Предварительные сведения о поверочных расчетах бетонных массивных плотин
Конструктивный профиль плотины, запроектированный на основе теоретического профиля, подвергают поверочному расчету на устойчивость и прочность.
На плотину в период ее строительства и эксплуатации действуют силы, которые изменяются во времени; меняется также сочетание этих сил.
Согласно действующим нормам из множества возможных сочетаний сил, действующих на плотину в разные моменты времени, для расчета выбирают два: а) основное, получаемое в результате сочетания сил, часто действующих на плотину, и б) особое, получаемые в результате сочетания сил, действующих на плотину относительно редко. При этом для особого сочетания всегда несколько снижают соответствующий коэффициент сочетания нагрузок.
При расчете на основные ,сочетания сил, как правило, учитывают: 1) собственный вес плотины; 2) гидростатическое давление, отвечающее: а) НПУ в верхнем бьефе и б) уровню воды нижнего бьефа, расположенному не выше уровня, который имеет достаточно большую обеспеченность; 3) противодавление, отвечающее уровням воды, отмеченным в п. 2; 4) давление наносов, отложившихся перед плотиной; 5) статическое давление льда при НПУ; 6) волновое давление при НПУ.
При расчете на особое сочетание сил, как правило, учитывают:
1) собственный вес плотины; 2) гидростатическое давление, отвечающее: а) ФПУ в верхнем бьефе и б) максимальному уровню воды нижнего бьефа; 3) противодавление, отвечающее уровням воды, отмеченным в п. 2; 4) давление наносов, отложившихся перед плотиной; 5) волновое давление при ФПУ; 6) сейсмические силы, .приложенные к телу плотины, воде и наносам (учитывают только одну особую нагрузку: или ФПУ, или сейсм и т. п.).
К особым сочетаниям обычно относят также сочетания сил, имеющих место во время строительства («строительный расчетный случай») и во время ремонта («ремонтный расчетный случай») .
При статическом расчете гравитационной плотины рассматривают 1 м ее длины (имеют в виду плоскую задачу). Всегда подвергают поверочному расчету профиль наибольшей высоты; иногда дополнительно рассчитывают и другие профили плотины. Выполняя расчет, все силы, действующие на плотину, разлагают на горизонтальные и вертикальные составляющие. Небольшими силами, действующими на плотину, не имеющими существенного значения, пренебрегают.
Для определения расчетного уровня воды нижнего бьефа представим на рис. 7.41, а плотину, причем изобразим эпюру противодавления (для подошвы плотины) и покажем горизонтальную составляющую Р гидростатического давления на плотину со стороны нижнего бьефа. При НПУ пропускаемый через створ плотцны расход и, следовательно, УНБ могут быть любыми. При поднятии уровня нижнего бьефа площадь эпюры W будет расти, что способствует уменьшению устойчивости плотины, но и сила Р" также будет расти, что способствует увеличению устойчивости плотины на сдвиг.
Когда уровень нижнего бьефа сравняется с уровнем верхнего бьефа, то устойчивость плотины будет вполне обеспечена, хотя при этом W достигнет максимального значения. При сухом нижнем бьефе сила W будет иметь минимальное значение, но вместе с тем удерживающая сила Рг будет равна нулю.
Кривая k3 = F(hH) должна иметь минимум (рис. 41, б), которому отвечает расчетный уровень воды нижнего бьефа или расчетная глубина воды нижнего бьефа (k3—коэффициент запаса устойчивости).
Для теоретического расчетного профиля массивной плотины с вертикальной верховой гранью при отсутствии дренажа (и зуба)
