SU1076515A1 - Method of modelling a hydraulic structure - Google Patents

Method of modelling a hydraulic structure Download PDF

Info

Publication number
SU1076515A1
SU1076515A1 SU813389017A SU3389017A SU1076515A1 SU 1076515 A1 SU1076515 A1 SU 1076515A1 SU 813389017 A SU813389017 A SU 813389017A SU 3389017 A SU3389017 A SU 3389017A SU 1076515 A1 SU1076515 A1 SU 1076515A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
dam
model
loads
sites
pressure
Prior art date
Application number
SU813389017A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич Наторхин
Original Assignee
Natorkhin Boris A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Natorkhin Boris A filed Critical Natorkhin Boris A
Priority to SU813389017A priority Critical patent/SU1076515A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1076515A1 publication Critical patent/SU1076515A1/en

Links

Landscapes

  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

1. Способ моделировани  гидротехнического сооружени , включаюш.ий изготовление модели плотины и основани , нагружение модели плотины по плошадкам напорной грани сосредоточенными силами и регистрацию показании датчиков, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности исследований путем улучшени  условий приложени  нагрузок, дополнительно осуществл ют нагружение модели по площадкам низовой грани плотины сосредоточенными силами на отметках, соответствующих площадкам приложени  нагрузок со стороны напорной грани, так чтобы векторна  сумма нагрузок по смежным площадкам напорной и низовой граней была равна равнодействующей по этим площадкам модельных нагрузок, воспроизвод щих действующие на плотину силы. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что приложение нагрузок к смежным площадкам напорной и низовой граней плотины осуi ществл ют так, чтобы величины составл ющих от сил собственного веса равн лись (Л половине величины модельной нагрузки от собственного веса заключенного между площадками элемента плотины. О5 ел ел1. A method of modeling a hydraulic structure, including the fabrication of a dam and base model, loading a dam model over the pressure face with concentrated forces and recording sensor readings, characterized in that, in order to improve the reliability of research by improving load conditions, the loading is additionally performed models on the downstream side of the dam by concentrated forces at elevations corresponding to the areas of application of loads from the pressure face, so that s vector sum of loads on adjacent sites upstream and downstream faces of the resultant is equal to these sites model loads, reproducing the existing strength of the dam. 2. The method according to claim 1, characterized in that the application of loads to adjacent platforms of the pressure and lower sides of the dam is carried out so that the values of the components from the body's own weight are equal (L half of the model load value from the body weight of the prisoner between the areas of dam

Description

Изобретение относитс  к моделированию гидротехнических сооружений на хрупких модел х, в частности бетонных плотин, и может быть использовано также при моделировании других сооружений, на которые действуют горизонтальные и вертикальные усили  или любые другие, приводимые к горизонтальным и вертикальным. Известен способ моделировани , согласно которому гидростатическое давление воспроизводитс  на модели в виде точечных сил, прикладываемых к напорной грани от внешних источников нагрузки, а силы собственного веса материала плотины - закладными элементами, размещаемыми в центрах т жести расчетных объемов модели, соединенных нат жными устройствами со средствами нагрузки 1. Недостаток указанного способа - искажение напр женно-деформативного состо ни  модели, так как закладные элементы в теле модели  вл ютс  на обширных участках концентраторами напр жений, что может привести к преждевременному разрушению модели. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ, включающий изготовление модели плотины и основани , нагружение модели плотины по площадкам напорной грани сосредоточенными силами и регистрацию показаний датчиков. При этом силы собственного веса моделируютс  как составл ющие равнодействующих, прикладываемых к площадкам напорной грани 2. Недостатками известного способа  вл етс  то, что при обратном уклоне напорной грани или отдельных участков, а также при относительно большом значении вертикальной составл ющей, представл ющей собой сумму значений вертикальной составл ющей от гидростатического давлени  и от значений сил собственного веса, равнодействующа  сил направлена полого к нагружаемой поверхности, вследствие чего такие силы или вообще невозможно приложить или они дают значительные касательные составл ющие по нагружаемой поверхности, что приводит к снижению достоверности исследований. Цель изобретени  - повышение достоверности исследований путем улучшени  условий приложени  нагрузок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что дополнительно осуществл ют нагружение модели по площадкам низовой грани плотины сосредоточенными силами на отметках, соответствующих площадкам приложени  нагрузок со стороны напорной грани, так, чтобы векторна  сумма нагрузок по смежным площадкам напорной и низовой граней была равна равнодействующей по этим площадкам модельных нагрузок, воспроизвод щих действующие на плотину силы. Кроме того, приложение нагрузок к смежным площадкам напорной и низовой граней плотины осуществл ют так, чтобы величины составл ющих сил от собственного веса равн лись половине величины модельной нагрузки от собственного веса заключенного между площадками элемента плотины . На фиг. 1 показана модель арочной плотины с действующими на нее основными эксплуатационными нагрузками, вертикальное сечение; на фиг. 2 - эпюры действующих эксплуатационных нагрузок; на фиг. 3 - модель арочной плотины с двум  системами равнодействующих по напорной и по низовой гран м, равными по векторной сумме основным эксплуатационным нагрузкам в смежных расчетных сечени х, вертикальное сечение; на фиг. 4 - эпюры нагрузок, указанных на фиг. 3. Нагрузки 1 гидростатического давлени  действуют нормально к поверхности напорной грани и рассчитаны как единичные поверхностные , гравитационные силы от собственного веса плотины 2, рассчитаны как объемные, приведенные к центрам т жести расчетных отдельных объемов. Равнодействующие 3 гидростатических нагрузок и нагрузок от сил собственного веса приложены в расчетных точках на напорной грани (фиг. 1). По изобретению равнодействующие основных эксплуатационных нагрузок 3 замен ют двум  другими равнодействующими , приложенными в смежных площадках как на напорной, так и на низовой гран х, причем их векторна  сумма равна соответствующим основных эксплуатационных сил (фиг. 2). Кажда  из новых равнодействующих , приложенных к напорной и низовой гран м, состоит из вертикальной составл ющей 4 и 5 и горизонтальной составл ющей 6 и 7 (соответственно по низовой и нанорной гран м). Равнодействующа  8, приложенна  к низовой грани, имеет вертикальную составл ющую, равную половине значени  сил собственного веса дл  расчетного сечени  модели, а равнодействующа  9, приложенна  к напорной грани, имеет вертикальную составл ющую, равную алгебраической сумме половины значени  сил собственного веса дл  расчетного сечени  модели и значени  вертикальной составл ющей гидростатического давлени  дл  выбранного сечени . Значени  горизонтальных составл ющих дл  равнодействующих 8 и 9 назначают из условий равенства их алгебраической суммы значению горизонтальной составл ющей гидростатического давлени  и условию физической возможности моделировани  с точки зрени  величины касательных усилий в площадках приложени  равнодействующих при допустимых напр жени х в теле модели. Расчет модельных нагрузок осуществл ют в соответствии с законами моделировани  и реализуют следующим образом. Дл  гидростатического давлени  на напорную грань стро т треугольник распределени  давлени  по высоте модели, нижн   плоскость которого соответствует максимальному гидростатическому давлению, приведенному к модельному. Дл  сил собственного веса можно, например, разделить РУЛ вертикальных сечений модели на элементы , имеющие одинаковую площадь сечени  и, определив их центры т жести, найти величины усилий, моделирующих вес этих элементов. Равнодействующие гидростатического давлени  и сил собственного веса дл  каждого сечени  будут построены в виде векторной суммы, приведены к сосредоточенным усили м по напорной грани модели и заменены в соответствии с вышеизложенС Puz.2. / ным двум  системами равнодействующих на напорной и низовой гран х. Аналогичным образом рассчитывают и загрузку модели гидротехнического сооружени  и дл  тех случаев, когда распределение нагрузки на напорную грань отличаетс  от треугольного распределени  или когда имеют место нагрузки на низовую грань, например при обратном сейсме. Применение изобретени  позвол ет исследовать модели таких гидротехнических сооружений, которые по конфигурации или по характеру действующих нагрузок очень сложно исследовать или невозможно известными способами. г.ЗThe invention relates to the simulation of hydraulic structures on fragile models, in particular concrete dams, and can also be used to model other structures that are subject to horizontal and vertical forces or any other, driven to horizontal and vertical. There is a known modeling method, according to which the hydrostatic pressure is reproduced on the model as point forces applied to the pressure face from external sources of load, and the dead weight of the material of the dam material is embedded in the centers of gravity of the calculated volumes of the model connected by tensioning devices with means loads 1. The disadvantage of this method is the distortion of the stress-deformative state of the model, since the embedded elements in the model's body are in large parts of the end trattoria stresses that can cause premature failure model. Closest to the present invention is a method that includes the manufacture of a model of a dam and a base, loading of a model of a dam across pressure faces with concentrated forces and recording sensor readings. At the same time, the own weight forces are modeled as components of the resultant applied to the pressure face 2 pads. The disadvantages of this method are that with a reverse inclination of the pressure face or individual sections, as well as with a relatively large value of the vertical component the vertical component of the hydrostatic pressure and the values of the forces of its own weight, the resultant forces are directed hollow towards the loading surface, as a result of which such forces or in general they can not attach, or provide significant tangential components of the loaded surface, which leads to a reduction of reliability studies. The purpose of the invention is to increase the reliability of research by improving the conditions of application of loads. The goal is achieved by additionally loading the model at the bottom edge sites of the dam with concentrated forces at elevations corresponding to the load application areas from the pressure face, so that the vector sum of the loads at adjacent pressure and bottom edges equals the resultant loads reproducing the forces acting on the dam. In addition, the application of loads to adjacent sites of the pressure and downstream sides of the dam is carried out so that the magnitudes of the component forces of its own weight are equal to half the value of the model load of its own weight between the platforms of the dam element. FIG. 1 shows a model of an arched dam with the main operating loads acting on it, a vertical section; in fig. 2 - diagrams of operating operational loads; in fig. 3 - a model of an arched dam with two systems of resultant on pressure and downstream edges, equal in the vector sum to the main operational loads in adjacent design sections, vertical section; in fig. 4 shows load plots indicated in FIG. 3. Hydrostatic pressure loads 1 act normally on the surface of the pressure face and are calculated as single surface gravitational forces due to the dead weight of dam 2, calculated as volume, reduced to gravity centers of the calculated individual volumes. Equivalent 3 hydrostatic loads and loads from the forces of its own weight are applied at design points on the pressure face (Fig. 1). According to the invention, the resultant main operating loads 3 are replaced by two other resultant ones, applied in adjacent areas on both the pressure and the lower facets, and their vector sum is equal to the corresponding main operating forces (Fig. 2). Each of the new resultant, applied to the pressure and bottom edges, consists of a vertical component 4 and 5 and a horizontal component 6 and 7 (respectively, on the base and nano facets). The resultant 8 applied to the downstream side has a vertical component equal to half the value of its own weight for the calculated section of the model, while the resultant 9 applied to the pressure face has a vertical component equal to the algebraic sum of half the force of the own weight for the calculated section of the model and the value of the vertical component of the hydrostatic pressure for the selected section. The values of horizontal components for resultant 8 and 9 are assigned from the condition of equality of their algebraic sum to the value of the horizontal component of hydrostatic pressure and the condition of the physical possibility of modeling from the point of view of the magnitude of the tangential forces in the areas of application of resultant at allowable stresses in the model body. The calculation of model loads is carried out in accordance with the laws of modeling and is implemented as follows. For hydrostatic pressure, a pressure distribution triangle along the height of the model is built on the pressure face, the lower plane of which corresponds to the maximum hydrostatic pressure reduced to the model pressure. For its own weight, you can, for example, divide the handlebars of the vertical sections of the model into elements having the same cross-sectional area and, by determining their centers of gravity, find the values of the forces that simulate the weight of these elements. Equivalent hydrostatic pressure and own weight forces for each section will be built in the form of a vector sum, reduced to concentrated forces on the pressure face of the model and replaced in accordance with the foregoing Puz.2. / ny two systems of resultant on the pressure and the lower boundaries. In a similar way, the load of the hydraulic structure model is calculated also for those cases when the distribution of the load on the pressure face differs from the triangular distribution or when there are loads on the lower edge, for example, during reverse seism. The application of the invention makes it possible to investigate models of such hydraulic structures, which, by their configuration or the nature of the existing loads, are very difficult to investigate or are impossible using known methods. g.Z.

Claims (2)

1. Способ моделирования гидротехнического сооружения, включающий изготовление модели плотины и основания, нагружение модели плотины по площадкам напорной грани сосредоточенными силами и регистрацию показаний датчиков, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности исследований путем улучшения условий приложения нагрузок, дополнительно осуществляют нагружение модели по площадкам низовой грани плотины сосредоточенными силами на отметках, соответствующих площадкам приложения нагрузок со стороны напорной грани, так чтобы векторная сумма нагрузок по смежным площадкам напорной и низовой граней была равна равнодействующей по этим площадкам модельных нагрузок, воспроизводящих действующие на плотину силы.1. A method of modeling a hydraulic structure, including the production of a model of a dam and a foundation, loading of a model of a dam across pressure head sites by concentrated forces and recording sensor readings, characterized in that, in order to increase the reliability of research by improving the conditions for applying loads, model loading on sites is additionally carried out bottom face of the dam by concentrated forces at elevations corresponding to the areas of application of loads from the pressure side, so that the eyelid ornaya amount of load on adjacent sites upstream and downstream faces of the resultant is equal to these sites load model reproducing acting on the dam strength. 2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что приложение нагрузок к смежным площадкам напорной и низовой граней плотины осугцествляют так, чтобы величины составляю- § щих от сил собственного веса равнялись половине величины модельной нагрузки от собственного веса заключенного между площадками элемента плотины.2. The method according to π. 1, characterized in that the application of loads to adjacent areas of the pressure and bottom faces of the dam is carried out so that the values of the components of the self-weight are equal to half the value of the model load from the own weight of the dam element enclosed between the sites.
SU813389017A 1981-12-09 1981-12-09 Method of modelling a hydraulic structure SU1076515A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813389017A SU1076515A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Method of modelling a hydraulic structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813389017A SU1076515A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Method of modelling a hydraulic structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1076515A1 true SU1076515A1 (en) 1984-02-29

Family

ID=20994863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813389017A SU1076515A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Method of modelling a hydraulic structure

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1076515A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105040633A (en) * 2015-07-13 2015-11-11 昆明理工大学 Installing method for water pressure sensor in dam body-reservoir water coupling dynamic model test
CN106906785A (en) * 2017-03-13 2017-06-30 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Arch dam safety evaluation method based on structural strength, basic antiskid and monolithic stability
CN106996097A (en) * 2017-05-24 2017-08-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of safe evaluation method of Arch Dam Structure
CN106996096A (en) * 2017-05-24 2017-08-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of analysis and processing method of Arch Dam Structure security

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Гидротехнические сооружени . Ч. 2. Под ред. М. М. Гришина. М., «Высша школа, 1979, с. 308, рис. 32.1. 2. Oberti L Sistems of loading (statie and dynamic). - «Bulletin de la Reunion Internationale des Laboratories d Essais et de Rechercher sur les Constructions. Paris, 1961, № 10-13, p. 6- 17. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105040633A (en) * 2015-07-13 2015-11-11 昆明理工大学 Installing method for water pressure sensor in dam body-reservoir water coupling dynamic model test
CN106906785A (en) * 2017-03-13 2017-06-30 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Arch dam safety evaluation method based on structural strength, basic antiskid and monolithic stability
CN106996097A (en) * 2017-05-24 2017-08-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of safe evaluation method of Arch Dam Structure
CN106996096A (en) * 2017-05-24 2017-08-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of analysis and processing method of Arch Dam Structure security
CN106996096B (en) * 2017-05-24 2019-01-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of analysis and processing method of Arch Dam Structure safety
CN106996097B (en) * 2017-05-24 2019-01-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of safe evaluation method of Arch Dam Structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chopra et al. The Koyna earthquake and the damage to Koyna dam
Chopra Earthquake resistant design of concrete gravity dams
Steedman et al. The influence of phase on the calculation of pseudo-static earth pressure on a retaining wall
Yao et al. Interactive behavior of soil–pile-superstructure system in transient state to liquefaction by means of large shake table tests
CN108505443B (en) A kind of big segment lifting self-anchored suspension bridge construction method not setting camber
SU1076515A1 (en) Method of modelling a hydraulic structure
CN207793861U (en) Active bearing
Hjorth-Hansen et al. Wind buffeting of a rectangular box girder bridge
Burcharth et al. Stability of armour units in oscillatory flow
Cummings Cellular cofferdams and docks
Döndüren et al. Materials, used in historical buildings, analysis methods and solutions puroposals
Brüninghoff The Essing Timber Bridge, Germany
SU887736A1 (en) Antiseismic device
O CONNOR THE FINITE ELEMENT ANALYSIS OF ARCH DAMS IN WIDE VALLEYS INCLUDING THE EFFECT OF CRACK FORMATION AT THE CONCRETE-ROCK INTERFACE.
Gomez et al. The Mexico earthquake of September 19, 1985—Response and design spectra obtained from earthquake-damaged buildings
Wang et al. Lateral stability analysis of single-column pier bridge based on geometric nonlinearity
SU1698356A1 (en) Concrete dam
Mallick INFILLED FRAME CONSTRUCTION IH SEISMIC REGIONS
Ali Discussion of “Mechanics of Masonry in Compression” by W. Scott McNary and Daniel P. Abrams (April, 1985, Vol. 111, No. 4)
Lane et al. THE STRUCTURAL DESIGN OF TANG-E SOLEYMAN DAM.
Haldar et al. Offshore platform foundation shakedown analysis.
SU391223A1 (en) POSTER TYPE PAL
Roca et al. Analysis of two medieval stone masonry bridges
Roach et al. Seismic strengthening of a reinforced concrete frame using reinforced concrete piers
JPS6058326B2 (en) Pier with adjusted rigidity