Приложение c

(справочное)

Руководящие указания по проектированию рядов стальных шпунтовых свай

C.1  Проектирование поперечного сечения шпунтовой сваи в предельно граничном состоянии

C.1.1 Общие положения

(1) Расчетные значения для результатов воздействий не должны превышать расчетное сопротивление поперечного сечения.

(2) Расчетное сопротивление следует определять с учетом тщательно выбранной конструктивной модели проекта в соответствии с 2.5.

(3) Если требуется, необходимо учитывать снижение свойств поперечного сечения в результате потери толщины, к которой приводить воздействие коррозии, в соответствии с разделом 4.

(4) Для U-образных свай следует учитывать возможное отсутствие передачи сдвигового усилия в замковые соединения, в соответствии с 5.2.2 (2).

(5) Если ряд шпунтовых свай подвергается поперечному изгибанию в результате дифференциального давления воды, необходимо принимать в расчет воздействия давления воды, с помощью 5.2.4.

(6) Сопротивление поперечного сечения передаче усилия анкера в полку шпунтовой сваи через подкладку, или усилия анкера или подпорки в переборки стальной сваи через схватку, следует определять в соответствии с 7.4.3.

(7) Если свойства поперечного сечения, выбранные для определения внутренних усилий и моментов, не удовлетворяют критериям, указанным в пунктах (1) – (4), следует выбрать новый профиль (или другой сорт стали) и повторить процедуру расчетов.

(8) Пластическое сопротивление можно использовать для поперечных сечений класса 1 и класса 2.

(9) Если для профилей класса 1 или 2 в расчет не принимается перераспределение моментов и, следовательно, пластический поворот, определение результатов воздействий для проверки поперечного сечения можно выполнять с применением упругой балочной модели.

(10) Если при проектировании не учитывается перераспределение моментов и, следовательно, пластический поворот, необходимо соблюдать следующие условия проектирования:

— в комбинации с проверкой поворота должны использоваться только поперечные сечения класса 1 или класса 2, согласно указаниям, приведенным далее;

— проверку поперечных сечений следует выполнять с использованием балочной модели, которая предусматривает пластический поворот (например, модель пластической зоны или пластической шарнирно опертой балки).

C.1.2 Проверка поперечных сечений класса 1 и класса 2

(1) Классификацию поперечных сечений можно выполнять с помощью соотношений в соответствии с одной из следующих процедур:

— классификация по таблице 5-1: соотношения , определенные для полного сопротивления изгибающему моменту в пластическом шарнире;

— классификация по таблице C-1, при которой соотношения определяются для 85 % – 100 % полного сопротивления изгибающему моменту в пластическом шарнире, поэтапно по 5 %.

(2) Если для определения поперечных сечений класса 1 или класса 2 применяется классификация с пониженным уровнем полного сопротивления изгибающему моменту пластического шарнира с коэффициентом уменьшения , то расчетное сопротивление поперечного сечения должно определяться с использованием уменьшенным пределом текучести .

Таблица C-1 — Классификация поперечных сечений при изгибе на пониженном уровне M_pl,Rd

Тип свай	Mpl,Rd	100 %	95 %	90 %	85 %
	Коэффициент уменьшения	1,0	0,95	0,90	0,85
U-образные сваи	Класс 1 или 2
Z-образные сваи	Класс 1 или 2

(3) Проектирование пластичности с перераспределением момента можно выполнять с использованием поперечных сечений класса 1 или класса 2, если можно подтвердить, что:

, (C.1)

где φ_Сd — расчетный угол поворота пластической модели, создаваемый поперечным сечением, см. рисунок C-1 и рисунок C-2;

φ_Ed — максимальный расчетный угол поворота, необходимый для реального проектного случая.

(4) Углы поворота пластической модели φ_Сd показаны на рисунке C-1 для различных уровней M_pl,Rd, в зависимости от соотношений поперечного сечения. Эти диаграммы основаны на результатах испытаний на изгиб стальных шпунтовых свай (см. рисунок C-2).

Рисунок C-1 — Угол поворота пластической модели φ_Сd,

создаваемый поперечным сечение на разных уровнях M_pl,Rd

Рисунок C-2 — Определение угла поворота пластической модели _Cd

(5) Расчетный угол поворота φ_Ed для реального проектного случая можно определить с помощью одной из следующих процедур:

1. для моделей пластических шарниров:

φ_Ed  — максимальный угол поворота в каком-либо из пластических шарниров;

2. альтернативный способ для моделей пластических шарниров и для моделей пластических зон:

, (C.2)

где — расчетный угол в предельно граничном состоянии, измеряемый в точках нулевых моментов (см. рисунок C-3);

φ_pl,Ed — расчетный угол поворота упругой модели, определяемый для сопротивления моменту пластической модели .

Примечание — В качестве упрощенной процедуры значение φ_pl,Ed можно определять следующим образом:

, (C.3)

где L — расстояние между точками нулевых моментов в предельно граничном состоянии (см. рисунок C-3);

EI — жесткость при упругом изгибе шпунтовой сваи;

— коэффициент, определенный в 6.4 (3).

3. для моделей пластических шарниров или пластических зон, с использованием поворотов, определяемых на основе рассчитанных смещений стенки, как показано на рисунке C-4:

, (C.4)

где ; (C.5)

. (C.6)

Примечание — Если программа расчетов, используемая для проектирования, позволяет снятие нагрузки шпунтовой сваи после процедуры расчетов для того, чтобы получить пластическую деформацию, таким образом можно определить значение φ_Ed, и тогда определение остаточной пластической деформации не вызывает затруднений.

C.2  Граничное состояние эксплуатационной надежности

(1) В случае использования U-образных свай необходимо учитывать возможное отсутствие передачи сдвигового усилия в замковые соединения, в соответствии с 6.4.

a) Система (с постепенным увеличением)

b) Распределение моментов

c) Отклонение

Рисунок C-3 — Пример определения общего угла поворота _rot,Ed

a) Система (с постепенным увеличением)

b) Распределение моментов

c) Отклонение

Рисунок C-4 — Примечание для определения

общего угла поворота _rot,Ed на основе смещений