Проверка прочности бетонной плотины
Проверка прочности бетонных плотин на нескальном основании обычно не проводится. По условиям сопряжения бьефов (донный, поверхностный) они имеют распластанный профиль и большие размеры поперечного сечения, при которых прочность заведомо обеспечена.
Бетонные плотины
на скальном основании
строятся при больших и средних напорах
и имеют большую высоту. Проверка их
прочности производится по наиболее
опасному сечению А-В, которое намечается
в том месте, где начинается сопряжение
кривой водослива с носком (рис. 12). Точка
В пересечения кривой водослива с линией
сечения соединяется прямой линией с
точкой пересечения уровня НПУВБ с линией
напорной грани плотины. Таким образом,
поперечное сечение плотины приводится
к расчетному треугольному профилю (рис.
12). Обозначим катеты треугольника х, у,
а угол при вершине через
.
При
прочность плотины считается обеспеченной.
Действующие силы: собственный вес и
гидростатическое давление воды со
стороны верхнего бьефа. Расчет выполняется
для одного погонного метра плотины по
длине.
Собственный вес Gб находится по формуле (16)
,
кн
где
– коэффициент надежности по нагрузке,
принимаемый для бетона равным 1,05.
Гидростатическое давление воды со стороны верхнего бьефа определяется по формуле:
,
кн
где для воды равен 1,0.
Определяются плечи
сил Gб
и WГ1
относительно
центра тяжести сечения – точки О: для
силы Gб
плечо равно
;
для силы
,
м. Вычисляется суммарный момент сил
относительно точки О.
,
кнм
Определяются напряжения в крайних точках сечения А, В.
Нормальные к оси х (направленные по оси у):
,
кПа (37)
,
кПа (38)
где F
– площадь сечения, равная
,
м2;
W
– момент сопротивления сечения F
относительно оси о-о,
проходящей через центр тяжести сечения,
равный
,
м3;
Нормальные к оси у(направленные по оси х):
,
кПа (39)
,
кПа (40)
касательные
,
так как напорная грань плотины –
вертикальная; (41)
,
кПа (42)
По найденным величинам напряжений строятся эпюры нормальных и касательных напряжений (рис. 12).
С использованием нормальных и касательных напряжений вычисляются главные напряжения в крайних точках сечения по формулам:
Главные напряжения в точке А:
,
кПа; (43)
Главные напряжения в точке В:
,
кПа (44)
При вычислении
главных напряжений по формулам (43) и
(44) напряжения
,
,
берутся по абсолютным значениям, без
учета их знака.
Проверка прочности бетонной плотины по сечению А-В выполняется по первой группе предельных состояний по формуле [12].
;
(45)
;
(46)
(47)
где
- абсолютное значение максимального
главного напряжения;
- расчетное
сопротивление бетона на сжатие; для
бетонов марок В12,5; В15; В20, равное
соответственно 4500, 8500, 11500 кПа.
Оформление практической работы № 4
Практическая работа №4 оформляется в виде: пояснительной записки с расчетными схемами, таблицами и расчетами;
чертежей расчетного сечения и плана секции плотины со всеми размерами, высотными отметками в масштабе 1:200, 1:250, 1:400, 1:500;
эпюр нагрузок на плотину;
эпюр напряжений в основании и в расчетном сечении.