 Новости
|
|
СНиП 2.06.04-82 (1989, с изм. 2 1995)
Ниже представлен типовой образец документа. Документы разработаны без учета Ваших персональных потребностей и возможных правовых рисков. Если Вы хотите разработать функциональный и грамотный документ, договор или контракт любой сложности обращайтесь к профессионалам.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ (ВОЛНОВЫЕ, ЛЕДОВЫЕ И ОТ СУДОВ)
СНиП 2.06.04-82*
ГОССТРОЙ СССР
Москва 1989
РАЗРАБОТАНЫ ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева Минэнерго СССР (д-р техн. наук Д.Д. Леппо - научный руководитель и редактор работ; канд. техн. наук А.П. Пак - руководитель темы; кандидаты техн. наук Л.Б. Певзнер и И.Н. Шаталина; И.Я. Попов и О.С. Наумов) при участии организаций Минобороны (доктора техн. наук П.П. Кульмач и А.М. Жуковец; кандидаты техн. наук Б.В. Балашов, Н.Г. Заритовский, Н.Н. Загрядская, В.В. Каплун и С.С. Мищенко); Союзморниипроекта Минморфлота (д-р. физ.-мат. наук Ю. М. Крылов, канд. физ.-мат. наук С.С. Стрекалов, канд. техн. наук И.Б. Тишкин); Института водных проблем АН СССР (канд. техн. наук Г.Ф. Красножон); Государственного океанографического института Госкомгидромета (д-р физ.-мат. наук Г.В. Матушевский); МИСИ им. В.В. Куйбышева Минвуза СССР (д-р техн. наук Г.Н. Смирнов, канд. техн. наук И.Ш. Халфин); Ленинградского института водного транспорта Минречфлота РСФСР (д-р техн. наук В. К. Штенцель) ; ЦНИИСа Минтрансстроя (д-р техн. наук А.И. Кузнецов, кандидаты техн. наук Г.Д. Хасхачих, Л.А. Морозов); НИИЖТа МПС (д-р техн. наук К. Н. Коржавин) и института Гипроморнефтегаз (кандидаты техн. наук М.Ф. Курбанов и В.Г. Саркисов) и ВНИПИ Морнефтегаэ (д-р физ.-мат. наук С.А Вершинин) Мингазпрома.
ВНЕСЕНЫ Минэнерго СССР.
ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР (В.А. Кулиничев).
СНиП 2.06.04-82* является переизданием СНиП 2.06.04-82 с изменением №1, утвержденным постановлением Госстроя СССР от 12 марта 1986 г. №27.
При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые журнале "Бюллетень строительной техники", "Сборнике изменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР и информационном указателе "Государственные стандарты СССР Госстандарта".
Утверждение изменения №2 СНиП 2.06.04—82* "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"
Постановлением Госстроя СССР от 10 октября 1988 г. №208 утверждено и введено в действие с 1 января 1989г. Разработанное ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева Минэнерго СССР приведенное ниже изменение №2 СНиП 2.06.04-82 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)", утвержденного постановлением Госстроя СССР от 15 июня 1982 г. №161.
Пункт 6* приложения 1 изложить в новой редакции:
"6*. Высоту ветрового вагона , м, следует принимать по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии (без учета конфигурации береговой линии и при постоянной глубине дна d) допускается определять по формуле
, (148*)
где (w- угол между продольной осью водоема и направлением ветра, град;
Vw - расчетная скорости ветра, определяемая но р. 9*;
L - разгон, м.
Kw - коэффициент, принимаемый по табл. 2*
Таблица 2*
Vw
20
30
40
50
Kw(106
2,1
3
3,9
4,8
Госстрой СССР
Строительные нормы и правила
СНиП 2.06.04-82*
Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)
Взамен СНиП II-57-75
Настоящие нормы распространяются на речные и морские гидротехнические сооружения при проектировании вновь строящихся и реконструкции существующих объектов.
