СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).

1.18. При проектировании крепления откосов со­оружений из несор­ти­ро­ванной каменной наброски необходимо, чтобы значение коэф­фици­ента k_gr зер­нового состава находилось в границах заштрихован­ной зоны, приведенной на графике рис.13.

Значение коэффициента k_gr должно определяться по формуле:

, (35)

где m - масса камня, определяемая по п.1.17*, т;

m_i - масса камня, большая или меньшая расчетной, т;

D_ba,i и D_ba- диаметры фракций камня, см, приведенные к диаметру шара, имеющего массу соответственно m_i 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 j £ 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 j > 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_j, определяемый по табл.12а*.

Таблица 12а*

Минимальное содержание фракций диаметром D_ba, соответст­вующим расчетной массе камня в не­сортированной разнозернистой наброске, должно приниматься в соответствии с табл.12б*.

Таблица 12б*

2. НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ОБТЕКАЕМЫЕ ПРЕГРАДЫ И СКВОЗНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ

2.1. Максимальную силу от воздействия волн Q_max, кН, на верти­каль­ную обтекаемую преграду с поперечными размерами a £ 0,4l и b £ 0,4l (рис.14, а) при d > d_cr необходимо определять из ряда значений, получаемых при различных положе­ниях преграды относи­тельно вершины волны х = х/l, по формуле:

Q_max = Q_{i, max}d_i + Q_{v, max}d_v , (36)

где Q_{i, max} и Q_{v, max} - соответственно инерционный и скоростной компоненты силы от воз­действия волн, кН, определяемые по формулам:

; (37)

; (38)

d_iи d_v - коэффициенты сочетания инерционно­го и скоростного компонентов макси­мальной силы от воздействия волн, принимаемые соответственно по гра­фикам 1 и 2 рис.15;

h и l - высота и длина расчетной волны, при­нимаемые согласно п. 4 обязательно­го прил.1;

a - размер преграды по лучу волны, м;

b - размер преграды по нормали к лучу волны, м;

k_v - коэффициент, принимаемый по табл.13;

a_i и a_v - инерционный и скоростной коэффици­енты глубины, принимаемые соответ­ственно по графикам а и б рис.16;

b_i и b_v - инерционный и скоростной коэффициенты формы преграды с поперечным сечением в виде круга, эллипса и пря­моугольника, принимаемые по графи­кам рис.17.

Таблица 13

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 C_iи C_v - 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 Q_max, кН, на вертикальную обтека­емую преграду при значении допускается принимать Q_max = Q_i,max, а при значении принимать Q_max = Q_{v, max},; в других случаях Q_max 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 d_i (графики 1) и скоростные d_v, (графики 3) компонентов силы от воздействия волн

Рис.16. Графики значений инерционного a_i и скоростного a_v коэффициентов глубины

Рис.17. Графики значений инерционного b_i и скоростного коэффициентов формы (для эллиптических преград - сплошные линии, при призматических - штриховые линии) в зависимости от a/b (для Q, q и P_x ) или b/a (для P_z)

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 Q_max (см. рис.14, а) необходимо определять по фор­муле

q = q_i,maxd_xi + q_v,maxd_xv (41)

где q_i,max и q_v,max - инерционный и скоростной компоненты максимальной линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по фор­мулам:

; (42)

; (43)

d_xi и d_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;

q_xi и q_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 d_xi (графики 1) и скоростного d_xv (графики 2) компонентов горизонтальной линейной нагрузки от волн

2.3. Превышение взволнованной поверхности h, м, над расчетным уровнем должно определяться по формуле:

h = h_relh (44)

где h_rel - относительное превышение взволно­ванной поверхности, определяемое по рис.20.

Превышение средней волновой линии над рас­четным уровнем Dd, м, следует определять по фор­муле

Dd = (h_c,rel + 0,5)h (45)

где h_c,re - относительное превышение вершины волны, определя­емое по рис.20 при значении c = 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 d_i и d_v должны приниматься по графикам 1 и 2 рис.15, а d_xi и d_xv - по графикам 1 и 2 рис. 18 для данного значения c = x/l.

2.5. Расстояние z_Qmax, м, от расчетного уровня воды до точки приложения максимальной силы от воздействия волн на вертикальную обтекаемую пре­граду Q_max необходимо определять по формуле

, (46)

где d_i и d_v - коэффициенты, принимаемые по гра­фикам 1 и 2 рис.15 при к , соответствующем Q_max;

z_Q,i и z_Q,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:

m_i и m_v - инерционный и скоростной коэффи­циенты фазы, принимаемые по графи­кам рис.22.

Рис.19. Графики коэффициентов линейной нагрузки от волн q_xi, q_xv, q_zv при d/l:

1) 0,1; 2) 0,15; 3) 0,2; 4) 0,3; 5) 0,5; 6) 1; 7) 5 и l/h = 8-15 - штриховые линии

Расстояние z_Q 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 d_i и d_v дол­жны при­ни­маться согласно графикам 1 и 2 рис.15 для данного значения c=x/l.

Рис.20. График значений коэффициента h_rel

1 - при d/l = 0,5 и l/h = 40; 2 - при d/l = 0.5 и l/h = 20, а также при d/l = 0,2 и l/h = 40; 3 - при d/l = 0,5 и l/h = 10, а также при d/l = 0,2 и l/h = 20; 4 - при d/l = 0,2 и l/h = 10

Рис.21. Графики значений относительных координат

1 - ; 2 -

Рис.22. Графики значений инерционного m_i, и скоростного m_v коэффициентов фазы

НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ

2.6. Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн P_max ,кН/м, на горизон­тальную обтекаемую преграду (см. рис.14, б) с поперечными размерами a £ 0,1l, м, и b £ 0,1l, м, при z_c ³ b но (zc - b/2) > h/2 и при (d -z_c) ³ b должно определяться по формуле

(49)

для двух случаев:

с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки P_x,max, кН/м, при соответствую­щем значении вертикальной составляю­щей линей­ной нагрузки P_z кН/м;

с максимальной вертикальной составляющей линейной нагрузки P_z,max, кН/м, при соответствую­щем значении горизонтальной составляющей линей­ной нагрузки P_x, кН/м.

Расстояние x, м, от вершины волны до центра преграды при действии максимальных линейных нагрузок P_x,max и P_z,max должны определяться по относительной величине c = x/l, принимаемой согласно рис.18 и 23.

Рис.23. Графики значений коэффициентов сочетания d_zi инерцион­ного (графики 1) и d_zv - скоростного (графики 2) компонентов вертикальной линейной нагрузки от волн

2.7. Максимальное значение горизонтальной сос­тавляющей линей­ной нагрузки от волн P_x,max, кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду необходимо определять из ряда величин, получае­мых при различных значениях x, по формуле

P_x,max = P_xid_xi + P_xvd_xv, (50)

где P_xi и P_xv - инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей ли­нейной нагрузки от волн, кН/м, опре­деляемые по формулам:

; (51)

; (52)

d_xi и d_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;

q_xi и q_xv - обозначения те же, что и в п.2.2;

b_i и b_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 P_z,max, кН/м, необ­ходимо определять из ряда величин, получаемых при разных значениях x, по формуле:

P_z,max = P_zid_zi + P_zvd_zv, (53)

где P_zi и P_zv - инерционный и скоростной компоненты вертикальной составляющей линей­ной нагрузки от волн, кН/м, опреде­ляемые по формулам:

; (54)

; (55)