РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ

С.Р. ВЛАДИМИРСКИЙ

 

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МОСТОВ

Часть 2

Про­ек­ти­ро­ва­ние и рас­чет

 

Учеб­ное по­со­бие

 

Санкт-Пе­тер­бург

2006

УДК 624.21/(0.7)

 

Ре­цен­зен­ты: док­тор техн. на­ук, про­фес­сор В.Н. Смир­нов (ка­фед­ра «Мос­ты» ПГУПС); ин­же­нер С.П. До­ро­шен­ков (ЗАО «Пе­тер­бург-Дор­сер­вис»)

 

Вла­ди­мир­ский С.Р.

Вспо­мо­га­тель­ные со­ору­же­ния для строи­тель­ст­ва мос­тов. Ч. 2. Про­ек­ти­ро­ва­ние и рас­чет: Учеб. по­со­бие / Санкт-Пе­тер­бург­ский гос. ар­хит.-стро­ит. ун-т . – СПб., 2006. –   с.

 

В по­со­бии из­ло­же­ны нор­мы и пра­ви­ла про­ек­ти­ро­ва­ния спе­ци­аль­ных вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний и уст­ройств (СВСиУ), при­ме­няе­мых в мос­то-стpоении, тре­бо­ва­ния по на­груз­кам и воз­дей­ст­ви­ям на со­ору­же­ния. Рас­смот­ре­ны ме­то­ди­ки рас­че­та раз­лич­ных ти­пов СВСиУ, ил­лю­ст­ри­ро­ван­ные при­ме­ра­ми.

Пред­на­зна­че­но для сту­ден­тов всех форм обу­че­ния спе­ци­аль­но­сти «Мос­ты и транс­порт­ные тон­не­ли».

 

 

ã С.Р. Вла­ди­мир­ский, 2006. ã Санкт-Пе­тер­бург­ский го­су­дар­ст­вен­ный ар­хи­тек­тур­но-строи­тель­ный уни­вер­си­тет, 2006

 

Учеб­ное из­да­ние

 

Вла­ди­мир­ский Сер­гей Рос­ти­сла­во­вич

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МОСТОВ

Часть 2

Про­ек­ти­ро­ва­ние и рас­чет

 

Ре­дак­тор

Кор­рек­тор

Ком­пь­ю­тер­ная вер­ст­ка

 

Под­пи­са­но в пе­чать                  Фор­мат 60х84 1/16. Бум. оф­сет­ная.

Усл. печ. л.     Уч.-изд. л.     Ти­раж 100 экз. За­каз   . «С» 59.

 

Санкт-Пе­тер­бург­ский го­су­дар­ст­вен­ный ар­хи­тек­тур­но-
строи­тель­ный уни­вер­си­тет.

198005, СПб, 2-я Крас­но­ар­мей­ская ул., 4.

От­пе­ча­та­но на ри­зо­гра­фе. 198005, СПб, 2-я Крас­но­ар­мей­ская ул., 5.

ВВЕДЕНИЕ

В рам­ках учеб­ной дис­ци­п­ли­ны «Тех­но­ло­гия строи­тель­ст­ва мос­тов» сту­ден­ты вы­пол­ня­ют кур­со­вой про­ект, ко­то­рый вклю­ча­ет в се­бя про­ек­ти­ро­ва­ние тех­но­ло­ги­че­ских про­цес­сов и вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний [1].

На строи­тель­ст­ве боль­ших и вне­класс­ных мос­тов при­ме­ня­ет­ся це­лый ком­плекс спе­ци­аль­ных вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний и уст­ройств (СВСиУ), ко­то­рые об­ла­да­ют боль­шим раз­но­об­ра­зи­ем [2, 3]. Об­щая ха­рак­те­ри­сти­ка, клас­си­фи­ка­ция и при­ме­ры кон­ст­рук­ции СВСиУ при­ве­де­ны в час­ти 1 дан­но­го учеб­но­го по­со­бия [4].

В час­ти 2 по­со­бия со­дер­жат­ся ре­ко­мен­да­ции по кон­ст­руи­ро­ва­нию и рас­че­там СВСиУ раз­лич­но­го ти­па. Не­об­хо­ди­мость в ука­зан­ных све­де­ни­ях обу­слов­ле­на тем, что нор­ма­тив­ная и тех­ни­че­ская до­ку­мен­та­ция по вспо­мо­га­тель­ным со­ору­же­ни­ям име­ет­ся толь­ко в биб­лио­те­ках и ар­хи­вах про­ект­ных ор­га­ни­за­ций, по­это­му прак­ти­че­ски не­дос­туп­на сту­ден­там. Этим во­про­сам по­свя­ще­на весь­ма не­зна­чи­тель­ная часть учеб­но-ме­то­ди­че­ской ли­те­ра­ту­ры (мож­но при­вес­ти толь­ко еди­нич­ные при­ме­ры [5, 6]), а имею­щая­ся спра­воч­ная ли­те­ра­ту­ра по строи­тель­ст­ву мос­тов [7] в ос­нов­ном ус­та­ре­ла.

Дан­ное по­со­бие в оп­ре­де­лен­ной ме­ре при­зва­но вос­пол­нить ука­зан­ный про­бел в об­ра­зо­ва­нии бу­ду­щих мос­то­строи­те­лей.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Спе­ци­аль­ные вспо­мо­га­тель­ные со­ору­же­ния и уст­рой­ст­ва яв­ля­ют­ся не­отъ­ем­ле­мым эле­мен­том про­из­вод­ст­вен­ной сис­те­мы на строи­тель­ст­ве лю­бо­го мос­та. По­это­му про­ек­ти­ро­ва­ние СВСиУ вы­пол­ня­ют на всех ста­ди­ях раз­ра­бот­ки про­ект­ной до­ку­мен­та­ции мос­то­во­го со­ору­же­ния [8], [9][1].

В ста­дии ТЭО (про­ект, ин­же­нер­ный про­ект) в раз­де­ле «Ор­га­ни­за­ция строи­тель­ст­ва» оп­ре­де­ля­ют по­треб­ность в ти­пах СВСиУ, при­ме­няе­мых в них ма­те­риа­лах и кон­ст­рук­ци­ях. На вто­рой ста­дии про­ек­ти­ро­ва­ния со­став­ля­ют ра­бо­чую до­ку­мен­та­цию (РД), в ко­то­рой уже де­таль­но раз­ра­ба­ты­ва­ют кон­ст­рук­ции СВСиУ в увяз­ке с ре­ше­ния­ми по ос­нов­ным кон­ст­рук­ци­ям мос­та, при­ня­той ор­га­ни­за­ци­ей и тех­но­ло­ги­ей про­из­вод­ст­ва ра­бот.

Ос­нов­ные кон­ст­рук­ции мос­та на тех же ста­ди­ях про­ек­ти­ро­ва­ния долж­ны про­ве­рять­ся по нор­мам СНиП 2.05.03–84^* [10] для всех эта­пов мон­та­жа на дей­ст­вие строи­тель­ных на­гру­зок, воз­ни­каю­щих при со­вме­ст­ной ра­бо­те воз­во­ди­мой ос­нов­ной кон­ст­рук­ции и вспо­мо­га­тель­ной кон­ст­рук­ции.

Ра­бо­чая до­ку­мен­та­ция СВСиУ долж­на со­дер­жать: а) ра­бо­чие чер­те­жи кон­ст­рук­ций; б) тех­ни­че­ские тре­бо­ва­ния к из­го­тов­ле­нию кон­ст­рук­ций; в) ука­за­ния о по­ряд­ке за­гру­же­ния, ис­пы­та­ния и экс­плуа­та­ции вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний и кон­ст­рук­ций; г) рас­че­ты (рас­чет­ные лис­ты) – в не­об­хо­ди­мых слу­ча­ях; д) тех­ни­че­ские ре­ше­ния по обес­пе­че­нию безо­пас­но­сти ра­бо­таю­щих; е) ме­ро­прия­тия по обес­пе­че­нию ох­ра­ны ок­ру­жаю­щей при­род­ной сре­ды на пе­ри­од воз­ве­де­ния, ис­поль­зо­ва­ния и де­мон­та­жа дан­ных СВСиУ.

Кон­ст­рук­ции вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний долж­ны от­ве­чать тре­бо­ва­ни­ям ин­ду­ст­ри­аль­но-ско­ро­ст­но­го строи­тель­ст­ва, быть тех­но­ло­гич­ны­ми в из­го­тов­ле­нии, мон­та­же и де­мон­та­же, обес­пе­чи­вать удоб­ст­во и безо­пас­ность экс­плуа­та­ции. Тре­бо­ва­ние эко­но­мич­но­сти кон­ст­рук­тив­ных ре­ше­ний СВСиУ обес­пе­чи­ва­ет­ся за счет раз­ра­бот­ки в про­ек­те ва­ри­ан­тов и вы­бо­ра из них наи­бо­лее эф­фек­тив­ных ре­ше­ний. Как пра­ви­ло, СВСиУ долж­ны вы­пол­нять­ся из ин­вен­тар­ных кон­ст­рук­ций за­во­дско­го из­го­тов­ле­ния. При­ме­не­ние кон­ст­рук­ций ин­ди­ви­ду­аль­но­го про­ек­ти­ро­ва­ния, в том чис­ле де­ре­вян­ных, до­пус­ка­ет­ся при со­от­вет­ст­вую­щем обос­но­ва­нии.

Нор­мы про­ек­ти­ро­ва­ния ос­нов­ных кон­ст­рук­ций мос­тов не со­дер­жат ука­за­ний в час­ти вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний. По­это­му СНиП 2.05.03–84^* [10] и СНиП 3.06.04–91 [11] до­пол­не­ны от­дель­ны­ми нор­ма­ми и пра­ви­ла­ми про­ек­ти­ро­ва­ния вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний – СТП 136–99 [12].

2. ГАБАРИТЫ И ВЫСОТНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ
КОНСТРУКЦИЙ

Га­ба­ри­ты при­бли­же­ния строе­ний про­ек­ти­руе­мых со­ору­же­ний долж­ны от­ве­чать обыч­ным тре­бо­ва­ни­ям для же­лез­ных, ав­то­мо­биль­ных до­рог и внут­рен­них су­до­ход­ных пу­тей.

Под­мос­то­вые га­ба­ри­ты в про­све­тах под­мос­тей в пре­де­лах су­до­во­го и сплав­но­го фар­ва­те­ров ус­та­нав­ли­ва­ют­ся в за­ви­си­мо­сти от ха­рак­те­ра су­до­ход­ст­ва в пе­ри­од строи­тель­ст­ва. Вре­мен­ные со­ору­же­ния, на­хо­дя­щие­ся в су­до­ход­ных зо­нах мос­то­во­го пе­ре­хо­да, по­ми­мо ус­та­нов­ки сиг­наль­ных зна­ков, долж­ны быть обес­пе­че­ны от на­ва­ла об­ра­щаю­щих­ся в пе­ри­од строи­тель­ст­ва су­дов пу­тем соз­да­ния не­об­хо­ди­мых ус­ло­вий про­во­да су­дов в ство­ре мос­та. В осо­бых слу­ча­ях сле­ду­ет пре­ду­смат­ри­вать ус­та­нов­ку за­щит­ных ог­ра­ж­де­ний или рас­чет СВСиУ на на­вал су­дов. Все эти во­про­сы долж­ны со­гла­со­вы­вать­ся с ме­ст­ны­ми ор­га­на­ми реч­но­го фло­та.

На во­до­то­ках воз­вы­ше­ние кон­ст­рук­ций и про­све­ты ме­ж­ду опо­ра­ми сле­ду­ет ус­та­нав­ли­вать в за­ви­си­мо­сти от ме­ст­ных ус­ло­вий с уче­том сле­дую­щих тре­бо­ва­ний:

а) за ра­бо­чий уро­вень во­ды (РУВ) в про­ек­те при­ни­ма­ет­ся наи­выс­ший воз­мож­ный в пе­ри­од про­из­вод­ст­ва дан­но­го ви­да ра­бот се­зон­ный уро­вень во­ды, со­от­вет­ст­вую­щий рас­чет­но­му рас­хо­ду ве­ро­ят­но­стью пре­вы­ше­ния 10 %. При про­ек­ти­ро­ва­нии при­ча­лов и пла­ву­чих опор над­ле­жит учи­ты­вать так­же наи­низ­ший воз­мож­ный в пе­ри­од при­ме­не­ния СВСиУ дан­но­го ви­да уро­вень во­ды ве­ро­ят­но­стью по­ни­же­ния 10 %;

б) верх шпун­то­вых ог­ра­ж­де­ний, ящи­ков, пе­ре­мы­чек дол­жен воз­вы­шать­ся над РУВ не ме­нее, чем на 0,7 м, ис­кус­ст­вен­ных ост­ров­ков – на 0,5 м;

в) воз­вы­ше­ние ни­за про­лет­ных строе­ний ра­бо­чих мос­ти­ков, под­кра­но­вых эс­та­кад, под­мос­тей на не­су­до­ход­ных и не­сплав­ных ре­ках, а так­же в не­су­до­ход­ных про­ле­тах, долж­но быть не ме­нее 0,7 м над РУВ, а на во­до­то­ках с кар­че­хо­дом и се­ле­вы­ми по­то­ка­ми – не ме­нее 1,0 м;

г) на пе­ре­хо­дах с кар­че­хо­дом, се­ля­ми не ре­ко­мен­ду­ет­ся уст­раи­вать вспо­мо­га­тель­ные со­ору­же­ния в про­ле­тах ме­ж­ду ка­пи­таль­ны­ми опо­ра­ми. При не­об­хо­ди­мо­сти их уст­рой­ст­ва рас­стоя­ние ме­ж­ду опо­ра­ми под­мос­тей в све­ту долж­но быть не ме­нее 10 м и они долж­ны уст­раи­вать­ся в пе­ри­од наи­мень­шей ве­ро­ят­но­сти по­яв­ле­ния опас­ных воз­дей­ст­вий;

д) на пе­ре­хо­дах с на­ле­дя­ми сле­ду­ет из­бе­гать уст­рой­ст­ва про­ме­жу­точ­ных опор в пре­де­лах воз­мож­ной на­ле­ди. Низ кон­ст­рук­ции про­лет­ных строе­ний дол­жен воз­вы­шать­ся на 0,5 м над РУВ, со­от­вет­ст­вую­щим рас­чет­ной мощ­но­сти на­ле­ди.  

