СП 32-106-2004 Метрополитены. Дополнительные сооружения и устройства

7 ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СООРУЖЕНИЙ

7.1 Целью расчета является определение рациональных размеров и форм конструктивных элементов сооружений, при которых обеспечиваются оптимальные технико-экономические показатели метрополитена согласно 3.11. В качестве базового варианта могут рассматриваться существующие (типовые для данных условий) конструкции сооружений.

При наличии требований, указанных в задании на проектирование, в расчетах могут определяться степень повреждения конструкций, снижение их несущей способности и других эксплуатационных качеств (водонепроницаемость, герметичность и т.п.) при параметрах воздействий, превышающих расчетные, в пределах, позволяющих обеспечить ограниченное функционирование сооружений в заданном объеме.

7.2 Расчетные схемы и математические модели строительных конструкций должны отражать действительные условия работы сооружений, отвечающие рассматриваемой расчетной ситуации. При этом учитываются факторы, определяющие напряженное и деформированное состояния, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой, пространственная работа конструкций, геометрическая и физическая нелинейности, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, наличие трещин в железобетонных конструкциях, накопление ущерба от действия средств поражения.

7.3 Конструкции сооружений необходимо рассчитывать на совместное действие статических и динамических нагрузок по 6.2 с учетом их неблагоприятного сочетания.

7.4 Расчет сооружений на действие динамических нагрузок выполнять для условий работы материала в упругой и пластической (упругопластической) стадиях с учетом:

- повышения прочностных характеристик материала при больших скоростях деформирования;

- рассеивания энергии и затухания колебаний за счет вязких свойств материала, в том числе прослойки и реактивного сопротивления грунта;

- нарастания прочности бетона во времени;

- изменения прочности и деформационных свойств материалов в условиях сложного напряженного состояния, а также вследствие предыдущих воздействий (при расчетах на многократное воздействие средств поражения).

7.5 При отсутствии нормативных методов расчет отдельных конструкций сооружений выполнять на основе результатов специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований.

7.6 Расчеты с целью определения уровней защищенности ограждающих конструкций станций, тоннелей мелкого и глубокого заложения выполнять с учетом окружающей их геологической среды в следующем составе:

- расчет возводимых в нескальных грунтах протяженных цилиндрических сооружений некругового поперечного сечения в условиях плоской деформации;

- расчет возводимых в однородных скальных грунтах протяженных цилиндрических сооружений некругового поперечного сечения в условиях плоской деформации;

- расчет протяженных цилиндрических сооружений некругового поперечного сечения, возводимых в грунтовых массивах при наличии слоев грунтов с различными механическими свойствами;

- расчет железобетонных конструкций в виде плоских рам, частично или полностью заглубленных в грунт;

- расчет плоских железобетонных рам при действии кратковременных динамических нагрузок.

7.7 Расчеты несущей способности для оценки эффективности вариантов выполнять по четырем предельным состояниям:

- первое (1а), связанное с возможностью нарушения герметичности обделок станций и перегонов;

- второе (1б), соответствующее нагрузкам, превышение которых приводит к возникновению значительных повреждений обделок и возможности поражения укрываемых людей;

- третье (1в), соответствующее исчерпанию несущей способности ограждающих конструкций. Превышение этого состояния связано с обрушением конструкций, частичным завалом сооружений, нарушением функционирования коммуникаций и технических систем;

- четвертое (1г), соответствующее полному разрушению сооружений.

На основании расчетов определять параметры движения и напряженно-деформированного состояния обделки во времени при радиальных колебаниях.

7.8 Динамические расчеты обделок с учетом пластических свойств материалов конструкции и грунта выполнять исходя из следующих предпосылок:

- рассматривается протяженное подземное сооружение, обделка которого выполнена в виде некругового цилиндра с направляющей в виде гладкой замкнутой кривой;

- предполагается плоское деформирование грунтового массива и обделки;

- на границе между обделкой и контуром выработки имеются односторонний контакт и сухое трение;

- для описания напряженно-деформированного состояния обделки используются соотношения теории оболочек средней толщины с учетом поперечного сдвига и инерции вращения сечения;

- учитывается упругопластическое деформирование материалов конструкций (бетона и арматуры) и грунта;