Научное обоснование путей повышения безопасности гидротехнических сооружений

• Автор: Рубин, Олег Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 688 с. : ил

1.1. Обзор исследований по оценке прочности и безопасности гидротехнических сооружений.,.
1.2. Методика расчетноэкспериментальных исследований напряженнодеформированного состояния, трещиностойкости и прочности гидротехнических сооружений
1.2.1. Методика исследований основных сооружений гидроузлов с применением численных методов теории упругости
1.2.2. Методика экспериментальнотеоретических исследований железобетонных конструкций гидротехнических сооружений
ГЛАВА 2. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЧНОСТИ ОСНОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТА1ПДИЙ.
2.1. Научное обоснование и расчетная оценка напряженнодеформированного состояния и прочности зданий ГЭС .

2.1.1. Расчетное обоснование прочности здания ГЭС с рекомендациями по армированию

2.1.2. Расчетное исследование напряженнодеформированного состояния здания ГЭС с учетом результатов натурных наблюдений.
2.2. Научное обоснование напряженнодеформированного состояния и расчетная оценка прочности напорных водоводов гидроузлов.
2.2.1. Научное обоснование конструкции и расчетная оценка прочности и армирования напорных водоводов гидроузлов
2.2.2. Расчетная оценка прочности и армирования развилки железобетонного напорного водовода с учетом взаимодействия со скальным основанием
2.2.3. Расчетная оценка компенсационного участка водовода в зоне сопряжения плотины со зданием гидроэлектростанции
2.2.4. Экспериментальное обоснование конструкции распределителя напорного водовода гидроэлектростанции
2.3. Расчетные исследования прочности и трещиностойкости железобетонных агрегатных блоков ГЭС.
2.3.1. Расчетная оценка прочности и армирования турбинного блока со стальной спиральной камерой.
2.3.2. Расчетные исследования прочности и трещиностойкости железобетонного агрегатного блока машзала со стальной спиральной камерой .
ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ГИДРОТЕХНРГЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.
3.1. Особенности расчета конструкций гидротехнических сооружений с учетом неупругих свойств железобетона.
3.2. Предлагаемые автором деформационные методы расчета железобетонных элементов конструкций гидротехнических сооружений при различных видах сложного нагружения
3.3. Повышение надежности расчетов массивных гидротехнических сооружений.
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ СО СТРОИТЕЛЬНЫМИ ШВАМИ
4.1. Особенности сопротивления железобетонных
гидротехнических сооружений со строительными швами при совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил
Ф 4.2. Предложения автора, направленные на совершенствование
норм проектирования и методик расчета прочности гидротехнических сооружений со строительными швами
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ БЕССВАРНЫХ СТЫКОВ РАБОЧЕЙ АРМАТУРЫ В СБОРОНОМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
5.1. Экспериментальные исследования сборномонолитных конструкций гидротехнических сооружений с бессварными стыками
5.1.1. Экспериментальные исследования сборномонолитных конструкций с петлевыми стыками
5.1.2. Экспериментальные исследования сборномонолитных конструкций с линейными анкерными стыками
5.2. Расчет прочности и конструирование бессварных петлевых
стыков в сборномонолитных железобетонных конструкциях.
5.3. Расчет прочности и конструирование бессварных линейных анкерных стыков в сборномонолитных железобетонных конструкциях .
5.4. Совершенствование технических решений индустриальных стыков в гидротехническом строительстве
ГЛАВА 6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ОБОСНОВАНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ.
6.1. Оценка ресурса несущей способности изгибаемых
железобетонных конструкций на основе новой деформационной модели
железобетона.
6.2. Предлагаемая методика оценки несущей способности
железобетонных конструкций гидросооружений при их усилении
6.2.1. Оценка несущей способности изгибаемых железобетонных конструкций при усилении монолитным бетоном на основе новой деформационной модели железобетона.
6.2.2. Оценка несущей способности изгибаемых железобетонных конструкций при усилении продольной арматурой на основе новой деформационной модели железобетона.
6.3. Предлагаемая методика оценки трещиностойкости и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при усилении монолитным бетоном с учетом напряжений строительного периода
6.3.1. Особенности напряженнодеформированного состояния
железобетонных конструкций гидротехнических сооружений,
реконструируемых методом набетонирования
6.3.2. Анализ результатов экспериментальных исследований
сборномонолитных железобетонных конструкций, образованных
реконструкцией методом набетонирования и поэтапным послойным возведением.
