Статичні розрахунки конструкцій шлюзу
В курсовому проекті виконуємо такі статичні розрахунки:
розрахунок стійкості камери на спливання для ремонтного випадку;
розрахунок внутрішніх зусиль в стінах і днищі для ремонтного випадку.
А. Розрахунок стійкості камери на спливання
Статичний розрахунок виконуємо в такому порядку:
Складаємо розрахункову схему камери шлюзу, при цьому конструкція камери дещо спрощується. Не розглядається парапет по верху стін і водопровідні в днищі. На схемі показують положення РГВ в зворотній засипці і всі необхідні розміри, встановлюють розрахункові характеристики грунту зворотніх засипок, в якості якого приймається піщаний грунт верхнього шару.
РГВ приймаємо посередині між відміткою НПР і відміткою дренажа.
Розрахунки проводимо на 1 метр погонний довжини камери шлюзу.
Проводимо розрахунок стійкості на спливання і зусиль в залізобетонному елементі без підбору армування.
Статичний розрахунок виконуємо в такому порядку.
Складаємо розрахункову схему камери шлюзу, при цьому конструкція камери дещо спрощується. Не розглядається парапет по верху стін і водопровідні галереї в днищі. На схемі показують положення РГВ в зворотній засипці і всі необхідні розміри, встановлюють розрахункові характеристики грунту зворотніх засипок, в якості якого приймається піщаний грунт верхнього шару.
При розрахунках тиску грунту на стінки камер враховують, що грунт вище РГА має природню вологість, а нижче РГВ – повністю насичений водою.
Тоді питома вага грунту вище РГВ буде:
– густина
грунту,
Питома вага грунту, зваженого у воді:
– густина
води,
– коефіцієнт
пористості грунту,
Питома вага грунту, насиченого водою:
Для
шарів грунту, що знаходяться в різних
умовах потрібно приймати відповідні
їм кути внутрішнього тертя: для сухого
грунту
,
для зволоженого
.
Визначаю величини навантажень, що діють на камеру шлюзу.
Для
навантажень, що лежать правіше площини
лицевої грані стіни (для правої половини
камери), а також плечі моментів відносно
точки
.
Власна вага з/б частин камер:
– товщина
днища камери,
– корисна
ширина камери шлюзу.
– густина
бетону,
Плечі:
Гідростатичний тиск води на стінку камери і зважувальний тиск на днище з найбільшою ординатою рівні:
Їх рівнодіючі:
Боковий
тиск грунту в стані спокою, який рахується
з врахуванням рівномірно розподіленого
навантаження на його поверхню (
.
Його епюра має ординати:
-
коефіцієнт
бокового розширення грунту. Для зворотніх
піщаних засипок
Рівнодіюча бокового тиску грунту визначається по частинам (спрощується визначення плеч):
Плечі:
Перевіряється стійкість камери на спливання.
Розрахунок виконуємо для ремонтного розрахункового випадку за методом граничних станів:
де
- рівнодіюча зважуючого тиску води ,
кН;
- сила
опору спливанню, кН;
-
коефіцієнт узгодження навантажень, для
ремонтного випадку – 0,95;
-
коефіцієнт умов роботи, для конструкцій
шлюзів – 1,0;
-
коефіцієнт надійності, для ІІ класу
капітальності дорівнює – 1,2.
– сила
опору спливання
– умова
виконується, отже стійкість забезпечена.
Визначаємо
зусилля (
)в
перерізах стіни, для чого розглядаємо
роботу стіни як консольної балки,
защемленої в днищі і завантаженої
рівномірно розподіленим навантаженням
від бокового тиску води. Епюру зусиль
будують за ординатами:
Визначають нормальні контактні напруги в основі камери шлюзу за рівнянням:
Напруги
не можуть бути розтягуючими, тобто
.
Умова виконується, міцність забезпечена.
Визначаємо поперечні і поздовжні сили та згинні моменти в перерізах днищах між стінами. Розглядаємо роботу половини цієї частини днища по схемі консольної балки, защемленої в середині камери шлюзу. На балку рахують діючими наступні навантаження:
Ординати епюр зусиль визначають за залежностями:
Поздовжня
сила, що стискає днище камери буде рівна
.
Епюри представлені на рис. Д. 5.1.
ДОДАТОК 6