Собственный вес бетонной плотины

 

По размерам из задания к расчетно-графической работе №1, выполним построение поперечного сечения бетонной плотины (Рисунок 1).

 

1.1 Собственный вес бетонной плотины

 

Собственный вес бетонной плотины определяем по формуле:

  (2)

где Р – сила собственного веса плотины, т;

ρ_б – плотность бетона, т/м³;

ρ_б=2,40 т/м³; (Приложение 1)

V – объем тела плотины м³.

  (3)

где S – площадь поперечного сечения плотины, м²;

1 п.м. – условная длина плотины, м.

Разделим поперечное сечение плотины на простые фигуры, и для каждой из них найдем площади и координаты центра тяжести (Рисунок 1).

Площадь прямоугольника найдем по формуле:

, м²                         (4)

где a – ширина, м;

b – высота, м.

Площадь треугольника найдем по формуле:

, м²                                      (5)

где a – основание, м;

b – высота, м.

 м²;                                       (5)

 м²;                                       (4)

м²;                                                (4)

Координаты центра тяжести найдем по геометрическим формулам (Рисунок 1):

(6)

                              (7)

(6)

 

(7)

Объем находим по формуле (2):

Зная объем находим численное значение силы Р (1):

.

 

ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ВОДЫ НА ПОВЕРХНОСТИ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ

 

Со стороны верхнего и нижнего бьефов на данную бетонную плотину действует гидростатическое давление Е.

 (8)

гдеЕ – сила гидростатического давления, т;

ρ_ж – плотность жидкости, т/м³;

ρ_ж=1,00 т/м³;

V – объем.

;

;

X₁=-3,260 м;

Y₁=+7,530 м;

;

;

X₂=7,800 м;

Y₂=9,800 м;

;

Эпюры гидростатического давления показаны на рисунке 2.

 

ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ВОДЫ ПРИ РАСЧЕТНОМ ШТОРМЕ

 

[1, стр. 133]                         (10)

где W – расчетная штормовая скорость ветра, м/с;

W=25 м/с (Задание к расчетно-графической работе №1);

L – длина разгона ветровой волны в водохранилище, км;

L=4,6 км (Задание к расчетно-графической работе №1).

Отсюда высота волны равна (9):

Для построения эпюры необходимо задаться размерами abc[3,стр. 149, 150].

a= 1,1 · C, м;                                            (11)

b= 5· C, м;                                             (12)

c= 0,6· С,м;                                                 (13)

a=1,1 · 1,934 м= 2,127 м;

b=5 ·  м= 9,670м;

c=0,7 · 1,934 м= 1,160 м.

Строим эпюру волнового давления (Рисунок 3).

                        (14)

где Е_в – сила волнового давления воды, т;

Разделим эпюру волнового давления воды на простые фигуры, и для каждой найдем объем, площадь и координаты центров тяжести:

Общая площадь всей эпюры волнового давления воды S:

S= 1,234 м²+5,613 м² =6,847 м².

Объем составляет:

Сила волнового давления воды:

Координаты центра тяжести эпюры:

 

Эпюра волнового давления воды при расчетном шторме показаны на рисунке 4.

 

ДАВЛЕНИЕ ОТЛОЖИВШИХСЯ НАНОСОВ

 

 [1, стр. 98]     (15)

гдеE_н – сила давления наносов, т;

h_н – высота отложившихся наносов, м;

φ_н– угол внутреннего трения, град.;

ρ_н– плотность наносов, т/м³;

Для построения эпюры нам нужно найти величину второго катета эпюры (К):

К= , м                                      (16)

К= =4,013 м

Найдем площадь эпюры давления отложившихся наносов, объем и координаты центра тяжести:

Объем составляет:

Так как работа носит учебный характер, то по рекомендации преподавателяугол внутреннего трения принимаем равным10⁰, а плотность наносов 1,20т/м³;

Построим эпюру (Рисунок 5), и найдем  координаты центра тяжести:

x=-1,337;

y=+8,900 м.