В книге освещены вопросы проектирования строительных конструкций гидротехнического и мелиоративного назначения: плоских затворов, резервуаров, водонапорных башен и подпорных стенок. В книге приведены также вспомогательные материалы, требующиеся при проектировании указанных сооружения, и даны примеры проектирования. Книга рассчитана на инженеров-проектировщиков и строителей гидротехнических сооружений и сооружений мелиоративного назначения. Ею смогут пользоваться также студенты гидротехнических институтов и факультетов.

Предисловие

Часть I. Плоские затворы гидротехнических сооружений

Глава I. Разновидности затворов. Материалы. Отверстия
Глава II. Общие конструктивные указания
Глава III. Силы и нагрузки, действующие на затворы
1. Общие сведения
2. Собственный вес затвора
3. Давление воды
а) Гидростатическое давление
б) Гидродинамическое давление
в) Давление поли
4. Давление наносов
5. Давление ветра
6. Давление льда
7. Сейсмические силы
8. Силы, препятствующие подъему (опусканию) затвора
Глава IV. Допускаемые напряжения, прогибы и гибкости
Глава V. Элементы плоского затвора
Глава VI. Типы плоских затворов и области применения их
1. Безригельные затворы
2. Многоригельные затворы
3. Двухригельные затворы
4. Затворы с клапаном, сдвоенные и секционные
5. Характеристика и области применения плоских затворов
Глава VII. Обшивка и балочная клетка
Глава VIII. Стойки и поперечные связи
Глава IX. Ригели
1. Общие сведения
2. Ригели из прокатных профилей    
3. Ригели из составных балок
4. Ригели из ферм
Глава X. Продольные связевые фермы
Глава XI. Опорно-концевые стойки
Глава XII. Опорно-ходовые части
1. Общие сведения
2. Конструирование и расчет скользящих опор
3. Конструирование и расчет колесных опорно-ходовых частей
Глава ХIII. Направляющие устройства
1. Обратные колеса
2. Боковые направляющие устройства
Глава XIV. Уплотнения
Глава XV. Закладные части
1. Общие сведения
2. Ходовые закладные части
3. Закладные части под уплотнения
4. Обогрев затворов
Глава XVI. Подъемные устройства
1. Подъемные механизмы
2. Тяги и подвесы
3. Подхваты
4. Подъемное и опускное усилия
Глава XVII. Пример проектирования плоского поверхностного затвора со сквозными ригелями
1. Основные данные, выбор схемы затвора и назначение основных геометрических размеров его
2. Обшивка и вспомогательные балки
3. Фермы поперечных связей
4. Опорные давления и узловые нагрузки ферм ригелей
5. Усилия в стержнях фермы ригеля
6. Подбор сечений стержней фермы ригеля
7. Крепления в узлах
8. Ферма продольных связей
9. Опорно-концевая стойка
10. Опорно-ходовые устройства
11. Подъем и опускание затвора
Глава XVIII. Пример проектирования плоского глубинного затвора с прокатными ригелями
1. Основные данные
2. Описание конструкции
3. Применяемые материалы и нормативные данные
4. Нагрузки
5. Обшивка
6. Вспомогательные балки
7. Ригели
8. Опорно-концевые стойки
9. Подъемная ферма
10. Колеса
11. Подвес и штанги
12. Подъем и опускание затвора
13. Закладные ходовые части
14. Подхват

