Сейсмостойкость бетонных контрфорсных плотин

• Автор: Нгуен Нгок Тханг
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление
Предисловие
Введение.
Глава 1. Краткий обзор исследование по применению МКЭ для расчета контрфорсных плотин на сейсмические воздействия .

1.1. Характеристика контрфорсного плотиностроения в сейсмических условиях .

1.2. Развития методов расчета сооружений на сейсмические нагрузки.

1.2.1. Динамические методы расчета сооружений по явной схеме .

1.2.2. Динамические методы расчета сооружений по неявной схеме.

Резюме.

Глава 2. Собственные формы и собственные значения контрфорсных плотин

2.1. Методы определения собственных форм и собственных значений.

2.1.1. Экспериментальный метод
2.1.2. Численные методы.
2.2. Программа расчета и алгоритм
2.2.1. Выбор расчтного элемента метода конечных элементов
2.2.2. Определение функций формы элемента.
2.2.3. Формирование матриц жесткости и масс.
2.2.4. Матрица затухания
2.2.5. Определение собственных векторов и собственных значений .
2.2.6. Решение основного динамического уравнения
2.2.7. Определение напряженнодеформированного состояния
конструкции во время землетрясения
2.3. Результаты численного метода определения собственных
векторов и собственных значений.
Глава 3. Собственные формы и собственные значения контрфорсных плотин с элементами жесткости
3.1. Понятие об элементах жесткости в контрфорсных плотинах
3.2. Собственные формы и собственные значения контрфорсных плотин с прямыми балками или арками жесткости.
3.3. Собственные формы и собственные значения плотин со сдвоенными контрфорсами
3.4. Расчет глухой секции контрфорсной плотины Зейской ГЭС на боковую сейсмическую нагрузку.
3.4.1. Краткие сведения о сейсмических условиях Зейской ГЭС
3.4.2. Устойчивость контрфорсной плотины Зейской ГЭС при воздействии боковой сейсмической нагрузки.
Глава 4. Выбор оптимальной конструкции контрфорсных плотин методом факторного анализа
4.1. Понятие о факторах, определяющих конструкцию плотины
4.2. Методы факторного эксперимента.
4.2.1. Метод полного факторного эксперимента.
4.2.2. Метод дробного факторного эксперимента
4.3. Поиск оптимальной конструкции.
4.4. Оптимизация конструкций контрфорсной плотины.
Выводы к главе 4.
Общие выводы.
Список литературы


Поэтому изучение влияния сейсмических воздействий на гидротехнические сооружения становится актуальным вопросом во Вьетнаме, особенно после тяжелых материальных и человеческих потерь, вызванных цунами и землетрясениями, которые произошли в Юго-восточной Азии в последнее время. В данной диссертации предметом исследования является сейсмическое воздействие на бетонные контрфореные плотины, которых во Вьетнаме не было до сих пор и их появление ожидается в ближайшее время. Изучение сейсмостойкости бетонных плотин имеет многолетнюю историю, но еще много вопросов, имеющих большое значение для практики проектирования контрфорсных плотин, не нашли достаточного освещения в технической литературе, хотя исследования этой области важны и представляют одно из актуальных направлений исследования контрфорсных плотин. Гидротехнические сооружения» главы СНиП И-А. Зависимости, необходимые для приближенного определения при сейсмических расчетах контрфорсных плотин частот и форм их колебаний, приведены в работах П. А. Гутидзс, Г. Г. Дзозуашвили и Н. С. Моцонелидзе. В работах Б. М. Бахтина и Г. Э. Шаблинского приведены формы и периоды колебаний массивно-контрфорсных плотин по данным модельных исследований. С появлением метода конечных элементов (МКЭ) и мощных свременных ЭВМ открываются большие возможности для динамического расчёта сооружений и, в частности, контрфорсных плотин. НДС. Определение глубины проникновения растягивающих напряжений при боковом сейсме от различных наиболее существенно влияющих факторов. Глава 1. Одной из наиболее старых контрфорсных плотин следует считать испанскую плотину Эльче высотой м, построенную из каменной кладки в конце XVI в. Рис. В те времена контрфорсные плотины такого типа не получили большого распространения и лишь значительно позже, в начале XIX века, к ним вернулись снова. Рис. Многоарочная плотина Бени-Бадель высотой м (Алжир, г. Ф 8,2 мм; расчётное усилие МН ( тс); б- сопряжение арок с контрфорсом (сечение на отм. Несколько таких плотин (например, Пабеллон в Мексике) сохранились до настоящего времени. Сооружались они из бутовой кладки на растворе гидравлической извести. Более интенсивно контрфорсные плотины стали строить в конце XIX века, что обусловлено началом применения в это время в строительстве бетона и железобетона как материала и осознанием положительных качеств контрфорсных плотин. Распространению их способствовало, конечно, и развитие водохозяйственного строительства при общем прогрессе науки и техники. В начале XX века (включая - -е годы) контрфорсные плотины строили главным образом двух типов - с плоскими напорными перекрытиями (типа, разработанного инженером Амбурсеном - рис. При этом плотины обычно были тонкостенными (толщина элементов 0,^-Зм) и довольно сильно армировались (расход арматуры -^ кг и более на 1 м3 бетона); высота плотин обычно была сравнительно небольшой - 1 0= м, иногда плотины были несколько выше. Довольно много таких невысоких плотин было построено в США, имеются такие плотины также в Скандинавских странах, в Италии, Франции и Японии (многоарочиыс), а также в других странах. Из высоких плотин с плоскими напорными перекрытиями можно отметить плотины Родригес в Мексике (высота = м, пролёт 1=6,7 м, г. Поссем-Кингдом в США (Ь=,8 м, 1=,2 м, г. Примерами многоарочной плотины могут служить алжирские плотины Бени-Бадель (= м, г. Меффруш (Ь= м). Можно отметить многоарочные плотины Даниель Джонсон (Ь=5 м, Канада, г. Гранваль (Ь= м, 1=м, Франция) и Эрраген (Ь= м, 1= м, Алжир, г. В г. Ф. Нётцли была построена первая массивно-контрфорсная плотина с одиночными контрфорсами — Дон Мартин в США высота м, после чего масссивно-контрфорсные плотины все шире распространяются во многих странах мира (Италии, Швеции, Шотландии, Японии, СССР, Болгарии, Румынии, Иране, Уругвае и др. Рис. Рис. Массивно-контрфорсные плотины а- Лох Слой высотой ,4 м шотландского типа (г. Лиюсне Строммар высотой м шведского типа ( г. Рис. В настоящее время кроме указанного первоначального типа плотины, предложенного Нётцли, существует ещё несколько типов массивно-контрфорсных плотин: со сдвоенными контрфорсами (такие плотины, начиная с -х годов, получили по предложению инженера К. Марчелло широкое применение в Италии, в связи с чем их часто называют плотинами типа Марчелло) — см.