Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Поздоровкина викторовна гинеколог отзывы чехов cmd-chehov.ru.


Общие сведения об армировании водосливных бетонных массивных плотин

1. Возможные напряженные состояния массивных бетонных плотин. Рассматривая такие плотины (водосливные или глухие, на скальном или нескальном основании), приходится различать: 1) местные напряжения в бетоне, возникающие в районах: пазов (устраиваемых для затворов), швовнадрезов и углов галерей, на гранях быков и устоев (они носят чисто случайный характер); 2) напряжения общего характера, которые обычно представляют в виде: а) напряжений в плоских вертикальных поперечных сечениях плотины и б) напряжений в плоских вертикальных продольных сечениях плотины, т. е. в сечениях, направленных поперек водного потока, преграждаемого плотиной; 3) напряжения общего характера в особых местах плотины. В качестве таких мест можно назвать: а) консоль 1 (рис. 19.9), если она выходит за границы теоретического треугольного профиля) ; б) подошву плотины, когда ее ширина более 15...20 м, в связи с чем здесь могут возникать растягивающие температурные напряжения; в) армированные участки водобойных плит и т. п.

Напряжения общего характера, так же как и напряжения других отмеченных выше видов, могут быть вызваны: 1) воздействием на соответствующий бетонный массив плотины внешних сил, приложенных к этому массиву; 2) осадками нескального основания; 3) изменением температуры бетона: в начальный период его твердения и охлаждения и в последующий в связи с колебанием температуры среды.


В случае длинной консоли 1 при рассмотрении строительного расчетного случая (когда воды в верхнем бьефе нет) в точке m мы должны получать растягивающие напряжения, причем в этом месте произойдет нежелательный отрыв подошвы плотины от основания..

Температурные напряжения в начальный период существенно зависят от принятой системы разрезки бетонной плотины на блоки бетонирования и от их размеров, а также от очередности бетонирования этих блоков. Равным образом напряжения Б бетонной плотине зависят еще и от принятой последовательности бетонирования отдельных выделенных частей плотины—«конструктивных секций».

Дополнительно при рассмотрении напряженного состояния плотины приходится различать разные положения уровней воды в бьефах, а также так называемый «строительный случай».

Мы не имеем возможности точно оценить расчетное напряженное состояние плотины с учетом всех перечисленных выше факторов. Поэтому здесь приходится идти по пути использования весьма упрощенных расчетных схем (расчетных моделей), прилагая к ним известные методы строительной механики и теории упругости. Полученные таким образом приближенные решения могут корректироваться с помощью тех или других коэффициентов запаса, устанавливаемых на основании данных практики или путем более углубленных теоретических исследований, а иногда и экспериментальных.

2. Некоторые сведения об арматуре. Напряженные состояния бетонного массива плотины могут характеризоваться наличием в отдельных его местах растягивающих напряжений, которые в ряде случаев считаются недопустимыми для бетонного тела плотины, характеризуемого наличием рабочих швов бетонирования и т. п. С целью восприятия таких растягивающих напряжений в теле плотины предусматривают арматуру в виде стальных стержней. Различают арматуру расчетную и конструктивную (т. е. устанавливаемую без расчета), а также монтажную. Кроме того, надо различать арматуру, воспринимающую местные растягивающие напряжения, и рабочую арматуру, воспринимающую растягивающие напряжения общего характера (дополняемую распределительной арматурой и т. п.).

Проектирование арматуры должно осуществляться в соответствии с правилами, освещаемыми в курсе «Железобетонные конструкции», а также с учетом напряженных состояний. Дополнительно необходимо соблюдать правила, указанные в соответствующих действующих в настоящее время нормативных документах.

3. Простейший пример, поясняющий зависимость системы армирования плотины от очередности бетонирования отдельных ее конструктивных частей. На рис. 19.10 представлен один и тот же продольный вертикальный разрез одной и той же плотины (с низким порогом); но при этом на отдельных схемах этого рисунка изображены различные системы бетонирования данной плотины: схема а—вначале бетонируется фундаментная плита плотины, а затем на этой плите возводятся быки; схема б — возводятся быки, расположенные на поверхности грунта основания плотины, а затем между ними сооружается фундаментная плита (водосливная часть плотины); схема в — сооружаются собственно водосливные части


Рассматривая поясненные четыре схемы (вообще говоря, здесь могут быть намечены и другие дополнительные схемы), можно видеть следующее: схема а — рабочая арматура должна располагаться в верхней зоне водосливной части и в нижней зоне части, относящейся к быкам; с точки зрения строительства такая схема бетонирования удобна; эта схема также сравнительно легко поддается приближенному расчету; схема б—рабочая арматура плит должна располагаться внизу водосливных частей, где располагается и рабочая арматура, получающаяся при рассмотрении работы плотины в продольном направлении; в данном случае получаем два яруса пересекающейся ,(в плане) рабочей арматуры (при отсутствии распределительной арматуры); условия армирования и условия бетонирования здесь достаточно удобны; схема в — рабочая арматура располагается вверху водосливных частей; рабочая же арматура, полученная из рассмотрения продольных сечений плотины, находится (как и в схеме б) внизу; таким образом здесь получаем два яруса арматуры и рабочей и распределительной; поэтому здесь возникают и перерасход арматуры и некоторые неудобства производства работ; схема г — несущественно, в какой последовательности бетонируются быки и тело водосливной части плотины; в этом случае дополнительные расчеты, относящиеся к строительному (начальному) периоду работы сооружения, не вносят существенных изменений в расчеты, относящиеся к периоду эксплуатации сооружения.

Приведенные схемы показывают, что, принимая ту или другую схему последовательности возведения отдельных частей плотины, получаем возможность соответствующим образом изменять (регулировать) напряженное состояние всей плотины в целом. Кроме, этого, проектируя водосливную плотину на нескальном основании, приходится различать два разных расчетных случая:. 1) относящийся к начальному периоду эксплуатации, когда происходят от


4. Возможный вариант приближенного расчета поперечнонаправленной рабочей арматуры, располагаемой у подошвы бетонной плотины на нескальном основании. Принято считать, что подошву бетонной плотины, расположенной на нескальном основании, необходимо армировать, в частности, поперечнонаправленной рабочей арматурой (рис. 19.11).

Такое армирование осуществляется для восприятия растягивающих усилий и помогает избежать появления трещин типа, показанного на рис. 19.12,6 (см. трещину а), которая нарушает монолитность подошвы плотины, причем эпюра вертикальных напряжений ау, действующих на поверхность основания, резко ухудшается по сравнению с эпюрой на рис. 19.12, а.


Как видно, эпюра на рис. 19.12,6 получается существенно неравномерной, кро ме того, возникают растягивающие на пряжения.

Общий подход к решению указанного вопроса может быть намечен (для плоской задачи) следующий:

