Плотина из местных материалов

 

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3Ш Е 02 В 7 06

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ г 3 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ У

° °

° Ю (21) 3526267/29-15 (22) 20.12.82 (46) 23.02.84. Бюл. 9. 7 (72) Ю.A.Ëàíäàó (71 ) Украинское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я.Жука (53 ) 627.431(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 817133, кл. Е 02 В 7/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР .

М 516780, кл. Е 02 В 7/06, 1972» (54 )(57 ) ПЛОТИНА ИЗ МЕСТНЫХ NATEPHA- .

ЛОВ, содержащая боковые призмы с параллельно расположенными в них по высоте железобетонными фермами, концы которых закреплены в i.„<àëüíûõ бортах, о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости плотины и снижения металлоемкости ферм, последние. выполнены в плате арочного очертания,, выпуклость которого ориентирована в сторону продольной оси плотины, причем фермы выполнены,из отдельных частей с концами, расположенными по радиусу арочного очертания и снабженными гибкими связями, соединяющими части между собой, а радиусы арочного очертания железобетонных ферм уменьшаются от гребня к основанию плотины.

1074949

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве плотин из местных материалов в сейсмических районах.

Известны плотины из местных материалов, упорные призглы которых содержат поярусно размещенные армирующие элементы (1) .

Недостатком этих плотин является низкая сейсмическая устойчивость.

Наиболее близкой к предлагаемой является плотина из местных материалов, включающая боковые призмы с параллельно расположенными в них I 5 по высоте железобетонными фермами, концы которых закреплены в скальных бортах (21 .

При действии сейсмических нагрузок грунт упорных призм, находясь в ограниченном пространстве между фермами, не может подвергаться существенным горизонтальным деформациям лишь до тех пор, пока не будет превышен предел прочности на растяжение самих железобетонных ферм, в которых растягивающие усилия воспринимаются арматурой. Для обеспечения устойчивости сооружения при значительных сейсиических нагрузках увеличивают содержание арматуры ферм, что приводит к перерасходу металла, увеличению стоимости ссору=; жения. Кроме того, расположение

Ферм параллельно друг другу по высоте упорных призм и параллельно продольной оси в плане при сейсмических воздействиях приводит к тому, что скорости распространения упругих волн B армирующих элементах упорных призм характерируются близкими собственными частотами, что может вызвать возникновение резонансного режима колебаний в целом, в результате чего может произойти разрушение плотины. 45

Целью изобретения является повышение сейсмостойкости плотины и снижение металлоемкости ферм.

Поставленная цель достигается тем, что фермы выполнены в плане O арочного очертания, выпуклость которого ориентирована в сторону продольной оси плотины, причем фермы выполнены из отдельных частей с концами, расположенными по радиусу арочного очертания и снабженными гибкими связями, соединяющими части между собой, а радиусы арочного очертаНия железобетонных ферм уменьшаются от гребня к основанию плотины.

На Фиг. 1 изображена плотина иэ местных материалов, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.1.

Сейсмостойкая плотина из местных материалов включает ядро 1, верховую 65 упорную призму 2 и низовую упорную призму 3 с армируюцими элементами в виде железобетонных ферм 4, выполненных арочными в плане и выпуклостью своей ориентированных к продольной оси плотины . Фермы 4 по длине плотины разделены радиальными швами 5 на гибко соединенные между собой части б. Радиусы арочного очертания ферм 4 уменьшаются от гребня к основанию плотины.

Плотина иэ местных материалов работает следующим образом.

При сейсмических воздействиях инерционные силы, накладываясь на статические нагрузки от собственного веса грунта, стремятся вызвать остаточные перемещения грунта, которые могут привести к потере устойчивости упорных призм 2 и 3. Армирующие элементы в виде фергл 4 препятствуют перемещению грунта, обеспечивают перераспределение напряжений и перемещений по длине и высоте плотины. При .этом вызванные сейсмическигли воздействиями скорости распространения упругих волн колебания фергл 4, благодаря их выполнению арочными в плане и с учетом уменьшения их радиусов от гребня к основа-" нию, будут иметь различные собственные частоты, что препятствует возникновению резонансного ре><има колебаний всей плотины. Армирующие железо бетонные элементы в виде ферм 4 арочного очертания в плане, выпуклостью ориентированные к продольной оси плотины и заделанные в скальные борта, обеспечивают при сейсмических воздействиях перераспределение сдвигающей нагрузки с центральной русловой части плотины на более устойчивые бортовые участки и дополнительно на скальные борта.

Под воздействием сейсмических нагрузок вдоль ущелья (например, в сторону нижнего бьефа в фермах 4 в низовой призме 3 радиальные швы

5 между гибко соединенными участками 6 закрываются, после чего в элементах 4 возникают распорные сжимающие усилия, воспринимаемые в основном бетоном, благодаря чему возможно резкое сокращение содержания арматуры в элементах 4, Кроме того,. сжимающие усилия передаются через заделку на скальные борта,. причем направлены вглубь скальных бортов.

Под воздействием сейсмических нагрузок, направленных в сторону верхнего 7 бьефа, аналогично работают Фермы 4 в верховой призме 2.

При уменьшении радиусов Фермы 4 от гребня к основанию улучшается их нап-. ряженное состояние благоларя увеличению сжимающих усилий,.

1074949

Составитель М,Иоргунова т р . еренц

Редактор A.Øèøêèíà Техред А.Бабинец Корректор A.Ôå ен

Заказ 470/27 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1i3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная 4

За счет разделения фермы 4 радиальными швами 5 на отдельные гибко связанные между собой участки 6 обеспечиваются с одной стороны их неравномерные по длине осадки и перемещения совместно с грунтом вер- 5 ховой 2 и низовой 3 упорных призм, с другой стороны — передача сжимающих усилий при соответствующих сейсмических воздействиях. лрочное очертание ферм 4 сдздает увеличенную 10 поверхность контура армирующих элементов, что обеспечивает последним необходимую связь с грунтом призм 2 и 3 плотины и совместную работу в сооружении. 35

Таким образом, в предлагаемой конструкции при сейсмических воздействиях улучшаются условия совместной раббты упорных призм и армирующих элементов, обеспечивается передача части нагрузки вглубь скальных бортов, резко сокращается армирование элементов, практически исключается возможность возникновения резонансных колебаний плотины.

Технический эффект от использования изобретения выражается в повышении сейсмостойкости плотины иэ местных материалов, предотвращении их аварий при землетрясениях, сокращении металлоемкости арглирующих элементов. Экономический эффект может быть оценен в каждом конкретном случае в зависимости от величины сейсмических нагрузок, конструктивных особенностей и размеров сооружения.