ДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ МОРСКИХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 28Следующая ⇒

1. В динамическую расчетную схему сооружений распорного типа по методу конечных элементов (МКЭ) следует включать сооружение и окружающий его грунт засыпки и основания. Рекомендуемое положение границ расчетной схемы приведено на черт.1.

Черт.1. Положение границ и граничные условия в расчетной схеме

Положение нижней границы следует принимать совпадающим с кровлей коренных пород - скальных, полускальных, мергелей, сцементированных галечников, либо с кровлей вечной мерзлоты (черт.2).

Черт.2. Пример расчетной схемы на скальном основании

Если коренные породы находятся от поверхности причала на расстоянии, превышающем двойную высоту стенки , то положение нижней границы расчетной схемы следует принимать от поверхности причала на расстоянии, равном двойной высоте стенки, а для больверков - на двойной глубине забивки стенки (см. черт.2).

Прослойки слабого грунта в основании сооружения следует включать в расчетную схему, увеличивая при необходимости расстояние до нижней границы.

Связи, накладываемые по границе в расчетной схеме, приведены на черт.1 и 2.

Гравитационные подпорные стенки (из кладки массивов, массивов-гигантов, оболочек большого диаметра), грунты засыпки и основания следует представлять континуальными элементами (черт.3, 4 и 5).

Черт.3. Динамическая расчетная схема сооружения гравитационного типа

а - поперечный разрез причала из оболочки большого диаметра; б - расчетная схема МКЭ; 1 - оголовок; 2 - элементы сооружения; 3, 4 - грунты засыпки; 5 - каменная постель, 6 - грунт основания

Черт.4. Динамическая расчетная схема стенки уголкового типа с контрофорсом

а - поперечный размер причала; б - расчетная схема МКЭ; 1 - плита основания; 2 - лицевая стенка, 3, 4 - контрофорс; 5 - грунт основания; 6, 7 - грунт засыпки

Черт.5. Динамическая расчетная схема экранированного больверка

а - поперечный разрез причала; б - расчетная схема МКЭ; 1 - лицевая и экранирующая стенки; 2 - оголовок; 3 - анкер; 4 - анкерная стенка; 5-7 - грунт засыпки, 8 - грунт основания

Гибкие элементы сооружения: лицевые и анкерные стенки, анкера, плиты основания уголковых стенок, боковые стенки контрфорсов, экранирующие стенки больверков следует представлять стержневыми элементами (см. черт.4 и 5).

Анкерные тяги в расчетной схеме достаточно соединять с грунтовыми элементами в двух точках: в место крепления с лицевой стенкой и в место крепления к анкерной плите, либо к плите основания в уголковых стенках.

Узлы концентрации масс следует размещать равномерно по сооружению, по возможности совмещать с узлами пересечения конструктивных элементов и относить к узлу массу, ограниченную половинами смежных пролетов между узлами.

В пределах массивных стенок гравитационных сооружений (см. черт.3) должны сохраняться моменты инерции вращения, соответствующие естественному распределению масс; массы окружающего стенку грунта должны располагаться чаще в зонах характерных смещений грунта (зоны активного и пассивного давления) и реже у границ расчетных схем.

Величины сосредоточенных масс в пределах гравитационных стенок должны определяться при сохранении условий

, , (1)

где - масса всей стенки, т;

- масса, сосредоточенная в k-м узле стенки, т;

- количество сосредоточенных масс стенки, принимаемое

3< <5

Инерционное влияние воды, контактирующей с подпорной стенкой со стороны акватории, следует учитывать в виде присоединенной массы по формуле

, (2)

где - плотность воды, т/м ;

- глубина воды у сооружения, м;

- безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения , определяемый по графикам на черт.6, где кривая 1 - для гравитационных стенок, 2 - для больверков;

- расстояние от поверхности воды до рассматриваемой точки напорной грани, м;

- площадь контактирующего с водой участка стенки.

Черт.6. Зависимости коэффициента от соотношения :

1 - для гравитационных стенок; 2 - для больверков

В расчетных схемах МКЭ массы должны иметь одну степень свободы - перемещение в направлении сейсмического воздействия, где k - номер массы.

Масса грузов на причале сосредоточивается в верхних узлах расчетной схемы по правилу грузовых площадей и учитывается в размере 0,8 от расчетной.

2. Динамическую расчетную схему безраспорного сооружения гравитационного типа (в виде одиночных опор причалов мостового типа либо оградительных сооружений), допускается представлять в виде жесткого блока на безинерционном упругом основании (черт.7).

Черт.7. Динамическая расчетная схема сооружений гравитационного типа на безинерционном основании

a - поперечный разрез оградительного сооружения из оболочек большого диаметра; б - расчетная схема в виде жесткого диска на безинерционном основании

Безинерционным считается основание под каменной постелью, состоящее из грунтов I и II категории по сейсмическим свойствам в соответствии с указаниями СНиП II-7-81.

Инерционными характеристиками жесткого блока должны являться масса и момент инерции массы относительно центральной горизонтальной оси, совпадающей с продольной осью сооружения.

Жесткие блоки гравитационных сооружений должны обладать двумя степенями свободы: перемещением центра масс блока в направлении сейсмического воздействия и углом поворота в расчетной плоскости.

Жесткостные характеристики грунтов основания рекомендуется представлять с помощью коэффициентов жесткости , и по формулам

, (3)

; (4)

, (5)

где - коэффициент жесткости (кН/м ) при удельных давлениях на основание =2 кН/м , =1 м;

- ширина подошвы (размер в плоскости колебаний), м;

- длина подошвы (размер в перпендикулярном к плоскости колебаний направлении), м;

- площадь подошвы, м ;

- среднее статическое напряжение по подошве (без учета гидростатического взвешивания), кН/м .

Если , то в формулах (3)-(5) следует принимать .

Таблица

Приближенные значения коэффициента


Характеристика основания	, кН/м
Каменная постель на слабых илистых грунтах	1500-3000
Каменная постель на песчаных и глинистых грунтах средней плотности (с включением ракуши, гравия)	3000-6000
Каменная постель на плотных грунтах (гравий, галька, песок плотный с включением гравия и ракуши)	6000-10000

Примечание. В таблице приведены рекомендации для каменной постели средней толщины при : =0,25 0,40; при : <0,25 значения принимаются по нижней границе; при : >0,40 значения принимаются по верхней границе интервала значений в таблице.

3. Динамические расчетные схемы сооружений эстакадного типа, предназначенные для определения сейсмических нагрузок, следует представлять (черт.8);

в зависимости от наличия связей между секциями, либо в виде цепочки секций (см. черт.8 а), либо в виде отдельной секции (см. черт.8 б);

в зависимости от наличия высотных надстроек, либо без надстроек (см. черт.8 а, б), либо с надстройками (см. черт.8 в, г);

в зависимости от деформативности верхнего строения секции в горизонтальной плоскости, либо в виде жесткого диска (см. черт.8 а, б, в), либо в виде деформируемой конструкции (см. черт.8 г), опирающихся на упругие свайные опоры.

Черт.8. Динамические расчетные схемы сооружений эстакадного типа

а, б, в - верхнее строение в виде жестких дисков; г - верхнее строение в виде деформируемой конструкции

Верхнее строение секции следует представлять в виде жесткого диска, если параметры секции удовлетворяют неравенству

, (6)

где - коэффициент горизонтальной жесткости свайного поля при смещении секции, кН/м;

- длина секции (плиты), м;

- изгибная жесткость конструкции верхнего строения в горизонтальной плоскости, кН/м . Коэффициенты жесткости свайного поля определяются по формулам

, (7)

где - коэффициент горизонтальной жесткости свайного поля при повороте секции, кНм;

- смешанный коэффициент жесткости, характеризующий наличие эксцентриситета по длине между центром массы секции , располагающимся в начале координат, и центром жесткости свайного поля (черт.9), кН;

, , - коэффициенты жесткости р-й сваи соответственно при смещении ее в направлении осей и и при повороте в горизонтальной плоскости, кН/м и кНм;

, - координаты р-й сваи относительно центра масс секции ( - в направлении сейсмического воздействия, - в перпендикулярном направлении), м;

- число свай в секции.

Черт.9. Схема перемещений жесткой плиты ростверка

При определении массы секции кроме массы верхнего строения и оборудования следует учитывать массу временных грузов на причале в размере 0,8 от расчетной и приведенную к уровню плиты массу свай с присоединенной к ним массой воды

, (8)

, (9)

где - безразмерный коэффициент, определяемый по графику на черт.10 в зависимости от величины ;

- погонная масса сваи, т;

, - соответственно расчетная длина сваи и длина ее участка, находящегося в воде, м;

- диаметр или сторона поперечного сечения сваи, м;

** - погонная жесткость ригеля, МН·м;

_______________

** Соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".

- погонная жесткость сваи, МН·м;

Черт.10. Зависимость коэффициента от соотношения

Для причальных сооружений эстакадного типа учет эксцентриситета между центром масс секции и центром жесткости свайного поля (см. черт.9) является обязательным. При этом среднеквадратическое отклонение случайного эксцентриситета следует принимать не менее 0,015 .

Каждый диск должен обладать двумя степенями свободы: перемещением центра массы секции в направлении сейсмического воздействия и углом поворота в горизонтальной плоскости, где - номер секции.

В расчетных схемах МКЭ каждая сосредоточенная масса обладает одной степенью свободы - смещением в направлении сейсмического воздействия.

В пределах длины деформируемой в горизонтальной плоскости секции число узлов концентрации масс следует принимать не менее ( - количество свайных рядов) и по возможности совмещать их с узлами пересечения конструктивных элементов.

Динамическую расчетную схему устойчивости подпричального откоса следует представлять в дискретном виде МКЭ (см. черт.11)

Черт.11. Динамическая расчетная схема подпричального откоса набережной

а - поперечный разрез причала; б - расчетная схема МКЭ для расчетов устойчивости; 1 - уголковая стенка; 2 - грунт основания, 3 - грунт откоса; 4 - грунт засыпки

Границы расчетной схемы следует назначать за пределами зоны возможных кривых скольжения.

Остальные требования см. п.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Рекомендуемое

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 219; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 19 20 21 22 23 24 25 262728 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!