СП 287.1325800.2016 Действует

10.2.10 Устойчивость гравитационных причальных сооружений на сдвиг вместе с постелью следует определять:

а) для случая постели, заглубленной в грунт основания (рисунок 10.3, а), скольжение по системе плоскостей МК, КЕ и ЕА – из условия

| (10.15)

где G1 – часть расчетного веса сооружения, передающая давление на грунт в плоскости подошвы постели на участке FK, определяемая по формуле

| (10.16)

G2 – расчетный вес каменной постели в контуре ЕСДК, определяемый по формуле

| (10.17)

G3 – расчетный вес засыпки в контуре ВСЕ, равный

| (10.18)

fr – коэффициент трения каменной постели по грунту основания, принимаемый равным tgr;

Еp – удерживающая горизонтальная сила от грунта засыпки, определяемая по одной из формул:

- сопротивление грунта засыпки в контуре ABE

; | (10.19)

- пассивное давление грунта

| (10.20)

В расчет по формуле (10.15) вводится меньшее из полученных значений;

'max и 'min – то же, что в 10.2.6, с передней и тыловой сторон от собственного веса сооружения соответственно, включая вес грунта, вертикальную составляющую активного давления грунта и временных нагрузок, определяемые по формуле (10.10) при tпк = 0;

b0 – отрезок ширины постели, м;

к и з – удельные веса соответственно каменной наброски и засыпки с учетом взвешивания, кН/м3;

m0 – заложение откоса котлована;

р – коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта, принимаемый в соответствии с Г.15 приложения Г;

б) для случая постели на поверхности грунта основания (рисунок 10.3, б):

скольжение по плоскостям МК и КЕ – по формуле (10.15) при G3 = 0 и Еp = 0;

скольжение по наклонной плоскости ME – по формуле

| (10.21)

где Fп – сумма проекций на плоскость сдвига ЕМ расчетных сил, действующих выше этой плоскости, определяемая по формуле

| (10.22)

Gп – сумма проекций расчетных сил, действующих выше плоскости сдвига ME, на нормаль к этой плоскости, определяемая по формуле

| (10.23)

fк – коэффициент внутреннего трения каменной наброски, который допускается принимать равным

| (10.24)

Gн – расчетный вес части постели в контуре ЕСМ, определяемый по формуле

| (10.25)

– угол между подошвой стенки и плоскостью сдвига ME, град.

tппtппσ'maxσ'maxtппtпп п пσ'minσ'minσ'minσ'minσ'maxσ'max

а) – при постели, заглубленной в грунт основания; б) – при постели, расположенной на поверхности грунта основания

Рисунок 10.3 – Эпюры краевых напряжений по контакту каменной постели и основания

10.2.11 При расчете общей устойчивости гравитационных причальных сооружений по схеме глубинного сдвига в предположении скольжения по круглоцилиндрическим поверхностям следует руководствоваться разделом 9.

10.2.12 Расчет причальных сооружений из оболочек большого диаметра (см.10.33–10.35) следует выполнять согласно требованиям раздела 7.

При статических расчетах оболочек большого диаметра следует учитывать условия работы конструкции сооружения на стадии эксплуатации и в 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 проводят в целях прогнозирования деформаций сооружения – осадок, кренов, горизонтальных смещений, а также раскрытия трещин в железобетонных сечениях.

10.3 Расчет причальных сооружений из массивовой кладки

10.3.1 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.

10.3.2 При расчете причальных сооружений из массивовой кладки следует рассматривать пять схем загружения территории (рисунок 10.4, а):

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

- схема II – 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;

- схема III – 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;

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

- схема V – по разделу 9 при расчете на общую устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (сдвига) (рисунок 10.5).

10.3.3 Предварительные размеры сооружений из массивовой кладки следует назначать:

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

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

Высоту пустотелых массивов следует назначать из условия

| (10.26)

где h – высота массива, м;

b – ширина массива, м;

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

t – толщина стен, м;

Rbt1 и Rbt2 – расчетные сопротивления бетона на растяжение при бетоне класса по прочности на сжатие В10 и проектируемого класса бетона пустотелого массива соответственно, кПа.

a) – 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 [15]; q – нормативная нагрузка

Рисунок 10.4 – Расчетные схемы загружения причала из кладки массивов

П р и м е ч а н и е – См. обозначения в 10.3.

Рисунок 10.5 – Схема расположения эксплуатационных нагрузок при расчете причала на общую устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения

10.3.4 Распорное давление на стенку из кладки массивов от собственного веса грунта и временных нагрузок определяется в соответствии с указаниями раздела 8 с учетом трения материала засыпки по тыловой плоскости стенки (по плоскости восприятия распора). При этом следует иметь в виду, что:

а) угол трения материала засыпки по грунту в пределах высоты надстройки принимают равным углу внутреннего трения материала засыпки з;

б) угол трения каменной наброски по тыловой поверхности бетонных массивов в пределах высоты разгрузочной призмы принимают равным 0,667к (к – угол внутреннего трения каменной наброски);

в) угол трения материала засыпки по тыловой поверхности бетонных массивов принимают равным 0,667з;

г) в стенке из пустотелых бетонных массивов расчетными плоскостями восприятия бокового давления грунта следует принимать условную вертикальную плоскость ab (рисунок 10.4, б), проходящую через тыловую кромку консоли массива (в пределах верхних курсов массивов), наклонную грань bс консольного выступа сооружения и тыловую вертикальную грань cd нижних курсов массивов; при этом коэффициенты горизонтальной составляющей бокового давления грунта рекомендуется определять по формулам (Г.4)–(Г.8) приложения Г.

