Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Тоннели и метрополитены arrow РД 31.31.39-86 Руководство по проектированию свайных пирсов и набережных для строительства в сейсмич  
21.07.2018
    
РД 31.31.39-86 Руководство по проектированию свайных пирсов и набережных для строительства в сейсмич

Государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский
институт морского транспорта

(СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ)

Дальневосточный филиал

ДАЛЬМОРНИИПРОЕКТ

СОГЛАСОВАНО

Главный инженер Союзморниипроекта

__________________ Ю.А.Ильницкий

18.02.1986г.

Директор

ИСМИС АН ГССР

__________________Ш.Г.Напетваридзе

16 сентября 1985г.

УТВЕРЖДАЮ

Главный инженер СоюзморНИИпроекта

_______________ Ю.А.Ильницкий

11.03.1986

РУКОВОДСТВО
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙНЫХ ПИРСОВ
И НАБЕРЕЖНЫХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

РД 31.31.39-86

Главный инженер

Дальморниипроекта

________________ А.Ф.Кожевников

28 ноября 1985г.

г. Владивосток 1986

РАЗРАБОТАНО   Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта "Союзморниипроект"

Дальневосточный филиал "ДАЛЬМОРНИИПРОЕКТ"

Главный инженер                                А.Ф.Кожевников

Руководитель разработки,

отв. исполнитель к.т.н.                        Л.Ф.Штанько

Исполнители:                                       Г.М.Кузнецова

                                                                                         С.И. Чернышев

СОГЛАСОВАНО Институтом строительной механики и сейсмостойкости АН Грузинской ССР

Директор член-корр. АН ГССР          Ш.Г.Напетваридзе

УТВЕРЖДЕНО    Распоряжением главного инженера института "Союзморниипроект" от 11.03.86г. № 33

СОДЕРЖАНИЕ

 TOC o "2-3" h z "Заголовок 1;1" 1. Общие положения. 2 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400300035000000

2. Сейсмическое воздействие. 2 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400300036000000

3. Динамические расчётные схемы.. 3 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400300037000000

4. Основные положения расчета. 5 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400300038000000

5. Расчет по спектральному методу. 5 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400300039000000

6. Основные требования к конструированию.. 7 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400310030000000

Приложение 1 Пример расчёта отдельной секции причала. 11 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400310032000000

Приложение 2 Пример расчёта причального сооружения, в виде цепочки секций. 13 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400310034000000

Приложение 3 Пример расчета отдельной секции причала с высотной надстройкой. 21 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400310036000000

Приложение 4 Определение сейсмических нагрузок, усилий и перемещений. 22 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400310038000000

Приложение 5 Общие рекомендации по расчёту спектральным методом.. 27 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400320030000000

Приложение 6 Основные положения вероятностного расчёта при оценке сейсмостойкости. 28 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400320032000000

Приложение 7 Обозначения и размерности величин, используемых в руководстве. 30 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400320034000000

Приложение 8 Определения принятых терминов и понятий. 31 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400320036000000

Приложение 9 Перечень использованных нормативных документов. 32 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003500330036003100300030003400320038000000

 

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙНЫХ ПИРСОВ И НАБЕРЕЖНЫХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

РД 31.31.39-86

Взамен РД 31.31.19-74

Срок введения в действие

установлен с 01.10.86

Руководство устанавливает основные положения расчета причальных сооружений эстакадного типа и расположенных на причалах высотных надстроек, возводимых в сейсмических районах, а также содержит требования к их конструированию.

Руководство разработано на основе главы СНиП II-7-81 и предназначено для проектирования причальных сооружений, располагаемых в районах с расчетной сейсмичностью от 7 до 9 баллов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Расчёты причальных сооружений на сейсмические воздействия должны включать:

оценку сейсмичности площадки строительства;

выбор динамических расчётных схем сооружений;

определение сейсмических нагрузок, возбуждаемых в сооружении при расчётном землетрясении;

проверки прочности конструкции, общей устойчивости сооружения и устойчивости подпричального откоса причальных сооружений с учётом действия сейсмических нагрузок;

оценку несущей способности свай на сжимающую или выдергивающую нагрузки в условиях сейсмического воздействия.

1.2. Сейсмичность площадки строительства следует устанавливать на основании данных сейсморайонирования территории СССР и сейсмического микрорайонирования в зависимости от структуры и категории грунтов основания, их водонасыщенности, а также с учётом расположения площадки на рельефе местности. При этом к грунтам основания следует относить грунты, расположенные ниже зоны условного защемления свай.

Для площадки строительства, расположенной у основания склона с крутизной более 15° и сложенной грунтами более низкой категория, чем у склона, расчётную сейсмичность следует увеличивать на 0,5 балла.

1.3. Определение сейсмических нагрузок, действующих на подпричальный откос, необходимо производить в соответствии с требованиями СНиП II-7-81 и РД 31.31.26-81. Размеры грунтового массива, включаемого в динамическую схему подпричального откоса, следует назначать по рекомендациям РД 31.31.26-81.

1.4. Проверки прочности конструкции, общей устойчивости сооружения и устойчивости подпричального откоса необходимо производить на сейсмические нагрузки совместно с другими видами нагрузок, входящих в особое сочетание нагрузок и воздействий, согласно действующим нормативным документам. Состав нагрузок особого сочетания определяется главами СНиП II-6-74, СНиП II-51-74, а также ВСН 3-80 (Минморфлота).

1.5. Оценку несущей способности свай на сжимающую или выдергивающую нагрузки в условиях сейсмического воздействия следует производить согласно требованиям главы СНиП II-17-77.

2. СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

2.1. Расчёты причальных сооружений эстакадного типа при оценке их сейсмостойкости допускается выполнять для случая сейсмического воздействия горизонтального направления, как наиболее опасного для сооружения.

2.2. При проверке прочности конструктивных элементов причальных сооружений и высотных надстроек расчёт выполняется для двух случаев, когда расчётное направление сейсмического воздействия перпендикулярно продольной оси сооружения и когда совпадает с ней.

2.3. При проверке общей устойчивости сооружения и устойчивости подпричального откоса направление сейсмического воздействия принимается перпендикулярным продольной оси сооружения.

2.4. Вертикальное направление сейсмического воздействия необходимо учитывать согласно СНиП II-7-81, а также при проверке несущей способности свайных опор по грунту на действие сжимающих и выдергивающих нагрузок.

3. ДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТНЫЕ СХЕМЫ

3.1. Динамические расчётные схемы следует представлять:

в зависимости от наличия связей между секциями в виде отдельной секции, либо в виде цепочки секций;

в зависимости от деформативного верхнего строения секции и горизонтальной плоскости - в виде деформируемой конструкции (плиты или балки), либо в виде жёсткого диска, опирающихся на упругие свайные опоры;

в зависимости от наличия высотных надстроек - с надстройками либо без надстроек.

Варианты динамических расчётных схем представлены на рис.1, а также в справочных приложениях 1-3.

3.2. Динамические расчётные схемы следует представлять в дискретном виде, концентрируя массу сооружения в узловых точках. Узлы концентрации масс рекомендуется располагать равномерно по сооружению и при возможности совмещать с узлами пересечения конструктивных элементов различных направлений. В пределах длины деформируемой в горизонтальной плоскости секции число узлов концентрации масс следует принимать не менее пяти.

Рис. 1. Варианты динамических расчетных схем:

а - в виде цепочки секций;

б, в, г - секции с высотными надстройками

При концентрации масс допускается использовать правило "грузовых площадей", собирая в узел массу с площади, ограниченной половинами смежных пролётов между узлами.

Сравнительно более жёсткие блоки в пределах динамической расчётной схемы допускается представлять в виде абсолютно жёстких дисков. Каждый жёсткий диск рассматривается обладающим двумя степенями свободы: перемещением V центра масс диска в направлении сейсмического воздействия и углом поворота φ в горизонтальной плоскости (рис.2). В остальных случаях каждая сосредоточенная масса обладает одной степенью свободы - смещением в направлении сейсмического воздействия.

3.3. Верхнее строение секции допускается представлять в виде жёсткого диска, если параметры секции удовлетворяют неравенству

,                                                        (1)

где Кvv - суммарный коэффициент горизонтальной жёсткости свайного поля секции, определяемый по п.3.5, кH/м;

L - длина секции, м;

EJ - жёсткость конструкции верхнего строения на изгиб в горизонтальной плоскости, кН·м2.

3.4. При определении массы секции следует учитывать:

массу верхнего строения, включая массу оборудования;

массу временных грузов на причале в размере 0,8 от расчётной массы;

приведённую к уровню плиты массу свай и присоединённой к ним воды.

Приведённую к верхнему строению массу свай и присоединённой к ним воды допускается определять по формуле

,                                                  (2)

где mp - интенсивность массы р-й сваи с присоединённой к ней водой, т/м;

lp - расчётная длина р-й сваи, измеряемая от плиты верхнего строения до уровня защемления сваи в грунте, определяемая по ВСH 3-80/Минморфлота, м.

Присоединённую к сваям массу воды следует определять в соответствии со СНиП II-7-81.

3.5. Коэффициенты горизонтальной жёсткости свай следует определять в соответствии с требованиями СНиП II-17-77, ВCН 3-80/Минморфлот и РД 31.31.27-81.

Коэффициенты жёсткости свайного поля секции причала при представлении плиты в виде жёсткого диска определяются по формулам

, ,                                               (3)

,

где Кvv - коэффициент горизонтальной жёсткости свайного поля секции при её смещении, кН/м;

Кφφ - коэффициент горизонтальной жёсткости свайного поля секции при её повороте, кН·м;

Кφv = К - смешанный коэффициент жёсткости, характеризующий наличие эксцентриситета по длине между центром масс секции (начало координат) и центром жёсткости свайного поля, кН;

Срх, Срy, Срφ - коэффициенты жёсткости р-й сваи или свайной опоры соответственно при смещении её в направлении осей x, y и при повороте в горизонтальной плоскости, кН/м, кН/м и кН·м;

Рис. 2. Схемы перемещений секций в плане:

а) - для жёсткого диска;

б) - для деформируемой конструкции верхнего строения;

x, y - координатные оси в горизонтальной плоскости плиты;

у’ - координатная ось переместившейся плиты;

М - центр масс плиты;

G - центр жёсткости свайного поля;

е - эксцентриситет;

V - перемещение центра масс плиты;

φ - угол поворота плиты;

Vк - перемещение узла К.

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

n - число свай в секции.

4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

4.1. Сейсмические нагрузки, возникающие при землетрясении в причальном сооружении и высотных надстройках, необходимо определять, исходя из рассмотрения совместных сейсмических колебаний сооружения и надстроек.

На стадии предварительных расчётов по выбору конструкции причальных сооружений и высотных надстроек допускается сейсмические нагрузки определять, исходя из рассмотрения сейсмических колебаний отдельно причального сооружения и отдельно надстройки. При этом необходимо учитывать взаимное влияние расчленяемых подсистем согласно рекомендуемому приложению 4.

4.2. Определение сейсмических нагрузок, вызываемых их действием перемещений сооружения и внутренних усилий в элементах конструкции, следует выполнять с использованием спектрального подхода (см. раздел 5 настоящего Руководства и справочное приложение 5).

Расчёты акселерограммы следует производить для случаев оговоренных в СНиП II-7-81.

4.3. Возникающие при землетрясении сейсмические нагрузки и вызываемые ими внутренние усилия в элементах конструкции рекомендуется определять в виде сумму среднего значения искомой величины и случайной составляющей, обусловленной возможными случайными изменениями (отклонениями) от средних значений параметров динамических расчётных схем (масс, жёсткостей, эксцентриситета между центрами масс и жёсткости) и параметров прогнозируемого землетрясения (расчётное ускорение основания Ag, спектральная кривая коэффициента динамичности β).

Расчётные значения искомых величин необходимо определять с обеспеченностью не ниже 0,95. Алгоритм указанных вероятностных методов расчёта приведён в рекомендуемом приложении 6.

4.4. Для причальных сооружений эстакадного типа учёт эксцентриситета между центрами масс секции и центрами жёсткости свайного поля (см. рис. 2) является обязательным. При этом среднеквадратическое отклонение случайного эксцентриситета  следует принимать не менее 0,015L, где L - линейный горизонтальный размер секции в направлении, перпендикулярном направлению сейсмического воздействия (см. пример расчёта в приложении 5).

