РД 31.31.55-93 стр.9 РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ МАССИВОВОЙ КЛАДКИ

 

 

Gн = 0,5 (b1 + b0) tп gк;                                                    (7.24)

 

j — угол между подошвой стенки и плоскостью сдвига ME, град.

 

7.46. При расчете общей устойчивости гравитационных причальных сооружений по схеме глубинного сдвига в предположении скольжения по круглоцилиндрическим поверхностям следует руководствоваться разделом 6 настоящей Инструкции.

7.47. Расчет причальных сооружений из оболочек большого диаметра (п.п. 7.33 — 7.35) следует выполнять по указаниям Руководства по расчету морских гидротехнических сооружений из оболочек большого диаметра, по Методическим рекомендациям по расчету и проектированию причальных сооружений из оболочек большого диаметра и с учетом требований раздела 4 настоящей Инструкции.

Статический расчет оболочек большого диаметра должен учитывать условия работы конструкции сооружения в стадии эксплуатации и строительный период.

Расчет причальных сооружений из оболочек большого диаметра по первой группе предельных состояний следует выполнять для обеспечения прочности конструкции оболочки (стенок и узлов соединения), элементов верхнего строения, основания сооружения и устойчивости сооружения на сдвиг и опрокидывание.

Расчет по второй группе предельных состояний производится с целью ограничения деформаций сооружения — осадок, кренов, горизонтальных смещений, а также раскрытия трещин в железобетонных сечениях.

 

РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ МАССИВОВОЙ КЛАДКИ

 

7.48. Указания настоящего раздела распространяются на гравитационные причальные сооружения из правильной кладки бетонных монолитных массивов с перевязкой швов или столбами без перевязки швов и на причальные сооружения из столбовой кладки пустотелых бетонных массивов.

7.49. При расчете причальных сооружений из массивовой кладки следует рассматривать пять схем загружения территории (черт. 7.4,а):

I схема — временная нагрузка располагается за пределами стенки, начиная от тылового обреза разгрузочной платформы или разгрузочной консоли стенки из пустотелых массивов. При таком расположении нагрузки выполняются расчеты на устойчивость по схеме плоского сдвига по контакту стенки с постелью, совместно с постелью и по швам кладки, проверяется положение равнодействующей нагрузок (эксцентриситет) по подошве стенки и в швах кладки, а также в необходимых случаях — устойчивость на опрокидывание (на поворот вокруг переднего ребра);

II схема — временная нагрузка располагается над тыловой частью сооружения и распределяется на 1/3 ширины массива предпоследнего курса кладки.

Указанный случай является определяющим при проверке растягивающих нормальных напряжений со стороны акватории в шве основания верхнего курса массива;

III схема — временная нагрузка располагается над стенкой до линии кордона или линии возможного загружения по технологическим условиям. В указанном расчетном случае определяются максимальные нормальные контактные напряжения в каменной постели на контакте с основанием стенки и в грунте основания на контакте с каменной постелью. Кроме того, определяются толщина постели, а также усилия в лицевой стенке надстройки при расчете ее по прочности и раскрытию трещин;

IV схема — временная нагрузка располагается за пределами надстройки, над тыловой частью сооружения. Указанный расчетный случай является определяющим для расчета устойчивости надстройки;

V схема — по разделу 6 при расчете на общую устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (сдвига) (черт. 7.5).

 

 

Черт. 7.4. Расчетные схемы загружения причала для конструкции из кладки массивов

а — для конструкции из обыкновенных массивов; б — то же, из пустотелых массивов;

1 — отметка кордона; 2 — линия кордона; 3 — колея портала; 4 — обратный фильтр; 5 каменная разгрузочная призма; 6 — каменная постель; 7 — отметка дна; I-IV — схемы загружения;

а — величина, принимаемая по Нормам технологического проектирования морских портов

 

7.50. Предварительные размеры сооружений из массивовой кладки рекомендуется назначать:

ширину сооружения на контакте с постелью, равной 0,4-0,5 глубины у причала, причем большие значения принимать для конструкций из пустотелых массивов;

ширину консольного выступа пустотелого массива не более 0,4 его высоты.

Высота пустотелых массивов назначается из условия

 

,                                                            (7.25)

 

где b — ширина массива, м;

l — длина массива (наибольший размер массива в плане), м;

t — толщина стен, м;

h — высота массива, м;

Rbt1 и Rbt2 — расчетные сопротивления бетона на растяжение при бетоне соответственно класса В 10 и проектируемого класса бетона пустотелого массива, кПа.

 

 

Черт. 7.5. Схема расположения эксплуатационных нагрузок

 

7.51. Распорное давление на стенку из кладки массивов от собственного веса грунта и временных нагрузок определяется в соответствии с указаниями раздела 5 настоящей Инструкции с учетом трения материала засыпки по тыловой плоскости стенки (по плоскости восприятия распора). При этом следует иметь в виду, что:

а) угол трения d материала засыпки по грунту в пределах высоты надстройки принимается равным углу внутреннего трения материала засыпки jз;

б) угол трения d каменной наброски по тыловой поверхности бетонных массивов в пределах высоты разгрузочной призмы принимается равным 0,667jк (jк — угол внутреннего трения каменной наброски);

в) угол трения d материала засыпки по тыловой поверхности бетонных массивов принимается равным 0,667jз;

г) в стенке из пустотелых бетонных массивов расчетными плоскостями восприятия бокового давления грунта принимать условную вертикальную плоскость ab (черт. 7.4, б), проходящую через тыловую кромку консоли массива (в пределах верхних курсов массивов), наклонную грань консольного выступа сооружения и тыловую вертикальную грань cd нижних курсов массивов; при этом коэффициенты горизонтальной составляющей бокового давления грунта рекомендуется определять по формулам (5.10)-(5.14).

7.52. В пределах высоты надстройки при расчете ее на устойчивость угол наклона a плоскости восприятия распора в грунте засыпки и соответствующий ему угол обрушения b определяются в соответствии с указаниями п. 5.23.

 

 

 

Примечание.

При надстройках высотой до 3 м и временной нормативной нагрузке q£40 кПа плоскость восприятия распора вертикальна и угол обрушения b вычисляется при a=0 и Sb=0.

 

7.53. В пределах каменной разгрузочной призмы эпюра активного давления строится по указаниям п. 5.25. Ординаты Dpai дополнительного давления от пригрузки грунта рассчитываются по формуле (5.31).

В указанном случае ординаты Dpai равны:

в точке А

 

,                                              (7.26)

в точке Б

 

,                                        (7.27)

 

в точке А

 

,                                         (7.28)

 

в точке Б

 

,                           (7.29)

 

Здесь

 

,                                                   (7.30)

 

,                                          (7.31)

 

lа и lак — коэффициенты активного давления соответственно грунта засыпки и камня разгрузочной призмы.

 

Остальные обозначения принимаются по черт. 7.6.

 

 

Черт. 7.6. Расчетная схема определения дополнительного давления при наличии каменной разгрузочной призмы

1 — отметка дна; 2 — отметка расчетного уровня воды; 3 — отметка кордона

 

7.54. При расчете сооружения на устойчивость по основанию и швам кладки горизонтальную составляющую швартовного усилия, нормальную к линии кордона, следует переносить в основание надстройки, учитывая возникающий при этом момент от пары сил.

Силу и момент oт пары сил следует распределять равномерно по всей длине секции, учитывая, что на 1 м длины причала действуют

сила

 

,                                                               (7.32)

 

момент от пары сил

 

,                                                            (7.33)

 

Здесь Sq — поперечная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая по указаниям СНиП 2 06 04-82*, кН;

lс — длина секции, м;

zм — плечо пары сил, равное расстоянию, на которое переносится сила, м.

 

7.55. При расчете устойчивости надстройки на сдвиг (скольжение) равнодействующая горизонтальных составляющих нагрузок определяется по формуле

 

,                                                   (7.34)

 

где Sп — продольная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая в соответствии с указаниями СНиП 2 06 04-82*, кН,

Еа — горизонтальная составляющая активного давления грунта с учетом временных нагрузок, кН.

 

7.56. Расчет устойчивости сооружения и отдельных его частей по швам кладки, определение толщины постели и контакты нормальных напряжений в основании и швах следует выполнять в соответствии с указаниями п.п. 7.39-7.45, 7.49, 7.51-7.55.

 

Примечания:

1. Коэффициент трения бетона по бетону допускается принимать для надводной части сооружения, равным 0,6 для подводной — 0,5.

