МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский государственный архитектурно-строительный
Университет
Кафедра природоохранного и гидротехнического строительства
Зав. кафедры ПГТС Евдокимов С.В.
Курсовая работа
«Высокая бетонная плотина (гравитационная) в составе гидроузла»
Работу выполнил:
студент 5 курса
ФИСПОС, гр. Г-01
Соловьёв А.В.
Проверил: Селивёрстов В.А.
Самара 2014
Содержание
| Стр. | ||
| Введение | ||
| 1. | Проектирование и расчет бетонной водосливной плотины | |
| 1.1 | Гидравлический расчет плотины | |
| 1.2 | Сопряжение водосливной плотины с дном нижнего бъефа (расчет носка плотины) | |
| 1.3 | Расчет отброса струи на плотине (дальность отлета струи) | |
| 1.4 | Расчет местных размывов за водосливной бетонной гравитационной плотиной (расчет ямы размыва) | |
| 2. | Расчет и проектирование глухой гравитационной плотины | |
| 2.1 | Выбор экономичного профиля плотины | |
| 2.2 | Определение сил, действующих на плотину | |
| 2.3 | Статический расчет плотины методом сопротивления материалов | |
| 2.4 | Статический расчет плотины методом теории упругости | |
| 2.5 | Расчет устойчивости плотины | |
| Список использованной литературы |
Введение
Гравитационные бетонные плотины представляют собой массивные бетонные сооружения, устойчивость которых против сдвига под действием напора воды обеспечивается, в основном, сопротивлениями, размывающими по контакту с основанием.
Масса плотины, объем уложенного в нее материала играют главную роль в сопротивлении ее сдвигу. Гравитационные плотины могут возводиться на скальных основаниях практически любой высоты, как глухие, так и водосливные.
Бетонные гравитационные плотины широко распространены благодаря простоте конструкции, способов их возведения, надежности их при любой высоте, в любых природных условиях, в том числе и суровых зимних.
В данной курсовой работе производится гидравлический расчет водосливной плотины и расчет глухой гравитационной плотины.
В состав проектируемого гидроузла входят- гравитационная бетонная плотина, здание ГЭС, правобережная и левобережная гравитационные глухие плотины.
Глухая плотина служит для создания напора и водохранилища. Водосливная плотина предназначена для пропуска паводковых и катастрофических расходов. В целом назначение гидроузла - комплексное.
1. Проектирование и расчет бетонной водосливной плотины.
1.1 Гидравлический расчет плотины.
1) Определяется расчетный расход, который пропускается через водосливную плотину в период паводка:
где
- максимальный сбросной расход заданной обеспеченности через гидроузел;
— расход, который пропускается через другие водопропускные сооружения,
2) Определяем ширину водосбросного фронта по формуле
где 
- удельный расход на гребне водосливной плотины.
Тогда,
3) Определяем количество отверстий и ширину отверстий. Ширина пролета зависит от климата района строительства, типа затворов, подъемных средств и принимается согласно [1].
В курсовом проекте ширину отверстий принимаем b =5 м, а число пролетов определим по зависимости
Тогда В≈ 
4) Уточняем удельный расход на гребне водосливной плотины
5) Из формулы удельных расходов
определяем напор на гребне входного оголовка с учетом скорости подхода и в первом приближении принимаем его равным геометрическому напору:
H≈ 
= 
где m - коэффициент расхода. Для водослива практического профиля, очерченного по координатам Кригера-Офицерова m= 0,45÷0,49, принимаем m=0,45.[3]
- коэффициент подтопления, принимающий значения от 0 до 1,0. Принимаем 
.
Тогда
6) По вычисленному напору определяем предварительную отметку гребня водосливной плотины:
СГВП = СНПУ - Н = 275-6,1 = 268,9
Т.к. СГВП = 268,9 > СУНБтах = Сдна + d2max = 160,0 + 3,0 =163,0, значит
предположение, что =1,0, оказалось верным.
7) В дальнейших расчетах отметку гребня плотины уточняем с учетом
бокового сжатия и подтопления, определяя напор на гребне плотины из
следующей формулы
где m - коэффициент расхода водослива. При устройстве на гребне плотины горизонтальной вставки коэффициент расхода для водосливной плотины с вертикальной напорной гранью будет равен
|
H≈
= 
=6,09≈6,1м
m=0,36+0,1∙ 
где с - ширина гребня от напорной грани до конца прямолинейной вставки. Принимаем с = 5 м, тогда 
=0,81.
Формула (1.10) действительна в пределах 
Где 
высота водосливного порога со стороны НБ, определяемая по формуле
и 
.
Тогда
m=0,36+0,1∙ =0,42
Коэффициент бокового сжатия ε для одного пролета можно определить по формуле
ε=1-0,2∙ 
Здесь 
- коэффициент формы оголовков быков и устоев, определяется по рис.6 - 10, стр. 64, [3]. Принимаем 
= 1.
Тогда
ε=1-0,2∙ 
8) Уточняем напор на гребне плотины с учетом скорости подхода и бокового сжатия:
9) Геометрический напор на гребне плотины будет равен:
где
– коэффициент Кориолиса, равный 1,0÷1,1, принимаем 
скорость водного потока при подходе к водосливной плотине, определяемая по зависимости
где
– глубина воды в верхнем бьефе, равная
q – удельный расход на подходе к порогу, который определяется как
Lпл – длина водосливной плотины, определяемая по формуле
n – число пролётов, n=4;
– толщина быка, м, назначается в зависимости от ширины пролётов b и напора на гребне Н по рис.8 [2], принимаем =2м.
Тогда 
Полученное значение подставляем в формулу (1.17), получаем
Тогда геометрический напор на гребне плотины будет равен
А уточнённая отметка гребня водосливной плотины
Сопряжение водосливной плотины с дном НБ (расчёт носка плотины).
Принимаем на водобое поперечное сечение прямоугольной формы.
Глубина в сжатом сечении hj определяется [4] из уравнения
q= 
Откуда
где
q – удельный расход потока на водобое, q=23,1м3/с,
φ=0,92÷0,95 – коэффициент скорости, принимаем φ=0,95.
– полная удельная энергия сбрасываемого потока, определяемая относительно поверхности носка
= Н0 +(
ГВП- ПН) = Н0 +( ГВП -( УНБтаx + 2))=7,6+(267,4-163+2)=110м
Н0 - напор на гребне плотины с учетом скорости подхода, м.
Расчет ведем методом приближения. В первом приближении 
= 0:
Если сжатая глубина во втором и в третьем приближении отличаются друг от друга не более, чем на 0,05, то для дальнейших расчетов принимается величина , полученная в третьем приближении.