5. РАСЧЕТ ПО СПЕКТРАЛЬНОМУ МЕТОДУ

5.1. Расчётная сейсмическая нагрузка, действующая в направлении к-й степени свободы и соответствующая i-му тону собственных колебаний сооружения, определяется по формуле

,                                                        (4)

где k1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения, принимаемый для причальных сооружений равным 0,25;

kψ - коэффициент диссипации, принимаемый для причальных сооружений эстакадного типа равным 1,2;

mk - коэффициент инерции для k-й степени свободы динамической схемы сооружения равен, массе Mk для перемещений Vk и моменту инерции массы θk для углов поворота φk, т и т·м2;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

А - коэффициент сейсмичности, принимаемый равным 0,1; 0,2; 0,4 для расчётной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно, и уточняемый согласно п.1.3;

ηki - коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i-му тону, определяемый по формуле (5), для приближённых расчётов рекомендуется приложение 3;

βi - коэффициент динамичности, соответствующий i-му тону собственных колебаний, принимаемый по рис.3.

Примечания: 1. Вычисляемая по формуле (4) сейсмическая нагрузка .в зависимости от типа к-й степени свободы представляет собой: сейсмическую силу - при смещении V, и сейсмический момент - при угле поворота φ.

2. Формулы для определения сейсмических сил и сейсмических моментов, периодов и форм собственных колебаний приведены в рекомендуемом приложении 3.

5.2. Для причальных сооружений эстакадного типа коэффициенты формы следует определять по формуле

,                                                      (5)

где xki - относительное обобщённое перемещение сооружения в направлении k-й степени свободы (смещение V или угол поворота φ) при его собственных колебаниях по i-му тону;

r - текущий номер степени свободы динамической расчётной схемы;

ns - число степеней свободы, совпадающих с направлением сейсмического воздействия (число степеней свободы, характеризующих перемещения);

n - общее число степеней свободы динамической расчётной схемы, включая и перемещения, и углы поворота.

Рис. 3. Коэффициент динамичности β для грунтов I, II, III категории

5.3. Перемещение узла динамической расчётной схемы в направлении k-й степени свободы, обусловленное действием сейсмических нагрузок, вычисленных по формуле (4), определятся по формуле

,                                                              (6)

где i - круговая частота собственных колебаний сооружения, соответствующая i-му тону, с-1.

5.4. Для секции причала, у которой плита представлена жёстким диском, усилия, возникающие в р-й свае от действия сейсмических нагрузок, определяются по формулам

,                                        (7)

где Vi и φi - смещение центра масс секции и угол её поворота, вычисленные по формуле (6), м и рад.

5.5. Для цепочки жёстких секций, соединённых между собой связями, препятствующими относительному смещению соединяемых концов секций в поперечном направлении, усилия в связях необходимо определять при сейсмическом воздействии, перпендикулярном продольной оси сооружения, по формуле

                                     (8)

где ak, bk - расстояния от центра масс k-й секции до её правого и левого концов соответственно, м;

Ck,k+1 - коэффициент жёсткости связи, соединяющей k-ю и (k + 1)-ю секции, кН/м.

5.6. Результирующие усилия в элементах конструкции либо перемещения узлов при учёте ν формы колебаний следует определять по формуле

,                                                                  (9)

где Ni - значение внутреннего усилия или обобщённого перемещения в рассматриваемом сечении или узле от действия сейсмической нагрузки Ski, соответствующий i- му тону колебаний.

Примечание. Суммировать по формуле (9) следует величины, используемые в основных формулах расчёта конструкции по первому и второму предельным состояниям.

5.7. Ширину антисейсмического шва, исключающего соударение соседних секций при сейсмических колебаниях, необходимо определять при сейсмическом воздействии, совпадающем с направлением продольной оси сооружения, по формуле

,                                                   (10)

где Uk - амплитуда перемещения k-й секции при сейсмических колебаниях в направлении соседней (k+1) секции, мм;

Δt - зазор, требуемый для свободного температурного расширения соседних секций, мм.

Амплитуду колебаний Uk допускается определять по формуле

,                                                          (11)

где ωk - частота собственных колебаний k-й секции, определяемая по формуле (12),

                                                            (12)

Примечание. Коэффициент kuu характеризует жёсткость свайного поля k-й секции при смещении плиты секции в направлении соседней (k+1)-й секции (на рис. 1.a в направлении оси y)

                                                        (13)

6. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУИРОВАНИЮ

6.1. Конструирование причальных сооружений эстакадного типа необходимо осуществлять с соблюдением требований главы СНиП II-51-74, главы СНиП II-7-81, ВСН 3-80 / Минморфлота, а также с учётом требований настоящего раздела.

6.2. Протяжённые сооружения следует разделять на отдельные секции антисейсмическими швами, которые целесообразно совмещать с температурно-осадочными швами.

Длину секций принимать в соответствии с указаниями ВСН 3-80 / Минморфлота.

Антисейсмические швы должны разделять секции по всей высоте. Ширину антисейсмических швов следует назначать по результатам расчёта и принимать не менее 40 мм.

Вертикальные антисейсмические швы в бортовых балках, плитах покрытий верхнего строения должны закрываться компенсаторами или нащельниками из оцинкованной стали, алюминия или пластмассы, не препятствующих взаимному перемещению.

Горизонтальные антисейсмические швы между секциями заполняются упругими прокладками, не препятствующими горизонтальным смещениям секций. В качестве прокладок следует применять ленты из пенопласта, пороизола, губчатой резины и других упругих материалов.

Конструкция перекрытия антисейсмических швов не должна препятствовать взаимным горизонтальным перемещениям секций во всех направлениях и должна исключать возможность возникновения случайных связей, не предусмотренных проектом.

Целесообразность соединения секций между собой специальными связями, препятствующими относительному сдвигу секций в направлении, перпендикулярном продольной оси сооружения, устанавливается по результатам расчёта на основное сочетание нагрузок с учётом сил навала судов и на особое сочетание нагрузок с учётом сейсмических сил. При этом конструкция связей должна исключать возможность их хрупкого разрушения при сейсмических колебаниях.

Рекомендуемая конструкция связей между секциями показана на рис.4.

6.3. Сборные железобетонные плиты верхнего строения каждой секции должны быть надёжно замоноличены. Стыкование сборных железобетонных плит следует выполнять в соответствии с указаниями Руководства по проектированию морских причальных сооружений РД 31.31.27-81.

В том случае, когда в продольных рёбрах плит не предусмотрены выпуски арматуры, в конструкции стыков замоноличивания должны быть устроены шпонки по продольным рёбрам. Зазоры между продольными рёбрами плит должны непрерывно армироваться каркасами с последующим их заполнением монолитным бетоном (рис.5).

6.4. В качестве опор сооружений эстакадного типа необходимо применять сваи в виде стальных труб либо предварительно напряжённых центрифугированных железобетонных оболочек. Применение в качестве опор призматических железобетонных свай для района строительства с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов не допускается.

При проектировании предварительно напряжённых железобетонных свай-оболочек и ригелей необходимо, чтобы предельный изгибающий момент из условия, прочности превышал не менее чем на 25% изгибающий момент из условия трещиностойкости.

6.5. Сваи необходимо погружать до глубин залегания плотных, устойчивых к сотрясениям грунтов. Опирание нижних концов свай на рыхлые водонасыщенные грунты, глинистые грунты мягко-пластичной, текучепластичной и текучей консистенции не допускается.

6.6. Верхние концы свай должны быть жёстко заделаны в ригель при ригельной конструкции верхнего строения и в плиту при плитной конструкции.

Для придания большей жёсткости замоноличенным стыкам ригелей со сваями необходимо применять безусадочный цемент, предусматривать мероприятия, препятствующие усадке бетона замоноличивания.

Рис. 4. Конструкция связи между секциями причала:

1 - плоский стержень; 2 - труба; 3 - бетон омоноличевания; 4 - анкерующая арматура; 5 - сборный ригель

Pиc. 5. Конструкция стыка замоноличивания между продольными ребрами сборных плит покрытия причала:

1 - полки плит покрытия; 2 - цементно-бетонное покрытие; 3 - бетон марки М400 на мелком заполнителе; 4 - каркас; 5 - шпонка

Узлы соединения железобетонных ригелей с железобетонными сваями-оболочками должны быть усилены применением сборных сеток, спиралей или замкнутых хомутов с учётом знакопеременных нагрузок, на расстоянии, равном полуторной высоте сечения.

При проектировании рам следует предусматривать такое соотношение несущих способностей сваи и ригелей, при котором зоны пластичности возникают в первую очередь в ригелях.

6.7. Горизонтальную жёсткость сооружений при необходимости следует обеспечивать применением наклонных свай либо введением в рамы диагональных связей, которые должны быть установлены в крайние по длине секции свайные ряды. Головы наклонных и вертикальных свай следует жёстко соединять между собой.

6.8. В конструкциях причальных сооружений следует предусматривать мероприятия, способствующие снижению возникающих при землетрясении сейсмических сил, включающие постановку пластических поглотителей энергии колебаний (энергопоглотителей), гасителей колебаний или сейсмоизоляцию плиты верхнего строения.

При проектировании конструкций энергопоглотителей следует:

а) отдавать предпочтение энергопоглотителям кольцевого или экструзионного типов;

б) энергопоглотители вводить в диагональные связи, устанавливаемые в рамах, образованные сваями и ригелями;

в) размеры сечений энергопоглотителей подбирать из расчёта, чтобы при возникновении в них пластических шарниров, напряжения в диагональных связях не превышали расчётных сопротивлений.

Рекомендуемые типы энергопоглотителя и схема его установки в сооружении показаны на рис.6.

При устройстве сейсмоизоляции верхнего строения необходимо исключить передачу на него судовых нагрузок.

Рис. 6. Варианты причальных сооружений:

а - с энергопоглотителями кольцевого типа;

б - с энергопоглотителями экструзионного типа

1 - верхнее строение; 2 - свайный фундамент; 3 - диагональные связи; 4 - ригель; 5 - энергопоглотитель кольцевого типа; 6 - прямоугольный стержневой контур с упругопластическими шарнирами (по авторскому свидетельству №. 1074985)

Рис. 7. Причальное сооружение эстакадного типа с сейсмоизоляцией (по авторскому свидетельству № 721503):

1 - верхнее строение; 2 - ограничители перемещений; 3 - ригель; 4 - сейсмоизоляторы; 5 - свайный фундамент; 6 - демфирующие пластины; 7 - козловые опоры

Рис. 8. Конструкции сейсмоизоляторов:

1 - верхнее строение; 2- ригель; 3 - балансир; 4 - резиновая опора; 5 - антифрикционные прокладки; ( по авторским свидетельствам №480796, 897961, 1021718); 6 - опорные плиты

Рекомендуемая конструкция причального сооружения с сейсмоизолированным верхним строением показана на рис. 7 и 8.

При выполнении отмеченных мероприятий оценку сейсмостойкости сооружений необходимо осуществлять путём расчёта на акселерограмму в соответствии с рекомендациями СНиП II-7-81.

Ответственный исполнитель,

рук. разработки, рук.НИОИИС,

канд. техн. наук                                                                                 Л.Ф.Штанько

Рук. группы стандартизации

и метрологии                                                                                     Г.И.Парфёнова

Исполнители:

Зав. сектором НИОИИС                                                                   Г.М.Кузнецова

Зав. сектором НИОИИС                                                                   С.И.Чернышов

Нормоконтролёр                                                                               С.И.Храпко

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЁТА ОТДЕЛЬНОЙ СЕКЦИИ ПРИЧАЛА

1. УСЛОВИЯ ПРИМЕРА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Требуется определить сейсмические нагрузки, действующие на технологическую секцию нефтепирса (рис.1.1), строящегося в районе с сейсмичностью 8 баллов.

Размеры плиты верхнего строения секции в плане равны L ´ B=76 ´ 38 м. Глубина у причала равна 13 м.

Конструктивно верхнее строение секции выполнено в виде сборно-монолитной плиты коробчатого сечения общей высотой 2,7 м.

Плита расположена на 63-х железобетонных предварительно-напряжённых сваях-оболочках (рис.2) с наружным диаметром 1,6 м и толщиной стенки 0,15 м. Сваи погружены в суглинки с гравием и галькой на глубину 10 м. По классификации СНиП II-7-81 указанные грунты относятся к грунтам II категории.

