Расчёт прочности плотины

Данные полученные в выражениях (6.89) — (6.120) сводится в таблицу 6.1. Для каждой силы по СНиП определяется коэффициент надёжности по нагрузке указывается направление действия силы и плечо силы (если момент силы по часовой стрелке, то знак «плюс», если против — «минус»).

Таблица 6.1 — Основные нагрузки на плотину.

№ п/п.	Обозначение силы.	Направление силы.	Основной случай.	Поверочный случай.
Сила, (кН).	Плечо, (м).	Момент, (кН•м).	Сила, (кН).	Плечо, (м).	Момент, (кН•м).
			39,5.			39,6.
			— 1,333.	— 104.		— 8,2.	— 24 940.
	0,95.		— 18,47.	— 561 600.		— 18,47.	— 561 600.
	0,95.		— 22,70.	— 2 125 000.		— 22,70.	— 2 125 000.
			9,18.			9,18.
	1,2.
	1,2.		65,25.			65,25.
	0,8.		— 1.	— 273.		— 1.	— 273.
	1,2.		— 43,55.	— 4739.		— 43,55.	— 4923.
			— 43,55.	— 2166.		— 43,55.	— 2166.

Сумма вертикальных сил для основного случая (все силы с учётом коэффициента надёжности по нагрузке):

(6.121).

для поверочного случая:

(6.122).

Краевые напряжения в сечениях плотины для верховой грани основной случай:

(6.123).

(6.124).

(6.125).

(6.126).

(6.127).

для поверочного случая:

(6.128).

(6.129).

(6.130).

(6.131).

(6.132).

где — сумма моментов сил, действующих на сооружение относительно середины его подошвы для основного и поверочного случая;

— заложение верховой грани на уровне расчётного сечения ;

— напор над расчётным сечением со стороны верхнего бьефа для основного и расчётного случая.

Краевые напряжения в сечениях плотины для низовой грани основной случай:

(6.133).

(6.134).

(6.135).

(6.136).

(6.137).

для поверочного случая:

(6.138).

(6.139).

(6.140).

(6.141).

(6.142).

где — заложение низовой грани на уровне расчётного сечения,.

— напор над расчётным сечением со стороны нижнего бьефа для основного и расчётного случая.

Полученные напряжения сведены в таблицу 6.2 и 6.3.

Таблица 6.2 — Основные напряжения в теле плотины при основном сочетание нагрузок Напряжения к кило паскалях.

Таблица 6.3 — Основные напряжения в теле плотины при особом сочетании нагрузок Напряжения к кило паскалях.

• 6.4.1 Критерии прочности плотины
• 1. Рассчитаем выражение, для основного случая:

(6.143).

для поверочного случая:

(6.144).

где — коэффициент сочетания нагрузок для основного и поверочного случая.

Под полученные данные выражений (4.143) и (4.144) выбирается марка бетона по СНиП Марка бетона выбирается на 1 класс выше с целью обеспечения запаса прочности.

Выбираем марку бетона — B5 с сопротивлением осевому сжатию.

Рассчитываем выражения для основного случая:

(6.145).

для поверочного случая:

(6.146).

где — коэффициент условий работы для основного и поверочного случая, принимаем по СНиП.

Во всех точках плотины для основного случая результат выражения (4.143) должен быть меньше результата выражения (4.145). Условие выполняется.

Во всех точках плотины для поверочного случая результат выражения (4.144) должен быть меньше результата выражения (4.146). Условие выполняется.

2. На верховой грани не должно быть растягивающих напряжений, для основного случая:

(6.147).

для поверочного случая:

(6.148).

3. Рассчитываем выражение, для основного случая:

(6.149).

для поверочного случая:

(6.150).

В зоне верховой грани плотины, для основного случая:

(6.151).

для поверочного случая:

(6.152).

4. Под всей плотиной:

(6.153).

где — допускаемые напряжения в основании на глубине он дна, принимаем по СНиП.

6.4.2 Расчёт устойчивости плотины Расчётное значение обобщённой несущей способности, для основанного случая:

(6.154).

для поверочного случая:

(6.155).

где — тангенс угла внутреннего трения, принимаем из СНиП;

— коэффициент условия работы по нагрузке, принимаем ;

— сцепление грунта основания, принимаем из СНиП.

Сдвигающая сила для основного случая:

(6.156).

для поверочного случая:

(6.157).

Рассчитываем выражение, для основного случая:

(6.158).

для поверочного случая:

(6.159).

Полученные значения (4.158), (4.159) должны быть больше либо равными коэффициенту надёжности по назначению сооружения, но не превышать его более чем на 10%.

Условие выполнено. сооружение устойчиво и экономически выгодно.

Общие компоновочные решения по гидроузлу

Проведём расчёт параметров здания ГЭС. На проектируемой станции планируется работа 8 агрегатов, диаметром по 4,5 м.

Длина здания ГЭС определяется следующим образом:

(6.160).

где — ширина одного агрегатного блока;

— количество установленных гидрогенераторов;

— длина монтажной площадки.

Ширина одного агрегатного блока:

(6.161).

Следовательно, длина здания ГЭС:

(6.162).