2. Следует выполнять поверочный расчет сооружения по первой группе предельных состояний на устойчивость по схеме плоского сдвига при максимальном уровне воды.

3. При определении нормальных краевых напряжений в шве основания верхнего курса массивов швартовую нагрузку учитывать не следует.

4. Устойчивость сооружения из пустотелых бетонных массивов и отдельных его частей рекомендуется проверять для одного столба кладки массивов.

При расчетах на плоский сдвиг сооружения допускается при определении удерживающих сил трения принимать коэффициент трения равный 0,5 для бетона по постели и бетона по бетону.

5. При расчете устойчивости на сдвиг по швам кладки пустотелых массивов необходимо отдельно учитывать силы трения бетона и заполнения полости массива верхнего курса по бетону и заполнению полости массивов нижнего курса соответственно, определяя величину и распределение вертикального давления, нормальную и касательную составляющие бокового давления от заполнителя внутренней полости массивов аналогично давлению в силосах в соответствии с п.п. 5.29 — 5.31.

 

7.57. При расчете несущей способности и прочности консольного свеса верхнего курса массивов рекомендуется принимать плечо консоли bк=bс+0,33b (b — ширина нижележащего опорного массива, черт. 7.7). Прочность консольного свеса массива должна рассчитываться по ослабленному ключевыми отверстиями сечению с учетом распорного давления от собственного веса грунта.

При расчете консольного свеса на изгиб сила распорного давления принимается приложенной с эксцентриситетом в соответствии с трапецеидальной эпюрой распора. Расчет выполняется на внецентренное сжатие с относительно малым эксцентриситетом в соответствии с указаниями СНиП 2.06.08-87 и п.п. 4.3 и 4.8 настоящей Инструкции.

7.58. Расчет лицевой плиты железобетонной надстройки на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП 2.06.08-87 и п.п. 4.3 и 4.8 настоящей Инструкции.

При расчете прочности монтажных устройств массивов нагрузку от собственного веса следует вводить в расчет с коэффициентом динамичности 1,4 в соответствии с указаниями СНиП 2.03.01-84.

 

 

Черт. 7.7. Схема расчета прочности консольного свеса массива

1 — отметка кордона; 2 — консольный свес; 3 — расчетный уровень воды

 

РАСЧЕТ УГОЛКОВЫХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ КОНТРФОРСНОГО ТИПА

 

7.59. Причальные сооружения контрфорсного типа рассчитываются при двух схемах загружения территории причала (черт. 7.8):

 

 

Черт. 7.8. Расчетные схемы загружения причала для конструкции контрфорсного типа

1 — отметка кордона; 2 — плоскость восприятия распора; 3 — плоскость обрушения; 4 — отметка дна; I, II, III — схемы загружения

 

I схема — временная нагрузка располагается над сооружением от линии кордона или линии возможного загружения по технологическим условиям. При таком расположении нагрузки рассчитываются контактные напряжения в постели и грунте основания, толщина постели а также усилия для расчета прочности и трещиностойкости элементов конструкций;

II схема — временная нагрузка располагается за сооружением. В этом случае проверяется устойчивость сооружения на плоский сдвиг по постели и вместе с постелью;

III схема — в соответствии с указаниями п. 6.19.

7.60. Активное давление грунта с учетом временных нагрузок, расположенных на территории причала, определяется в соответствии с указаниями раздела 5 настоящей Инструкции.

При этом угол трения d материала засыпки по расчетной тыловой плоскости стенки принимается равным:

0,667j — по железобетонной тыловой поверхности лицевой плиты или тыловой поверхности контрфорса;

j — по условной наклонной тыловой плоскости стенки, в грунте засыпки (по плоскости восприятия распорного давления).

7.61. Горизонтальную составляющую швартовного усилия Sq следует распределять по длине вдоль линии кордона, равной сумме длин панелей, омоноличенных с тумбовым массивом.

7.62. Расчеты уголковых стенок контрфорсного типа на плоский сдвиг, а также определение нормальных контактных напряжений и толщины постели выполняются по указаниям п.п. 7.39-7.45; 7.59-7.61.

