6.1.Расчёт прочности плотины

Исходя из практических соображений, в расчёте плотины принимаем сжимающие напряжения со знаком «–», растягивающие – со знаком «+»

Для удобства расчёта составляем таблицу 1, в которую внесим все нагрузки, умноженные на коэффициент надежности по нагрузке .

Таблица 1 – Основные нагрузки на плотину

Нагрузка		Направление силы	Основной случай
			Сила, кН	Плечо, м	Момент, кНм
Тв	1		9238,86	13,74	126942
Тн	1		8,29	-0,43	-3,6
Eав	1,2				0,0
Eн	1,2		26,46	1,05	27,8
Gб	0,95		3440,42	-8,79	-30241
Gпл	0,95		12096,37	-6,78	-82013
Wвзв	1	­	435,56	0	0,0
Wф	1	­	2615,74	7,6	19879,6
Qз	1		24,16	-16	-386,5
Wн	1				0,0
Wволн	1		1,3	41,4	53,9
ΣN			12509,65
ΣM			34258,5

Расчёт краевых напряжений для основного случая в горизонтальном сечении плотины (при расчёте на 1 погонный метр длины по подошве) выполняется по формулам:

Для верховой грани:

Нормальное напряжение по горизонтальной площадке:

где – сумма вертикальных сил, действующих на плотину;

– сумма моментов всех сил, действующих на плотину;

– ширина подошвы плотины.

Нормальное напряжение по вертикальной площадке:

(6.2.)

где кН/м³ – удельный вес воды;

– напор над расчётным сечением со стороны верхнего бьефа;

, где – угол между напорной гранью и вертикалью. Так как у водосливной плотины напорная грань вертикальна, то .

Касательное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.3.)

Главное напряжение:

Главное напряжение:

Для низовой грани аналогично

Нормальное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.6.)

Нормальное напряжение по вертикальной площадке:

(6.7.)

где ,

– напор над расчётным сечением со стороны нижнего бьефа;

Касательное напряжение по горизонтальной площадке:

(6. 8.)

Главные напряжение:

(6.9.)

. (6.10.)

Результат расчёта напряжений сведём в таблицу 2.

Таблица 2.Напряжения.

Верховая грань		Низовая грань
ϭuy	-190		ϭty	-542
ϭux	-434		ϭtx	-336
τx	0		τy	413
ϭu1	-190		ϭt1	-13
ϭu3	-434		ϭt3	-866

Проверяем следующие условия:

1. Проверяем в сечении по подошве. Во всех точках плотины:

где коэффициент надежности по ответственности, учитывающий класс сооружения,

коэффициент сочетания нагрузок,

максимальное главное напряжение;

расчетное сопротивление бетона сжатию, которое определяем по СНиП 2.06.08-87 «Бетонные и железобетонные конструкции ГТС»;

коэффициент условия работы,

Из условия прочности на сжатие принимаем класс бетона В 5, для которого

2. На верховой грани плотины не должно быть растягивающих напряжений:

3. В зоне верховой грани плотины:

Условия прочности плотины соблюдаются, что говорит о том, что сооружение проходит по критериям прочности.