Projekt konstrukcji jazu dokowego

Transkrypt

1 8. Obliczenia statyczne Projekt konstrukcji jazu dokowego Ryc. Xx. Schemat układu sił działających na konstrukcję jazu (przypadek eksploatacyjny) skala: 100 Zestawienie sił: G D ciężar doku [kn] G F ciężar filarów [kn] G Z ciężar zasuw [kn] G W ciężar urządzeń wyciągowych [kn] G D ciężar kładki [kn] G WG ciężar wody górnej (nad płytą ponuru) [kn] G WD ciężar wody dolnej (nad płyta niecki) [kn] H 1 parcie wody górnej [kn] H parcie wody dolnej [kn] P F parcie filtracyjne [kn] P G wypór (wypadkowa wyporu) hydrostatycznego [kn] 1

2 a hd 8.1. Obliczenia wartości sił działających na jaz A. Obliczenie ciężaru doku G D = V D bet [kn] V D objętość doku [m 3 ] bet = 5 [kn m -3 ] gęstość objętościowa betonu. c Z n*e + (n-1)* df Schemat obliczeniowy doku; Z długość doku, = ε szerokość przęsła, d f szerokość filara, a grubość czoła płyty doku, h d - wysokość doku, c grubość ściany doku (zmienna ze wzgl. na poszerzenia), Należy uwzględnić poszerzenie ścian bocznych jazu z uwagi na wnęki główne i remontowe. Wymiar x to minimalna grubość ściany żelbetowej 0,3 m Schemat poszerzenia ściany doku ze wzgl. na wnęki główne i remontowe Wymiary wnęk: szerokość b uε wysokość wnęka główna wnęka remontowa piętrzenia szerokość / głębokość szerokość / głębokość,8 3,8 1,5,1 0,0 / 0,10 0,1-0,1 / 0,1 0,15 3,8 4,8,1 3,5 0,5 / 0,15 0,1-0,15 / 0,15 0,17

3 Hz hf B. Obliczenie ciężaru filara G F = V F bet [kn] V F objętość filara [m 3 ] bet = 5 [kn m -3 ] gęstość objętościowa betonu Lf df Schemat obliczeniowy filara, h f wysokość filara, d f szerokość filara, L f długość filara C. Obliczenie ciężaru zasuwy - wg A. R. Berezińskiego: 0,055 F F[ T] (ciężar 1 zasuwy) G Z H Z wysokość zasuwy Hz = rz. NPP rz. progu = ε szerokość przęsła w głębokość wnęk głównych lo = (ε + w) [m] rozpiętość zasuwy F = H Z lo [m ] pole powierzchni zasuwy w Schemat zasuwy w D. Obliczenie ciężaru wody na stanowisku górnym G WG = V WG w [kn] V WG objętość wody na stanowisku górnym [m 3 ] 3

4 HD HG V WG = H G *[(n* ε + (n-1)* d f ) * L d1 (n- 1)*d f *L f1 ] P.N. Ld1 Lf1 P.N. df H G wysokość wody na stanowisku górnym = ε szerokość upustu d f szerokość filara L d1 długość części doku od stanowiska górnego L f1 długość części filara od stanowiska górnego Schemat obliczeniowy ciężaru wody na stanowisku górnym E. Obliczenie ciężaru wody na stanowisku dolnym G WD = V WD w [kn] V WD objętość wody na stanowisku dolnym [m 3 ] Lf Ld Q SNW Q SNW df V WD = H D [(n*ε + (n-1)*df) Ld (n-1)*d f Lf] H G wysokość wody na stanowisku dolnym = ε szerokość upustu d f szerokość filara L d długość części doku od stanowiska dolnego L f długość części filara od stanowiska dolnego Schemat obliczeniowy ciężaru wody na stanowisku dolnym 4

5 b1 b F. Obliczenie parcia filtracyjnego pod dowlą P F = V bryły w [kn] V bryły - objętość bryły parcia [m 3 ] V bryły = 0,5*Z*(b 1 *B + b *B) Z B = n*+(n-1)*df + *grub. ściany Schemat obliczeniowy parcia filtracyjnego L = [m] - długość całego trójkąta parcia filtracyjnego H = [m] - wysokość piętrzenia Z = [m] - długość jazu długość części wykresu pod jazem a = [m] - odcinek wykresu parcia filtracyjnego od b do końca trójkąta Obliczenie wartości skrajnych b 1 i b bryły parcia H b1 H ( Z a) b1 L Z a L H b H a b L a L Obliczenie odległości przyłożenia wypadkowej siły Z b1 b Z` 3 b b 1 G. Obliczenie parcia wody gruntowej pod dowlą P G = V w [kn] V - objętość bryły parcia wody [m 3 ] 5

6 h1 Przyłożenie siły wypadkowej wyznaczone z twierdzenia Steinera Wariant uproszczony. Przyłożenie siły wypadkowej w ½ długości doku jazu Z H. Obliczenie parcia wody na stanowisku górnym H 1 = V wg w [kn] V WG = objętość bryły parcia wody [m 3 ] P.N. V WG = B 0,5 h 1 H1 h1 SNQ h 1 suma grubości płyty doku i wysokości wody na stanowisku górnym B szerokość doku B=n*ε + (n-1)*df + *c c- grubość od czoła ściany doku Schemat obliczeniowy parcia wody na stanowisku górnym I. Obliczenie parcia wody na stanowisku dolnym H = V wg w [kn] V WD objętość bryły parcia wody [m 3 ] 6

7 h P.N. SNQ H h V H = B 0,5 h h suma grubości płyty doku i wysokości wody na stanowisku dolnym B szerokość doku B=n*ε + (n-1)*df + *c c- grubość od dolnej wody ściany doku Schemat obliczeniowy parcia wody na stanowisku dolnym J. Obliczenie ciężaru urządzeń wyciągowych G W = (0,8 1,4) G Z [T] K. Obliczenie ciężaru kładki G K = L k g k [kn] LK g K(mb) = 0,8 1,5 kn mb -1 ciężar metra bieżącego kładki o szerokość S K = 1,5 m SK g K(mb) = 1,0 kn mb -1 = 0,1 [T m -3 mb -1 ] Schemat obliczeniowy kładki L K długość kładki równa szerokości doku B L K =(n*b uε + (n-1)*d F +*c)[m] c- grubość ściany doku w miejscu kładki 8.. Obliczenie współczynników bezpieczeństwa G suma wszystkich sił dociskających - ciężarów [kn] P suma wszystkich sił wypierających - wyporu i parcia filtracyjnego [kn] 7

8 H różnica wielkości parcia sił poziomych - wody górnej i dolnej [kn] f współczynnik tarcia (dla danego rodzaju gruntu dobrany z tabeli) A punkt rozpatrywanego obrotu konstrukcji doku M U suma wszystkich momentów utrzymujących [knm] M W suma wszystkich momentów wywracających [knm] Obliczenie współczynnika na przesunięcie: Wniosek: f G P n p np kl.d. 1,05 (dla dowli III i IV klasy) H 8... Obliczenie współczynnika bezpieczeństwa na obrót Tabelaryczne zestawienie momentów utrzymujących (M u ) względem punktu A Lp Nazwa i oznaczenie Siła [kn] Ramie [m] Moment [knm] 1 Zasuwy G z x z Urządzenia wyciągowe G w x w 3 Kładka G k x k 4 Dok jazu G D x D 5 Filar G F x F 6 Woda dolna za zasuwą G WD1 x WD Parcie hydrostatyczne 7 wody dolnej H x H Woda górna przed 8 zasuwą W G x WG Suma: Tabelaryczne zestawienie momentów wywracających (M w ) względem punktu A Lp 1 3 Nazwa i oznaczenie Parcie filtracyjne pod dowlą Wypór hydrostatyczny pod dowlą Parcie hydrostatyczne wody górnej n M n P f x f P g x g H 1 x H1 1,05 Siła [kn] Ramie [m] Suma: Moment [knm] U o o kl.d. (dla dowli III i IV klasy) MW M U suma wszystkich momentów utrzymujących [knm] M W suma wszystkich momentów wywracających [knm] Wniosek: 8