7. Классификация нагрузок и воздействий на гтс.

ГТС в процессе строительства и эксплуатации испытывают различные по природе характеру и продолжительности нагрузок.

По характеру изменения во времени они делятся на:

• Постоянные, действуют постоянно и во время строительства и во время эксплуатации.

• Временные;

1. Постоянные

• Собственный вес конструкции и сооружений, а также вес постоянного технологического оборудования.

• Давление воды на поверхность сооружений и силовое воздействие фильтрующейся воды при НПУ.

• Вес грунта и его боковое давление, горное давление;

• Нагрузки от предварительного напряжения конструкции, пригруза основания в верхнем и нижнем бьефах.

2. Временные

Временными считаются нагрузки, которые в отдельные периоды могут отсутствовать и в свою очередь подразделяются: длительные, кратковременные, особые.

Длительные

• Давление грунта, возникающее при деформаций основания.

• Давление наносов, температурные воздействия

• Паровое давление в водонасыщенных грунтах.

• Нагрузка от транспортных средств и грузов.

Кратковременные

• Нагрузка и воздействие от волн при расчётном шторме с частой повторяемостью.

• Давление льда при его средней многолетней толщине

• Снеговые и ветровые нагрузки.

• Давление при гидравлических ударах.

• Гидродинамические нагрузки при пропуске воды через сооружения.

Особые нагрузки – это те же кратковременные нагрузки, но имеющие случайный характер:

• Сейсмические нагрузки

• Динамические нагрузки от промышленных взрывов.

• Нагрузки при повышении уровня водохранилища до ФПУ.

8. Определение нагрузок на гтс:

ГТС следует рассчитывать на основное и особое сочетание нагрузок.

Основное включает в себя постоянные, временные и кратковременные нагрузки.

Особое сочетание нагрузок все перечисленные плюс одна случайная нагрузка.

- вес сооружения и технологического оборудования,

Вес сооружения и конструкций определяется по проектным размерам (геометрический объём сооружений и удельному весу материала из которого выполнено сооружение).

Удельный вес определяется опытным путем для приближенных расчетов можно использовать справочные данные.

Удельный вес бетона γ_Б=24 кН/м³, γ_ж/б=25 кН/м³.

Вес оборудования(затворов, ГГ, трансформаторов) берут из конструктивной документации. На ГЭС часто используют стандартное оборудование заранее известной спецификации.

Если с маркой оборудования еще не определишь, то в предварительных расчетах применяются эмпирические формулы.

, где γ- удельный вес тела, S-площадь тела.

- гидростатическое давление воды,

, =10 кН/м³.

,

,

.

На подошву плотины действует гидростатическое давление, которое состоит из взвешивающего давления и фильтрационного.

Эпюра взвешивающего давления строится по величине давления исходя из уровня НБ.

- фильтрационное давление воды,

, - ширина подошвы.

Фильтрационная эпюра строится по линейному закону. Фильтрация существует там, где существует разница напоров.

- волновое воздействие,

Действие ветра на водную поверхность образования волн, движение воды вызывают волновые нагрузки на ГТС:

1) Волновое давление

2) Волновое противодаление

3) Взвешивающее волновое давление

4) Накат волн на откосы сооружения

5) Размыв дна при небольших глубинных водохранилищах

Волнообразующие факторы

1. Скорость ветра υ

2. Направление действия ветра по отношению к плотине

3. Продолжительность непрерывного действия ветра t

4. Глубина водохранилища d

5. Длина разгона волн L

Ветер перпендикулярный плотине.

Отметку гребня плотины следует назначать с учетом волнового воздействия.

Отметка гребня должна быть выше НПУ и ФПУ на такую величину чтобы волна не перехлестнула через гребень плотины.

, - запас на волну.

- высота ветровых волн 1% обеспеченности, если напорная грань плотины вертикальна, то вместо ставится .

- ветровой нагон воды в НБ (отклонение зеркало водохранилища от горизонтальности).

а – инженерный запас, м.

, - выбирают наименьшее и находим и .

- идет проверка на глубоководность.

, , - средняя глубина водохранилища.

.

.

Формула Можевитинова.

, .

.

- давление наносов и грунта.

Перед плотиной в водохранилище скапливается наносы в виде мелких частиц ила для глубоких водохранилищ и в виде песка и гравия для рек в горных районах с небольшими водохранилищами.

Часто подошвы плотины заглублены в основание поэтому на поверхность плотины воздействует давление грунта. В ВБ активное давление грунта (в сторону возможного перемещения сооружения), а в НБ пассивное давление грунта.

, -удельный вес наносов, - высота наносов, - угол внутреннего трения наносов..

В точке принадлежащей границе между различными слоями грунтов боковое давление грунта находится дважды.

Сначала считаем, что эта точка принадлежит верхнему слою, а потом к нижнему.

, - сцепление.

Если грунт обладает сцеплением, то оно уменьшает активное давление.

Если слой грунта пригружен слоем бетона или ж/б, то при определении бокового давления грунта добавляется распределенная нагрузка от бетона с учетом взвешивающих сил.

,

,

- пассивные силы, препятствующие сдвигу плотины.

,

Если некоторые участки плотины сверху перегружены наносами или грунтом, то тогда рассчитывается вертикальная составляющая воздействия грунта. Находится она умножением площади эпюры на удельный вес взвешиваемого грунта.