Последовательность расчёта принимается в соответствии со справочным приложением 5.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНЕРЦИОННЫХ И жЁСТКОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕКЦИИ

Масса плиты секции с учётом массы технологического оборудования (стендеров, операторской башни и т.д.), а также приведённых к плите массы свай и присоединённой к ним воды М = 10,24·103 т. Момент инерции массы секции θ = 56,9·105 т м2.

Центр массы секции расположен на расстоянии 0,6 м вправо от центра плиты (см. рис. 1.2).

Рис. 1.1 Схема нефтепирса

Рис. 1.2. План свайного поля технологической секции (размеры в метрах)

Коэффициенты жёсткости свай при смещении её голова (Срх, Сру) и при повороте Срφ в горизонтальной плоскости определяются по формулам

,      ,                                                (1.1)

где EJ, GJp - жёсткость сваи на изгиб и кручение соответственно;

l, lкр - расчётные длины свай при изгибе и кручении соответственно.

По результатам расчёта получено:

EJ = 76·105 кН·м2, GJp = 61·105 кН·м2, l = 17,9 м, lкр = 20,0 м.

Коэффициенты жёсткости свай равны

Срxру=15,95·103 кН/м, Срφ=30,4·104 кН·м.

Коэффициенты жёсткости свайного поля, вычисленные по формулам (3) Рyкoвoдcтвa, равны

Kvv=106 кH/м, Kvφ= -12·105 кН, Кφφ=62·107 кН·м.

Конструктивный эксцентриситет по длине секции между центром мacc и центром жёсткости свайного поля равен

                                                 (1.2)

что составляет 1,6% от длины секции L.

В соответствии с п.1.1 рекомендуемого приложения 4 расчёты производятся с учётом случайного эксцентриситета .

Таким образом, диапазон изменения эксцентриситета принимается от минус 3,5 до 1,1 м, или в процентах - от минус 4,5% до 1,5%L.

Дальнейшие расчёты выполняются для трёх значений эксцентриситета.

                                              (1.3)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДОВ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИНАМИЧНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ФОРМ

Частоты собственных колебаний секции определяются по формуле (4.4), а периоды по формуле (4.6) рекомендуемого приложения 4.

Используя полученные периоды, по графику на рис.3 основной части Руководства, соответствующему грунтам II категории, определяются коэффициенты динамичности β.

Коэффициенты формы определяются по графикам на рис.4.4 рекомендуемого приложения в зависимости от эксцентриситета (см. формулу (1.3) настоящего приложения) и параметра λ, определяемого по формуле (4.3) приложения 4 (λ = 1,12).

Результаты расчётов представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Динамические характеристики сооружения

Эксцентриситет е, м

Период, с

Коэффициент динамичности

Коэффициент формы

Т1

Т2

β1

β2

ηv1

ηφ1

ηv2

ηφ2

-3,5

0,670

0,576

1,64

1,91

0,70

0,0193

0,30

-0,0193

0

0,635

0,602

1,73

1,83

1,00

0

0

0

1,1

0,641

0,597

1,72

1,84

0,90

-0,0128

0,10

0,0128

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИЛ И УСИЛИЙ В КРАЙНИХ СВАЯХ

Сейсмическая сила и сейсмический момент определяются по формуле (4.1) рекомендуемого приложения 4. Исходными данными для определения сейсмических сил, помимо вычисленных ранее, являются:

K1 = 0,25; Kψ = 1,2; g = 9,8м/с2; А = 0,2.

Результаты расчёта представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Сейсмические силы и моменты

Эксцентриситет, е, м

Первая форма

Вторая форма

S1, кН

m1, кН·м

S2, кН

m2, кН·м

-3,5

6912

105890

3450

-123300

0

10416

0

0

0

1,1

9320

-73660

1108

-78800

Усилия в крайних сваях определяются по формулам (4.8) рекомендуемого приложения 4. В таблице 1.3 приведены результаты расчёта усилий Spx для каждой из двух форм колебаний секции, a также результирующие усилия, вычисленные по формуле (9) Руководства. При расчётах приняты координаты крайних свай слева ур = -36,6 м, и справа ур = 35,4 м.

Таблица 1.3

Сейсмические силы, действующие на сваи, кН

Эксцентриситет, е, м

Первая форма

Вторая форма

Результирующая

Sрхл

Sрхпр

Sрхл



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: