6.5.3 Сила гидростатического давления воды

Силу гидростатического давления воды определяют по формулам гидравлики. Эпюры гидростатического давления на верховую и низовую грани бетонной плотины имеют форму равнобедренного прямоугольного треугольника.

Горизонтальная составляющая силы гидростатического давления воды:

- со стороны верхнего бьефа:

(6.117)

где

- со стороны нижнего бьефа:

(6.118)

где

Из-за наличии на подошве плотины зубьев, гидростатическое давление прикладывают до отметки подошвы между зубьями. При этом исключается необходимость учета горизонтального гидростатического давления на выступы с противоположных сторон.

Из-за наличия наклонной напорной грани вертикальная составляющая силы гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа определена площадью поперечного сечения тела давления от УВБ до напорной грани:

- со стороны верхнего бьефа:

(6.119)

где - площадь поперечного сечения тела давления, равно

6.5.4 Равнодействующая взвешивающего давления

Высота эпюры взвешивающего давления:

(6.120)

Cилу взвешивающего давления определяют по формуле:

(6.121)

где - площадь эпюры взвешивающего давления для рассматриваемого расчетного случая, равная 123 .

6.5.5 Сила фильтрационного давления

Эпюра фильтрационного давления построена для нескальных оснований методом удлиненной контурной линии.

(6.122)

где - площадь эпюры фильтрационного давления, действующего на подошву плотины, равна 91

6.5.6 Давление грунта

Давление наносов на вертикальную грань можно определить по формуле:

(6.123)

где -удельный вес наносов во взвешенном состоянии, кН/м³,

- угол внутреннего трения наносов, равен 20;

- толщина слоя наносов, 3.5м.

Равнодействующей активного давления наносов на 1 п.м длины плотины:

(6.124)

Активное давление грунта глиняного понура со стороны верхнего бьефа направлено в противоположную сторону от плотины, поэтому далее в расчетах не учитывается.

6.5.7 Волновое давление

Равнодействующая волнового давления при основном расчетном случае может быть определена упрощенно по формуле A.JI. Можевитинова:

(6.125)

где - высота волны 1 %-ной обеспеченности;

- средняя длина волны;

(6.126)

Параметры волн определены в п.1.

(6.127)

Плечо силы относительно уровня покоя ВБ:

(6.128)

6.6. Расчет прочности плотины - определение напряжений, выполнение условий прочности

6.6.1 Определение напряжений для основного расчетного случая

В курсовом проекте оценка общей прочности плотины проводится в сечении по ее подошве между зубьев на отметке 88,00 м.

Для удобства расчёта составлю таблицу 6.3, в которую внесу все нагрузки, умноженные на коэффициент надежности по нагрузке.

Точки приложения равнодействующих всех сил рассчитаны с помощью программы AutoCad.

Основные нагрузки относительно отметки 88,00 представлены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Основные нагрузки на плотину

Нагрузка		Сила, кН	Плечо, м	Момент, кНм
	1,0	3300	8,67	28611
	1,0	44,7	1	-45
Wв	1,0	1766	10	-17660
	0,95	3484	1,84	-6410
	0,95	4852	0,13	-631
	1,0	1206	0	0
	1,0	893	9,7	8662
Ен	1,2	32,34	3,5	113
	1,0	11,8	25,68	303
qз	0,9	15,24	4,84	-74
∑ M	12870

Расчет краевых напряжений в горизонтальных сечениях плотины (при расчете на 1 п. м. длины) выполняют по формулам:

- для верховой грани:

1. Для верховой грани:

,

(6.129)

где – сумма вертикальных сил, действующих на плотину;

– сумма моментов всех сил, действующих на плотину, равна 12870

– ширина подошвы плотины, равна 27.85 м.

(6.130)

(6.131)

(6.132)

где кН/м³ – удельный вес воды;

– напор над расчётным сечением со стороны верхнего бьефа;

м - напор над расчётным сечением со стороны нижнего бьефа;

	(6.133)
	(6.134)
	(6.135)
	(6.136)
	(6.137)
	(6.138)

2. Для низовой грани:

	(6.139)
	(6.140)
	(6.141)
	(6.142)
	(6.143)

Расчёт краевых напряжений сведу в таблицу 6.4

Таблица 6.4 - Краевые напряжения.

Напряжение	Напорная грань, кН		Низовая грань, кН
	-188	-387
	-217	-180
	18	232
	-184	-29,8

Окончание таблицы 6.4

Напряжение	Напорная грань, кН	Низовая грань, кН
	-260	-538