автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Развитие теории и совершенствование методов расчета массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений

На правах рукописи

ЛИСИЧКИН Сергей Евгеньевич

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА МАССИВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И НАПОРНЫХ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

05.23.07 - Гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА-2004

Диссертация выполнена в ОАО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» и ООО «Центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике»

Научный консультант: -доктор технических наук

Официальные оппоненты: —доктор технических наук, профессор -доктор технических наук, профессор -доктор технических наук, профессор

Рубин О.Д.

Фролов М.И. Ляпичев Ю.П. Шайтанов В.Я.

Ведущая организация: ИНПЦ «Союзводпроект»

к дгщ г. в

часов на

Защита состоится заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете природообустройства в аудитории 201/1 по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, 19.

С диссертационной работой можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан

»

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Евдокимова И.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время первоочередное значение приобретает проблема повышения надежности и безопасности гидросооружений в рамках реализации Закона РФ «О безопасности гидротехнических сооружений», требующего обеспечения безаварийной эксплуатации гидротехнических сооружений. Такой подход коренным образом отличается от подходов и тенденций предшествующего периода, направленных на повсеместную экономию строительных материалов, в том числе за счет не вполне обоснованного снижения коэффициентов запаса.

Значительные объемы основных гидротехнических сооружений (таких как плотины, водоприемники, оголовки и порталы туннелей, здания ГЭС, насосные станции, шлюзовые и подпорные сооружения, мосты, эстакады, и др.) составляют массивные железобетонные конструкции: непосредственно массивы плотин, агрегатных блоков машзалов, голов шлюзов, бычков, устоев, контрфорсов; напорные стены зданий ГЭС; фундаментные, водосливные плиты и плиты перекрытий; забральные, упорные, подкрановые, главные балки; шлюзовые, подпорные, разделительные стены, консольные элементы различного назначения и другие.

Обязательной принадлежностью средне- и высоконапорных гидроэлектростанций являются массивные сталежелезобетонные конструкции водопроводяще-го тракта: водоводы и турбинные блоки с размещенными внутри их массивов спиральными камерами, в том числе значительных диаметров (порядка нескольких метров). Они имеют внутреннюю стальную оболочку и окружающую железобетонную часть, работающие совместно; при этом разрыв внутренней стальной оболочки может привести к затоплению ГЭС при недостаточной прочности железобетона.

Поскольку повреждения, преждевременный выход из строя и аварии ответственных гидросооружений и их массивных конструкций могут привести к катастрофическим последствиям и сопровождаться не только значительным материальным ущербом, но и человеческими жертвами, решение задач по повышению надежности и безопасности на основе развития теории железобетона в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также в направлении разработки новых технических решений по армированию гидротехнических сооружений приобретает важное значение для народного хозяйства.

Перечисленные массивные конструкции составляют особый класс конструкций, качественным образом отличающихся от обычных железобетонных конструкций общестроительного назначения. Ввиду характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона (таких как значительные размеры; низкое содержание арматуры большого диаметра; наличие контактных строительных швов, ослабляющих сооружения; особый характер развития трещин, в том числе по швам; сложное напряженное

вующих нагрузок, включая противодавление воды в раскрывшихся трещинах и швах; и другие) требуются специальные подходы к расчетам напряженного состояния, прочности и к назначению армирования.

Методы расчета основных типов представленных выше массивных конструкций гидросооружений были разработаны различными группами ведущих специалистов при различных методологических подходах и, при своих несомненных достоинствах, не в полной мере учитывают характерные особенности массивного гидротехнического железобетона.

В настоящее время существует ряд нормативно-методических документов (в основном, разработанных несколько десятилетий назад), которые основаны на традиционных устаревших представлениях и предпосылках, предусматривают различный уровень запаса прочности и надежности (в основном сниженный до минимального уровня) и, как показала многолетняя практика проектирования, строительства и эксплуатации, а также данные экспериментальных и натурных исследований, не в полной мере учитывают характерные особенности работы массивных железобетонных сооружений и конструкций, в ряде случаев не обеспечивают современных высоких требований по надежности и безопасности гидросооружений, что привело к необходимости проведения дорогостоящих восстановительных мероприятий.

Отрицательно сказывается и то обстоятельство, что из действующих в настоящее время нормативных документов исключены положения об учете аварийных ситуаций, что существенно снижает надежность и безопасность.

Традиционные схемы армирования массивных сооружений и конструкций, основанные на устаревших предпосылках методов расчета и нормативных документов, также имеют характерные недостатки, что приводит к опасному характеру трещинообразования (в том числе по контактным швам), не предусмотренному при проектировании, и последующему преждевременному снижению эксплуатационных свойств, а также к выходу из строя и разрушению. При этом в ряде случаев армирование назначается конструктивно, без расчетного обоснования, из-за отсутствия соответствующих методов расчета.

Вместе с тем, в настоящее время отсутствует единый подход к решению проблемы по определению сложного напряженного состояния и прочности (включая разработку схем армирования) распространенных типов массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидросооружений.

Приведенные выше положения подтверждают актуальность выбранной темы работы.

Представленная диссертационная работа посвящена решению научной проблемы развития теории массивного железобетона, имеющей важное хозяйственное значение, в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также разработки и научного обоснования технических решений по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезо-

бетонных конструкций с целью повышения надежности и обеспечения безопасности гидротехнических сооружений.

Цель и задачи диссертационной работы. Исходя из вышеизложенного, цель диссертационной работы заключается в развитии теории железобетона в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета напряженного состояния и прочности массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений на основе единого методологического подхода; в разработке практических рекомендаций по расчету и в принципиальном усовершенствовании схем армирования для повышения надежности и безопасности; а также в развитии и совершенствовании нормативно-методической базы проектирования гидротехнических сооружений.

Для достижения вышеуказанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

выполнить анализ основных типов массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений, методов их расчета (включая метод численного математического моделирования их работы) и положений нормативно-методических документов;

разработать классификацию многообразных массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций по своим характерным признакам;

- усовершенствовать метод численного моделирования гидросооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций при централизованном единообразном подходе и максимальном учете характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона.

Для массивных железобетонных конструкций балочного типа:

-выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности, в том числе при наличии наклонных граней и контактных строительных швов;

- усовершенствовать существующий метод расчета вторичных полей напряжений и разработать новый метод расчета вторичных напряжений (в том числе с учетом наклонных граней, контактных строительных швов и сложной формы сечения) на основе блочных моделей;

-разработать новый метод расчета прочности с учетом распределения вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов;

-разработать практические рекомендации по расчету напряженного состояния, прочности и армирования, а также усовершенствовать на расчетной основе схемы их армирования.

Для строительных контактных швов в массивных конструкциях гидросооружений:

- провести экспериментальные исследования сопротивления контактных швов при сложном напряженном состоянии, в том числе с учетом пересекающих их арматурных стержней;

- усовершенствовать метод расчета прочности неармированных и армированных контактных швов при сложном напряженном состоянии;

- разработать практические рекомендации по расчету прочности неармированных и армированных контактных швов в массивных железобетонных конструкциях гидросооружений, охватывающих полный диапазон действия усилий;

Для объемных и плоскостных массивных железобетонных конструкций со взаимно перпендикулярным расположением арматуры:

- выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности конструкций при различном наклоне арматурных стержней большого диаметра по отношению к направлению действующего усилия;

- разработать инженерные методы расчета и практические рекомендации по расчету прочности и по армированию с учетом распределения главных напряжений.

Для массивных напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводя-щего тракта (водоводов и турбинных блоков со спиральными камерами):

- выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности конструкций водоводов и развилок;

- провести теоретические (аналитические) и расчетные (численными методами) исследования напряженного состояния и прочности в целом, а также для характерных элементов (развилок, колен и др.) и характерных участков (входных, компенсационных участков, околостаторных зон и др.);

- усовершенствовать методы расчета прочности с учетом сложного пространственного напряженного состояния и аварийных случаев с разработкой практических рекомендаций по расчету прочности и армирования с усовершенствованием схем армирования.

Разработать предложения по совершенствованию и развитию положений нормативных и нормативно-методических документов по расчету прочности и армирования массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

Научную новизну диссертации составляют следующие результаты, развивающие теорию массивного гидротехнического железобетона:

— разработанная впервые классификация многообразных массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций по характерным признакам: конструктивным особенностям, сложному характеру напряженного состояния, по способу определения условий наступления предельного состояния, а также по характеру механизмов трещинообразования и разрушения;

— усовершенствованный метод численного моделирования гидросооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций при централизованном единообразном подходе и максимальном учете характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона;

- новые экспериментальные данные о характере трещинообразования, о напряженном состоянии и прочности, а также о характере разрушения массивных железобетонных конструкций балочного типа, в том числе с продольными и поперечными контактными швами и наклонными гранями;

- усовершенствованный метод расчета вторичных полей напряжений и разработанный на основе блочных моделей новый метод расчета вторичных напряжений в массивных железобетонных конструкциях балочного типа, в том числе при наличии наклонных граней, контактных швов и сложной (тавровой) формы сечения, включая разработанную впервые новую зависимость для расчета касательных напряжений в конструкциях с наклонными гранями;

- новый метод расчета прочности, трещиностойкости и армирования, в том числе в продольных сечениях конструкций балочного типа, с учетом вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов;

- разработанные практические рекомендации по расчету напряженного состояния и прочности, а также усовершенствованные схемы армирования массивных железобетонных конструкций балочного типа (в том числе имеющих контактные швы, наклонные грани и сложную форму сечения), принципиально отличающиеся от традиционных схем в направлении перевода части армирования из разряда конструктивного в разряд рабочего на характерных участках, включая зоны контактных строительных швов, применение которых способствует повышению надежности и безопасности сооружений;

- новые данные экспериментальных исследований прочности контактных строительных швов при сложном напряженном состоянии и сопротивления сдвигу арматуры, пересекающей контактные швы и трещины;

- усовершенствованный в целях повышения надежности и безопасности метод расчета прочности контактных строительных швов в массивных конструкциях гидросооружений при сложном напряженном состоянии с учетом новых данных экспериментальных исследований сопротивления контактных строительных швов и пересекающих их арматурных стержней;

- разработанные практические рекомендации по расчету прочности контактных строительных швов (в том числе армированных) в гидросооружениях, впервые охватывающие полный диапазон сочетания действующих усилий (растяжение, сжатие и сдвиг);

- новые данные экспериментальных исследований массивных конструкций со взаимно перпендикулярным расположением арматуры, полученные впервые на крупномасштабных моделях (натурных фрагментах сооружений) с арматурой большого диаметра, характерной для гидросооружений;

- новые инженерные методы расчета прочности и армирования, разработанные впервые для объемных и плоскостных массивных конструкций гидросооружений при взаимно перпендикулярном расположении арматурных стержней большого диаметра с учетом распределения главных напряжений, обоснованные теоретически и экспериментально;

- разработанные впервые практические рекомендации по расчету прочности массивных объемных и плоскостных железобетонных конструкций при взаимно перпендикулярном расположении арматурных стержней, обеспечивающие эффективное армирование и безопасную эксплуатацию гидросооружений;

- новые данные экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и прочности сталежелезобетонной конструкции развилки напорного водовода (узла распределителя), обосновывающие уточненные решения (включая схемы армирования) распределителя напорного водовода;

- новые результаты расчетно-теоретических исследований напряженного состояния и прочности сталежелезобетонных конструкций водоводов и турбинных блоков с учетом характерных элементов и участков, имеющие принципиальные отличия от традиционных представлений;

- усовершенствованные методы расчета прочности и армирования массивных напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта: водоводов (в том числе их развилок, распределителей, компенсационных и входных участков) и турбинных блоков со спиральными камерами с учетом новых данных экспериментальных и расчетно-теоретических исследований, впервые учитывающие для повышения надежности и безопасности гидросооружений фактическое напряженное состояние листовой и арматурной стали и действие нагрузок аварийных случаев;

- практические рекомендации по расчету и по армированию массивных сталежелезобетонных конструкций напорных водоводов (в том числе развилок, распределителей, компенсационных и входных участков) и турбинных блоков со спиральными камерами, разработанные с учетом фактического сложного напряженного состояния и нагрузок аварийного случая, повышающие надежность и безопасность сооружений;

- усовершенствованные схемы армирования массивных напорных ста-лежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта гидросооружений (в том числе разработанные впервые для компенсационных, входных участков и распределителей водоводов, нижних околостаторных зон турбинных блоков и вокруг спиральных камер с мягкой прокладкой), принципиально отличающиеся от традиционных схем заменой конструктивной арматуры рабочей арматурой, определяемой расчетом, обеспечивающие безопасность сооружений при аварийной ситуации в случае повреждения внутренней стальной оболочки;

- разработанные в целях повышения надежности и безопасности гидротехнических сооружений положения нормативных и нормативно-методических документов по расчетам прочности, трещиносгойкости и армирования массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций, дополняющие и уточняющие действующие нормативные и нормативно-методические документы. Все перечисленные результаты выносятся на защиту.

Достоверность результатов исследований, научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается:

- хорошим согласованием теоретических, расчетных (численными методами) и экспериментальных данных;

- применением при экспериментальных и численных исследованиях положений теории планирования экспериментов, проверенных на практике методов испытаний и контрольно-измерительной аппаратуры;

- использованием для сопоставления результатов натурных исследований;

- применением апробированных (в том числе на тестовых задачах) методов численного моделирования в рамках известных и широко применяемых программных комплексов;

- проведением анализа экспериментальных результатов и построением на их основе теоретических зависимостей с применением методов математической статистики.

Практическое значение работы состоит в использовании разработанных автором методов расчета, практических рекомендаций по расчету и технических решений по армированию массивных конструкций при проектировании, строительстве, оценке эксплуатационного состояния (с учетом данных натурных наблюдений), усилении, ремонте и реконструкции конкретных гидросооружений. Применение разработанных и усовершенствованных автором методов расчета и практических рекомендаций (достаточно простых, физически ясных и удобных для проведения инженерных расчетов в практической деятельности проектировщиков и исследователей), а также новых и принципиально усовершенствованных схем армирования способствует повышению надежности гидросооружений и обеспечению их безопасности в соответствии с возросшим уровнем современных требований к гидросооружениям. На основе результатов исследований был разработан ряд применяемых на практике нормативно-методических документов.

Личный вклад соискателя состоит в постановке задач исследований, теоретической разработке новых расчетных зависимостей методов расчета, практических рекомендаций по расчету и положений нормативно-методических документов, а также в научном руководстве и непосредственном участии на протяжении многих лет в проведении экспериментальных и расчетных исследований массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций проектируемых, строящихся и эксплуатируемых сооружений. Основные результаты работы получены автором лично. Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность докт. техн. наук О.Д.Рубину и докт. техн. наук, профессору За-лесову А.С. за плодотворное научное сотрудничество, ценные советы и помощь в работе над диссертацией, а также докт. техн. наук Николаеву В.Б. за ценные предложения и сотрудничество на начальных этапах работы.

Внедрение результатов работы. Значительная часть расчетно-теоретических и экспериментальных исследований проводилась по заказам про-

ектных, строительных и эксплуатационных организаций для конкретных объектов гидроэнергетики. Результаты диссертационной работы внедрены автором при обосновании проектных решений и мероприятий по усилению и ремонту, при оценке состояния эксплуатируемых сооружений, а также непосредственно при строительстве сооружений ряда отечественных и зарубежных объектов: Ауши-герская, Богучанская, Юмагузинская ГЭС, Загорская ГАЭС, ГЭК «Аль-Вахда» (Марокко), гидроузлы «Тери» (Индия), «Три Ущелья» (Китай), «Чжэньхэвань» (Китай), «Капанда» (Ангола), канал им. Москвы, Плявиньская ГЭС, Павловская ГЭС и др. На основании результатов расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, анализа действующих нормативных документов разработаны и внедрены положения по расчету массивных конструкций в «Пособие» к СНиП 2.06.08-87, окончательную редакцию норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций гидросооружений СНиП 33-08-03, в «Рекомендации» института «Гидропроект» по расчету балочных и массивных конструкций гидросооружений, по расчету и оценке состояния напорных водоводов и др.

Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались: на IV научно-техническом совещании Гидропроекта по вопросам совершенствования научных исследований, ускорения внедрения достижений науки и техники в проекты с целью повышения эффективности строительства и эксплуатации ГЭС, ГАЭС и АЭС, Москва, 1982 г.; на Всесоюзных научно-технических совещаниях «Предельные состояния бетонных и железобетонных конструкций энергетических сооружений», г. Нарва, 1986 и 1990 гг.; на V научно-техническом совещании Гидропроекта по вопросам повышения эффективности и качества научных исследований и проектирования, ускорения внедрения достижений научно-технического прогресса при строительстве и эксплуатации гидротехнических объектов в свете решений XXVII съезда КПСС, Москва, 1987 г.; на Всесоюзном научно-техническом совещании «Основные направления совершенствования исследований и проектирования энергетических объектов (ТЭС и АЭС)», г.Нарва, 1991 г.; на XXI научно-технической и методической конференции «Наука и высшее образование 96», Москва, 1996 г.; на Международном симпозиуме «International symposium on new trends and guidelines on dam safety», Барселона, Испания, 1998 г.; на 5-м Международном конгрессе ЭКВАТЭК-2002 «Вода: экология и технология», Москва, 2002 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении», Москва, 2003 г.

Публикации по теме диссертации. Результаты исследований, проведенных лично, а также под научным руководством и при непосредственном участии автора, опубликованы в 69 работах: статьях в научно-технических журналах, сборниках научных трудов, материалах конгрессов и конференций (журналы: «Гидротехническое строительство» и «Энергетическое строительство», сборники

трудов «Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», «Сборник трудов Гидропроекта», «Безопасность энергетических сооружений», «Материалы координационных совещаний по гидротехнике» и др.).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения и список литературы из 213 наименований. Объем диссертации 564 страницы основного текста, в том числе 30 таблиц и 158 иллюстраций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы и темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, рассмотрена изученность проблемы, представлены научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы, обоснована достоверность полученных результатов, приведены сведения о структуре и объеме диссертации.

В первой главе автором выполнен анализ наиболее распространенных массивных конструкций железобетонных гидротехнических сооружений, разработана их классификация по характерным признакам и усовершенствован метод численного моделирования сооружений и их массивных конструкций.

Массивные железобетонные и напорные сталежелезобетонные конструкции гидротехнических сооружений составляют целый особый класс, качественным образом отличающихся от обычных железобетонных конструкций общестроительного назначения, и требуют специальных подходов к расчету напряженно-деформированного состояния и прочности (включая назначение армирования) вследствие своих характерных особенностей.

Массивный гидротехнический железобетон характеризуется значительными габаритами (более 1 м); во многих случаях переменной высотой сечения при наличии наклонных граней; низкой степенью содержания арматуры (как, правило, менее 0.5%) на грани конструктивной и расчетной; невысокими классами бетона (В10-В25) и арматуры с выраженной площадкой текучести (А-1, А-11, А-Ш); большими диаметрами арматуры (до 40мм А-Ш и до 80 мм А-П), обладающей значительным нагельным сопротивлением сдвигу; наличием, практически во всех случаях, контактных строительных швов; особым характером трещинообразова-ния (в том числе развитием выраженных магистральных и вторичных трещин, раскрытием контактных швов), определяющим характер предельного состояния и механизмы разрушения; сложным напряженным состоянием (возникающим даже в стержневых элементах после образования трещин) и пр. Особо следует подчеркнуть, что строительные контактные швы являются неотъемлемой частью гидросооружений, массивные конструкции которых возводятся, как правило, ярусами с перерывами в бетонировании (реже в сборно-монолитном варианте), а также

при ремонте (реконструкции) или усилении сооружений посредством замены поврежденного или укладки дополнительного бетона. Практически отсутствуют специальные положения нормативных документов по проектированию контактных швов в гидросооружениях, расчетам их прочности, в том числе с учетом усиления швов армированием.

По своим конструктивным особенностям (соотношениям длины, высоты и толщины), характеру трещинообразования, напряженного состояния и способу определения наступления предельного состояния в соответствии с разработанной автором классификацией такие массивные конструкции можно разделить на три основные группы: 1) железобетонные балочного типа (стержневые), 2) железобетонные объемные, работающие при всестороннем нагружении, и плоскостные (или плитные), работающие в своей плоскости, 3) напорные сталежелезобетонные конструкции водопроводящего тракта, в которых совместно работают внутренняя стальная оболочка и железобетон.

В конструкциях балочного типа первой группы трещины образуются и предельное наступает в конкретных нормальных или наклонных, а также в слабонаклонных или горизонтальных сечениях (для случаев появления вторичных трещин), в том числе в сечениях, совпадающих с контактными строительными швами. Условия наступления предельных состояний выражаются через усилия (изгибающий момент, продольная и поперечная сила) и расчеты прочности проводятся в расчетных сечениях, расположение которых в таких случаях не сложно прогнозировать. При этом методы расчета и нормативные документы не учитывают целый ряд важных особенностей этих конструкций, в том числе особый (вторичный) характер трещинообразования и наличие контактных швов. К ним относятся балочные и плитные, работающие по балочной схеме, конструкции: забральные, упорные, подкрановые балки, главные балки мостов; фундаментные и водосливные плиты, плиты перекрытий; подпорные, шлюзовые, разделительные стены, консольные элементы различного назначения и др.; многие из которых характеризуются незначительным (или полным отсутствием) поперечным армированием на определенных участках и даже на всей протяженности, в соответствии с традиционными, во многих случаях ошибочными, представлениями.

В объемных и плоскостных конструкциях второй группы образуются трещины, и предельное состояние наступает по площадкам действия главных растягивающих напряжений, соответствующим образом ориентированным в массиве конструкции. Условия наступления предельных состояний не представляется возможным выразить через усилия и расчеты прочности проводятся по главным напряжениям для площадок их действия. К таким конструкциям следует отнести непосредственно железобетонные массивы плотин, водоприемников, быков, опор мостов, агрегатных блоков, перекрытий диффузоров; напорные стены, короткие балки-стенки, контрфорсы и др. В нормативных документах не содержатся четких указаний по расчету прочности и армирования, которые допускается прово-

дить по главным напряжениям, при этом напряженное состояние должно определяться, как правило, численными методами.

Третья группа включает особые конструкций гидросооружений: напорные сталежелезобетонные конструкции водопроводящего тракта (водоводы и спиральные камеры), - являющиеся неотъемлемой принадлежностью гидроузлов средней и большой мощности и имеющие специфические особенности, методы расчета которых и соответствующие положения нормативных документов также имеют существенные недостатки. Ввиду сложной пространственной конфигурации (развилки, спиральные камеры и др.) расчеты таких конструкций необходимо проводить с учетом пространственного напряженного состояния и совместной работы внутренней стальной оболочки с окружающим железобетоном.

Полный комплекс расчетов гидросооружений и их массивных конструкций включает две основные обязательные части. Сперва различными методами (аналитическими или численным моделированием) определяется напряженно-деформированное состояние на каждом участке расчетной области. Затем по вычисленным усилиям и напряжениям производится определение прочности и тре-щиностойкости, расчет арматуры, разработка схем армирования. Таким образом, необходимой составной частью полных комплексов расчетов является определение НДС сооружений, преимущественно, численными методами.

Математическое моделирование массивных гидросооружений, в первую очередь, бетонных и железобетонных плотин, выполнялось во ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, МИСИ (МГСУ), ЛПИ (С.-ПбГТУ), Гидропроекте, Ленгидропроек-те, НИСе Гидропроекта (НИИЭС), РУДН, МИИТ, НИИЖТ и других организациях. Фундаментальные исследования гидросооружений выдающихся ученых-механиков академика Б.Г. Галеркина и проф. С.Г. Гутмана получили развитие в работах С.Г. Шульмана, А.А. Храпкова, Б.М. Нуллера, Л.П. Трапезникова, Я.Г. Скоморовского и других, и тем самым заложили основу для математического моделирования гидросооружений. Существенный вклад в исследования НДС и программно-аналитические разработки, в том числе, в целях повышения и обоснования безопасности гидросооружений также внесли следующие ведущие специалисты: АМ.Белостоцкий, М.В. Белый, В.И. Бронштейн, В.Е. Булгаков, А.Г. Василевский, А.В. Вовкушевский, Г.С. Гейнац, СМ. Гинзбург, Л.Б. Гримзе, М.Е. Гро-шев, Л.А. Гордон, А.А. Готлиф, И.М. Евдокимова, Ю.Н. Ефимов, С.Б. Заливако, Ю.К. Зарецкий, М.Г. Зерцалов, Г.М. Каганов, В.Г. Корнеев, Л.В. Корсакова, Т.Ю. Крат, Ю.П. Ляпичев, В.В. Малаханов, Ю.Б. Мгалобелов, А.В. Нефедов, В.Б.Николаев, В.Д. Новоженин, В.Г. Орехов, А.П.Пак, В.И.Пащенко, Д.Б. Радке-вич, Л.Н. Рассказов, Л.Н. Розин, О.Д. Рубин, А.И. Савич, Л.Б. Сапожников, В.В. Толстиков, А.П. Троицкий, Б.В. Фрадкин, М.И. Фролов, В.Я. Шайтанов, Л.И. Ша-това, Б .А. Шойхет и другие.

В этих целях широкое применение нашли такие известные зарубежные и отечественные пакеты многоцелевых вычислительных программных комплексов: ADINA, ANSYS, ABAQUS, NONSAP, NASTRAN, COSMOS/M, MARC, «СТА-

ДИО» и др.

Следует особо отметить моделирование массивных напорных сталежелезобе-тонных конструкций водопроводящего тракта, которые проводились во ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, МИСИ, ЛИЙ, НИСе Гидропроекта, Гидропроекте, Ленгидропроекте, в Мосгидростали, Ленгидростали, ПО «ЛМЗ», НПО «ЦКТИ» и с применением следующих специализированных программ: «Ось», «ДУПР», «КОРПУС», «БОЛИД», «ПРОЗА» и др.

Наряду с достоинствами распространенных методических подходов имеются определенные недостатки, которые связаны с неполным учетом: пространственного напряженного состояния; влияния окружающих и сопрягающих сооружений; контактных швов и трещин (при интегральном их моделировании целыми областями); изменений расчетных схем и характера нагрузок (в том числе противодавления в раскрывшихся швах и трещинах); схем армирования; стальных оболочек, их ребер и воротников; условий контакта элементов, нарушения сцепления с бетоном; фактических данных о конструктивных особенностях и свойствах материалов по данным натурных наблюдений и исполнительной документации и многое другое.

С учетом основных отмеченных недостатков автором усовершенствован метод численного моделирования основных гидросооружений и их массивных конструкций, отличительные особенности которого заключается в следующем:

- сооружения моделируются в составе целой системы (или узла) сооружений, включающей примыкающие сооружения и окружающий массив грунта; при этом максимально учитываются характерные особенности гидросооружений, свойств материалов и основания, действующих нагрузок и др.;

- далее осуществляется переход от общей задачи к частной, конкретной задаче; более подробно моделируются выделенные фрагменты сооружений или отдельные массивные конструкции, при этом в качестве граничных условий на контуре фрагментов принимаются усилия, напряжения, перемещения и пр., полученные из решений общих задач для систем сооружений в целом;

-расчеты проводятся итерационным путем; при этом поэтапно прослеживаются траектории продвижения трещин, включение в работу арматуры, пересекающей трещины и нарушение сцепления с бетоном; на каждом этапе расчетов выполняется корректировка моделей с учетом изменения траекторий трещин, расчетных схем, физико-механических характеристик, характера нагрузок и пр.;

- предварительно при необходимости решается ряд вспомогательных задач: по уточнению свойств материалов и основания на основе данных натурных наблюдений; по подготовке данных натурных наблюдений к реализации в математических моделях; по распределению температуры в рамках расчетной области; по определению форм и частот собственных колебаний для динамических (в том числе сейсмических) расчетов и других; если ранее, как правило, вспомогательные задачи (а зачастую, и основные задачи) решались различными группами спе-

циалистов, то в рамках усовершенствованного автором метода они решаются комплексно, централизованно и при едином методологическом подходе;

-моделирование выполняется с учетом имеющихся данных натурных наблюдений за состоянием сооружений и основания, с учетом мероприятий по усилению, ремонту при включении в работу соответствующих дополнительных конструктивных элементов;

- в моделях учитываются особенности сооружений, включая их ослабление в зонах строительных контактных швов при различной степени шероховатости их поверхностей в зависимости от мероприятий по их обработке и усилению, в том числе наличие арматуры, пересекающей швы;

- трещинообразование моделируется не интегрально (целыми областями КЭ), но с учетом конкретных траекторий распространения трещин, при этом выделяются основные магистральные трещины, определяющие характер последующего разрушения;

- стальные элементы (оболочки, их ребра и воротники, элементы статора и др.) и арматура сооружений моделируются с учетом условий контакта, нарушения сцепления с бетоном и пр.;

- моделируется изменение характера действия нагрузок в процессе итерационных расчетов, в том числе противодавление воды, возникающее в раскрывшихся швах и образовавшихся трещинах;

- в моделях учитываются особые участки и зоны сооружений, локальный характер действия нагрузок, в том числе от влияния примыкающих и сопрягающих сооружений и конструкций;

- сооружения моделируются с учетом особенностей их возведения и начала эксплуатации, в том числе временного пускового профиля со штраблением массивов сооружений;

- важнейшей особенностью усовершенствованного метода является моделирование аварийных случаев и соответствующих им расчетных схем и нагрузок в целях повышения надежности и безопасности.

В качестве примера моделирования группы сооружений приводятся КЭ модели узла сооружений Загорской ГАЭС (включающие пространственные конструкции водоприёмника, понура, напорных водоводов, сопрягающих подпорных стен с массивом грунтового основания) и станционной секции плотины Богучан-ской ГЭС, включающей напорный водовод большого диаметра (10 м) и работающей совместно со зданием ГЭС и др. представлены на рис.1, на котором также показано моделирование трещин и нарушения сцепления с бетоном.

В главе 2 автором на основе блочной модели разработан новый метод расчета вторичного напряженного состояния, то есть состояния после формирования системы традиционных (первичных) трещин, а также усовершенствован существующий метод расчета вторичных полей напряжений при учете наклонных граней и тавровой формы сечений в массивных железобетонных конструкциях балочного

типа. Традиционные методы нормативных документов рассматривают одноосное напряженное состояние в бетоне сжатой зоны, в то время как после образования трещин возникает сложное напряженное состояние: к существующим

продольным сжимающим напряжениям а добавляются поперечные ст , каса-

х у у see

тельные т^ sec, а, следовательно, и главные растягивающие напряжения am sec вторичного происхождения на границе сжатой и растянутой зон конструкции.

Это обусловливает важнейшую характерную особенность массивных гидротехнических конструкций, работающих по балочной схеме, которая заключается в развитии (из раскрывшихся традиционных поперечных нормальных и наклонных трещин или швов) слабонаклонных и продольных вторичных ответвлений трещин, которые отделяют сжатую зону от остальной части конструкции (иногда разделяя ее на две самостоятельные части с резко сниженной несущей способностью). Вторичное трещинообразование происходит после формирования системы первичных трещин под действием возникающих при этом вторичных поперечных, касательных и главных растягивающих напряжений (компонентов вторичного поля напряжений) на границе сжатой и растянутой зон конструкции.

Основы блочной модели были заложены Г. Вестергардом и А.А. Гвоздевым при рассмотрении фрагмента конструкции, заключенного между двумя соседними нормальными трещинами (или контактными швами). В большей степени исследования вторичного напряженного состояния выполнялись для внецентренно-сжатых бетонных конструкций (Е.Н.Пересыпкин, П.И.Васильев, АВ.Караваев и др.) и железобетонных конструкций с нарушенным сцеплением арматуры с бетоном. Для объемных моделей блоков значительные исследования проведены проф., д.т.н. В.В.Беловым, для железобетонных конструкций с поперечными швами -докторами техн. наук В.Б.Николаевым и О.Д. Рубиным. В числе отечественных и зарубежных разработчиков методов расчета вторичных напряжений в конструкциях различного назначения следует также отметить: А.Е.Артемьева, В.И.Белова, А.А.Вайсфельда, А.С.Залесова, А.П.Кириллова, АП.Крамского, ААКулябина, Н.А.Малинина, Л.В.Образцова, С.В.Попкова, ААПрокоповича, О.А.Рочняка, И.Б.Соколова, Г.М.Спрыгина, B.B.Broms, W.Buschmeyer, W.Haupt, G.Ivanyi, N.Mansour, H.Trost и другие.

В конце 80-х годов при непосредственном участии автора диссертационной работы разработан метод расчета вторичных полей напряжений, основные зависимости которого были получены эмпирическим путем (на основе результатов физических и численных экспериментов) и не в полной мере отражали физический смысл механизма трещинообразования, также они не учитывали наклон грани и сложную (отличную от прямоугольной) форму сечения. Отсутствие в тот период времени положений норм для прямого непосредственного определения шага трещин 1СГ вызвало необходимость введения некоторых условных зависимостей, по своей структуре сходных с формулой для вычисления ширины раскрытия тре-

щин асг. В проектах новых норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций (СНиП 52-01-03 и СП 52-101-03) включена специальная формула для определения величины шага трещин (базового расстояния между смежными трещинами). По инициативе авторов новых норм проектирования в целях выработки единообразного подхода к разработке методов нормативных документов и гармонизации с европейскими нормами автором разработан новый метод расчета вторичных напряжений на основе блочной модели, зависимости которого физически ясные и логичные по своему построению, отражают физический смысл механизмов вторичного трещинообразования и разрушения.

Расчетные схемы нового метода расчета, на основе которых автором были проведены соответствующие теоретические исследования вторичных напряжений и разработаны новые зависимости для их определения, в конструкции постоянной высоты прямоугольного сечения представлены на рис. 2.

Интегральные уравнения равновесия расчетного фрагмента блочной модели данной конструкции в продольном и поперечном направлениях имеют вид:

где продольные сжимающие и касательные первичные напря-

жения; - вторичные поперечные и касательные напряжения.

Подобные по своей структуре уравнения равновесия были разработаны и решены для балочных конструкций с наклонными гранями и с тавровой формой поперечного сечения. В том числе автором разработана новая зависимость для расчета касательных напряжений в конструкциях с наклонными гранями в рамках принятых предпосылок и допущений примененной в этих целях расчетной схемы (рис. 3), которая была использована далее в теоретических исследованиях вторичных напряжений и имела следующий вид:

ху,9

ОБ М с ? / ч а

(2)

где - вертикальная координата расчетного сечения.

При исследованиях вторичного напряженного состояния элемента таврового сечения автором выведены следующие новые вспомогательные параметры а0, (соответственно, для поперечных сечений, проходящих через вершину

трещины Х=0 и между трещинами X = 0,5 1СГ), характеризующие влияние тавровой формы на положение и величину равнодействующих продольных сжимающих усилий по сравнению с элементом прямоугольного сечения.

При совершенствовании существующего метода расчета вторичных полей напряжений автором выведены новые функции влияния угла наклона грани и тавровой формы сечения на величину вторичных нормальных и касательных напряжений, от действия изгибающего момента и поперечной силы, которые включены автором в структуру зависимостей метода в виде соответствующих коэффициентов К^, К?,

где - относительная высота сжатой зоны

Функции К0 И К^ имеют более сложный вид и зависят также от положения нейтральной оси таврового сечения (в ребре или в полке тавра).

Разработаны рекомендации по расчету вторичных напряжений, удобные для применения в практической деятельности специалистами-гидротехниками.

В третьей главе автором разработан новый метод расчета прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа (в том числе с учетом результатов анализа многочисленных данных натурных, экспериментальных и рас-четно-теоретических исследований), отличительной особенностью которого является проверка конструкций в продольных сечениях по монолиту и по контактным швам (в то время как традиционные методы норм предусматривают проверку в нормальных и наклонных монолитных сечениях); а также практические рекомендации по расчету прочности и совершенствованию схем армирования. В массивных сооружениях, конструкциях и их крупномасштабных моделях было зафиксировано развитие вторичных продольных и слабонаклонных трещин и раскрытие продольных контактных швов, приводящее к отрыву сжатой зоны, преждевременному выходу из строя и разрушению, вследствие недостаточного (или полного отсутствия) или не рационально размещенного поперечного армирования.

Нормы проектирования железобетонных конструкций гидросооружений не предусматривают проверку прочности по продольным сечениям, в том числе при наличии продольных швов, не учитывают непосредственно действие вторичных напряжений и ослабление конструкции в зонах контактных швов. Традиционные схемы армирования не предусматривают рабочего расчетного армирования в зонах чистого изгиба (изгибающего момента без поперечной силы) и специального армирования продольных и поперечных швов. Следует отметить, что СНиП 2.06.08-87 учитывает снижение прочности конструкции при действии поперечной силы из-за наличия поперечных контактных. Наиболее конкретные положения по расчету проч-

ности конструкций общестроительного назначения с продольными швами содержатся в «Справочном пособии по проектированию сборно-монолитных конструкций» (к СНиП 2.03.01-84), однако они не учитывают непосредственно вторичных напряжений и других особенностей массивного гидротехнического железобетона.

Разработки, выполненные при непосредственном участии автора по проверке прочности и трещиностойкости конструкций на действие вторичных напряжений были учтены в ряде нормативно-методических документов («Пособие» П-46-89 к СНиП 2.06.08-87 и «Рекомендации» П-851-87, П-871-88 института «Гидропроект»), посвященных расчету балочных элементов. Позднее на основе нового метода расчета вторичных напряжений автором были разработаны условия прочности, простые и физически ясные по своему построению, в том числе для массивных конструкций с наклонными гранями и тавровой формой сечений, развивающие теорию массивного железобетона. В разработанные зависимости нового метода расчета прочности включены компоненты вторичного поля напряжений, сопротивление контактных швов при сложном напряженном состоянии, сопротивление поперечных арматурных стержней сдвигу при их нагельной работе. При экспериментальном обосновании положений нового метода расчета прочности, а также разработанных решений по ремонту и усилению конструкций гидросооружений под руководством и при непосредственном участии автора были проведены крупномасштабные исследования массивных железобетонных конструкций консольных опор моста, стен шлюзов и балочных элементов, в том числе с продольными и поперечными контактными швами, наклонными гранями, дополнительной установленной снаружи и внутри (в пробуренные отверстия) арматуры усиления применительно к параметрам сооружений Павловской ГЭС, канала им. Москвы и др. (рис. 4). В результате исследований были получены новые экспериментальные данные о напряженном состоянии и прочности, характере трещино-образования и разрушения массивных конструкций гидросооружений.

Автором разработаны практические рекомендации по расчету прочности и армирования массивных конструкций балочного типа, при этом основные зависимости условий прочности имеют следующий вид.

В монолитном продольном сечении на уровне вершины трещины проверка прочности проводится следующим образом:

где В - ширина сечения конструкции, п, - число, диаметр и шаг по

перечной арматуры, - расчетное сопротивление арматуры.

В горизонтальном сечении по продольному шву проверка прочности проводится по следующим зависимостям:

(Txy,sec,j ~Rb,sh,j)'B's

(7)

Входящие в зависимости величины сопротивлений шва контакта и

поперечной арматуры Лу ^ сдвигу определяются по методике, представленной ниже в главе 4 с учетом соотношений вторичных нормальных и касательных на-

Для особо ответственных сооружений расчеты прочности могут проводиться по главным вторичным напряжениям СТ5ес т в том числе без учета сопротивления швов-контактов растяжению. Расчетные схемы для проверки прочности конструкций представлены на рис. 5. Разработанные условия прочности способствуют повышению надежности и безопасности сооружений и включены в окончательную редакцию СНиП 33-08-03 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений». На основе нового метода расчета прочности, анализа натурных и экспериментальных данных, автором принципиально усовершенствованы типовые традиционные схемы армирования массивных гидротехнических конструкций, таким образом, чтобы обеспечивалась надежная связь сжатой зоны с остальной конструкцией и ярусов бетонирования между собой. При этом традиционное конструктивное армирование ряда характерных зон сооружений было переведено в разряд рабочего, определяемого расчетным путем с учетом вторичных напряжений и сопротивления контактных швов.

Глава 4 посвящена совершенствованию метода расчета прочности строительных контактных швов, являющихся неотъемлемой принадлежностью массивных конструкций гидросооружений, которые возводятся, как правило, ярусами с перерывом в бетонировании (реже в сборно-монолитном варианте); также швы образуются при усилении и ремонте сооружений с удалением и заменой поврежденного бетона или укладкой дополнительного слоя бетона.

Выполненный автором анализ имеющихся экспериментальных данных о сопротивлении контактных строительных швов различным силовым воздействиям показал, что эти данные по различным источникам имеют существенные различия, нестабильный и, во-многом, противоречивый характер, но, тем не менее, могут быть использованы для совершенствования методов расчета. Анализ существующих методов расчета сопротивления контактных швов также показал, что различные подходы к расчету, принятые в отечественных и зарубежных нормативных и рекомендательных документах, существенно отличаются друг от друга, как по своему построению, так и по конечным результатам. Ослабление гидросо-

пряжений Су sec / и ирг 1 действующих в конструкции на уровне шва.

/' V Л ^ijCv» /

оружений в зонах швов слабо учитывается нормами, практически отсутствуют положения по расчету и проектированию строительных контактных швов в гидросооружениях, в том числе с учетом их усиления путем различных конструктивных и технологических мероприятий, а также установкой арматуры, пересекающей контактные поверхности и связывающей соседние блоки бетонирования. Традиционные схемы армирования в зонах швов, разработанные без учета всех особенностей массивного железобетона, в ряде случаев имеют недостаток арматуры и не обеспечивают полноценную совместность работы элементов сооружений. Исследования сопротивления контактных швов в конструкциях различного назначения проводили отечественные и зарубежные специалисты:

A.А.Адаменков, Г.Н.Ашкинадзе, Г.Я.Аласюк, Б.С.Беленький, В.В.Белов,

B.М.Брауде, А.П.Васильев, Г.С.Валеев, С. К. Василевская, ААГвоздев,

A.Б.Голышев, ВАГутковский, САДмитриев, А.С.Залесов, Н.А.Зинченко, Н.И.Катин, АП.Кириллов, ЕАКоган, Н.Н.Коровин, Ю.АКлимов, С.А.Корейба,

B.И.Лишак, Ю.К.Люненко, Л.Д.Мартынова, А.Е.Минарский, В.Б.Николаев, А.В.Носарев, ААОатул, В.И.Пащенко, А.Н.Петров, С.В.Поляков, А.М.Померанцев, О.Д.Рубин, М.Е.Соколов, А.Н.Стульчиков, Г.К.Симаков, САСонин, В.Б.Судаков, Я.Г.Сунгатуллин, Л.АУваров, Л.П.Фрадкин, М.М.Холмянский, Е.И.Хаютин, А.Андерсон, П.Биркланд, Ф.Вог, Х.Дульская, Е.Горачек, Г.Кани, АМатток, П.Плайнис, С.Сайман, А.Скарпас, Х.Тейлор, Ф.Тассос, Г.Франц, В.Хансон и др. Под руководством и при непосредственном участии автора были проведены экспериментальные исследования сопротивления бетонных контактных швов в условиях сложного напряженного состояния на основе серий бетонных моделей со швами, а также экспериментальные исследования сопротивления арматурных стержней сдвигу на сериях железобетонных моделей при переменных параметрах: прочности бетона и арматуры разного диаметра и комбинациях нагрузок. С использованием новых экспериментальных результатов автором получены откорректированные расчетные зависимости для определения сопротивления бетонных контактных швов и пересекающих швы арматурных стержней различным силовым воздействиям.

При этом были рассмотрены модели сопротивления бетонных (неармиро-ванных) контактных швов на основе условной силы трения и на основе критерия прочности при плоском напряженном состоянии, которые выражаются соответствующими зависимостями:

где - коэффициент, учитывающий влияние сжимающих напряжений на сопротивление сдвигу контактного шва.

Для деформационных и стержневой (распорной) моделей (рис. 6) сопротивления арматурных стержней, полученных исходя из рассмотрения совместного деформирования стержня и окружающего бетона, предельного состояния в арматурном стержне и бетоне и других условий, предельная сдвигающая сила может быть получена из соответств^тотцих зависимостей:

Значения коэффициентов у^ К^, Ks, К^ j и Kg ^ определены с использованием полученных автором новых результатов и на основе анализа имеющихся опытных данных.

На основе анализа методов расчета и с использованием уточненных автором расчетных зависимостей был усовершенствован метод расчета прочности не-армированных и армированных контактных швов при едином методологическом подходе и единообразном построении расчетных зависимостей - условий прочности, в том числе впервые для полного диапазона сочетаний компонентов действующих усилий (растягивающие, сжимающие и сдвигающие силы). В обобщенном виде графически предельное сопротивление контактных швов в рамках усовершенствованного метода представлено на рис. 7.

Использование разработанных автором практических рекомендаций по расчету прочности контактных швов в гидросооружениях обеспечивает современный уровень надежности и безопасности, в том числе при обосновании мероприятий по усилению швов обработкой контактных поверхностей или рабочим армированием, назначаемым на расчетной основе.

В главе 5 автором разработаны инженерные методы расчета прочности и армирования массивных объемных и плоскостных конструкций гидросооружений в развитие теории деформирования железобетона с трещинами, основоположником которой является проф., д.т.н. Карпенко Н.И.

Теоретические и экспериментальные исследования железобетона при плоском и объемном напряженном состоянии, в том числе с построением соответствующих моделей, проводили: Бондаренко В.М., Гапшенко B.C., Гвоздев А.А., Гениев ГА, Григорьянц Л.М., Гусейнов Н.А., Еньков Е.У., Завалишин СИ., Залесов

A.С., Карпенко Н.И., Клованич С.Ф., Королев А.Н., Круглое В.М., Крылов СМ., Кудашев В.И., Малашкин Ю.Н., Мельник А.Я., Мухамедиев Т.А., Николаев В.Б., Носарев А.В., Петров А.Н., Прокопович И.Е., Рубин О.Д., Смирнов СБ., Устинов

B.П., Черняк Т.В, Яременко А.Ф., Bazant Z.P., Kotsovos M.S. и другие ученые.

Анализируя и развивая положения теории деформирования железобетона с

трещинами, автор получил новую функцию зависимости величины относительных поперечных усилий в арматурном стержне от угла наклона к площадке главных напряжений, дополняющую состав параметров плоской системы. Был

сформулирован физический смысл основных функций которые харак-

теризуют работу арматурных стержней, соответственно, в продольном и поперечном (нагельную работу) направлениях. При этом каждая из двух проекций главного вектора силы, растягивающей элементарную площадку, на координатные оси плоской системы (арматурные направления) условно делится на две части, одна из которых воспринимается за счет продольной работы арматуры совпа-даюгцего направления, а другая - за счет работы в поперечном направлении арматуры перпендикулярного направления. Графики функций Ца) и £(а) представлены на рис. 8. Зависимость автора для расчета нагельной функции имеет вид:

Учитывая, что в рамках разработки теории деформирования железобетона с трещинами общестроительного назначения, экспериментальное обоснование рас-четно-теоретических зависимостей было выполнено на плитных образцах с армированием стержнями диаметром до 12 мм, не характерным для массивного гидротехнического железобетона, под руководством и при непосредственном участии автора впервые проведены экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности массивных конструкций на шести сериях крупномасштабных железобетонных моделей (800x700x160 мм) с арматурой каркасов диаметром до 28 мм (практически натурных фрагментов сооружений), расположенной под различными углами к оси моделей от 15° до 75° (рис. 9.а). В результате получены новые экспериментальные данные, с учетом которых были уточнены расчетные зависимости для различных диаметров в диапазоне от 16 до 40 мм, а также подтверждены теоретические предпосылки о том, что арматурные стержни большего диаметра обладают относительно большим нагельным сопротивлением; при этом получены новые уточненные величины параметров плоской системы.

Так по сравнению с железобетонными конструкциями общестроительного назначения, имеющими арматуру сравнительно небольшого диаметра, относительное значение нагельной функции £(а) возросло с 0.14 до 0.21 (рис. 8.б).

Уравнения равновесия пространственной системы, включающей элементарную площадку главных растягивающих напряжений и пересекающие ее арматурные стержни, имеют вид:

продольные и поперечные усилия в арматуре;

а > Р > У ' углы наклона вектора Р^ к координатным осям.

При развитии положений теории деформирования железобетона с трещинами, автором были разработаны инженерные методы расчета прочности и армирования массивных объемных конструкций по главным напряжениям. Пространственная расчетная схема для элементарного фрагмента сооружения представлена на (рис. Ю.а). Один из инженерных методов был разработан на основе приведения пространственной системы к трем плоским системам (рис. 10.б). Другой метод основан на учете предельного нагельного сопротивления арматурных стержней. Третий метод - путем поэтапного разложения главного вектора равнодействующей растягивающих напряжений по координатным осям и плоскостям. Зависимости третьего метода (представляющие собой полином третьей степени тригонометрических функций углов наклона вектора главных напряжений к осям координат), как дающие наиболее корректные результаты при осторожном подходе в полном диапазоне изменения углов наклона вектора главных напряжений к направлениям арматурных стержней, были упрощены и приведены к виду удобному для практического применения проектировщиками.

Для практических инженерных расчетов конструкций гидросооружений разработаны рекомендации, условия прочности которых имеют вид:

Входящие в них коэффициенты К^, К^, К^, учитывающие схему армирования конструкции и влияние работы арматуры на сдвиг в поперечном направлении (нагельный эффект), определяются на основе номограммы в зависимости от диаметра арматуры и угла наклона вектора главных напряжений.

Предложенные зависимости, как наиболее простые, понятные и удобные для проектировщиков, были включены в окончательную редакцию СНиП 33-08-03. Принятые упрощения идут в определенный запас прочности, а использование практических рекомендаций автора по расчету и по армированию обеспечивают требуемый уровень надежности и безопасности сооружений при достаточно экономичном и эффективном армировании.

В главе 6 автором усовершенствованы метод расчета и схемы армирования, а также разработаны практические рекомендации по расчету напорных сталеже-лезобетонных конструкций водоводов, подводящих воду к агрегатам здания ГЭС и являющихся одними из наиболее ответственных сооружений современных гидроузлов большой мощности, ввиду опасности разрыва стальной оболочки и затопления ГЭС при недостаточной прочности окружающего железобетона.

Автором был выполнен анализ особенностей конструкций водоводов различного типа: заделанных в тело плотины и вынесенных на низовые грани стан-

ционных секции, открытого типа или окруженных скальным массивом или массивом грунта.

Существующая сталежелезобетонная конструкция, предназначенная для восприятия высоких напоров (Р) при больших диаметрах (D) водоводов, была разработана в период бурного подъема и развития теории и практики отечественного гидростроительства в 60-х - 70-х годах в связи с началом строительства гидростанций средней и большой мощности в условиях Сибири, Средней Азии и Северного Кавказа, так как традиционная стальная конструкция с оболочкой (рассчитываемой на полный напор) из отечественной низко- и среднелегированной листовой стали толщиной до 40 мм (которая до настоящего времени ограничивается возможностями производства и монтажа) не обеспечивала требований при параметрах произведения PD, превышающих 10-12 МПа-м. В этих целях значительные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования, а также проектно-конструкторские разработки были выполнены в ведущих исследовательских и проектных организациях (Гидропроект, Ленгидропроект, ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, НИС Гидропроекта, Гидростальпроект, ЦНИИСК, НИИЖБ, МИ-СИ, Оргэнергострой и др.) применительно к параметрам Красноярской, Нурек-ской, Чарвакской и других ГЭС ведущими специалистами, такими как Архипов A.M., Гришин М.М., Губин Ф.Ф., Зубрицкая М.А., Касабъян Л.В. Левених Д.П., Мордовина А.Н., Полонский А.Г., Фрид СА, Хесин Г.Л., и другими.

Сталежелезобетонная конструкция, в отличие от традиционной стальной, имеет два несущих элемента: внутреннюю стальную оболочку и внешнюю железобетонную оболочку, совместно воспринимающие давление, при этом основным элементом представлялась железобетонная часть, которая рассматривалась как защитное сооружение здания ГЭС от затопления и разрушения потоком воды при разрыве внутренней оболочки. Автором собраны и проанализированы данные о параметрах ряда наиболее крупных ГЭС в бывшем СССР и за рубежом. Следует отметить, что в последние годы в Китае наблюдается проектирование и бурное строительство крупнейших гидроузлов (при участии ведущих специалистов Jiaz-heng P., Jing H., Ma S.D., Wei Y.H., Wu H.G., Yu R.Z., Zhao P.Y., Zhang C.R., Zhu Y.Q., и др.), ориентирами для которых служат Красноярская, Саяно-Шушенская, Чиркейская, Нурекская и другие отечественные ГЭС.

На ранних стадиях внедрения сталежелезобетонной конструкции ее стальная оболочка (с коэффициентом запаса 1,3-1,8) и железобетонная часть (с коэффициентом запаса 1,1-1,3) рассчитывались отдельно на полное эксплуатационное давление (водоводы Братской, Усть-Илимской, Мамаканской, Красноярской, Чиркейской и др. ГЭС) с общим запасом, достигающим 2,4-3,1. При последующем совершенствовании методов расчета и положений нормативных документов была реализована тенденция в отечественном гидроэнергостроительстве, направленная на повсеместную экономию строительных материалов, замену более дорогой листовой стали дешевой арматурной сталью в ущерб обеспечению надежности и безопасности. В результате с середины 80-х годов были существенно (не

вполне обоснованно) снижены общие коэффициенты запаса до минимальных значений, в том числе при полном исключении рассмотрения аварийных случаев, что в ряде случаев может не обеспечивать требуемого современного уровня надежности и безопасности.

В действующих нормативно-методических документах («Пособиях» П-46-89 и П-730-83 к СНиП 2.06.08-87), условие расчета прочности по методу предельных состояний имеет вид:

где А $ и Аяо - площадь сечения арматурной и листовой стали; Я х

и И50 - расчетные сопротивления арматурной и листовой стали; уп, /¡с, ус и у$

- коэффициенты надежности, сочетаний нагрузок, условий работы сооружения, листовой и арматурной стали.

Предусматривается совместное восприятие усилий внутренней стальной и внешней железобетонной оболочками при одновременном достижении расчетного сопротивления листовой и арматурной сталями, что нереально до наступления сильно развитой текучести, в первую очередь, листовой стали. Другим важным недостатком является определение внешних усилий N в стенках водовода, в том числе в зонах развилок, на основе упрощенных расчетных формул (например, по «котельной» формуле) без учета сложной пространственной конфигурации конструкций, фактического напряженного состояния водовода в составе сооружения, особенностей трещинообразования и пр. Расчеты развилок проводятся на основе плоских сечений; расчеты распределителей (коллекторов) предполагаются по аналогии с водоводами и развилками, без учета взаимного влияния соседних узлов или колен; не предусматриваются специальные подходы к расчетам компенсационных и входных участков водоводов в сооружение (в стены машзалов, распределители, развилки и т.п.); не учитывается влияние на НДС и прочность сооружения ребер и воротников стальной оболочки, усиливающих зону развилки. Также не учтены все особенности нагрузок на водоводы, в том числе в зонах развилок; на компенсационных участках; от подводящих участков водоводов; действия нагрузки снаружи, что качественно изменяет картину НДС по сравнению с подходами на основе плоских сечений. В этой связи следует упомянуть расчеты развилки водоводов ГЭС «Чжэньхэвань» (КНР), окруженной скальным массивом, схема армирования которой определялась фильтрационным давлением снаружи при осушенном водоводе. При этом правильное размещение арматуры было определено автором лишь на основе 3-х мерной модели в отличие от плоских моделей.

Компенсационные участки стальной оболочки водовода, отделенные от же-. лезобетона мягкой прокладкой толщиной 30-60 мм, подвержены воздействию целого комплекса усилий и деформаций, вызванных взаимными перемещениями и поворотами сооружений в зоне их контакта, а также изменениям температуры,

расчетная величина которой существенно зависит от начальной точки отсчета, определяемой сроками замыкания и обетонирования водовода на этом участке, и ранее практически не исследовались (что можно сказать и о входных участках водоводов в сооружения).

Таким образом, методы действующих нормативных и нормативно-методических документов и представленные там же рекомендуемые схемы армирования водоводов и развилок не отражают фактическую пространственную работу, сложный характер напряженного состояния и трещинообразования, перераспределение усилий между стальной оболочкой, арматурой и бетоном, особенности нагрузок и др.

Под руководством и при непосредственном участии автора были проведены экспериментальные исследования сталежелезобетонной конструкции развилки (узла распределителя) напорного водовода (рис.8.б) и стальной конструкции внутренней оболочки применительно к параметрам гидроузла «Аль-Вахда» (Марокко), в результате которых были получены новые данные об их напряженно-деформированном состоянии (в том числе особенностях характера трещинообра-зования) и прочности, а также обосновано усовершенствованное автором конструктивное решение (включая схемы армирования) сталежелезобетонного распределителя к напорным водоводам ГЭС «Аль-Вахда».

В рамках усовершенствованного автором метода численного моделирования конструкций водопроводящего тракта на основе серий пространственных, осе-симметричных и плоскоприведенных конечноэлементых моделей были выполнены расчетные исследования сталежелезобетонных массивных конструкций напорных водоводов различного типа, а также их характерных элементов и участков (симметричные и несимметричные развилки и коллекторы; компенсационные участки при различных соотношениях длины и диаметра и др.) в широком диапазоне их параметров и условий взаимодействия элементов (оболочек, ребер, воротников, арматуры, бетона и пр.) применительно к параметрам Богучанской, Юма-гузинской, Аушигерской ГЭС, гидроузлов «Три Ущелья», «Капанда», «Аль-Вахда», «Тери» и др., в результате которых были получены новые расчетные и теоретические данные об особенностях пространственного напряженно-деформированного состояния и прочности, характера трещинообразования и разрушения, показавшие существенные (в том числе качественные) отличия от сложившихся традиционных предпосылок (в ряде случаев ошибочных), принятых в существующих методах расчетов и нормативно-методических документах; а также выполнено обоснование и уточнение соответствующих проектных решений. Следует особо подчеркнуть исследования водоводов диаметром 12.4 м крупнейшей в мире ГЭС «Три Ущелья», на основе которых была уточнена и обоснована уникальная конструкция с трехрядным армированием, включая компенсационный участок, выполненный с применением мягкой прокладки взамен сложной конструкции компенсатора.

На основе полученных данных экспериментально-теоретических исследований, а также с учетом обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации автором усовершенствован метод расчета массивных сталежелезобе-тонных конструкций напорных водоводов в целях повышения надежности и безопасности гидросооружений; при этом впервые при учете аварийных случаев и фактического напряженного состояния арматурной и листовой стали.

Рекомендовано проводить расчеты сталежелезобетонных конструкций при основном сочетании нагрузок (случай нормальной эксплуатации) на основе следующих условий прочности:

где - площадь сечения арматурной и листовой стали;

напряжения в арматурной и листовой стали; - расчетные сопротивления

арматурной и листовой стали; - коэффициенты надежности,

сочетаний нагрузок, условий работы сооружения, листовой и арматурной стали. При этом расчетные усилия и напряжения в элементах водоводов предложено определять на основе усовершенствованного метода численного моделирования с учетом всех характерных особенностей конструкций водопроводящего тракта.

В свете современных возросших требований по безопасности гидросооружений автором разработаны предложения по учету аварийного случая воздействия на сталежелезобетонную конструкцию при повреждении стальной оболочки (исключающие вероятность полного разрушения защитного железобетона) и с учетом фактического напряженного состояния материалов на основе следующих условий прочности:

где - временное сопротивление арматурной стали; - коэффициент

особого сочетания нагрузок, - коэффициент безопасности.

По предложению автора получается промежуточный результат (в предположении полностью раздельной или совместной работы стальной оболочки и железобетона в их предельном состоянии), который обеспечивает необходимую безопасность.

На основе изложенного расчетного подхода, а также опыта проектирования, строительства и эксплуатации сталежелезобетонных напорных конструкций автором принципиально усовершенствованы традиционные схемы армирования прямолинейных участков водоводов, колен и развилок, при этом впервые разработаны новые схемы - для компенсационных и входных участков и распределителей водоводов (в основном, при обоснованном расчетами назначении рабочего армирования взамен конструктивного). Разработанные схемы армирования компенсационных и

входных участков представлены на рис. 11. Усовершенствованный автором метод расчета прочности сталежелезо бетонных конструкций, практические рекомендации, а также разработанные схемы армирования были успешно реализованы при обосновании высокой надежности предложенных решений на ряде отечественных и зарубежных гидроузлов.

Глава 7 посвящена совершенствованию метода расчета с разработкой практических рекомендаций и схем армирования массивных сталежелезобетонных конструкций турбинных блоков ГЭС, включающих спиральные камеры. Спиральная камера вместе со статором, камерой рабочего колеса, фундаментным кольцом, а также конусом отсасывающей трубы относятся к металлическим конструкциям турбинного оборудования. Распределение усилий между металлоконструкциями и турбинным железобетонным блоком в значительной степени зависит от способа их сопряжения между собой. Нормативные документы предусматривают два основных типа конструкции турбинного блока со средне- и высоконапорными спиральными камерами круглого сечения.

В конструкции первого типа (со стальной спиральной камерой) верхняя половина внутренней стальной оболочки отделена от железобетона блока мягкой прокладкой толщиной 30-60 мм (Братская, Усть-Илимская, Красноярская, Чир-кейская, Богучанская, Бурейская и др. ГЭС, за рубежом также имеются многочисленные примеры). При этом существует ошибочное традиционное представление о том, что нагрузка практически не передается на окружающую железобетонную конструкцию, в меньшей мере подверженную трещинообразованию, вследствие чего назначается конструктивное армирование класса А-И.

Во второй конструкции (со сталежелезобетонной спиральной камерой) внутренняя стальная оболочка и железобетонная часть спиральной камеры и турбинного блока воспринимают нагрузку совместно (Саяно-Шушенская, Нурекская, Ингури, Ирганайская, проектируемая Рогунская ГЭС, за рубежом не применяется, кроме единичных аналогов в Европе), при этом последняя является основным несущим и защитным элементом. В сравнении со стальной конструкцией данный тип спиральной камеры более надежен и безопасен, однако, трещины в массиве турбинного блока начинают образовываться при более низком внутреннем давлении. В целях снижения процесса трещинообразования в зарубежной практике широкое применение нашел вариант типа сталежелезобетонной конструкции (как правило, из высокопрочной толстолистовой стали), но с устройством строительного зазора между стальной оболочкой и железобетоном турбинного блока (при бетонировании под внутренним давлением), являющейся промежуточным, так как первую половину нагрузки она воспринимает как стальная спиральная камера, а вторую половину нагрузки - как сталежелезобетонная спиральная камера.

Экспериментально-теоретические исследования турбинных блоков со спиральными камерами и разработку методов их расчета выполняли в разные годы: Аронсон А.Я., Архипов A.M., Веретюшкин В.И., Власов В.М., Гримзе Л.Б., Гро-

мов А. И., Добужский Я.Н., Зайцев В.Н., Зубрицкая М.А., Караваев А.В., Картеле-ва А.Г., Комов Н.Н., Косматова Г.Э., Мордовина А.Н., Нейковский А.А., Франк-Каменецкий Г.Х., Chen J., Fazarlare R.W., Izraelson R.E., Ma S.D., Qin J.Z., Yu R.Z., Zhao P.Y. и другие специалисты.

Действующие нормативно-методические документы («Пособия» П-46-89, П-780-83 к СНиП 2.06.08-87; и «Пособие» П-884-91 к СНиП 2.06.01-86) предусматривают расчеты усилий в спиральных камерах на основе «котельной» формулы и безмоментной теории торообразных оболочек, а также условия прочности по методу предельных состояний при минимальных значениях коэффициентов запаса, аналогично положениям для водоводов (15), что не отвечает фактическому пространственному НДС, и в ряде случаев может не обеспечивать требуемого повышенного уровня надежности и безопасности, тем более при исключении аварийных случаев из действующих в последние несколько десятилетий норм. В рамках усовершенствованного автором метода численного моделирования на основе серий пространственных, осесимметричных, плоскоприведенных конечно-элементых моделей были выполнены исследования работы массивных железобетонных конструкций турбинных блоков со спиральными камерами всех типов (стальными конструкциями с мягкой прокладкой, сталежелезобетонными конструкциями отечественной разработки и с воздушным зазором зарубежной конструкции); а также их характерных элементов и участков (над мягкой прокладкой и под спиралью, верхних и нижних околостаторных зон, в местах опирания стальной оболочки на бетон - начале и окончании прокладки, в местах контакта соседних спиральных камер, отверстий и проходов и др.) в широком диапазоне изменения их параметров и условий взаимодействия элементов между собой (стальных оболочек, элементов статора, облицовок конуса отсасывающей трубы, камеры рабочего колеса гидротурбины, ребер жесткости, арматуры, бетона и пр.). При этом были получены новые расчетные и теоретические данные об особенностях пространственного НДС, трещинообразования и прочности, а также их характерных элементов и участков, показавшие существенные отличия от сложившихся традиционных предпосылок (в ряде случаев ошибочных), принятых в существующих методах расчетов и нормативно-методических документах.

На основе полученных данных расчетно-теоретических исследований, анализа результатов экспериментальных исследований автором принципиально усовершенствован метод расчета массивных железобетонных конструкций турбинных блоков со спиральными камерами различного типа, в рамках которого предложено выполнять расчёты прочности и армирования турбинного блока с учётом его фактического пространственного НДС, определяемого преимущественно численным моделированием. При этом учитывается трещинообразование в железобетоне, его блочное строение, схемы армирования блока, стальные элементы спирали и статора, облицовок конуса отсасывающей трубы, камеры рабочего колеса гидротурбины и их взаимодействие с железобетоном. Предусматривается переход от общих моделей к конкретным фрагментам, напряжённо-деформированное со-

стояние которых или нагрузки на которые представляются наиболее сложными или которые находятся в особых условиях и их НДС затруднительно получить из общих задач.

Автором разработаны практические рекомендации по расчету прочности и по армированию массивных конструкций турбинных блоков, в соответствии с которыми расчеты при основном сочетании нагрузок для сталежелезобетонных спиральных камер и для нижней половины спиральных камер стальной конструкции проводятся по зависимости вида (16), аналогичной как для водоводов. В верхней половине турбинного блока, стальная оболочка, отделённая мягкой прокладкой, должна удовлетворять условиям, как для открытого трубопровода:

где - допускаемые напряжения.

Во всех случаях расчетная арматура (в том числе переведенная в разряд рабочей из разряда конструктивной) назначается по эпюрам напряжений в железобетонной части, определяемым из расчётов МКЭ, а также должна отвечать требованиям по раскрытию трещин.

В целях повышения надежности и безопасности автором разработаны предложения по расчету при особом (аварийном) сочетании нагрузок в случае повреждения стальной оболочки, при этом впервые с учетом фактического напряженного состояния и сопротивления арматурной и листовой сталей. В качестве расчётного сопротивления арматуры принимается её временное сопротивление, делённое на понижающий коэффициент запаса Такой подход практически исключает вероятность разрушения железобетонной части вследствие аварии. При этом условие прочности принимает вид, аналогичный (17).

Таким образом, создаётся достаточный запас прочности конструкции турбинного блока (некоторая промежуточная величина между получаемой по действующему в настоящее время подходу и по подходу при раздельном расчёте стальной и железобетонной оболочек).

В целях повышения надежности и безопасности гидросооружений автором разработаны новые и усовершенствованы применяемые схемы армирования турбинных блоков со спиральными камерами, как в целом, так и на особых участках, принципиально отличающиеся от рекомендуемых нормами схем (в том числе назначением на расчетной основе рабочей арматуры взамен традиционно конструктивной), которые изображены на рис. 12.

Разработанные практические рекомендации и схемы армирования были реализованы при обосновании проектных решений и непосредственно в строительных конструкциях на ряде отечественных и зарубежных гидроузлов и внедрены в нормативные и нормативно-методические документы.

В главе 8 приводятся данные о практической реализации результатов исследований и разработок, выполненных автором в рамках диссертационной работы.

В диссертационную работу включены материалы исследований, проведенных под руководством и при непосредственном участии автора по тематике НИР, которая выполнена по планам работ НИСа Гидропроекта (позднее ОАО «НИИЭС») с 80-х годов до 2002г., а также ООО «ЦСКТЭ» - по настоящее время. Большинство НИР выполнялось по договорам: с институтом «Гидропроект», ОАО «Богучанская ГЭС», ОАО Мосэнерго, ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» и др.; часть научно - исследовательских работ выполнена по программам НИОКР, финансируемых из фондов Минэнерго СССР, фондов НИОКР корпорации ЕЭЭК и РАО «ЕЭС России»; по программе «Безопасность энергетических сооружений» (Минэнерго РФ - РАО «ЕЭС России»).

Результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, выводы по итогам работы, разработанные практические рекомендации по расчету и по армированию массивных конструкций были использованы при проектировании и строительстве сооружений ряда отечественных и зарубежных гидротехнических и гидроэнергетических объектов: Богучанская, Аушигерская и др. ГЭС, Юмагузин-ский гидроузел, Загорская ГАЭС, шлюзы канала им. Москвы, гидроузлы «Аль-Вахда» (Марокко), «Тери» (Индия), «Три ущелья» (Китай), «Капанда» (Ангола) и др.

На основе результатов выполненных автором исследований разработаны рекомендации для некоторых других объектов: шлюзы и другие железобетонные сооружения Павловской, Плявиньской, Усть-Каменогорской, Бухтарминской, Шуль-бинской ГЭС и др.

Результаты исследований, проведенных по тематике диссертации, были использованы автором при разработке следующих нормативно-методических документов:

«Рекомендации по назначению поперечной арматуры в конструктивных зонах балочных элементов и в балочных элементах, имеющих продольных строительные швы» П-851-87/Гидропроект, 1987; «Рекомендации по расчету массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений на действие поперечных сил» П-871-88/Гидропроект, 1989; «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений (без предварительного напряжения)» к СНиП 2.06.08-87. П-46-89/ВНИИГ, 1991; Раздел «Массивные бетонные и железобетонные конструкции» для общих норм РФ (взамен СНиП 2.03.01-84 и 2.06.08-87), дог.№79 от 16.04.93 г., НИИЭС, 1994 г.; «Рекомендации по рациональному армированию конструкций сложной формы и по назначению армирования при проектировании, эксплуатации и реконструкции энергетических сооружений». НИИЭС, 1994; «Рекомендации по оценке состояния напорных трубопроводов действующих гидроэнергетических сооружений на основе данных натурных наблюдений и обследований» (№ 8 С-142 Ф/Ф-7025). НИИЭС, 1997; «Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений». СНиП 33-08-03 (окончательная редакция). Государственный комитет по вопросам архитектуры и строительства РФ, 2003; и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный автором в рамках диссертационной работы комплекс теоретических, экспериментальных и расчетных (численными методами) исследований позволил решить научную проблему развития теории массивного железобетона, имеющую важное хозяйственное значение, в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также разработки и научного обоснования технических решений по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций с целью повышения надежности и обеспечения безопасности гидротехнических сооружений.

На основе полученных результатов проведенных автором исследований сформулированы следующие основные выводы и рекомендации.

1. Автором выполнен анализ основных типов широко применяемых массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений, методов их расчета, традиционных схем армирования и соответствующих положений нормативных и нормативно-методических документов (большинство из которых разработано несколько десятилетий назад при устаревших предпосылках и представлениях) и впервые разработана классификация, в соответствии с которой многообразные массивные конструкции гидросооружений по характерным признакам (по конструктивным особенностям, по характеру напряженного состояния и трещинообразования, по способу определения условий наступления предельного состояния) подразделяются на три основные группы:

- массивные железобетонные конструкции балочного типа, условия наступления предельных состояний которых выражаются через усилия и расчеты которых проводятся по усилиям в поперечных, наклонных, а также продольных (проведенных по направлению развития продольных или слабонаклонных вторичных трещин или продольных контактных швов) сечениях;

- массивные железобетонные объемные и плоскостные (или плитные) конструкции, условия наступления предельных состояний которых не представляется возможным выразить через усилия в расчетных сечениях и расчеты прочности которых проводятся по главным напряжениям для площадок их действия, имеющих соответствующую ориентацию в пространстве;

- массивные сталежелезобетонные напорные конструкции водопроводящего тракта: водоводы и турбинные блоки со спиральными камерами, - которые рассчитываются с учетом совместной работы внутренней стальной оболочки и железобетонной части при сложном пространственном напряженном состоянии (по усилиям и напряжениям); при этом пространственные конструкции развилок и распределителей водоводов, а также спиральных камер турбинных блоков представляют наибольшие сложности при проведении расчетов.

Неотъемлемой частью конструкций каждой из перечисленных групп, как правило, являются строительные

том числе усиливаемые посредством специальной обработки контактных поверхностей или поперечного армирования, которые присущи гидротехническим сооружениям, в подавляющем большинстве случаев возводимым ярусами с перерывами в бетонировании.

2. Усовершенствован метод численного моделирования гидротехнических сооружений и их массивных конструкций, в рамках которого впервые основные и вспомогательные задачи решаются централизованно при едином методологическом подходе, а также при наиболее полном учете всех особенностей работы массивного гидротехнического железобетона и взаимодействия гидросооружений, их элементов и конструкций. При этом реализуется принцип перехода от общей задачи к частной, к более подробно моделируемым фрагментам сооружений или отдельным массивным конструкциям, с использованием в качестве граничных условий на контуре фрагментов усилий и деформаций, определяемых из решений общих задач для систем сооружений в целом. Моделируются процессы поэтапного развития трещин и раскрытия швов, включения в работу стальных элементов (оболочек, ребер и др.) и арматуры сооружений (в том числе элементов усиления сооружений) с учетом контактных условий, нарушения сцепления с бетоном и др., а также изменения расчетных схем, характера нагрузок (включая противодавление воды в раскрывающихся контактных швах и трещинах, за облицовками) и другое.

3. В целях осуществления единообразного подхода к методикам обновляемого комплекса нормативных документов и гармонизации с европейскими нормами, автором разработан новый метод расчета вторичных напряжений в массивных железобетонных конструкциях балочного типа на основе физически ясных блочных моделей (в том числе усовершенствован существующий метод расчета вторичных полей напряжений применительно к конструкциям с наклонными гранями и сложной формой сечений), зависимости которого простые и физически ясные по своему построению отражают механизм вторичного трещинообразова-ния, в том числе для конструкций с наклонными гранями и сложной (тавровой) формой сечений. При этом автором получена новая зависимость для расчета касательных напряжений в массивных конструкциях с наклонной гранью, а также ряд новых параметров таврового сечения, характеризующих влияние тавровой формы (в отличие от прямоугольной) на напряженное состояние.

4. Получены новые экспериментальные данные о характере трещинообразо-вания, напряженного состояния и прочности, а также о характере разрушения массивных железобетонных конструкций балочного типа, в том числе с продольными и поперечными контактными швами и наклонными гранями. Экспериментально обоснованы предложенные решения по усилению (внешней и внутренней, устанавливаемой в пробуренные отверстия, дополнительной арматурой) массивных консольных опор моста Павловской ГЭС и стен шлюза канала им. Москвы, потерявших эксплуатационные свойства из-за недостаточного поперечного арми-

рования, в первую очередь, в зонах строительных контактных швов; а также подтверждены экспериментально разработанные положения новых методов расчета.

5. Автором разработан и расчетно-экспериментально обоснован новый метод расчета прочности и армирования на основе простых и физически ясных по своему построению условия прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа с учетом вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов, принципиальное отличие которого от традиционных подходов (предусматривающих проверку в поперечных и наклонных сечениях) заключается в проверке прочности по продольным сечениям, в том числе совпадающим с контактными швами (по монолиту и по швам). Разработаны практические рекомендации по расчету прочности и по армированию для применения проектировщиками и исследователями.

6. На основе нового метода расчета, анализа экспериментальных и натурных данных о преждевременном выходе из строя и разрушении конструкций из-за недостаточного (или полного отсутствия поперечного армирования) или не рационально размещенного армирования, автором предложены усовершенствованные схемы армирования, принципиально отличающиеся от традиционных схем переводом конструктивной арматуры в разряд рабочей, определяемой расчетом по эпюрам вторичных напряжений, на характерных участках, включая зоны, ослабленные контактными швами.

7. Получены новые данные о напряженном состоянии и прочности в результате проведенных впервые экспериментальных исследований крупномасштабных моделей (практически натурных фрагментов) массивных железобетонных конструкций гидросооружений с арматурой двух взаимно перпендикулярных направлений большого диаметра до 28 мм (характерной для гидросооружений), позволившие уточнить расчетные зависимости для основных функций, характеризующих работу арматурных стержней в продольном и поперечном направлениях, при различных диаметрах и углах наклона арматуры к направлению действующего усилия.

8. Автором разработаны новые инженерные методы расчета прочности и армирования массивных плоскостных и объемных конструкций гидросооружений со взаимно перпендикулярным расположением арматуры большого диаметра с учетом новых экспериментальных и теоретических результатов. При этом получена новая функция относительных поперечных усилий в арматуре, дополняющая состав параметров плоской системы. Впервые разработаны рекомендации по расчету, а также предложения в нормативные документы, достаточно простые и удобные для использования в практической деятельности проектировщиков и исследователей, обеспечивающие высокую надежность гидросооружений при экономичном и эффективном армировании.

9. Получены новые экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии (в том числе особенностях характера трещинообра-зования) и прочности сталежелезобетонной конструкции развилки (узла распре-

делителя) напорного водовода применительно к параметрам гидроузла «Аль-Вахда» (Марокко). Экспериментально обосновано усовершенствованное автором конструктивное решение (включая схемы армирования) сталежелезобетонного распределителя к напорным водоводам ГЭС «Аль-Вахда».

10. Получены новые расчетные (на основе усовершенствованного метода численного моделирования) и теоретические данные об особенностях пространственного напряженного состояния и прочности массивных сталежелезобетонных конструкций напорных водоводов различного типа (заделанных в тело плотины, вынесенных на низовые грани, открытого типа или окруженные массивом грунта) и их характерных элементов и участков (симметричные и несимметричные развилки и распределители; компенсационные и входные участки при различных соотношениях длины и диаметра и др.) в широком диапазоне изменения их параметров и контактных условий взаимодействия элементов (оболочек, ребер жесткости и воротников, арматуры, бетона и пр.); а также массивных сталежелезобе-тонных конструкций турбинных блоков со спиральными камерами различного типа и их характерных элементов и участков (над мягкой прокладкой и под спиралью, верхних и нижних околостаторных зон, в местах опирания стальной оболочки на бетон - начале и окончании мягкой прокладки, в области контакта соседних спиральных камер, технологических отверстий и проходов и др.) в широком диапазоне изменения их параметров и контактных условий взаимодействия элементов между собой (стальных оболочек, элементов статора, облицовок конуса отсасывающей трубы, камеры рабочего колеса гидротурбины, ребер жесткости, арматуры, бетона и пр.) (в том числе с учетом пространственного напряженного состояния), показавшие существенные отличия от сложившихся традиционных предпосылок (в ряде случаев ошибочных), принятых в существующих методах расчетов и нормативно-методических документах.

11. На основе полученных данных теоретических, расчетных и экспериментальных исследований в целях повышения надежности и безопасности гидросооружений автором усовершенствованы методы расчета массивных сталежелезо-бетонных конструкций напорных водоводов (в том числе колен, развилок, распределителей, компенсационных и входных участков), а также турбинных блоков со спиральными камерами различного типа, в рамках которых впервые учтено фактическое состояние листовой и арматурной стали, в том числе при действии нагрузок аварийного случая повреждения внутренней стальной оболочки; а также разработаны практические рекомендации по расчету и по армированию напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта для проектировщиков и исследователей.

12. В целях повышения надежности и безопасности с учетом обобщения отечественного и зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатации, а также данных экспериментально-теоретических исследований автором усовершенствованы схемы армирования водоводов и развилок (при этом впервые разработаны для компенсационных и входных участков и распределителей), а

также турбинных блоков со спиральными камерами различного типа в целом и на особых участках (при этом впервые разработаны для нижних околостаторных зон и вокруг спирали с мягкой прокладкой), принципиально отличающиеся от традиционных схем заменой конструктивной арматуры на рабочую, определяемую расчетом с учетом пространственного напряженного состояния.

13. Результаты работы практически реализованы автором при обосновании проектных решений и мероприятий по усилению и ремонту и по оценке состояния, а также непосредственно при строительстве сооружений ряда отечественных и зарубежных гидроэнергетических объектов: Аушигерской, Богучанской, Юма-гузинской ГЭС, Загорской ГАЭС, ГЭК «Аль-Вахда» (Марокко), гидроузлов «Те-ри» (Индия), «Три Ущелья» (Китай), «Чжэньхэвань» (Китай), «Капанда» (Ангола), Канала им. Москвы, Плявиньской ГЭС, Павловской ГЭС и др., - обеспечивающие их безопасную эксплуатацию.

14. На основании результатов выполненных автором расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, анализа действующих нормативных документов разработаны и внедрены положения нормативных и нормативно-методических документов по расчету напряженного состояния, прочности, трещиностойкости и по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций, обеспечивающие повышение надежности и безопасности гидротехнических сооружений.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Залесов А.С., Лисичкин СЕ. Расчет конструкций с наклонной гранью // «Гидротехническое строительство», 1992. №6. С.48-50.

2. Залесов А.С., Лисичкин СЕ. Оценка прочности массивных конструкций на основе вторичных полей напряжений // «Гидротехническое строительство», 1990. №3. С.46-49.

3. Залесов А.С., Лисичкин СЕ. Прочность массивных железобетонных конструкций с учетом продольных швов бетонирования // Сб. «Материалы конференций и совещаний по гидротехнике». «ПРЕДСО-90», С-Пб.: Энергоатом-издат, 1991. С.117-121.

4. Залесов А.С., Рубин ОД., Лисичкин СЕ. Повышение надежности массивных гидротехнических сооружений на основе совершенствования норм проектирования // «Гидротехническое строительство», 1994. №9. С.46-48.

5. Захаров И.Б., Рубин О.Д., Лисичкин СЕ. Оценка состояния автодорожного моста Павловской ГЭС и расчетно-экспериментальное обоснование мероприятий по его усилению // «Энергетическое строительство», 1994. №9. С.47-50.

6. Ильин ЮА., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б., Мукашов Р.З. Численное моделирование шлюзовых сооружений Бухтарминского и Усть-Каменогорского гидроузлов // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2002. Вып. 10. С.82-92.

7. Ильин Ю.А., Лисичкин С.Е., Пономарев Д.И. Усиление железобетонных конструкций стен камеры шлюза № 4 канала имени Москвы // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции «Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении», М., МГУП,2003.С.124-127.

8. Камнев Н.М., Лисичкин С.Е., Рубин О.Д. Расчет прочности фрагмента турбинного блока со спиральной камерой здания ГЭС гидроузла Аль Вахда // «Гидротехническое строительство», 1995, № 12, С.38-42.

9. Камнев Н.М., Лисичкин С.Е., Рубин ОД. Расчет прочности и армирования распределителя к напорным трубопроводам здания ГЭС гидроузла Аль Вахда // «Гидротехническое строительство», 1995, №11, С.30-35.

10. Караваев А.В., Кауфман А.Д., Судаков В.Б., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Боярский В.М., Сергеев И.П. О проекте норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений // «Гидротехническое строительство», 2003, № 6, С.34-35.

11. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Рубин О.Д., Лисичкин СЕ. Методика расчета массивных конструкций на действие поперечных сил // IV науч.-техн. совещание Гидропроекта (Москва, 13-16 апреля, 1982 г.), 1982.4.1. С. 105.

12. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Лисичкин СЕ. Конструктивное армирование железобетонных конструкций гидросооружений // Экспресс-информация «Энергетика и электрификация», серия «Строительство ГЭС и монтаж оборудования», М., ВНИИНТПИ, 1983. вып.2. С. 15-18.

13. Кириллов А.П., Лисичкин СЕ. Напряженное состояние и прочность массивных железобетонных балочных элементов с учетом характера трещинооб-разования // Экспресс-информация «Строительство и архитектура», серия «Строительные конструкции и материалы», М., ВНИИНТПИ, 1990. вып. 9. С.27-31.

14. Лисичкин СЕ. Способ армирования изгибаемого железобетонного элемента с учетом трещин // Сб. науч. тр. Гидропроекта, М., 1986. вып. 120. С. 134 -140.

15. Лисичкин СЕ. Методика пространственного ортогонального армирования массивных конструкций (№ 3111-ЭН-89) // Библиографический указатель (ВИНИТИ) «Депонированные научные работы», М., 1990. вып. № 5.

16. Лисичкин С.Е. Инженерная методика пространственного армирования // В. сб. «Материалы конференций и совещаний по гидротехнике», «ПРЕДСО-90», С-Пб., Энергоатомиздат, 1991. С.158-161.

17. Лисичкин СЕ. Совершенствование схем армирования массивных турбинных блоков со спиральными камерами различной конструкции // «Гидротехническое строительство», 2003. № 2. С.7-11.

18. Лисичкин С.Е. Повышение надежности массивных железобетонных конструкций энергосооружений, ослабленных строительными швами, на основе совершенствования методов их расчета // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2000. Вып. 6. С. 102-115.

19. Лисичкин С.Е. Повышение надежности конструкций ТЭС, имеющих контактные швы, с учетом сопротивления арматуры сдвигу // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2001. Вып. 9. С.43-60.

20. Лисичкин С.Е. Повышение безопасности массивных гидросооружений на основе новых инженерных методик пространственного армирования // «Гидротехническое строительство», 2001. №3. С.23-30.

21. Лисичкин С.Е. Особенности расчета массивных железобетонных конструкций // «Гидротехническое строительство» 1996. № 9. С.35-38.

22. Лисичкин С.Е. Совершенствование методов расчета массивных железобетонных конструкций с учетом контактных швов и вторичных трещин на основе блочной модели // «Гидротехническое строительство», 2003. № 9. С.45-49.

23. Лисичкин С.Е. Применение решений классических инженерных задач к анализу напряженного состояния массивных железобетонных конструкций (№ 3112-ЭН-89) // Библиографический указатель (ВИНИТИ) «Депонированные научные работы», 1990. вып. № 5.

24. Лисичкин СЕ. Методика назначения поперечной арматуры в конструктивных зонах элементов гидротехнических сооружений // Экспресс-информация «Энергетика и электрификация», серия «Сооружение ГЭС», М., Ин-формэнерго, 1988. вып.9. С. 1-4.

25. Лисичкин С.Е. Аналитическая методика определения напряженного состояния и назначения поперечной арматуры в конструктивных зонах железобетонных конструкций // Изв. ВНИИГ, 1988. т.204. С.33-38.

26. Лисичкин С.Е. Поперечное армирование конструктивных зон железобетонных балок // Научно-техническое совещание Гидропроекта (21-24 апреля). Сборник рефератов, М., Гидропроект, 1988. С.234-235.

27. Лисичкин С.Е., Ивонтьев А.В., Пономарев Д.И. Расчетные исследования компенсационного участка напорных сталежелезобетонных водоводов.

Безопасность энергетических сооружений // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2002. Вып. 10. С.64-71.

28. Лисичкин С.Е., Ивонтьев А.В. Разработка новых схем армирования спиральных камер турбин // Сб. материалов Всероссийской науч.-техн. конф. «Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении», М., МГУП, 2003. С. 121 - 124.

29. Лисичкин С.Е., Королев Л.В., Скворцов А.Г. Совершенствование расчета железобетонных конструкций, ослабленных продольными строительными швами // Экспресс-информация «Строительство и архитектура». Сер. Строительные конструкции и материалы, М., ВНИИНТПИ, 1999. вып.З. С. 1-4.

30. Лисичкин С.Е., Королев Л.В. Особенности расчета массивных балочных железобетонных элементов и стеновых конструкций // XXI науч.-техн. и методич. конф. «Наука и высшее образование 96», М., МИКХиС, 1996. С.78.

31. Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б. Поперечное армирование массивных конструкций энергетических сооружений // «Энергетическое строительство», 1989.М11.С.40-43.

32. Лисичкин С.Е., Мукашов Р.З. Прочность массивных железобетонных конструкций ГТС, армированных пространственными армокаркасами с учетом распределения главных напряжений // Сб. материалов Всероссийской науч.-техн. конференции, «Экологическая устойчивость природных систем и роль при-родообустройства в ее обеспечении», М., МГУП, 2003. С.127 - 130.

33. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Семенов И.В. Оценка состояния основных сооружений тепловых электростанций при сейсмических воздействиях // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1998. Вып. 1. С.60-63.

34. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Камнев Н.М. Экспериментальное обоснование узла распределителя к напорному водоводу здания ГЭС гидроузла Аль Вахда// «Гидротехническое строительство», 1998. №6. С.52-56.

35. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Финк А.К., Горбунов В.М. Расчетное обоснование безопасной эксплуатации подкрановой эстакады и агрегатного блока машзала ГЭС Тери (Индия) // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1999. Вып. 4. С.52-61.

36. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Ильин Ю.А., Мукашов Р.З., Пономарев Д.И. Экспериментальные исследования массивных конструкций гидросооружений со взаимно перпендикулярным расположением арматурных стержней // Библиографический указатель «Депонированные научные работы», М., ВНИИНТПИ, 2004. вып. № 1.

37. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Ивонтьев А.В. Исследование напряженного состояния и прочности турбинного блока со спиральной камерой различной конструкции // Сб. трудов ВНИИГ, 2003. т. 241. С.206-214.

38. Лисичкин С.Е., Скворцов А.Г. Повышение безопасности массивных железобетонных конструкций с контактными строительными швами // «Гидротехническое строительство», 2000. №6. С. 17-21.

39. Николаев В.Б., Гун С.Я., Лисичкин СЕ. Исследование прочности малоармированных конструкций в сжатой зоне с учетом неупругих деформации бетона//«Гидротехническое строительство», 1986. № 3. С.28-33.

40. Николаев В.Б., Рубин О.Д., Лисичкин СЕ. Прочность железобетонных конструкций гидросооружений на действие поперечной силы и изгибающего момента //Экспресс-Информация. Энергетика и электрификация. Серия «Строительство гидроэлектростанций и монтаж оборудования». 1982. вып. 6, С.15-18.

41. Николаев В.Б., Гун С.Я., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б. Прочность железобетонных подпорных стенок // «Гидротехническое строительство», 1988. №10. С.54-58.

42. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений (без предварительного напряжения) к СНиП 2.06.08-87. П-46-89. - (Сергеева Т.И., Осипов А.Д.,..., Лисичкин СЕ. и др.), Л., ВНИИГ, 1991.276 с.

43. Рекомендации по расчету массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений на действие поперечных сил (П-871-88/Гидропроект). - (Николаев В.Б., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б.), М., 1989. 32 с.

44. Рекомендации по назначению поперечной арматуры в конструктивных зонах балочных элементов и в балочных элементах, имеющих продольные строительные швы (П-851-87/Гидропроект). - (Николаев В.Б., Залесов А.С., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б.), М., 1987.41 с.

45. Рубин О.Д., Ляпин О.Б., Лисичкин СЕ. Совершенствование железобетонных конструкций энергетических сооружений // «Гидротехническое строительство», 1999. №8/9, С.71-75.

46. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Ильин Ю.А., Нефедов А.В., Розанова Н.В., Черненко В.Н. Оценка напряженно-деформированного состояния и прочности железобетонных конструкций компенсационных секций напорных водоводов Загорской ГАЭС // «Гидротехническое строительство», 2001. № 9. С. 16-19.

47. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Николаев Б.А., Камнев Н.М. Особенности расчета и проектирования сталежелезобетонных напорных водоводов // «Гидротехническое строительство», 1999. №1. С.37-44.

48. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Николаев Б.А., Ляпин О.Б. Расчетная оценка прочности высоконапорных водоводов большего диаметра гидроузла «Три Ущелья» // «Гидротехническое строительство», 1999. №4. С.40-45.

49. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Нефедов А.В., Ляпин О.Б. О повышении безопасности напорных водоводов ГЭС «Три Ущелья» (КНР) // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1999. Вып. 4. С. 15-24.

50. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б., Нефедов А.В. Исследования бетонных и железобетонных энергетических сооружений // «Гидротехническое строительство», 1999. №8/9. С.22-28.

51. Рубин О.Д., Лисичкин СЕ. Расчет прочности напорных водоводов Богучанской ГЭС // Сб. трудов ВНИИГ, 1996. т.232. С.433-445.

52. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Булыгин Р.В., Малышева С.А. Особенности возведения напорных водоводов большого диаметра с применением мягкой прокладки // Сб. материалов Всероссийской науч.-техн. конф. «Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении», М., МГУП, 2003, С.115-117.

53. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Шакарс Н.Э., Новиков СП. Расчетная оценка напряженно-деформированного состояния левого блока здания Плявинь-ской ГЭС с учетом данных натурных наблюдений // «Гидротехническое строительство», 1998. №2. С.47-53.

54. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Ильин Ю.А. Осуществление контроля за безопасностью шлюзовых и подпорных сооружений путем оценки их фактического состояния на основе расчетных и натурных исследований // Тезисы V Международного конгресса «Экватек. Вода: Экология и технология», Москва, 2002. С.948.

55. Kamnev N.M., Lisichkin S.E., Rubin O.D. Calculation ofthe Strength of a Fragment of a Turbine Block with a Scroll Casing at the Al Wahda Hydro Development // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.29., No. 12, New York, June, 1996, pp.721-727.

56. Lisichkin S.E. Characteristics of Calculating Massive Reinforced-Concrete Members // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.30., No. 9, New York, March, 1997, pp.550-555.

57. Lisichkin S.E. Safety enhancement in large hydraulic structures from new spatial reinforcement methods // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.35., No. 3, New York, September, 2001, pp.116-123.

58. Lisichkin S.E., Skvortsov A.G. Improving the safety of massive rein-forced-concrete structures with contact construction joints // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.35., No. 6, New York, December, 2001, pp.279- 284.

59. Nikolaev V.B., Gun S.Ya., Lisichkin S.E. Consideration of Inelastic Deformation of Concrete. // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.20., No. 3, New York, September, 1986, pp.157-166.

60. Nikolaev V.B., Gun S.Ya., Lisichkin S.E., Lyapin O.B. Strength ofRein-forced-Concrete Retaining Walls // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.22., No.10, New York, April, 1989, pp.616-621.

61. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Shakars I.E., Novikov S.P. Assessment of the Stress-Strain State of the Left Block of the Plavinas Hydroelectric Station Powerhouse with Consideration of the Data of On-Site Observations // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.32., No. 2, New York, August, 1998, pp.104-112.

62. Rubin O.D., Lisichkin S.E., Nikolaev V.B., Kamnev N.M. Characteristics of calculating and designing concrete-encased steel penstocks // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No. l,New York, July, 1999, pp.40-48.

63. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Nikolaev V.B., Lyapin O.B. Calculated estimate of the strength of large-diameter high-pressure conduits at The Three Gorges hydro development // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No. 4, New York, October, 1999, pp.241- 247

64. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Lyapin O.B., Nefedov A.V. Research of concrete and reinforced-concrete power-generating structures // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No.8-9, New York, February, 2000, pp.459- 466.

65. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Lyapin O.B. Improvement of reinforced-concrete designs of power- generating structures // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No.8-9, New York, February, 2000, pp.522- 528.

66. Rubin O.D., Lisichkin S.E. Safety of dams with large diameter steel-reinforced concrete pressure conduits // Dam Safety. Proceedings of the international symposium on new trends and guidelines on dam safety/ Barselona/ Spain/17-19 June 1998, pp. 1151-1153.

67. Zalesov A.S., Lisichkin S.E. Evalution of the Strength of Reinforced-Concrete Members on the Basis of Secondary Stress Fields // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.24., No. 3, New York, September, 1990, pp.221-226.

68. Zalesov A.S., Lisichkin S.E. Calculations of Structures with an Inclined Face // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.26., No. 6, New York, June, 1992, pp.383-387.

69. Zalesov A.S., Rubin O.D., Lisichkin S.E. Higher Safety ofMassive Hydraulic Structures Based on Improved Design Norms // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.28., No. 9, New York, March, 1986, pp.554-558.

Рис. 1. Моделирование сооружений и конструкций.

X прав

X

Оу, вес

■V

щрп^

Иу, зес

V

0,51

сг

'прав

б)

(7 прав

м

X

С-

В)

С лев

■V

N1

«3

т

N

прав

щшт^

Твес

■V

0,51с

-Г

'АЫ

"с-

5

СТу, вес

■V

N.

N

прав

Ку.

0,51с

I

СГ прав

и /ДЫ

-т

Рис. 2. Схема расчетного фрагмента блочной модели железобетонной конструкции прямоугольного сечения: а) - при действии поперечной силы; б), в) - при действии изгибающего момента.

Горизонтальная грань

Рис. 3. Расчетная схема для вывода функции касательных напряжений Тху с учетом наклонных граней (а); эпюры абсолютных (б) и относительных (в) касательных напряжений.

Рис 4 Экспериментальные исследования массивных железобетонных конструкций балочного типа а) стен камеры шлюза канала им Москвы, б) опор автодорожного моста Павловской ГЭС, в) балок с продольными швами

д

Рис. 5. Расчетные схемы конструкции балочного типа для проверки прочности в продольных сечениях по вторичным растягивающим (а) и касательным (б) напряжениям. Заштрихованная часть эпюр передается на поперечную арматуру. прочность монолитного бетона при растяжении; - прочность шва при растяжении; Кь^Ьо - прочность шва при сдвиге; 8 - шаг арматуры; арматура: 1 - продольная рабочая; 2 - поперечная рабочая (взамен конструктивной); 3 - продольная конструктивная.

б)

по бетонку -^

Ь81

по арматуре -^

Ьй

Но*

по бетону и арматуре

Ч-

... , Б "ЧЩЦ|

В)

N5

а) деформационная модель при одновременном предельном состоянии в арматуре и бетоне;

б) деформационная модель с учетом упруго-пластических свойств в бетоне и арматуре;

в) стержневая (распорная )модель.

Рис. 6. Расчетные модели сопротивления арматурных стержней сдвигу.

растяжение о 0,4 0,6 1,0 сжатие

Рис. 7. График зависимости предельной сдвигающей силы в контактном шве при сложном напряженном состоянии.

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 о 0.05 0.1 0.15 0.20.225

1-0 до 12мм 2-0 16мм 3-0 28 мм 4- 0 36мм 5 - 0 40мм

Рис. 8. Графики уточненных функций А,(а) и £(а) в зависимости от наклона трещин и диаметра арматуры (2, 3,4, 5) на фоне исходных функций для арматуры малого диаметра (1).

Рис 9 Вид железобетонной модели плоскостной конструкции со взаимно перпендикулярным расположением арматуры после испытаний и удаления растрескавшегося бетона (а), схема трещинообразования в модели сталежелезобетоннои конструкции развилки напорного водовода (б)

Рис. 10. Схемы действия усилий: а) в расчетной пространственной системе; б) на плоской развертке трехмерной системы.

Рис. 11. Разработанные схемы армирования компенсационного участка напорных водоводов ГЭС "Три Ущелья" (а); входного участка водовода в машзал Юмагузинской ГЭС (б).

Рис. 12. Схемы армирования турбинных блоков со спиральными камерами двух типов: рекомендуемые нормами для стального (а) и сталежелезобетонного (б) типа; усовершенствованные в целях повышения надёжности и безопасности для стального (в) и сталежелезобетонного (г) типа спиральной камеры. 1-стальная оболочка; 2 - мягкая прокладка; 3- конструктивная арматура; 4 - кольцевая рабочая арматура; 5 - арматура блока; 6- торовая арматура.

1120 995

Отпечатано в тип. «Гидр-та». Зак. №127. Тир. 100 экз.

• Стр. w ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Совершенствование метода численного моделирования гидротехнических сооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций.

1.1. Основные гидротехнические сооружения и их массивные железобетонные и напорные сталежелезобетонные конструкции. Разработка классификации массивных конструкций гидросооружений

1.2. Анализ существующих методов численного моделирования железобетонных гидротехнических сооружений и их массивных конструкций.

1.3. Совершенствование метода численного моделирования гидротехнических сооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Разработка метода расчета вторичного напряженного ^ состояния массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

2.1. Анализ имеющихся данных исследований вторичного напряженного состояния железобетонных конструкций балочного типа

2.2. Разработка зависимости для расчета касательных напряжений в массивных конструкциях с наклонными гранями.

2.3. Разработка метода расчета вторичных напряжений в железобетонных конструкциях балочного типа на основе блочной модели.

2.3.1. Разработка метода расчета вторичных напряжений при действии поперечной силы.

2.3.2. Разработка метода расчета вторичных напряжений при действии изгибающего момента.

2.3.3. Разработка метода расчета вторичных напряжений при совместном действии поперечной силы и изгибающего момента.

2.4. Рекомендации по расчету напряженного вторичного состояния массивных железобетонных конструкций балочного типа.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Разработка метода расчета прочности массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с учетом вторичных напряжений и контактных швов.

3.1. Анализ результатов натурных исследований массивных железобетонных конструкций балочного типа.

3.2. Экспериментальные исследования прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа.

3.2.1. Анализ имеющихся данных экспериментальных исследований массивных железобетонных конструкций балочного типа

3.2.2. Экспериментальные исследования массивных железобетонных конструкций балочного типа, в том числе имеющих контактные швы и наклонные грани.

3.3. Анализ существующих методов расчета прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа.

3.4. Разработка метода расчета прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа с учетом вторичных напряжений и контактных швов. Рекомендации по расчету прочности и совершенствование схем армирования.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Совершенствование метода расчета прочности строительных контактных швов гидротехнических сооружений

4.1. Прочность контактных швов гидротехнических сооружений при растяжении.

4.1.1. Анализ имеющихся данных экспериментальных исследований контактных швов при растяжении.

4.1.2. Анализ существующих методов расчета прочности контактных швов при растяжении.

4.2. Прочность контактных швов гидротехнических сооружений при сдвиге.

4.2.1. Анализ имеющихся данных экспериментальных исследований контактных швов при сдвиге.

4.2.2. Анализ существующих методов расчета прочности контактных швов при сдвиге.

4.3. Прочность контактных швов гидротехнических сооружений при сдвиге и сжатии.

4.3.1. Экспериментальные исследования сопротивления контактных швов при сдвиге и сжатии.

4.3.2. Анализ существующих методов расчета прочности контактных швов при сдвиге и сжатии.

4.4. Прочность контактных швов гидротехнических сооружений при сдвиге и растяжении.

4.4.1. Анализ существующих методов расчета прочности контактных швов при сдвиге и растяжении.

4.5. Прочность армированных контактных швов гидротехнических сооружений.

4.5.1. Сопротивление арматуры сдвигу.

4.5.1.1.Экспериментальные исследования сопротивления щ, арматуры сдвигу.

4.5.1.2. Анализ существующих методов расчета сопротивления арматуры сдвигу.

4.5.2. Сопротивление армированных контактных швов сдвигу

4.5.2.1. Анализ имеющихся данных экспериментальных исследований армированных контактных швов.

4.5.2.2. Анализ существующих методов расчета прочности армированных контактных швов.

4.6. Рекомендации по расчету прочности строительных контактных швов гидротехнических сооружений.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. Разработка инженерных методов расчета массивных ф плоскостных и объемных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

5.1. Анализ существующих методов расчета массивных плоскостных и объемных конструкций гидротехнических сооружений при сложном напряженном состоянии.

5.2. Экспериментальные исследования массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со взаимно перпендикулярным расположением арматуры.

5.2.1. Анализ имеющихся данных экспериментальных исследований плоскостных конструкций со взаимно перпендикулярным расположением арматуры.

5.2.2. Экспериментальные исследования массивных конструкций гидротехнических сооружений со взаимно перпендикулярным расположением арматуры.

5.3. Разработка инженерных методов расчета прочности массивных объемных конструкций гидротехнических сооружений по главным напряжениям.

5.3.1. Общие предпосылки разработки инженерных методов расчета прочности массивных объемных конструкций по главным напряжениям.

5.3.2. Разработка метода расчета на основе приведения пространственной системы к трем плоским системам.

5.3.3. Разработка метода расчета с учетом предельного сопротивления арматурных стержней сдвигу.

5.3.4. Разработка метода расчета на основе поэтапного разложения главного вектора по координатным осям и плоскостям.

В настоящее время первоочередное значение приобретает проблема повышения надежности и безопасности гидросооружений в рамках реализации Закона РФ «О безопасности гидротехнических сооружений», требующего обеспечения безаварийной эксплуатации гидротехнических сооружений. Такой подход коренным образом отличается от подходов и тенденций предшествующего периода, направленных на повсеместную экономию строительных материалов, в том числе за счет не вполне обоснованного снижения коэффициентов запаса.

Значительные объемы основных гидротехнических сооружений (таких как плотины, водоприемники, оголовки и порталы туннелей, здания ГЭС, насосные станции, шлюзовые и подпорные сооружения, мосты, эстакады, и др.) составляют массивные железобетонные конструкции: непосредственно массивы плотин, агрегатных блоков машзалов, голов шлюзов, бычков, устоев, контрфорсов; напорные стены зданий ГЭС, фундаментные, водосливные плиты и плиты перекрытий; забральные, упорные, подкрановые, главные балки; шлюзовые, подпорные, разделительные стены, консольные элементы различного назначения и многие другие.

Обязательной принадлежностью средне- и высоконапорных гидроэлектростанций являются массивные сталежелезобетонные конструкции водопроводящего тракта: водоводы и турбинные блоки с размещенными внутри их массивов спиральными камерами (улитками), в том числе значительных диаметров (порядка нескольких метров). Они имеют внутреннюю стальную оболочку и окружающую железобетонную часть, работающие совместно; при этом разрыв внутренней стальной оболочки может привести к затоплению ГЭС при недостаточной прочности железобетона.

Поскольку повреждения, преждевременный выход из строя и аварии ответственных гидросооружений и их массивных конструкций могут привести к катастрофическим последствиям и сопровождаться не только значительным материальным ущербом, но и человеческими жертвами, решение задач по повышению надежности и безопасности на основе развития теории железобетона в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также в направлении разработки новых технических решений по армированию гидротехнических сооружений приобретает важное значение для народного хозяйства.

Перечисленные массивные конструкции составляют целый особый класс конструкций, качественным образом отличающихся от обычных железобетонных конструкций общестроительного назначения. Ввиду характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона (таких как значительные размеры; низкое содержание арматуры большого диаметра; наличие контактных строительных швов, ослабляющих сооружения; особый характер развития трещин, в том числе по швам; сложное напряженное состояние; особый характер действующих нагрузок, включая противодавление воды в раскрывшихся трещинах и швах; и другие) требуются специальные подходы к расчетам напряженного состояния, прочности и к назначению армирования.

Методы расчета основных типов представленных выше массивных конструкций гидросооружений были разработаны различными группами ведущих специалистов при различных методологических подходах и, при своих несомненных достоинствах, не в полной мере учитывают характерные особенности массивного гидротехнического железобетона.

В настоящее время существует ряд нормативно-методических документов (в основном, разработанных несколько десятилетий назад), которые основаны на традиционных устаревших представлениях и предпосылках, предусматривают различный уровень запаса прочности и надежности (в основном сниженный до минимального уровня) и, как показала многолетняя практика проектирования, строительства и эксплуатации, а также данные экспериментальных и натурных исследований, не в полной мере учитывают характерные особенности работы массивных железобетонных сооружений и конструкций, в ряде случаев не обеспечивают современных высоких требований по надежности и безопасности гидросооружений, что привело к необходимости проведения дорогостоящих восстановительных мероприятий.

Отрицательно сказывается и то обстоятельство, что из действующих в настоящее время нормативных документов исключены положения об учете аварийных ситуаций, что существенно снижает надежность и безопасность.

Традиционные схемы армирования массивных сооружений и конструкций, основанные на устаревших предпосылках методов расчета и нормативных документов, также имеют характерные недостатки, что приводит к опасному характеру трещинообразования (в том числе по контактным швам), не предусмотренному при проектировании, и последующему преждевременному снижению эксплуатационных свойств, а также к выходу из строя и разрушению. При этом в ряде случаев армирование назначается конструктивно, без расчетного обоснования, из-за отсутствия соответствующих методов расчета.

Вместе с тем, в настоящее время отсутствует единый подход к решению проблемы по определению сложного напряженного состояния и прочности (включая разработку схем армирования) распространенных типов массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидросооружений.

Приведенные выше положения подтверждают актуальность выбранной темы работы.

Представленная диссертационная работа посвящена решению научной проблемы развития теории массивного железобетона, имеющей важное хозяйственное значение, в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также разработки и научного обоснования технических решений по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций с целью повышения надежности и обеспечения безопасности гидротехнических сооружений.

Цель и задачи диссертационной работы. Исходя из вышеизложенного, цель диссертационной работы заключается в развитии теории железобетона в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета напряженного состояния и прочности массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений на основе единого методологического подхода; в разработке практических рекомендаций по расчету и в принципиальном усовершенствовании схем армирования для повышения надежности и безопасности; а также в развитии и совершенствовании нормативно-методической базы проектирования гидротехнических сооружений.

Для достижения вышеуказанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- выполнить анализ основных типов массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений, методов их расчета (включая метод численного математического моделирования их работы) и положений нормативно-методических документов;

- разработать классификацию многообразных массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций по своим характерным признакам;

- усовершенствовать метод численного моделирования гидросооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций при централизованном единообразном подходе и максимальном учете характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона.

Для массивных железобетонных конструкций балочного типа: выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности, в том числе при наличии наклонных граней и контактных строительных швов; усовершенствовать существующий метод расчета вторичных полей напряжений и разработать новый метод расчета вторичных напряжений (в том числе с учетом наклонных граней, контактных строительных швов и сложной формы сечения) на основе блочных моделей; разработать новый метод расчета прочности с учетом распределения вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов; разработать практические рекомендации по расчету напряженного состояния, прочности и армирования, а также усовершенствовать на расчетной основе схемы их армирования.

Для строительных контактных швов в массивных конструкциях гидросооружений: провести экспериментальные исследования сопротивления контактных швов при сложном напряженном состоянии, в том числе с учетом пересекающих их арматурных стержней;

- усовершенствовать метод расчета прочности неармированных и армированных контактных швов при сложном напряженном состоянии;

- разработать практические рекомендации по расчету прочности неармированных и армированных контактных швов в массивных железобетонных конструкциях гидросооружений, охватывающих полный диапазон действия усилий;

Для объемных и плоскостных массивных железобетонных конструкций со взаимно перпендикулярным расположением арматуры: выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности конструкций при различном наклоне арматурных стержней большого диаметра по отношению к направлению действующего усилия; разработать инженерные методы расчета и практические рекомендации по расчету прочности и по армированию с учетом распределения главных напряжений.

Для массивных напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта (водоводов и турбинных блоков со спиральными камерами): выполнить экспериментальные исследования напряженного состояния и прочности конструкций водоводов и развилок;

- провести теоретические (аналитические) и расчетные (численными методами) исследования напряженного состояния и прочности в целом, а также для характерных элементов (развилок, колен и др.) и характерных участков (входных, компенсационных участков, околостаторных зон и др.);

- усовершенствовать методы расчета прочности с учетом сложного пространственного напряженного состояния и аварийных случаев с разработкой практических рекомендаций по расчету прочности и армирования с усовершенствованием схем армирования.

Разработать предложения по совершенствованию и развитию положений нормативных и нормативно-методических документов по расчету прочности и армирования массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

Научную новизну диссертации составляют следующие результаты, развивающие теорию массивного гидротехнического железобетона:

- разработанная впервые классификация многообразных массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций по характерным признакам: конструктивным особенностям, сложному характеру напряженного состояния, по способу определения условий наступления предельного состояния, а также по характеру механизмов трещинообразования и разрушения;

- усовершенствованный метод численного моделирования гидросооружений и их массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций при централизованном единообразном подходе и максимальном учете характерных особенностей массивного гидротехнического железобетона;

- новые экспериментальные данные о характере трещинообразования, о напряженном состоянии и прочности, а также о характере разрушения массивных железобетонных конструкций балочного типа, в том числе с продольными и поперечными контактными швами и наклонными гранями;

- усовершенствованный метод расчета вторичных полей напряжений и разработанный на основе блочных моделей новый метод расчета вторичных напряжений в массивных железобетонных конструкциях балочного типа, в том числе при наличии наклонных граней, контактных швов и сложной (тавровой) формы сечения, включая разработанную впервые новую зависимость для расчета касательных напряжений в конструкциях с наклонными гранями;

- новый метод расчета прочности и армирования, в том числе в продольных сечениях конструкций балочного типа, с учетом вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов;

- разработанные практические рекомендации по расчету напряженного состояния и прочности, а также усовершенствованные схемы армирования массивных железобетонных конструкций балочного типа (в том числе имеющих контактные швы, наклонные грани и сложную форму сечения), принципиально отличающиеся от традиционных схем в направлении перевода части армирования из разряда конструктивного в разряд рабочего на характерных участках, включая зоны контактных строительных швов, применение которых способствует повышению надежности и безопасности сооружений;

- новые данные экспериментальных исследований прочности контактных строительных швов при сложном напряженном состоянии и сопротивления сдвигу арматуры, пересекающей контактные швы и трещины;

- усовершенствованный в целях повышения надежности и безопасности метод расчета прочности контактных строительных швов в массивных конструкциях гидросооружений при сложном напряженном состоянии с учетом новых данных экспериментальных исследований сопротивления контактных строительных швов и пересекающих их арматурных стержней;

- разработанные практические рекомендации по расчету прочности контактных строительных швов (в том числе армированных) в гидросооружениях, впервые охватывающие полный диапазон сочетания действующих усилий (растяжение, сжатие и сдвиг);

- новые данные экспериментальных исследований массивных конструкций со взаимно перпендикулярным расположением арматуры, полученные впервые на крупномасштабных моделях (натурных фрагментах сооружений) с арматурой большого диаметра, характерной для гидросооружений;

- новые инженерные методы расчета прочности и армирования, разработанные впервые для объемных и плоскостных массивных конструкций гидросооружений при взаимно перпендикулярном расположении арматурных стержней большого диаметра с учетом распределения главных напряжений, обоснованные теоретически и экспериментально;

- разработанные впервые практические рекомендации по расчету прочности массивных объемных и плоскостных железобетонных конструкций при взаимно перпендикулярном расположением арматурных стержней, обеспечивающие эффективное армирование и безопасную эксплуатацию гидросооружений;

- новые данные экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и прочности сталежелезобетонной конструкции развилки напорного водовода (узла распределителя), обосновывающие уточненные решения (включая схемы армирования) распределителя напорного водовода;

- новые результаты расчетно-теоретических исследований напряженного состояния и прочности сталежелезобетонных конструкций водоводов и турбинных блоков (включая характерные элементы и участки), имеющие принципиальные отличия от традиционных представлений;

- усовершенствованные методы расчета прочности и армирования массивных напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта: водоводов (в том числе их развилок, распределителей, компенсационных и входных участков) и турбинных блоков со спиральными камерами (улитками) с учетом новых данных экспериментальных и расчетно-теоретических исследований, впервые (для повышения надежности и безопасности) учитывающие фактическое напряженное состояние листовой и арматурной стали и действие нагрузок аварийных случаев;

- практические рекомендации по расчету и по армированию массивных сталежелезобетонных конструкций напорных водоводов (в том числе развилок, распределителей, компенсационных и входных участков) и турбинных блоков со спиральными камерами, разработанные с учетом фактического сложного напряженного состояния и нагрузок аварийного случая, повышающие надежность и безопасность сооружений;

- усовершенствованные схемы армирования массивных напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта гидросооружений (в том числе разработанные впервые для компенсационных, входных участков и распределителей водоводов, нижних околостаторных зон турбинных блоков и вокруг спиральных камер с мягкой прокладкой), принципиально отличающиеся от традиционных схем заменой конструктивной арматуры рабочей арматурой, определяемой расчетом, обеспечивающие безопасность сооружений при аварийной ситуации повреждения внутренней стальной оболочки;

- разработанные в целях повышения надежности и безопасности гидротехнических сооружений положения нормативных и нормативно-методических документов по расчетам прочности и по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций, дополняющие и уточняющие действующие нормы.

Все перечисленные результаты выносятся на защиту.

Достоверность результатов исследований, научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается:

- хорошим согласованием теоретических, расчетных (численными методами) и экспериментальных данных;

- применением при экспериментальных и численных исследованиях положений теории планирования экспериментов, проверенных на практике методов испытаний и контрольно-измерительной аппаратуры;

- использованием для сопоставления результатов натурных исследований;

- применением апробированных (на тестовых задачах) методов численного моделирования в рамках известных и широко применяемых программных комплексов;

- проведением анализа экспериментальных результатов и построением на их основе теоретических зависимостей с применением методов математической статистики.

Практическое значение работы состоит в использовании разработанных автором методов расчета, практических рекомендаций по расчету и технических решений по армированию массивных конструкций при проектировании, строительстве, оценке состояния (с учетом данных натурных наблюдений), усилении и ремонте конкретных гидросооружений. Применение разработанных и усовершенствованных автором методов расчета и практических рекомендаций (достаточно простых, физически ясных и удобных для проведения инженерных расчетов в практической деятельности проектировщиков и исследователей), а также новых и принципиально усовершенствованных схем армирования способствует повышению надежности гидросооружений и обеспечению их безопасной эксплуатации в соответствии с возросшим уровнем современных требований к гидросооружениям. На основе результатов исследований был разработан ряд применяемых на практике нормативно-методических документов.

Личный вклад соискателя состоит в постановке задач исследований, теоретической разработке новых расчетных зависимостей методов расчета, практических рекомендаций по расчету и положений нормативно-методических документов, а также в научном руководстве и непосредственном участии на протяжении многих лет в проведении экспериментальных и расчетных исследований массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций проектируемых, строящихся и эксплуатируемых сооружений. Основные результаты работы получены автором лично. Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность докт. техн. наук О.Д.Рубину и докт. техн. наук, профессору Залесову A.C. за плодотворное научное сотрудничество, ценные советы и помощь в работе над диссертацией, а также докт. техн. наук Николаеву В.Б. за ценные предложения и сотрудничество на начальных этапах работы.

Внедрение результатов работы. Значительная доля расчетно-теоретических и экспериментальных исследований проводилась по заказам проектных, строительных и эксплуатационных организаций для конкретных объектов гидротехники и гидроэнергетике. Результаты диссертационной работы внедрены автором при обосновании проектных решений и мероприятий по усилению и ремонту, при оценке состояния эксплуатируемых сооружений, а также непосредственно при строительстве сооружений ряда отечественных и зарубежных объектов: Аушигерская, Богучанская, Юмагузинская ГЭС, Загорская ГАЭС, ГЭК «Аль-Вахда» (Марокко), гидроузлы «Тери» (Индия), «Три Ущелья» (Китай), «Чханьхэвань» (Китай), «Капанда» (Ангола), канал им. Москвы, Плявиньская ГЭС, Павловская ГЭС и др. На основании результатов расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, анализа действующих нормативных документов разработаны и внедрены положения по расчету массивных конструкций в «Пособие» к СНиП 2.06.08-87, окончательную редакцию норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций гидросооружений СНиП 33-08-03, в «Рекомендации» института «Гидропроект» по расчету балочных и массивных конструкций гидросооружений, по расчету и оценке состояния напорных водоводов и др.

Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались: на IV научно-техническом совещании Гидропроекта по вопросам совершенствования научных исследований, ускорения внедрения достижений науки и техники в проекты с целью повышения эффективности строительства и эксплуатации ГЭС, ГАЭС и АЭС, Москва, 1982 г.; на Всесоюзных научно-технических совещаниях «Предельные состояния бетонных и железобетонных конструкций энергетических сооружений», г. Нарва, 1986 и 1990 гг.; на V научно-техническом совещании Гидропроекта по вопросам повышения эффективности и качества научных исследований и проектирования, ускорения внедрения достижений научно-технического прогресса при строительстве и эксплуатации гидротехнических объектов в свете решений XXVII съезда КПСС, Москва, 1987 г.; на Всесоюзном научно-техническом совещании «Основные направления совершенствования исследований и проектирования энергетических объектов (ТЭС и АЭС)», г.Нарва, 1991 г.; на XXI научно-технической и методической конференции «Наука и высшее образование 96», Москва, 1996 г.; на Международном симпозиуме «International symposium on new trends and guidelines on dam safety», Барселона, Испания, 1998 г.; на 5-м Международном конгрессе ЭКВАТЭК-2002 «Вода: экология и технология», Москва, 2002 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении», Москва, 2003 г.

Публикации по теме диссертации. Результаты исследований, проведенных лично, а также под научным руководством и при непосредственном участии автора, опубликованы в 69 работах: статьях в научно-технических журналах, сборниках научных трудов, материалах конгрессов и конференций (журналы: «Гидротехническое строительство» и «Энергетическое строительство», сборники трудов «Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», «Сборник трудов Гидропроекта», «Безопасность энергетических сооружений», «Материалы координационных совещаний по гидротехнике» и др.).

Работа была выполнена в научно-исследовательском секторе института Гидропроект им. С.Я.Жука (позднее ОАО «НИИЭС») и в ООО «Центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике».

13. Результаты работы практически реализованы автором при обосновании проектных решений и мероприятий по усилению и ремонту и по оценке состояния, а также непосредственно при строительстве сооружений ряда отечественных и зарубежных гидроэнергетических объектов: Аушигерской, Богучанской, Юмагузинской ГЭС, Загорской ГАЭС, ГЭК «Аль-Вахда» (Марокко), гидроузлов «Тери» (Индия), «Три Ущелья» (Китай), «Чжэньхэвань» (Китай), «Капанда» (Ангола), Канала им. Москвы, Плявиньской ГЭС, Павловской ГЭС и др., - обеспечивающие их безопасную эксплуатацию.

14. На основании результатов выполненных автором расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, анализа действующих нормативных документов разработаны и внедрены положения нормативных и нормативно-методических документов по расчету напряженного состояния, прочности, трещиностойкости и по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций, обеспечивающие повышение надежности и безопасности гидротехнических сооружений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный автором в рамках диссертационной работы комплекс теоретических, экспериментальных и расчетных (численными методами) исследований позволил решить научную проблему развития теории массивного железобетона, имеющую важное хозяйственное значение, в направлении разработки новых и совершенствования существующих методов расчета, а также разработки и научного обоснования технических решений по армированию массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций с целью повышения надежности и обеспечения безопасности гидротехнических сооружений.

На основе полученных результатов проведенных автором исследований сформулированы следующие основные выводы и рекомендации.

1. Автором выполнен анализ основных типов широко применяемых массивных железобетонных и напорных сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений, методов их расчета, традиционных схем армирования и соответствующих положений нормативных и нормативно-методических документов (большинство из которых разработано несколько десятилетий назад при устаревших предпосылках и представлениях) и впервые разработана классификация, в соответствии с которой многообразные массивные конструкции гидросооружений по характерным признакам (по конструктивным особенностям, по характеру напряженного состояния и трещинообразования, по способу определения условий наступления предельного состояния) подразделяются на три основные группы:

- массивные железобетонные конструкции балочного типа, условия наступления предельных состояний которых выражаются через усилия и расчеты которых проводятся по усилиям в поперечных, наклонных, а также продольных (проведенных по направлению развития продольных или слабонаклонных вторичных трещин или продольных контактных швов) сечениях;

- массивные железобетонные объемные и плоскостные (или плитные) конструкции, условия наступления предельных состояний которых не представляется возможным выразить через усилия в расчетных сечениях и расчеты прочности которых проводятся по главным напряжениям для площадок их действия, имеющих соответствующую ориентацию в пространстве; массивные сталежелезобетонные напорные конструкции водопроводящего тракта: водоводы и турбинные блоки со спиральными камерами, - которые рассчитываются с учетом совместной работы внутренней стальной оболочки и железобетонной части при сложном пространственном напряженном состоянии (по усилиям и напряжениям); при этом пространственные конструкции развилок и распределителей водоводов, а также спиральных камер (улиток) турбинных блоков представляют наибольшие сложности при проведении расчетов.

Неотъемлемой частью конструкций каждой из перечисленных групп, как правило, являются строительные контактные швы, ослабляющие сооружения, в том числе усиливаемые посредством специальной обработки контактных поверхностей или поперечного армирования, которые присущи гидротехническим сооружениям, в подавляющем большинстве случаев возводимым ярусами с перерывами в бетонировании.

2. Усовершенствован метод численного моделирования гидротехнических сооружений и их массивных конструкций, в рамках которого впервые основные и вспомогательные задачи решаются централизованно при едином методологическом подходе, а также при наиболее полном учете всех особенностей работы массивного гидротехнического железобетона и взаимодействия гидросооружений, их элементов и конструкций. При этом реализуется принцип перехода от общей задачи к частной, к более подробно моделируемым фрагментам сооружений или отдельным массивным конструкциям, с использованием в качестве граничных условий на контуре фрагментов усилий и деформаций, определяемых из решений общих задач для систем сооружений в целом. Моделируются процессы поэтапного развития трещин и раскрытия швов, включения в работу стальных элементов (оболочек, ребер и др.) и арматуры сооружений (в том числе элементов усиления сооружений) с учетом контактных условий, нарушения сцепления с бетоном и др., а также изменения расчетных схем, характера нагрузок (включая противодавление воды в раскрывающихся контактных швах и трещинах, за облицовками) и другое.

3. В целях осуществления единообразного подхода к методикам обновляемого комплекса нормативных документов и гармонизации с европейскими нормами, автором разработан новый метод расчета вторичных напряжений в массивных железобетонных конструкциях балочного типа на основе физически ясных блочных моделей (в том числе усовершенствован существующий метод расчета вторичных полей напряжений применительно к конструкциям с наклонными гранями и сложной формой сечений), зависимости которого простые и физически ясные по своему построению отражают физический смысл механизма вторичного трещинообразования, в том числе для конструкций с наклонными гранями и сложной (тавровой) формой сечений. При этом автором получена новая зависимость для расчета касательных напряжений в массивных конструкциях с наклонной гранью, а также ряд новых параметров таврового сечения, характеризующих влияние тавровой формы (в отличие от прямоугольной) на напряженное состояние.

4. Автором получены новые экспериментальные данные о характере трещинообразования, напряженном состоянии и прочности, а также характере разрушения массивных железобетонных конструкций балочного типа, в том числе с продольными и поперечными контактными швами и наклонными гранями. Экспериментально обоснованы предложенные решения по усилению (внешней и внутренней, устанавливаемой в пробуренные отверстия, дополнительной арматурой) массивных консольных опор моста Павловской ГЭС и стен шлюза канала им. Москвы, потерявших эксплуатационные свойства из-за недостаточного поперечного армирования, в первую очередь, в зонах строительных контактных швов; а также подтверждены экспериментально разработанные положения новых методов расчета.

5. Разработан и расчетно-экспериментально обоснован новый метод расчета прочности и армирования на основе простых и физически ясных по своему построению условия прочности массивных железобетонных конструкций балочного типа с учетом вторичных напряжений, расположения и сопротивления контактных строительных швов, принципиальное отличие которого от традиционных подходов (предусматривающих проверку в поперечных и наклонных сечениях) заключается в проверке прочности по продольным сечениям, в том числе совпадающим с контактными швами (по монолиту и по швам). Разработаны практические рекомендации по расчету прочности и по армированию для применения проектировщиками и исследователями.

6. На основе нового метода расчета, анализа экспериментальных и натурных данных о преждевременном выходе из строя и разрушении конструкций из-за недостаточного (или полного отсутствия поперечного армирования) или не рационально размещенного армирования, автором предложены усовершенствованные схемы армирования, принципиально отличающиеся от традиционных схем переводом конструктивной арматуры в разряд рабочей, определяемой расчетом по эпюрам вторичных напряжений, на характерных участках, включая зоны, ослабленные контактными швами.

7. Автором получены новые данные о напряженном состоянии и прочности в результате проведенных впервые экспериментальных исследований крупномасштабных моделей (практически натурных фрагментов) массивных железобетонных конструкций гидросооружений с арматурой двух взаимно перпендикулярных направлений большого диаметра до 28 мм (характерной для гидросооружений), позволившие уточнить расчетные зависимости для основных функций, характеризующих работу арматурных стержней в продольном и поперечном направлениях, при различных диаметрах и углах наклона арматуры к направлению действующего усилия.

8. Автором разработаны новые инженерные методы расчета прочности и армирования массивных плоскостных и объемных конструкций гидросооружений со взаимно перпендикулярным расположением арматуры большого диаметра с учетом новых экспериментальных и теоретических результатов. При этом получена новая функция относительных поперечных усилий в арматуре, дополняющая состав параметров плоской системы. Впервые разработаны рекомендации по расчету, а также предложения в нормативные документы, достаточно простые и удобные для использования в практической деятельности проектировщиков и исследователей, обеспечивающие высокую надежность гидросооружений при экономичном и эффективном армировании.

9. Получены новые экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии (в том числе особенностях характера трещинообразования) и прочности сталежелезобетонной конструкции развилки (узла распределителя) напорного водовода применительно к параметрам гидроузла «Аль-Вахда» (Марокко). Экспериментально обосновано усовершенствованное автором конструктивное решение (включая схемы армирования) сталежелезобетонного распределителя к напорным водоводам ГЭС «Аль-Вахда».

10. Получены новые расчетные (на основе усовершенствованного метода численного моделирования) и теоретические данные об особенностях пространственного напряженного состояния и прочности массивных сталежелезобетонных конструкций напорных водоводов различного типа (заделанных в тело плотины, вынесенных на низовые грани, открытого типа или окруженные массивом грунта) и их характерных элементов и участков (симметричные и несимметричные развилки и распределители; компенсационные и входные участки при различных соотношениях длины и диаметра и др.) в широком диапазоне изменения их параметров и контактных условий взаимодействия элементов (оболочек, ребер жесткости и воротников, арматуры, бетона и пр.); а также массивных сталежелезобетонных конструкций турбинных блоков со спиральными камерами различного типа и их характерных элементов и участков (над мягкой прокладкой и под спиралью, верхних и нижних околостаторных зон, в местах опирания стальной оболочки на бетон - начале и окончании мягкой прокладки, в области контакта соседних спиральных камер, технологических отверстий и проходов и др.) в широком диапазоне изменения их параметров и контактных условий взаимодействия элементов между собой (стальных оболочек, элементов статора, облицовок конуса отсасывающей трубы, камеры рабочего колеса гидротурбины, ребер жесткости, арматуры, бетона и пр.) (в том числе с учетом пространственного напряженного состояния), показавшие существенные отличия от сложившихся традиционных предпосылок (в ряде случаев ошибочных), принятых в существующих методах расчетов и нормативно-методических документах.

11. На основе полученных данных теоретических, расчетных и экспериментальных исследований в целях повышения надежности и безопасности гидросооружений автором усовершенствованы методы расчета массивных сталежелезобетонных конструкций напорных водоводов (в том числе колен, развилок, распределителей, компенсационных и входных участков), а также турбинных блоков со спиральными камерами различного типа, в рамках которых впервые учтено фактическое состояние листовой и арматурной стали, в том числе при действии нагрузок аварийного случая повреждения внутренней стальной оболочки; а также разработаны практические рекомендации по расчету и по армированию напорных сталежелезобетонных конструкций водопроводящего тракта для проектировщиков и исследователей.

12. В целях повышения надежности и безопасности с учетом обобщения отечественного и зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатации, а также данных экспериментально-теоретических исследований автором усовершенствованы схемы армирования водоводов и развилок (при этом впервые разработаны для компенсационных и входных участков и распределителей), а также турбинных блоков со спиральными камерами различного типа в целом и на особых участках (при этом впервые разработаны для нижних околостаторных зон и вокруг спирали), принципиально отличающиеся от традиционных схем заменой конструктивной арматуры на рабочую, определяемую расчетом с учетом пространственного напряженного состояния.

1. Адамович А. А., Готлиф А. А., Зубрицкая М. А. Исследования плоских фрагментов турбинного блока Рогунской ГЭС // Сб. научн. трудов ПРЕДСО., Л.: Энергоиздат, 1982. С.38-42.

2. Антонов С.С., Коган JI.E., Скоморовский Я.Г. О несущей способности арочных плотин //Изв. ВНИИГ, 1975. т. 107. С.128-136.

3. Аронсон А. Я., Каган Е. М., Коваленко В. А., Комов Н. Н., Петров Ю. П., Явиц С. Н. Прочностные исследования конструкции турбин // В кн. «Научные исследования для Саяно-Шушенской ГЭС», Л., 1978. С.179-187.

4. Архипов A.M. Турбинные водоводы с оболочками, усиленными железобетоном и скальными массивами. — Л.: Энергия, 1973. 99 с.

5. Архипов A.M. Исследования прочности трубопроводов сталежелезобетонной конструкции // Изв. ВНИИГ, 1972. т. 100. С.269 — 278.

6. Архипов A.M., Власов В.М., Линдес А.Г., Любашевский Е.С.

7. Исследование напряженного состояния и прочности высоконапорного сталежелезобетонного турбинного водовода при различном армировании железобетонной оболочки // Изв. ВНИИГ, 1988. т. 204. С.87 93.

8. Архипов А. М., Зубрицкая М. А. Исследования прочности турбинного блока со спиральной камерой Ингури ГЭС // Изв. ВНРШГ, 1979. т. 133. С.98-103.

9. Архипов A.M., Комов Н. Н. Исследование напряженного состояния и прочности спиральной камеры со сталежелезобетонной оболочкой Гидротурбостроение. М. // Д.: Машиностроение, С.224-235.

10. Ашкинадзе Г.Н., Соколов М.Е., и др. Железобетонные стены сейсмостойких зданий. -М.: Стройиздат, 1988. 504 с.

11. Белов В.В. Силовое сопротивление массивных бетонных и железобетонных конструкций с трещинами и швами. — Автореф. дисс. докт. техн. наук, С-Пб., 1998. 31 с.

12. Белостоцкий A.M. Программный комплекс СТАДИО для линейных и нелинейных статических и динамических расчетов пространственных комбинированных систем // Опыт разработки и эксплуатации и перспективы развития, Сб. науч. тр. МГСУ, М., 1998. С.4-11.

13. Белый М.В., Булгаков В.Е., Крат Т.Ю. Расчет арочной плотины Чиркейской ГЭС с использованием пакета программ РКТП // С.56-60.

14. Берг О .Я. О предельном состоянии по трещинам в железобетонных мостовых конструкциях // Тр. ВНИИ железнодорожного строительства и проектирования, 1961. вып. 3.

15. Блинков В.В., Гусев Ю.Н., Александровская Э.К. Результаты натурных исследований напряжений в турбинном водоводе Красноярской ГЭС // «Гидротехническое строительство», 1971. № 4. С.25 29.

16. Бондаренко В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. — М.: Стройиздат, 1982. 287 с.

17. Бронштейн В.И. К вопросу проектирования равнопрочных арочных плотин минимального веса // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, JL: Энергия, 1978. вып. 119. С.141-145.

18. Валеев Г.С. Прочность и деформативность сборно-монолитных железобетонных конструкций по контактному шву с учетом длительного действия статических нагрузок. -Дисс. канд. техн. наук. JL, 1989, 187 с.

19. Васильев П.И., Пересыпкин E.H. Метод расчета раскрытия швов и трещин в массивных бетонных конструкциях // Сб.: Труды координационных совещаний по гидротехнике, JL: Энергия, 1970. вып.58, С.47-53.

20. Васильев П.И., Виллер Ю.Г., Зевин A.A. Внецентренное сжатие прямоугольной призмы, разрезанной на упругоползучие бетонные блоки //Изв. ВНИИГ, 1975. т.109. С.207-212.

21. Васильев П.И., Рочняк O.A., Образцов JI.B. Исследование предварительно напряженных балок без сцепления арматуры с бетоном // «Строительство и архитектура Белоруссии», 1981. № 2. С.35-36.

22. Вербецкий Г.П., Губарь В.Н., Линдес А.Г., Минарский А.Е.

23. Власов В.М., Веретюшкин В.И., Линдес А.Г., Косматова Г.Э.

24. Исследования на модели напряженно-деформированного состояния и резерва прочности Бурейского водовода // «ПРЕДСО 90», 1991. С.95 - 98.

