5. Расчёт общей устойчивости сооружения

Расчет общей устойчивости ведется по схеме глубинного сдви­га при вращательном перемещении некоторого массива грунта вмес­те с сооружением, т.е. по круглоцилиндрическим поверхностям сколь­жения (метод Крея-Терцаги). По этому методу отыскивается такое положение центра и такой радиус круглоцилиндрической поверхнос­ти, при котором сумма удерживающих сооружение от сдвига сил ока­зывается минимальной.

Для шпунтовых набережных проходящие через низ шпунта:

Общее условие равновесия

где и суммы моментов сил, сдвигающих и препятству­ющих сдвигу по наиболее опасной поверхности, проходящей через край сооружения;

= 1,0 допускаемый коэффициент общей устойчивости.

Сдвигающая составляющая нагрузки приложена касательно к поверхности сдвига и равна:

где угол между радиусом , проведенным в середину подошвы элемента, и вертикалью, град.

Момент от силы

Развивающаяся по подошве элемента сила трения будет удер­живать его от сдвига.

Момент от силы

где угол внутреннего трения по подошве элемента, град.

Просуммировав полученные выражения усилий для всех рас­четных элементов с учетом направления их действия, получают:

Такой расчет проводят для нескольких точек , до тех пор, пока не будет найдено минимальное отношение удерживающих и сдвига­ющих моментов, по которому и оценивается общая устойчивость сооружения.

Если условия устойчивости сооружения не выполняются, то для обеспечения устойчивости сооружения необходимо изменить габа­ритные размеры сооружения, или уменьшить нагрузку, или принять другие конструктивные решения.

При обрушении грунта вместе с сооружением по круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Проводится кривая скольжения из назначенного центра О ее проводят через крайнюю точку сооружения, радиусом R.

Расчет ведут по нормативным нагрузкам.

Делим массив грунта на участки находим вес участка №8, силу веса прикладываем к центру подошвы к участка, раскладываем ее на 2 составляющие. N – нормальная, S – сила сдвига

; ;

Момент сдвигающий для данного участка

Момент удерживающий для данного участка

Общий коэффициент устойчивости

Вокруг центра О назначают еще несколько точек и так же находят коэффициенты устойчивости. Если где то получается минимальный коэффициент устойчивости, то вокруг опять назначают точки. И так до тех пор не обнаружат мин коэффициент устойчивости.

кН/м³

кН/м²

кН/м²

кН/м²

кН/м

кН/м

Минимальное значение коэффициента запаса общей устойчивости [К_оу] для II класса капитальности составляет 1,05.

Полученный в результате расчётов коэффициент запаса К_оу=1,08 больше минимального значения коэффициента запаса [К_оу]=1,05, поэтому делаем вывод, что сооружение устойчиво.

Расчет произведен на компьютере.

Литература.

1. Сорокин Е.М. Статический расчет причального сооружения: методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Воднотранспортные сооружения», ч. II/Е.М. Сорокин, М.И. Ворошилова. – Новосибирск: НГАВТ, 2012.

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 2 ноября 2013 года № 986

3. СП 58.13330.2012 Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003

4. Ворошилова М.И. Устройство и оборудование транспортных узлов и путей: учебное пособие /М.И.Ворошилова. Новосибирск: Нвосиб. гос. акад. вод. трансп., 2007