Расчет фундаментной плиты и быков на их совместную работу в поперечном (вдоль потока) направлении

Производится из сообра­жений, что конструкция в целом испытывает растяжение в нижней части фундаментной плиты, поэтому иногда этот расчет называют расчетом плотины на общий изгиб.

В расчете на общий изгиб должны учитываться усилия, получен­ные при расчете элементов фундаментной плиты на местный изгиб. Этот учет может быть сделан различными методами, известными в строительной механике.

По первому из них исключаются («вы­резаются») из конструкции элементы, подверженные местному из­гибу, а взамен их по контуру к «оставшейся» конструкции прикла­дывают действующие усилия. По второму методу учитывают все силы без мысленной вырезки. Оба метода дают достаточно точные результаты, но по второму нагляднее представляется, работа конструкции.

Принцип расчета по второму методу заключается в следующем. Слева от места заделки консольной плиты в верховой части п-п  и в низовой части справа от условного места заделки плиты с-с в сечениях А-А и Б-Б действуют изгибающие моменты от мест­ного изгиба Мм. Сумма моментов всех внешних сил М_вн в сечениях,: в том числе и фильтрационного давления, должна быть равна сум-: ме моментов общего и местного изгибов

                   (9.9)

                  (9.10)

Этим сохраняется условие равенства момента внешних сил и момента    внутренних   нормальных    напряжений.    По формуле внецентренного сжатия можно определить суммарные напряжения  и  в любых сечениях А-А, Б-Б быков, полубыков и плиты с учетом напряжений местного изгиба  (рис. 9.22, д).      

При расчете прочности быков, полубыков в продольном направлении в растянутой их зоне методами сопротивления материалов нельзя в сечениях, близким к торцам, вводить их полную высоту, Как показывают исследования, высоту их следует ограничить плоскостями, проведенными под углом 45° к горизонтали - рис. 9.22, а. Определение сжимающих напряжений в горизонтальных сечениях быков, полубыков производится по их действительному сечению от собственного веса и других вертикальных нагрузок. Для быков и полубыков требуется определение главных напряжений, особенно на участках в нижнем бьефе.

При наличии анкерного понура его действие на фундаментную плиту учитывается аналогично учету усилий от зуба.

Расчет секций плотин в   продольном  направле­нии  является по существу расчетом фундаментной плиты на действие всех сил в наиболее неблагоприятном их сочетании и существенно зависит от конструкции плотины.

Расчет   секции   плотины   с   высоким   водосливным порогом при наличии конструктивного шва между быками и водосливом (рис. 9.22, б) производится на общий изгиб и местный изгиб фундаментной плиты на участках между быками, полу­быками в верхнем и нижнем бьефах. Учет напряжений местного изгиба производится теми же способами, что и при расчете в поперечном направлении.

Общий изгиб фундаментной плиты вызывается действием следующих вертикальных сил: собственным весом, весом быков, полубыков и водослива, давлением и противодавлением воды, реакцией грунта основания. Растяжение от этих сил обычно возникает в верх­них волокнах фундаментной плиты из-за преобладания момента; веса крайних полубыков. Общий изгибающий момент Мвн опреде­ляется для всего сечения плиты, например на рис. 9.22, б это сечение 3-4-6-5; расчетный момент для всего сечения плиты получается вычитанием из общего момента Мвн момента от местного изгиба Мм по формуле (9.10). Этот момент является момен­том от общего изгиба для всего сечения. Напряжения в сечениях плиты определяются суммированием напряжений от местного и общего изгиба.

Расчет секции с низким водосливным порогом производится в предположении совместной работы плиты и низкого порога (рис. 9.23). Реакция грунта неравномерна вследствие зна­чительной гибкости фундаментной плиты. Эпюры реакции грунта Р

Рис. 9.23 Схема к расчету фундамента секции плотины с низким поро­гом в продольном направлении: а - поперечный разрез; б - продольный разрез по полосе 4

определяются расчетом фундаментов на упругом основании. При значительных продольных размерах секции можно определять эпюры реакции грунта методом расчета балок на упругом основа­нии. Приближенный метод расчета заключается в сле­дующем: фундаментная плита условно делится на полосы, напри­мер 1, 2, 3, 4, 5. Каждая полоса рассматривается как самостоятель­ный элемент, на который действуют снизу фильтрационное проти­водавление Р_ф, реакция грунта основания Р_гр, сверху - пригрузка водой, собственный вес секции. Для каждой полосы реакции грунта основания разные. Например, для любого сечения i-i полосы 4 эпюра реакции основания будет в виде симметричной фигуры.