5.3. Расчет прочности тела плотины методом сопротивления материалов

Расчет прочности материала тела плотины выполняется для эксплуатационного случая при основном сочетании нагрузок. На поперечном профиле плотины намечается расчетное горизонтальное сечение, которое выбирается в местах приложения сосредоточенных сил , изменения ширины профиля или ослабления его внутренними отверстиями. Определение сил и нагрузок , действующих на расчетную секцию плотины сводятся в табл. , форма которой аналогична табл. 3.В таблицу вносятся только силы и нагрузки , которые действуют выше расчетного сечения 2-2, относительно центра тяжести вычисляют моменты всех действующих сил (рис. ).

Таблица 5.

Наименование силы	Буквенное обозначение силы	Расчетная формула	Величина силы, кН	Плечо силы, м	Момент силы относительно точки О, кН·м
вес плотины	G5	G5=(2+9,4)*10,6/2*14,6*24	21171,68	1,4	-29640,4
	G6	G6=(3,2+2,2)*0,8*14,6*24	756,86	5	-3784,32
вес быка	G10	G10=7,8*5,4/2*2,6*24	1314,14	0,9	1182,73
	G11	G11=11,8*8,2*2,6*24	6037,82	1,8	-10868,1
	G12	G12=3,6*3,4/2*2,6*24	381,89	6,6	-2520,47
	G13	G13=1*1,8*2,6*24	112,32	5	-561,6
пригруз.воды	G19	G19=4,4*1*12*9,81	517,97	5	-6752,13
сум			29774,71		-52944,2
гидростат давл ВБ	N1'	N1=152*0,5*9,81*14,6	16112,9	5	80564,62
волн. давл	Wв1	Wв1=1,2*9,4/2*14,6*9,81	807,8	12,2	9855,16
	Wв2	Wв2=1,2*2/2*14,6*9,81	171,87	15,6	2681,17
сум			17092,57		93100,95

Нормальные напряжения в основании плотины определяются по формуле внецентренного сжатия:

где – равнодействующая всех вертикальных сил:

F – площадь подошвы секции плотины:

м²;

– суммарный момент всех сил от­носительно точки О,

W – момент сопротивления подошвы секции плотины:

м³

где b - ширина секции подошвы;

- длина секции плотины.

кПа;

кПа;

Главные нормальные напряжения, действующие по площадкам, нормальным к граням , определяются по зависимостям:

- на напорной грани

- на низовой грани

, - нормальные напряжения, соответственно, на напорной и низовой гранях плотины;

m₁, m₂ - заложения напорной и низовой граней плотины;

у₁ =15м - заглубление расчетного сечения под НПУ;

у₂=0 м - заглубление расчетного сечения под УНБ;

=9,81 кН/м³ - удельный вес воды.

где γ_lс – коэффициент сочетания нагрузок, для основного сочетания γ_lс =1;

γ_с = 1,0 – коэффициент условий работы;

γ_н - коэффициент надежности γ_н =1,15;

R_пр=11,5МПа- расчетное сопротивление бетона на сжатие.

Прочность в расчетном сечении обеспечена.