В книге излагаются результаты исследований статической устойчивости (выпучивание) и сейсмостойкости контрфорсных плотин и методы расчета, основанные на теории матричного исчисления. Предлагаемые методы проверены на результатах экспериментальных исследований моделей контрфорсных плотин и применены для расчета наиболее важных запроектированных и строящихся высоких контрфорсных плотин.
Книга рассчитана на инженеров и научных работников, работающих в области исследования, проектирования и строительства гидротехнических сооружений, а также для специалистов, занимающихся вопросами теории устойчивости, динамики и сейсмостойкости. Она может служить также и пособием для студентов старших курсов гидротехнических специальностей.
Предисловие
Контрфорсные плотины относятся к числу наиболее перспективных типов плотин, получивших достаточно широкое распространение во многих странах мира. Тем не менее теория расчета таких плотин значительно отстает от практики и еще не заняла ведущую роль в разрешении сложных технических вопросов проектирования и строительства. В результате этого при проектировании контрфорсных, так же как и некоторых других типов плотин, всегда приходится прибегать к дорогостоящим модельным исследованиям.
Сказанное, разумеется, не умаляет значения экспериментальных методов исследования моделей плотин, наоборот, они весьма ценны и достоверны, но к «им следует обращаться лишь в особых случаях при строительстве ответственных высоких и сверхвысоких сооружений. В настоящей работе сделана попытка решения ряда важных и вместе с тем недостаточно изученных вопросов сложной проблемы прочности, устойчивости, динамики и сейсмостойкости плотин на основе методов современной строительной механики.
В частности, разработаны инженерные методы расчета контрфорсных плотин на статическую устойчивость (выпучивание), колебания и сейсмические воздействия на основе применения и некоторого обобщения известного матричного метода [Л. 53, 54], предложенного для расчета различных упругих систем на колебания и устойчивость.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .... г......... 3
Введение . . ....... ...... 5
ЧАСТЬ I
МАТРИЧНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА КОНТРФОРСНЫХ ПЛОТИН НА УСТОЙЧИВОСТЬ
Глава первая. Краткие сведения из теории матричного
исчисления и некоторые специальные матрицы .... 10
1-1. Основные положения и определения . 10 1-2. Специальные матрицы, применяемые в теории
А. Ф. Смирнова .......... -. 17
а) Матрицы влияния изгибающих моментов . . . , 17
б) Матрицы упругих грузов....... 20
Глава вторая. Типы контрфорсных плотин и методы их
расчета на устойчивость..........25
2-1. Конструктивные особенности контрфорсных плотин 25 2-2. Элементарные методы расчета контрфорсных плотин
на устойчивость........... 30
а) Метод Р. Шамбо......- ... 31
б) Метод Н. П. Розанова........ 32
Глава третья. Матричные методы решения схематизированных задач устойчивости контрфорсных плотин на продольный изгиб............ 33
3-1. Решение задачи устойчивости контрфорса с балками жесткости по схеме замены расчетной полосы симметрично загруженным стержнем двойной длины (схема 1).............33
а) Вывод уравнений устойчивости контрфорса . . 33
б) Определение коэффициентов упругости балок жесткости и коэффициентов их защемления в контрфорсы .............43
в) Построение эпюры распределенной сжимающей нагрузки.............46
3-2. Решение схематизированной задачи устойчивости
контрфорса с учетом упругости заделки в основание 47
291
8-3. Единая методика исследования собственных колеба- t ний контрфорсов плотин с массивными, многоарочными и плоскими напорными перекрытиями вдоль ущелья 189
8-4. Учет податливости основания при исследовании собственных колебаний контр-форса...... 203
8-5. Дополнительные указания по динамическому расчету контрфорсных плотин с многоарочными и плоскими
напорными перекрытиями........ 210,
8-6. Собственные колебания контрфорса-клина в своей пло- i
скости......- ..... 214,
а) Определение частот собственных колебаний клина \ с учетом только деформаций изгиба . . . . 215j
б) Определение частот собственных колебаний клина ;' при одновременном учете деформаций изгиба и f сдвига............. 219'
8-7. Расчет контрфорса-клина переменной толщины . . 223
Глава девятая. Расчет контрфорсных плотин на сейсми- ;-ческие воздействия, направленные поперек ущелья (боко- \ вой сейсм) . .........226
9-1. Собственные колебания контрфорса с балками жесткости без учета влияния напорного перекрытия . . 22(ь
9-2. Собственные колебания контрфорса без балок жест- 't
кости............• . 228'
" 9-3. Динамические расчетные схемы контрфорсов много- ~ ' арочной плотины.....• 229
9-4. Собственные колебания отдельно стоящих контрфор- ,; сов с массивными напорными оголовками .... 230 ,
9-5. Учет упругости заделки при определении частот собственных колебаний контрфорса поперек ущелья . . 23Г
9-6. Расчет симметричных (или близких к ним) контрфорсов на боковой сейсм по консольной динамической схеме.....•........232
9-7. Собственные колебания контрфорса поперек ущелья ч,
с учетом влияния напорного перекрытия плотины
(статически неопределимые схемы) . . . . . 233 i
9-8. Приближенные формулы для определения основных •»
частот собственных колебаний сплошных и сквозных - ''
контрфорсов.......•.....236
9-9. Дискретный метод определения частот и форм собственных колебаний стенок массивно-контрфорсных плотин...........• 245',
Глава десятая. Расчет реальной массивно-контрфорсной плотины с полыми контрфорсами на сейсмические воздействия ....... ........ 24?
10-1. Исходные данные.......... 247
10-2. Определение частот собственных колебаний секций плотины в своей плоскости (вдоль ущелья) при допу-
щении жесткой заделки в основании ..... 248. 10-3. Определение частот собственных колебаний секции * плотины в своей плоскости с учетом податливости ^
основания............ 25!5
а) Случай Еос=Еал......••••„«
б) Случай ?„„=0,2 ?„„......... 255;
10-4. бпределение частот собственных колебаний секции плотины с учетом сжимающей нагрузки и податливости основания............256
10-5. Определение напряженного состояния секции плотины
от сейсмических сил, направленных вдоль ущелья . 259
а) Определение координат собственных векторов . 259
б) Определение сейсмических сил . . . . . . 261
в) Определение сейсмических напряжений . . . 265 10-6. Определение частот собственных колебаний отдельно
стоящей секции плотины поперек ущелья при допущении жесткой заделки в основании ..... 270 10-7. Определение частот собственных колебаний секции плотины поперек ущелья с учетом' податливости основания ..............272
а) Случай Е00=ЕЛЛ.........272
б) Случай ?ос=0,2?'пл ........274
10-8. Определение напряженного состояния секции плотины
от сейсмических сил, направленных поперек ущелья . 274 10-9. Определение частот и форм собственных колебаний
стенки (плиты) контрфорса.......277
а) Построение исходных матриц......277
б) Расчет собственных частот и коорданат собственных векторов...........281
10-10. Некоторые соображения, вытекающие из теоретических расчетов реальной массивно-контрфорсной плотины на сейсмические воздействия.....• 285
Литература............287
Цена: 150руб.
