2.1 Состав сооружений гидроузла

СОДЕРЖАНИЕ стр.

1 ВВЕДЕНИЕ

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Состав сооружений гидроузла

3 ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Гидравлический расчет

3.1.1 Предварительный выбор схемы надземного и подземного контуров водосливной плотины

3.1.2 Определение размеров водосливных отверстий и числа пролетов и секций плотины

3.1.3 Расчёт гашения энергии потока в нижнем бьефе плотины

3.1.4 Конструирование водосливной плотины

3.1.5 Определение класса сооружения

3.1.6 Определение фильтрационной прочности грунтов основания и числа рядов цементационной завесы

3.2 Статический расчет

3.2.1 Определение расхода величин нагрузок и воздействий

3.2.2 Расчет несущей способности основания

3.2.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг

3.2.4 Выбор марок бетона по зонам плотины

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

5 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 ВВЕДЕНИЕ

Цель данного курсового проекта заключается в участии в разработке конструктивных и объемно-планировочных решений инженерного сооружения с использованием системы автоматизированного проектирования инженерных сооружений.

Для того чтобы выполнить курсовой проект требуются знания:

-классификации инженерных сооружений по различным признакам;

-основных конструктивных элементов и габаритов инженерных сооружений;

-технических норм проектирования и требования к инженерным сооружениям, основы их конструирования;

-методов расчета инженерных сооружений и основные расчетные требования к сооружениям, конструкциям, материалам;

-нагрузок и воздействия на инженерные сооружения в зависимости от их назначения;

Требуются умения:

-составлять продольные, поперечные профили водотоков;

-конструировать, составлять схемы несложных инженерных сооружений и выполнять несложные технические расчеты конструкций и элементов;

-использовать свойства геометрических фигур в практической деятельности;

-пользоваться научно-технической информацией, справочной и специальной литературой, отраслевыми документами, использовать типовые проекты (решения);

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Состав сооружений гидроузла

Компоновка гидроузла пойменная. Гидроузел состоит из глухой левобережной части плотины, глухой правобережной части и основного бетонного сооружения (здание ГЭС, водосливная плотина) размещенного вне русла реки, подводящего и отводящего каналов.

Геология створа. Левый берег: песчаник, песчаник слабый выветрелый, супесь мелкозернистая, плывунного типа с галькой и щебнем до 30% в основании слоя, суглинок жёлтовато-коричневый, средний от тугопластичного до мягкопластичного известковистый. Правый берег: щебень и дресва песчаника с суглинистым заполнителем от 20 до 40%, суглинок жёлтовато-коричневый, средний от тугопластичного до мягкопластичного известковистый, песчаник крепкий.

3 ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Гидравлический расчет

3.1.1 Предварительный выбор схемы надземного и подземного контуров водосливной плотины

Исходные данные:

↓гр.водослива=230 м

↓дна=217 м

НПУ=236 м

H= НПУ-↓гр.водослива (1)

Н=236-230=6 м – напор на водосливе.

В таблице 1 приведены координаты x,y для водосливного профиля при единичном напоре Н=1 м, для определения фактических значений данные из таблицы умножаются на расчетный напор Н.

Поверхность водослива с дном нижнего бьефа сопрягается кривой, радиус которой зависит от напора Н и высоты плотины Р.

Таблица 1

X	Y
H=1	H=6	H=1	H=6
0,0	0,0	0,126	0,756
0,1	0,6	0,036	0,216
0,2	1,2	0,007	0,042
0,3	1,8	0,000	0,000
0,4	2,4	0,007	0,042
0,6	3,6	0,060	0,360
0,8	4,8	0,147	0,882
1,0	6,0	0,256	1,536
1,2	7,2	0,393	2,358
1,4	8,4	0,565	3,390
1,7	10,2	0,873	5,238
2,0		1,235	7,410
2,5		1,96	11,760
3,0		2,824	19,944
3,5		3,818	22,908
4,0		4,93	29,580
4,5		6,22	37,320

3.1.2 Определение размеров водосливных отверстий и числа пролетов и секций плотины.

