СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения
Источник документа:
Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
Основной документ
Изменения в документе
1
СП 38.13330.2018
СВОД ПРАВИЛ
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ (ВОЛНОВЫЕ, ЛЕДОВЫЕ
И ОТ СУДОВ)
Loads and impacts on hydraulic structures (from wave, ice and ships)
___________________________________________________________
Текст Сравнения СП 38.13330.2018 со СП 38.13330.2012 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
___________________________________________________________
ОКС 93.160
Дата введения 2019-02-17
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - ОАО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и
архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской
Федерации (Минстрой России)
4 УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства
Российской Федерации от 16 августа 2018 г. N 531/пр и введен в действие с 17 февраля 2019 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и
метрологии. Пересмотр СП 38.13330.2012 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на
гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее
уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация,
уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на
официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства
строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 15
декабря 2021 г. N 944/пр c 16.01.2022
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту М.: ФГБУ "РСТ", 2022
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 30 декабря
2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", от 27 декабря 2002 г.
N 184-ФЗ "О техническом регулировании".
Настоящий свод правил разработан авторским коллективом ОАО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева"
2
(руководитель темы - канд. техн. наук A.П.Пак, д-р техн. наук В.Б.Глаговский, А.Б.Векслер, д-р
физ.-мат. наук B.И.Климович, канд. техн. наук Н.С.Бакановичус, канд. техн. наук И.Н.Шаталина,
А.А.Лялина) при участии канд. техн. наук П.М.Кожевникова (ЗАО "ГТ Морстрой").
Изменение N 1 к настоящему своду правил разработано АО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева" (д-р
техн. наук В.Б.Глаговский, д-р техн. наук О.М.Финагенов, д-р физ.-мат. наук В.И.Климович, канд. техн.
наук Н.С.Бакановичус, А.А.Лялина) при участии сотрудников ФГБУ "ААНИИ" (канд. физ.-мат. наук
О.М.Андреева, канд. геогр. наук А.К.Наумова, Р.А.Виноградова), канд. техн. наук Н.Д.Беляева
(СПбПУ), д-р техн. наук М.Е.Миронова (ООО "Морстройтехнология").
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование вновь строящихся,
реконструкцию и ремонт существующих речных и морских гидротехнических сооружений и
устанавливает требования к расчетному обоснованию их надежности и безопасности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ Р 57148-2016 (ИСО-19901-1:2015) Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения
нефтегазопромысловые морские. Проектирование и эксплуатация с учетом гидрометеорологических
условий
СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные
положения" (с изменением N 1)
СП 58.13330.2019 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения"
СП 482.1325800.2020 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства.
Общие правила производства работ
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие
ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте
федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по
ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по
состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя
"Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана
недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с
учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который
дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным
выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный
документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на
которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если
ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,
рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил
целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 19185, а также следующие термины с
соответствующими определениями:
3.1 айсберг: Крупное ледяное образование, отломившееся от материкового или шельфового
ледника и плавающее или сидящее на мели в полярной или прилегающей к полярной части океана, с
3
высотой надводной части более 5 м; при высоте надводной части 2-5 м - кусок айсберга, менее 2 м -
обломок айсберга.
3.2 бегущие волны: Волны, видимая форма которых перемещается в пространстве.
3.3 ветровые волны: Колебательное движение воды, вызванное ветром при его воздействии
на свободную поверхность.
3.4 волновое давление: Доля (составляющая) гидродинамического давления, обусловленная
ветровым волнением свободной поверхности жидкости.
3.5 высота волны: Превышение вершины волны над соседней подошвой на волновом
профиле (см. рисунок 1).
3.6 вершина волны: Наивысшая точка гребня волны (см. рисунок 1).
3.7 гребень волны: Часть волны, расположенная выше средней волновой линии (см. рисунок
1).
3.8
дифракция волн: Искривление фронтов и изменение высот бегущих волн, огибающих препятствия
(сооружения, острова, мысы и др.).
[СП 277.1325800.2016, пункт 3.30]
3.9 длина волны: Горизонтальное расстояние по лучу волны между вершинами двух смежных
гребней на волновом профиле (см. рисунок 1).
3.10 длина разгона волн: Протяженность охваченной ветром акватории, измеренная по
направлению ветра до расчетной точки.
3.11 киль тороса: Подводная часть тороса, расположенная ниже его консолидированного слоя.
3.12 консолидированный слой тороса: Часть тороса, в которой образовавшие его блоки льда
смерзлись в монолит.
3.13 критическая глубина: Глубина, при которой происходит обрушение волн.
3.14 ледяное поле: Любой относительно плоский участок ледяного покрова более 20 м в
поперечнике, окруженный со всех сторон водой.
3.15 ледяной покров: Любая форма образований поверхностного льда, покрывающего в
холодное время года поверхность водоема или принесенного течениями и ветрами из соседних
районов; среди форм ледяного покрова различают ровный лед, наслоенный лед, торосистое ледяное
поле с грядами торосов, отдельные торосы и пр.
3.16 ложбина волны: Часть волны, расположенная ниже средней волновой линии (см. рисунок
1).
3.17 луч волны: Линия, перпендикулярная к фронту волны.
3.18 льдина: Цельная часть ледяного покрова сравнительно небольшого размера,
образующаяся на водной поверхности при постепенном росте льда или от разрушения ледяных
полей.
3.19 наслоенный лед: Тип деформированного льда, образовавшегося в результате наслоения
одной льдины на другую и характерный для льда толщиной не более 30 см.
3.20 нерегулярные волны: Волны, элементы которых изменяются случайным образом;
4
3.21 парус тороса: Надводная часть тороса.
3.22 период волны: Интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн
через фиксированную вертикаль.
3.23 подвижка льда: Перемещение ледяного покрова на отдельных участках, происходящее
под влиянием течения, ветра, подъема уровня воды.
3.24 подошва волны: Наинизшая точка ложбины волны.
3.25 прибойные волны: Ветровые волны на пологом прибрежном откосе (естественном или
искусственном), в пределах которого вследствие трения частиц воды о дно происходит
трансформация профиля волн с образованием переднего крутого склона.
3.26 профиль волны (главный): Линия пересечения взволнованной поверхности с
вертикальной плоскостью в направлении луча волны (см. рисунок 1).
3.27 разбивающиеся волны: Ветровые волны, у которых при взаимодействии с обрывистым
берегом, гидротехническими сооружениями, подводными преградами или круто наклоненным дном
происходит трансформация профиля волн с обрушением гребня в сторону берега (преграды).
3.28 расчетные элементы волны: Элементы волны заданной обеспеченности в системе
расчетного шторма, принятые в соответствии с классом и видом сооружения.
3.29 расчетный уровень: Уровень воды в водоеме, назначаемый с учетом сезонных и годовых
колебаний, ветрового нагона и сгона, приливов и отливов (см. рисунок 1).
3.30 расчетный шторм: Шторм повторяемостью один раз за заданный период времени
(например, 25, 50 или 100 лет) и характеризующийся максимальными за этот период элементами
волн; разным направлениям волн могут соответствовать различные расчетные штормы.
3.31 регулярные волны: Волны, высота и период которых остаются неизменными во времени.
3.32 рефракция волн: Искривление фронтов и изменение высот бегущих волн под
воздействием течений или обусловленное изменением глубины на мелководье.
3.33 ровный лед: Лед, имеющий относительно ровные верхнюю и нижнюю поверхности.
3.34 скорость волны: Скорость перемещения гребня волны в данной точке.
3.35 соленость морского льда: Отношение суммарной массы ионов в образовавшемся при
таянии льда растворе к массе этого раствора.
3.36 средняя волновая линия: Линия, пересекающая запись волновых колебаний так, что
суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы (см. рисунок 1).
3.37 стоячие волны: Волны, видимая форма которых в пространстве не перемещается.
3.38 толщина ровного льда: Сумма толщин надводной и подводной частей ледяного покрова.
3.39 торос: Отдельное нагромождение кусков и обломков льда, образовавшегося при сжатии
ледяных полей в зоне их контакта.
3.40 торосистое ледяное поле: Поле с грядами торосов, образовавшихся при сжатии
ледяного покрова.
3.41 трансформация волн: Изменение высоты и длины бегущих волн, искривление их
фронтов под воздействием рельефа дна, препятствий, течений.
3.42 фронт волны: Линия на плане взволнованной поверхности, проходящая по вершинам
гребня волны.
5
3.43 штормовой нагон и сгон: Повышение и понижение уровня воды в акватории
относительно среднего уровня, вызванные воздействием ветра и уменьшением атмосферного
давления в шторме.
3.44 элементы волны (основные): Высота, длина и/или период волны (см. рисунок 1).
Рисунок 1 - Профиль и элементы волны
4 Общие положения
4.1 В настоящем своде правил установлены нормативные значения нагрузок и воздействий от
ветровых волн, льда и судов на гидротехнические сооружения в зависимости от класса их
ответственности в соответствии с СП 58.13330.
Расчетная нагрузка должна определяться как произведение нормативной нагрузки на
коэффициент надежности по нагрузкам , учитывающий возможное отклонение нагрузки в
неблагоприятную сторону от ее нормативного значения.
