7 Расчёт прочности плотины

7.1 Определение напряжений

Расчёт прочности бетонной плотины следует производить по методу предельных состояний первой группы (по непригодности к эксплуатации). Расчёт плотины проводится без учёта температурных воздействий. Для оценки прочности плотины вводятся критерии прочности. Таким образом, в результате расчёта определяются напряжения в плотине, которые затем сравниваются с критериями прочности.

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

Для удобства расчёта составляется таблица 5, в которую внесены все нагрузки, умноженные на коэффициент надежности по нагрузке [8].

Точки приложения равнодействующих всех сил рассчитаны с помощью программы AutoCad.

Таблица 5 - Основные нагрузки на плотину

Нагрузка		Направление силы	Сила, кН		Плечо, м	Момент, кНм
	1,0	→	8508,8		13,3	113167,17
	1,0	←	248,8		-2,54	-631,98
	0,95	↓	4538,8		-4,71	-21377,86
	0,95	↓	13739,4		-7,88	-108266,20
	1,0	↑	2843,1		-1,21	-3440,15
	1,0	↑	2376,7		10,11	24028,44
	1,2	→	34,3		5,91	202,97
	1,0	→	42,9		37,45	1605,86
qз	0,9	↓	19,8		-19,86	-393,371
∑ M				4894,88

Расчёт краевых напряжений в горизонтальном сечении плотины (при расчете на 1 погонный метр длины):

1. Для верховой грани:

где – сумма вертикальных сил, действующих на плотину;

– сумма моментов всех сил, действующих на плотину;

– ширина подошвы плотины.

кН.

где – напор над расчётным сечением со стороны верхнего бьефа;

,

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

;

2. Для низовой грани:

где , где – угол между низовой гранью и вертикалью, .

– напор над расчётным сечением со стороны нижнего бьефа;

;

Расчёт краевых напряжений сведены в таблицу 6.

Таблица 6 - Краевые напряжения действующие на плотину

Напряжение	Напорная грань	Низовая грань
	-293,94	-327,05
	-416,5	-327,05
	0	250,85
	-293,94	-76,2
	-416,5	-577,9