Нормы устанавливают нормативные значении нагрузок и воздействий от волн, льда и судов на гидротехнические сооружения. Расчетная нагрузка должна определяться как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам (f, учитывающий возможное отклонение нагрузки в неблагоприятную сторону от ее нормативного значения; (f должен приниматься согласно требованиям, приведенным в главе СНиП по основным положениям проектирования речных гидротехнических сооружений.
Нагрузки от волн и льда на гидротехнические сооружения I класса, а также расчетные элементы волн на открытых и огражденных акваториях необходимо уточнять на основе натурных наблюдений и лабораторных исследований.
1. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЛН НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО И ОТКОСНОГО ПРОФИЛЕЙ
НАГРУЗКИ ОТ СТОЯЩИХ ВОЛН НА СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
1.1. Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории (рис. 1) должен производиться при глубине до дна db>1,25h; при этом в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины до дна db, м, необходимо применять условную расчетную глубину d, м, определяемую по формуле
, (1)
где df - глубина над подошвой сооружения, м;
kbr - коэффициент, принимаемый по графикам рис. 2;
h - высота бегущей волны, м, принимаемая по приложению 1.
Внесены Минэнерго СССР
Утверждены постановлением Госстроя СССР от 15 июня 1982 г. №161
Срок введения в действие 1 января 1984 г.
Рис.1. Эпюры давления стоячих волн на вертикальную стену со стороны открытой акватории
а - при гребне волны; б - При ложбине волны (с эпюрами взвешивающего волнового давления на берменные массивы)
Рис. 2. Графики значения коэффициента kbr
1.2. Возвышение или понижение свободной волновой поверхности (, м, у вертикальной стены, отсчитываемое от расчетного уровня воды, должно определяться по формуле
, (2)
- круговая частота волны;
- средний период волны, с;
t - время, с;
( - средняя длина волны, м.
При действии стоячей волны на вертикальную стену необходимо предусматривать три случая определения ( по формуле (2) для следующих значений cos (t:
а) cos (t = 1 - при подходе к стене вершины волны, возвышающейся над расчетным уровнем на (max, м;
б) 1> cos (t > 0 - при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки Рxс, кН/м, для гребня волны, возвышающегося над расчетным уровнем на (с, в этом случае значение cos (t должно определяться по формуле
, (3)
в) cos (t = -1 - при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки Рxt, кН/м, для подошвы волны, расположенной ниже расчетного уровня на (t.
Примечание. При и во всех других случаях, когда по формуле (3) значение cos (t > 1, необходимо в дальнейшем при расчетах принимать cos (t = 1.
1.3. В глубоководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Рx, кН/м, при гребне или ложбине стоячей волны (см. рис. 1) необходимо принимать по эпюре волнового давления, при этом величина р, кПа, на глубине z, м, должна определяться по формуле
где ( — плотность воды, т/м3;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
z - координаты точек (z1 =(c, z2 = 0, ... zn =d), м, отсчитываемыми от расчетного уровня.
Для гребня при z1 =(c, а для ложбины при z6 = 0, следует принимать p = 0.
1.4. В мелководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Рx,. кН/м, при гребне и ложбине стоячей волны (см. рис. 1) необходимо принимать по эпюре волнового давления, при этом величина р, кПа, на глубине z, м, должна определяться по табл. 1.
Таблица 1
№ точек
Заглубление точек z, м
Значение волнового давления
при гребне
1
(c
p1 = 0
2
0
p2 = k2(gh
3
0,25d
p3 = k3(gh
4
0,5d
p4 = k4(gh
5
d
p5 = k5(gh
при ложбине
6
0
p6 = 0
7
(t
p7 = -(g(t
8
0,5d
p8 = -k8(gh
9
d
p9 = -k9(gh
Примечание. Значения коэффициентов к2, к3, к4, к5, к6, к8, к9 следует принимать по графикам рис. 3, 4, 5.
