Общие сведения о силах, действующих на плотину
При проектировании бетонной плотины учитывают: 1) прочность материала, образующего сооружение и его основание (т. е. способность материала сопротивляться разрыву растягивающими напряжениями или раздавливанию сжимающими напряжениями); 2) устойчивость на сдвиг плотины в целом или той или другой ее части.
В связи с этим приходится выяснять напряженное состояние тела плотины и ее основания и значение реактивных сил (опорных реакций), действующих на плотину и препятствующих нарушению ее устойчивости. Напряженное состояние тела плотины и основания, а также реакции обусловливаются: внешними силами, действующими на плотину, и объемными деформациями материала сооружения; такие деформации вызываются изменением температуры бетона, а также его усадкой.
Внешние силы, действующие на бетонную плотину, можно классифицировать следующим образом: 1) в зависимости от их происхождения — собственный вес, давление воды (в частности, волновое и фильтрационное), давление льда, давление грунта и наносов (отложившихся перед плотиной), сейсмические силы и т.п.; 2) в зависимости от характера действия сил на сооружение — статические силы и динамические силы; 3) в зависимости от продолжительности и повторяемости действия сил на сооружение — основные силы (постоянно действующие внешние силы), временно действующие силы, особые силы (значительные, но действующие исключительно редко). Динамическую силу для облегчения расчета заменяют особым расчетом определяемой статической силой, т. е. силой, не изменяющейся во времени.
Учитывая продолжительность и повторяемость действия внешних сил, намечают расчетные случаи с основным и особым (редко повторяющимся и имеющим небольшую продолжительность) сочетанием нагрузок. Для особого сочетания нагрузок принимают коэффициент пс = 0,9, для основного сочетания лс=1.
При расчете для рассматриваемой внешней силы определяют ее значение, а также линию и направление ее действия. Часто для удобства находят не саму силу, а ее горизонтальную и вертикальную составляющие. При выполнении расчета принимают во внимание точность определения значений внешних сил (точность расчета должна соответствовать точности определения действующих сил).