Курсовой проект - Бетонная водосливная плотина на нескальном основании - файл n1.docx

приобрести
Курсовой проект - Бетонная водосливная плотина на нескальном основании
скачать (453.7 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.docx221kb.17.01.2011 10:24скачать
n2.dwg

n1.docx

Министерство образования Российской Федерации

Волгоградский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Институт Архитектуры и Строительства

Кафедра Гидротехнических и земляных сооружений

Пояснительная записка к курсовому проекту

По дисциплине речные гидротехнические сооружения

«Бетонная водосливная плотина

на нескальном основании»

Выполнил ст.гр.ГТС-1-05

Скляренко Р.В.

Проверил препод.

Шестопал А.О.

Волгоград - 2008

Содержание

  1. Компоновка гидроузла

  2. Выбор удельного расхода

2.1 определение основных размеров сооружения

  1. Определение напора на водосливе

  2. Выбор числа и ширины пролётов плотины

  3. Конструирование водосливного профиля

5.1. Построение водосливной грани

5.2. Проектирование гасителей энергии потока

5.2.1. Пирсы и шашки

5.3. Определение толщины водобойной плиты

5.4. Конструирование рисбермы

5.5. Определение длины водобоя и рисбермы

5.6. Концевой участок

6. Конструирование водосливной плотины

6.1. Проектирование быка

6.1.1. Устройство и применение плоских затворов

6.2.Проектирование подземного контура плотины

6.2.1. Проектирование анкерного понура

6.2.2. определение среднего градиента напора

7. Расчёт водосливной плотины

7.1. Фильтрационный расчёт

7.2. Определение нагрузок

7.3. Расчёт устойчивости плотины на сдвиг

7.4. Определение напряжений в основании плотины

8. Библиографический список

1. Компоновка гидроузла

Разработка компоновочных решений гидроузлов представляет собой сложную инженерную задачу.

Гидроузел, как правило, представляет собой комплекс гидротехнических сооружений общего (плотина, водосбросы) и специального (здание ГЭС, шлюз, судоприемники т.п.) назначения.

Первый вопрос, который необходимо решить — это размещение сооружений в намеченном створе, компоновка гидроузла. Под компоновкой гидроузла понимается такое взаимное расположение входящих в него сооружений, которое наиболее эффективно обеспечивает решение намечаемых народнохозяйственных задач.

При заданном составе сооружений гидроузла существенное влияние на компоновку оказывают следующие факторы:

Поскольку для каждого гидроузла эти факторы имеют свою специфику, то компоновку сооружений гидроузла в реальном проекте также приходится решать индивидуально, руководствуясь конкретными природными и экономическими условиями намечаемого района строительства гидроузла, результатами изысканий, проектных проработок и лабораторных исследований.

Однако в проектах при выборе состава сооружений, их типов и вариантов компоновок проектировщики по возможности анализируют предшествующий опыт проектирования, строительства и эксплуатации существующих гидроузлов и используют имеющиеся проектные решения в качестве аналогов.

В проектируемый гидроузел входят: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Располагаем их в заданном створе от левого берега в следующем порядке: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Такая компоновка выбрана из экономико-технических соображений. ГЭС удобнее располагать у берега, т.к. туда необходимо привозить тяжелое оборудование. Судоходный шлюз располагают на противоположном берегу от ГЭС, т.к. за ГЭС образуются большие пульсации, что будет мешать нормальной эксплуатации шлюза.



  1. Выбор удельного расхода

Удельный расход воды через плотину принимается в зависимости от величины максимального расчётного расхода, от напора на сооружении и от инженерно-геологических условий.

Изучение опытных данных показало, что для предварительного определения удельного можно определить по следующему соотношению:

q =(2,1 – 2,5) ∙ VH, h=1 (2.1)

где q - удельный расход воды через плотину, м3/(с.м);

VH, h=1 – неразмывающая скорость потока для грунтов в нижнем бьефе при глубине

равной 1,0 метру [л.1; таб.№2.5, стр.67];

h нб - бытовая глубина воды в реке при пропуске максимального расхода, м.

