Бетонная гравитационная плотина
Изобретение относится к области гидротехнического строительства преимущественно в сейсмических районах. Цель изобретения - повышение сейсмостойкости плотины . Плотина состоит из секций, каждая из которых выполнена из нескольких блоков из бетона, разделенных слоем 2 из материала с акустической жесткостью, отличной от жесткости бетонных блоков 1, воспринимающего нормальные или сдвигающие нагрузки. Слой (слои) 2 может быть расположен горизонтально или наклонно в сторону верхнего бьефа под углом а, обеспечивающим устойчивость блоков против сдвига. Каждый слой имеет прямолинейную или ломаную форму. Наличие в бетонной плотине таких слоев приводит к изменению спектра свободных колебаний плотины, к возрастанию значений периодов колебаний и к изменению их форм. Это, в свою очередь, приводит к существенному снижению уровня сейсмической инерционной нагрузки на сооружение и к ее благоприятному для повышения прочности перераспределению по высоте: резкому уменьшению нагрузки на верхнюю часть сооружения. 7 ил. I (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК цр4 Е02В 7 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4160883/29-15 (22) 15.12.86 (46) 15.02.89. Бюл. № 6 (71) Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Гидропроект» им. С. Я. Жука (72) Я. И. Натариус (53) 627.2 (088.8), (56) Патент Германии № 31375, кл. Е 02 В 7/10, 1929.
Бетонные плотины (на скальных основаниях). Учебное пособие для студентов вузов.
М.: Стройиздат, 1975, с. 144. (54) БЕТОННАЯ ГРАВИТАЦИОННАЯ
ПЛОТИНА (57) Изобретение относится к области гидротехнического троительства преимущественно в сейсмических районах. Цель изобретения — повышение сейсмостойкости плотины. Плотина состоит из секций, каждая
„,SU„„1458485 А 1 из которых выполнена из нескольких блоков из бетона, разделенных слоем 2 из материала с акустической жесткостью, отличной от жесткости бетонных блоков 1, воспринимающего нормальные или сдвигающие нагрузки.
Слой (слои) 2 может быть расположен горизонтально нли наклонно в сторону верхнего бьефа под углом а, обеспечивающим устойчивость блоков против сдвига. Каждый слой имеет прямолинейную или ломаную форму.
Наличие в бетонной плотине таких слоев приводит к изменению спектра свободных колебаний плотины, к возрастанию значений периодов колебаний и к изменению их форм.
Это, в свою очередь, приводит к существенному снижению уровня сейсмической инерционной нагрузки на сооружение и к ее благоприятному для повышения прочности перераспределению по высоте: резкому уменьшению нагрузки на верхнюю часть сооружения.
7 ил.
1458485
Изобретение относится к гидротехническому строительству.
Цель изобретения — повышение сейсмостойкости плотины.
На фиг. 1 изображена гравитационная плотина с горизонтальными прямолиней,,ными грунтовыми слоями; на фиг. 2 — то же, со слоями ломано"; на фиг. 3 — то же, с наклонными грунтовыми слоями; на фиг. 4 — то же, с наклоном в сторону верхнего бьефа; на фиг. 5, б — гидроизоляция слоев, варианты; на фиг. 7 — сейсмоизолирующие грунтовые слои. (Бетонная гравитационная плотина образована бетонными блоками 1, разделенными горизонтальными или наклонными в сторону верхнего бьефа прямыми или ломаными сейсмоизолирующими слоями 2 из материала, отличающегося по акустической жесткости от бетона тела сооружения (в частности, из несвязного грунта) и способного воспринимать сжимающие и сдвигающие нагрузки. Обеспечение водонепроницаемости нижнего сейсмоизолирующего грунтового слоя может быть достигнуто устройством асфальтобетонного экрана 3. В нижнем блоке может быть размещена потерна 4 для проведения цементационных работ в основании при его высокой водопроницаемости.
Для обеспечения водонепроницаемости плотины в случае использования в качестве материала сейсмоизолирующих слоев несвязного грунта в слоях со стороны напорной грани устраивается уплотнение 5; аналогичное уплотнение 6 может устраиваться и у низовой грани. Для повышения водонепроницаемости сооружения в целом сейсмоизолирующие слои 2 в соседних секциях 7 располагаются на различных уровнях (отметках).
Слои 2 служат для восприятия нормальных и сдвигающих нагрузок, при этом слои имеют прямолинейную или ломаную форму и расположены горизонтально или наклонены в сторону верхнего бьефа под углом а, обеспечивающим устойчивость блоков против сдвига и определяемым по формуле
У Дс+ У Еь где С вЂ” — р+E. +< где С вЂ” коэффициент запаса прочности против сдвига;
К вЂ” требуемое нормативное значение коэффициента устойчивости вышележащего блока плотины против сдвига по материалу слоя;
Š— значение горизонтальной сдвигаюшей сейсмической инерционной силы, действующей на вышележащий бетонный блок плотины;
E — значение гидростатического давления на вышележащий блок плотины;
G — вес вышележащего блока плотины; — значение коэффициента трения бе5 тона по материалу слоя.
Угол наклона слоя (слоев) к горизонту определяется геометрией профиля сооружения, уровнем воды в водохранилище, свойствами грунта слоя и интенсивностью сейсмического воздействия, исходя из соотношения сдвигающих и удерживающих сил.
Количество слоев, их высотное положение, толщина, конфигурация и характеристики материалов определяются расчетом при учете высоты плотины, интенсивности возможного сейсмического воздействия и спектрального состава воздействия.
Как показывают аналитические исследования, наличие в бетонной плотине сейсмо20 изолирующих, в частности грунтовых, слоев, акустическая жесткость которых ро (р плотность, v — скорость распространения упругих волн в материале) ниже акустической жесткости бетона, приводит к существенному изменению спектра свободных колебаний плотины: к возрастанию значений периодов колебаний и к изменению их форм.
Это, в свою очередь, приводит к существенному снижению уровня сейсмической инерционной нагрузки на сооружение и к ее благоприятному для повышения прочности перераспределению по высоте: резкому уменьшению нагрузки на верхнюю часть сооружения.
Формула изобретения
Бетонная гравитационная плотина, состоящая из секций, отличающаяся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости плотины, каждая секция плотины выполнена по высоте состоящей из нескольких блоков, разделенных слоем материала с акустиче40 ской жесткостью, отличающейся от акустической жесткости бетона, и воспринимающего нормальные и сдвигающие нагрузки, при этом слой имеет прямолинейную или ломаную форму и расположен горизонтально или наклонно в сторону верхнего бьефа под углом сс, определяемым по формуле
С
1+С
У с Ес gсgü 6
50 где С= ° ь
6+Е j+E j где С вЂ” коэффициент запаса устойчивости против сдвига;
К„ — требуемое нормативное значение коэффициента устойчивости выше55 лежащего блока плотины против сдвига по материалу слоя;
E — значение горизонтальной (сдвигающей) сейсмической инерционной
1458485 силы, действующей на вышележащий блок плотины;
Š— гидростатическое давление на вышележащий блок плотины;
6 — вес вышележащего блока плотины; — значение коэффициента трения бетона по материалу слоя.
1458485
Составитель В. Казаков
Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко
Заказ 346/34 Тираж 588 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