7.63. При расчете лицевой плиты в горизонтальном направлении расчетной плоскостью восприятия распора является ее тыловая поверхность. При определении распора засыпки на плиту следует учитывать разгружающее влияние боковых поверхностей контрфорсов в результате трения о них призмы обрушения, поэтому расчетную эпюру активного давления следует определять как разность эпюры активного давления, построенной по указаниям раздела 5 и п. 7.30, и эпюры трения грунта о контрфорсы, принимаемой треугольной формы с вершиной у верха конструкции.

При расстоянии между контрфорсами 4 м основание эпюры трения принимается равным 0,2 нижней ординаты эпюры активного давления, при расстоянии между контрфорсами 2 м — 0,3 нижней ординаты эпюры активного давления.

Расчет лицевой стенки при одном контрфорсе выполняется по схеме консольной балки, при двух контрфорсах — по схеме однопролетной балки с консолями. По высоте сооружения рекомендуется выделять сечения лицевой плиты шириной 1 м с равномерной нагрузкой, равной средней интенсивности по расчетной эпюре распора для выделенного сечения.

7.64. Лицевая плита контрфорсной стенки в вертикальном направлении рассчитывается по схеме тавровой консольной балки на нагрузку от горизонтальной составляющей швартовного усилия, перпендикулярной кордону, учитывая указания п. 7.61, и на нагрузку от распора с учетом указаний п. 7.60. Сбор нагрузок на контрфорс производится с ширины, равной сумме прилегающих полупролетов.

7.65. Фундаментная плита рассчитывается с учетом неполноты контакта поверхности плиты с постелью на суммарную нагрузку от реактивного давления постели снизу а (нормальные контактные напряжения) и от пригрузки сверху от собственного веса конструкции и грунта засыпки, а также временных нагрузок.

Неполнота контакта компенсируется увеличением реактивных контактных напряжений от постели за счет условного исключения из расчета части площади фундаментной плиты (черт. 7.9 и черт. 7.10), равной 0,5lbbb,

 

где bb — ширина переднего выступа плиты, м;

lb — длина фундаментной плиты вдоль кордона, м.

 

При этом краевые контактные напряжения определяются по формуле

 

,                                                    (7.35)

 

где G — вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок действующих по ширине b, кН;

А — площадь плиты в контуре А В С Д Е F (черт. 7.9), по которой осуществляется контакт с постелью, м2;

Мx и My — моменты от вертикальной составляющей равнодействующей всех нагрузок относительно соответствующих осей, проходящих через центр тяжести сечения контакта фундаментной плиты с постелью в контуре А В С Д Е F, определяемые по формулам:

 

Мx = G y0,                                                             (7.36)

 

My = G x0,                                                             (7.37)

 

где Мx и My — моменты сопротивления площади подошвы фундаментной плиты в контуре А В С Д Е F относительно соответствующих осей, определяемые по формулам:

 

Мx = Jx / yк,                                                          (7.38)

 

My = Jy / xк,                                                          (7.39)

 

где Jx и Jy — моменты инерции площади подошвы фундаментной плиты в контуре А В С Д Е F относительно соответствующих осей, м4;

хк и ук — расстояния от края фундаментной плиты, в которой определяется контактное напряжение, до соответствующих осей, м. При проведении статических расчетов фундаментной плиты (черт. 7.10) передний выступ следует рассчитывать в направлении, перпендикулярном линии кордона, по схеме консольной балки.

 

Расчет тыловой части фундаментной плиты в направлении, параллельном линии кордона, при одном контрфорсе производится по схеме консольной балки, а при двух контрфорсах — по схеме однопролетной балки (балки на двух опорах) с консолями.

При этом следует выделять сечения плиты шириной 1 м и загружать нагрузкой средней интенсивности суммарной эпюры давления (черт. 7.10, б, и, г).

7.66. Расчеты лицевой плиты, контрфорса и фундаментной плиты на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП 2.06.08-87, СНиП 2.03.01-84.

7.67. Для фундаментной плиты следует принимать двойное армирование, так как она рассчитывается по двузначной эпюре давления (черт. 7.10, б).