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ

По­сле­до­ва­тель­ность рас­че­та кон­ст­рук­ций вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний на си­ло­вые и иные воз­дей­ст­вия вклю­ча­ет сле­дую­щие эта­пы:

1. Ус­та­нов­ле­ние рас­чет­ной схе­мы со­ору­же­ния.

2. Сбор дей­ст­вую­щих на не­го на­гру­зок.

3. Оп­ре­де­ле­ние уси­лий в эле­мен­тах СВСиУ.

4. Про­вер­ку дос­та­точ­но­сти при­ня­тых се­че­ний эле­мен­тов и ус­той­чи­во­сти по­ло­же­ния кон­ст­рук­ций СВСиУ.

В оте­че­ст­вен­ной прак­ти­ке рас­чет кон­ст­рук­ций вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний и их ос­но­ва­ний на си­ло­вые и иные воз­дей­ст­вия про­из­во­дят по ме­то­ду пре­дель­ных со­стоя­ний.

На­пом­ним, что глав­ная идея ме­то­да пре­дель­ных со­стоя­ний за­клю­ча­ет­ся в рас­смот­ре­нии в рас­че­тах кон­крет­ных фи­зи­че­ских или гео­мет­ри­че­ских со­стоя­ний кон­ст­рук­ции, при ко­то­рых она пе­ре­ста­ет удов­ле­тво­рять предъ­яв­ляе­мым к ней тре­бо­ва­ни­ям. При­чем все воз­мож­ные пре­дель­ные со­стоя­ния объ­е­ди­не­ны в две груп­пы.

При рас­че­те СВСиУ на­сту­п­ле­ние пре­дель­но­го со­стоя­ния пер­вой груп­пы оз­на­ча­ет, что кон­ст­рук­ция ста­но­вит­ся пол­но­стью не­при­год­ной к ис­поль­зо­ва­нию. Это со­от­вет­ст­ву­ет ава­рий­ной си­туа­ции, вы­зван­ной по­те­рей не­су­щей спо­соб­но­сти вслед­ст­вие раз­ру­ше­ния, по­те­рей ус­той­чи­во­сти фор­мы (от про­доль­но­го из­ги­ба, об­щей или ме­ст­ной ус­той­чи­во­сти) или по­ло­же­ния в про­стран­ст­ве (от оп­ро­ки­ды­ва­ния или сдви­га), пе­ре­хо­дом кон­ст­рук­ции в из­ме­няе­мую сис­те­му и др.

На­сту­п­ле­ние пре­дель­но­го со­стоя­ния вто­рой груп­пы вы­зы­ва­ет лишь за­труд­не­ния в про­цес­се нор­маль­но­го ис­поль­зо­ва­ния со­ору­же­ния (уст­рой­ст­ва), свя­зан­ные с по­яв­ле­ни­ем чрез­мер­ных де­фор­ма­ций и пе­ре­ме­ще­ний (про­ги­бов, уг­лов по­во­ро­та, оса­док и др.).

Рас­че­ты как це­лых кон­ст­рук­ций, так и их эле­мен­тов, долж­ны га­ран­ти­ро­вать не­воз­мож­ность на­сту­п­ле­ния лю­бо­го из пе­ре­чис­лен­ных пре­дель­ных со­стоя­ний на всех ста­ди­ях ра­бо­ты со­ору­же­ния.

Рас­чет кон­ст­рук­ций СВСиУ и их ос­но­ва­ний по пер­вой груп­пе пре­дель­ных со­стоя­ний про­из­во­дит­ся на рас­чет­ные на­груз­ки, по вто­рой груп­пе пре­дель­ных со­стоя­ний – на нор­ма­тив­ные на­груз­ки и воз­дей­ст­вия. Рас­чет СВСиУ на вы­нос­ли­вость, тре­щи­но­стой­кость и сейс­ми­че­ские на­груз­ки не про­из­во­дит­ся.

Фи­зи­че­ский смысл рас­че­тов по пре­дель­ным со­стоя­ни­ям пер­вой груп­пы сво­дит­ся к то­му, что­бы мак­си­маль­но воз­мож­ное внут­рен­нее уси­лие F в се­че­нии эле­мен­та не пре­вы­ша­ло его ми­ни­маль­ной не­су­щей спо­соб­но­сти Ф, т.е. F £ Ф. Рас­че­ты по пре­дель­ным со­стоя­ни­ям вто­рой груп­пы име­ют так­же фор­му ог­ра­ни­че­ний, на­при­мер, про­ги­бов из­ги­бае­мых ба­лок f £ f_lim.

Дос­то­ин­ст­вом ме­то­да пре­дель­ных со­стоя­ний яв­ля­ет­ся воз­мож­ность раз­дель­но­го уче­та раз­лич­ных фак­то­ров с по­мо­щью сис­те­мы диф­фе­рен­ци­ро­ван­ных ко­эф­фи­ци­ен­тов за­па­са, что по­зво­ля­ет в наи­боль­шей сте­пе­ни при­бли­зить ре­зуль­та­ты рас­че­тов к дей­ст­ви­тель­ным ус­ло­ви­ям ра­бо­ты со­ору­же­ния под на­груз­ка­ми. При­ве­ден­ное вы­ше ус­ло­вие рас­че­та кон­ст­рук­ций на проч­ность мо­жет быть пред­став­ле­но в раз­вер­ну­том ви­де:

              F (р_i, v_i, 1 + m, g_fpi, g_fvi, h) £ Ф (А, R_n, g_m, g_n, m_j),                (3.1)

где p_i , v_i – со­от­вет­ст­вен­но ин­тен­сив­ность по­сто­ян­ной и вре­мен­ной вер­ти­каль­ной на­груз­ки i; 1 + m – ди­на­ми­че­ский ко­эф­фи­ци­ент; g_fpi, g_fvi – со­от­вет­ст­вен­но ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти по по­сто­ян­ной и вре­мен­ной на­груз­ке; h – ко­эф­фи­ци­ент со­че­та­ния на­гру­зок; А – гео­мет­ри­че­ский па­ра­метр по­пе­реч­но­го се­че­ния эле­мен­та (на­при­мер, пло­щадь); R_n – нор­ма­тив­ное со­про­тив­ле­ние ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ции си­ло­вым воз­дей­ст­ви­ям; g_m, g_n – со­от­вет­ст­вен­но ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти по ма­те­риа­лу и по на­зна­че­нию кон­ст­рук­ции; m_j  – ко­эф­фи­ци­ен­ты ус­ло­вий ра­бо­ты со­ору­же­ния.

Ко­эф­фи­ци­ен­ты на­деж­но­сти по по­сто­ян­ным и вре­мен­ным на­груз­кам g_fpi и g_fvi  учи­ты­ва­ют воз­мож­ность слу­чай­ных от­кло­не­ний дей­ст­ви­тель­ных на­гру­зок в не­бла­го­при­ят­ную сто­ро­ну от их нор­ма­тив­ных зна­че­ний.

На­груз­ки долж­ны при­ни­мать­ся при рас­че­тах в наи­бо­лее не­бла­го­при­ят­ных, воз­мож­ных на от­дель­ных эта­пах про­из­вод­ст­ва ра­бот, по­ло­же­ни­ях и со­че­та­ни­ях как для от­дель­ных эле­мен­тов, так и для СВСиУ в це­лом. По­сколь­ку ве­ро­ят­ность од­но­вре­мен­но­го дос­ти­же­ния на­груз­ка­ми мак­си­маль­ных зна­че­ний обыч­но не­ве­ли­ка, в рас­че­ты вво­дят ко­эф­фи­ци­ен­ты со­че­та­ний h £ 1.

Нор­ма­тив­ное со­про­тив­ле­ние ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ции R_n ус­та­нав­ли­ва­ет­ся нор­ма­ми по проч­но­сти кон­троль­ных об­раз­цов с обес­пе­чен­но­стью не ме­нее 0,95. Ко­эф­фи­ци­ен­ты на­деж­но­сти по ма­те­риа­лу g_m учи­ты­ва­ют воз­мож­ный раз­брос ме­ха­ни­че­ской проч­но­сти, а так­же раз­ли­чия в проч­но­сти ма­те­риа­ла ре­аль­ных эле­мен­тов и опыт­ных об­раз­цов. Ко­эф­фи­ци­ен­ты на­деж­но­сти по на­зна­че­нию g_n учи­ты­ва­ют сте­пень от­вет­ст­вен­но­сти и ка­пи­таль­но­сти со­ору­же­ний раз­лич­но­го на­зна­че­ния и зна­чи­мость по­след­ст­вий на­сту­п­ле­ния пре­дель­но­го со­стоя­ния. Ко­эф­фи­ци­ен­ты m_j от­ра­жа­ют ус­ло­вия ра­бо­ты от­дель­ных эле­мен­тов кон­ст­рук­ции, ус­лов­ность рас­чет­ной схе­мы, ме­то­да рас­че­та и дру­гих фак­то­ров, ко­то­рые не учи­ты­ва­ют­ся пря­мы­ми рас­че­та­ми. Про­ек­ти­ров­щи­ки обыч­но ис­поль­зу­ют не нор­ма­тив­ное R_n, а рас­чет­ное со­про­тив­ле­ние ма­те­риа­ла R = m₁ R_n / g_m.

Cтепень опас­но­сти на­сту­п­ле­ния ка­ж­до­го из пре­дель­ных со­стоя­ний раз­лич­на по сво­им по­след­ст­ви­ям, по­это­му ка­ж­дый вид рас­че­та вы­пол­ня­ют со сво­ей сис­те­мой ко­эф­фи­ци­ен­тов (табл. 3.1).

Таб­ли­ца 3.1

Сис­те­ма ко­эф­фи­ци­ен­тов ме­то­да пре­дель­ных со­стоя­ний для СВСиУ

Груп­па		Внут­рен­ние уси­лия N
пре­дель­но­го со­стоя­ния	Вид рас­че­та	от по­сто­ян­ных на­гру­зок	от вре­мен­ных на­гру­зок	Фор­ма про­вер­ки
I	Проч­ность	Sgfpi pi W	(1+m) gfv hv(a,l) w	N £ mj R A
	Ус­той­чи­вость фор­мы	– «» –	– «» –	N £ mj j R A
	Ус­той­чи­вость по­ло­же­ния	Sgfpi pi W	gfv h v(a,l) w	Mu £ m Mz / gn Qr £ m Qz / gn
II	Про­ги­бы и уг­лы по­во­ро­та	S pi W	h e v(a,l) w	f £ mj  f lim

 

В таб­ли­це 3.1 обо­зна­че­ны: N – обоб­щен­ное уси­лие в кон­ст­рук­ции (про­доль­ное уси­лие, из­ги­баю­щий мо­мент, по­пе­реч­ная си­ла); W, w – пол­ная пло­щадь ли­нии влия­ния уси­лия N и ее часть; j – ко­эф­фи­ци­ент про­доль­но­го из­ги­ба; M_u, M_z – со­от­вет­ст­вен­но мо­мент оп­ро­ки­ды­ваю­щих и удер­жи­ваю­щих сил; Q_r, Q _z – рас­чет­ная сдви­гаю­щая и удер­жи­ваю­щая си­ла; f, f_lim– со­от­вет­ст­вен­но пе­ре­ме­ще­ние рас­смат­ри­вае­мой точ­ки кон­ст­рук­ции и пре­дель­но до­пус­ти­мое ее пе­ре­ме­ще­ние.

Ука­за­ния по на­зна­че­нию ко­эф­фи­ци­ен­тов и их при­ме­не­нию в рас­че­тах кон­ст­рук­ций СВСиУ при­ве­де­ны в раз­де­лах 4–6.

Ус­той­чи­вость кон­ст­рук­ций про­тив оп­ро­ки­ды­ва­ния про­ве­ря­ют по фор­му­ле табл. 3.1, в ко­то­рой ко­эф­фи­ци­ент ус­ло­вий ра­бо­ты m при­ни­ма­ют для кон­ст­рук­ций, опи­раю­щих­ся на от­дель­ные опо­ры, рав­ным 0,95, для мас­сив­ных опор, ря­жей и кле­ток – 0,9; для шпун­то­вых сте­нок – со­глас­но п. 6.1;  – ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти по на­зна­че­нию, при­ни­ма­ет­ся рав­ным 1,1.

В рас­че­тах по ус­той­чи­во­сти по­ло­же­ния все оп­ро­ки­ды­ваю­щие си­лы при­ни­ма­ют с ко­эф­фи­ци­ен­том на­деж­но­сти по на­груз­ке  > 1, а все удер­жи­ваю­щие си­лы – с ко­эф­фи­ци­ен­том  < 1.

Ус­той­чи­вость кон­ст­рук­ций про­тив сдви­га про­ве­ря­ют опять же по фор­му­ле табл. 3.1, в ко­то­рой ко­эф­фи­ци­ент ус­ло­вий ра­бо­ты  при­ни­ма­ют рав­ным 0,9; ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти по на­зна­че­нию = 1,1. Сдви­гаю­щие си­лы при­ни­ма­ют с ко­эф­фи­ци­ен­та­ми на­деж­но­сти по на­груз­ке > 1, удер­жи­ваю­щие – с < 1.

В не­об­хо­ди­мых слу­ча­ях вы­пол­ня­ют и дру­гие ви­ды рас­че­тов, в ча­ст­но­сти: тя­го­вых уси­лий для пе­ре­ме­ще­ния кон­ст­рук­ций; те­п­ло­тех­ни­че­ские рас­че­ты опа­лу­бок при зим­нем бе­то­ни­ро­ва­нии; фильт­ра­ци­он­ные рас­че­ты ог­ра­ж­де­ний кот­ло­ва­нов опор; рас­че­ты ме­ст­ных раз­мы­вов у вспо­мо­га­тель­ных опор и шпун­то­вых ог­ра­ж­де­ний; элек­тро­тех­ни­че­ские рас­че­ты за­зем­ле­ния ме­тал­ло­кон­ст­рук­ций и т.д.

Про­ек­ти­ро­ва­ние вспо­мо­га­тель­ных эле­мен­тов, ра­бо­таю­щих в ста­дии мон­та­жа со­вме­ст­но с ос­нов­ной кон­ст­рук­ци­ей (со­еди­ни­тель­ные эле­мен­ты, шпрен­ге­ли, аван­бе­ки, при­ем­ные кон­со­ли, об­строй­ки по­сто­ян­ных опор и др.), сле­ду­ет про­из­во­дить по нор­мам СНиП 2.05.03-84* [10].

Рас­чет­ная схе­ма кон­ст­рук­ции СВСиУ долж­на со­от­вет­ст­во­вать ее про­ект­ной гео­мет­ри­че­ской схе­ме с уче­том кон­ст­рук­тив­ных ре­ше­ний для ка­ж­до­го эта­па про­из­вод­ст­ва ра­бот и по­ряд­ка за­гру­же­ния кон­ст­рук­ции. Оп­ре­де­ле­ние уси­лий в эле­мен­тах кон­ст­рук­ции про­из­во­дит­ся в пред­по­ло­же­нии уп­ру­гой ра­бо­ты ма­те­риа­ла, строи­тель­ный подъ­ем и де­фор­ма­ции под на­груз­кой при на­зна­че­нии рас­чет­ной схе­мы не учи­ты­ва­ют­ся.

В ре­аль­ной про­ект­ной прак­ти­ке мно­гие рас­че­ты СВСиУ вы­пол­ня­ют с ис­поль­зо­ва­ни­ем ком­пь­ю­тер­ных про­грамм. В кур­со­вом про­ек­те это­го де­лать не ре­ко­мен­ду­ет­ся – толь­ко про­из­во­дя рас­чет вруч­ную, сту­дент смо­жет дос­ко­наль­но про­чув­ст­во­вать «иг­ру сил» в кон­ст­рук­ции. Уме­ние сво­бод­но и уве­рен­но вы­пол­нять не­слож­ные рас­че­ты, что на­зы­ва­ет­ся, «с лис­та», без ком­пь­ю­те­ра и тол­стых спра­воч­ни­ков – од­но из со­став­ляю­щих «ис­кус­ст­ва ин­же­не­ра».

В от­ли­чие от ос­нов­ных кон­ст­рук­ций, при про­ек­ти­ро­ва­нии вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний, как пра­ви­ло, стре­мят­ся ре­аль­ную про­стран­ст­вен­ную кон­ст­рук­цию рас­чле­нять на от­дель­ные пло­ские схе­мы, сво­дить рас­чет к про­стым и по­нят­ным ста­ти­че­ски оп­ре­де­ли­мым схе­мам: раз­рез­ным бал­кам, сжа­тым или сжа­то-изо­гну­тым стерж­ням. Та­кой под­ход да­ет воз­мож­ность экс­пресс-оцен­ки си­туа­ций в ус­ло­ви­ях строи­тель­ной пло­щад­ки, и к это­му дол­жен быть го­тов бу­ду­щий ин­же­нер-тех­но­лог и кон­ст­рук­тор.

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

Ос­нов­ные кон­ст­рук­ции мос­тов рас­счи­ты­ва­ют на по­сто­ян­ные и вре­мен­ные на­груз­ки с уче­том дол­го­сроч­ной пер­спек­ти­вы (при­мер – на­груз­ка С14 же­лез­но­до­рож­ных мос­тов). В от­ли­чие от это­го рас­чет вре­мен­ных со­ору­же­ний про­из­во­дят на ре­аль­ные на­груз­ки, дей­ст­вую­щие на них в ста­дии строи­тель­ст­ва объ­ек­та.

4.1. Ком­плекс рас­чет­ных на­гру­зок

Кон­ст­рук­ции СВСиУ рас­счи­ты­ва­ют в со­от­вет­ст­вии с СТП 136–99 [12] на ком­плекс на­гру­зок, ука­зан­ных в табл. 4.1.

Таб­ли­ца 4.1

На­груз­ки и ко­эф­фи­ци­ен­ты на­деж­но­сти для рас­че­та СВСиУ

№№ п/п	На­име­но­ва­ние на­гру­зок и воз­дей­ст­вий	Ко­эф­фи-ци­ен­ты на­деж-нос­ти gfp, gfv
	А. По­сто­ян­ные
1.	Соб­ст­вен­ный вес кон­ст­рук­ций: – из ин­вен­тар­ных сталь­ных кон­ст­рук­ций – де­ре­вян­ных – уте­п­ляю­щих сло­ев опа­луб­ки	1,1 (0,9) 1,2 (0,9) 1,3 (0,8)
2.	Дав­ле­ние от ве­са грун­та: – вер­ти­каль­ное – го­ри­зон­таль­ное	1,2 (0,9) 1,2 (0,8)
3.	Гид­ро­ста­ти­че­ское дав­ле­ние во­ды	1,0
4.	Гид­ро­ди­на­ми­че­ское дав­ле­ние во­ды (вклю­чая вол­но­вое)	1,2 (0,75)
	Б. Вре­мен­ные тех­но­ло­ги­че­ские
5.	Вес воз­во­ди­мых кон­ст­рук­ций	1,1 (0,9)
6.	Вес скла­ди­руе­мых ма­те­риа­лов и гру­зов	1,3 (0,8)
7.	Вес лю­дей, ин­ст­ру­мен­та и мел­ко­го тех­но­ло­ги­че­ско­го обо­ру­до­ва­ния	1,3 (0,7)
8.	Вес строи­тель­ных ма­шин (кра­нов, ко­пров и т.д.) и тех­но­ло­ги­че­ско­го обо­ру­до­ва­ния	1,1 (0,9)
9.	Го­ри­зон­таль­ные инер­ци­он­ные на­груз­ки от ра­бо­ты ма­шин	1,1 (1,0)
10.	Вес транс­порт­ных средств	1,2 (0,9)
11.	Го­ри­зон­таль­ные на­груз­ки от транс­порт­ных средств	1,1 (1,0)
12.	Воз­дей­ст­вие дом­кра­тов при ре­гу­ли­ро­ва­нии уси­лий в воз­во­ди­мых кон­ст­рук­ци­ях: – вин­то­вых – гид­рав­ли­че­ских, в том чис­ле объ­е­ди­нен­ных в ба­та­рею	1,2 1,3
13.	Воз­дей­ст­вие ис­кус­ст­вен­но­го ре­гу­ли­ро­ва­ния в кон­ст­рук­ци­ях СВСиУ	1,3 (0,8)
14.	Си­ла тре­ния при пе­ре­ме­ще­нии кон­ст­рук­ций и гру­зов: – на кат­ках – на те­леж­ках – на са­лаз­ках и по­ли­мер­ных уст­рой­ст­вах сколь­же­ния	1,1 1,2 1,3
15.	По­пе­реч­ные го­ри­зон­таль­ные си­лы при пе­ре­ме­ще­нии кон­ст­рук­ций и гру­зов	1,1
16.	На­груз­ки от бе­тон­ной сме­си при ее ук­лад­ке и виб­ри­ро­ва­нии	1,3
	В. Вре­мен­ные про­чие
17.	Вет­ро­вая на­груз­ка	1,0
18.	Ле­до­вая на­груз­ка	1,0
19.	На­груз­ка от на­ва­ла су­дов	1,0
20.	Тем­пе­ра­тур­ные кли­ма­ти­че­ские воз­дей­ст­вия	1,0
21.	Воз­дей­ст­вие осад­ки грун­та	1,0
22.	На­груз­ка от на­ез­да ав­то­ма­шин	1,0

Рас­чет­ное зна­че­ние лю­бой на­груз­ки из табл. 4.1 оп­ре­де­ля­ют как про­из­ве­де­ние ее нор­ма­тив­но­го зна­че­ния на ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти по на­груз­ке g_fp или g_fv (см. фор­му­лу (3.1)).

Ука­зан­ные в табл. 4.1 ко­эф­фи­ци­ен­ты на­деж­но­сти по на­груз­ке g_fp, g_fv при­ни­ма­ют­ся по ка­ж­дой стро­ке оди­на­ко­вы­ми в пре­де­лах це­лой час­ти со­ору­же­ния (про­лет­но­го строе­ния, под­мос­тей, приз­мы об­ру­ше­ния и т.д.), за ис­клю­че­ни­ем рас­че­та на ус­той­чи­вость по­ло­же­ния кон­ст­рук­ции. Зна­че­ния ко­эф­фи­ци­ен­тов, ука­зан­ные в скоб­ках, сле­ду­ет при­ме­нять в слу­ча­ях, ко­гда при не­вы­год­ном со­че­та­нии на­гру­зок уве­ли­чи­ва­ет­ся их сум­мар­ное воз­дей­ст­вие на эле­мен­ты кон­ст­рук­ции. В ча­ст­но­сти, при рас­че­те на ус­той­чи­вость по­ло­же­ния кон­ст­рук­ции на­груз­ки, вы­зы­ваю­щие ее оп­ро­ки­ды­ва­ние, вво­дят­ся с ко­эф­фи­ци­ен­том на­деж­но­сти, бульшим еди­ни­цы, а на­груз­ки, удер­жи­ваю­щие кон­ст­рук­цию от оп­ро­ки­ды­ва­ния – с ко­эф­фи­ци­ен­том, мень­шим еди­ни­цы (см. раз­дел 3).

К от­дель­ным ти­пам вре­мен­ных на­гру­зок вво­дят­ся ко­эф­фи­ци­ен­ты ди­на­ми­ки 1+m и со­че­та­ний h, а ука­за­ния в час­ти ко­эф­фи­ци­ен­тов g_m, g_n, m_j пра­вой час­ти фор­му­лы (3.1) при­ве­де­ны в раз­де­ле 6.

4.2. По­сто­ян­ные на­груз­ки

Соб­ст­вен­ный вес кон­ст­рук­ций (1). Вер­ти­каль­ную на­груз­ку от соб­ст­вен­но­го ве­са кон­ст­рук­ций СВСиУ сле­ду­ет оп­ре­де­лять по про­ект­ным объ­е­мам кон­ст­рук­ций с уче­том плот­но­сти ма­те­риа­ла (прил. 1). Рас­пре­де­ле­ние на­груз­ки от соб­ст­вен­но­го ве­са в рас­счи­ты­вае­мых кон­ст­рук­ци­ях, как пра­ви­ло, уп­ро­щен­но при­ни­ма­ет­ся рав­но­мер­ным.

