Бетонная водосливная плотина на нескальном основании
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
ия), кратковременными, как например, давление волн, плывущего льда, и особыми, действующими в исключительных случаях, как, например, сейсмические нагрузки (при землятресениях) и давление воды, льда, ветра при исключительных, катастрофических, условиях.
В расчётах конструкций рассматриваются обычно сочетания нагрузок и воздействий основных и особых.
Основные сочетания нагрузок образуются из следующих сил: собственный вес сооружения, оборудования и устройств, находящихся на нём: давление воды - статическое, динамическое, волновое, фильтрационное, давление льда, давления грунта основания и берегов различных засыпок, наносов отложившихся в верхнем бьефе: давление ветра: тяговые усилия создаваемые подъёмными и транспортными механизмами: нагрузки от судов (в транспортных сооружениях).
Нагрузки рассчитываются на одну секцию плотины. В их число входят следующие величины.
Собственный вес сооружения, гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе, гидростатическая нагрузка в нижнем бьефе, взвешивающее усилие, сила фильтрационного противодавления, удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром.
Определение собственного веса сооружения.
Собственный вес сооружения в расчёте на одну секцию представляет собой сумму собственного веса бетонной водосливной плотины и быков и определяется по следующему выражению;
Gсоор = Gпл + Gб (8.1)
Где Gсоор - собственный вес сооружения, Кн;
Gпл - собственный вес бетонной водоливной плотины, Кн;
Gб - собственный вес быков, Кн;
Собственный вес бетонной водосливной плотины определяется следующим образом:
Cпл = Vпл Yбет (8.2)
где Cпл - Собственный вес бетонной водосливной плотины, Кн;
Vпл - объём бетонной водосливной плотины, м3;
Yбет - удельный вес бетона, равный 23,5 Кн/м3.
Gб = (8.3)
Где Gб - собственный вес быков, МН.
- собственный вес неразрезного быка, м3.
- собственный вес разрезного полубыка, МН.
Gсоор = 17,6 28 40 23,5 + 3 6 40 23,5 + 2(34 28 3) 23,5 = 614 392 кН.
Определение гидростатической нагрузки в верхнем и нижнем бьефах.
Определение гидростатической нагрузки в верхнем бьефе сводится к определению вертикальной и горизонтальной нагрузок. Вертикальная гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе определяется по следующему выражению:
Wвб = Sвб Lсек Yв Wвб = Sвб Lсек Yв
Где Wвб - вертикальная гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе, Кн: Wнб - вертикальная гидростатическая нагрузка в нижнем бьефе, Кн;
Sвб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны верхнего бьефа, м2;
Sвб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны нижнего бьефа,м2;
Lсек - длина секции, м.
Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;
В длину секции входят два полубыка, один бык и две ширины водосливной плотины.
Lсек = 2 1.5 + 3.0 + 2 20 = 46,0 (м)
Wвб = = кН;
Wнб = = 18276 кН.
Определение взвешивающего усилия
Для определения взвешивающего усилия используем следующее выражение:
Wвз = Sвз Lсек Yв
Где Wвз - взвешивающее усилие, Кн:
Sвз - Площадь усилия взвешивающего усилия, м2;
Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;
Lсек - длина секции, м.
Wвз = 34 13 46 9,81 = 199457 кН
Определение силы фильтрационного противодавления
Сила фильтрационного противодавления определяется следующим образом:
Wф = Sф Lсек Yв
Где Wф - сила фильтрационного противодавления, Кн:
Sф - площадь эпюры фильтрационного противодавления, Кн:
Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;
Lсек - длина секции, м.
Wф = кН.
Удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром
Удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром определяется по следующему выражению:
Wпон = Sэпюр Lсек Yв;
Wпон = = 77842,5 кН.
Расчёт устойчивости плотины на сдвиг
В курсовом проекте требуется рассчитать плотину на сдвиг в плоскости основания по схеме плоского сдвига. При этом следует выяснить соблюдается ли условие:
;
Где Ylc - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый для основного сочетания нагрузок равным 1:
F - расчётное значение сдвигающей силы, Кн:
R - расчётное значение силы сопротивление сдвигу, Кн:
Yc - коэффициент условия работы, принимаемый для бетонных плотин на нескальном основании равным 1:
Yn - коэффициент надёжности, учитывающий степень ответственности сооружений.
Правая часть формулы должна быть больше левой не более чем на 20%. В противном случае следует признать, что сооружение запроектировано с излишнем запасом, и внести изменения в проект.
Сдвигающая сила и сила сопротивления сдвигу определяются по следующим формулам;
R = P tg? + A c
F = Tв - Tн
Где R - расчётное значение силы сопротивления сдвигу, Кн:
P - сумма вертикальных составляющих всех нагрузок, Кн:
tg? - угол внутреннего трения,
A - площадь подошвы рассчитываемой секции, м2:
C - удельное сцепление, МПа:
F - расчётное значение сдвигающей силы, Кн:
Tв - сумма горизонтальных составляющих действующих со стороны верхнего бьефа, Кн
Tн - сумма горизонтальных составляющих, действующих со стороны нижнего бьефа, Кн
P = Wф + Wвз + Gсоор + Wв + Wпон
Определение напряжений в основании плотины
Напряжение на контакте основания и плотины определяются по формуле неравномерного сжатия;
Где - напряжения на контакте основания и плотины;
- сумма всех вертикальных сил, действующих на одну секцию, Кн;
- ширина основания (перпендикулярно оси плотины), м;