Нагрузки
В данной версии программы не рассматриваются методы определения нагрузок от поверхностных и объемных сил, действующих на отсек, рассматривается только вопрос учета сейсмических сил, действующих на откос.
Учет сейсмических сил.
При расчете устойчивости откоса с учетом действия сейсмических сил предполагается, в соответствии со СНиП II-7-81, что сейсмические силы горизонтальны и приложены к центру тяжести соответствующего элементарного отсека. Действие инерционной сейсмической силы принимается в направлении, вызывающим сдвиг рассчитываемого отсека, т.е. по направлению потери устойчивости откоса.
СНиП II-7-81 предполагает производить расчет устойчивости откоса, исходя из конструкции всего сооружения в целом (плотина, канал и т.д.), проводя анализ собственных колебаний конструкции и учитывая более 10 форм этих колебаний. В программе расчет производится безотносительно к конструкции сооружения, и поэтому в ней невозможно реализовать этот подход. Для учета сейсмических сил применяется способ, реализованный СНиП II-А.12-62, который позволяет проектировщику учитывать сейсмические силы, исходя из собственного знания конструкции сооружения.
Надо заметить, что эта методика достаточно корректна, ибо применялась при проектировании крупнейших сооружений 60-80х годов (в том числе, самых высоких в мире плотин) [6].
Величина сейсмической силы, вызываемой весом рассматриваемого отсека (СНиП II-А.12-62, п.6.6, 6.17), определяется по формуле:
Sк = Gк * Кс * (1+0,5* Yк / Y0), где (1)
Gк – собственный вес элементарного К-го отсека;
Yк – расстояние от подошвы сооружения до центра тяжести соответствующего элементарного отсека;
Y0 – расстояние от подошвы сооружения до центра тяжести всего сооружения;
Kс – коэффициент сейсмичности.
|
Сейсмичность, в баллах |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Коэффициент сейсмичности |
0 |
0.025 |
0.05 |
0.1 |
Таким образом, программе неизвестно только расстояние от подошвы сооружения до его центра тяжести. Эта величина (в относительных единицах) и задается проектировщиком.
Например, в сооружениях треугольного профиля центр тяжести находится на 1/3 от высоты сооружения (т.е. относительная величина равна 0,33333), в трапецеидальных -выше, и чем круче откос, тем выше центр тяжести сооружения.
Максимальным он может быть при вертикальных откосах, т.е. в сооружении прямоугольной формы, и в этом случае – Y0 / H = 0,5. Минимальным он принят (при учете грунта ниже подошвы откоса) – Y0 / H = 0,1.
Чем ниже центр тяжести сооружения, т.е. чем меньше Y0 / H, тем большее влияние оказывает учет сейсмических сил, т.к. меньше знаменатель в формуле (1).
Таким образом, для того, чтобы учесть сейсмические силы, программе необходимо знать:
1. Сейсмичность в баллах (Kс программа найдет сама).
2. Полную высоту откоса H.
3. Относительную величину центра тяжести сооружения (откоса).
Полная высота откоса вводится номерами тех точек откоса, которые определяют его высоту, т.е. номер самой верхней и самой нижней точек откоса. Попутно замечаем, что эти точки могут не совпадать с характерными точками откоса, задаваемыми программе для определения области центров и радиусов с минимальными коэффициентами запаса устойчивости по методу В.В. Аристовского (см. ниже). Дело в том, что при наличии берм на откосе иногда необходимо просчитать устойчивость части откоса (верхней или нижней и т.д.), и в этом случае для определения области с минимальными коэффициентами запаса устойчивости задаются точки, характеризующие именно рассчитываемую часть откоса. При расчете же на действие сейсмических сил необходимо задать те точки, которые характеризуют полную высоту откоса.
Относительную величину центра тяжести сооружения проектировщик выбирает сам, исходя из профиля сооружения и предполагаемого или рассчитываемого его центра тяжести. Возможен просчет нескольких вариантов с различными положениями центров тяжести - от разумных до безумных, однако, программа не будет воспринимать значения, выходящие за рамки [0.1-0.5], логика выбора которых описана выше.
Так как программа не предполагает расчет верхних бьефов с учетом действия сейсмических сил, то составляющая сейсмического давления воды, действующего на откос, не учитывается программой. Кроме того, ее влияние несопоставимо мало по сравнению с влиянием инерционных сил грунта, а если учесть то обстоятельство, что откос может иметь бермы и, возможно, переменное заложение, то учет действия давления воды заслуживает отдельной разработки. Вышеизложенное объясняет неучет этой силы в расчете, тем более, что, как правило, ее просто нет.
Определение области центров и радиусов
Область центров предполагается прямоугольной и задается угловыми координатами: нижним левым углом прямоугольника Xmin и Ymin, и верхним правым Xmax и Ymax. Эта область определяется проектировщиком самостоятельно, исходя из собственной практики расчетов, либо с помощью программы.
Радиусы окружностей задаются своими максимальным (Rmax) и минимальным (Rmin) значениями.
Кроме того, задается количество расчетных точек по оси X (не более 100), по оси Y (не более 100) и количество расчетных радиусов (также не более 100).
Количество расчетных поверхностей скольжения определяется произведением количества точек по оси X, по оси Y и количества радиусов. Таким образом, можно рассчитать при ручном режиме расчета от 1 до 1 000 000 поверхностей скольжения.
Область центров и радиусы по В.В. Аристовскому.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.