ВСН 193-81/Минтрансстрой Инструкция по учету сейсмических воздействий при проектировании горных транспортных тоннелей

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

3.1. Расчет тоннельных обделок на сейсмические воздействия следует проводить по первой группе предельных состояний.

3.2. Расчеты проводятся на основные сочетания нагрузок, особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых (кроме сейсмических) нагрузок; особое сочетание, состоящее из постоянных, длительных нагрузок и сейсмического воздействия.

3.3. Рассчитывать конструкции тоннелей на сейсмические воздействия следует с учетом свойств окружающих обделку грунтов и конструкции обделки методами теории упругости или строительной механики.

3.4. Порядок расчетов с учетом сейсмических воздействий следующий:

уточняют сейсмичность площадки строительства тоннеля;

выбирают расчетную сейсмичность конструкций тоннеля согласно табл.1;

тоннель разбивают на отдельные участки в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий и типов применяемой обделки для каждого из участков;

выбирают методику расчета каждого участка на сейсмическое воздействие в соответствии с п.3.15 настоящей Инструкции;

определяют расчетные усилия в элементах обделки, порталах от статических и сейсмических воздействий;

проверяют несущую способность (прочность) конструкций обделки и прочность конструкций по максимальным усилиям, определяемым в результате сравнения расчетов, выполненных согласно п.3.2.

3.5. Обделки тоннелей глубокого заложения (заложение шелыги свода не менее трех максимальных поперечных размеров выработки) рассчитывают на действие сейсмических волн сжатия-растяжения и сдвига с учетом всех возможных направлений их действия в плоскости поперечного сечения тоннеля.

3.6. Расчет шарнирных обделок участков тоннелей глубокого заложения допускается производить на действие контактных напряжений, определяемых методами теории упругости как для монолитных обделок, а определение усилий производить методами строительной механики с учетом шарниров и т.п.

3.7. В случае, если расчет обделок на статические нагрузки ведется методами строительной механики, нагрузку от сейсмического воздействия определяют методом теории упругости и суммируют ее со статической нагрузкой.

В случае, если расчет обделок ведется методами теории упругости, напряженное состояние от статических и от сейсмических воздействий определяют отдельно и суммируют их.

3.8. Расчет обделок участков тоннелей мелкого заложения проводится на действие инерционных сил от масс грунта и собственного веса конструкций при вертикальном и горизонтальном направлениях сейсмического воздействия.

3.9. Расчет портальных подпорных стен проводится на действие горизонтальной составляющей инерционных сил от массы грунта и собственного веса конструкций.

3.10. При расчете тоннелей на особое сочетание с учетом сейсмических воздействий коэффициент сочетания принимается равным 1.

3.11. Расчетные значения инерционных нагрузок от собственного веса конструкций и от массы грунта следует определять в соответствии с главой СНиП по строительству в сейсмических районах.

3.12. Интенсивность горизонтального инерционного давления грунта на припортальные подпорные стены допускается определять по формулам

                             (2)

где - коэффициент сейсмичности, равный 0,025, 0,05 и 0,1 при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно;

- расчетное значение объемной массы грунта засыпки, т/м;

- толщина расчетного слоя грунта, принимаемая равной расстоянию от подошвы фундамента подпорной стены до расчетной поверхности грунта.

3.13. При расчете тоннелей на действия сейсмических волн сжатия-растяжения и сдвига сейсмические нормальные ( и ) и касательные () напряжения, возникающие в массиве на бесконечности по произвольным взаимно-перпендикулярным направлениям и , следует определять по формулам

;                                                    (3)

;                                                    (4)