Значение коэффициента для волновых, ледовых нагрузок и нагрузок от судов должно
приниматься согласно СП 58.13330, для ветровых нагрузок - согласно СП 20.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2 Расчетные элементы волн и ледовых условий на открытых и огражденных акваториях
следует принимать на основе результатов инженерно-гидрометеорологических изысканий,
многолетних натурных наблюдений и лабораторных исследований.
Инженерно-гидрометеорологические изыскания должны выполняться в соответствии с СП 47.13330,
СП 482.1325800, [1] и [2].
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3 Нагрузки и воздействия волн и льда на сооружения I класса, а также на сооружения других
классов при расчетной высоте волн более 5 м, полученные расчетными методами, необходимо
уточнять на основе лабораторных исследований.
5 Нагрузки и воздействия волн на гидротехнические сооружения
Основные расчетные положения
5.1 Волновые нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения должны определяться
для условий расчетного шторма при расчетных уровнях воды в акватории.
5.2 В качестве расчетного шторма для эксплуатационного периода следует принимать шторм
повторяемостью для сооружений класса:
I - 1 раз в 100 лет;
6
II - 1 раз в 50 лет;
III и IV - 1 раз в 25 лет.
При строительстве сооружений в зонах воздействия волн, в качестве расчетного шторма для
строительного периода следует принимать шторм повторяемостью для сооружений класса:
I - 1 раз в 10 лет;
II - 1 раз в 5 лет;
III и IV - 1 раз в 2,5 года.
При этом повторяемость расчетного шторма для периода строительства сооружений в зонах
воздействия волн должна быть не менее одного раза за удвоенный период строительства.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.3 Параметры волнения при расчетном шторме: значения высоты, длины и периода волн
различной обеспеченности в системе, а также спектральная плотность волнения должны
приниматься по результатам статистической обработки результатов
инженерно-гидрометеорологических наблюдений.
При недостаточности данных инженерно-гидрометеорологических изысканий определение
параметров волнения расчетного шторма следует производить на основании расчетных методов с
последующей их верификацией (проверкой) по данным наблюдений в конкретном месте изысканий.
При отсутствии таких данных допускается верификация для акваторий со схожими условиями
волнообразования.
5.4 При определении расчетных значений элементов волн на открытых и огражденных
акваториях необходимо учитывать следующие волнообразующие факторы: скорость ветра (ее
значение и направление), продолжительность непрерывного действия ветра над водной
поверхностью, размеры и конфигурацию охваченной ветром акватории, рельеф дна и глубину воды.
5.5 Расчетные уровни воды и характеристики ветра необходимо определять по результатам
статистической обработки данных многолетних рядов наблюдений.
5.6 Расчеты элементов волн должны производиться с учетом деления акватории по глубине на
следующие зоны (обозначения приведены в приложениях А и С):
- глубоководная - с глубиной - дно не влияет на основные характеристики волн;
- мелководная - с глубиной - дно оказывает влияние на развитие волн и на
основные их характеристики;
- прибойная - с глубиной от до , в пределах которой начинается и завершается
разрушение волн;
- приурезовая - с глубиной менее , в пределах которой разрушенные волны периодически
накатываются на берег.
Характеристики волнения, соответствующие расчетным обеспеченностям скорости ветра и
уровня воды в акватории, должны определяться с учетом трансформации волн - изменения их
параметров под воздействием течений и с выходом на мелководье, рефракции при сложном рельефе
и негоризонтальном дне, дифракции на оградительных сооружениях, обрушения.
Определение параметров волнения должно производиться расчетно-теоретическими методами
на основе современных программно-вычислительных комплексов или с применением номограмм (см.
приложение А) и апробированных методов.
5.7 Расчетную обеспеченность высот волн в системе необходимо принимать:
- 5% - при определении защищенности портовых акваторий;
- 1% - при определении наката волн и при определении высотных отметок оградительных
сооружений вертикального профиля;
7
- по таблице 1 - при определении устойчивости и прочности гидротехнических сооружений и их
элементов.
Для сооружений I класса и для всех сооружений с периодом собственных колебаний более 2 с
необходимо учитывать спектральные характеристики волнения (частотный спектр).
Таблица 1
Гидротехнические сооружения
Расчетная обеспеченность высот волн в
системе, %, не более
Сооружения вертикального профиля, оградительные
сооружения откосного профиля
1
Сквозные сооружения и обтекаемые преграды класса:
I
1
II
3
III, IV
5
Берегоукрепительные сооружения класса:
I, II
1
III, IV
5
Примечания
1 При определении нагрузок на сооружения необходимо принимать высоту волн заданной обеспеченности
в системе и длину волн в диапазоне , при которой оказывается максимальное воздействие
на сооружение; для сквозных конструкций следует определять максимальное воздействие волн при длине
расчетных волн в пределах .
