Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Критерии прочности. Основные требования к напряженному состоянию бетонных плотин на скальном основании

Гравитационные плотины. Критерии прочности и особенности расчетов плотин высотой более 60 м (I и II класс). При выполнении расчетов на полные нагрузки основного и особого сочетания (без сейсма) необходимо выполнять следующие условия:


Если нагрузки особого сочетания включают сейсмические воздействия, допускается взамен условия (3.24) принимать для горизонтальных сечений:


Расчеты выполняют в два этапа: на первом этапе расчет ведут аналогично расчету плотин высотой до 60 м (методом сопротивления материалов); на втором— 1) расчет выполняют, на полный состав нагрузок и воздействий основного и особого сочетаний (см. гл. 3.1); 2) воздействие фильтрующей воды принимают в виде объемных и поверхностных сил в соответствии с главами 22, 2.3 и 2.5; 3) учитывают температурные воздействия, вызванные остыванием плотины от температуры омоноличивания временных швов до среднемноголетних температур, а также сезонные колебания температуры окружающей среды и эксплуатационный подогрев; 4) сейсмические воздействия определяют по линейно-спектральной теории с учетом нескольких собственных форм колебаний; 5) учитывают возможное раскрытие швов на низовой грани; 6) расчеты выполняют методами теории упругости, в необходимых случаях учитывают неупругие деформации и трещины в плотине и основании. При обосновании в нагрузках основного и особого сочетания допускается учитывать набухание; учитывают также поэтапность возведения, наполнение водохранилища; определяют вертикальные и горизонтальные перемещения.


Если плотины I и II классов по высоте и последствиям аварий можно отнести к III или IV классу, то их можно рассчитывать упрощенными методами; при этом расчетные коэффициенты принимают как для плотин I и II классов, а нагрузки и условия прочности — как для III и IV классов.

Критерии прочности и особенности расчетов плотин всех классов (I, II, III, IV) высотой до 60 м. При основном сочетании нагрузок для плотин без гидроизоляции напорной грани;


Для районов с суровым климатом при отсутствии гидроизоляции используют условия (3.26) и (3.28), к нагрузкам и воздействиям добавляют температурные.

При особом сочетании нагрузок выполняются условия прочности (3.23) и (3.24); при включении в особое сочетание сейсмических воздействий взамен условия (3.24) допускается принимать (3.25): ПсО^тплКр/Кв.

Особенности расчетов:

1) расчеты выполняют методом сопротивления материалов на нагрузки основного и особого сочетаний;

2) температурные воздействия не учитывают; 3) фильтрационное давление учитывают в виде сил, приложенных только на контакте бетон — скала;

3) сейсмические воздействия определяют по линейно-спектральной теории для первого тона колебаний и собственной форме колебаний, найденной методами сопротивления материалов;

4) можно рассчитывать плотины высотой до 60 м (I — IV классы) и методами теории упругости; при этом принимают полный перечень нагрузок (как и для плотин I и II классов высотой более 60 м) и соответствующие условия прочности, описанные выше.

Критерии прочности при расчете плотин в строительный период. В качестве условий прочности при нагрузках строительного периода должны соблюдаться (3.23) и (3.25); должна обеспечиваться и устойчивость на опрокидывание отдельных столбов и элементов.

Контрфорсные плотины. Критерии прочности и особенности расчетов контрфорсных плотин высотой более 60 м (I и II классы). При расчетах массивно-контрфорсных плотин на основное сочетание нагрузок используют критерии прочности (3.26) и (3.28); при особом сочетании с учетом и без учета сейсма — аналогично гравитационным плотинам—(3.23), (3.24) или (3.25); при этом в горизонтальных сечениях значение и дополнительно проверяется: при особых сочетаниях без сейсмических воздействий с учетом сейсма.

В контактном сечении определяют по этим же формулам, принимая 53 вместо 60, см. рис. 7.48, г.

При расчетах контрфорсов с неразрезными напорными перекрытиями для нагрузок основного и особого сочетаний без сейсмических воздействий используют критерии прочности (3.26), (3.28), при учете сейсма (3.23), (3.28) и дополнительно (3.26, а)

Критерии прочности и особенности расчетов контрфорсных плотин высотой до 60 м (I—IV классы). При расчетах массивно-контрфорсных плотин на основные сочетания нагрузок используют аналогичные условия, что и для гравитационных плотин,— (3.26), (3.27), (3.28); отличия имеются при расчетах на особые сочетания нагрузок — используют критерии (3.26), (3.28) без сейсма, а при сейсме —(3.24)и (3.28).

При расчетах контрфорсных плотин с плоскими и арочными перекрытиями на основное и особое сочетание нагрузок (без сейсма) используют критерии (3.26), (3.27), (3.28), а при сейсме (3.26) и (3.28).

При расчетах массивных оголовков и контрфорсов используют дополнительные условия прочности, ограничивающие сжимающие и растягивающие напряжения, а для контрфорсов и глубину зоны растяжения при действии нагрузок поперек потока. В остальном расчеты и порядок их выполнения в зависимости от класса и высоты плотин аналогичны гравитационным.

Арочные и арочно-гравитационные плотины. Критерии прочности. При оценке прочности плотины исходя из значений сжимающих напряжений, используют критерий прочности (3.23) с умножением правой;части на значе-

При оценке прочности по растяжению используют выражение (3.25) с умножением-правой части на значение.

При учете раскрытия строительных швов и трещин оценку прочности производят по прочности бетона сжатой зоны (3.23).

Расчеты плотин выполняют уточненными методами (полный метод арок-консолей, пробных нагрузок, метод конечных элементов и др.). Расчеты плотин III и IV классов и предварительные расчеты плотин всех классов можно выполнять методом арки — центральной консоли, тонких оболочек и др. Учет различных нагрузок и воздействий в зависимости от высоты и класса аналогичен гравитационным плотинам.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики