Побудова епюр вертикальної складової сили надлишкового гідростатичного тиску, що діє на межі греблі

Эпюрами, выражающими вертикальную составляющую силы избыточного гидростатического давления, являются поперечные сечения «тел давления «. Чтобы построить поперечные сечения «тел давления «через крайние точки d и c смачиваемой жидкостью поверхности d — c, крайние точки c и b смачиваемой жидкостью поверхности c — b и крайние точки g и k смачиваемой жидкостью поверхности g — k проводятся вертикальные линии до пересечения с горизонтом жидкости (или его продолжением). Фигуры, ограниченные этими вертикалями, горизонтом жидкости (или его продолжением) и самими поверхностями, представляют собой поперечные сечения «тел давления ». Площади этих фигур числено равны величине P_{z (d} — _c), P_{z (c} — _b) и P_{z (g} — _k) Силы P_{z (d} — _c), P_{z (c} — _b) и P_{z (g} — _k) проходят через центры тяжести этих эпюр. (рис. 1.3).

Определение величины и линии действия силы избыточного гидростатического давления на поверхность a — b — c — d плотины

Величина горизонтальной составляющей силы гидростатического давления будет равна :

P_xi = (_эп) _Pxi ^. b ^., (1.2).

где (_эп) _Pxi — площадь i-ой эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления, м²; b — ширина плотины, м (b=1м).

Площадь эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления для грани a — b — c — d будет равна площади трапеции a’d’m :

(_эп) _{Px (a — b} — _{c — d)} = (H₁ ^. H₁)/2 = (8+8)/2 = 32 м² ;

P_{x (a — b} — _{c — d)} = 32 ^.1 ^.10⁴ = 32 ^.10⁴ Н .

Величина вертикальной составляющей силы гидростатического давления будет равна :

P_zi = (_эп) _Pzi ^. b ^., (1.3).

где (эп) Pzi — площадь поперечного сечения i-ого" тела давления «.

Площадь эпюры вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления для грани a — b — c — d будет равна площади многоугольника dcbad'' :

(_эп) _{Pz (a — b} — _{c — d)}= (_эп) _{Pz (c — d)}+ (_эп) _{Pz (b} — _c)

(_эп) _{Pz (c — d)} =((H₁+H₂)/2)(H₄ / tg (/2) ^. 2 = 14 м² ;

• (_эп) _{Pz (b — c)} =((H₂+H₃)/2)(be / tg (/2) ^. (2/2) = 5 м²
• (_эп) _{Pz (a — b} — _{c — d)}= (_эп) _{Pz (c — d)}+ (_эп) _{Pz (b} — _c) = 19 м²

P_{z (a — b} — _{c — d)}= 19 ^.1 ^.10⁴= 19 ^.10⁴ Н .

Величина силы гидростатического давления вычисляется по формуле :

Р_i = (P_xi ² + P_zi ²)^½. (1.4).

Положение линии действия силы избыточного гидростатического давления определяется углом наклона линии действия силы к горазонтали, тангенс этого угла равен :

tg_i = P_zi /P_xi,, (1.5).

где _i — угол наклона линии действия силы избыточного гидростатического давления, действующей на i-ую грань плотины.

Величина силы избыточного гидростатического давления, действующей на грань a — b — c — d плотины будет равна :

Р_{(a — b} — _{c — d)} =((19 ^.10⁴)²+(32 ^.10⁴)²)^½ = 37.22 ^.10⁴ H .

Угол наклона линии действия силы избыточного гидростатического давления, действующей на грань a — b — c — d плотины будет равен :

tg_{(a — b} — _{c — d)} =19 ^.10⁴/ 32 ^.10⁴ = 0.5938 ;

_{(a — b} — _{c — d)} 30 41' .