Через отверстие пропускается удельный расход воды т.е. расход на 1 м длины отверстия, который определяется по формуле:

q=m*Q*√2*g*H^3/2 (2)

где:

m-коэффициент расхода зависит от формы профиля водослива и от очертания бычков, т.к. в данном курсовом проекте водослив практического профиля m=0,49;

Q=1 - коэффициент затопления;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

Н- высота водослива, м;

q=0,49*1*√2*9,8*6^3/2 = 2,17*14,7=31,9 м³/с

Определяется ориентировочная суммарная ширина водосливных отверстий по формуле:

Σ_b=Q_b/q

где: (3)

Q_b=2000 м³/с – расход на водосливе;

q – удельный расход воды м³/с;

Σ_b=2000/31,9 ≈ 63 м;

Ширина пролета «b» должна соответствовать стандартным пролетам: 0,4;0,6;0,8;1;1,25;1,5;1,75;2;2,5;3;3,5;4;4,5;5,5;6;7;8;10;12;14;16;18;20;24;30 метров.

Обычно ширина пролета лежит в пределах:

b=(1÷2)H (4)

Определяется ширина отверстий сравнением вариантов в таблице 2.

Таблица 2

Варианты	b, м	n	Σb=b*n	Недостача м -	Излишки м +	Принятый вариант Примечание
1						Отвергнут
3				-	-	Отвергнут

Ширина и количество пролетов выбирается с учетом разрезки плотины на секции.

Секционная разрезка - разрезка на длинные блоки без продольных швов, бетон укладывается на всю ширину профиля плотины от верховой о низовой грани. Достоинства: отпадает необходимость в искусственном охлаждении бетонной кладки до температуры замыкания швов, уменьшается объем опалубочных работ, имеется возможность более широкой механизации работ.

Также в плотине проектируется устой, сопрягающий бетонную плотину с плотиной из грунтовых материалов. Устой предназначен для защиты примыкающей к водосливу земляной плотины или берега от размыва водой, сбрасываемой через водослив; для обеспечения плавного подхода потока к водосливу и плавного его растекания в нижнем бьефе; для предотвращения опасного воздействия фильтрации в зоне примыкания водосливной плотины к земляной плотине или к берегу; для того чтобы служить опорами для затвора и мостов плотины.

Плотины на нескальных основаниях следует разрезать на секции с учетом температурных деформаций обусловленных ожидаемой неравномерной осадкой сооружения.

Расстояние между деформационными швами в зависимости от основания и высоты плотины приведены в таблице 3.

Таблица 3

Тип основания	До 50 Высота плотины, м	Длина секции, м	Расстояния между швами, м
Сквозными	Несквозными
Скальное		10…20	10…20	-
	Свыше 50	50…60	50…60	10…20
Нескальное	Не регламентируется	30…60	30…60

В зависимости от принятой величины «b» определяем толщину одиночных и сдвоенных бычков «а» и «а₁», для этого используется соотношение:

а=(0,2…0,25)b при b≤ 10 м; (5)

а=(0,12…0,16)b при b≤ 20 м; (6)

а=(0,1…0,13)b при b≤ 30 м; (7)

b – ширина отверстия, м

Т.к. принятая ширина отверстий b=10 м, a=(0,2…0,25)b:

a=0,2*10=2 м;

Толщина сдвоенного бычка увеличивается по сравнению с одиночным на 0,5…1 м.

а₁=2+1=3 м;

Определяем фактическую пропускную способность запроектированной плотины.

Вариант 1:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G* ɛ; (8)

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b; (9)

где:

Н – высота водослива, м;

b – ширина отверстий, м;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/10=0,916;

Q=0,49*8*8*√2*9,8*6^3/2*1*0,916=2001,35 м³/с;

2001,35-2000=1,35 м³/с;

2000 – 100%

1,35 – X %

X=1350/2000=0,67%

Вариант 2:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G*ɛ;

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/8=0,98;

Q=0,49*7*9*√2*9,8*6^3/2*1*0,98=1956,7 м³/с;

2000-1956,7=43.3 м³/с;

2000 – 100%

43,3 – X %

X=4330/2000=2,17%

Вариант 3:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G*ɛ;

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/6=0,98;

Q=0,49*6*11*√2*9,8*6^3/2*1*0,98=2063,8 м³/с;

2063,8-2000=63.8 м³/с;

2000 – 100%

63,8 – X %

X=6380/2000=3,19%

Полученная пропускная способность не должна отличаться от требуемой более, чем на 5 %.

Исходя из этих условий подходит вариант 1: b = 10 м, n = 6.

3.1.3 Расчёт гашения энергии потока в нижнем бьефе плотины

Расчет сопряжения бьефов и определение глубины водобойного колодца. Определяется подбором h_c.

Расчет h_c начинается с h_c=0 по формуле:

h_c=q/φ*√2g*(H+P- h_c) (10)

где:

h_c- глубина потока в сжатом сечении, м;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

φ-0,85 – 0,95 – коэффициент скорости;

Р- высота плотины, м;

Н- напор на водосливе, м;

q- удельный расход, м³/с;

1) h_c=31,9/0,9*√2*9,8*(14,7+19-0)=1,38 м

2) h_c=31,9/0,9*√2*9,8*(14,7+19-1,38)=1,4 м

3) h_c=31,9/0,9*√2*9,8*(14,7+19-1,4)=1,4 м

Приравнивается h_c= h₁ и определяется h₂ по формуле:

h₂= h₁/2*(√1+8α* q²/g* h₁³-1) (11)

α=1,1;

q- удельный расход, м³/с;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

h₁- глубина потока до гидравлического прыжка, м;

h₂ – глубина потока за гидравлическим прыжком, м;

h₂= 1, 4/2*(√1+8*1,1* 31,9²/9,8* 1,4³-1)=12,77 м

Сравниваем h₂ > t и h₂ ≤ t.

t=↓УНБ-↓дна (12)

t=220-217=3 м

В курсовом проекте так как 12,77<3,проектируется водобойный колодец.

d_к=1,2*(h₂- t) (13)

h₂ – глубина потока за гидравлическим прыжком, м;

t – глубина в нижнем бьефе, м;

d_к=1,2*(12,77 - 3) =11,72м

Определяется новая h_c по формуле:

h_c=q/φ*√2g*(H+P+ d_к - h_c) (14)

где:

q- удельный расход, м³/с;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

φ-0,85 – 0,95 – коэффициент скорости;

d_к- глубина водобойного колодца, м;

Н – напор на водосливе, м;

P – высота водосливной плотины, м;

h_c – глубина потока в сжатом сечении, м;

h_c= h₁'

1)h_c=31,9/0,9*√2*9,8*(8+8+11,77-1,4)=1,34 м

2)h_c=31,9/0,9*√2*9,8*(8+8+11,77 -1,34)=1,34 м

h₂' = (h₁'/2)*√1+(8*α*q²/g* h₁'³ ) (15)

где:

α = 1,1;

q- удельный расход, м³/с;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

h₁'- глубина потока в сжатом сечении;

h₂' = (1,34/2)*√1+(8*1,1*31,9²/9,8* 1,34³ ) =13,078 м

Приравнивается Ϭ₃ * h₂' к t* d_к+∆Z:

Ϭ₃ * h₂'=1,1*13,078 (16)

где:

Ϭ₃ – коэффициент запаса на затопление – 1,1

h₂'- глубина потока за гидравлическим прыжком, м;

d_к+∆Z=3+11,77+1,4

Так как 11,96˂16,17 задается новая величина d_к.

d_к= Ϭ₃ * h₂'- t-∆Z (17)

d_к= 1,1 *11,96- 3 -1,4=8,76 м

Определяется длина водобойного колодца l_к по формуле:

l_к= l_n=5*(h₂-h₁) (18)

l_к=5*(16-3)=65 м

3.1.4 Конструирование водосливной плотины

Для защиты грунта основания плотины от размыва бурным потоком, сбрасываемым через плотину проектируются устройства нижнего бьефа. К ним относятся: водобой с гасителями энергии; гибкая рисберма - водопроницаемая часть русла в нижнем бьефе предназначенная для сопряжения водобоя с руслом и предохранения русла от размыва и для снижения скоростей водного потока. Выбор типа и размеров устройств нижнего бьефа определяется допустимой скоростью течения на рисберме, зависящей от вида грунта на котором она располагается. Длина рисбермы составляет 82,5 м. За допустимую скорость в курсовом проекте принимается Ʋ_р =2,5…3,0 м/с, так как грунт основания песчаный. Исходя из этих данных определяется удельный расход на рисберме q_р и глубина на рисберме h_р по формулам:

q_р=Q_n/Σ_b+Σ_a+Σ_a1 (19)

Q_n –2000 м³/с – расход на водосливе

Σ_b+Σ_a+Σ_a1 - длина водосливной плотины, м

q_р=2000/60+8+8=26,31 м³/с

h_р= q_р/ Ʋ_р (20)

q_р - удельный расход на рисберме,

Ʋ_р - скоростью течения на рисберме,

h_р= 26,31/ 2,5=10,52 м

На песке и глине плиты рисбермы ступенчато уменьшаются по толщине до 1…0,5 м, длина рисбермы определяется по формуле:

l_р=1,5* l_к (21)

l_к – длина рисбермы,

l_р=1,5* 65=97,5 м

Водобой устраивается в виде горизонтальной бетонной плиты, предназначенной для интенсивного гашения избыточной энергии и восприятия динамического воздействия сбрасываемого потока. Гашение энергии достигается устройством водобойного колодца и гасителей. Основные типы гасителей: сплошная водобойная стенка; водобойная стенка с прорезями; пирсы и шашки различной формы, устанавливаемые рядом в шахматном порядке; струенаправляющие стенки-пирсы, вызывающие растекание потока в плане. В курсовом проекте глубина водобойного колодца составляет 4,6 м; длина водобойной плиты 55 м.

Для предохранения тела бетонной плотины от выветривания, агрессивного воздействия, чрезмерной фильтрации воды, истирания проводятся защитные мероприятия. На напорной грани укладывается 2—3-метровый слой особо плотного (водонепроницаемого) бетона, а на низовой — слой специально подобранного морозостойкого бетона; подошву сооружения выполняют из водонепроницаемого и не подверженного коррозии бетона.

В верхнем бьефе плотины проектируется понур - один из эффективных противофильтрационных элементов подземного контура плотины на нескальном основании. Его назначение - снижать фильтрационное противодавление в основании плотины путем удлинения путей фильтрации. Его длина 9 м, толщина 0,5м.

Фундамент - подземная часть плотины, изготовленная из бетона, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию. Так как плотина находится на нескальном основании проектируются верховой и низовой подплотинные зубья – противофильтрационные устройства. Фундамент заглублен на 7 м, его ширина составляет 26 м.

3.1.5 Определение класса сооружения

Класс сооружения в данном курсовом проекте – III. Исходя из этого определяется коэффициент надежности:

1 класс -γ_n = 1,25;

2 класс - γ_n = 1,20;

3 класс -γ_n = 1,15;

4 класс -γ_n = 1,10;

Величина обеспеченности расчетного расхода Q_р(в %) определяется по таблице 4.

Таблица 4

Расчетные случаи	Класс сооружения
I	II	III	IV
Обеспеченность, %
Основной	0,1	1,0	3,0	5,0
Поверочный	0,01	0,1	0,5	1,0

3.1.6 Определение фильтрационной прочности грунтов основания и числа рядов цементационной завесы

На мягких грунтах общая фильтрационная устойчивость основания определяется средним градиентом фильтрации:

I_est,m=H_p/Z≤1/ γ_n*I_cг,m

где:

H_p- расчетный напор;

Z- длина подземного контура от точки входа фильтрационного потока в основании до точки выхода потока в дренаж;

I_cг,m-критический средний градиент напора по заданию: при мелкозернистом песке I_cг,m=4;

I_est,m= H_p/Z (22)

I_est,m=11/22=0,5

1/ γ_n*I_cг,m=(1/1,15)*3=2,6

3.2 Статический расчет

3.2.1 Определение расхода величин нагрузок и воздействий

Вычерчивается схема выбранного подземного и надземного контуров плотины.

Расчет ведется для секции водосливной плотины длиной d поперек потока.

1.Определение взвешивающего давления W_взв (кН);

W_взв=ρ_в*g*А_взв*d*α₂ (23)

где:

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_взв- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

α₂-коэффициент эффективной площади противодавления для песка- 1;

А_взв=63+16+2=81 м²

А₁=a*b=(10,63*3)*2=63 м²

А_2,3=a*b=(4*2)*2=16 м²

А_4,5=a*b*1/2=(0,5*1*1)*2=2 м²

W_взв=1*9,8*81*37*1=29370,6 кН;

2.Фильтрационное давление W_ф (кН);

W_ф= ρ_в*g*А_ф*d*α₂ (24)

где:

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_ф- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

α₂-коэффициент эффективной площади противодавления для песка- 1;

А_ф= a*b*1/2=(0,5*17,5*5,5)*2=96,25 м²

W_ф= 1*9,8*96,25*37*1=34900,25 кН;

3.Гидростатическое давление верхнего бьефа W_гидр.в (кН);

W_гидр.в= ρ_в*g*А_гидр.в*d (25)

где:

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_гидр.в- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

А_гидр.в= a*b*1/2=(0,5*11,1*11,1)*2=123,21 м²

W_гидр.в= 1*9,8*123,21*37=34900,25 кН

4.Гидростатическое давление в нижнем бьефе W_гидр.н (кН);

W_гидр.н= ρ_в*g*А_гидр.н*d (26)

где:

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_гидр.н- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

А_гидр.н= a*b*1/2=(0,5*5,5*5,5)*2=30,25 м²

W_гидр.н= 1*9,8*30,25*37=10968,7 кН

5.Волновое давление W_в (кН);

W_в= ρ_в*g*А_в*d (27)

где:

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_в - площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

А_в=0,99+9,9=10,89 м²

А₁=1/2* a*b=(0,9*1,1*0,5)*2=0,99м²

А₂=1/2* a*b=(0,9*11*0,5)*2=9,9м²

W_в = 1*9,8*10,89*37=3948,7 кН

6.Вес плотины G

G = ρ_б*g*ΣА*d (28)

где:

G – вес плотины, кг;

Ρ_б- плотность бетона – 2,4 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

ΣА – сумма площадей эпюр, м²;

d- длина секции, м;

ΣА=21+2+1+36+16+1+8+8+5+1,4+1,3+0,3+0,16+6+0,7+2,8+0,49+0,52+2+3=116,67 м²

А₁= a*b=(3,5*3)*2=21 м²

А₂= a* a=1*1*2=2 м²

А₃=1/2* a*b=(1*1*0,5)*2=1м²

А₄= a*b=(6*3)*2=36 м²

А₅= a*b=(4*2)*2=16 м²

А₆=1/2* a*b=(1*1*0,5)*2=1м²

А₇= a*b=(4*1)*2=8 м²

А₈= a* a=2*2*2=8 м²

А₉=1/2* a*b=(2,5*2*0,5)*2=5м²

А₁₀= a*b=(0,7*1)*2=1,4 м²

А₁₁=1/2* a*=(1,3*1*0,5)*2=1,3м²

А₁₂= a*b=(0,5*0,3)*2=0,3 м²

А₁₃=1/2* a*b=(0,4*0,4*0,5)*2=0,16м²

А₁₄= a*b=(1,5*0,2)*2=6 м²

А₁₅=1/2* a*b=(0,5*0,7*1)*2=0,7м²

А₁₆= a*b=(2*0,7)*2=2,8 м²

А₁₇=1/2* a*b=(0,5*0,7*0,7)*2=0,49м²

А₁₈=1/2* a*b=(0,5*1,3*0,4)*2=0,52м²

А₁₉= a*b=(0,5*2)*2=2 м²

А₁₈=1/2* a*b=(0,5*1,5*2)*2=3м²

G = 2,4*9,8*116,67*37=101530,9 кг

7.Пригрузка водой в нижнем бьефе W_приг.н

W_приг.н== ρ_в*g*А_приг.н*d (29)

где:

W_приг.н – пригрузка водой в нижнем бьефе, кН;

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_приг.н- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

А_приг.н=1,2+10,4+1,3+5,2+1,3+2,8+0,7=22,9 м²

А₁=1/2* a*b=(0,5*1,2*1)*2=1,2м²

А₂= a*b=(4*1,3)*2=10,4 м²

А₃=1/2* a*b=(1*1,3*0,5)*2=1,3м²

А₄= a*b=(2*1,3)*2=5,2 м²

А₅=1/2* a*b=(1*1,3*0,5)*2=1,3м²

А₆= a*b=(1*1,4)*2=2,8 м²

А₇=1/2* a*b=(1*0,7*0,5)*2=0,7 м²

W_приг.н = 1*9,8*22,9*37=261,42 кН

8.Пригрузка водой в верхнем бьефе W_приг.в

W_приг.в=ρ_в*g*А_приг.в*d (30)

где:

W_приг.в – пригрузка водой в верхнем бьефе, кН;

ρ_в- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_приг.в- площадь эпюры, м²;

d- длина секции, м;

А_приг.в= a*b =3*7,5*2=45 м²

W_приг.в=1*9,8*45*37=16317 кН

9. Сила весов затворов G_з

Сегментный затвор

G_з=((W*b)/250)^0.69*g (31)

где:

W-гидростатическая нагрузка на затвор, кН;

W= ρ*g*А_з (32)

А_з-площадь эпюры, м²;

ρ- плотность воды – 1 т/м³;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

А_з=1/2*a*b=(0,5*3*3)*2=9 м²

W= 1*9,8*9=88,2 кН

b-ширина отверстия, м;

G_з=((88,2*10)/250)^0.69*9,8=24,4 кН

ΣG_з= G_з*n=24,4*6=146,4 кг (33)

Затем по схеме определяются плечи всех действующих сил относительно точки О. Полученные данные заносятся в сводную таблицу (5) сил и моментов.

Таблица 5 Определение величин сил и моментов

Наимено-вание сил	Обозначение сил	Величина сил, кН	Плечо, м	Моменты, кНм
Взвешиваю-щее давление	Wвзв
Гидростатиче-ское давление ВБ Фильтрцион-ное давление	Wф	34900,25	17,2	600284,3
	Wгидр.в	44675,95	1277732,17 28,6
Гидростатиче-ское давление НБ Волновое давление	Wгидр.н	10968,7	17,2		188661,6
	Wв	3948,7	23,2	91609,8
Вес плотины	G	101530,9	0,4		40612,4
Пригрузка водой в ВБ	Wприг.в
Пригрузка водой в НБ	Wприг.н	261,42	10,4	2718,8
Сила весов затворов	Gз	146,4	6,6		966,24

3.2.2 Расчет несущей способности основания

Для определения несущей способности основания определяются напряжения в основании по формуле:

Gmax/min=ΣN/A ± ΣM/W_n (34)

где:

ΣN –сумма всех вертикальных сил с учетом противодавления, кН;

А- площадь секции,м²;

А= b*d (35)

b- ширина плотины по основанию м;

d – длина секции, м;

А= 26*37=962 м²

ΣM- сумма моментов сил относительно оси О-О₁ действующих на плотину, кН;

W_n -момент сопротивления сечения относительно оси О-О₁, м³;

W_n = b²*d/6 (36)

W_n = 26²*37/6=4168,7 м³

ΣN=G+G_з-W_ф-W_взв+W_приг.н+W_приг.в (37)

ΣN=101530,9+146,4-34900,25-48951+16317+261,42=19724,5 кН

ΣM=600284,3+1277732,17-188661,64+91609,84-40612,36-163170+2718,8-966,24=1578934,9 кНм

Строиться эпюра напряжений в основании плотины по полученным данным и производится анализ эпюры:

1.Если в основании плотины - песчаный грунт:

G_max ˂ R_сж

R_сж=25000 ÷29000 кН

G_max= ΣN/A +ΣM/W_n (38)

G_max =19724,5/962+1578934,9/4168,7=399,3 кН

G_min= ΣN/A -ΣM/W_n (39)

G_min =19724,5/962-1578934,9/4168,7=-358,3 кН

К_{нер =} Gmax/min≤3 (40)

К_нер=399,3/358,3=1,1

399,3 ˂ 25000 кН

Под верховой гранью нет растягивающих напряжений.

3.2.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг

Дата добавления: 2015-09-29