Глубина воды определяется по материалам задания:

h нб = УНБmax - дна (2.2)

где ▼УНБmax - уровень в нижнем бьефе при максимальном расходе

(см. кривую Q=f(Н), по заданию 288.5 м) м;

дна - отметка дна реки, м. (по заданию 276.0 м).

h нб = 288.5 – 276.0 = 12.5 [м],

q = 2.2 · 0.7· 12.5 1,2 = 18,67 [м3/(с м)] ,

18.67 · 1.8 = 35.0 3/(с м)]

2.1 Определение основных размеров сооружения

Для компоновки гидроузла необходимо определить длины составных частей (плотины и ГЭС) по следующим соотношениям:

(3.1)

где QГЭС – расход воды на ГЭС, м3/с;

Qпл – расход воды проходящий через водосливную плотину, м3/с;

Q max – максимальный расход воды, м3/с (см. задание 6050 м3/с)

? = 8 · QГЭС · НТ, (3.2)

(3.3)

где ? - мощность ГЭС (по заданию 50 МВт);

НТ - напор на гидротурбинах.

НТ = НПУ - УНБср, (3.4)

Где НПУ - нормальный подпорный уровень (по заданию 299.0 м);

УНБср - уровень в нижнем бьефе при среднем расходе (см. кривую Q=f(Н)

по заданию принимаем 284.75 м.)

НТ = 299.0-284.75=14.25 [м],

QГЭС =

(3.5)

где - длина ГЭС, м;

- расход воды на ГЭС, м3 / с;

- удельный расход воды на ГЭС , м3 / (с.м), =(12...16)м3/(с.м).

QГЭС =

[м] (3.6)

lпл - длина плотины в створе, м.

Qпл - расход воды через плотину, м/с;

пл – длина плотины в створе, м;

Qmax – максимальный расход воды через плотину (по заданию 6050 м3/с)

qплудельный расход воды через плотину, 3/с)

3/с]

3.Определение напора на водосливе

Для определения напора используется основная формула водослива:

(4.1)

где m - коэффициент расхода водослива:

- коэффициент подтопления;

Н0 - полный напор на водосливе, м.

; (4.2)

где Н - напор на водосливе, м;

- коэффициент Кариолиса, принимаемый равным 1.1;

- скорость потока в верхнем бьефе, м / с;

(4.3)

Где - глубина в Водохранилище, м.

Коэффициент расхода для водослива практического профиля можно принять равным m=0.48. Полагая в первом приближении = 1 и = О, находим Н и определяем отметку гребня водослива, отнимая Н от отметки нормального подпорного уровня - (НПУ) [л. 9; рис. 1. стр. 5].

(4.4)

.

ГВ=НПУ-Н, (4.5)

Где ГВ - отметка гребня водослива, м

НПУ - отметка нормального подпорного уровня, м;

Н - напор на водослив, м.

ГВ=299-6.47=292.53

Далее сравниваем уровень нижнего бьефа(УНБ) и отметку гребня водослива (ГВ).

УНБ=288.5 [м]

УНБ=288.5 мГВ=292.53 м

Так как отметка уровня нижнего бьефа оказалась ниже отметки гребня водослива, то водослив практического профиля будет не подтоплен.

Глубину в нижнем бьефе над креплением принимают несколько большей глубины в реке: (4.6)



Следует проверить, обеспечивается ли при этой глубине затопление гидравлического прыжка. Прыжок будет затоплен при условии:

(4.7)

Где - вторая сопряженная глубина по отношению к сжатой hc.

Для определения - необходимо вычислить критическую глубину воды:

; (4.8)

Где - коэффициент Кариолиса, принимаемый равным 1.1;

qудельный расход воды через плотину, 3/с);

g – ускорение свободного падения, м/с2;

hкр – критическая глубина.



Далее определяем полный напор относительно дна нижнего бьефа:

E0 = НПУ - УНБ + hр, (4.9)

Где E0 - полный напор относительно дна нижнего бьефа, м;

НПУ – отметка нормального подпорного уровня, м;

УНБmin - отметка уровня нижнего бьефа, м (см. кривую Q=f(Н) по заданию принима -

ем 79,0 м.).

hр - глубина в нижнем бьефе над креплением, м.

E0=299-288.5+15=25.5

Находим относительное значение полного напора:

(4.10)

Где - относительное значение полного напора;

E0 - полный напор относительно дна нижнего бьефа, м;

hкр – критическая глубина.



Затем по графику связи относительных величин , = и = [л. 3, рис.12-5, стр. 456] определяется =2.15 и =0,34 далее определяем hс и ;



hc = 0.34 5.12= 2,5 [м]

Так как условие (4.7) выполняется, то в проектировании водобойного колодца нет необходимости.

15 11.

Определяем отметку рисбермы:

▼Р = ▼УНБ - hр ; (4.11)

▼Р = 288.5-15 = 273.5 [м]

4. Выбор числа и ширины пролетов плотины.

Суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении определяется по формуле:

(5.1)

Где - суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.

Q – расход воды через плотину, м3/с.

q – удельный расход воды через плотину м3/(с.м).

=

Число пролетов водосливной плотины определяется делением:

(5.2)

Где п – число пролетов водосливной плотины, шт.

- суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.

b – ширина пролета водосливной плотины, м.



Приняв окончательно п и b уточняют напор в соответствии с формулами:

(5.3)

Где - коэффициент сжатия;

- коэффициент сопротивления быков и устоев (для быков с циркульным оголовком =0.7);

Н – напор на водосливе, м.

b – ширина пролета водосливной плотины, м.



(5.4)

Где - уточненная суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.

- коэффициент сжатия;

п – число пролетов водосливной плотины, шт.

b – ширина пролета водосливной плотины, м.

=0.95 20 20=381

, (5.5)



Далее по уточненному напору окончательно определяют отметку гребня водослива (4.5):

ГВ=299-6.62=292.38

Уточнив ранее напор на водосливе, можем теперь уточнить удельный расход на водосливе по формуле приведенной выше (3.1):



5. Конструирование водосливного профиля

5.1. Построение водосливной грани

Оголовок водослива строится по специальным координатам, которые приводятся в справочной литературе. Для построения водослива с безвакуумным криволинейным профилем воспользуемся координатами Кригера-Офицерова. Сопряжение водосливной грани с дном рисбермы осуществляется по дуге окружности радиуса R. между криволинейным оголовком и дугой проектируется прямолинейная вставка. Работа выполняется в следующей последовательности [л. 9; рис. 3, стр. 8]:

  1. на чертеже в соответствующем масштабе наносят отметки гребня водослива и дна рисбермы;

  2. по координатам Кригера- Офицерова строят кривую АА,;


Вычисление координат для построения водосливной грани

х

у

хН

уН

1

2

3

4

0.0

0.126

0.66

0.25

0.1

0.036

1.3

0.05

0.2

0.070

2.0

0

0.3

0.000

2.65

0.05

0.4

0.006

3.3

0.2

0.5

0.027

4

0.4

0.6

0.060

4.6

0.65

0.7

0.100

5.3

1

0.8

0.146

5.95

1.3

0.9

0.198

6.6

1.7

1.0

0.256

7.3

2.1

1.1

0.321

7.9

2.6

1.2

0.394

8.6

3.1

1.3

0.475

9.3

3.7

1.4

0.564

9.9

4.4

1.5

0.661

10.6

5.05

1.6

0.764

11.25

5.8

1.7

0.873

11.9

6.5

1.8

0.987

12.6

7.3

1.9

1.108

13.2

8.2

2.0

1.235

13.9

9.1

2.1

1.369

14.6

10

2.2

1.508

15.2

10.9

2.3

1.653

15.9

12.5

2.4

1.894

16.55

13

2.5

1.960

17.2

14.05

2.6

2.122

17.9

15.2

2.7

2.289

18.5

16.3

2.8

2.462

19.2

17.5

2.9

2.640

19.9

18.7

3.из точки В проводят кривую BD касательную к криволинейной поверхности. Выбор точки В зависит от проектировщика: чем выше её расположить, тем распластаннее будет водослив;

4. прямую ВС сопрягают с горизонтальной прямой DE дугой окружности. Точка Е должна лежать на границе между водосливом и водобоем, от нее отсчитывается длина водобоя и рисбермы.