 

 

Черт. 7.9. Схема расчета фундаментной плиты с учетом неполноты контакта с основанием

0 — центр тяжести площади контакта плиты с постелью; 01 — центр тяжести основания фундаментной плиты; 02 — точка приложения силы

 

 

Черт. 7.10. Схемы расчета фундаментной плиты сборной уголковой контрфорсной стенки

а — план сборного блока контрфорсной стенки; б — результирующая эпюра нагрузок на фундаментальную плиту; в — схема работы переднего выступа фундаментной плиты; г — схема работы тыловой консоли фундаментной плиты; 1 — передний выступ фундаментной плиты;

2 — лицевая плита; 3 — контрфорс; 4 — тыловая консоль фундаментной плиты

 

РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА С ВНЕШНЕЙ АНКЕРОВКОЙ

 

7.68. Причальные сооружения уголкового типа с внешней анкеровкой рассчитываются при четырех схемах загружения территории причала (черт. 7.11):

I схема — временная нагрузка располагается над сооружением до линии кордона или линии возможного загружения по технологическим условиям. При таком расположении нагрузки определяются усилия для расчета лицевой плиты и анкерной тяги, положение равнодействующей нагрузок в основании, контактные напряжения в постели и грунте основания, толщина постели;

II схема — временная нагрузка располагается за сооружением. В этом случае проверяется его устойчивость на плоский сдвиг по постели и вместе с постелью;

III схема — временная нагрузка располагается за анкерной плитой. При таком положении нагрузки рассчитываются анкерные устройства;

IV схема — в соответствии с указаниями п. 6.19.

7.69. При определении нагрузок и воздействий, а также их сочетаний при расчете причальных сооружений уголкового типа с внешней анкеровкой необходимо учитывать следующее положение:

нагрузки от судов со стороны акватории (динамический навал при подходе судна и статический навал пришвартованного судна) в основную расчетную схему не вводятся, а учитываются в расчете прочности надстройки, ее связей с элементами причального сооружения отбойной амортизирующей системы и узлов ее крепления.

 

 

Черт. 7.11. Расчетные схемы загружения причала для конструкции уголкового типа с внешней анкеровкой

1 — отметка кордона; 2 — плоскость восприятия распора; 3 — плоскость обрушения; 4 отметка дна; I-IV — схемы нагружения

 

7.70. Активное давление грунта с учетом временных нагрузок, расположенных на территории причала, определяется в соответствии с указаниями раздела 5 и п. 7.60.

7.71. Горизонтальная составляющая швартовного усилия определяется в соответствии с указаниями п. 7.61.

7.72. Устойчивость уголковых стенок с внешней анкеровкой по схеме плоского сдвига, а также нормальные контактные напряжения и толщина каменной постели рассчитываются в соответствии с требованиями п.п. 7.37; 7.39-7.42; 7.44; 7.45, 7.60; 7.61 с учетом следующих дополнительных указаний:

при определении положения равнодействующей нагрузок по формуле (7.3) удерживающий момент М определяется по формуле

 

Мr = МG + МRa,                                                          (7.40)

 

где МG — момент от вертикальных сил, кН×м;

МRa — момент от горизонтальной составляющей усилия в анкере относительно переднего ребра вращения, кН×м.

 

При определении устойчивости сооружения на плоский сдвиг формулы (7.13), (7.15), (7.22) и (7.23) с учетом действия горизонтальной составляющей анкерного усилия Ra, приобретают соответственно вид:

 

;                                                   (7.41)

 

;                                    (7.42)

 

;                                       (7.43)

 

.                                       (7.44)

 

7.73. Лицевая плита рассчитывается в двух направлениях как балка на двух опорах с консолями на загрузку от активного давления собственного веса грунта с учетом временных нагрузок. В вертикальном направлении опорами служат анкер и упор на пороге фундаментной плиты, в горизонтальном — ребра плит.

При расчете плиты в вертикальном направлении в качестве расчетной плоскости следует принимать условную плоскость восприятия распора, положение которого определяется расстоянием cпл от тыловой грани ребра (черт. 7.12)

 

,                                                      (7.45)

 

где j3 — средневзвешенный угол внутреннего трения грунта засыпки, град;

ар — расстояние между осями ребер, м;

tp — толщина ребра, м,

bа — ширина ребра, м.

 

 

Черт. 7.12. Схема определения расчетной плоскости

 

При расчете плиты в вертикальном направлении горизонтальную составляющую швартовного усилия, нормальную к линии кордона, следует учитывать при определении усилий в наданкерной консоли и не учитывать при определении изгибающего момента в пролете.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *