Нагрузки и воздействия на плотину.

 Определение нормальных напряжений по контакту «бетонная плотина – основание» необходимо для расчета прочности сооружения, а также оценки несущей способности основания. Определение нагрузок производится для выделенной расчетной секции, ширина которой составляет расстояние между швами бычков и равна 10м.

 На миллиметровой бумаге в масштабе вычерчивается принятая расчетная схема плотины (рис.3) и все действующие на нее силы и нагрузки.

1) Собственный вес плотины находится путем разбивки поперечного профиля плотины на ряд правильных геометрических фигур, определения, их объема и умножения на удельный вес бетона (удельный вес бетона принят равным 25 ). Аналогичным образом определяется вес пригрузки воды в ВБ и в НБ, удельный вес воды .

2) Гидростатическое давление воды определяется обычными методами гидравлики. Эпюра гидростатического давления воды строится до подошвы плотины.

3) Давление грунта. Различают активное давление грунта Ea, которое возникает при перемещении сооружения в сторону от грунта, и пассивное, которое представляет собой реактивное сопротивление грунта при "навале" сооружения на грунт. Пассивное давление грунта в расчетах может не учитываться, что идет в запас устойчивости. Вертикальная составляющая активного давления грунта на наклонную поверхность сооружения определяется весом грунта над этой поверхностью. Горизонтальная составляющая равна

кН;

где - удельный вес грунта;

a - толщина слоя грунта,

- угол внутреннего трения грунта.

4) Фильтрационное давление определялось выше (п.4.1)

5) Волновое давление

Для построения эпюры волнового давления определяем высоту волны. Для её определения находим безразмерные параметры:

= ; =

где L – длина разгона волны;

Vw – расчётная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью водоёма, м/с;

По графику [2, рис.2.7] получаем ; .

 По меньшему из значений определяется: средняя высота волны: м. Для нахождения высоты волны  по [2, рис.2.6] определяем =2,15, тогда: м.

Табл3.

Определение нормальных напряжений в основании плотины

Нормальные напряжения в основании плотины определяется по формуле внецентренного сжатия:

Расчетные нагрузки на плотину будут равны нормативным, вычисленным по вышеприведенным рекомендациям, так как в соответствии с [б] коэффициенты надежности по нагрузке принимаются равными 1,0 для всех грунтовых нагрузок и собственного веса сооружения, вычисленных с применением расчетных значений характеристик грунтов (удельного веса) и материалов (бетона), определенных в соответствии со СНиП 2.02.01-83

где =78909,2-45370=33539,2 кН- равнодействующая всех вертикальных сил;

F=30·10=300 м - площадь подошвы секции плотины;

- суммарный момент всех сил относительно точки 0;

м³- момент сопротивления подошвы секции плотины.

;

;

Вычисленные напряжения должны удовлетворять следующим условиям:

1) ;

2)

где - коэффициент сочетания нагрузок: =1 [10];

=1,0 - коэффициент условий работы [2, табл.1.1];

- коэффициент надежности, определяемый по [2, табл.1.2];

кПа - расчетное сопротивление грунтов основания плотины, определяемое по

[2, табл.1.3];

кПа.  Все необходимые условия соблюдаются.

Коэффициент неравномерности нагрузки: