Плотина из местных материалов

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 В 7 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ г ВТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТВУ.с(21) (22) (46) (72) (71 ) го ор тель с го ин им. С(53 ) (56)М 817 У 5 3526267/29-1520.12.8223.02.84. Бюл. Ф 7Ю.А.ЛандауУкраинское отделение Всесоюзнодена Ленина проектно-изыскакого и научно-исследовательскоститута "Гидропроект"(54) (57) ПЛОТИНА ИЗ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая боковые призмы с параллельно расположенными в них повысоте железобетонными фермами,концы которых закреплены в .,альныхбортах, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения сейсмостойкости плотины и снижения металлоемкости ферм, последние. выполнены в плате арочного очертания выпуклость которого ориентирована всторону продольной оси плотины, причем фермы выполнены,из отдельныхчастей с концами, расположенными порадиусу арочного очертания и снабженными гибкими связями, соединяющими части между собой, а радиусыарочного очертания железобетонныхферм уменьшаются от гребня к основанию плотины.Изобретение относится к гидротехническому строительству и можетбыть использовано при проектировании и строительстве плотин из местных материалов в сейсмических районах.5Известны плотины из местных материалов, упорные призмы которыхсодержат поярусно размещенные армирующие элементы Я ,Недостатком этих плотин является 10низкая сейсмическая устойчивость.Наиболее близкой к предлагаемойявляется плотина из местных материалов, включающая боковые призмы спараллельно расположенными в них 15по высоте железобетонными Фермами,концы которых закреплены в скальныхбортах 2 .При действии сейсмических нагрузок грунт упорных призм, находясьв ограниченном пространстве междуфермами, не может подвергаться существенным горизонтальным деформациям лишь до тех пор, пока не будетпревышен предел пРочности на Растяжение самих железобетонных Ферм, вкоторых растягивающие усилия воспринимаются арматурой. Для обеспечения устойчивости сооружения призначительных сейсглических нагрузках увеличивают содержание арматурыферм, что приводит к перерасходуметалла, увеличению стоимости соору-,жения. Кроме того, расположениеФерм параллельно друг другу по высоте упорных призм и параллельнопродольной оси в плане при сейсмических воздействиях приводит к тому,что скорости распространения упругих волн в армирующих элементахупорных призм характерируются близкими собственными частотами, чтоможет вызвать возникновение резонансного режима колебаний в целом,в результате чего может проглзойтиразрушение плотины, 45Целью изобретения является повышение сейсмостойкости плотины и снижение металлоемкости Ферм.Поставленная цель достигаетсятем, что Фермы выполнены в плане Оарочного очертания, выпуклость которого ориентирована в сторону продольной оси плотины, причем фермы выполнены из отдельных частей с концами,расположенными по радиусу арочного 55очертания и снабженными гибкими связями, соединяющими части между собой, а радиусы арочного очертаНияжелезобетонных Ферм уменьшаются отгребня 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 напряжеций и перемещений по длине и высоте плотины. При .этом вызванные сейсмическими 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 режима колебаний всей плотины. Армирующие железобетонные 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 ца более устойчивые бортовые участки и дополнительно на скальные борта. Под воздействием сейсмических нагрузок вдоль ущелья (цаприглер, 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 возгложно 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 сторонуверхнего 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 усилий1074949 оставитель М,Моргехред А,Бабинец ВаКорректор А.Фере Редактор А.Шишкина 70/27 Тираж 644 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушка Подписноомитета СССРоткоытиюкая наб., д, 4/5 е лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул . Проектная 4За счет разделения фермы 4 радиальными швами 5 на отдельные гибко связанные между собой участки б обеспечиваются с одной стороны их неравномерные по длине осадки и перемещения совместно с грунтом вер ховой 2 и низовой 3 упорных призм, с другой стороны - передача сжимающих усилий при соответствующих сейсмических воздействиях. Арочное 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. 15Таким 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 армирующих элементов. Экономический эффект может быть оценен в каждом конкретном случае в зависимости от величины сейсмических нагрузок, конструктивных особенностей и размеров сооружения.