10.3.5 В пределах высоты надстройки при расчете ее на устойчивость угол наклона плоскости восприятия распора в грунте засыпки и соответствующий ему угол обрушения определяются в соответствии с Г.4 приложения Г.

П р и м е ч а н и е – При надстройках высотой до 3 м и временной нормативной нагрузке q 40 кПа плоскость восприятия распора вертикальна, и угол обрушения вычисляют при = 0 и S = 0.

10.3.6 В пределах каменной разгрузочной призмы эпюру активного давления строят по Г.5 приложения Г. Ординаты pai дополнительного давления от пригрузки грунта рассчитываются по формуле (Г.9).

В указанном случае (рисунок 10.6) ординаты pai равны:

- в точке А

| (10.27)

- в точке Б

| (10.28)

- в точке А'

| (10.29)

- в точке Б'

| (10.30)

где

| (10.31)

| (10.32)

а и ак – коэффициенты активного давления соответственно грунта засыпки и камня разгрузочной призмы.

Остальные обозначения принимаются по рисунку 10.6.

10.3.7 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

| (10.33)

- момент от пары сил

| (10.34)

где Sq – поперечная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая по указаниям СП 38.13330, кН;

lс – длина секции, м;

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

П р и м е ч а н и е – См. обозначения в 10.3.

Рисунок 10.6 – Расчетная схема определения дополнительного давления на причал при наличии каменной разгрузочной призмы

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

| (10.35)

где Sп – продольная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая в соответствии с указаниями СП 38.13330, кН;

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

10.3.9 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 10.2.4–10.2.10, 10.3.2, 10.3.4–10.3.8.

П р и м е ч а н и я

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

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 равным 0,5 для бетона по постели и бетона по бетону.

5 При расчете устойчивости на сдвиг по швам кладки пустотелых массивов следует отдельно учитывать силы трения бетона и заполнения полости массива верхнего курса по бетону и заполнению полости массивов нижнего курса соответственно, определяя значение и распределение вертикального давления, нормальную и касательную составляющие бокового давления от заполнителя внутренней полости массивов аналогично давлению в силосах в соответствии с Г.10 приложения Г.

10.3.10 При расчете несущей способности и прочности консольного свеса верхнего курса массивов рекомендуется принимать плечо консоли bк = bс+0,33b (bс – свес полки, b – ширина нижележащего опорного массива, рисунок 10.7). Прочность консольного свеса массива следует рассчитывать 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 СП 41.13330.2012, пункты 7.4 и 7.9.

10.3.11 Расчет лицевой плиты железобетонной надстройки на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями СП 41.13330.2012, пункты 7.4 и 7.9.

При расчете прочности монтажных устройств массивов нагрузку от собственного веса следует вводить в расчет с коэффициентом динамичности 1,4 согласно СП 63.13330.

Рисунок 10.7 – Схема расчета прочности консольного свеса массива

10.4 Расчет уголковых причальных сооружений контрфорсного типа

10.4.1 Причальные сооружения контрфорсного типа следует рассчитывать при трех схемах загружения территории причала (рисунок 10.8):

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

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

- схема III – в соответствии с указаниями 9.2.2.

10.4.2 Активное давление грунта с учетом временных нагрузок, расположенных на территории причала, определяется в соответствии с указаниями раздела 8.

Примечание – См. обозначения в 10.3.

Рисунок 10.8 – Расчетные схемы загружения причала для конструкции контрфорсного типа

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

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

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

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

10.4.4 Расчеты уголковых стенок контрфорсного типа на плоский сдвиг, а также определение нормальных контактных напряжений и толщины постели выполняют по указаниям 10.2.4–10.2.10, 10.4.1–10.4.3.

10.4.5 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 8 и 10.1.30, и эпюры трения грунта о контрфорсы, принимаемой треугольной формы с вершиной у верха конструкции.

При расстоянии между контрфорсами 4 м основание эпюры трения принимают 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 выполняют 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.

10.4.6 Лицевую плиту контрфорсной стенки в вертикальном направлении рассчитывают по схеме тавровой консольной балки на нагрузку от горизонтальной составляющей швартовного усилия, перпендикулярной кордону, с учетом указаний 10.4.3, и на нагрузку от распора с учетом указаний 10.4.2. Сбор нагрузок на контрфорс проводят с ширины, равной сумме прилегающих полупролетов.

10.4.7 Фундаментную плиту рассчитывают с учетом неполноты контакта поверхности плиты с постелью на суммарную нагрузку от реактивного давления постели снизу. Вертикальные нагрузки складываются из пригрузки сверху, 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 (рисунки 10.9 и 10.10), равной 0,5lbbb, где bb – ширина переднего выступа плиты, м; lb – длина фундаментной плиты вдоль кордона, м.

При этом краевые контактные напряжения определяют по формуле

| (10.36)

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

А – площадь плиты в контуре АВСDЕF (рисунок 10.9), 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 АВСDЕF, определяемые по формулам:

| (10.37)

| (10.38)

Wx и Wy – моменты сопротивления площади подошвы фундаментной плиты в контуре АВСDЕF относительно соответствующих осей, определяемые по формулам:

| (10.39)

| (10.40)

где Jx и Jy – моменты инерции площади подошвы фундаментной плиты в контуре АВСDЕF 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 (рисунок 10.10) передний выступ следует рассчитывать в направлении, перпендикулярном линии кордона, по схеме консольной балки.