6.5.3 Расчет волнового давления

Равнодействующая волнового давления при основном и особом сочетании нагрузок и воздействий может быть определена по формуле А.Л. Можевитинова:

(6.88)

где – высота волн 1% обеспеченности;

– средняя длина волны;

– средняя высота волны:

(6.89)

Плечо силы относительно уровня покоя верхнего бьефа:

(6.90)

Момент, создаваемый волновым давлением:

(6.91)

где – длина волны:

(6.92)

6.5.4 Фильтрационное и взвешивающее давление

Фильтрационный расчёт для плотин на скальном основании производится для случая, когда уровень верхнего бьефа соответствует нормальному подпорному уровню, а уровень нижнего бьефа соответствует минимальному, который возможен при пропуске расхода на водохозяйственные нужды.

Для основного случая:

(6.93)

, (6.94)

(6.95)

Сила взвешивающего давления определим по формуле:

(6.96)

где – площади эпюры взвешивающего давления:

(6.97)

Площадь эпюры фильтрационного давления определяется как сумма площадей отдельных её участков, представляющих из себя прямоугольные трапеции и прямоугольный треугольник, или с помощью ПК «AutoCAD».

Сила фильтрационного давления на подошву сооружения:

(6.98)

6.6 Оценка прочности плотины

6.6.1 Определение напряжений

Расчёт плотины будем вести без учёта температурных воздействий. Для оценки прочности плотины вводятся критерии прочности. Таким образом, в результате расчёта определяются напряжения в плотине, которые затем сравниваются с критериями прочности.

Исходя из практических соображений, в расчёте плотины принимаем сжимающие напряжения со знаком «–», растягивающие – со знаком «+».

Все нагрузки, умноженные на коэффициент надежности представлены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 – Действующие нагрузки

Нагрузка		Направление силы	Основной случай
			Сила, кН		Плечо, м	Момент, кН м
Тв	1		4713,71		10,33	48692,62
Тн	1		-42,11		0,98	-41,27
Gб	0,95		-2089,7		6,84	-14293,55
Gпл	0,95		-7189,3		3,22	-23149,61
Wвзв	1		655,31		0	0
Wф	1		1006,51		7,58	7629,35
Qз	0,9		-43,76		8,83	-386,4
Wволн	1		7,31		30,2	220,79
ΣN			7667,63
ΣM				18671,93

Расчёт краевых напряжений для основного случая в горизонтальных сечениях плотины (при расчёте на 1 п.м. длины) выполняется по формулам:

1. Для верховой грани

Нормальное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.99)

где – сумма вертикальных сил, действующих на плотину;

– сумма моментов всех сил, действующих на плотину.

Нормальное напряжение по вертикальной площадке:

(6.100)

где кН/м³ – удельный вес воды;

– напор над расчётным сечением со стороны верхнего бьефа:

(6.101)

, (6.102)

где – угол между напорной гранью и вертикалью, в нашем случае

Касательное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.103)

Главное напряжение:

(6.104)

Главное напряжение:

(6.105)

2. Для низовой грани

Нормальное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.106)

Нормальное напряжение по вертикальной площадке:

(6.107)

где – напор над расчётным сечением со стороны нижнего бьефа;

– заложение низовой на уровне расчетного сечения:

(6.108)

где – угол между низовой гранью и вертикалью.

Касательное напряжение по горизонтальной площадке:

(6.109)

Главные напряжение:

(6.110)

(6.111)

Полученные значения представлены в таблице 6.5.

Таблица 6.5 – Расчет напряжений со стороны верхнего и нижнего бьефов

Со стороны ВБ	Значение,	Со стороны НБ	Значение
	-120,79		-551,81
	-304,11		-285,05
	0		366,15
	-120,79		-808,11
	-304,11		-28,74