SU1527370A1 - Concrete gravity dam for seismic regions - Google Patents

Concrete gravity dam for seismic regions Download PDF

Info

Publication number
SU1527370A1
SU1527370A1 SU874314452A SU4314452A SU1527370A1 SU 1527370 A1 SU1527370 A1 SU 1527370A1 SU 874314452 A SU874314452 A SU 874314452A SU 4314452 A SU4314452 A SU 4314452A SU 1527370 A1 SU1527370 A1 SU 1527370A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
dam
seismic
layer
concrete
base
Prior art date
Application number
SU874314452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Исаевич Натариус
Original Assignee
Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им.С.Я.Жука
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 Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им.С.Я.Жука filed Critical Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им.С.Я.Жука
Priority to SU874314452A priority Critical patent/SU1527370A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1527370A1 publication Critical patent/SU1527370A1/en

Links

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству. Цель изобретени  - упрощение конструкции сейсмостойкости плотины и технологии производства работ, а также повышение надежности ее в эксплуатации. Кажда  секци  плотины выполнена из верхнего и нижнего блоков 1 и 2 и раздел ющего их сейсмоизолирующего сло  3. Слой 3 выполнен из материала, акустическа  жесткость которого отличаетс  от акустической жесткости бетона, например из песчано-гравийного грунта. Верхний блок 1 и слой 3 опираютс  на основание, при этом слой 3 расположен перпендикул рно равнодействующей статических и сейсмических сил, действующих на плотину. При таком расположении сейсмоизолирующий слой всегда сжат и не воспринимает сдвигающей нагрузки. Кроме того, так как сейсмоизолирующий слой не имеет выхода на напорную грань, отпадает необходимость в устройстве специальных водонепроницаемых уплотнений. 5 ил.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to hydraulic engineering. The purpose of the invention is to simplify the design of the seismic resistance of the dam and the production technology, as well as to increase its reliability in operation. Each section of the dam is made of upper and lower blocks 1 and 2 and a seismic isolation layer 3 separating them. Layer 3 is made of a material whose acoustic rigidity differs from the acoustic rigidity of concrete, for example sandy gravel soil. The upper unit 1 and layer 3 are supported on the base, with the layer 3 being perpendicular to the resultant static and seismic forces acting on the dam. With this arrangement, the seismic insulating layer is always compressed and does not perceive a shear load. In addition, since the seismic insulating layer does not have access to the pressure face, there is no need for special waterproof seals. 5 il.

Description

елate

ND ND

00 00

Фиг.гFigg

Изобретение относитс  к области гидротехнического строительства.The invention relates to the field of hydraulic engineering.

Цель изобретени  - упрощение конструкции сейсмостойкой плотины и тех- нологии производства работ, а также повышение надежности ее в эксплуатации .The purpose of the invention is to simplify the design of an earthquake-resistant dam and the production technology, as well as to increase its reliability in operation.

На фиг. 1 изображена бетонна  гравитационна  плотина предлагаемой конструкции, поперечный разрез , на фиг. 2 - график, показьгоающий вли ние сейсмоизолирующего сло  на распределение сейсмических ускорений по высоте плотины,- на фиг. 3 - система дей- ствующих на плотину сил; на фиг. 4 - схема определени  угла о графоаналитическим методом, на фиг. 5 - значени  вертикальных напр жений у напорной грани плотины в сечени х А-А и Б-Б (фиг. 1).FIG. 1 shows a concrete gravity dam of the proposed construction, a cross-section; FIG. 2 is a graph showing the effect of the seismic layer on the distribution of seismic accelerations over the height of the dam; FIG. 3 - the system of forces acting on the dam; in fig. 4 is a diagram for determining the angle of the grapho-analytical method; FIG. 5 - values of vertical stresses at the pressure face of the dam in sections A-A and B-B (Fig. 1).

