РТМ 31.3013-77

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

РУКОВОДСТВО ПО РАСЧЕТУ МОРСКИХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ОБОЛОЧЕК БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Дата введения 1978-01-01

РАЗРАБОТАН Черноморниипроектом - Одесским филиалом Государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института морского транспорта (Союзморниипроект)

Зам. директора по научной работе - канд. техн. наук В.Д.Костюков.

Руководитель разработки - канд. техн. наук Я.Н.Фельдман.

Исполнитель И.П.Иванцова.

Одесским институтом инженеров морского флота (ОИИМФ)

Проректор по научной работе - канд. техн. наук П.С.Никеров.

Руководитель темы - докт. техн. наук Ф.М.Шихиев.

Исполнители: канд. техн. наук В.И.Николау и канд. техн. наук П.И.Яковлев.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) Минтрансстроя (раздел 3).

Зам. директора по научной работе - канд. техн. наук Г.Д.Хасхачих.

Руководитель разработки - канд. техн. наук В.И.Руденко.

Исполнители: Л.Д.Брагина и Г.М.Мельдзихов.

ВНЕСЕН Черноморниипроектом - Одесским филиалом Государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института морского транспорта (Союзморниипроект).

Зам. директора по научной работе - канд. техн. наук В.Д.Костюков.

Зав. лабораторией исследований конструкций портовых сооружений - канд. техн. наук В.С.Зеленский.

УТВЕРЖДЕН Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект).

Главный инженер А.А.Ларин.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института морского транспорта (Союзморниипроект) от 12 июля 1977 г. N 190 с 1 января 1978 г.

ВЗАМЕН

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство предназначено для расчета морских причальных и оградительных сооружений гравитационного типа из оболочек большого диаметра (цилиндрических или полигональных) с отношением диаметра оболочки к высоте сооружения не менее 0,7, устанавливаемых на каменную постель (тип А) или непосредственно на грунт основания (тип Б) (рис.1 и 2).

1.2. Требования настоящего Руководства распространяются на проектирование причальных и оградительных сооружений II-IV классов капитальности в морских портах и на судоремонтных заводах из предусмотренных главой СНиП по основным положениям проектирования и классификации зданий и сооружений. По общим вопросам проектирования причальных и оградительных сооружений надлежит руководствоваться требованиями главы СНиП по основным положениям проектирования морских гидротехнических сооружений, норм технологического проектирования морских портов и других действующих нормативных документов по проектированию и строительству морских гидротехнических сооружений.

1.3. Рекомендации настоящего Руководства не распространяются на сооружения, возводимые в сейсмических районах, в зонах распространения вечномерзлых, просадочных и заторфованных грунтов, на территориях, подверженных оползням, карстам и в других специфических условиях.

1.4. Целесообразность применения оболочек большого диаметра устанавливают на основании технико-экономических сопоставлений вариантов конструкций, принимаемых для условий строительства проектируемого объекта.

1.5. Сооружения из оболочек большого диаметра рекомендуется применять на скальных, крупноблочных, песчаных и глинистых грунтах оснований при глубинах, определяемых согласно Приложению 2. Не рекомендуется применение конструкций из оболочек большого диаметра на илах без специального обоснования.

1.6. Конструкцию оболочки и верхнего строения выполняют как из монолитного железобетона, так и из сборных железобетонных элементов. Выбор способа изготовления должен осуществляться в зависимости от условий строительства и возможностей строительных организаций на основании сопоставления технико-экономических показателей вариантов.

1.7. Основные требования к конструированию сооружений из оболочек большого диаметра приведены в Приложении 3.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Расчет причальных и оградительных сооружений из оболочек большого диаметра, их конструктивных элементов и оснований следует производить по предельным состояниям на нагрузки и воздействия, указанные в настоящем разделе.

2.2. Характер и значение нагрузок, воздействий и сочетаний необходимо определять в соответствии с требованиями глав СНиП на основания зданий и сооружений, на основания гидротехнических сооружений и на нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).

2.3. По характеру действия нагрузки и воздействия разделяются на постоянные и временные; временные нагрузки подразделяются на длительные, кратковременные и особые.

2.4. К постоянным нагрузкам и воздействиям относятся:

сила тяжести грунта внутренней засыпки, засыпки пазухи и балластного слоя;

нагрузки от постоянных сооружений технологического назначения;

сила тяжести оболочки и верхнего строения;

боковое давление грунта внутри и снаружи оболочки от его массы и постоянных нагрузок, расположенных на его поверхности;

давление грунта основания (для заглубленных оболочек) от его массы.

2.5. К временным длительно действующим нагрузкам и воздействиям относятся:

нагрузки от транспортных и перегрузочных машин, расположенных на территории причала;

нагрузки от складируемых грузов;

боковое давление грунта от влияния временных нагрузок на территории причала.

2.6. К кратковременно действующим нагрузкам и воздействиям относятся:

нагрузка от натяжения швартовов при действии на судно ветра и течения;

нагрузка от навала судна при его подходе к причальному сооружению;

нагрузка от навала на причальное сооружение пришвартованного судна при действии ветра и течения;

волновая нагрузка при подходе гребня и впадины;

ледовые нагрузки;

ветровые нагрузки;

нагрузки, возникающие при транспортировке и монтаже отдельных элементов конструкции и всего блока в сборе в процессе строительства.

2.7. При учете совместного действия нагрузок следует составлять сочетания из постоянных, временных длительно действующих и одной из возможных кратковременно действующих нагрузок и воздействий. Сочетания нагрузок и воздействий должны быть установлены в соответствии с физической возможностью одновременного их действия на сооружение. Для расчета оболочки или отдельных элементов оболочки и верхнего строения необходимо принимать наиболее неблагоприятные сочетания и положения нагрузок, причем любая временная нагрузка не должна вводиться в сочетание, если она улучшает работу рассчитываемого элемента.

2.8. Нормальную и касательную составляющие давления грунта внутренней засыпки на оболочку следует определять так же, как для сооружений силосного типа с учетом особенностей передачи давления от балластного слоя и временных нагрузок и изменения по высоте величины объемной массы внутренней засыпки согласно Приложению 4.

2.9. Давление грунта на причальное сооружение из оболочек большого диаметра от его массы и расположенных на нем постоянных и временных нагрузок рекомендуется определять по методу Кулона на условную вертикальную плоскость, касающуюся оболочек с тыловой стороны в пределах высоты оболочки, и на условную наклонную плоскость в пределах надстройки согласно Приложению 5.

2.10. Пассивное давление грунта на заглубленную часть оболочки рекомендуется определять по методу В.В.Соколовского и С.С.Голушкевича, учитывающему криволинейный характер поверхностей скольжения в призме отпора, на условную вертикальную плоскость, касающуюся оболочек, согласно Приложению 5.

2.11. Величину и распределение эпюры волнового воздействия по вертикали в расчетах оградительных сооружений следует определять как для плоской стенки, в соответствии с рекомендациями п.2.2 с учетом перераспределения давления в плане. Перераспределенная эпюра нормального волнового давления на оболочку определяется согласно Приложению 6.

2.12. Расчет элементов верхнего строения по первой (по несущей способности) и второй (по деформациям) группам предельных состояний следует производить на действие следующих нагрузок:

давления грунта засыпки с учетом действия эксплуатационных временных крановых нагрузок и нагрузок от складируемых грузов;

нагрузок от судов (швартовных, удар и навал);

силы тяжести надстройки;

силы тяжести балластного слоя.

3. РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ОБОЛОЧЕК БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

3.1. Расчет сооружений из оболочек большого диаметра по несущей способности следует выполнять для обеспечения прочности конструкции оболочки, элементов верхнего строения, основания сооружения и устойчивости сооружения на нескальных основаниях, а также для предотвращения сдвига оболочки по подошве и ее опрокидывания.

3.2. Расчеты прочности сечений оболочки, отдельных ее элементов, узлов и соединений следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами по расчету по предельным состояниям железобетонных и металлических конструкций гидротехнических сооружений. При этом принимают следующие значения коэффициентов условий работы :

для сечений вертикальных железобетонных элементов надстройки с работающей тыловой гранью 1,15;

для фундаментных плит надстройки, шарнирно-опертых на оболочку, при действии изгибающих моментов и поперечных сил 0,9;

для остальных сечений и элементов 1,0.

3.3. Усилия в элементах надстройки вычисляют как для набережных уголкового типа, в соответствии с действующими ведомственными нормативными документами.

3.4. Лицевые плиты надстройки следует рассчитывать совместно с контрфорсами на общую прочность как консольные балки таврового сечения переменной высоты, заделанные в фундаментную плиту.

3.5. Фундаментные плиты надстройки следует рассчитывать как плиты, частично опертые по контуру, или как балки на нагрузки, возникающие в строительный и эксплуатационный периоды. При этом должны учитываться условия опирания плит на оболочки: шарнирное - при свободном опирании и жесткое - при омоноличивании фундаментной плиты с оболочкой.

3.6. Оболочки следует рассчитывать на общую и местную прочность в соответствии с указаниями глав СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций и бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений. Расчет общей прочности оболочки необходимо выполнять на нагрузки, действующие на всю оболочку, а расчет местной прочности - на усилия, действующие непосредственно в элементах или в узлах соединений.

3.7. Прочность оболочки должна проверяться по наибольшим величинам усилий, возникающих в ее сечениях в результате взаимодействия с грунтовой средой, волнами, верхним строением и основанием, и включает следующие расчеты:

проверку достаточности толщины стенки оболочки и площади арматуры;

расчет прочности узлов соединений элементов сборных оболочек.

3.8. Статический расчет оболочек большого диаметра должен учитывать условия работы конструкции в эксплуатационный и строительный периоды, а также при монтаже монолитных и сборных оболочек в процессе их подъема, транспортировки и погружения.

3.9. Напряженное и деформированное состояние оболочки характеризуется тремя состояниями:

нулевым напряженным и деформированным состоянием оболочки под действием осесимметричных нагрузок, не вызывающих моментного состояния в продольном направлении (масса оболочки, действие силосного давления и осесимметричная составляющая воздействий от верхнего строения балластного слоя и временных нагрузок);

элементарным напряженным и деформированным состоянием пустотелой балки кольцевого сечения, являющейся основной системой;

дополнительным напряженным и деформированным состоянием, отражающим статическую неопределимость оболочки и характеризующим в сочетании с первыми двумя действительную работу оболочки.

3.10. Нулевое напряженное состояние под действием силосного давления характеризуется возникновением в оболочке поперечного нормального усилия, определяемого следующей формулой:

,                                                          (1)

где - горизонтальное нормальное давление на контур оболочки от внутренней засыпки, определяемое согласно Приложению 4 настоящего Руководства.

3.11. Усилия в пустотелой балке и ее перемещения рекомендуется определять методами сопротивления материалов. При этом продольное нормальное усилие и сдвигающее усилие должны определяться по следующим формулам:

;                                                       (2)