Сбор и расчет основных нагрузок на плотину

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Расчеты прочности и устойчивости гидротехнических сооружений выполняют для основного и особого сочетания нагрузок и воздействий. В состав основного сочетания входят нагрузки постоянные, временные, длительные и кратковременные. При особом сочетании нагрузок учитываются нагрузки постоянные, временные, длительные и кратковременные и одна из особых. Коэффициент надежности по нагрузке при расчете плотин принимается по СНиП 33-02-2003:

Первый расчетный случай - нормальный эксплуатационный при НПУ в верхнем бьефе и минимальном уровне в нижнем. Второй расчетный случай - паводковый поверочный при ФПУ в верхнем бьефе и максимальном уровне в нижнем.

7.1. Вес сооружения

Площадь поперечного сечения определена в программе КОМПАС 3D V14.

Вес одного погонного метра водосливной части плотины определяется по формуле:

где: _б – плотность бетона плотины, = 2,4 кН/м³;

– площадь поперечного сечения плотины;

b – ширина водосливного отверстия;

d_б- ширина быка.

Точка приложения равнодействующей силы также была определена с помощью приложения КОМПАС 3D V14.

м.

Вес быка и точку его приложения определю аналогичным образом:

Площадь поперечного сечения быка:

Вес быка на один погонный метр:

Плечо силы веса быка:

м.

7.2. Вес технологического оборудования

Дано:

=207 м

Вес плоского затвора:

где - площадь затвора:

Таким образом:

Вес затвора приводится к 1 п.м:

Основное сочетание нагрузок и воздействий:

Величина силы давления воды на затвор при основном сочетании нагрузок и воздействий :

Тяговое усилие для основного сочетания нагрузок и воздействий:

К – коэффициент запаса, K=1.25

Вес подъемного механизма:

Расчетный вес подъемного механизма:

Особое сочетание нагрузок и воздействий:

Величина силы давления воды на затвор при особом сочетании нагрузок и воздействий :

Тяговое усилие для особого сочетания нагрузок и воздействий:

Вес подъемного механизма:

Расчетный вес подъемного механизма:

7.3. Сила гидростатического давления воды

Силу гидростатического давления раскладывают на две составляющие: горизонтальную и вертикальную.

Горизонтальная составляющая со стороны верхнего бьефа при основном сочетании нагрузок и воздействий:

где:

Горизонтальная составляющая со стороны верхнего бьефа при особом сочетании нагрузок и воздействий:

где:

Горизонтальная составляющая со стороны нижнего бьефа при основном сочетании нагрузок и воздействий:

где:

Горизонтальная составляющая со стороны нижнего бьефа при особом сочетании нагрузок и воздействий:

где:

Вертикальная составляющая силы гидростатического давления воды определяется площадью поперечного сечения тела давления.

Вертикальная составляющая со стороны верхнего бьефа при основном сочетании нагрузок и воздействий:

где: – площадь тела давления со стороны верхнего бьефа, .

Площадь вычислена при помощи программы КОМПАС 3D V14.

Вертикальная составляющая со стороны верхнего бьефа при особом сочетании нагрузок и воздействий:

где: – площадь тела давления со стороны верхнего бьефа, .

Площадь вычислена при помощи программы КОМПАС 3D V14.

Вертикальная составляющая со стороны нижнего бьефа при основном сочетании нагрузок и воздействий:

где: – площадь тела давления со стороны нижнего бьефа,

Площадь вычислена при помощи программы КОМПАС 3D V14.

Вертикальная составляющая со стороны нижнего бьефа при особом сочетании нагрузок и воздействий:

где: – площадь тела давления со стороны нижнего бьефа,

Площадь вычислена при помощи программы КОМПАС 3D V14

.

7.4. Сила взвешивающего давления

Эпюра взвешивающего давления принимается в виде прямоугольника от уровня нижнего бьефа до подошвы плотины.

Вычислим ординаты эпюры:

1) для основного сочетания нагрузок и воздействий:

где:

2) для особого сочетания нагрузок и воздействий:

где:

Сила взвешивающего давления:

1) для основного сочетания нагрузок и воздействий:

2) для особого сочетания нагрузок и воздействий:

7.5. Давление грунта

Давление наносов на вертикальную грань, наносы с песком.

,

где кН/м³ – удельный вес наносов во взвешенном состоянии;

h _н– толщина слоя наносов, принимаемая от уровня дна,

м,

Где – угол внутреннего трения наносов.

Равнодействующая давления наносов на 1 п.м:

Активное давление грунта на вертикальную грань:

,

где кН/м³ – удельный вес песка во взвешенном состоянии;

h ₁– толщина слоя песка,

м,

Где – угол внутреннего трения песка.

,

где – угол внутреннего трения глины.

,

где кН/м³ – удельный вес глины во взвешенном состоянии;

h ₂– толщина слоя глины,

м,

Где – угол внутреннего трения глины.

,

где – угол внутреннего трения суглинка.

,

где кН/м³ – удельный вес глины во взвешенном состоянии;

h ₃– толщина слоя суглинка,

м,

Где – угол внутреннего трения суглинка.

рассчитана с помощью программы КОМПАС 3D V14

7.6 Определение пассивного давления грунта

Пассивное давление грунта будем определять для двух слоев, для гравия и суглинка.

Пассивное давление грунта со стороны нижнего под первой плитой рисбермы определим по формуле:

Пассивное давление грунта со стороны нижнего на уровне подошвы плотины определим по формуле:

Равнодействующая пассивного давления грунта:

7.7 Волновое давление

Равнодействующая волнового давления при основном и особом случаях может быть определена упрощенно по формуле А.Л.Можевитинова:

Основной:

Плечо силы относительно уровня покоя ВБ:

Особый:

Плечо силы относительно уровня покоя ВБ:

8. Расчёт прочности плотины

Расчёт прочности бетонной плотины следует производить по методу предельных состояний первой группы (по непригодности к эксплуатации). Расчёт плотины будем вести без учёта температурных воздействий. Для оценки прочности плотины вводятся критерии прочности. Таким образом, в результате расчёта определяются напряжения в плотине, которые затем сравниваются с критериями прочности.