Под руководством Д. Д. Лаппо на основе инженерной теории обтекания преград разработан действующий в настоящее время СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) [25]. Максимальное значение равнодействующей волнового давления Q_B, определенное по рекомендованной этим документом методике, достаточно хорошо согласуется с результатами натурных исследований и лабораторных опытов [33].

Как следует из формул (3.6) инерционная Q_H и скоростная Q_v составляющие равнодействующей волновой нагрузки достигают своих максимумов Qm и QV в разные моменты времени. Инерционная составляющая максимальна, когда отношение расстояния s от вертикальной оси моноопоры до вершины набегающей волны к длине ~ этой волны s/~ » 0,25. Скоростная составляющая максимальна, когда s/~ = 0 (см. рис. 3.2). Зависимости инерционного Q_H и скоростного Q_v компонентов волновой нагрузки и их равнодействующей Q от параметра s/~ на установленную на глубоководье моноопору диаметром 0,168 м при высоте волны 1,5 м представлены на рис. 3.3.

где 6_И и 6_v - коэффициенты сочетания, переменные в течение времени прохождения через преграду волны и учитывающие

С учетом несинфазности компонентов волновой нагрузки по методике [25] максимальную силу Q, на вертикальную преграду диаметром D < 0,4~ на всех акваториях морей (за исключением прибойной зоны) рекомендуется определять, находя максимум из ряда значений, получаемых при различных положениях вершины волны относительно преграды (разных значениях параметра s/~), по формуле

Рис. 3.3. Зависимость волновой наг рузки на моноопору диаметром 0,168 м при высоте морской волны 1,5 м, Н/~ > 0,5 и ~ = 20^ от параметра s/~:

 

а - инерционный Q_H и скоростной Q_v компоненты; • - равнодействующая Q;

Q_H , Q_v , Q, - максимальные значения; s - расстояние от вершины волны до оси моноопоры; ~ - длина волны

несинфазность инерционной и скоростной составляющих волновой нагрузки,

где, как и ранее, Н₁ = Н + 0,5hсоsmt; k = 2л/Х.

Максимальные значения инерционной и скоростной составляющих волновой нагрузки на цилиндрические преграды определяют согласно методике [25] по формулам

С учетом (3.6) выражения (3.9) можно представить в виде

где K_v - коэффициент, зависящий от относительного размера преграды D/X; д_и и d_v - инерционный и скоростной коэффициенты глубины акватории.

Для нахождения координаты точки приложения равнодействующей волнового давления в методике СНиП 2.06.04-82* предложена формула

где 6_И и 6_v - те же значения коэффициентов сочетания, что и в формуле (3.8); и - инерционный и скоростной коэффициенты фазы; Z_H ^и Z_v - относительные безразмерные ординаты точек приложения инерционного и скоростного компонентов сил; X - длина волны. Все коэффициенты в формулах (3.8), (3.9), (3.11) и (3.12) безразмерные.

Произведения и в формуле (3.12) представляют собой ординаты а_и и a_v точек приложения соответственно инерционной и скоростной составляющих равнодействующей волнового давления.

Значения коэффициентов 6_И, 6_V, д_и, d_v, и ординат £,_и и Z_v для каждого конкретного случая в методике СНиП 2.06.04-82* находят по графикам. Также графоаналитическим способом на основе гидрологических характеристик акватории и данных о ветровых режимах определяют расчетную длину волны X. Коэффициент k_v находят по табличным данным. Значения гидродинамических коэффициентов сопротивления С_и и C_v выбирают в соответствии со значением числа Рейнольдса, шероховатостью и формой поверхности преграды.