Часть II. Резервуары и водонапорные башни

Глава I. Резервуары
1. Разновидности резервуаров
2. Стальные резервуары
3. Деревянные резервуары
4. Железобетонные резервуары
5. Каменные резервуары
6. Особенности конструкций резервуаров, возводимых на лессовидных просадочных грунтах и в сейсмических районах
Глава II. Водонапорные башни и колонны
1. Водонапорные башни
2. Водонапорные колонны    
Глава III. Особенности расчета резервуаров
1. Принципы расчета оболочки резервуара
2. Уравнение изогнутой оси балки
3. Изгиб балки на упругом основании
а) Длинная балка постоянного сечения на однородном упругом основании (или длинный замкнутый круговой цилиндр постоянной толщины)
б) Жесткая балка на упругом основании
4. Плиты, опертые по контуру
5. Основы безмоментной теории осесимметричных оболочек    
а) Общие уравнения безмоментной теории
б). Цилиндрическая оболочка
в) Комическая оболочка
г) Сферическая оболочка
6. Основы теории изгиба осесимметричных оболочек
а) Общее дифференциальное уравнение осесимметричных оболочек
б) Оболочки постоянной толщины
в) Цилиндрическая оболочка постоянной толщины
г) Круговое кольцо
д) Цилиндрическая оболочка линейно меняющейся толщины
е) Коническая оболочка постоянной толщины
ж) Сферическая оболочка постоянной толщины
з) Пологие оболочки
и) Круглая плита (пластинка) как частный случай оболочки
к) Круглая плита постоянной толщины
л) Круглая плита (пластинка) линейно меняющейся толщины
м) Круглая плита постоянной толщины на упругом основании
Глава IV. Статика железобетонных резервуаров
1. Системы уравнений
2. Решение симметричной системы трехчленных линейных алгебраических уравнений
3. О выборе основной системы
Глава V. О выборе основных геометрических размеров наземных и подземных резервуаров
1. Наземные резервуары
а) Открытые прямоугольные и квадратные в плане резервуары малой емкости
б) Открытый цилиндрический резервуар малой емкости с плоским днищем
в) Открытый цилиндрический резервуар малой емкости с коническим днищем
г) Открытый цилиндрический железобетонный резервуар с плоским днищем
2. Подземные железобетонные резервуары
а) Прямоугольный резервуар с безбалочными покрытием и днищем
б) Цилиндрический резервуар с безбалочными покрытием и днищем при расположении колонн по сторонам квадрата
в) Цилиндрический резервуар с одной колонной в центре
Глава VI. Краткие сведения о методах возведения и испытания резервуаров и водонапорных башен
1. О методах возведении резервуаров
2. О методах возведения водонапорных башен
3. Испытание резервуаров и водонапорных башен перед сдачей их в эксплуатацию
Глава VII. Примеры расчета резервуаров и башен
1. Выбор основных геометрических размеров и расчет прочности открытого цилиндрического железобетонного резервуара для сухих грунтов
а) Выбор основных геометрических размеров резервуара
б) Определение меридиональных изгибающих моментов
в) Расчет усилий в стенке и днище резервуара
г) Подбор сечений арматуры
2. Расчет подземного цилиндрического резервуара емкостью 100 м3
а) Выбор основных геометрических размеров резервуара
б) Определение меридиональных изгибающих моментов в узлах
в) Расчет усилий в стенке и днище резервуара
3. Расчет подземного железобетонного резервуара емкостью 200 м3 с одной колонной в центре при плоских покрытии и днище
а) Выбор основных геометрических размеров резервуара
б) Первый случай загружения (резервуар засыпан и опорожнен)
в) Второй случай загружения (резервуар наполнен водой, не засыпан)
4. Расчет цилиндрической железобетонной водонапорной башни с резервуаром емкостью 410 м3
а) Шатер башни
б) Резервуар
в) Расчет опорного узла резервуара
г) Подбор сечений арматуры н стенке резервуара
д) Подбор сечении арматуры в днище
е) Подбор сечений арматуры в опорном кольце
ж) Корпус башни    
з) Фундамент башни
5. Статический расчет подземного железобетонного резервуара емкостью 300 м3 для района, подверженного сейсмическим колебаниям
а) Условия работы резервуара
б) Выбор материала конструкций и обоснование конструктивной схемы
в) Основные данные для расчета
г) Подсчет нагрузок и предварительный подбор сечений элементов резервуара
д) Статический расчет резервуара на симметричную нагрузку в период между землетрясениями
е) Влияние сейсмического толчка
6. Расчет подземного резервуара с каменной стенкой, усиленной безопалубочным железобетоном
а) Конструкция и материал резервуара
б) Геометрические размеры резервуара
в) Характеристика принятых грунтов, действующие силы и нагрузки
г) Расчет покрытия
д) Проверка плиты покрытия на продавливание
е) Расчет колонны
ж) Расчет стенки
з) Подбор сечений стенки и арматуры
и) Расчет днища
к) Проверка давления на грунт
л) Проверка на всплывание

Часть III. Подпорные стенки

Глава I. Конструкция подпорных стенок
1. Общие сведения
2. Материалы для подпорных стенок
3. Типы подпорных стенок
а) Каменные подпорные стенки из сухой бутовой кладки
б) Подпорные стенки бетонные и из каменной кладки на растворе
в) Железобетонные подпорные стенки
Глава II. Определение сил, действующих на подпорную стенку
1. Общие сведения
2. Практические способы определения давления грунта на подпорные стенки
а) Основные положения теории предельного равновесия сыпучих тел
б) Графическое определение давления земли на стенку
в) Аналитическое определение величины силы давления земли на стенку и плеча ее приложения
г) Определение величины силы давления грунта на стенку и плеча ее приложения при помощи таблиц
д) Диаграмма полных давлений и диаграмма интенсивности давления
е) Применение графического способа определения давления земли при наличии на призме обрушения равномерно распределенной временной нагрузки
ж) Применение графического способа определения давления земли при ломаной поверхности стенки
з) Пассивное давление (отпор) сыпучего тела
и) Влияние воды на величину давления грунта
3. Особенности расчета подпорных стенок в сейсмических районах
Глава III. Расчет подпорных стенок
1. Проверка подпорной стенки на устойчивость
а) Проверка на устойчивость против опрокидывания
б) Проверка на устойчивость против скольжения
2. Проверка давления на грунт под подошвой фундамента
3. Расчет стенок на прочность
4. Аналитическое определение размеров фундаментов подпорных стенок
Глава IV. Шпунтовые стенки
1. Общие сведения
2. Конструкция шпунтовых стенок
а) Деревянные шпунтовые стенки
б) Стальные шпунтовые стенки
в) Железобетонные шпунтовые стенки
3. Расчет шпунтовых стенок
а) Устойчивость и прочность свободной шпунтовой стенки при действии сосредоточенной горизонтальной силы
б) Устойчивость и прочность свободной шпунтовой стенки при действии на нее давления земли
в) Расчет анкерных шпунтовых стенок
Глава V. Примеры расчета и конструирования подпорных стенок
1. Бетонная подпорная стенка
2. Железобетонная уголковая подпорная стенка без ребер
3. Железобетонная уголковая подпорная стенка с ребрами
4. Ряжевая подпорная стенка
5. Свободная стальная шпунтовая стенка
6. Незащемленная анкерная шпунтовая стенка
7. Защемленная анкерная шпунтовая стенка

Приложение I. Графики для подбора сечений сжатых элементов, составленных из двух равнобоких уголков, по гибкости относительно оси х—х
Приложение II. Основные сведения, необходимые при проектировании бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений    
I. Материалы
II. Бетонные конструкции
III. Железобетонные конструкции
IV. Малоармированные конструкции
V. Указания по конструированию 

Литература

Предисловие

Грандиозный объем гидротехнического и мелиоративного строительства, осуществляемого в нашей стране в соответствии с решениями партии и правительства, требует выполнения в общем комплексе этих сооружений очень большого количества разнообразных строительных конструкций гидротехнического и мелиоративного назначения: затворов, подкрановых и служебных мостов, трубопроводов, резервуаров, водонапорных и уравнительных башен, подпорных стенок, струенаправляющих систем и многих других.

Перечисленные конструкции имеют специфические особенности, существенно отличающие их от обычных строительных конструкций промышленного и гражданского назначения.

Проектирование и возведение указанных строительных конструкций гидротехнического назначения для крупнейших объектов обычно выполняются специализированными организациями, накопившими большой опыт, разработавшими свои технические условия, инструкции, типовые решения, нормали и другие ценные подсобные материалы.

Проектирование и возведение строительных конструкций гидротехнического назначения для средних и малых мелиоративных объектов и для целей сельскохозяйственного водоснабжения обычно производятся местными неспециализированными организациями. Инженерам этих организаций приходится эпизодически заниматься проектированием самых разнообразных объектов.

Настоящая работа ставит цель оказать техническую помощь указанной многочисленной группе инженеров.

Кроме того, книга может служить учебным пособием для студентов мелиоративной, гидротехнической, водоснабженческой и других аналогичных специальностей при выполнении ими курсовых и дипломных проектов по строительным конструкциям гидротехнического назначения.

Книга состоит из следующих трех частей:
I—плоские затворы гидротехнических сооружении;
II—резервуары и водонапорные башни;
III—подпорные стенки.

Первая часть написана доктором технических наук, профессором А.И. Отрешко, вторая — кандидатом технических наук, доцентом К.В. Шмурновым, а третья часть — кандидатом технических наук, доцентом А.М. Ивянским совместно с инженером М.Г. Ивянским. Общее руководство и редактирование выполнены профессором А.И. Отрешко.

При работе над книгой были использованы материалы Московской и Ленинградской проектных контор Гидростальпроекта для первой части и Государственного института по проектированию специальных сооружений нефтяной промышленности — для второй части. Авторы приносят большую благодарность коллективу указанных организаций и их руководству.

Авторы приносят глубокую благодарность академику Е.А. Замарниу и профессору, доктору технических наук А.В. Калинникову, инженерам Я.И. Ветухновскому, А.И. Дощечко и кандидату технических паук М.С. Бернштейну за их ценные указания, сделанные при рецензировании рукописи, а также кандидату технических наук В.М. Алексееву, взявшему на себя труд по специальному редактированию настоящей книги.