Плотина состоит по длине из секций (не показано), кажда  из которых вы- (Полнена из верхнего блока 1, нижнего блока 2, сейсмоизоизолирующего сло  3, например, из песчано-гравий- ного грунта. В верхнем блоке выпол-. иена потерна 4 дл  устройства цементационной завесы 5. Верхний блок и слой опираютс  на основание. Слой 3 ориентирован перпендикул рно равнодействующей статических и сейсмических нагрузок (фиг. 3 и 4). Угол наклона к горизонтали определ етс  по формуле:The dam consists of sections (not shown) in length, each of which is from- (Complete from upper block 1, lower block 2, seismic insulating layer 3, for example, from sand and gravel soil. In the upper block, lost 4 for arranging the grout curtain 5. The upper block and the layer are supported on the base. Layer 3 is oriented perpendicular to the static and seismic loads (Fig. 3 and 4). The angle of inclination to the horizontal is determined by the formula:

tgoitgoi

с t кwith t to

1 + К 1 + K

JJ

JyJy

НH

де С - коэффшщент, характеризующий de C - coefficient characterizing

геометрию профил  сооружени , 45 значение которого возрастает с уменьшением заложени  низовой грани плотины; У о- объемный вес бетона плотины,the geometry of the structure of the structure, whose value increases with a decrease in the laying of the lower edge of the dam; At about - volumetric weight of concrete dam,

т/ ЗТ/м ,50t / ZT / m, 50

Н - высота плотины, м; В - ширина плотины по подошве, м; К - среднее горизонтальное сейсмическое ускорение, действующее на плотину, в дол х, gi К - то же, дл  вертикального ускорени ;H - the height of the dam, m; B - dam width along the base, m; K is the mean horizontal seismic acceleration acting on the dam, in series, gi K is the same for vertical acceleration;

g ускорение свободного падени , м/с.g acceleration of free fall, m / s.

о 5 0 about 5 0

5 0 55 0 5

00

5 five

00

Слой 3 располагаетс  в нижней части на мииима;1ьном рассто нии b от напорной грани, позвол ющем разнес- т тить между ними потерну 4.Layer 3 is located in the lower part of the shaft; 1 m distance b from the pressure face, which allows separation between them is lost 4.

Наличие ориентированного и расположенного указанным рбразом сейсмоизолирующего сло  приводит к расчленению секций плотины на два взаимодействующих через материал сло  блока: верховой и низовой, каждый из которых опираетс  на основание. Так как больша  масса сооружени  заключена в верховом блоке,-а площадь его опирани  на основание меньше, нежели у низового блока, то верховой блок передает на основание большую удельную нагрузку (на единицу контактной поверхности), что приводит к благопри тному перераспределению статических сжимающих напр жений в основании , нх увеличению в основании под .верховым блоком по сравнению с таковым под блоком низовым.The presence of a seismoisolation layer oriented and located as indicated above leads to the division of the dam sections into two block layers interacting through the material: upper and lower, each of which rests on the base. Since the large mass of the structure is enclosed in the upper block, and its area of bearing on the base is less than that of the lower block, the upper block transfers to the base a large specific load (per unit contact surface), which leads to a favorable redistribution of static compressive stresses at the base, nx increase at the base under the top block compared to that under the base block.

Как показывают исследовани , сжимающие напр жени  в основнии под . верховым блоком при наклоне сейсмоизолирующего елс  под углом об АО в 3 раза выше, чем под низовым блоком (фиг. 5). Повышенный уровень сжимающих статических напр жений в основании под верховой гранью преп тствует образованию трещин в цементационной завесе при землетр сенин. Ориентаци  сло  перпендикул рно равнодействующей всех сил обеспечивает посто нное сжатие материала сло  и передачу только сжимающих усилий на низовой блок плотины.Studies show that compressive stresses in the basement under. the upper unit when tilting the seismic insulating element at an angle about the AO is 3 times higher than under the lower unit (Fig. 5). The increased level of compressive static stresses at the base below the ridge prevents the formation of cracks in the cementing curtain during earthquake. The orientation of the layer perpendicular to the resultant of all forces ensures a constant compression of the material of the layer and the transfer of only compressive forces to the lower block of the dam.

Работа конструкции.Work designs.

При сейсмическом воздействии сооружение благодар  сейсмоизолирующему слою из материсша большей, нежели бетон, деформативности совершает сложные колебани : верховой блок плотины колеблетс  аналогично ма тнику , покачива сь на опоре малой площади , причем его колебани  ограничиваютс  сильно демпфируюш 1М материалом изолирующего сло . За счет этих двух факторов: колебаний .большой массы с малой площадью опирани  и наличи  демпфера существенно измен етс  спектр свободных колебаний плотины - периоды колеба.ний значительно возрастают (как показывают исследовани  дл  100 м плотины с В/Н 0,7 такое возрастание составл ет около четырех раз), что приводит к резкомуUnder seismic impact, the construction, due to the seismic insulating layer of the material greater than concrete, makes complex vibrations: the upper block of the dam oscillates in the same way as the tambourine, rocking on a small area support, and its vibrations are limited by a very damping 1M insulating layer material. Due to these two factors: oscillations. A large mass with a small footprint and the presence of a damper significantly changes the spectrum of free oscillations of the dam - periods of oscillations increase significantly (as shown by studies for a 100 m dam with В / Н 0.7 this increase is about four times), which leads to a sharp

5five

снижению сейсмической нагрузки на сооружение. Низовой блок плотины играет при этом роль упорного массива , воспринимакхчего через материал изолирующего сло  инерционную нагрузку , передаваемую верховым блоком. Существенное различие деформатив- ности бетона и материала сейсмоизо- лирующегг сло  обуславливает возможность несовпадени  фаз колебаний обеих блоков, существенные (на пор док ) различи  амплитуд их колебаний, что приводит к снижению сдвигающей сейсмической нагрузки, т.е. к повышению устойчивости сооружени  при землетр сении.reduce seismic load on the structure. In this case, the lower block of the dam plays the role of a thrust array, which is perceived by the inertial load transmitted through the upper block through the material of the insulating layer. The significant difference in the deformability of the concrete and the material of the seismic insulating layer makes it possible for the oscillation phases of the two blocks to differ, significant (almost) differences in the amplitudes of their oscillations, which leads to a decrease in the shear seismic load, i.e. to increase the stability of the structure during earthquake.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Бетонна  гравитационна  плотина дл  сейсмических районов, кажда  секци  которой выполнена из блоков, разделенных наклонным в сторону верхнего бьефа сейсмоизолирующим слоем из материала, акустическа  жесткость которого отличаетс  от акустическойConcrete gravity dam for seismic areas, each section of which is made of blocks separated by a seismic insulating layer of material inclined towards the headwater, whose acoustic rigidity differs from acoustic 273706273706 жесткости бетона, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и технологии производства работ и повышени  надежности ее в эксплуатации, верхний блок и слой, отдел ющий его от нижнего блока , сопр жены с основанием, при этом угол наклона сло  об к горизонту определ етс  по формулеthe rigidity of concrete, characterized in that, in order to simplify the design and production technology and increase its reliability in operation, the upper unit and the layer separating it from the lower unit are interfaced with the base, while the angle of inclination of the layer to the horizon by formula 10ten tgotgo С ± КС ± К IF  IF 5five 00 5five 1 ± TF IT1 ± TF IT где С - коэффициент, характеризующий геометрию профил  сооружени  ;where C is a coefficient characterizing the geometry of the structure of the structure; К - то же, дл  вертикального ускорени ;K is the same for vertical acceleration; Н - высота ппотин, м, В - ширина плотины по подошве,м g - объемный вес бетона плотины, г т/м ;H - height ppotin, m, B - width of the dam along the base, m g - volume weight of the concrete of the dam, g t / m; К - среднее горизонтальное сейсмическое ускорение, действующее на плотину,в дол х gj g - ускорение свободного падени , м/с .K is the mean horizontal seismic acceleration acting on the dam, in fractions gj g is the acceleration of free fall, m / s. WW сриг.Зsrig.Z Обозна ени Recognition fi-tudpocmamu4ecKoe давление на плотину 0,5Н G-вес плотины 0,5гл ГдНfi-tudpocmamu4ecKoe pressure on the dam 0.5N G-weight of the dam 0.5gl GdN ./T/.// ./T/.// .O.Z5 K-rs-m-H Принима  дл  9 баллов.O.Z5 K-rs-m-H Accepted for 9 points Iff.n 9Iff.n 9 Гдеп,.-2.,7 получаем dt anason угла,, о при роЗли н. напрабл. PC Gdep, .- 2., 7 we get dt anason angle ,, o when rozli n. on top PC Фиг.FIG.
SU874314452A 1987-10-09 1987-10-09 Concrete gravity dam for seismic regions SU1527370A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874314452A SU1527370A1 (en) 1987-10-09 1987-10-09 Concrete gravity dam for seismic regions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874314452A SU1527370A1 (en) 1987-10-09 1987-10-09 Concrete gravity dam for seismic regions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1527370A1 true SU1527370A1 (en) 1989-12-07

Family

ID=21330990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874314452A SU1527370A1 (en) 1987-10-09 1987-10-09 Concrete gravity dam for seismic regions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1527370A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293582A (en) * 2022-02-24 2022-04-08 中水北方勘测设计研究有限责任公司 Damping structure of concrete gravity dam in multiple earthquake areas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293582A (en) * 2022-02-24 2022-04-08 中水北方勘测设计研究有限责任公司 Damping structure of concrete gravity dam in multiple earthquake areas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trifunac et al. Apparent periods of a building. I: Fourier analysis
Carydis et al. The Emilia Romagna, May 2012 earthquake sequence. The influence of the vertical earthquake component and related geoscientific and engineering aspects
Esteva The Mexico earthquake of September 19, 1985—Consequences, lessons, and impact on research and practice
JP2006506564A (en) How to reduce the possibility of liquefaction of the basic soil
D'Appolonia Dynamic loadings
SU1527370A1 (en) Concrete gravity dam for seismic regions
SU1021717A1 (en) Foundation base
Maciag Experimental evaluation of changes of dynamic properties of buildings on different grounds
Ishizaki et al. Considerations on the vibrational behaviors of earth dams
SU817133A1 (en) Dam of locally available materials
Rajeswari et al. Seismic response of batter piles in liquefiable soils
SU1428819A1 (en) Method of protecting the foundations of buildings and structures on undermined territory
SU1645383A1 (en) Earthquake-proof foundation of building
Zarnani et al. Physical and numerical modeling of EPS geofoam buffers for seismic load reduction on rigid walls
Bongiovanni et al. Experimental seismic behaviour of base isolation systems in Italy during the 2016–2017 seismic sequence in central Italy
JP2651507B2 (en) Basic structure of structure
SU1761876A1 (en) Earthquake-proof foundation of building
SU1645382A1 (en) Foundation of earthquake-proof building
RU2008401C1 (en) Earthquake-proofing foundation construction
SU1286682A1 (en) Foundation for earthquake-proof building or structure
SU981512A1 (en) Earthquake-proof foundation for building, structure or plant
Candela et al. Static and Dynamic Testing on a Brick Masonry Pavilion Vault of the San Francesco di Paola Convent, in Roccabernarda (KR), Italy
Derghoum et al. INFLUENCE OF THE SEISMIC ACTION ON THE ROAD EMBANKMENT SLOPES STABILITY
SU540970A1 (en) Earthquake resistant foundation
SU1458485A1 (en) Concrete gravity dam