- •Лекция 7 Нагрузки и воздействия на гравитационные плотины
- •Сочетания нагрузок
- •Расчетные случаи
- •Расчет устойчивости бетонной водосливной плотины гравитационного типа при плоском сдвиге
- •Расчет прочности основания водосливной плотины
- •Расчет прочности бетонной водосливной плотины гравитационного типа на скальном основании
7-
Лекция 7 Нагрузки и воздействия на гравитационные плотины
На ГТС действуют следующие нагрузки и воздействия:
постоянные;
временно длительнодействующие;
кратковременные;
особые.
К постояннымотносят:
Собственный вес сооружения:
,
где — материала тела плотины;
— объем тела плотины;
— ускорение свободного падения,м/с2;
2. Вес постоянного оборудования, местоположение которого не меняется в процессе эксплуатации сооружения (затворы, подъемные механизмы и т. п.).
3. Вес воды над плотиной или ее элементами, работающими совместно с сооружением (например, над понуром).
4. Гидростатическое давление воды на верховую и низовую грани плотины:
,
где у— глубина погружения расчетной точки.
5. Взвешивающее давление воды:
,
где у— глубина погружения точки под уровнем нижнего бьефа.
6. Фильтрационное противодавление;
7. Вес грунта над сооружением;
8. Боковое давление грунта со стороны верхнего и нижнего бьефов; определяется в случае заглубления флютбета сооружения ниже дна, причем поскольку плотина не перемещается выполняется расчет давления покоя.
К временнодлительнодействующимнагрузкам относят:
Давление наносов, отложившихся перед плотиной для песчаных грунтов:
,
где — плотность наносов:
,
— плотность скелета грунта;
— плотность воды;
— пористость наносов.
ун— толщина слоя наносов;
— угол внутреннего трения.
2. Температурные воздействия.
Определяются для года со средней амплитудой колебаний среднемесячных температур. Эти воздействия заключаются в определении напряжений в теле плотины вследствие колебаний температуры наружного воздуха.
К кратковременнымнагрузкам относят:
1. Силовое динамическое воздействие воды при уровнях в верхнем и нижнем бьефах, соответствующих пропуску через сооружения расходов основного расчетного случая, устанавливаемого в соответствии со СНиП 33-01-2003 и нормальной работе дренажных и противофильтрационных устройств:
,
где — средневзвешенное значение динамического давления:
,
где — коэффициент давления (определяемый эмпирическим путем);
— пульсационная составляющая гидродинамического давления:
,
— коэффициент пульсации.
Динамические нагрузки при осуществлении сбросов воды следует определять для плотин Iи II классов по результатам расчетов и экспериментальных исследований, для плотинIIIи IV классов — по результатам расчетов или аналогам.
2. Давление льда (СНиП 2.06.04-82*) при его среднемноголетней толщине
При прорезании льда отдельно стоящей опорой:
,
где — коэффициент формы опоры;=0,9 при полуциркульной форме или многогранной; 1,0 — при прямоугольной форме; 0,54 — при заостренной форме с угломα=45о;
— расчетное сопротивление льда раздроблению;
— ширина опоры;
hл– толщина льда.
При ударе льдины о плоскую грань сооружения большой протяженностью:
,
где — расчетное сопротивления льда на сжатие= 0,15÷0,45 МПа;
— ширина фронта сопротивления;
3. Волновое воздействие (СНиП 2.06.04-82*).
4. Нагрузки от подъемных, перегрузочных, транспортных и других конструкций и механизмов, которые перемещаются по сооружению.
5. Нагрузки от судов (СНиП 2.06.04-82*)
К особымотносят следующие нагрузки:
1. Силовое действие воды при ФПУ ВБ и УНБ, соответствующих пропуску воды через сооружение расхода поверочного расчетного случая и нормальной работе дренажных устройств:
гидростатическое давление воды;
взвешивающее давление воды;
фильтрационное давление воды;
пригрузка основания со стороны ВБ и НБ;
динамические нагрузки.
2. Силовое действие воды при НПУ ВБ и УНБ, соответствующее минимальному по технологическим и экологическим требованиям расходу при нарушении одного из дренажных или противофильтрационных устройств.
3. Температурные воздействия для года с максимальной амплитудой колебаний среднемесячных температур и для года с максимально низкой среднемесячной температурой.
4. Давление льда при максимальной многолетней толщине льда обеспеченностью 1 %.
5. Волновое воздействие при максимальной многолетней скорости ветра обеспеченностью 2 % для IиIIкласса сооружений и 4 % – для сооруженийIIIиIVклассов.
6. Сейсмическое воздействие учитывается в сейсмических районах (см. СНиП II-7-81*).