Особенности расчета конструкций гидротехнических сооружений. Условия обеспечения безопасности эксплуатации

Гидротехнические сооружения относятся к сооружениям повышенной опасности. Особенно важно оценивать силу воздействия волновых, ледовых, сейсмических нагрузок, чтобы заложить запас прочности при проектировании и строительстве подобных сооружений для обеспечения их безопасного функционирования. Эксперты, в рамках программы, рассмотрят способы расчета основных видов нагрузок на гидротехнические сооружения, доступные технологии, особые условия и факторы, которые необходимо учитывать и применять.

Программа обучения

День 1.

Классификация гидротехнических сооружений (ГТС) и виды нагрузок.

• Виды гидротехнических сооружений и их назначение.
• Особенности расчета конструкций гидротехнических сооружений в зависимости от класса опасности.
• Характеристика видов нагрузок. Постоянные и временные. Природные нагрузки и техногенные воздействия.

Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений.

• Комплекс нормативно-правовых документов. Федеральный закон от 21.07.1997 №117-ФЗ (ред. от 29.05.2023) «О безопасности гидротехнических сооружений».
• Контроль состояния гидротехнического сооружения. Система контроля.
• Декларация безопасности гидротехнического сооружения.
• Уровень безопасности гидротехнического сооружения.
• Критерии безопасности гидротехнического сооружения.
• Оценка эксплуатационного состояния гидротехнического сооружения.

Ледовые нагрузки на гидротехнические и шельфовые сооружения.

• Нормативные документы для определения ледовых нагрузок (СП 38.13330.2018, Правила РМРС и международный стандарт ISO 19906: 2019).
• Определение ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения
• Факторы, влияющие на ледовую нагрузку.
• Основные расчетные случаи.
• Характеристики ледяного поля: геометрические размеры и формы рельефа ледяного покрова.
• Толщина льда: средняя и максимальная
• Перепады температур, необходимые при расчете нагрузки от температурного расширения
• Максимальная и минимальная скорости подхода льда к сооружению.
• Температура воздуха, необходимая для расчета прочности льда
• Скорость ветра и прочностные характеристики льда.
• Виды ледовых нагрузок.

Волновые нагрузки на элементы морских гидротехнических сооружений.

• Классификация волн.
• Определение волновых воздействий на элементы обтекаемых причальных сооружений.
• Правила проектирования.
• Программы для расчета волновых нагрузок.

Сейсмические нагрузки.

• Общие сведения о землетрясениях.
• Типы сейсмических волн.
• Сейсмическая опасность.
• Макросейсмический балл.
• Карты для оценки сейсмической опасности.
• Расчетная сейсмичность.
• Пиковые ускорения.
• Новая шкала балльности.
• Противоречие между шкалой и нормами расчета.

День 2.

Принципы расчета конструкций гидротехнических сооружений.

Расчеты конструкций на статику, на устойчивость.

Расчеты конструкций на динамику.

• Типы динамических расчетов.
• Определение частот и форм колебаний недемпфированной системы для исключения резонанса.
• Расчет на гармоническое воздействие.
• Построение АЧХ.
• Динамические нагрузки на гидротехнические сооружения.
• Задание нагрузок на площадках с сейсмичностью более 9 баллов.

Расчет на сейсмические воздействия. Оценка сейсмостойкости ГТС.

• Общие принципы оценки сейсмостойкости сооружений.
• Основные положения расчета. Многоуровневое проектирование.
• Проектное (ПЗ) и максимальное расчетное (МРЗ) землетрясения.
• Линейно-спектральная методика (ЛСМ) расчета сооружений и ее нормативный вариант.
• Использование ЛСМ для расчета на действие ПЗ и МРЗ.
• Характеристики сейсмического воздействия (кинематические, спектральные, энергетические).
• Необходимость расчета по акселерограммам землетрясений. Задание воздействия.
• Модели сейсмических воздействий.

Расчет систем сейсмоизоляции и сейсмогашения.

• Классификация систем сейсмоизоляции и сейсмогашения и их применение в гидротехническом строительстве. 
• Сейсмоизоляция.
• Особенности динамического расчета.
• Пневмоизоляция плотин и резервуаров.
• Сейсмогашение.
• Динамический гаситель колебаний (ДГК).
• Использование жидкости в качестве гасящей массы.

Учет демпфирования при динамических расчетах.

• Частотно зависимое и частотно независимое демпфирование.
• Характеристики демпфирования.
• Задание демпфирования в уравнениях движения.
• Программы, позволяющие задать демпфирование в элементах.
• Разложение уравнений движения по формам колебаний.

День 3.

Учет сейсмических воздействий в районах распространения ММГ.

• Основные принципы сейсмостойкого строительства. 

Взаимодействие сооружения с основанием.

• Динамические модели грунтового основания.
• Модели с малым числом степеней свободы и конечно-элементные модели.
• Проблемы грунтового «ящика».
• Задание модуля упругости.
• Демпфирующая граница.

Новые методы оценки надежности свай и свайных фундаментов.

• Классификация свай и свайных фундаментов.
• Преимущества свайных фундаментов, распространенные типы свай и свайных фундаментов.
• Виды оборудования для погружения свай (копры, дизель-молоты, вибрационные машины).
• Сваебойное оборудование, области применения.
• Критерии эффективности процесса погружения свай (отказ сваи, производительность, экономическая эффективность).
• Изменение несущей способности свай во времени.
• Усиление фундаментов сваями.
• Горизонтальные смещения свай в котлованах и под насыпями.

Особенности проектирования и строительства гидротехнических сооружений в цунамиопасных районах (в онлайн-режиме).

• СП 292.1325800.2017 «Здания и сооружения в цунамиопасных районах. Правила проектирования».
• Классификация цунамиопасных территорий и особенности проектирования гидротехнических сооружений.
• Расчетные подходы к объектам цунами-риска.
• Задание воздействий и нагрузок на сооружения в особых сочетаниях, учитывающих цунами.
• Критерии надежности и безопасности сооружений при воздействии цунами.
• Эксплуатационные требования к гидротехническим сооружениям, находящимся в цунамиопасной зоне

Цифровые инструменты для проектирования гидротехнических сооружений.

• Доступное программное обеспечение в условиях санкций.
• Проблема выбора программных средств.
• Сравнительный анализ программных продуктов. Преимущества и недостатки существующих программных комплексов.
• Возможности применения искусственного интеллекта в отрасли.

Практический расчет гидротехнического сооружения на сейсмику в программном комплексе Midas Civil.