Пригрузки в пределах ширины сооружения В

Пригрузки водой , грунтом и железобетонными плитами на выдвинутой в верхний бьеф консольной фундаментной части сооружения приложены не по всей длине секцииL_сек , а по её участку L_сек-b_б – пространству между двумя полубыками; b_б=3 м; B=60 м.

Вычисление веса пригрузки сооружения водой в верхнем бьефе :

Площадь пригрузки: A=675 м²

Вес пригрузки:

Пригрузка на 1 погонный метр:

Суммарная сила: Плечо:

Суммарный момент: = 87832 кНм

 

Вычисление веса пригрузки сооружения грунтом в верхнем бьефе :

Площадь пригрузки: А=60 м²

Вес пригрузки:

γ_пес= 10,5 кН/м³- удельный вес песчаной подготовки

Пригрузка на 1 погонный метр:

Суммарная сила: =519 кН Плечо:

 

Суммарный момент: =7733 кНм

 

Вес пригрузки ж/б плитами :

Площадь пригрузки: А=9 м²

Вес пригрузки:

- удельный вес железобетона

Пригрузка на 1 погонный метр:

Суммарная сила: =104 кН Плечо:

 

Суммарный момент: =1633 кНм

 

Определение веса грунта под сооружением (между зубьями) :

Площадь пригрузки: А=80 м²

Вес пригрузки:

- удельный вес грунта

Пригрузка на 1 погонный метр:

Суммарная сила: =692 кН Плечо:

 

Суммарный момент: =415 кНм

 

Определение веса пригрузки водой в нижнем бьефе

Площадь пригрузки: A=40 м²

Вес пригрузки:

Пригрузка на 1 погонный метр:

Суммарная сила: Плечо:

Суммарный момент: = 8320 кНм

 

 

Сила взвешивающего противодавления воды W_взв:

Суммарная сила:

Плечо L=0,75 м

Суммарный момент: = 4725 кНм

Суммарный момент относительно центральной оси Z, проходящей через точку "О" :

 

Сила фильтрационного противодавления воды:

Эпюра фильтрационного противодавления представлена в задании. По мере заполнения водохранилища до отметки нормального подпорного уровня, создается напор воды на сооружение, максимальная величина которого H₀ равна разности отметок верхнего и нижнего бьефов.

 

Горизонтальные силы:
Силы давления воды со стороны верхнего бьефа: ; ;

Сила гидростатического давления над понуром :
Эпюра интенсивности гидростатического давления воды над понуром, необходимая для вычисления силы , представляет собой треугольник с вершиной на отметке НПУ. Нижняя (максимальная) ордината – находится на отметке верхней границы водонепроницаемой преграды конструкции понура (верх гидроизоляции). Максимальная ордината эпюры гидростатического давления воды над понуром , где h–глубина погружения верхней поверхности водонепроницаемой преграды понура от отметки НПУ.

Сила создаваемая гидростатическим давлением воды, считается приложенной в центре тяжести треугольной эпюры, а численное значение вычисляется следующим образом:

Плечо силы относительно оси Y, проходящей через точку "О" на плоскости сдвига:

Момент:

 

 

Сила гидростатического давления под понуром :
Эпюра гидростатического давления, используемая для определения силы представляет собой нижнюютрапецеидальную часть отсеченную водонепроницаемой преградой понура от треугольной эпюры давления воды, полученной при отсутствии напора на сооружение.

Расстояние центра тяжести суммарной трапецеидальной эпюры под поверхностью понура от её нижнего основания:

Момент:

Сила фильтрационного давления воды со стороны верхнего бьефа под понуром :

Плечо:

Момент:

Сила давления воды со стороны нижнего бьефа :
Строится треугольная эпюра гидростатического давления воды со стороны нижнего бьефа. Высота эпюры равна расстоянию от отметки УНБ до горизонтальной плоскости сдвига.

Расчет центра тяжести суммарной эпюры под поверхностью контура от ее нижнего основания: L=4,2 м

Момент:
Силы бокового давления грунта со стороны верхнего и нижнего бьефов:

Со стороны верхнего бьефа на вертикальную грань верхового зуба действует активное давление грунта. Оно входит в состав сдвигающих сил. Со стороны нижнего бьефа на вертикальную грань низового зуба действует пассивное давление грунта, которое входит в состав сил, препятствующих сдвигу.

При вычислении бокового давления грунта необходимо учитывать пригрузку на его поверхности.

В верхнем бьефе пригрузка создается:

-собственным весом понура, включая железобетонные плиты, прикрывающие понур сверху.

-давлением воды на понур сверху, которое не погашено противодавлением снизу.

-грунтом, пригружающим сверху анкерный понур (если он предусмотрен в конструкции сооружения), и железобетонными плитами, прикрывающими грунт от размыва.

Все указанные пригрузки суммируются.

Вычисляется по следующей формуле:

Активное боковое давление на переднюю грань верхнего зуба :

Определяется высота фиктивного слоя грунта h_ф, который создаёт пригрузку:

;

Вычисляем ординаты эпюры активного давления.

на глубине z₁= h_ф=5,84 м

кПа

на глубине z₂= h_ф+Н=12,85 м

Сила активного давления вычисляется как площадь трапецеидальной эпюры. С верхним основанием кПа и нижним основанием 26,15 кПа

кН

Плечо силы: l_a= м

кНм

Пассивное боковое давление грунта со стороны нижнего бьефа :

В нижнем бьефе учитывается пригрузка от плиты водобоя

Вычисляем ординаты эпюры пассивного давления:

на глубине z₁= h_ф=7,54 м.

на глубине z₂= h_ф+Н=13,54 м.

кН

Плечо силы: l_р= м

кНм

Таблица II.1 Нагрузки, действующие на 1 погонный метр сооружения

Наименование сил, действующих на сооружение	Сила [кН]	Плечо [м]	Момент относительно точки О [кНм]
+	-		-	+
Вертикальные силы
Собственный вес	G			0,9	19588,5
Вес пригрузки сооружения водой в ВБ	Ghw			15,8		87832,2
Вес пригрузки сооружения грунтом в ВБ	Ghгр			14,9		7733,1
Вес пригрузки ж/б плитами	Ghжб			15,7		1632,8
Вес грунта под сооружением (между зубьями)	Gмзгр			0,6		415,2
Вес пригрузки сооружения водой в нижнем бьефе	Gt
Сила взвешивающего противодавления воды	Wвзв			0,75
Сила фильтрационного противодавления воды	WФ			27,8	17105,3
Сумма	Σв=Р	Σ↓28959	Σ↑6915	-	45014,3	102338,8
	-	57323,7
Горизонтальные силы
Сила гидростатического давления воды со стороны ВБ над понуром.	Thw,н			18,2	68832,4
Сила гидростатического давления воды со стороны ВБ под понуром.	Thw,п			4,3
Сила фильтрационного давления воды со стороны верхнего бьефа	Thф,п
Cила гидростатического давления воды со стороны НБ	Ttw			4,2		3284,4
Сила активного давления грунта со стороны ВБ	Ehaw		133,11		399,3
Сила пассивного давления грунта со стороны НБ	Epwt		1418,4	2,7
Сумма	Σг=Т	Σ←782	Σ→6985,5	-	77071,3	7114,1
6203,5	-
Окончательные результаты
Вертикальные силы (кН)
Горизонтальные силы (кН)	6203,5
Момент (кНм)