6.3.3. Предложения по расчету трещиностойкости и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений,
реконструируемых методом набетонирования
ГЛАВА 7, ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ И РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ IИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ВОДНЫХ ПУТЕЙ
7.1. Оценка эксплуатационного состояния камер шлюзов на основе результатов натурных наблюдений.
7.2. Экспериментальное обоснование мероприятий по усилению
стен судоходных шлюзов.
7.3. Оценка эксплуатационного состояния и расчетноэкспериментальное обоснование мероприятий по усилению мостов
гидротехнических сооружений
ГЛАВА 8. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
8.1. Практические рекомендации
8.2. Внедрение результатов исследований.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В тех зонах, где фиксировались отставание или опережение роста осадок, проводилась корректировка значений модулей деформаций основания. Таким образом, при поэтапном прослеживании и уточнении развития системы трещин осуществлялась корректировка жесткостей сооружения и основания. Форма подошвы сооружения приводилась к заданной на основе результатов натурных наблюдений. Итерационный процесс расчетов завершался, когда отклонение величин расчетных осадок от заданных не превышало принятых значений 5 . Определялось напряженное состояние бетона и арматуры сооружения, которое соответствовало измеренным в сооружении осадкам основания. На основе полученного напряженнодеформированного состояния проводилась оценка состояния сооружения, соответствующего данному периоду времени, в который проведены натурные измерения осадок сооружения. На основе разработанной методики выполнялся долговременный прогноз поведения и состояния сооружения. Путем экстраполяции значений осадок в различных зонах сооружения определялись предполагаемые величины осадок к заданному периоду времени. Далее путем итерационных расчетов, с уточнением и корректировкой трещинообразования, жесткостных и деформативных параметров сооружения и основания, расчетные осадки сооружения приводились в соответствие с прогнозируемыми величинами. Таким образом, выполнялась оценка напряженнодеформированного состояния и прочности запаса прочности гидротехнического сооружения при неоднородных осадках для заданного периода времени. При расчетной оценке состояния проектируемого сооружения в ходе дальнейшей эксплуатации принимаются свойства грунтов основания на основе данных инженерных изысканий. Расчеты напряженнодеформированного состояния проводятся также итерационным путем. На расчетной основе проводится определение трещинообразования и корректировка расчетной конечноэлементной модели. На основе полученного численным анализом распределения компонентов напряженного состояния проводится оценка прочности и надежности сооружений. Расчеты прочности выполняются в соответствии с действующими нормативными документами СНиП 2, СНиП 2 и Пособия к СНиП, а также по методикам расчета прочности, разработанным в ОАО НИИЭС в целях повышения надежности и безопасности энергосооружений. В соответствии с действующими нормами России расчеты прошости проводятся по усилиям продольным, поперечным силам и изгибающим моментам, действующим в расчетных нормальных и наклонных сечениях. В этих целях в моделируемых сооружениях выделяются расчетные характерные сечения, в которых интегрируются эпюры нормальных, касательных и главных напряжений, то есть определяются действующие в этих сечениях продольные и поперечные силы и изгибающие моменты. Точнее, формально, путем интегрирования эпюр напряжений можно получить определенные значения. Однако, полученные значения, могут не соответствовать характеру предельного состояния и механизму разрушения массивной конструкции. Представляется целесообразным проводить оценку прочности по напряжениям в том числе по главным напряжениям. Проведение оценки прочности железобетонных конструкций допускается проводить по напряжениям в соответствии с нормами, в особенности в тех случаях, когда возникают трудности выделить усилия в сечениях и определить характер предельного состояния. В ОАО НИИЭС были разработаны подпрограммы и блоки программ для автоматизированного расчета прочности и армирования конструкции по полученному полю напряжений. Эти дополнительные приставки к программам, применяемым в ОАО НИИЭС, разработаны на основе методик нормативных документов, а также методик расчета прочности, разработанных в ОАО НИИЭС. Такие программы извлекают массивы компонентов напряжений из основных блоков программ, определяют усилия и проводят сравнение в соответствии с принятыми условиями прочности. Следует отметить подпрограммы АРМА РА, АРБОЛ приставку к комплексу СТАДИО и др. ОАО НИИЭС за последнее десятилетие. В ОАО НИИЭС разработана и успешно применяется методика численных исследований термонапряженного состояния сооружений на основе КЭ моделей систем сооружение основание.