения следует производить по формуле
(38)
где - осадка краев подошвы сооружений А и В (черт. 4), определяемая по указаниям обязательного приложения 11 при и соответственно и ;
b - ширина сооружения;
2c - ширина полосы пригрузки.
Пригрузку допускается аппроксимировать прямоугольной, треугольной или трапецеидальной эпюрой в зависимости от формы засыпаемого котлована.
Черт. 4. Схема к определению крена сооружения от пригрузки
РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ
7.14. Горизонтальные перемещения сооружений и их элементов, воспринимающих горизонтальную нагрузку (например, подпорных стен, зданий ГЭС, анкерных устройств), следует, как правило, определять методами, учитывающими развитие областей пластических деформаций (применяя в необходимых случаях теорию пластического течения).
Для сооружений III и IV классов горизонтальные перемещения допускается определять упрощенными методами по указаниям рекомендуемого приложения 14 (для конечных горизонтальных перемещений).