1) предварительно, несколько упростив поперечное сечение плотины (см. рис.19.11), выделяют горизонтальной плоскостью АВ фрагмент ABCD. Эта часть плотины является горизонтальной плитой. Толщину d плиты принимают, сообразуясь с конструкцией плотины;
2) выделенную расчетную плиту при наличии плоской задачи можно рассматривать как балку (шириной 1 м и высотой d), нагруженную различными внешними силами, под действием которых она должна находиться в равновесии;
3) полагают, что данная армированная плита является абсолютно водонепроницаемой; вместе с тем считают, что по линии а—b фильтрационное давление воды падает по линейному закону. Считают, что на подошву плотины действует соответствующее противодавление (в данном примере выражаемое трапецией);
4) исходя из принятых предпосылок, можно легко установить (с некоторым приближением) значение всех внешних сил, действующих на рассматриваемую плиту. Основные из этих сил следующие: а) вертикальная составляющая реакции грунта основания (см. эпюру 1—2—3) и противодавление (1—2—4—5); эпюру 1—3—2—4—5—1 строят по правилам внецентренного сжатия; эпюру же противодавления 1—2—4—5—в соответствии с § 17.5; б) вертикальная составляющая давления (на поверхность а—Ь балки) образована также двумя эпюрами: эпюрой давления, передаваемого через скелет бетона (6—7—8), и эпюрой давления воды в воображаемой трещине (а,—6—8—Ъ); что касается всей эпюры а—6—7—8—b—а, то она также строится по правилам внецентренного сжатия, полагая, что в точке а напряжение в скелете бетона равно, например, нулю (или некоторому небольшому значению, которое можно установить расчетом); в) вертикальное давление воды на поверхность А—а и b—В плиты); г) реактивное горизонтальное усилие RCD со стороны основания, равное сумме всех сил трения т, приложенных со стороны скелета грунта основания к бетону плотины; значение RCD равно сумме всех горизонтальных сил, действующих на плотину выше сечения DC; д) касательное горизонтальное усилие Таь, действующее по поверхности ab и равное сумме всех внешних горизонтальных сил, приложенных к плотине выше сечения а—Ь; распределение этой силы по поверхности а—Ь, а также силы RCD по поверхности DC, с некоторым приближением можно установить, в соответствии с данными, приведенными в [40; § 7.17, рис. 7.54], а также учитывая имеющиеся эпюры нормальных напряжений в скелете грунта и бетона в сечениях; е) собственный вес G рабочей части плотины (т. е. плиты ABCD); ж) горизонтальное давление воды и грунта на торцы AD и СВ «рабочей части» (эпюры давления грунта на эти торцы на рисунке не показаны);
5) исходя из рассмотренных выше внешних сил, действующих на расчетную плиту, строят: а) эпюру вертикальных перерезывающих (поперечных) сил Q; б) эпюру нормальных горизонтальных сил и в) эпюру изгибающих моментов М. Изгибающие моменты определяют относительно УВБ центров. Результаты такого построения представлены схемой на рис. 19.13 (где показана только эпюра изгибающих моментов);
6) на рис. 19.13 нанесена линия, ограничивающая расчетную высоту сечения условной фундаментной плиты I — эпюра изгибающих моментов М для расчетной плиты; abcde — линия, на которой лежат центры тяжести эпюр сжимающих напряжений для разных вертикальных срченнй плотины. Высота сечений плиты по, высоте может быть переменной. Особенно резкое изменение сечения имеет место, где примыкает массивная водосливная часть плотины. Ее верховая грань чаще всего примыкает к плите под углом 90°. Массивный водослив не может воспринимать усилия от изгиба всем сечением по высоте. Для расчета выделяют активную (рабочую) высоту сечения. На рис. 19.13 эта высота расчетного сечения ограничена линиями, идущими в пределах водослива под углом 30...45° к горизонтали;

7) обозначают через высоту сечений условной плиты, ширина которой равна 1 м. По своему характеру напряженного состояния фундаментная плита относится к тем сооружениям, деформированное состояние которых можно приближенно описать с помощью гипотезы плоских сечений. Эта гипотеза справедлива для конструкций, толщина которых в 3...4 раза меньше длины.

Расчет прочности такой условной плиты выполняют по стадии предельного равновесия. За критерий несущей способности принимают главное усилие для конструкций подобного типа — изгибающий момент.



5. Заключительные замечания. Пршеденный в п. 4 расчет на общий изгиб приближенный, причем од относится к определению только размеров рабочей арматуры поперечного направления и только к условиям полностью наполненного водохранилища.

При выполнении этого расчета вовсе не учитывали осадок основания (упругих и пластических) и других обстоятельств, отмеченных в п. 3 (в частности, температуршх деформаций бетона); вводили в окончательную формулу, сдужадцую для определения Fa приближенное значение 2а. Не учитьвали влияния быков на общую жесткость плотины в продольном направлении. Считали, что их влияние невелико изза относителью малой толщины быков. Поэтому результаты расчета нельзя счггать окончательными.

Дополнительно приходится рассматшвать еще другие расчетные схемы (расчетные модели), также приближенные, но освещающие рассматриваемый вопрос с нескодько других позиций. Если, например, отношение расстояния междг быками к длине консольной части плиты аЬ менее 1,5, то послздняя рассчитывается как плита, работающая в двух направлендях, упруго или жестко защемленная в водосливе и быках.

Окончательное решение рассматривдемого вопроса вынуждены принимать на основании творческого обобщения результатов различных проделанных расчетов, относящдхся к различным моделям. Такого рода «расчетные прикидки» дают только исходную информацию для принятия оюнчательного решения.

Именно как бы в изобретении отмеюнных выше расчетных моделей и в указанном выше обобщении результатов расчета этих моделей и заключается, в частности, вк называемая творческая производственноисследовательская деятельность инженеров.

Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для студ. гидротехн. спец. вузов. В 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. Ч. II. Водосливные плотины. — М.: Агропромиз- дат, 1985. — 302 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????