2.7 Расчет устойчивости водобойной плиты
Водобойная плита предназначена для крепления русла в зоне гидравлического прыжка. Ее выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться.
Конструирование и расчеты водобойной плиты проводим для случая, когда наблюдается гидравлический прыжок максимальной высоты (расчетный случай 6).
2.7.1 Назначение размеров водобойной плиты:
Длину водобойной плиты назначается в зависимости от длины гидравлического прыжка:
Толщину водобойной плиты назначаем в размере:
2.7.2 Определение нагрузок, действующих на водобойную плиту:
Водобойная плита, находящаяся в зоне гидравлического прыжка, испытывает большие гидромеханические нагрузки. Они вызывают дефицит давления, под действием которого плита может потерять устойчивость. Гидродинамическая нагрузка раскладывается на осредненную (по времени)нагрузку и пульсационную составляющую : . Помимо этого на водобойную плиту может действовать остаточное (после дренажа плотины) фильтрационное противодавление.
Определим вес водобойной плиты (с учетом взвешивающего действия воды):
где , - соответственно удельные веса бетона и воды.
Пульсационная нагрузка возникает из-за устройства дренажных отверстий в плиты водобоя.
Тогда значение силы вертикальной пульсационной составляющей гидродинамического давления равно:
При определении фильтрационного противодавления условно принимаем, что его максимальное значение составляет от напора на сооружение:
Принимаем также, что максимальное значение фильтрационного противодавления действует на плиту до второго ряда дренажных отверстий.
Сила фильтрационного противодавления находиться по формуле:
В курсовом проекте проводим проверку устойчивости водобойной плиты:
1. на всплытие;
2. на опрокидывание;
3. на сдвиг.
Условие устойчивости плиты принимаем в виде:
где - действительное значение коэффициента устойчивости плиты;
- нормативное значение коэффициента устойчивости плиты.
2.7.3.Расчет устойчивости водобойной плиты на опрокидывание:
Расчет ведем в предположении, что опрокидывание произойдет относительно нижнего ребра низовой грани плиты.
В целях экономии, целесообразно уменьшите толщину водобойной плиты. Пусть , тогда:
Вывод: устойчивость водобойной плиты на опрокидывание обеспечена, экономические затраты будут минимальные.
- Глава I. Условия района строительства
- Глава II. Гидравлические расчеты водосливной плотины
- 2.1 Выбор удельного расхода на рисберме. Расчет глубины воды в яме размыва
- 2.2 Разрезка водосливной плотины на секции. Определение числа пролетов и Врисб за водосливом
- 2.3 Определение отметки гребня водослива
- 2.4 Расчет сопряжения бьефов при маневрировании затворами
- 2.5 Расчет гасителей энергии
- 2.6 Расчет водобойного колодца
- 2.7 Расчет устойчивости водобойной плиты
- 2.8 Конструирование рисбермы и концевого крепления
- Глава 3. Конструирование подземного контура и фильтрационные расчеты
- 3.1 Конструирование подземного контура
- Глава 4. Статические расчеты секции водосливной плотины
- 4.1 Сбор действующих нагрузок.
- 4.2 Расчет контактных напряжений
- 4.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг с учетом анкерного понура
- Глава 5. Гидравлический расчет пропуска строительных расходов
- 5.1 Схема пропуска строительных расходов
- Список используемой литературы
- 2.Выбор створа гидроузла и компоновка сооружений
- 10.2. Состав сооружений гидроузла и их взаимное расположение
- 3. Плотины
- 8. Компоновка речных гидроузлов с водосливными плотинами
- 4.1.2 Характеристика переливных плотин
- Гидроузлы энергетического назначения – состав сооружений, их компоновка. Схема возведения напорного сооружения без отвода реки из бытового русла.
- Водохранилищный гидроузел с плотиной из грунтовых материалов.
- Сущность шлюзования, состав гидроузлов. Плавание в верхнем и нижнем бьефе.