Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Особенности расчёта нагрузок при термическом расширении льда

Д. А. Шарапов, С. А. Андреева

Аннотация


В условиях Крайнего Севера некоторые гидротехнические сооружения, имеющие ограниченную акваторию (внутренние акватории портов, доки, речные сооружения и другие) могут испытывать воздействия льда, связанные с его термическим расширением при изменении температуры воздуха. Нагрузка ото льда при его термическом расширении может иметь существенное значение в случаях, когда лёд ограничен как минимум с двух сторон (ограничен или расположен между: стенками дока, рядом расположенными причалами, портом и противоположным берегом акватории, лёдозащитными сооружениями рядом с причалами и др.) Расчёты термического расширения льда включены в российские нормативные документы и обязательны для проверки прочности гидротехнических сооружений. Документ СП 38.1330.2018 существенно изменил метод определения нагрузки при термическом расширении льда, при этом изменился не только метод, но и результаты расчёта. Изменение результатов нормативного расчёта, может означать увеличение или уменьшение величины запаса, связанного с неопределенностью расчёта. В статье рассматривается новый расчётный метод в СП 38.1330.2018 в сравнение с предшествующими рекомендациями СП 38.1330.2012 и известными экспериментальными данными. В статье выполнено сравнение результатов расчёта по разным методам, а также рассмотрены особенности расчёта, которые существенно влияют на результат, но не раскрыты в СП 38.1330.2018.

Ключевые слова


термическое расширение льда, термическая деформация льда, тепловое воздействие, давление льда, СП 38.1330.2012, СП 38.1330.2018

Полный текст:

PDF

Литература


Marine Structures Engineering: Specialized Applications / Tsinker G. — New York: Chapman Hall, 1995.

Sanderson T. J. O. Thermal Ice Forces Against Isolated Structures // Proceedings of the IAHR Ice Symposium. Hamburg, Germany. 1984. T. 4. C. 289 – 298.

Carslaw H. S., Jaeger J. C. Conduction of heat in solids, second edition // Oxford: Clarendon Press. 1959.

Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. Б. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. 2016. T. 115. C. 189 – 195.

Sharapov D., Shkhinek K. Numerical calculation of the ice grow and empirical calculation results // Advanced Materials Research, Proceedings of 3rd International Conference on Materials and Products Manufacturing Technology (ICMPMT 2013), September 25 – 26, Changsha, China. 2013.

Ice Mechanics: Risks to Offshore Structures. / Sanderson T. J. O. — London: Graham and Trotman, 1988.

Van Dusen M. S. Thermal conductivity of nonmetallic solids // International critical tables of numerical data, physics, chemistry and technology, ed. E. W. Washburn. New York: McGraw-Hill. 1929. T. 5. C. 216 – 217.

Sanderson T. J. G. Thermal stresses near the surface of a glacier // Journal of Glaciology. 1978. T. 20(83). C. 257 – 283.

Сазонов К. Е. Материаловедение. Свойства материалов. Методы испытаний. Лёд и снег. / Сазонов К. Е. — СПб: Изд. РГГМУ, 2007.

СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). — М: Минрегион России, 2018.

СП 38.13330.2012 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). — М: Минрегион России, 2012.

Р 31.3.07_--_01. Указания по расчёту нагрузок и воздействий от волн, судов и льда на морские гидротехнические сооружения. — М.: Минтранс России, 2002.

Assur A., Weeks W. F. Growth, structure, and strength of sea ice // US Army Ma-teriel Command. Cold Regions Research & Engineering Laboratory. 1964. T. 135.

Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (с изменениями на 2 июля 2013 года). 2013.

Савельев Б. А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов // Изд-во Моск. ун-та. 1963. C. 541.

Строительство морских объектов в условиях Арктики: учеб.пособие / Шхинек К. Н., Филиповская Т. В. — СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2015.

Berdgrahl L. Thermal Ice Pressure in Lake Ice Covers // Department of Hydraulics Chalmers University of Technology. Report Series A2. 1978.

Fransson L. Ice handbook for Engineers // Sweden: Lulea University of Technology. 2004. C. 31.

Dempsey D. Research Trends in Ice Mechanics // Int. Journal of Solids and Structures. 1999. T. 37. C. 132 – 153.

DS/ISO 19906_--_2019 Petroleum and natural gas industries — Arctic offshore structures. International Organization for Standardization, 2010.

Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований федерального закона от 30 декабря 2009 г. n 384-фз «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». 2022.

Приказ Росстандарта от 02.04.2020 № 687 (ред. от 06.07.2022) «Об утверждении перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент безопасности зданий и сооружений». 2022.

Шарапов Д. А., Сумцова А. С. Устойчивость каменной наброски к подвижкам льда методом КЭ // Гидротехническое строительство. 2023. T. 2. C. 2 – 7.

Гидротехническое строительство. Лёд и его свойства для сооружений Арктики: учеб. пособие / Шарапов Д. А., Большев А. С. — СПб: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2023. — 89 с.

ВСН-41.88 Проектирование ледостойких стационарных платформ. — М: Миннефтепром, 1988.

Коржавин К. Н. Воздействия льда на инженерные сооружения // Новосибирск: Изд-во Сиб. отд. АН СССР, 1962. — C. 203.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.64.37.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2024 НТФ «Энергопрогресс»


Контакты:

Адрес: (почтовый): 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8, этаж 1, пом. III, ком.1-6, АО НТФ «Энергопрогресс»

Тел.: + 7 495 911-26-96
E-mail: gts1930@yandex.ru


Наши партнеры: