Главная страница

Курсовая работа гидротехнические сооружения. Курсовой Пономарев Антон_ИГзс-04а-19. Курсовой проект по дисциплине Гидротехнические сооружения Тема Проектирование бетонной водосливной плотины на нескальном основании в составе средненапорного гидроузла


Скачать 1.32 Mb.
НазваниеКурсовой проект по дисциплине Гидротехнические сооружения Тема Проектирование бетонной водосливной плотины на нескальном основании в составе средненапорного гидроузла
АнкорКурсовая работа гидротехнические сооружения
Дата02.10.2022
Размер1.32 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаКурсовой Пономарев Антон_ИГзс-04а-19.docx
ТипКурсовой проект
#709029
страница5 из 5
1   2   3   4   5

5. Статические расчеты секции бетонной водосливной плотины

5.1 Сбор нагрузок на секцию бетонной водосливной плотины


В данном проекте учитываются следующие виды нагрузок:

– вес бетона пролетов водосливной плотины и быков;

– вес воды на водосливе;

– гидростатическое давление верхнего и нижнего бьефа;

– взвешивающее и фильтрационное противодавление на подошву плотины

На Рисунке 5.1 представлены нагрузки, используемые в расчетах.



Рисунок 5.1 – Схема к определению нагрузок на секцию плотины

Для подсчета веса бетонных сооружений воспользуемся графическими возможностями редактора Autocad. Подсчет веса сооружения ведется с использованием удельного веса бетона . Схема к подсчету веса сооружений представлена на Рисунке 5.2.

При определении нагрузок, передаваемых сооружением на основание, необходимо определить: равнодействующие вертикальной и горизонтальной нагрузок на подошву плотины и суммарный изгибающий момент . Момент подсчитывается относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы плотины (точка ).

Принимаем следующие правила знаков:

1) для горизонтальных сил: «+» – из верхнего бьефа в нижний,

2) для вертикальных сил: «+» – сверху вниз,

3) для момента: «+» – из верхнего бьефа в нижний.

Расчет сводится в Таблицу 5.1



Рисунок 5.2 – Схема к подсчету действующих нагрузок
Таблица 5.1. Расчет нагрузок на секцию плотины

Наименование воздействия

Обозначение нагрузки

Площадь фигуры (эпюры),

Толщина , м

Удельный вес



Нагрузка, МН

Эксцентриситет , м

Моменты, МН м

горизонт.



вертикальная



+

-

Вес быков



647,38

3,5

24




54,40

3,07




-167,01

Вес водослива



237,45

14

24




79,80

1,52




-121,30

Вес воды нижнего бьефа



13,57

14

9,81




1,90

13,20

25,08




Вес воды верхнего бьефа



127,96

14

9,81




17,57

10,02




-176,05

Гидростатическое давление воды



243,10

17,5

9,81

41,70




9,00

375,30






18,00

17,5

9,81

-3,10




1,80




-5,58

Взвешивающее действие воды



180,00

17,5

9,81




-30,90

0

0




Противофильтрационное давление



42,60

17,5

9,81




-7,30

10,48

76,50



















∑ = 38,60

∑ = 115,47




∑ = 11,94



5.2 Расчет контактных напряжений


Для определения нормальных контактных напряжений плотин на нескальном основании допускается пользоваться методом сопротивления материалов.

Тогда вертикальные напряжения в угловых точках фундаментной плиты рассчитываются по формуле внецентренного сжатия [8, стр.72]:



где – равнодействующая сил, нормальная к подошве секции плотины (с учетом противодавления);

– площадь подошвы секции плотины;

– моменты относительно осей инерции подошвы плотины;

– моменты сопротивления подошвы плотины для той точки относительно осей инерции.

Площадь подошвы секции равна



Где – ширина подошвы плотины вдоль потока,

– ширина секции плотины в направлении поперёк потока.

Исходя из формулы (4.7)



Моменты сопротивления сечения подошвы вычисляются по формулам





В курсовом проекте допускается не учитывать составляющую напряжений от момента относительно оси , перпендикулярной створу гидроузла.



По формуле (4.6) напряжение на верховой грани подошвы плотины равно



По формуле (4.6) напряжение на низовой грани подошвы плотины равно



Для равномерной осадки сооружения необходимо соблюдение условия:



где – коэффициент неравномерности распределения контактных напряжений:



– допустимое значение коэффициента, назначаемое в зависимости от вида грунта основания.

Исходя из формулы (4.10) коэффициент неравномерности распределения контактных напряжений .

В [8, стр.73] допустимое значение коэффициент неравномерности распределения контактных напряжений рекомендуется принимать для связных грунтов .

Проверка условия (4.10):



Условие удовлетворено, осадки плотины будут протекать равномерно.

5.3 Расчет устойчивости плотины по схеме плоского сдвига


В соответствии с СП 23.13330.2011 [3] условие устойчивости сооружения по схеме плоского сдвига имеет вид:



где – расчетные значения соответственно обобщенных сдвигающих сил и сил предельного сопротивления сдвигу;

– коэффициент сочетания нагрузок, для основного сочетания нагрузок ;

– коэффициент условий работы, принимаемый при расчете бетонных сооружений на нескальном основании по [6, табл. 5] равным ;

– коэффициент надежности по классу сооружения, согласно [2, табл. Б1] сооружение относится к II классу по ответственности и по [1, п.8.17] .

Устойчивость сооружения в курсовом проекте проверяется по горизонтальной поверхности подошвы сооружения.

Расчетное значение обобщенных сдвигающих сил включает в себя силы трения, сцепления и пассивного давления грунта



где – расчетное значение предельного сопротивления при сдвиге по горизонтальной плоскости;

– сумма вертикальных составляющих расчетных нагрузок (включая противодавление), ;

– коэффициент сдвига по расчетной поверхности;

– удельное сцепление грунта по расчетной поверхности сдвига;

– коэффициент условий работы, учитывающий зависимость реактивного давления грунта с низовой стороны сооружения от горизонтального смещения при потере им устойчивости;

– расчетное значение горизонтальных составляющих силы пассивного давления грунта с низовой стороны сооружения;

– площадь горизонтальной проекции подошвы сооружения, в пределах которого учитывается сцепление,

Расчетное значение обобщенных сил предельного сопротивления сдвигу



где – сумма горизонтальных составляющих сдвигающих сил, действующих со стороны верховой грани сооружения, за исключением активного давления грунта;

– расчетное значение горизонтальных составляющих силы активного давления грунта с верховой стороны;

– сумма горизонтальных составляющих сдвигающих сил, действующих со стороны низовой грани сооружения, за исключением активного давления грунта.

Сила равна сумме горизонтальных сил (МН).

В соответствии с заданием для грунта основания , .

Сила сопротивления сдвигу по формуле (4.13) составляет

.

Площадь подошвы между зубьями составляет

.

Для оценки запаса устойчивости сооружения условие (4.12) лучше использовать в виде:



где – коэффициент запаса устойчивости сооружения на плоский сдвиг.

– нормативное значение коэффициента запаса устойчивости.

Расчётное значение коэффициент запаса устойчивости сооружения на плоский сдвиг вычисляется по формуле



Нормативное значение коэффициента запаса устойчивости вычисляется по формуле



По формуле (4.15) коэффициент запаса устойчивости сооружения на плоский сдвиг

.

По формуле (4.16) нормативное значение коэффициента запаса устойчивости сооружения на плоский сдвиг для II класса сооружения



Проверим условие (4.14)



.

Условие не выполнено, устойчивость плотины на плоский сдвиг не обеспечивается. Требуется устройство анкерного понура.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


1. СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СНиП 2.06.04-82*

2. СП 58.13330.2019 Гидротехнические сооружения. Основные положения СНиП 33-01-2003

3. СП 23.13330.2011 Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.05.85*

4. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П. Г. Киселева. М.: Энергия, 1974

5. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984.

6. СП 41.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений

7. Гидротехнические сооружения: Учеб. для вузов: В 2 ч. Т2 / Под ред. Л.Н. Рассказова. – М.: АСВ, 2011. – 535 c.: илл.

8. Расчет и проектирование бетонных водосливных плотин на нескальном основании [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие к выполнению курсовой работы, практических занятий и самостоятельной работы для обучающихся по направлению 08.03.01 Строительство, Профиль «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений» / [сост.: М.П. Саинов, Ф.В. Котов] ; Москва : Изд-во Моск. гос. строит. ун-та, 2018

9. Гидравлические расчёты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 624 с.: ил.
1   2   3   4   5


написать администратору сайта