Дав­ле­ние от ве­са грун­та (2) оп­ре­де­ля­ет­ся сле­дую­щим об­ра­зом:

вер­ти­каль­ное дав­ле­ние – по фор­му­ле

                                             P = g h,                                               (4.1)

где g – нор­ма­тив­ный объ­ем­ный вес грун­та, кН/м³; h – тол­щи­на слоя грун­та, м;

го­ри­зон­таль­ное (бо­ко­вое) дав­ле­ние грун­та на под­пор­ные стен­ки вре­мен­но­го ти­па, ог­ра­ж­де­ния кот­ло­ва­нов опор и т.д. оп­ре­де­ля­ет­ся с уче­том нор­ма­тив­ных зна­че­ний ха­рак­те­ри­стик грун­тов: объ­ем­но­го ве­са g, кН/м³; удель­но­го сце­п­ле­ния с, кПа; уг­ла внут­рен­не­го тре­ния j, град. Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов, как пра­ви­ло, по­лу­ча­ют по ре­зуль­та­там не­по­сред­ст­вен­но­го ис­пы­та­ния грун­тов. В при­бли­жен­ных рас­че­тах до­пус­ка­ет­ся при­ни­мать зна­че­ния ха­рак­те­ри­стик по дан­ным при­ло­же­ния 2. Ме­то­ди­ка оп­ре­де­ле­ния го­ри­зон­таль­но­го дав­ле­ния грун­та рас­смат­ри­ва­ет­ся в п. 6.1.

Гид­ро­ста­ти­че­ское дав­ле­ние во­ды (3) учи­ты­ва­ет­ся для час­тей со­ору­же­ний и грун­тов, рас­по­ло­жен­ных ни­же уров­ня по­верх­но­ст­ных или грун­то­вых вод, пу­тем умень­ше­ния ве­са час­тей со­ору­же­ний и вве­де­ния в рас­чет бо­ко­во­го дав­ле­ния во­ды, а так­же дав­ле­ния во­ды на дни­ще.

Дан­ная на­груз­ка так­же рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле (4.1), в ко­то­рой g – удель­ный вес во­ды (9,81 кН/м³); h – рас­чет­ная вы­со­та слоя во­ды, м.

Гид­ро­ди­на­ми­че­ское дав­ле­ние во­ды (4) на под­вод­ную часть кон­ст­рук­ций (плав­сред­ст­ва) оп­ре­де­ля­ет­ся:

а) от воз­дей­ст­вия те­ку­щей во­ды – по фор­му­ле

                                          N_вп = N_л + N_т,                                         (4.2)

где N_л – ло­бо­вое дав­ле­ние во­ды, Н (фор­му­ла (4.3)); N_т – си­ла тре­ния по по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла, Н (фор­му­ла (4.4)).

                                           N_л = 490 j₀ F v²;                                    (4.3)                      

                                               N_т = f S v².                                          (4.4)

В фор­му­лах (4.3), (4.4): j₀ – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий сте­пень об­те­кае­мо­сти те­ла, по­гру­жен­но­го в во­ду, рав­ный 0,75 для за­ост­рен­ных или за­груг­лен­ных в пла­не очер­та­ний и 1,00 – для пря­мо­уголь­ных очер­та­ний; F – под­вод­ная пло­щадь по ми­де­лю (наи­бо­лее ши­ро­ко­му по­пе­реч­но­му се­че­нию), м²; v – от­но­си­тель­ная ско­рость пе­ре­ме­ще­ния во­ды и пла­ваю­ще­го те­ла, м/с; f – ко­эф­фи­ци­ент, ха­рак­те­ри­зую­щий тре­ние во­ды по по­верх­но­сти по­гру­жен­но­го те­ла, при­ни­мае­мый для ме­тал­ли­че­ских по­верх­но­стей рав­ным 1,7, для де­ре­вян­ных – 2,5, для бе­тон­ных – 2,0 Н×с²/м⁴; S – пло­щадь смо­чен­ной по­верх­но­сти, м².

Зна­че­ния F и S при­ни­ма­ют­ся рав­ны­ми:

– для плаш­ко­утов и барж

             F = t B, S = L (2 t + B);                               (4.5)

– для пла­ву­чих, без­дон­ных ящи­ков, пе­ре­мы­чек и т.д.

          F = (H + 0,5) B, S = L [2 (H + 0,5) + B],                  (4.6)

где t – осад­ка плаш­ко­ута или бар­жи, м; B, L – со­от­вет­ст­вен­но ши­ри­на и дли­на плаш­ко­ута, бар­жи, ящи­ка и т.д., м; H – глу­би­на во­ды, м.

б) от воз­дей­ст­вия волн – дав­ле­ние во­ды на 1 м ши­ри­ны про­ек­ции, пер­пен­ди­ку­ляр­ной на­прав­ле­нию те­че­ния во­ды, мо­жет быть при­ня­то при­бли­жен­но в раз­ме­ре: 0,3 кН/м – для рек ши­ри­ной 300–500 м, 1,2 кН/м – для рек ши­ри­ной 500 м и бо­лее.

Бо­лее точ­ный рас­чет вол­но­во­го дав­ле­ния мо­жет быть про­из­ве­ден по ме­то­ди­ке, из­ло­жен­ной в СНиП 2.06.04–82^* [13].

4.3. Вре­мен­ные тех­но­ло­ги­че­ские на­груз­ки

Вес воз­во­ди­мых кон­ст­рук­ций (5), дей­ст­вую­щий на СВСиУ (под­мос­ти, вре­мен­ные опо­ры, сбо­роч­ные клет­ки, про­го­ны и т.д.), оп­ре­де­ля­ет­ся на ос­но­ва­нии про­ект­ных спе­ци­фи­ка­ций и объ­е­мов ос­нов­ных ра­бот. Дан­ную на­груз­ку до­пус­ка­ет­ся при­ни­мать рав­но­мер­но рас­пре­де­лен­ной, ес­ли ее от­кло­не­ния не пре­вы­ша­ют 10 % от сред­них зна­че­ний.

Вес скла­ди­руе­мых ма­те­риа­лов и гру­зов (6) оп­ре­де­ля­ет­ся по ко­ли­че­ст­ву и фи­зи­че­ским ха­рак­те­ри­сти­кам ма­те­риа­лов и гру­зов со­глас­но при­ни­мае­мым про­ект­ным ре­ше­ни­ям по тех­но­ло­гии про­из­вод­ст­ва ра­бот.

На­груз­ка от ве­са лю­дей, ин­ст­ру­мен­та и мел­ко­го обо­ру­до­ва­ния (7) оп­ре­де­ля­ет­ся по табл. 4.2.

Таб­ли­ца 4.2

На­груз­ка от ве­са лю­дей, ин­ст­ру­мен­та и мел­ко­го обо­ру­до­ва­ния

Вид кон­ст­рук­ции	Вид и ве­ли­чи­на на­гру­зок*
1. Не­ин­вен­тар­ные под­мос­ти	Рав­но­мер­но рас­пре­де­лен­ная ста­ти­че­ская вер­ти­каль­ная на­груз­ка 2 кПа/м2
2. Все го­ри­зон­таль­ные эле­мен­ты средств под­ма­щи­ва­ния (не­за­ви­си­мо от рас­че­та на на­груз­ку по п.1)	Вер­ти­каль­ная со­сре­до­то­чен­ная ста­ти­че­ская на­груз­ка 1,3 кН, при­ло­жен­ная по­се­ре­ди­не эле­мен­та
3. Со­би­рае­мые про­лет­ные строе­ния:   – же­лез­но­до­рож­ных мос­тов – ав­то­до­рож­ных мос­тов	Рав­но­мер­но рас­пре­де­лен­ная ста­ти­че­ская вер­ти­каль­ная на­груз­ка: 0,75 кПа/м2 0,10 кПа/м2

^*) ес­ли это не ого­во­ре­но осо­бы­ми ус­ло­вия­ми про­ек­ти­ро­ва­ния.

Вес строи­тель­ных ма­шин (8), т.е. кра­нов, ко­пров, бу­ро­вых ма­шин и т.д., при­ни­ма­ет­ся по пас­порт­ным дан­ным, ка­та­ло­гам, спра­воч­ни­кам [14]–[16] и др. При этом по­ло­же­ние на­груз­ки в рас­чет­ной схе­ме при­ни­ма­ет­ся вы­зы­ваю­щим наи­боль­шее си­ло­вое воз­дей­ст­вие на рас­счи­ты­вае­мую кон­ст­рук­цию СВСиУ.

Схе­мы на­гру­зок и эк­ви­ва­лент­ные на­груз­ки для же­лез­но­до­рож­но­го кон­соль­но­го кра­на ГЭПК-130 при­ве­де­ны в спра­воч­ни­ке [14]. В свя­зи с тем, что в ра­бо­чем по­ло­же­нии кран дви­жет­ся со ско­ро­стью не бо­лее 5 км/ч, мож­но при­ни­мать ко­эф­фи­ци­ент ди­на­ми­ки к дан­ной на­груз­ке 1 + m = 1,1.

Гру­зо­вые и гео­мет­ри­че­ские па­ра­мет­ры не­ко­то­рых са­мо­ход­ных строи­тель­ных кра­нов (пнев­мо­ко­лес­ных, гу­се­нич­ных) при­ве­де­ны на рис. 4.1 [17]. При­мер на­груз­ки на эс­та­ка­ду под коз­ло­вый кран К-651 при наи­бо­лее не­вы­год­ном по­ло­же­нии гру­за изо­бра­жен на рис. 4.2.

К на­груз­кам от ра­бо­ты ма­шин в рас­че­тах вво­дят ко­эф­фи­ци­ент ди­на­ми­ки 1+m, рав­ный для ве­са на­кло­няю­щей­ся стре­лы кра­на или коп­ра и гру­за – 1,2, под­ни­мае­мо­го мо­ло­та – 1,3, сваи – 1,4.

Го­ри­зон­таль­ные инер­ци­он­ные на­груз­ки от ра­бо­ты строи­тель­ных ма­шин (9) вы­зы­ва­ют­ся раз­лич­ны­ми при­чи­на­ми и под­раз­де­ля­ют­ся на сле­дую­щие:

а) на­груз­ка, вы­зван­ная тор­мо­же­ни­ем элек­три­че­ско­го кра­на (коз­ло­во­го, ба­шен­но­го) или коп­ра и на­прав­лен­ная вдоль под­кра­но­во­го пу­ти, при­бли­жен­но при­ни­ма­ет­ся в раз­ме­ре 0,1 пол­но­го нор­ма­тив­но­го ве­са кра­на;

б) на­груз­ка, вы­зван­ная той же при­чи­ной, на­прав­лен­ная по­пе­рек пу­ти, при­ни­ма­ет­ся в раз­ме­ре 0,05 от сум­мы подъ­ем­ной си­лы и ве­са те­леж­ки кра­на. На­груз­ка пе­ре­да­ет­ся на од­ну нит­ку под­кра­но­во­го пу­ти, рас­пре­де­ля­ет­ся по­ров­ну ме­ж­ду все­ми ко­ле­са­ми и мо­жет быть на­прав­ле­на в обе сто­ро­ны от оси пу­ти;

в) на­груз­ка, вы­зван­ная пе­ре­ко­сом ног коз­ло­во­го кра­на или не­па­рал­лель­но­стью ни­ток под­кра­но­во­го пу­ти, при­ни­ма­ет­ся в раз­ме­ре 0,12 пол­но­го нор­ма­тив­но­го ве­са кра­на;

г) ре­ак­тив­ный мо­мент, воз­ни­каю­щий при пус­ке и ос­та­нов­ке дви­га­те­ля по­во­ро­та ме­ха­низ­ма (кра­на, коп­ра, бу­ро­вой ма­ши­ны) вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                       M = 9500 N_пов / n,                                     (4.7)

где N_пов – мощ­ность дви­га­те­ля по­во­ро­та, кВт; n – чис­ло обо­ро­тов в ми­ну­ту.

Го­ри­зон­таль­ные на­груз­ки от тор­мо­же­ния кра­на и пе­ре­ко­са ног счи­та­ют­ся при­ло­жен­ны­ми к го­лов­ке рель­са и рас­пре­де­ля­ют­ся ме­ж­ду ко­ле­са­ми про­пор­цио­наль­но вер­ти­каль­но­му дав­ле­нию на них.

Кру­тя­щие мо­мен­ты бу­ро­вых ма­шин, пе­ре­да­вае­мые на ра­бо­чий ор­ган или об­сад­ную тру­бу, при­ни­ма­ют­ся по пас­пор­ту бу­ро­вой ма­ши­ны. Ре­ак­тив­ный кру­тя­щий мо­мент пе­ре­да­ет­ся на под­дер­жи­ваю­щую кон­ст­рук­цию СВСиУ в точ­ках опи­ра­ния (за­кре­п­ле­ния) ма­ши­ны в ви­де го­ри­зон­таль­ной па­ры сил, ве­ли­чи­на ко­то­рых оп­ре­де­ля­ет­ся в за­ви­мо­сти от ха­рак­те­ра опи­ра­ния (гу­се­ни­цы, ко­ле­са, аут­ри­ге­ры) и ко­ор­ди­нат то­чек опи­ра­ния от­но­си­тель­но вер­ти­каль­ной оси вра­ще­ния.

Вес транс­порт­ных средств (10) при­ни­ма­ет­ся по нор­мам ли­бо ре­аль­ный, по пас­порт­ным дан­ным, ка­та­ло­гам, спра­воч­ни­кам.

Нор­ма­тив­ная вер­ти­каль­ная на­груз­ка от же­лез­но­до­рож­но­го под­виж­но­го со­ста­ва мо­жет при­ни­мать­ся по схе­ме СК при К=10 по СНиП 2.05.03–84^*. На­груз­ка от ав­то­транс­порт­ных средств так­же мо­жет при­ни­мать­ся по схе­ме А11 и НК-80 или А8 и НГ-60 (для де­ре­вян­ных вре­мен­ных мос­тов) с рас­че­том на­сти­ла в по­след­нем слу­чае на дав­ле­ние оди­ноч­ной оси 108 кН.

Как пра­ви­ло, рас­чет ра­бо­чих мос­ти­ков про­из­во­дят на ре­аль­но дей­ст­вую­щие на них на­груз­ки от оди­ноч­ных ав­то­мо­би­лей, их ко­лонн, тя­же­ло­вес­ных тя­га­чей и трей­ле­ров, при­ме­ры ко­то­рых да­ны на рис. 4.3, 4.4.

Ко­эф­фи­ци­ент ди­на­ми­ки для ав­то­мо­биль­ных на­гру­зок по схе­ме АК оп­ре­де­ля­ют по фор­му­ле

                                 1 + m = 1 + 15 / (37,5 +l),                                (4.8)

где l – дли­на за­гру­же­ния ли­нии влия­ния.

Для де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций 1 + m = 1,0.

Для ре­аль­но об­ра­щаю­щих­ся на­гру­зок ко­эф­фи­ци­ент ди­на­ми­ки мо­жет ус­та­нав­ли­вать­ся осо­бо (см. раз­дел 6).

Го­ри­зон­таль­ные на­груз­ки от транс­порт­ных средств (11) вдоль на­прав­ле­ния дви­же­ния при­ни­ма­ют­ся: для ав­то­ма­шин и ав­то­кра­нов при ско­ро­стях дви­же­ния не бо­лее 30 км/ч – 0,25 Р; для трак­то­ров и буль­до­зе­ров – 0,30 Р, где Р – пол­ный вес ма­ши­ны. При ско­ро­стях ме­нее 5 км/ч тор­моз­ная на­груз­ка не учи­ты­ва­ет­ся.

Воз­дей­ст­вие дом­кра­тов при ре­гу­ли­ро­ва­нии уси­лий или вы­прав­ке по­ло­же­ния мон­ти­руе­мых кон­ст­рук­ций (12) оп­ре­де­ля­ет­ся как опор­ное дав­ле­ние на дом­кра­ты от нор­ма­тив­ных на­гру­зок плюс до­пол­ни­тель­ное, ус­та­нав­ли­вае­мое про­ек­том кон­ст­рук­ции уси­лие, не­об­хо­ди­мое для ре­гу­ли­ро­ва­ния в ней на­пря­же­ний (по­ло­же­ния).

Воз­дей­ст­вие ис­кус­ст­вен­но­го ре­гу­ли­ро­ва­ния уси­лий (13) в кон­ст­рук­ци­ях СВСиУ учи­ты­ва­ет­ся в слу­ча­ях пре­ду­смот­рен­ных про­ек­том (при­ме­ры: пред­ва­ри­тель­ное на­пря­же­ние шпрен­ге­ля, при­да­ние плаш­ко­уту пер­во­на­чаль­но­го об­рат­но­го вы­ги­ба со­от­вет­ст­вую­щим по­ряд­ком его бал­ла­сти­ров­ки и др.).

Си­ла тре­ния при пе­ре­ме­ще­нии гру­зов (14) в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии (в ос­нов­ном при над­виж­ке про­лет­ных строе­ний) оп­ре­де­ля­ет­ся по об­щей фор­му­ле

                                              N_т = f P,                                              (4.9)

где Р – нор­ма­тив­ная на­груз­ка от ве­са пе­ре­ме­щае­мой кон­ст­рук­ции, кН; f – ко­эф­фи­ци­ент со­про­тив­ле­ния дви­же­нию, оп­ре­де­ляе­мый в за­ви­си­мо­сти от кон­ст­рук­ции уст­ройств для пе­ре­ме­ще­ния гру­за:

а) при пе­ре­ме­ще­нии на уст­рой­ст­вах сколь­же­ния – по при­ло­же­нию 3;

б) при пе­ре­ме­ще­нии по рель­сам на кат­ках – f = 2 y / R₁

в) при пе­ре­ме­ще­нии по рель­сам на те­леж­ках с под­шип­ни­ка­ми сколь­же­ния – f = (2y + 0,1r) / R₂;

г) то же, с под­шип­ни­ка­ми ка­че­ния – f = (2y + 0,02r) / R₂,

где y – ко­эф­фи­ци­ент тре­ния ка­че­ния, при­ни­мае­мый при диа­мет­ре кат­ка (ко­ле­са) 300 и ме­нее, 400...500, 600...700, 800, свы­ше 900 мм со­от­вет­ст­вен­но 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; R₁ – ра­ди­ус кат­ка, см; r – ра­ди­ус оси (ко­ле­са) в под­шип­ни­ке; R₂ – ра­ди­ус ко­ле­са, см.

По­пе­реч­ные го­ри­зон­таль­ные си­лы при пе­ре­ме­ще­нии кон­ст­рук­ций и гру­зов (15), в ча­ст­но­сти, дей­ст­вую­щее в пер­пен­ди­ку­ляр­ном на­прав­ле­нии пе­ре­движ­ки бо­ко­вое уси­лие от пе­ре­ко­са кат­ков, от дав­ле­ния на бо­ко­вые ог­ра­ж­де­ния, от не­па­рал­лель­но­сти на­ка­точ­ных пу­тей оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­лам:

а) при пе­ре­ме­ще­нии по пир­сам на те­леж­ках с уст­рой­ст­вом под­виж­но­го опи­ра­ния од­но­го кон­ца про­лет­но­го строе­ния – Н = 0,015 R;

б) то же, при не­под­виж­ном опи­ра­нии обо­их кон­цов про­лет­но­го строе­ния – Н = 0,15 R;

в) при про­доль­ном пе­ре­ме­ще­нии на кат­ках и по­ли­мер­ных уст­рой­ст­вах сколь­же­ния – Н = 0,03 R,

где R – нор­ма­тив­ная опор­ная ре­ак­ция от ве­са над­ви­гае­мой кон­ст­рук­ции, Н.

На­груз­ки от бе­тон­ной сме­си при ее ук­лад­ке и виб­ри­ро­ва­нии (16) при­ни­ма­ют­ся:

а) вер­ти­каль­ные при виб­ри­ро­ва­нии бе­тон­ной сме­си (до­пол­ни­тель­но к на­груз­ке от ее ве­са) – 2 кПа;

б) го­ри­зон­таль­ные (на бо­ко­вую по­верх­ность опа­луб­ки):

– от дав­ле­ния све­же­уло­жен­ной бе­тон­ной сме­си – по табл. 4.3;

– от со­тря­се­ний при вы­груз­ке бе­тон­ной сме­си – 4 кПа;

– от виб­ри­ро­ва­ния бе­тон­ной сме­си – 4 k₀,

где k₀ – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий од­но­вре­мен­ную ра­бо­ту виб­ра­то­ров по ши­ри­не бе­то­ни­руе­мо­го из­де­лия, рав­ный 1,0 для кон­ст­рук­ций ши­ри­ной 1,5 м и ме­нее и 0,8 – для кон­ст­рук­ций ши­ри­ной бо­лее 1,5 м.

Таб­ли­ца 4.3

Нор­ма­тив­ное бо­ко­вое дав­ле­ние бе­тон­ной сме­си

Спо­соб ук­лад­ки и уп­лот­не­ния бе­тон­ной сме­си	Рас­чет­ные фор­му­лы для оп­ре­де­ле­ния мак­си­маль­ной ве­ли­чи­ны бо­ко­во­го дав­ле­ния, Па	Пре­де­лы при­ме­не­ния фор­му­лы
С по­мо­щью внут­рен­них виб­ра­то­ров	P = g H	H £ R; V < 0,5
То же	P = g (0,27 V + 0,7 R) k1 k2	H ³ 1 м; V ³ 0,5
С по­мо­щью на­руж­ных виб­ра­то­ров	P = g H	H £ 2R1; V < 4,5
То же	P = g (0,27 V + 0,78) k1 k2	H > 2 м; V ³ 4,5
Под­вод­ное бе­то­ни­ро­ва­ние спо­со­бом ВПТ	P = hд (g – 10)	–

 

В табл. 4.3: g – объ­ем­ный вес бе­тон­ной сме­си, g = 24 кН/м³; Н – вы­со­та уло­жен­но­го слоя бе­то­на, ока­зы­ваю­ще­го дав­ле­ние на опа­луб­ку (но не бо­лее слоя, уло­жен­но­го в те­че­ние 4 ч); V – cкорость бе­то­ни­ро­ва­ния по вер­ти­ка­ли, м/ч; R – ра­ди­ус дей­ст­вия внут­рен­не­го виб­ра­то­ра (ори­ен­ти­ро­воч­но R = 0,75 м); k₁ – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий влия­ние кон­си­стен­ции бе­тон­ной сме­си, при­ни­мае­мый со­от­вет­ст­вен­но при осад­ке ко­ну­са 0...2, 4...6, 8...12 см – 0,8; 1,0; 1,2;  k₂ – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий влия­ние тем­пе­ра­ту­ры бе­тон­ной сме­си, при­ни­мае­мый со­от­вет­ст­вен­но при тем­пе­ра­ту­ре 5...7, 12...17, 28...32 град.С – 1,15; 1,0; 0,85; h_д – вы­со­та «дей­ст­вую­ще­го стол­ба» под­вод­но­го бе­то­на, оп­ре­де­ляе­мая по фор­му­ле h_д = k I, где k – по­ка­за­тель со­хра­не­ния под­виж­но­сти бе­тон­ной сме­си, k = 0,7...0,8 ч; I  – ско­рость бе­то­ни­ро­ва­ния, м/ч (не ме­нее 0,3 м/ч).

4.4. Вре­мен­ные про­чие на­груз­ки

Вет­ро­вая на­груз­ка (17) на 1 м² на­вет­рен­ной пло­ща­ди оп­ре­де­ля­ет­ся как сум­ма нор­ма­тив­ных зна­че­ний сред­ней w_m и пуль­са­ци­он­ной w_p со­став­ляю­щих.

Зна­че­ние сред­ней со­став­ляю­щей вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                            w_m = w₀ k c,                                         (4.10)

где w₀ – нор­ма­тив­ное зна­че­ние вет­ро­во­го дав­ле­ния, при­ни­мае­мое в за­ви­си­мо­сти от вет­ро­во­го рай­она (табл. 4.4);  – ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий из­ме­не­ние вет­ро­во­го дав­ле­ния по вы­со­те от уров­ня зем­ли, оп­ре­де­ляе­мый по табл. 4.5; с – аэ­ро­ди­на­ми­че­ский ко­эф­фи­ци­ент (см. табл. 4.6).

Таб­ли­ца 4.4

Нор­ма­тив­ные зна­че­ния вет­ро­во­го дав­ле­ния

Вет­ро­вой рай­он по прил. 4	I	II	III	IV	V	VI	VII
Зна­че­ние w0, кПа (кгс/м2)	0,23 (23)	0,30 (30)	0,38 (38)	0,48 (48)	0,60 (60)	0,73 (73)	0,85 (85)

Таб­ли­ца 4.5

Ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ваю­щий из­ме­не­ние вет­ро­во­го дав­ле­ния
по вы­со­те от уров­ня зем­ли

Вы­со­та рас­чет­ной плос­ко­сти над по­верх­но­стью зем­ли, м		5	10	20	40	100
Ко­эф­фи­ци­ент	А	0,75	1,0	1,25	1,5	2,0
для ти­пов ме­ст­но­сти	В	0,5	0,65	0,85	1,1	1,6
	С	0,4	0,4	0,55	0,8	1,25

Ти­пы ме­ст­но­сти в табл. 4.5: А – от­кры­тые по­бе­ре­жья озер, во­до­хра­ни­лищ, тун­д­ра; В – го­род­ские тер­ри­то­рии, лес­ные мас­си­вы, по­кры­тые пре­пят­ст­вия­ми вы­со­той 10 –25 м; с – го­род­ские рай­оны с за­строй­кой зда­ния­ми вы­со­той бо­лее 25 м.

Таб­ли­ца 4.6

Зна­че­ния аэ­ро­ди­на­ми­че­ско­го ко­эф­фи­ци­ен­та

На­име­но­ва­ние эле­мен­тов	Аэ­ро­ди­на­ми­че­ский ко­эф­фи­ци­ент с
Сплош­ные эле­мен­ты пря­мо­уголь­но­го се­че­ния	1,4
Эле­мен­ты круг­ло­го се­че­ния	1,2
Бук­си­ры, бар­жи, су­да	1,4 (по­пе­рек); 0,8 (вдоль)
Плаш­ко­уты	1,4

При рас­че­те под­мос­тей, опор, эс­та­кад и дру­гих уст­ройств в про­цес­се ра­бо­ты мон­таж­ных кра­нов, а так­же тя­го­вых средств в про­цес­се пе­ре­движ­ки про­лет­ных строе­ний нор­ма­тив­ное вет­ро­вое дав­ле­ние при­ни­ма­ет­ся рав­ным 140 Па (14 кгс/м²) при вет­ре со ско­ро­стью не бо­лее 15 м/с.

Рас­чет мощ­но­сти тя­го­вых обу­ст­ройств (ле­бе­док с по­ли­спа­ста­ми) и бук­си­ров для ус­та­нов­ки про­лет­ных строе­ний на пла­ву­чих опо­рах ве­дет­ся при w₀ = 61Па (6,1 кгс/м²) при ско­ро­сти вет­ра 10 м/с.

Ве­ли­чи­на вет­ро­вой на­груз­ки на кон­ст­рук­цию оп­ре­де­ля­ет­ся ум­но­же­ни­ем w_m на пло­щадь рас­чет­ной вет­ро­вой по­верх­но­сти, пер­пен­ди­ку­ляр­ной на­прав­ле­нию вет­ра, с уче­том ко­эф­фи­ци­ен­та сплош­но­сти кон­ст­рук­ции ц.

Для вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний в ви­де ре­шет­ча­тых ба­шен из ин­вен­тар­ных кон­ст­рук­ций МИК-С при­ни­ма­ет­ся ц = 0,5 и 0,9 при ко­ли­че­ст­ве плос­ко­стей со­от­вет­ст­вен­но 2 и 4.

Для мон­ти­руе­мых про­лет­ных строе­ний со сквоз­ны­ми глав­ны­ми фер­ма­ми ц = 0,2 и 0,15 со­от­вет­ст­вен­но для пер­вой и по­сле­дую­щих ферм.

Го­ри­зон­таль­ная про­доль­ная вет­ро­вая на­груз­ка на сквоз­ные фер­мы мон­ти­руе­мых и вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний при­ни­ма­ет­ся в раз­ме­ре 60%, а на сплош­но­стен­ча­тые бал­ки 20% от пол­ной нор­ма­тив­ной по­пе­реч­ной вет­ро­вой на­груз­ки.

Нор­ма­тив­ные зна­че­ния пуль­са­ци­он­ной со­став­ляю­щей вет­ро­вой на­груз­ки w_p оп­ре­де­ля­ют­ся по СНиП 2.05.03-84^* [10]. В при­бли­жен­ных рас­че­тах w_p мож­но не учи­ты­вать.

Ле­до­вая на­груз­ка (18) на за­щит­ные кон­ст­рук­ции СВСиУ, под­вер­гаю­щие­ся по ус­ло­ви­ям про­из­вод­ст­ва ра­бот ле­до­вым воз­дей­ст­ви­ям оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                                   F_в.р = R_c b h_d,                                        (4.11)

где  – нор­ма­тив­ное со­про­тив­ле­ние льда сжа­тию, МПа (тс/м²), оп­ре­де­ляе­мое по табл. 4.7;  – ши­ри­на со­ору­же­ния по фрон­ту дей­ст­вия льда, м;  – рас­чет­ная тол­щи­на льда, м, при­ни­мае­мая рав­ной 0,8 от мак­си­маль­ной за зим­ний пе­ри­од тол­щи­ны льда ве­ро­ят­но­стью пре­вы­ше­ния 10%.

Таб­ли­ца 4.7

Нор­ма­тив­ное со­про­тив­ле­ние льда сжа­тию

	Зна­че­ние , МПа (тс/м2) для со­ору­же­ний
Кли­ма­ти­че­ская зо­на	С вер­ти­каль­ным ре­жу­щим реб­ром	Без ре­жу­ще­го реб­ра
Рай­оны се­вер­нее ли­ний Крас­но­ярск–Вор­ку­та	0,40 (40)	0,55 (55)
Ос­таль­ные рай­оны Рос­сии	0,35 (35)	0,50 (50)

 

За уро­вень при­ло­же­ния ле­до­вой на­груз­ки на со­ору­же­ние при­ни­ма­ет­ся уро­вень вы­со­ко­го ле­до­хо­да ве­ро­ят­но­стью пре­вы­ше­ния 10 %.

На ле­до­ре­зы с на­клон­ным ре­жу­щим реб­ром дав­ле­ние льда учи­ты­ва­ет­ся в ви­де:

– вер­ти­каль­ной со­став­ляю­щей, МН (тс), оп­ре­де­ляе­мой по фор­му­ле:

                              F_v = 0,35   (F_v = 35 );                               (4.12)

– го­ри­зон­таль­ной со­став­ляю­щей, МН (тс), по фор­му­ле:

                                    F_Н = F_v tg b,                                           (4.13)

где b – угол на­кло­на ре­жу­ще­го реб­ра к го­ри­зон­ту.

На­груз­ка от на­ва­ла су­дов (19) и плав­си­стем на СВСиУ или за­щи­щаю­щие их уст­рой­ст­ва при­ни­ма­ет­ся:

– от об­ра­щаю­щих­ся на ре­ке су­дов – со­глас­но СНиП 2.05.03-84^* [10] с вве­де­ни­ем по­ни­жаю­ще­го ко­эф­фи­ци­ен­та 0,6;

– от плав­си­стем, при­ме­няе­мых на строи­тель­ст­ве:

                                       F_q » 0,6 ,                                         (4.14)

где – рас­чет­ное во­до­из­ме­ще­ние суд­на, тс.

Про­доль­ная си­ла F_п, МН (тс) от на­ва­ла су­дов при под­хо­де к со­ору­же­нию оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                               F_п = F_q m,                                           (4.15)

где m– ко­эф­фи­ци­ент тре­ния, учи­ты­ваю­щий ма­те­ри­ал по­верх­но­сти от­бой­но­го уст­рой­ст­ва (m= 0,5 для бе­то­на и ре­зи­ны,m= 0,4 при де­ре­вян­ной по­верх­но­сти).

На­груз­ка от на­ва­ла су­дов на вспо­мо­га­тель­ные со­ору­же­ния при­кла­ды­ва­ет­ся по­се­ре­ди­не их дли­ны или ши­ри­ны на уров­не ра­бо­че­го го­ри­зон­та во­ды.

Тем­пе­ра­тур­но-кли­ма­ти­че­ские воз­дей­ст­вия (20) сле­ду­ет учи­ты­вать при рас­че­те кон­ст­рук­ций внеш­не ста­ти­че­ски не­оп­ре­де­ли­мых сис­тем.

Воз­дей­ст­вие осад­ки грун­та (21) в ос­но­ва­ни­ях вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний учи­ты­ва­ет­ся в осо­бых слу­ча­ях, на­при­мер, в рас­че­тах сбо­роч­ных ста­пе­лей и опор при над­виж­ке не­раз­рез­ных про­лет­ных строе­ний, ес­ли осад­ка не ис­клю­ча­ет­ся кон­ст­рук­тив­ны­ми ме­ро­прия­тия­ми.

На­груз­ка от на­ез­да ав­то­ма­шин (22) учи­ты­ва­ет­ся в рас­че­тах ра­бо­чих мос­ти­ков и т.п. в ви­де со­сре­до­то­чен­ной го­ри­зон­таль­ной си­лы ве­ли­чи­ной 200 кН (20 тс), при­ло­жен­ной на вы­со­те 1,0 м над уров­нем про­ез­жей час­ти.

5. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

5.1. Ос­но­ва­ния и фун­да­мен­ты

Рас­чет и кон­ст­руи­ро­ва­ние фун­да­мен­тов СВСиУ долж­ны вы­пол­нять­ся в со­от­вет­ст­вии с тре­бо­ва­ния­ми СНиП [18, 19] и СТП 136-99 [12].

Вспо­мо­га­тель­ные со­ору­же­ния, как пра­ви­ло, со­ору­жа­ют на фун­да­мен­тах:

· в рус­ле ре­ки – из за­бив­ных свай (свай-обо­ло­чек);

· вне рус­ла ре­ки – в ос­нов­ном при­ме­ня­ют­ся фун­да­мен­ты на ес­те­ст­вен­ном ос­но­ва­нии (в ви­де де­ре­вян­ных леж­ней и же­ле­зо­бе­тон­ных плит), а так­же свай­ные фун­да­мен­ты (на ма­ло­проч­ных, не­ус­той­чи­вых грун­тах).

Фун­да­мен­ты на ес­те­ст­вен­ном ос­но­ва­нии сле­ду­ет рас­счи­ты­вать по двум груп­пам пре­дель­ных со­стоя­ний:

пер­вой груп­пы – по не­су­щей спо­соб­но­сти ос­но­ва­ний, ус­той­чи­во­сти фун­да­мен­тов про­тив оп­ро­ки­ды­ва­ния и сдви­га;

вто­рой груп­пы – по осад­кам ос­но­ва­ний.

Для ос­но­ва­ний из не­скаль­ных грун­тов под фун­да­мен­ты мел­ко­го за­ло­же­ния, рас­счи­ты­вае­мых без уче­та за­дел­ки в грунт, по­ло­же­ние рав­но­дей­ст­вую­щей рас­чет­ных на­гру­зок, ха­рак­те­ри­зуе­мое от­но­си­тель­ным экс­цен­три­си­те­том e₀/с, ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся сле­дую­щи­ми пре­де­ла­ми:

– на не­скаль­ных грун­тах при от­сут­ст­вии бо­ко­во­го дав­ле­ния грун­та на фун­да­мент:

а) при уче­те толь­ко по­сто­ян­ных на­гру­зок – 0,2;

б) при уче­те по­сто­ян­ных и вре­мен­ных на­гру­зок – 1,0;

– на не­скаль­ных грун­тах при на­ли­чии бо­ко­во­го дав­ле­ния на фун­да­мент:

а) при уче­те толь­ко по­сто­ян­ных на­гру­зок – 0,5;

б) при уче­те по­сто­ян­ных и вре­мен­ных на­гру­зок – 0,6;

– на скаль­ных грун­тах при уче­те по­сто­ян­ных и вре­мен­ных на­гру­зок – 1,2,

где e₀ = M/ N – экс­цен­три­си­тет при­ло­же­ния рав­но­дей­ст­вую­щей на­гру­зок от­но­си­тель­но цен­тра тя­же­сти по­дош­вы фун­да­мен­та; с = W/ A – ра­ди­ус яд­ра се­че­ния по по­дош­ве фун­да­мен­та, при­чем мо­мент со­про­тив­ле­ния W от­но­сит­ся к ме­нее на­гру­жен­ной гра­ни.

Наи­боль­шее рас­чет­ное дав­ле­ние фун­да­мен­та на грун­то­вое ос­но­ва­ние оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                       ,                                       (5.1)

где N, M – со­от­вет­ст­вен­но осе­вая сжи­маю­щая си­ла и мо­мент от рас­чет­ных на­гру­зок в уров­не по­дош­вы фун­да­мен­та; A, W – со­от­вет­ст­вен­но пло­щадь и мо­мент со­про­тив­ле­ния по­дош­вы фун­да­мен­та; R – рас­чет­ное со­про­тив­ле­ние грун­та осе­во­му сжа­тию (в при­бли­жен­ных рас­че­тах при­ни­мае­мое по табл. 5.1).

Таб­ли­ца 5.1

Рас­чет­ные со­про­тив­ле­ния грун­тов осе­во­му сжа­тию

На­име­но­ва­ние грун­тов	Рас­чет­ное со­про­тив­ле-ние, МПа
Сплош­ные маг­ма­ти­че­ские по­ро­ды Из­вест­няк и пес­ча­ник сред­ней плот­но­сти Туф Мел, из­вест­няк и пес­ча­ник сла­бый Вы­вет­рив­шие­ся и тре­щи­но­ва­тые гор­ные по­ро­ды Гли­ны и суг­лин­ки твер­дые и по­лу­твер­дые Гра­вий­но-га­леч­ни­ко­вые грун­ты Пе­сок круп­ный	2,0–6,0 1,0–2,5 0,8–1,2 0,4–0,8 0,3–0,6 0,4–0,7 0,5–0,6 0,4–0,5

 

Фор­му­ла (5.1) дей­ст­ви­тель­на при ус­ло­вии N/ A £ M/ W, что со­от­вет­ст­ву­ет ус­ло­вию e₀/с < 1. При не­со­блю­де­нии этих ус­ло­вий (e₀/с > 1) мак­си­маль­ное дав­ле­ние фун­да­мен­та на ос­но­ва­ние сле­ду­ет оп­ре­де­лять, ис­хо­дя из тре­уголь­ной фор­мы эпю­ры, по­стро­ен­ной в пре­де­лах сжи­мае­мой час­ти ос­но­ва­ния. В ча­ст­ном слу­чае при e₀/с = 1 мак­си­маль­ное дав­ле­ние

                                 ,                                  (5.2)

где а – дли­на по­дош­вы фун­да­мен­та; b – ши­ри­на по­дош­вы (раз­мер в на­прав­ле­нии, пер­пен­ди­ку­ляр­ном дей­ст­вию мо­мен­та М).

По­дош­ву фун­да­мен­та сбор­но­го, ря­же­во­го и леж­не­во­го ти­пов сле­ду­ет за­кла­ды­вать:

а) на су­хо­до­лах – не ме­нее, чем на 0,25 м ни­же рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния при пу­чи­ни­стых грун­тах, и не­за­ви­си­мо от глу­би­ны про­мер­за­ния грун­тов – при не­пу­чи­ни­стых грун­тах;

б) на раз­мы­вае­мых пой­мах и в рус­лах рек при раз­мы­вае­мых грун­тах – на 0,5 м ни­же глу­би­ны ме­ст­но­го раз­мы­ва у дан­ной опо­ры.

В мес­тах от­сут­ст­вия под­мы­ва грун­тов ос­но­ва­ния до­пус­ка­ет­ся по­дош­ву фун­да­мен­та мел­ко­го за­ло­же­ния рас­по­ла­гать на ще­бе­ноч­ных под­сып­ках тол­щи­ной не ме­нее 0,3 м. Раз­ме­ры под­сып­ки в пла­не на­зна­ча­ют с ши­ри­ной бер­мы, не ме­нее чем на 0,5 м боль­шей раз­ме­ров фун­да­мен­та.

Фун­да­мен­ты на за­бив­ных сва­ях. Рас­чет свай­ных фун­да­мен­тов СВСиУ и их ос­но­ва­ний вы­пол­ня­ет­ся по пре­дель­ным со­стоя­ни­ям:

пер­вой груп­пы – по проч­но­сти ма­те­риа­ла свай и свай­ных ро­ст­вер­ков и по не­су­щей спо­соб­но­сти грун­та ос­но­ва­ния свай;

вто­рой груп­пы – по осад­кам ос­но­ва­ний свай от вер­ти­каль­ных на­гру­зок и по пе­ре­ме­ще­ни­ям свай­ных ро­ст­вер­ков от дей­ст­вия го­ри­зон­таль­ных на­гру­зок.

Рас­чет по проч­но­сти ма­те­риа­ла свай и ро­ст­вер­ков дол­жен про­из­во­дить­ся в за­ви­си­мо­сти от ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ций со­от­вет­ст­вии с ука­за­ния­ми п. 5.2–5.3.

Оди­ноч­ную сваю в со­ста­ве фун­да­мен­та и вне его по не­су­щей спо­соб­но­сти грун­тов ос­но­ва­ния сле­ду­ет рас­счи­ты­вать, ис­хо­дя из ус­ло­вия

                                       N £ F_d / г_k,                                              (5.3)

где N – рас­чет­ное про­доль­ное уси­лие в свае при наи­бо­лее не­вы­год­ном со­че­та­нии на­гру­зок; F_d – рас­чет­ная не­су­щая спо­соб­ность сваи по грун­ту; г_k – ко­эф­фи­ци­ент на­деж­но­сти, в при­бли­жен­ных рас­че­тах при­ни­мае­мый рав­ным: 1,3; 1,5; 1,6; 1,7 со­от­вет­ст­вен­но при чис­ле свай в ро­ст­вер­ке бо­лее 20, от 11 до 20, от 6 до 20 и ме­нее 6.

Не­су­щая спо­соб­ность ви­ся­чей за­бив­ной сваи, ра­бо­таю­щей на сжи­маю­щую на­груз­ку, оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле

                                F_d = г_cR R А + u У г_cf f_i h_i,                                (5.4)

где R – рас­чет­ное со­про­тив­ле­ние грун­та под ниж­ним кон­цом сваи, кПа (тс/м²) , при­ни­мае­мое по табл. 5.2; А – пло­щадь опи­ра­ния на грунт сваи, м²; u – пе­ри­метр по­пе­реч­но­го се­че­ния сваи; f_i  – рас­чет­ное со­про­тив­ле­ние i-го слоя грун­та по бо­ко­вой по­верх­но­сти сваи, кПа (тс/м²), при­ни­мае­мое по табл. 5.3; h_i – тол­щи­на i-го слоя грун­та, со­при­ка­саю­ще­го­ся с бо­ко­вой по­верх­но­стью сваи; г_cR, г_cf – ко­эф­фи­ци­ен­ты ус­ло­вий ра­бо­ты грун­та со­от­вет­ст­вен­но по бо­ко­вой по­верх­но­сти и под ниж­ним кон­цом сваи, при­ни­мае­мые рав­ны­ми 1.

Таб­ли­ца 5.2

Рас­чет­ные со­про­тив­ле­ния грун­тов под ниж­ним кон­цом сваи

	R (тс/м2) для пес­ча­ных грун­тов сред­ней плот­но­сти
Глу­би­на за­бив­ки сваи, м	гра­ве­ли­стых	круп­ных	–	сред­ней круп­но­сти	мел­ких	пы­ле­ва­тых	–
	гли­ни­стых грун­тов кон­си­стен­ции IL, рав­ной
	< 0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
3	7 5 0 700	660 400	300	310 200	200 120	110	60
5	880	700 620	400	340 280	220 200	130	80
7	970	730 690	430	370 330	240 220	140	85
10	1050	770 730	500	400 350	260 240	150	90
15	1170	820 750	560	440 400	290	165	100
20	1260	850	620	480 450	320	180	110
25	1340	900	680	520	350	195	120

 

Ука­зан­ные в табл. 5.2 и 5.3 сред­ние глу­би­ны рас­по­ло­же­ния свай и сло­ев грун­та сле­ду­ет от­счи­ты­вать от рас­чет­но­го уров­ня, за ко­то­рый при­ни­ма­ют: на су­хо­до­лах – уро­вень днев­ной по­верх­но­сти грун­та, а на ре­ках – наи­низ­ший уро­вень во­ды.

Таб­ли­ца 5.3

Рас­чет­ное со­про­тив­ле­ние грун­та по бо­ко­вой по­верх­но­сти сваи

	fi (тс/м2) для пес­ча­ных грун­тов сред­ней плот­но­сти
Сред­няя глу­би­на рас­по­ло­же­ния слоя грун­та, м	круп­ных и сред­них	мел­ких	пы­ле- ва­тых	–	–	–
	гли­ни­стых грун­тов кон­си­стен­ции IL, рав­ной
	< 0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
1	3,5	2,3	1,5	1,2	0,8	0,4
3	4,8	3,5	2,5	2,0	1,4	0,8
5	5,6	4,0	2,9	2,4	1,7	1,0
7	6,0	4,3	3,2	2,5	1,8	1,0
10	6,5	4,6	3,4	2,7	1,9	1,0
15	7,2	5,1	3,8	2,8	2,0	1,1
20	7,9	5,6	4,1	3,0	2,0	1,2
25	8,6	6,1	4,4	3,2	2,0	1,2

 

Рас­чет­ную на­груз­ку на сваю N сле­ду­ет оп­ре­де­лять, рас­смат­ри­вая фун­да­мент как рам­ную кон­ст­рук­цию, вос­при­ни­маю­щую вер­ти­каль­ные и го­ри­зон­таль­ные на­груз­ки и из­ги­баю­щие мо­мен­ты. В об­щем слу­чае свай­ный фун­да­мент пред­став­ля­ет со­бой про­стран­ст­вен­ную кон­ст­рук­цию, ко­то­рая мо­жет быть рас­счи­та­на с дос­та­точ­ной точ­но­стью толь­ко по ком­пь­ю­тер­ной про­грам­ме.

Так­же мо­жет при­ме­нять­ся сле­дую­щая при­бли­жен­ная ме­то­ди­ка рас­че­та.

Ес­ли свай­ный фун­да­мент име­ет вер­ти­каль­ную плос­кость сим­мет­рии и на­груз­ки дей­ст­ву­ют в этой плос­ко­сти, рас­чет до­пус­ка­ет­ся про­из­во­дить по пло­ской схе­ме. Ес­ли в фун­да­мен­те толь­ко вер­ти­каль­ные сваи и в рас­че­те они рас­смат­ри­ва­ют­ся как же­ст­ко за­де­лан­ные в вы­ше­рас­по­ло­жен­ной кон­ст­рук­ции и в грун­те, то про­доль­ное уси­лие N и наи­боль­ший (по дли­не сваи) из­ги­баю­щий мо­мент M в свае до­пус­ка­ет­ся оп­ре­де­лять по фор­му­лам (рис. 5.1):

                            ;                            (5.5)

                                        ,                                    (5.6)

где Р _z, H _x, М₀ – вер­ти­каль­ная и го­ри­зон­таль­ная со­став­ляю­щие внеш­ней на­груз­ки на свай­ный фун­да­мент и ее мо­мент от­но­си­тель­но точ­ки О, рас­по­ло­жен­ной в уров­не ни­за ро­ст­вер­ка; n – об­щее чис­ло свай в фун­да­мен­те; х – ко­ор­ди­на­та го­ло­вы сваи, для ко­то­рой оп­ре­де­ля­ет­ся про­доль­ная си­ла N; l₀ – дли­на уча­ст­ка сваи над рас­чет­ной по­верх­но­стью грун­та; h_м– глу­би­на рас­по­ло­же­ния же­ст­кой за­дел­ки свай, счи­тая от рас­чет­ной по­верх­но­сти грун­та:

при h 2зd  h_м = 2зd – h/2;

при h > 2зd h_м= зd,

где h – глу­би­на по­гру­же­ния сваи, счи­тая от рас­чет­ной по­верх­но­сти грун­та; з – ко­эф­фи­ци­ент, при­ни­мае­мый по табл. 5.4; d – тол­щи­на ство­ла сваи (сто­ро­на квад­рат­но­го се­че­ния или диа­метр круг­ло­го).

Таб­ли­ца 5.4

Зна­че­ния ко­эф­фи­ци­ен­та з

	Ко­эф­фи­ци­ент  для свай
Вид грун­та	де­ре­вян­ных	же­ле­зо­бе­тон­ных и сталь­ных
Пес­ки и су­пе­си сред­ней плот­но­сти, суг­лин­ки и гли­ны ту­го­пла­стич­ные	4,5	6
Пес­ки и су­пе­си рых­лые, суг­лин­ки и гли­ны мяг­ко­пла­стич­ные	5	7
Илы, суг­лин­ки и гли­ны те­ку­че­пла­стич­ные	6	8

 

Ес­ли в фун­да­мен­те толь­ко вер­ти­каль­ные сваи и в рас­че­те они рас­смат­ри­ва­ют­ся как шар­нир­но при­кре­п­лен­ные к вы­ше­рас­по­ло­жен­ной кон­ст­рук­ции и же­ст­ко за­де­лан­ные в грун­те, то про­доль­ное уси­лие N и наи­боль­ший из­ги­баю­щий мо­мент M в свае до­пус­ка­ет­ся оп­ре­де­лять по фор­му­лам:

                                       ;                                     (5.7)

                                     ,                                  (5.8)

где ко­эф­фи­ци­ент з₁ при­ни­ма­ет­ся рав­ным 0,5.

Глу­би­на по­гру­же­ния свай в грунт оп­ре­де­ля­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от рас­чет­ной на­груз­ки на сваю и гео­ло­ги­че­ских ус­ло­вий, но долж­на быть для ви­ся­чих свай не ме­нее 3 м от уров­ня воз­мож­но­го ме­ст­но­го раз­мы­ва дна ре­ки у дан­ной опо­ры. Ме­ст­ный раз­мыв учи­ты­ва­ет­ся по при­бли­жен­ной ме­то­ди­ке, из­ло­жен­ной, на­при­мер, в учеб­ном по­со­бии [22].

5.2. Де­ре­вян­ные кон­ст­рук­ции

Рас­чет и кон­ст­руи­ро­ва­ние де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций СВСиУ долж­ны вы­пол­нять­ся в со­от­вет­ст­вии с тре­бо­ва­ния­ми СНиП II-25-80 [20] и СТП 136-99 [12].

В не­су­щих де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ци­ях СВСиУ до­пус­ка­ет­ся при­ме­нять дре­ве­си­ну хвой­ных по­род не ни­же 2 сор­та, а в эле­мен­тах вспо­мо­га­тель­но­го на­зна­че­ния – хвой­ных и ли­ст­вен­ных по­род 3 сор­та.

Раз­ме­ры се­че­ний эле­мен­тов и со­еди­ни­тель­ных де­та­лей долж­ны быть не ме­нее ука­зан­ных в табл. 5.5.

Таб­ли­ца 5.5

Наи­мень­шие раз­ме­ры эле­мен­тов де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций

На­име­но­ва­ние эле­мен­та и ха­рак­те­ри­сти­ка раз­ме­ра	Наи­мень­шие раз­ме­ры
Тол­щи­на, см: на­сти­лов пе­рил	4 2
Диа­метр бре­вен в тон­ком кон­це, см: ос­нов­ных эле­мен­тов вто­ро­сте­пен­ных эле­мен­тов	18 14
Раз­мер пла­стин, см	18/2
Раз­мер боль­шей сто­ро­ны брусь­ев или до­сок, см: ос­нов­ных эле­мен­тов свя­зей, на­кла­док, эле­мен­тов опа­луб­ки, пе­рил	16 8
Диа­метр гвоз­дей, мм	3
Тол­щи­на сталь­ных на­кла­док, мм	6
Диа­метр бол­тов, мм	16
Тол­щи­на шайб, мм	4
Диа­метр на­ге­лей (шты­рей), мм	12

Рас­чет эле­мен­тов де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций СВСиУ вы­пол­ня­ет­ся по фор­му­лам табл. 5.6.