5.2. Проектирование гасителей энергии потока

Гасители в виде установленных на водобое препятствий оказывают на поток реактивное, диссипативное и распределительные воздействия.

В результате реактивного действия гасителей происходят уменьшение длины прыжка и его затопление, что позволяет уменьшить длину водобоя и избежать устройства водобойного колодца или уменьшить его глубину.

Диссипативная роль гасителей характеризуется интенсивностью рассеивания той части энергии, которая сосредоточена в турбулентных вихрях. При равной реактивной способности двух гасителей большей диссипативной способностью обладает тот, который разбивает поток на более мелкие струи, вызывая их интенсивное перемешивание. Два и более рядов гасителей обеспечивают большее снижение пульсационной энергии, чем один с такой же реактивной способностью.

Распределительная роль гасителей выражается в переформирование эпюры осредненных скоростей потока в плане и по глубине, выравнивании удельных расходов по ширине русла, отклонение потока по необходимости к какому-либо берегу. С этой целью применяют гасители рассекатели.

Высота шашек с является одним из наиболее важных параметров определяющих работу гасителя, поэтому и другие размеры гасителя часто выражаются через высоту шашек.

Высота шашек определяется по следующему выражению:

, (5.6)

Где с – высота шашек, м.

- первая сопряженная глубина, м. = 1.75 [м]



Ширину шашек можно определить исходя из следующего выражения:

(5.7)

Где с – высота шашек, м;

bширина шашек, м.

b=0.75 1.3=1

расстояние между подошвами гасителей определяем по следующему выражению:

(5.8)

Где - расстояние между подошвами гасителей, м.

с – высота шашек, м;



Расположение шашек вблизи самой плотины нежелательно, так как в этом случае увеличивалась бы опасность возникновения кавитации на поверхности шашек. Поэтому при значительных скоростях потока в сжатом сечении во избежание разрушения шашек кавитацией, а так же ударами льда и плавающих тел, приходится несколько отодвигать место расположения шашек от плотины в область меньших придонных скоростей.

Далее определяем, на каком расстоянии от подошвы плотины будут расположены гасители:

(5.9)

Где а – расстояние от подошвы плотины до гасителей, м.

- сжатая глубина, м.



Расстояние между рядами шашек принимаем равным ширине шашек.

5.3 Определение толщины водобойной плиты

Водобойную плиту выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться. Из условий устойчивости плиты водобоя против опрокидывания и сдвига определяют ее толщину.

Для предварительных расчетов толщину водобойной плиты можно назначить по эмпирической формуле В.Д. Домбровского:

(5.10)

Где - толщина водобойной плиты, м.

- скорость воды в сжатом сечении, м.

- толщина струи в сжатом сечении, м.

(5.11)

Где - скорость воды в сжатом сечении, м.

- коэффициент скорости, учитывающий потери напора в пределах сооружения, м.

- полный напор относительно дна нижнего бьефа, м

- толщина струи в сжатом сечении, м.





Дренажные отверстия (колодцы) в плите водобоя располагают от начала плиты не ближе ј ее длины, в два, три ряда и не более. Не помещают дренажные отверстия перед гасителями во избежание передачи через отверстия значительной пульсационной нагрузки на подошву водобоя.

5.5 Определение длины водобоя и рисбермы

Общая длина горизонтального участка крепления конструктивно состоит из двух частей – водобоя и рисбермы. За горизонтальным участком рисбермы для защиты ее от подмыва устраивают концевое крепление (ковш, глубокий зуб, гибкое крепление и др.).

Удлинение крепления сверх той величины, при которой образуется наименьшая яма размыва, не имеет смысла. Более того целесообразно принимать несколько меньшую длину крепления, идя на больший размыв русла, что оправдывается экономически. При наличии гасителей может быть рекомендовано крепление длиной (водобой и рисберма):

(5.12)

Где - длина крепления, м.

- глубина в нижнем бьефе над креплением, м. (11,2 м)



Так как длина водобоя составляет 27.9 м., путем простых арифметических вычислений получаем длину рисбермы равной 77.1 м.

5.6 Концевой участок

Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном 1:4 – 1:6, в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. Для определения размеров элементов концевого крепления (глубина ковша, зуба, объем камня для защиты крепления от подмыва) и оценки надежности сооружения от подмыва при отсутствии крепления необходимо знать глубину и очертания ямы размыва за водосбросными сооружениями. Глубину ожидающегося размыва можно определить по формуле:

(5.13)

Где - глубина ожидающегося размыва, м.

- удельный расход воды через плотину, м3/(с.м);

- неразмывающая скорость потока для грунтов в нижнем бьефе при глубине равной 1.0 метру [л.1; табл. №2.5, стр. 67].



Зная глубину размыва можем определить глубину ковша:

(УНБ-Р), (5.14)

Где - глубина ковша, м.

- глубина ожидающегося размыва, м.

УНБ- отметка уровня нижнего бьефа, м, (см кривую Q=f(H));

Р- отметка рисбермы, м.



Длину наклонной части ковша принимаем равной 48.36м.

6. Конструирование водосливной плотины

6.1.Проектирование быка

Быки разбивают весь водосливной фронт на отдельные отверстия.

Быки часто выполняют троякую роль:

+ служат опорами для затворов, перекрывающих отверстия плотины;

+ служат опорами для транзитных и служебных мостов;

+ на них располагают стационарные подъемные механизмы затворов.

Принимаем толщину неразрезного быка равной 3 м, а разрезного 4.5 м.

6.1.1.Устройство и применение плоских затворов

Плоский затвор состоит из пролетного строения, опорно-ходовых частей, уплотнений и подвесных устройств.

В зависимости от размеров перекрываемого отверстия, назначения гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации применяют разные типы плоских затворов: одиночные, сдвоенные, секционные, с клапанами.

Плоские стальные затворы получили наибольшее распространение благодаря их универсальности. Плоские затворы на водосливных отверстиях плотин и водосбросов применяют в качестве основных, аварийных, ремонтных, аварийно-ремонтных и строительных. Плоские затворы судоходных отверстий вододелителя в дельте Волги имеют уникальные, самые крупные в мире пролеты по 110 м при высоте затвора около 14 м. Затворы выполнены в виде пустотелой конструкции с обтекаемыми нижней и верхней частями и имеющими обшивки со стороны верхнего и нижнего бьефов. В верхней части затвор усилен сегментной фермой.

Плоские затворы обладают следующими достоинствами:

- их можно применять на водосливе любого очертания;

- они не требуют строительных конструкций больших размеров вдоль потока;

- ими можно перекрывать отверстия значительного пролета и большой высоты;

- их можно поднимать из пролета и транспортировать из пролета в пролет и в затворохранилище, что облегчает их осмотр и ремонт, а также и монтаж;

- простота их конструкций обеспечивает относительную легкость изготовления;

- стоимость изготовления плоских затворов на 10 — 15 % ниже стоимости изготовления сегментных и секторных затворов;

- разнообразие конструкций плоских затворов позволяет подобрать наиболее удобный тип для заданных условий эксплуатации.

6.2.Проектироваение подземного контура плотины

При проектировании плотины любого типа наиболее приемлемым решением будет такое, которое соответствует нормативным требованиям прочности и устойчивости сооружения и основания, отвечает целесообразному в этих условиях способу возведения сооружения, требованиям эксплуатации и является наиболее экономичным.

Плотины на нескальном основании имеют, как правило, развитый в горизонтальном направлении подземный контур и обязательно конструкции в нижнем бьефе, предназначенные для гашения избыточной кинетической энергии воды (сбрасываемой в нижний бьеф) и защищающие русло от опасных для устойчивости сооружений размывов. Существенное значение имеет выбор удельного расхода воды, пропускаемый через плотину: чем больше удельный расход, тем короче водосбросной фронт плотины, но тем больше длина крепления нижнего бьефа, массивней устройства для гашения энергии, больше глубина водобойного колодца, а следовательно, и глубже заложение ее подошвы, длиннее и выше подпорные стенки, защищающие берега и примыкающую к бетонной плотине грунтовую плотину.

Массивная плотина проще для возведения, ее масса принимается из условия устойчивости против сдвига. для облегченной плотины требуется меньший объем бетона, но она более насыщена арматурой. для обеспечения устойчивости облегченной плотины применяют ряд конструктивных мер, усложняющих ее возведение. Оптимальное решение находится в результате экономического сопоставления вариантов.

6.2.1 .Проектирование анкерного понура

Анкерный понур предназначен не только для развития непроницаемого подземного контура, но и для восприятия части силы, сдвигающей плотину. Он представляет собой железобетонную плиту толщиной 0.4 — 0.7 м, арматура которой соединена с арматурой фундаментной плиты плотины. Водонепроницаемость железобетонной плиты обеспечивается оклеенной или литой гидроизоляцией ее поверхности и слоем глинистого грунта. Узел сопряжения понура с плотиной выполняется в виде гибкой конструкции, воспринимающей разность осадок понура и плотины без нарушения его водонепроницаемости. Глиняная пригрузка понура защищается бетонным покрытием из зернистого материала.

Вертикальные преграды фильтрационному потоку выполняются в виде шпунтовых стенок.

Соединение шпунтов с фундаментом плотины выполняют следующим образом: головы (верхняя часть) шпунтовых стенок заделывают в специальные гидроизоляционные шпонки, размещенные в бетоне фундамента. Эти шпонки залиты пластичными мастиками. При осадке плотины мастика вытесняется из шпонки шпунтом в резервные колодцы, устраиваемые через 4 — 5 м. шпонки являются весьма ответственной конструкцией. Образование трещин в мастике вследствие старения и расстройство контакта могут привести к протечкам воды через шпонку и вывести из строя шпунтовую завесу как противофильтрационную конструкцию.

Принимаем длину анкерного понура равной 27м.

6.2.2.Определение среднего градиента напора

Критерием достаточности длины подземного контура является средний градиент напора, который должен быть меньше допустимого. Определяется средний градиент по формуле:

(6.1)

Где Im - средний градиент напора;

Н - разница уровней верхнего и нижнего бьефов, м;

L - длина подземного контура, м.

Чтобы вычислить средний градиент напора нам необходимо определить расчетную глубину залегания водоупора. Определение этого значения исходит из понятия активной зоны, такой, когда при дальнейшем увеличении глубины залегания водоупора эпюра противодавления, значения выходного градиента, расход не изменяются.

L=2lш+lп+2lш+14=18+27+36+14=95м

Im==0.156

Сравнив с расчетным значением осредненного критического градиента в основании сооружения с дренажом, равным 0.32 для песка [л.7;, табл. №3], мы получаем: I = 0.156 = 0.32

7 Расчет водосливной плотины

7.1 Фильтрационный расчет

Определение фильтрационного расхода:

q-фильтрационный расход

?-потери

k-коэффициент фильтрации k=2.5(для песка)

-потери на входе

-потери на горизонтальном участке между шпунтами

-потери на королевом шпунте

-потери на горизонтальном участке от шпунта до обратного фильтра

-потери на выходе

,-длина шпунтов

-длина понура

Т-глубина залегания водоупора

=0.44

q=12.49

7.2Определение собственного веса сооружения.

Собственный вес сооружения в расчёте на одну секцию представляет собой сумму собственного веса бетонной водосливной плотины и быков и определяется по следующему выражению;

Gсоор = Gпл + Gб (7.1)

Где Gсоор - собственный вес сооружения, Кн;

Gпл - собственный вес бетонной водоливной плотины, Кн;

Gб - собственный вес быков, Кн;

Собственный вес бетонной водосливной плотины определяется следующим образом:

Cпл = Vпл Yбет (7.2)

где Cпл - Собственный вес бетонной водосливной плотины, Кн;

Vпл - объём бетонной водосливной плотины, м3;

Yбет - удельный вес бетона, равный 23,5 Кн/м3.

Gб = (7.3)

Где Gб – собственный вес быков, МН.

- собственный вес неразрезного быка, м3.

- собственный вес разрезного полубыка, МН.

Gсоор = 553 378кН.

Wвб = Sвб Lсек Yв Wнб = Sвб Lсек Yв

Где Wвб - вертикальная гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе, Кн:

Wнб - вертикальная гидростатическая нагрузка в нижнем бьефе, Кн;

Sвб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны верхнего бьефа, м2;

Sвб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны нижнего бьефа,м2;

Lсек - длина секции, м.

Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;

В длину секции входят два полубыка, один бык и две ширины водосливной плотины.

Lсек = 2 1.5 + 3.0 + 2 20 = 46,0 (м)

Wвб = = 4890кН;

Wнб = =960 кН.

Wвз = Sвз Lсек Yв

Где Wвз - взвешивающее усилие, Кн:

Sвз - Площадь усилия взвешивающего усилия, м2;

Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;

Lсек - длина секции, м.

Wвз = 44650 кН

Wф = Sф Lсек Yв

Где Wф - сила фильтрационного противодавления, Кн:

Sф - площадь эпюры фильтрационного противодавления, Кн:

Yв - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м3;

Lсек - длина секции, м.

Wф = 3176кН.

7.3 Расчёт устойчивости плотины на сдвиг

В курсовом проекте требуется рассчитать плотину на сдвиг в плоскости основания по схеме плоского сдвига. При этом следует выяснить соблюдается ли условие:

;

Где Ylc - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый для основного сочетания

нагрузок равным 1 :

F - расчётное значение сдвигающей силы, Кн:

R - расчётное значение силы сопротивление сдвигу, Кн:

Yc - коэффициент условия работы, принимаемый для бетонных плотин на

нескальном основании равным 1:

Yn - коэффициент надёжности, учитывающий степень ответственности сооружений

Правая часть формулы должна быть больше левой не более чем на 20%. В противном случае следует признать, что сооружение запроектировано с излишнем запасом, и внести изменения в проект.

Сдвигающая сила и сила сопротивления сдвигу определяются по следующим формулам;

R = P tg? + A c

F = Tв - Tн

Где R - расчётное значение силы сопротивления сдвигу, Кн:

P – сумма вертикальных составляющих всех нагрузок, Кн:

tg? - угол внутреннего трения, ?=24

A - площадь подошвы рассчитываемой секции, м2:

C - удельное сцепление, МПа: c=0

F – расчётное значение сдвигающей силы, Кн:

Tв – сумма горизонтальных составляющих действующих со стороны верхнего бьефа, Кн

Tн – сумма горизонтальных составляющих, действующих со стороны нижнего бьефа, Кн

P = Wф + Wвз + Gсоор + Wв + Wпон

P =155324кН

Т.к с=0, ?=24,то

R =0.445Р=69120 кН

F =16550кН

7.4 Определение напряжений в основании плотины

Напряжение на контакте основания и плотины определяются по формуле неравномерного сжатия;



Где - напряжения на контакте основания и плотины;

- сумма всех вертикальных сил, действующих на одну секцию, Кн;

- ширина основания (перпендикулярно оси плотины), м;

- длина секции (вдоль оси плотины), М;

- сумма моментов всех сил относительно центра сечения, Кнм.

Взяв в формуле знак плюс, получим напряжение под низовой гранью плотины , взяв знак минус получим напряжение под верховой гранью . Расчёт выполняется для случая, когда в верхнем бьефе НПУ, а в нижнем – минимальный уровень.

Отношение должно быть не намного больше единице (1,2.......1,5). Совершенно не допустимо появление растягивающих напряжений под верховой гранью.





Список используемый литературы.

  1. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. Ч.1. «Высшая школа», 1979 г.

  2. Справочник по гидравлическим расчётам. Под. Ред. Киселёва П.Г., М. «Энергия», 1972 г.

  3. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Л.: «Энергоиздат», 1982 г.

  4. Рассказов Л.Л., Гидротехнические сооружения. Ч.1., М.: «Стройиздат», 1996 г.

  5. Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения и водосливные плотины. М.: «Высшая школа» , 1978 г..

  6. Беляшевский Н.Н. Расчёты нижнего бьефа за водосливными сооружениями на нескальных основаниях. Киев, 1973 г.

  7. СНиП 2.06.01.- 86. «Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования».


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации