13-5

ЛЕКЦИЯ 13

ПЛОСКИЕ ЗАТВОРЫ

Устройство затвора, состав элементов и их расчет

Получили наибольшее распространение из-за простоты конструкции, надежности работы и удобства эксплуатации. Из-за сравнительно малых напоров на гребне плотин наиболее часто применяются 2-х ригельный затвор.

Рис. 13.3. Схема двухригельного плоского затвора: 1 — опорно-ходовая часть; 2 — главный ригель; 3 — опорная стойка; 4 — подъемное усилие; 5 — вспомогательная стойка; 6 — поперечная вертикальная ферма; 7 — вспомогательный ригель; 8 — подъемная ферма; 9 — донное уплотнение; 10 — обшивка; 11 — боковое уплотнение

Расчетная длина пролета , ширина m и глубина n паза зависят от ширины пролета в соответствии с табл. 13.1.

Таблица 13.1

, м		Ширина паза m	Глубина паза n
до 10			m/2
более 10

Размер ригеля затвора t_з=t_p зависит от длины пролета l_р.

Таблица 13.2

, м
до 5
от 5 до 10
от 10 до 17
более 17

Шаг стрингеров d принимается в пределах 1,0÷1,5 м, но не более (6080) δ_о, где δ_о — толщина обшивки; δ_о = 10÷20 мм.

Шаг стоек (диафрагм) с принимается равным 1,52,0 м.

Отношение должно лежать в пределах от 1,0 до 1,5.

Ригели

Положение ригелей подбирают таким образом, чтобы нагрузка равномерно распределялась на оба ригеля. В этом случае сечение ригелей будет одинаковым.

Для этого достаточно их расставить на одинаковые расстояния от равнодействующей гидростатического давления воды.

Калинович Б. Ю. предложил ригели расположить от равнодействующей на расстоянии а, равном:

.

Величина а подобрана из условия равенства моментов в стойке и в пролете между ригелями (рис. 13.4).

а	б

Примечание: , при .

Рис. 13.4. К расчету ригеля: а — схема определения положения ригелей; б — сечение ригеля

Сечение ригеля выполняется составным из стальных листов. Толщины стенки и полок ригеля принимаются равными:

.

Ригель устраивается в виде сплошной металлической конструкции при пролетах до 15 м. При больших пролетах — в виде сквозных ферм.

В расчетном отношении ригель является однопролетной балкой на двух опорах, загруженной равномерно нагрузкой от гидростатического давления воды (рис. 13.5).

Рис. 13.5. Расчетная схема и эпюры усилий в ригеле

Для двухригельного затвора на один ригель приходится половина от всей нагрузки на затвор:

.

При сквозной конструкции ригеля необходимо сначала выполнить сбор нагрузок в узлы фермы, а затем выполнить расчет ригеля (фермы) на двух опорах.

Обшивка

Обшивка опирается на ригели, стрингеры, а также стойки и является в расчетном отношении плитой, опертой по контуру (рис. 13.5).

Рис. 13.5. Схема к расчету обшивки

Толщина обшивки определяется по формуле Баха, выведенной из условия прочности при изгибе:

,

где — шаг стрингеров;

— коэффициент, учитывающий условия опирания плиты, =0,75;

— интенсивность гидростатического давления в центре рассматриваемого элемента обшивки, ;

— расчетное сопротивление стали по пределу текучести.

Стрингеры

Стрингеры выполняются из двутавров или швеллеров.

В расчетном отношении стрингеры являются многопролетной статически неопределимой балкой, опирающейся на пролетные стойки и загруженной равномерно распределенной нагрузкой от давления воды (рис. 13.6, 13.7).

Рис. 13.6. К расчету стрингера

Примечание: .

Рис. 13.7. Расчетная схема и эпюры усилий в стрингере

После определения усилий выполняются проверки прочности и устойчивости каждого элемента в соответствии со СНиП II-23-81* Стальные конструкции.