Определение расчетных нагрузок, действующих на основание в первом периоде работы сооружения (строительном)

Размер быка	Расстояние между быками в свету lсв, м	Основные отметки	Вес 1 пог. м., кН	Фильтрационное давление, кН на 1 м ширины быка	Эксцентриситет точки приложения фильтрационного давления eф, м
Длина l, м	Ширина b, м	УВВБ	УВНБ	Верх служебного моста	Порог	Поверхность земли	Служебный мост	Проезжий мост
	2.2		57.8	51.9	64.1	50.3					1.4

В период строительства гидроузла водный поток движется по отводящему каналу, поэтому на фундамент передаться нагрузки от веса быка, служебного и проезжего мостов.

Для подсчета действующих сил вычерчивают схему сооружения в М 1:200(рис.1) и разбивают ее на простые элементы, силы тяжести которые вызывают моменты относительно центра тяжести подошвы быка (точка 0 на рис.1).

За положительное направление момента следует принять вращени против часовой стрелки.

Результаты подсчетов нагрузок и их моментов относительно 0 сводят в таб.2.

Расчётные нагрузки и их моменты относительно точки 0, действующие на фундамент в первом периоде работы сооружения

№ элемента быка	Площадь вертикальной грани элемента быка, Ai,м2	Расчетная нагрузка от элемента сооружения Qi, кН	Плечо силы относительно точки 0 хi, м	Момент силы элемента сооружения Мi, кН*м
	31.6	1911.8	+8.3	+15867.94
		2843.5	+5	+14217.5
	38.94	2355.87	+1.6	3769.392
	63.3	3829.65	-3.3	-12637.845
	23.76	1437.48	-8.9	-12793.572
		Q6 = 138.6	+5	+693
		Q7 = 608.3	-3.3	-2007.39
	Σ Q = 13125.2		Σ M = +7109

Расчетная нагрузка, действующая от каждого элемента, определяется по формуле:

Q_i = A_i · b · γ_b · γ_f, (8)

Где – нагрузка от соответствующего элемента сооружения, кН; А_i, b - соответственно площадь и ширина элемента, м; - удельный вес кладки быка, принимается в пределах

22-26 кН/м³; - коэффициент по нагрузке, равный 1.1.

Нагрузка от служебного и проезжего мостов определяется с учетом веса одного погонного метра и величины пролета между быками в свету по формуле, кН:

Q_M = y_f g_M (l_св+ b) (9)

где - нагрузка от служебного , и проезжего мостов, кН; - вес одного погонно­го метра служебного и проезжего мостов. кН/м: ,- коэффициент по нагрузке, рав­ный 1.1; l_св - расстояние между быками в свету _; м.

Далее определяют эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальных нагрузок

e_i = ΣM_i1 / ΣQ_i1 (10)

е = = 0.5 м; е < 3.3

Полученные результаты можно считать удовлетворительными, если e_i < L / 6

2.3.Определение расчетных нагрузок, действующих на грунт осно­вания во втором периоде работы сооружения (эксплуатационном)

Второй период работы сооружения наступает после удаления ограж­дающих перемычек, после чего бык остается в воде. Таким образом, на со­оружение будут действовать все нагрузки, определенные для первого пе­риода работы сооружения и дополнительные силы: гидростатическое давление воды на погруженную в воду часть быка(T₁, T₂, T₃, T₄); взвешивающее действие воды (И₁, И₂); фильтрационное давление воды, направленное снизу вверх на участ­ке быка, где имеется разность уровней воды, т.е. участке нижнего бьефа (P_ф),

Для подсчета действующих сил вычерчивают схему сооружения в М 1:200 (рис. 2). Результаты подсчетов нагрузок и их моментов относительно т. О заносят в табл. 3. При заполнении табл. 3 следует учитывать, что в первой, второй и последней колонках берется алгебраическая (то есть с учетом знака) сумма нагрузок. При этом необходимо учитывать следую шее правило знаков: для вертикальных сил положительное направление совпадает с направлением сил тяжести, для моментов - против часовой стрелки. Для горизонталь­ных сил положительное направление — слева направо. Горизонтальные нагрузки вычисляются по формулам гидростатиче­ского давления воды. Давление воды со стороны верхнего бьефа:

на бык T1 = 0,5 y_w H₁² b y_f (11)

на затвор T2 = 0,5 y_w H₂² b l_св y_f (12)

T₁ = 0.5·10·7.8²·2.2·1.1=736.164 кН

Т₂= 0.5·10·7.5²·2.2·1.1·5=3403.13 кН

T₁ = 0.5·10·1.9²·2.2·1.1=736.164 кН

T₁ = 0.5·10·1.6²·2.2·1.1·5=736.164 кН

где y_w - удельный вес воды, кН/м. b - ширина подошвы быка, м.