- •(60) Принципы компоновки напорных речных гидроузлов. Порядок возведения сооружения без отвода реки из ее бытового русла. Классификация перемычек, их конструкции.
- •(61) Плотины из грунтовых материалов, их типы. Требования к материалам для возведения земляных плотин. Расчет устойчивости откосов грунтовых плотин.
- •4. (62) Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. Определение их нормативных и расчетных значений. Расчетные сочетания нагрузок и воздействий.
- •3. (63) Бетонные плотины
- •4. (64) Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. Определение их нормативных и расчетных значений. Расчетные сочетания нагрузок и воздействий.
- •5. (65) Требования, предъявляемые к гидротехническому бетону. Марки и классы бетона. Зонирование бетона в гидросооружениях. Контроль качества бетона.
- •6. (56) Основные положения расчета гидротехнических сооружений по методу предельных состояний. Расчет на устойчивость от плоского сдвига.
- •7. (67) Фильтрация под бетонными плотинами на нескальных основаниях. Эпюра противодавления на подошву плотины
- •8. (68) Система контроля безопасности гтс. Контрольно-измерительный комплекс. Декларация безопасности гтс. Критерии безопасности гтс.
4. (64) Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. Определение их нормативных и расчетных значений. Расчетные сочетания нагрузок и воздействий.
Нагрузки и воздействия делят на постоянные и временные. Основное сочетание нагрузок соответствуют средним по водности и температуре воздуха условиям, включает в себя: постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки и воздействия.
Особое сочетание относятся к экстремальным условиям; включает в себя: постоянные, временные длительные, кратковременные и одна из особых нагрузок и воздействий
К постоянным нагрузкам, действующим при строительстве и эксплуатации сооружений постоянно, относятся:
- собственный вес конструкций и сооружений, а также вес постоянного технологического оборудования (затворов, ГА, Тр-р и др.), местоположение которого не меняется в процессе эксплуатации;
- давление воды на поверхность сооружений и силовое воздействие фильтрующейся воды при НПУ воды и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
- вес грунта и его боковое давление, горное давление;
- нагрузки от предварительного напряжения конструкции, пригрузка основания в ВБ и НБ.
Временными считают нагрузки и воздействия, которые в отдельные периоды эксплуатации могут отсутствовать. Они разделяются на временные длительные, кратковременные и особые.
К временным длительным относятся:
- давление грунта;
- давление наносов;
- поровое давление в водонасыщенных грунтах при НПУ и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
- температурные воздействия в периоды строительства и эксплуатации, определяемые для расчетного года со средней амплитудой колебаний среднемесячных температур наружного воздуха;
- нагрузки от транспортных средств.
К кратковременным относятся:
- давление волны при средней многолетней скорости ветра;
- давление льда при его средней многолетней толщине;
- снеговые и ветровые нагрузки;
- нагрузки от подъемных механизмов, судов и плавающих тел;
- давление при гидравлическом ударе в условиях нормальной эксплуатации;
- гидродинамические нагрузки при пропуске расходов по водоводам при НПУ.
Особые нагрузки по длительности воздействия относятся к кратковременным, но отличаются от них случайным характером проявления.
-давление воды на поверхность сооружения при ФПУ;
-силовое воздействие фильтрующейся воды и поровое давление в водонасыщенных грунтах при ФПУ или при НПУ, но при нарушении нормальной работы противофильтрационных или дренажных устройств;
-температурные воздействия определяемые для года с наибольшей амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха;
-ледовые нагрузки при максимальной многолетней толщине льда и прорыве заторов зимой в НБ.
-сейсмические воздействия;
-давление от гидравлического удара при полном сбросе нагрузки;
-давление волны при максимальной расчетной скорости ветра;
-динамические нагрузки от промышленных взрывов;
Вес конструкций и сооружений: где g- удельный вес бетона; F- площадь поперечного сечения; L-длина сооружения.
Гидростатическое давление:
Силы раскладывают на горизонтальную и вертикальную составляющие. Горизонтальная составляющая , где γ0 — удельный вес воды; Н1 — глубина воды в ВБ; b — ширина сооружения. Вертикальная составляющая W3 (пригруз воды) равна весу воды в объеме тела давления:
-
где m=b/H1-уклон верховой грани плотины.
Эпюра взвешивающего давления строится по значениям давления р=g0∙y,где y-глубина погружения рассматриваемой точки подошвы плотины сооружения относительно уровня воды в нижнем бьефе, и определяет взвешивающую силу Wвзв=, направленную вверх.
Эпюра фильтрационного давления зависит от напора Н, и от конфигурации подошвы (подземного контура) плотины:
Нагонные явления: действие ветра на водную поверхность приводит к ветровому нагону к образованию волн и течений.
Ветровой нагон: ∆h=kv2L/gH, где k — коэффициент, принимаемый при скорости ветра v = 20 м/с равным 2,1 • 10-6, а при v = 50 м/с — 4,8 • 10-6; L — длина водоема в направлении ветра; Н — глубина водоема. За расчетную скорость ветра n принимают скорость на высоте 10 м над поверхностью земли обеспеченностью 2% для сооружений I и II классов и 4%-для сооружений III и IV классов.
Расчетные параметры ветровых волн. Величина ветровых нагрузок зависит от вида и параметров волн: высоты h, периода τ, длины λ, которые в свою очередь определяются волнообразующими факторами: скоростью ветра v, его направлением по отношению к сооружению; продолжительностью непрерывного действия ветра t; размерами, конфигурацией и глубиной Н водоема; длиной разгона волны L.
Давление наносов. При слое наносов hH горизонтальная составляющая давления наносов на сооружение .
Где — удельный вес взвешенных водой отложений (здесь γ1 и γ0 — удельные веса частиц наносов в сухом виде и воды; п — пористость наносов); ξн — коэффициент бокового давления грунта.
При отсутствии сцепления грунта с вертикальной стенкой: где φ — угол внутреннего трения грунта.
Эпюра горизонтального давления наносов имеет вид треугольника с основанием рн.