Рис. 3. Графики значений коэффициентов k2 и k3
Рис. 4. Графики значений коэффициентов k4 и k5
Рис. 5. Графики значений коэффициентов k8 и k9
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЛН НА СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ (ОСОБЫЕ СЛУЧАИ)
1.5*. Волновое давление р, кПа, на вертикальную стену с возвышением над расчетным уровнем верха сооружения zsup, м, на величину менее (max, м, следует определять согласно пп.1.3 и 1.4 с последующим умножением полученных значений давления на коэффициент кс, определяемый по формуле
, (5)
где знаки "плюс" и "минус" соответствуют положению верха сооружения выше или ниже расчетного уровня воды.
Возвышение или понижение свободной волновой поверхности (, определенное по п.1.2, следует также умножать на коэффициент кс.
Горизонтальная линейная волновая нагрузка Рxc, кН/м, в рассматриваемом случае должна определяться по площади эпюры волнового давления в пределах высоты вертикальной стены.
1.6. При подходе фронта волны к сооружению под углом (, град, со стороны открытой акватории (в расчетах устойчивости сооружения и прочности грунтов основания) линейную волновую нагрузку на вертикальную стену, определенную согласно пп.1.3 и 1.4, необходимо уменьшать путем умножения ее на коэффициент kcs, принимаемый равным:
(, град
kcs
45
1
60
0,9
75
0,7
Примечание. При перемещении фронта волн вдоль стены, т.е. для (, близких или равных 90 град, волновую нагрузку следует определять согласно п.1.7.
1.7. Горизонтальную нагрузку от дифрагированных волн со стороны огражденной акватории следует определять при относительной длине секции сооружения ; при этом расчетную эпюру волнового давления со значениями р, кПа, допускается выполнять по трем точкам, рассматривая следующие случаи:
а) вершина волны совмещена с серединой секции сооружения (рис. 6, а) :
б) подошва волны совмещена с серединой секции сооружения (рис. 6, б) :
z1 =0, p1 = 0; (9)
где hdif - высота дифрагированной волны, м, определяемая согласно обязательному прил. 1;
kl - коэффициент, принимаемый по табл. 2.
Рис.6. Эпюры давления дифрагированных волн на вертикальную стену со стороны огражденной акватории
а - при гребне волны; б - при ложбине волны
Таблица 2
Относительная длина секции
0.1
0,2
0,3
0.4
0.5
0.6
0.7
0,8
Коэффициент, kl
0.98
0,92
0,85
0.76
0,64
0,51
0,38
0.26
Примечание. При глубине со стороны огражденной акватории следует строить треугольную эпюру волнового давления, принимая на глубине волновое давление равным нулю (см. рис. 6).
1.8. Взвешивающее волновое давление в горизонтальных швах массивовой кладки и по подошве сооружения следует принимать равным соответствующим величинам горизонтального волнового давления в крайних точках (см. рис. 1 и 6) при линейном изменении его в пределах ширины сооружения.
1.9. Максимальную донную скорость vb,max, м/с, перед вертикальной стеной (от действия стоячих волн) на расстоянии 0,25 от передней грани стены необходимо определять по формуле
(12)
где ksl - коэффициент, принимаемый по табл. 3.
Таблица 3
Пологость волны
8
10
15
20
30
Коэффициент ksl
0,6
0,7
0,75
0,8
1
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей vb,adm, м/с, для грунта крупностью фракций D, мм, следует принимать по рис.7; при vb,max > vb,adm необходимо предусматривать защиту от размыва основания.
Рис.7. График допускаемых значений неразмывающих донных скоростей
1.10. Эпюра взвешивающего волнового давления на берменные массивы должна приниматься трапецеидальной, согласно рис. 1, б, с ординатами рbr,i, кПа, определяемыми (при i = 1, 2 или 3) по формуле
, (13)
где хi - расстояние от стены до соответствующей грани массива, м;
kbr - коэффициент, принимаемый по табл.4;
pf - волновое давление на уровне подошвы сооружения.