Таб­ли­ца 5.6

Ос­нов­ные фор­му­лы для рас­че­та де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций

Вид на­пря­жен­но­го со­стоя­ния	Вид рас­че­та	Рас­чет­ная фор­му­ла
Цен­траль­ное рас­тя­же­ние	На проч­ность	N / An £ mRdt
Цен­траль­ное сжа­тие	На проч­ность	N / An £ mRdc
	На ус­той­чи­вость	N / (ц A) £ mRdc
По­пе­реч­ный из­гиб	Проч­ность по нор­маль­ным на­пря­же­ни­ям	M / Wn £ mRdb
	Проч­ность по ска­лы­ва­нию	Q S / (I b) £ mRdab
	Из­гиб­но-кру­тиль­ная ус­той­чи­вость	М l / (цm W,) £ mRdc, где цm = 140b2 Кф Кжм / (lp h) < 1
	По де­фор­ма­ци­ям	f / l £ flim / l
Ко­сой из­гиб	На проч­ность	M у / W х + M х / W у £ mRdc
	По де­фор­ма­ци­ям	/ l £ flim / l
Вне­цен­трен­ное сжа­тие (сжа­тие с из­ги­бом)	Проч­ность по нор­маль­ным на­пря­же­ни­ям	N / An + M / (xW ) £ mRdc
	Проч­ность по ска­лы­ва­нию	Q S / (xI b) £ mRdab
	Из­гиб­но-кру­тиль­ная ус­той­чи­вость	N / (цу m Rd с A) + + [М l / (xцm m Rdb W)]n £ 1, где x = 1 – N / (цу m Rd с A); n = 1 или 2 для эле­мен­тов с за­кре­п­ле­ни­ем или без за­кре­п­ле­ния рас­тя­ну­той зо­ны
Вне­цен­трен­ное рас­тя­же­ние (рас­тя­же­ние с из­ги­бом)	Проч­ность по нор­маль­ным на­пря­же­ни­ям	N / An + M Rdt / (Wn Rdb) £ mRdt
Смя­тие (в уз­лах)	Проч­ность вдоль во­ло­кон	N /As £ mRdq
	Проч­ность под уг­лом a к на­прав­ле­нию во­ло­кон	N / As £ mRdqa, где Rdqa = Rdq / [1 + (Rdq / Rdq90– – 1) sin3a]
Ска­лы­ва­ние (в уз­лах)	Проч­ность вдоль во­ло­кон	N /At £ mRdab

В рас­чет­ных фор­му­лах табл. 5.6:

N, M, Q – рас­чет­ные зна­че­ния про­доль­но­го уси­лия, из­ги­баю­ще­го мо­мен­та и по­пе­реч­ной си­лы, со­от­вет­ст­вен­но;

M_l – мак­си­маль­ный из­ги­баю­щий мо­мент на уча­ст­ке l_р – рас­стоя­нии ме­ж­ду точ­ка­ми за­кре­п­ле­ния сжа­той кром­ки се­че­ния;

M_x, M _у – из­ги­баю­щие мо­мен­ты от про­ек­ций на­гру­зок (q_x, q _у);

W_x, W _у – мо­мен­ты со­про­тив­ле­ния по­пе­реч­но­го се­че­ния от­но­си­тель­но глав­ных осей инер­ции х–х и у–у;

A_n, W_n – пло­щадь и мо­мент со­про­тив­ле­ния нет­то по­пе­реч­но­го се­че­ния;

A, W, S, I – пло­щадь, мо­мент со­про­тив­ле­ния, ста­ти­че­ский мо­мент и мо­мент инер­ции брут­то по­пе­реч­но­го се­че­ния, со­от­вет­ст­вен­но;

ц = 3000 / l² при l > 70 и ц = 1 – 0,8 (l/100)² при l £ 70;

l = l_р /r_i, где l_p = m l – рас­чет­ная дли­на эле­мен­та; r_i – ра­ди­ус инер­ции,

r_i = ;

К_ф, К_жм  – ко­эф­фи­ци­ен­ты, за­ви­ся­щие от ха­рак­те­ра за­кре­п­ле­ния эле­мен­та;

f, f_y, f_x – про­ги­бы от нор­ма­тив­ных на­гру­зок q, q_y, q_x со­от­вет­ст­вен­но;

f_lim / l – пре­дель­ный (до­пус­ти­мый) от­но­си­тель­ный про­гиб (нор­ми­ру­ет­ся для от­дель­ных ти­пов СВСиУ);

R_dt, R_{d с}, R_db, R_dab, R_dq, R_dq90 – рас­чет­ные со­про­тив­ле­ния дре­ве­си­ны, при­ве­ден­ные в табл. П.5.1 прил. 5;

m – ко­эф­фи­ци­ен­ты ус­ло­вий ра­бо­ты, при­ни­мае­мые по табл. П.5.2 прил. 5.

При рас­че­те сжа­тых (сжа­то-изо­гну­тых) эле­мен­тов на ус­той­чи­вость пре­дель­ные зна­че­ния гиб­ко­стей l долж­ны быть не бо­лее: для де­ре­вян­ных сто­ек – 100, для свя­зей – 150.

5.3. Ме­тал­ли­че­ские кон­ст­рук­ции

Рас­чет и кон­ст­руи­ро­ва­ние ме­тал­ли­че­ских кон­ст­рук­ций СВСиУ долж­ны вы­пол­нять­ся в со­от­вет­ст­вии с тре­бо­ва­ния­ми СНиП 2.05.03–84^* [10], СНиП II-23-81^* [21] и СТП 136-99 [12].

Ста­ли для ме­тал­ли­че­ских кон­ст­рук­ций СВСиУ сле­ду­ет на­зна­чать в за­ви­си­мо­сти от кли­ма­ти­че­ско­го рай­она строи­тель­ст­ва в со­от­вет­ст­вии с дан­ны­ми табл. 5.7.

Таб­ли­ца 5.7

Мар­ки ста­лей для ме­тал­ли­че­ских кон­ст­рук­ций СВСиУ

		Ка­те­го­рии ста­ли для кли­ма­ти­че­ско­го рай­она (t, °С)
Сталь	ГОСТ или ТУ	II4 (–30>t³–40) II5 (t³–30)	I2, II2, II3 (–40>t³–50)	I1 (–50>t³–65)
ВСт3сп	ГОСТ 380-71**	5	–	–
09Г2С	ГОСТ 19281-73*	12	13	15
15ХСНД	ГОСТ 6713-91	12	13	15
10ХСНД	«»	12	13	15

 

Для обыч­ных (неф­рик­ци­он­ных) бол­то­вых со­еди­не­ний при­ме­ня­ют бол­ты (гру­бой, нор­маль­ной и по­вы­шен­ной точ­но­сти) в со­от­вет­ст­вии с тре­бо­ва­ния­ми [21], а для фрик­ци­он­ных со­еди­не­ний – СНиП [10]. Свар­ка сталь­ных кон­ст­рук­ций про­из­во­дит­ся со­глас­но тре­бо­ва­ни­ям СНиП [21].

Наи­мень­шие раз­ме­ры се­че­ний час­тей сталь­ных кон­ст­рук­ций вспо­мо­га­тель­ных со­ору­же­ний (за ис­клю­че­ни­ем пон­то­нов) долж­ны быть не ме­нее ука­зан­ных в табл. 5.8.

Таб­ли­ца 5.8

Наи­мень­шие раз­ме­ры се­че­ний сталь­ных кон­ст­рук­ций СВСиУ

На­име­но­ва­ние эле­мен­та и ха­рак­те­ри­сти­ка раз­ме­ра	Наи­мень­шие раз­ме­ры, мм
Тол­щи­на лис­тов, кро­ме пе­ре­чис­лен­ных ни­же слу­ча­ев	10/8
Тол­щи­на пла­нок	8/6
Тол­щи­на про­кла­док	6/4
Тол­щи­на опор­ных лис­тов	16/16
Раз­ме­ры угол­ков в ос­нов­ных се­че­ни­ях	75´75´8
Раз­ме­ры угол­ков со­еди­ни­тель­ной ре­шет­ки со­став­ных стерж­ней	63´40´6
Диа­метр бол­та	16
Диа­метр стерж­не­вых тяг, под­ве­сок	10

При­ме­ча­ние. В чис­ли­те­ле при­ве­де­ны зна­че­ния для ин­вен­тар­ных кон­ст­рук­ций, в зна­ме­на­те­ле – для кон­ст­рук­ций од­но­ра­зо­во­го ис­поль­зо­ва­ния.

Рас­чет эле­мен­тов сталь­ных кон­ст­рук­ций СВСиУ вы­пол­ня­ет­ся по фор­му­лам табл. 5.9.

Таб­ли­ца 5.9

Ос­нов­ные фор­му­лы для рас­че­та сталь­ных кон­ст­рук­ций

Вид на­пря­жен­но­го со­стоя­ния	Вид рас­че­та	Рас­чет­ная фор­му­ла
Цен­траль­ное рас­тя­же­ние	На проч­ность	N / An £ mRy
Цен­траль­ное сжа­тие	На проч­ность	N / An £ mRy
	На ус­той­чи­вость	N / (ц A) £ mR у
По­пе­реч­ный из­гиб	Проч­ность по нор­маль­ным на­пря­же­ни­ям	M / Wn, min £ mRy
	Проч­ность по ка­са­тель­ным на­пря­же­ни­ям	Q S / (I t) £ mRs
	Проч­ность по глав­ным (при­ве­ден­ным) на­пря­же­ни­ям
	Из­гиб­но-кру­тиль­ная ус­той­чи­вость	М l / (цb Wn) £ mRy
	Ме­ст­ная ус­той­чи­вость	По СНиП [21]
	По де­фор­ма­ци­ям	f / l £ flim / l
Ко­сой из­гиб	На проч­ность	Mx y / I х n + Myx / I у n £ mRy
	По де­фор­ма­ци­ям	/ l £ flim / l
Дей­ст­вие осе­вой си­лы c из­ги­бом	На проч­ность	N / An ± Mxy / I х n ± Myx / I у n £ mRy
	На ус­той­чи­вость	N / (цe A) £  mRy

В рас­чет­ных фор­му­лах табл. 5.9 обо­зна­че­ния со­от­вет­ст­ву­ют табл. 5.6, за ис­клю­че­ни­ем сле­дую­щих:

ц – ко­эф­фи­ци­ент про­доль­но­го из­ги­ба при цен­траль­ном сжа­тии, оп­ре­де­ляе­мые по табл. 5.10;

ц_b, ц_e – ко­эф­фи­ци­ен­ты, учи­ты­вае­мые при рас­че­те на ус­той­чи­вость при из­ги­бе, при­ни­мае­мые по ука­за­ни­ям СНиП [21];

R _у, R_s – рас­чет­ные со­про­тив­ле­ния ста­ли по пре­де­лу те­ку­че­сти, при­ве­ден­ные в табл. П.6.1 прил. 6;

m – ко­эф­фи­ци­ен­ты ус­ло­вий ра­бо­ты, при­ни­мае­мые по табл. П.6.2 прил. 6.

При рас­че­те сжа­тых (сжа­то-изо­гну­тых) эле­мен­тов на ус­той­чи­вость пре­дель­ные зна­че­ния гиб­ко­стей l долж­ны быть не бо­лее: для сто­ек – 150, для свя­зей – 200.

Рас­чет бол­то­вых и свар­ных со­еди­не­ний сле­ду­ет вы­пол­нять по нор­мам
СНиП [10, 21].

Таб­ли­ца 5.10

Ко­эф­фи­ци­ен­ты ц про­доль­но­го из­ги­ба цен­траль­но-сжа­тых эле­мен­тов

Гиб­кость l	Ко­эф­фи­ци­ен­ты ц для эле­мен­тов из ста­ли с рас­чет­ным со­про­тив­ле­ни­ем Ry, МПа (кгс/см2)
	240 (2450)	320 (3250)	360 (3650)
10	0,987	0,984	0,983
20	0,962	0,955	0,952
40	0,894	0,873	0,863
60	0,805	0,766	0,749
80	0,686	0,602	0,566
100	0,542	0,448	0,408
120	0,419	0,321	0,287
140	0,315	0,240	0,215
160	0,244	0,187	0,167
180	0,196	0,150	0,135
200	0,161	0,124	0,111

При­ме­ча­ние: про­ме­жу­точ­ные зна­че­ния j в за­ви­си­мо­сти от l и R_y при­ни­ма­ют­ся по ли­ней­ной ин­тер­по­ля­ции.

 

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 594; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!