Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Основы проектирования гидротехнических сооружений, лесных бирж и рейдов приплава
Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,
7.3. Расчет устойчивости сооружения на опрокидывание
При воздействии горизонтальных сил на гравитационное гидротехническое сооружение возможен поворот (опрокидывание) этого сооружения вокруг переднего ребра вращения (точка А на рис. 7.5).
Необходимость расчета устойчивости сооружения на опрокидывание определяется положением равнодействующей усилий R от вертикальных и горизонтальных нагрузок, действующих на подошву сооружения:
1) равнодействующая вертикальных и горизонтальных сил находится в пределах ядра сечения основания, т. е. соблюдается условие e ≤ b/6 или а ≥ b/3. Этому случаю соответствует трапецеидальная форма эпюры нормальных напряжений по контакту основания сооружения и каменной постели. Давление на каменную постель передается по всей ширине сооружения b, и расчет устойчивости сооружения на опрокидывание не производился;
Рис. 7.5. Схема к расчету устойчивости сооружения на опрокидывание (e > b/6)
2) равнодействующая вертикальных и горизонтальных сил выходит за пределы ядра сечения основания (е > b/6 или a < b/3). Этому случаю соответствует треугольная форма эпюры нормальных сжимающих напряжений по контакту сооружения и каменной постели. Это неблагоприятный для сооружения случай, так как давление на каменную постель передается не по всей ширине сооружения b и из-за неравномерных осадок основания сооружение может потерять устойчивость на опрокидывание.
Гидротехнические сооружения гравитационного типа по условиям неравномерности осадок проектируются так, чтобы был обеспечен контакт между подошвой сооружения и основанием по всей ширине сооружения b. Для таких сооружений проверку устойчивости на опрокидывание производить не надо.
Для гравитационных сооружений допускается выход равнодействующей за пределы ядра сечения основания при увеличенном эксцентриситете е в следующих случаях: для сооружений на скальном основании до е < 0,25b; для сооружений на основаниях из твердых и плотных грунтов в случае их расчета на особые сочетания нагрузок и воздействий до e < 0,2b.
При выходе равнодействующей усилий за пределы ядра сечения основания необходимо произвести проверку устойчивости сооружения на опрокидывание вокруг переднего ребра вращения по формуле
уп yf ylc уса M0 ≤ Mdус, (7.19)
|
где упyfylcус – |
то же что в формуле (7.1); |
|
yса – |
дополнительный коэффициент условий работы, принимаемый при расчете устойчивости на опрокидывание 1,20–1,25; |
|
Мо и Мr – |
соответственно моменты от опрокидывающих и удерживающих сил относительно рассматриваемого ребра вращения, кН·м. |
К опрокидывающим силам следует относить все горизонтальные силы, действующие на сооружение. К удерживающим силам относят все вертикальные силы, действующие в пределах подошвы сооружения, включая вертикальную составляющую активного давления грунта с учетом возможных временных нагрузок.
Для схемы сил, показанной на рис. 7.5, опрокидывающий Мо и удерживающий Мr моменты, кН·м, определяются так:
(7.20)
(7.21)