Таблица 4
Относительная глубина
Коэффициент kbr при пологостях волн
15 и менее
20 и более
Менее 0,27
0,86
0,64
От 0,27 до 0,32
0,6
0,44
Более 0,32
0,3
0,3
НАГРУЗКИ ОТ РАЗБИВАЮЩИХСЯ И ПРИБОЙНЫХ ВОЛН НА СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
1.11. Расчет сооружений на воздействие разбивающихся волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине над бермой dbr< 1,25h и глубине до дна (рис.8).
Рис.8. Эпюры давления разбивающихся волн на вертикальную стену
Горизонтальную линейную нагрузку Pxc, кН/м, от разбивающихся волн необходимо принимать по площади эпюры бокового волнового давления, при этом величины р, кПа, для значений ординат z, м, следует определять по формулам:
z1 = -h, p1 = 0; (14)
z2 = 0, p2 = 1,5(gh; (15)
z3 = df, . (16)
Вертикальную линейную нагрузку Рzс, кН/м, от разбивающихся волн следует принимать равной площади эпюры взвешивающего волнового давления и определять по формуле
, (17)
где ( - коэффициент, принимаемый по табл. 5.
Таблица 5
(3
5
7
9
Коэффициент (
0,7
0,8
0,9
1
Максимальную скорость воды vf,max, м/с, над поверхностью бермы перед вертикальной стеной при разбивающихся волнах необходимо определять по формуле
(18)
1.12. Расчет сооружений на воздействие прибойных волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине db(dcr на примыкающем к стене участке дна протяженностью не менее 0,5, м (рис. 9), при этом возвышение вершины максимальной прибойной волны (c,sur, м, над расчетным уровнем следует определять по формуле
(c,sur = -0,5df - hsur, (19)
где hsur - высота прибойной волны, м;
dcr - критическая глубина, м.
Рис.9. Эпюры давления прибойных воли на вертикальную стену
а — с верхом постели на уровне дна; б - с возвышающейся над дном постелью
Горизонтальную линейную нагрузку Рxc, кН/м, от прибойных волн необходимо принимать по площади эпюры бокового волнового давления, при этом величины р, кПа, для значений ординат z, м, должны определяться по формулам:
z1 = -hsur, p1 = 0; (20)
, p2 = 1,5(ghsur; (21)
z3 = df, , (22)
где - средняя длина прибойной волны, м.
Вертикальную линейную нагрузку Рzc, кН/м, от прибойных волн следует принимать равной площади эпюры взвешивающего волнового давления (с высотой р3) и определять по формуле:
. (23)
Максимальная донная скорость прибойной волны vb, max, м/с, перед вертикальной стеной со стороны открытой акватории должна определяться по формуле:
, (24)
1.13. Определение нагрузок на вертикальную стену от воздействия разбивающихся и прибойных волн (см. рис.8 и 9) при надлежащем обосновании допускается производить динамическими методами, учитывающими импульсы давления и инерционные силы.
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЛН НА СООРУЖЕНИЯ ОТКОСНОГО ПРОФИЛЯ
1.14*. Высоту наката на откос волн обеспеченностью 1 % по накату (hrun1%, м) для фронтально подходящих волн при глубине перед сооружением d ( 2h1% надлежит определять по формуле
hrun1% = krkpkspkrunh1% , (25)
где kr и kp - коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые по табл.6;
ksp - коэффициент, принимаемый по табл. 7*;
krun - коэффициент, принимаемый по графикам рис.10* в зависимости от пологости волны на глубокой воде.
При глубине перед сооружением d < 2h1% коэффициент krun необходимо принимать для значений пологости волны, указанной на рис. 10* в скобках и определяемой при глубине d = 2h1%.
Высоту наката на откос волн обеспеченностью i, %, по накату необходимо определять умножением полученного по формуле (25) значения hrun1%, м, на коэффициент ki принимаемый по табл.8.
Таблица 6
Конструкция крепления откоса
Относительная шероховатость r/h1%
Коэффициент, kr
Коэффициент, kp
Бетонными (железобетонными) плитами
-
1
0,9
Гравийно - галечниковое, каменное
Менее 0,002
1
0,9
или крепление бетонными
0,005-0,01
0,95
0,85
(железобетонными) блоками
0,02
0,9
0,8
0,05
0,8
0,7
0,1
0,75
0,6
Более 0,2
0,7
0,5
Примечание. Характерный размер шероховатости r, м, следует принимать равным среднему диаметру зерен материала крепления откоса или среднему размеру бетонных (железобетонных) блоков.
Таблица 7*
Значение ctg (
1 - 2
3 - 5
Более 5
Коэффициент ksp при скорости ветра Vw, м/с:
20 и более
1,4
1,5
1,6
10
1,1
1,1
1,2
5 и менее
1
0,8
0,6
Примечание. ( - угол наклона откоса к горизонту, град.
Таблица 8
Обеспеченность по накату i, %
0,1
1
2
5
10
30
5О
Коэффициент ki
1,1
1
0,96
0,91
0,86
0,76
0,68
Рис. 10*. Графики значений коэффициента krun
При подходе фронта волны к сооружению под углом (, град, со стороны открытой акватории величину наката волн на откос следует уменьшать умножением на коэффициент k(, принимаемый по табл.9.
Таблица 9
Значение угла (, град
0
10
20
30
40
50
60
Коэффициент k(
1
0,98
0,96
0,92
0,87
0,82
0,76
Примечание. При определении высоты наката волн на песчаные и гравийно - галечниковые пляжи необходимо учитывать изменение уклона пляжа во время шторма. Наибольшее понижение пляжа в створе уреза воды следует принимать равным 0,3h, м, с выклиниванием на нулевые значения на берегу до высоты наибольшего наката, а в море до глубины d = dcr, м, для размываемых грунтов или на глубине d = dcr, u, м, - для неразмываемых грунтов (где h, dcr и dcr, u - соответственно высота волны и глубина воды в створах первого и последнего обрушений, м).
1.15. Эпюра волнового давления на откос при 1,5 ( ctg ( ( 5, укрепленный монолитными или сборными плитами, должна приниматься по рис.11, при этом максимальное расчетное волновое давление рd, кПа, необходимо определять по формуле:
pd = ks kf prel (gh, (26)
где ks - коэффициент, определяемый по формуле
; (27)
kf - коэффициент, принимаемый по табл.10;
prel - максимальное относительное волновое давление на откос в точке 2 (см. рис.11), принимаемое по табл. 11.
Рис.11. Эпюра максимального расчетного волнового давления на откос, укрепленный плитами
Таблица 10
Пологость волны
10
15
20
25
35
Коэффициент kf
1
1,15
1,3
1,35
1,48
Таблица 11
Высота волны h, м
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
(4
Максимальное относительное волновое давление prel
3,7
2,8
2,3
2,1
1,9
1,8
1,75
1,7
Ордината z2, м, точки 2 приложения максимального расчетного волнового давления pd должна определяться по формуле:
, (28)
где А и В— величины, м, определяемые по формулам:
; (29)
(30)
Ордината z3, м, соответствующая высоте наката волн на откос, должна определяться согласно п. 1.4*.
На участках крепления по откосу выше и ниже точки 2 (см. рис.11) следует принимать значения ординат эпюры волнового давления р, кПа, на расстояниях, м:
при l1 = 0,0125L( и l3 = 0,0265L( р = 0,4pd;
при l2 = 0,0325L( и l4 = 0,0675L( р = 0,1pd,
где . (31)
Ординаты эпюры волнового противодавления рc, кПа, на плиты крепления откосов следует определять по формуле:
pc = ks kf pc,rel (gh, (32)
где pc,rel - относительное волновое противодавление,
.
Рис.12. Графики для определения относительного волнового противодавления
1.16. Нагрузку от волн на откос, укрепленный плитами, для сооружений I и II класса при высоте волн более 1,5 м обеспеченностью 1 % в системе допускается при надлежащем обосновании определять методами, в которых учитывается нерегулярность ветровых волн.
При наличии берм и переменных уклонов отдельных участков сооружений откосного профиля нагрузки от волн на крепления откосов необходимо определять по данным лабораторных исследований.
1.17*. При проектировании сооружений откосного профиля и креплений откосов из рваного камня, обыкновенных и фасонных бетонных или железобетонных блоков массу отдельного элемента m или mz, т, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, необходимо определять:
при расположении камня или блока на участке откоса от верха сооружения до глубины z = 0,7h по формуле
; (33)*
то же, при z > 0,7h по формуле
; (34)
где kfr - коэффициент, принимаемый по табл.12*; при > 15, а также при наличии бермы kfr следует уточнять по опытным данным;
рm - плотность камня, т/м3.
Таблица 12*
Элементы крепления
Коэффициент kfr
при наброске
при укладке
Камень
0,025
-
Обыкновенные бетонные блоки
0,021
-
Тетраподы и другие фигурные блоки
0,008
0,006
1.18. При проектировании крепления откосов сооружений из несортированной каменной наброски необходимо, чтобы значение коэффициента kgr зернового состава находилось в границах заштрихованной зоны, приведенной на графике рис.13.
Значение коэффициента kgr должно определяться по формуле:
, (35)
где m - масса камня, определяемая по п.1.17*, т;
mi - масса камня, большая или меньшая расчетной, т;
Db(,i и Db( - диаметры фракций камня, см, приведенные к диаметру шара, имеющего массу соответственно mi и m.
Зерновой состав несортированной каменной наброски для крепления откосов, соответствующий заштрихованной зоне (см. рис.13), следует считать пригодным только для сооружений с откосами, пологость которых находится в пределах 3 ( ctg ( ( 5, а высота расчетной волны - 3 м и менее.
Рис. 13. График для определения допустимого зернового состава несортированной каменной наброски для крепления откосов
1.19*. При пологости откосов ctg ( > 5, укрепляемых несортированной разнозернистой каменной наброской, расчетную массу камня m, т, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, необходимо определять по формуле (33*) при с умножением полученных результатов на коэффициент k(, определяемый по табл.12а*.
Таблица 12а*
ctg (
6
8
10
12
15
Коэффициент k( при
0,78
0,52
0,43
0,25
0,2
Минимальное содержание фракций диаметром Dba, соответствующим расчетной массе камня в несортированной разнозернистой наброске, должно приниматься в соответствии с табл.12б*.
Таблица 12б*
Коэффициент разнозернистости D60/D10
5
10
20
40 - 10 0
Минимальное содержание фракций диаметром Dba , % (по весу)
50
30
25
20
2. НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ОБТЕКАЕМЫЕ ПРЕГРАДЫ И СКВОЗНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ
2.1. Максимальную силу от воздействия волн Qmax, кН, на вертикальную обтекаемую преграду с поперечными размерами ( ( 0,4( и ( ( 0,4( (рис.14, а) при d > dcr необходимо определять из ряда значений, получаемых при различных положениях преграды относительно вершины волны х = х/(, по формуле:
Qmax = Qi, max (i + Qv, max (v , (36)
где Qi, max и Qv, max - соответственно инерционный и скоростной компоненты силы от воздействия волн, кН, определяемые по формулам:
; (37)
; (38)
(i и (v - коэффициенты сочетания инерционного и скоростного компонентов максимальной силы от воздействия волн, принимаемые соответственно по графикам 1 и 2 рис.15;
h и ( - высота и длина расчетной волны, принимаемые согласно п. 4 обязательного прил.1;
( - размер преграды по лучу волны, м;
( - размер преграды по нормали к лучу волны, м;
kv - коэффициент, принимаемый по табл.13;
(i и (v - инерционный и скоростной коэффициенты глубины, принимаемые соответственно по графикам а и б рис.16;
(i и (v - инерционный и скоростной коэффициенты формы преграды с поперечным сечением в виде круга, эллипса и прямоугольника, принимаемые по графикам рис.17.
Таблица 13
Относительный размер преграды (/(, b/(, D/(
0,08
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,4
Коэффициент kv.
1
0,97
0,93
0,86
0,79
0,7
0,52
Примечания: 1. Расчет сквозных сооружений или отдельно стоящих обтекаемых преград на нагрузки от волн должен производиться, как правило, с учетом шероховатости их поверхности. При наличии опытных данных по снижению влияния коррозии и морских обрастаний коэффициенты формы необходимо определять по формулам:
; (39)
, (40)
где Ci и Cv - уточненные опытные значения коэффициентов инерционного и скоростного сопротивлений.
2. При подходе волн под углом к обтекаемой преграде (в виде эллипса или прямоугольника) допускается коэффициенты формы определять интерполяцией между их значениями по главным осям.
3. Максимальную силу от воздействий волн Qmax, кН, на вертикальную обтекаемую преграду при значении допускается принимать Qmax = Qi,max, а при значении принимать Qmax = Qv, max,; в других случаях Qmax следует определять из ряда значений, полученных по формуле (36) при различных х.
Рис. 14. Схемы к определению волновых нагрузок на обтекаемые преграды
а - вертикальные; б - горизонтальные
Рис 15. Графики значений коэффициентов сочетания инерционного (i (графики 1) и скоростные (v, (графики 3) компонентов силы от воздействия волн
Рис.16. Графики значений инерционного (i и скоростного (v коэффициентов глубины
Рис.17. Графики значений инерционного (i и скоростного коэффициентов формы (для эллиптических преград - сплошные линии, при призматических - штриховые линии) в зависимости от (/b (для Q, q и Px ) или b/( (для Pz)
1 - для шероховатой эллиптической преграды; 2 - гладкой; 3 - шероховатой в подводной и гладкой в надводной частях вертикальной эллиптической преграды
2.2. Линейную нагрузку от волн q, кН/м, на вертикальную обтекаемую преграду на глубине z, м, при максимальной силе от воздействия волн Qmax (см. рис.14, а) необходимо определять по формуле
q = qi,max(xi + qv,max(xv (41)
где qi,max и qv,max - инерционный и скоростной компоненты максимальной линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (42)
; (43)
(xi и (xv - коэффициенты сочетания инерционного и скоростного компонентов линейной нагрузки от волн, принимаемые соответственно по графикам 1 и 2 рис. 18 при значении x согласно п.2.1;
(xi и (xv - коэффициенты линейной нагрузки от волн, принимаемые по графикам а и б рис.19 при значениях относительной глубины .
Рис.18. Графики значений коэффициентов сочетания инерционного (xi (графики 1) и скоростного (xv (графики 2) компонентов горизонтальной линейной нагрузки от волн
2.3. Превышение взволнованной поверхности (, м, над расчетным уровнем должно определяться по формуле:
( = (relh (44)
где (rel - относительное превышение взволнованной поверхности, определяемое по рис.20.
Превышение средней волновой линии над расчетным уровнем (d, м, следует определять по формуле
(d = ((c,rel + 0,5)h (45)
где (c,re - относительное превышение вершины волны, определяемое по рис.20 при значении ( = 0.
2.4. Нагрузки от волн Q и q на вертикальную обтекаемую преграду при любом ее расположении x, м, относительно вершины волны следует определять по формулам (36) и (41), при этом коэффициенты (i и (v должны приниматься по графикам 1 и 2 рис.15, а (xi и (xv - по графикам 1 и 2 рис. 18 для данного значения ( = x/(.
2.5. Расстояние zQmax, м, от расчетного уровня воды до точки приложения максимальной силы от воздействия волн на вертикальную обтекаемую преграду Qmax необходимо определять по формуле
, (46)
где (i и (v - коэффициенты, принимаемые по графикам 1 и 2 рис.15 при к , соответствующем Qmax;
zQ,i и zQ,v - ординаты точек приложения соответственно инерционного и скоростного компонентов сил, м, определяемые по формулам:
; (47)
(48)
и - относительные ординаты точек приложения инерционного и скоростного компонентов сил, принимаемые по графикам рис.21:
(i и (v - инерционный и скоростной коэффициенты фазы, принимаемые по графикам рис.22.