2 При назначении высотных отметок сквозных сооружений, возводимых на открытых акваториях,
расчетную обеспеченность высот волн в системе для особо ответственных сооружений следует принимать
0,1%.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.8 Максимальный расчетный уровень воды необходимо принимать согласно требованиям
нормативных документов (НД) на проектирование сооружений (объектов).
5.9 При определении нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения обеспеченности
расчетных уровней должны быть не более: для сооружений I класса - 1%, II и III классов - 5%, IV
класса - 10% по наивысшим годовым уровням, определенным с учетом приливно-отливных явлений,
сезонных колебаний, ветрового и волнового нагонов.
Примечания
1 В безливных морях для подпорных гравитационных волнозащитных стен II класса и для
искусственных пляжей без волнозащитных сооружений обеспеченность расчетных уровней следует
принимать равной 1%.
2 При рассмотрении размывов основания вблизи сооружения и мероприятий по защите от
размыва следует выбирать расчетный уровень воды, исходя из условия максимального воздействия
волн на элементы гидротехнических сооружений.
8
5.10 Высоты ветрового и волнового нагонов следует принимать по данным натурных
наблюдений. Для сооружений III и IV классов высоты ветрового и волнового нагонов при отсутствии
данных натурных наблюдений определяются расчетом (см. приложение Б).
5.11 При динамических расчетах и оценке усталостной прочности элементов конструкций
гидротехнических сооружений следует учитывать спектральную плотность ветрового волнения,
характеризующую его нерегулярность.
5.12 Воздействие шторма, в том числе в сочетании с течением, на дно акватории у основания
гидротехнического сооружения должно оцениваться сравнением значений максимальной придонной
скорости и неразмывающей (допускаемой) придонной скорости или соответствующих касательных
напряжений, действующих на грунт, слагающий дно, или на материал, используемый для защиты дна
от размыва и подмыва основания сооружения (см. приложение В).
Особенности расчета воздействия волн на сооружения различных типов
Нагрузки на вертикальные стены
5.13 Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории (см.
рисунок 2) должен производиться при глубине до дна и глубине над бермой (h -
высота исходной бегущей волны, м); при этом в формулах для свободной волновой поверхности и
волнового давления вместо глубины до дна , м, необходимо применять условную расчетную
глубину d, м, определяемую по формуле
, (1)
где - глубина над подошвой сооружения, м;
- коэффициент, принимаемый по графикам рисунка 3.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
9
а - при гребне волны; б - при ложбине волны (с эпюрами взвешивающего волнового давления)
Рисунок 2 - Эпюры давления стоячих волн на вертикальную стену со стороны открытой акватории
Рисунок 3 - Графики значений коэффициента
5.14 Горизонтальную волновую нагрузку на вертикальную стену под воздействием стоячей
волны следует принимать по эпюрам волнового давления р по глубине при различных удалениях
вершины волны от стены.
10
Построение эпюр волнового давления р должно производиться по результатам
экспериментальных исследований и/или гидродинамических расчетов, а при их отсутствии - на
основе способа, приведенного в приложении Г.
5.15 В расчетах устойчивости сооружения и прочности грунтов основания следует учитывать
уменьшение волновой нагрузки на секцию вертикальной стены при подходе фронта волны под углом
. Коэффициент снижения нагрузки при этом принимается по таблице 2.
Таблица 2
<45°
60°
75°
1
0,9
0,7
5.16 В расчетах следует учитывать горизонтальную нагрузку от дифрагированных волн со
стороны огражденной акватории (см. рисунок 4).
а - при гребне волны; б - при ложбине волны
Рисунок 4 - Эпюры давления дифрагированных волн на вертикальную стену и ее подошву со стороны
огражденной акватории
5.17 Взвешивающее волновое давление в горизонтальных швах массивной кладки и по
подошве сооружения следует принимать равным соответствующим значениям горизонтального
волнового давления в крайних точках (см. рисунки 2 и 4) при линейном изменении его в пределах
ширины сооружения.
Для просмотра полной версии скачайте документ
Кому будет полезно
- Проектным организациям
- Проектировщикам
- Архитекторам
- Инженерам-конструкторам
- Инженерам ОВ и ВК
- Строительно-монтажным организациям
- Строителям
- Прорабам
- Мастерам строительно-монтажных работ
- Монтажникам
- Инженерам строительного контроля
- Инженерам эксплуатирующих организаций
BIM библиотека
Каталоги продукции, альбомы узлов, модели комплектующих для проектирования вашей конструкции
Калькуляторы
Смотреть все 11
