Курсовая работа: Бетонная водосбросная плотина
Фильтрационная прочность грунта будет обеспеченна при выполнении условия 
.
Контролирующий градиент: 
.
Допустимый градиент: 
.
5. Расчеты плотины на устойчивость и прочность
5.1 Нагрузки и воздействия на плотину
В основное сочетание нагрузок входят: собственный вес плотины с учетом веса находящихся на ней постоянных устройств, гидростатическое, фильтрационное и волновое давления воды, активное давление грунта и давление наносов со стороны ВБ.
Нагрузки определяются для выделенной расчетной секции. Длина расчетной секции равна 1 м.
Собственный вес плотины находится путем разбивки поперечного профиля плотины на ряд элементов правильной формы, определения их объема и умножения на удельный вес бетона. Аналогично определяется пригрузка воды и грунта.
Гидростатическое давление воды определяется обычными методами гидравлики. Так сила гидростатического давления со стороны ВБ равна 
;
Со стороны НБ – 
.
Для определения волнового давления необходимо знать расчетную высоту волны h в ВБ.
Высота волны 1%-й обеспеченности 
. k1% =2,1
– средняя высота волны, которая зависит от безразмерных величин gt / Vw иgL / Vw 2 .
Vw =19 м/с – расчетная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем водоема.
L=6000 м – длина разгона волны.
Сила волнового давления равна 
Активное давление грунта (гор. составляющая):
Давление наносов со стороны ВБ:
Сила взвешивающего давления:
.
Сила фильтрационного давления:
.
В соответствии со СНиП 2.06.06–85 коэффициенты надежности по нагрузке принимаются равными единице, следовательно, расчетные нагрузки будут нормативными.
5.2 Определение контактных напряжений
Определение нормальных напряжений на контакте бетонная плотина – основание необходимо для расчета прочности сооружения, а также оценки несущей способности основания.
Расчет удобно выполнять в табличной форме.
| Наименование сил | Буквенное обозначение | Расчетные формулы | Величина силы, кН | Плечо, м | Момент относительно т. О, кН·м |
| Собственный вес плотины | Р1 | 0,5*10*7,4*1*24 | 888 | -1 | -888 |
| Р2 | 0,5*7,4х5*1*24 | 444 | -4,3 | -1909,2 | |
| Р3 | 10*4*1*24 | 960 | -1 | -960 | |
| Р4 | 0,5*2*3*1*24 | 72 | -6,7 | -482,4 | |
| Р5 | 2*2*1*24 | 96 | -7 | -672 | |
| Р6 | 1*2*1*24 | 48 | -5 | -240 | |
| Р7 | 0,5*1*1*1*24 | 12 | -3,7 | -44,4 | |
| Р8 | 0,5*1*1*1*24 | 12 | 3,7 | 44,4 | |
| Р9 | 4*3,6*1*24 | 345,6 | 6 | 2073,6 | |
| Р10 | 0,5*2*1,4*1*24 | 33,6 | 4,5 | 151,2 | |
| Пригрузка воды в ВБ | GВБ | 0,5*(11+8)*2*1*9,81 | 186,39 | -7 | -1304,73 |
| Пригрузка воды в НБ | GНБ | 0,5*4*1,4*1*9,81 | 27,468 | 6,7 | 184,0356 |
| Пригрузка грунта | Gгр | 0,5*1*1,6*1*2,66 (1–0,4) | 1,2768 | -7,7 | -9,83136 |
| Сумма | 3126,3348 | ||||
| Сила взвешивающего давления | Wвз | (4*16+1*9)*1*9,81 | 716,13 | 0 | 0 |
| Сила фильтрационного давления | Wф | (2*5,37+3 *1,67)*1*9,81 | 154,5075 | -6,2 | -957,9465 |
| Сумма | 870,6375 | ||||
| Сила гидростат. давления со стороны ВБ | W1 | 0,5*132 *1*9,81 | 828,9 | 4,4 | 3647,358 |
| Сила волнового давления | Wв | 0,5*9,8*0,9*1*9,81 | 43,2621 | 11,4 | 493,18794 |
| Сила активного давления грунта | Еа | 0,5*15,7* 3,62 *tg2 (45–30/2)*1 | 33,91 | 1,2 | 40,692 |
| Давление наносов | Ен |  | 3 | 4 | 12 |
| Сумма | 909,1 | ||||
| Сила гидростат. давления со стороны НБ | W2 | 0,5*52 *1*9,81 | 122,6 | -1,6 | -196,2 |
| Сумма | 122,625 | Сумма М | -1018,2343 | ||
Нормальные напряжения в основании плотины определяются по формуле внецентренного сжатия:
.