Рис.19. Графики коэффициентов линейной нагрузки от волн (xi, (xv, (zv при d/(:
1) 0,1; 2) 0,15; 3) 0,2; 4) 0,3; 5) 0,5; 6) 1; 7) 5 и (/h = 8-15 - штриховые линии
Расстояние zQ от расчетного уровня воды до точки приложения силы Q при любом удалении x от вершины волны до преграды следует определять по формуле (46), при этом коэффициенты (i и (v должны приниматься согласно графикам 1 и 2 рис.15 для данного значения (=x/(.
Рис.20. График значений коэффициента (rel
1 - при d/( = 0,5 и (/h = 40; 2 - при d/( = 0.5 и (/h = 20, а также при d/( = 0,2 и (/h = 40; 3 - при d/( = 0,5 и (/h = 10, а также при d/( = 0,2 и (/h = 20; 4 - при d/( = 0,2 и (/h = 10
Рис.21. Графики значений относительных координат
1 - ; 2 -
Рис.22. Графики значений инерционного (i, и скоростного (v коэффициентов фазы
НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ
2.6. Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax ,кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду (см. рис.14, б) с поперечными размерами ( ( 0,1(, м, и b ( 0,1(, м, при zc ( b но (zc - b/2) > h/2 и при (d -zc) ( b должно определяться по формуле
(49)
для двух случаев:
с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px,max, кН/м, при соответствующем значении вертикальной составляющей линейной нагрузки Pz кН/м;
с максимальной вертикальной составляющей линейной нагрузки Pz,max, кН/м, при соответствующем значении горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px, кН/м.
Расстояние x, м, от вершины волны до центра преграды при действии максимальных линейных нагрузок Px,max и Pz,max должны определяться по относительной величине ( = x/(, принимаемой согласно рис.18 и 23.
Рис.23. Графики значений коэффициентов сочетания (zi инерционного (графики 1) и (zv - скоростного (графики 2) компонентов вертикальной линейной нагрузки от волн
2.7. Максимальное значение горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн Px,max, кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду необходимо определять из ряда величин, получаемых при различных значениях x, по формуле
Px,max = Pxi(xi + Pxv(xv, (50)
где Pxi и Pxv - инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (51)
; (52)
(xi и (xv - коэффициенты сочетания инерционного и скоростного компонентов линейной нагрузки от волн, принимаемые соответственно по графикам 1 и 2 рис.18 при значении x согласно п.2.1;
(xi и (xv - обозначения те же, что и в п.2.2;
(i и (v - инерционный и скоростной коэффициенты формы преграды с поперечным сечением в виде круга, эллипса и прямоугольника, принимаемые по графикам рис.17 при значениях a/b - для горизонтальной и b/a - вертикальной составляющих нагрузки.
2.8. Максимальную величину вертикальной составляющей линейной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду Pz,max, кН/м, необходимо определять из ряда величин, получаемых при разных значениях x, по формуле:
Pz,max = Pzi(zi + Pzv(zv, (53)
где Pzi и Pzv - инерционный и скоростной компоненты вертикальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (54)
; (55)
(zi и (zv - инерционный и скоростной коэффициенты сочетания, принимаемые по графикам 1 и 2 рис.23 при значении x согласно п.2.1;
(zi и (zv - коэффициенты линейной нагрузки от волн, принимаемые соответственно по графикам в и г рис.19 при значениях относительной ординаты
;
(i и (v - обозначения те же, что и в п.2.7.
2.9. Значение горизонтальной Px , кН/м, или вертикальной Pz, кН/м, составляющих линейной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду при любом ее расположении х относительно вершины волны следует определять соответственно по формуле (50) или (53), при этом коэффициенты сочетания (xi, (xv или (zi, (zv должны приниматься по графикам рис.18 и 23 для заданного значения ( = x/(.
2.10. Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax, кН/м, на лежащую на дне цилиндрическую преграду (см. рис.14, б), диаме...
|