25. Власов В.М., Николаев А.П. Напряженно деформированное состояние сталежелезобетонных водоводов с учетом коэффициента и степени армирования // Изв. ВНИИГ, 1990. т. 222. С.31-37.

26. Вовкушевский A.B., Готлиф A.A., Люцко Е.А., Шойхет Б.А.

27. Расчет корпусов реакторов АЭС по схеме двумерной задачи теории упругости // Изв. ВНИИГ, 1981. т. 148, С.80-86.

28. Вовкушевский A.B., Шойхет Б. А. Расчет массивных гидротехнических сооружений с учетом раскрытия швов. — М.: Энергоиздат, 1981. 136 с.

29. Волгушев А.Н., Касабьян JI.B., Людковский И.Г., Мордовина А.Н., Чижикова Г.М. Высоконапорные водоводы гидроагрегатов комбинированной сталежелезобетонной конструкции // «Гидротехническое строительство», 1972. № 10. С.40 44.

30. Гвоздев A.A. Расчет несущей способности конструкции по методу предельного равновесия. — М.: Стройиздат, 1949. 248 с.

31. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. — М.: Стройиздат, 1974. 316 с.

32. Гордон Л.А., Заливако С.Б., Шойхет Б.А. Программа решения осесимметричной задачи теории упругости методом конечных элементов для ЭВМ типа «М-220» // Л., ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1974. С.78.

33. Григорьянц Л.М. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния арматуры и бетона при наличии наклонных трещин М., Тр. ЦНИИЭПсельстроя, 1977.

34. Гусев Ю.Н. Статическая работа сталежелезобетонного трубопровода Красноярской ГЭС // Тр. координационных совещаний по гидротехнике, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1974. вып. 91. С.84-85.

35. Гутковский В.А. Прочность и деформативность контакта в предварительно напряженных тонкостенных сборно-монолитных балочных конструкций, работающих в условиях однократных статических загружений. Дисс.канд. техн. наук. Минск, 1985. 156 с.

36. Дорофеев B.C., Марченко Т.С. Прочность контактов составных конструкций. — Одесса, 1929. 149 с.

37. Еньков Е.У. Физические зависимости плоского напряженного состояния железобетона с трещинами в условиях ползучести и экспериментальное обоснование соответствующих параметров // «Строительные конструкции», Киев, Буд1вельник, вып. 32. С.54-57.

38. Залесов A.C., Лисичкин С.Е. Расчет конструкций с наклонной гранью // «Гидротехническое строительство», 1992. №6. С.48-50.

39. Залесов A.C., Лисичкин С.Е. Оценка прочности массивных конструкций на основе вторичных полей напряжений // «Гидротехническое строительство», 1990. №3. С.46-49.

40. Залесов A.C., Лисичкин С.Е. Прочность массивных железобетонных конструкций с учетом продольных швов бетонирования // Сб. «Материалы конференций и совещаний по гидротехнике». «ПРЕДСО-90», С-Пб.: Энергоатомиздат, 1991. С. 117-121.

41. Залесов A.C., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е. Повышение надежности массивных гидротехнических сооружений на основе совершенствования норм проектирования // «Гидротехническое строительство», 1994. №9. С.46-48.

42. Захаров И.Б., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е. Оценка состояния автодорожного моста Павловской ГЭС и расчетно-экспериментальное обоснование мероприятий по его усилению // «Энергетическое строительство», 1994. №9. С.47-50.

43. Зерцалов М.Г., Иванов В.А., Степанова Л.С., Толстиков В.В.

44. Исследование схемы разрушения системы «бетонная плотина-скальное основание» в условиях сдвига с использованием МКЭ // Межвузовский сб. научных трудов: Приложение численных методов к задачам геомеханики. М.: 1986, С.49-61.

45. Золотов Л.А., Шайтанов В.Я. Гидроузел Санься на реке Янцзы // «Гидротехническое строительство», 1996. № 3. С.34-41.

46. Зубрицкая М. А., Адамович А. А. Исследование на крупномасштабной модели статической работы турбинного блока подземного здания Рогунской ГЭС // Изв. ВНИИГ, 1983. т. 163. С.22-29.

47. Измайлов Ю.В. Сейсмостойкие монолитные здания. — Кишинев, 1989. 287 с.

48. Ильин Ю.А., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б., Мукашов Р.З.

49. Численное моделирование шлюзовых сооружений Бухтарминского и Усть-Каменогорского гидроузлов // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2002. Вып. 10. С.82-92.

50. Камнев Н.М., Лисичкин С.Е., Рубин О.Д. Расчет прочности фрагмента турбинного блока со спиральной камерой здания ГЭС гидроузла Аль Вахда // «Гидротехническое строительство», 1995, № 12, С.38-42.

51. Камнев Н.М., Лисичкин С.Е., Рубин О.Д. Расчет прочности и армирования распределителя к напорным трубопроводам здания ГЭС гидроузла Аль Вахда// «Гидротехническое строительство», 1995, №11, С.30-35.

52. Караваев A.B., Кауфман А.Д., Судаков В.Б., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Боярский В.М., Сергеев И.П. О проекте норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений // «Гидротехническое строительство», 2003, № 6, С.34-35.

53. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. -М.: Стройиздат, 1976. 208 с.

54. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. 416 с.

55. Карпенко Н.И. К построению общих критериев деформирования и разрушения железобетонных элементов // «Справочник Строитель», НТС «Стройинформ», 2003. С.61-66.

56. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры // Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1986. С.7-25.

57. Картелева А.Г. Исследование трещиностойкости и прочности водоводов Зейской ГЭС // Изв. ВНИИГ, 1977, т. 116, С.29 34.

58. Кириллов А.П., Коган Е.А., Ульянова Е.А. Прочность массивных бетонных сооружений по горизонтальным строительным швам (обзор) // М., Информэнерго, 1987. С. 56.

59. Кириллов АЛ., Николаев В.Б., Беленький Б.С., Рубин О.Д., Брауде В.М. Учет влияния строительных швов на прочность массивных железобетонных конструкций // «Гидротехническое строительство», 1983. № 6, С.4.

60. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Рубин О.Д., Лукша Л.К.

61. Прочность железобетонных конструкций гидросооружений, имеющих блочные швы // «Гидротехническое строительство», 1970. № 12. С.22-27.

62. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е.

63. Методика расчета массивных конструкций на действие поперечных сил // IV науч.-техн. совещание Гидропроекта (Москва, 13 — 16 апреля, 1982 г.), 1982. Ч.1.С.105.

64. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Лисичкин С.Е.

65. Конструктивное армирование железобетонных конструкций гидросооружений // Экспресс-информация «Энергетика и электрификация», серия «Строительство ГЭС и монтаж оборудования», М., ВНИИНТПИ, 1983. вып.2. С. 15-18.

66. Климов Ю.А. Теория и расчет прочности, трещиностойкости и деформативности железобетонных элементов при действии поперечных сил. Дисс.докт. техн. наук. Киев, 1992. 502 с.

67. Коган Л.Е. Влияние образования трещин на напряженное состояние арочных плотин // Тр. координационных совещаний по гидротехнике. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1967. вып. 31. С.188-202.

68. Комов Н. Н. Влияние бетона турбинного блока на напряжённое состояние спиральной камеры и статора // Гидротурбостроение. М. —Л., «Машиностроение», 1964 (Сб. ЛМЗ, №10). С. 120-132.

69. Круглое В.М. Нелинейные соотношения и критерии прочности бетона в трехосном напряженном состоянии // «Строительная механика и расчет сооружений», 1987. № 1. С.40-48.

70. Лапук И. А., Зубрицкая М. А. Оценка напряжённо-деформированного состояния сталежелезобетонных конструкций с учетом погрешности измерения // Изв. ВНИИГ, 1980. т. 136. С.120-125.

71. Левених Д.П. Напряженное состояние сталежелезобетонного трубопровода при наличии радиальных трещин в бетоне // Сб. науч. тр. Гидропроекта, 1974. №40.

72. Левених Д.П., Александров М.Г., Кузина Т.А. Турбинные трубопроводы Саяно-Шушенской ГЭС // «Гидротехническое строительство», 1978. №5. с. 6-7.

73. Лисичкин С.Е. Напряженное состояние и прочность железобетонных балочных элементов с учетом образования и развития вторичных трещин. Автореф. . канд.техн.наук. М., ВЗИСИ, 1989. 19 с.

74. Лисичкин С.Е. Способ армирования изгибаемого железобетонного элемента с учетом трещин // Сб. науч. тр. Гидропроекта, М., 1986. вып. 120. С.134 —140.

75. Лисичкин С.Е. Методика пространственного ортогонального армирования массивных конструкций (№ 3111-ЭН-89) // Библиографический указатель (ВИНИТИ) «Депонированные научные работы», М., 1990. вып. № 5.

76. Лисичкин С.Е. Инженерная методика пространственного армирования // В. сб. «Материалы конференций и совещаний по гидротехнике», «ПРЕДСО-90», С-Пб., Энергоатомиздат, 1991. С. 158-161.

77. Лисичкин С.Е. Совершенствование схем армирования массивных турбинных блоков со спиральными камерами различной конструкции // «Гидротехническое строительство», 2003. № 2. С.7-11.

78. Лисичкин С.Е. Повышение надежности массивных железобетонных конструкций энергосооружений, ослабленных строительными швами, на основе совершенствования методов их расчета // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2000. Вып. 6. С.102-115.

79. Лисичкин С.Е. Повышение надежности конструкций ТЭС, имеющих контактные швы, с учетом сопротивления арматуры сдвигу // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2001. Вып. 9. С.43-60.

80. Лисичкин С.Е. Повышение безопасности массивных гидросооружений на основе новых инженерных методик пространственного армирования // «Гидротехническое строительство», 2001. №3. С.23-30.

81. Лисичкин С.Е. Особенности расчета массивных железобетонных конструкций // «Гидротехническое строительство» 1996. № 9. С.35-38.

82. Лисичкин С.Е. Совершенствование методов расчета массивных железобетонных конструкций с учетом контактных швов и вторичных трещин на основе блочной модели // «Гидротехническое строительство», 2003. № 9. С.45-49.

83. Лисичкин С.Е. Применение решений классических инженерных задач к анализу напряженного состояния массивных железобетонных конструкций (№ 3112-ЭН-89) // Библиографический указатель (ВИНИТИ) «Депонированные научные работы», 1990. вып. № 5.

84. Лисичкин С.Е. Методика назначения поперечной арматуры в конструктивных зонах элементов гидротехнических сооружений // Экспресс-информация «Энергетика и электрификация», серия «Сооружение ГЭС», М., Информэнерго, 1988. вып.9. С. 1-4.

85. Лисичкин С.Е. Аналитическая методика определения напряженного состояния и назначения поперечной арматуры в конструктивных зонах железобетонных конструкций // Изв. ВНИИГ, 1988. т.204. С.33-38.

86. Лисичкин С.Е. Поперечное армирование конструктивных зон железобетонных балок // Научно-техническое совещание Гидропроекта (2124 апреля). Сборник рефератов, М., Гидропроект, 1988. С.234-235.

87. Лисичкин С.Е., Ивонтьев A.B., Пономарев Д.И. Расчетные исследования компенсационного участка напорных сталежелезобетонных водоводов. Безопасность энергетических сооружений // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 2002. Вып. 10. С.64-71.

88. Лисичкин С.Е., Королев Л.В., Скворцов А.Г.

89. Совершенствование расчета железобетонных конструкций, ослабленных продольными строительными швами // Экспресс-информация «Строительство и архитектура». Сер. Строительные конструкции и материалы, М., ВНИИНТПИ, 1999. вып.З. С.1-4.

90. Лисичкин С.Е., Королев Л.В. Особенности расчета массивных балочных железобетонных элементов и стеновых конструкций // XXI науч.-техн. и методич. конф. «Наука и высшее образование 96», М., МИКХиС, 1996. С.78.

91. Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б. Поперечное армирование массивных конструкций энергетических сооружений // «Энергетическое строительство», 1989. №11. С.40-43.

92. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Семенов И.В. Оценка состояния основных сооружений тепловых электростанций при сейсмических воздействиях // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1998. Вып. 1.С.60-63.

93. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Камнев Н.М. Экспериментальное обоснование узла распределителя к напорному водоводу здания ГЭС гидроузла Аль Вахда // «Гидротехническое строительство», 1998. №6. С.52-56.

94. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Финк А.К., Горбунов В.М.

95. Расчетное обоснование безопасной эксплуатации подкрановой эстакады и агрегатного блока машзала ГЭС Тери (Индия) // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1999. Вып. 4. С.52-61.

96. Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Ивонтьев A.B. Исследование напряженного состояния и прочности турбинного блока со спиральной камерой различной конструкции // Сб. тр. ВНИИГ, 2003. т. 241. С.206-214.

97. Лисичкин С.Е., Скворцов А.Г. Повышение безопасности массивных железобетонных конструкций с контактными строительными швами // «Гидротехническое строительство», 2000. №6. С. 17-21.

98. Ляпичев Ю.П. Новые конструкции плотин из укатанного бетона и камня // Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях. Сб. научн. трудов. M., АСВ, 1998. с. 39-43.

99. Ляпичев Ю.П. Проектирование и строительство современных высотных плотин // Изд. РУДН, 2004. С.275.

100. Малинин H.A., Попков C.B. Критерии образования продольных трещин во внецентренно-сжатых бетонных элементах // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. (ПРЕДСО-90), Л., 1991. С.161-166.

101. Мгалобелов Ю.Б., Соловьева Л.Д. Исследование напряженного состояния гравитационной плотины гидроузла Капанда // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике (ПРЕДСО-90), 1991. С.8-14.

102. Митрофанов В.П. Напряженно деформированное состояние, прочность и трещинообразование железобетонных элементов при поперечном изгибе Дисс. канд. техн. наук. Полтава, 1981. 633. с.

103. Мордовина А. Н. Спиральные камеры сталежелезобетонных конструкций // «Гидротехническое строительство» 1980, №3, С.21-25.

104. Мордовина А.Н., Зеегофер О.И. Высоконапорные водоводы больших диаметров и их развилки // В кн.: «Сборник научных трудов Гидропроекта», 1970. Вып. № 18, С.239 245.

105. Мулин Н.М. Особенности деформаций изгибаемых элементов // Теория железобетона, М., Стройиздат, 1972. С.35-43.

106. Ни В.Е. Определение напряжений в подпорных стенах. М.: Транспорт, 1995. 335 с.

107. Ни В.Е. Надзор за надежностью и безопасностью гидротехнических сооружений канала им. Москвы // «Гидротехническое строительство», 1987. № 6. С.11-17.

108. Николаев В.Б. Прочность массивного гидротехнического железобетона блочного строения. — Автореф. дисс.докт. техн. наук. Д., 1991.42 с.

109. Николаев А.П. Проектные предпосылки расчета и анализ результатов натурных наблюдений высоконапорных сталежелезобетонных водоводов ГЭС //Изв. ВНИИГ, 1980. т. 142. С.33-39.

110. Николаев В.Б., Гун С.Я., Лисичкин С.Е. Исследование прочности малоармированных конструкций в сжатой зоне с учетом неупругих деформации бетона // «Гидротехническое строительство», 1986. № 3. С.28-33.

111. Николаев В.Б., Рубин О.Д. Совершенствование методов расчета прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со строительными швами // Энергетика и электрификация, серия 2, Гидроэлектростанции, 1986. вып. 2.

112. Николаев В.Б., Гун С.Я., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б.

113. Прочность железобетонных подпорных стенок // «Гидротехническое строительство», 1988. №10. С.54-58.

114. Николаев В.Б., Светлаускас В.А. Характер и причины трещинообразования стен шлюзов канала имени Москвы // Сб. науч. тр. Гидропроекта, 1990. вып. 135. С.123-132.

115. Носарев A.B. Об упругих свойствах материалов, произвольно армированных элементами, расположенными в параллельных плоскостях // Тр. СИИТ. М. 1968. вып. 279. С.65-70.

116. Орехов В.Г., Зерцалов М.Г., Толстиков В.В., Шимелыииц В.Г., Фишман Ю.А. Исследование схемы разрушения системы бетонная плотина скальное основание // Изв. ВНИИГ, 1988. т. 204. С.71-76.

117. Пересыпкин E.H. Напряженно-деформированное состояние стержневых железобетонных элементов с трещинами. Дисс.докт. техн. наук., Краснодар, 1984. 342 с.

118. Полонский Г.А., Полонский А.Г. Сооружение турбинных трубопроводов Нурекской ГЭС И «Гидротехническое строительство», 1972. № 11.С.5-11.

119. Пособие по проектированию жилых зданий ЦНИИЭП жилища к СНиП 2.08.01-85 «Жилые здания». -М.: Стройиздат, 1989. 304 с.

120. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений (без предварительного напряжения) к СНиП 2.06.08-87. П-46-89. Л., ВНИИГ, 1991. 276 с.

121. Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций (Справочное пособие к СНиП 2.03.01-84). — НИИЖБ, М.: Стройиздат, 1991. 69 с.

122. Пособие по проектированию сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений (П-780-83/Гидропроект). — М., 1984, 91 с.

123. Проектирование зданий ГЭС и ГАЭС. Расчеты и конструирование. (Пособие к СНиП 2.06.01-86). П-884-91. Гидропроект, М., 1991. 146 с.

124. Прокопович A.A. Сопротивление изгибу железобетонных конструкций с различными условиями сцепления арматуры с бетоном // Материалы 1-й Всероссийской конференции по проблемам бетона и железобетона, М., 2001. С.922-930.

125. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Правдивец Ю.П. и др.

126. Гидротехнические сооружения. // Учеб. для ВУЗов: под ред. JI.H. Рассказова. — М.: Стройиздат, 1996. — 435 с. (Часть 1).

127. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Правдивец Ю.П. и др.

128. Гидротехнические сооружения. — Учеб. для ВУЗов: — под ред. JI.H. Рассказова. — М.: Стройиздат, 1996. 344 с. (Часть 2).

129. Рекомендации по расчету массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений на действие поперечных сил (П-871 -88/Гидропроект). М., 1989. 32 с. (Николаев В.Б., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б.)

130. Рекомендации по назначению поперечной арматуры в конструктивных зонах балочных элементов и в балочных элементах, имеющих продольные строительные швы (П-851-87/Гидропроект). М.: 1987, 41 с. (Николаев В.Б., Залесов A.C., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б.)

131. Рекомендации по учету строительных швов в массивных железобетонных конструкциях П-749-82. М., Гидропроект, 1982. 26 с.

132. Розин Л.А. Метод конечных элементов — Л.: Энергия, 1971. 21 Зс.

133. Рочняк O.A., Яромич H.H. Некоторые вопросы исследования железобетонных двухконсольных балок. — Рукопись деп. В БелНИИНТИ, № 179, 1980.

134. Рубин О.Д. Научное обоснование путей повышения безопасности гидротехнических сооружений. — Автореф. дисс. докт. техн. наук, М., 2002. 68 с.

135. Рубин О.Д., Ляпин О.Б., Лисичкин С.Е. Совершенствование железобетонных конструкций энергетических сооружений // «Гидротехническое строительство», 1999. №8/9, С.71-75.

136. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Николаев Б.А., Камнев Н.М.

137. Особенности расчета и проектирования сталежелезобетонных напорных водоводов // «Гидротехническое строительство», 1999. №1. С.37-44.

138. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Николаев Б.А., Ляпин О.Б.

139. Расчетная оценка прочности высоконапорных водоводов большего диаметра гидроузла «Три Ущелья» // «Гидротехническое строительство», 1999. №4. С.40-45.

140. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Нефедов A.B., Ляпин О.Б. Оповышении безопасности напорных водоводов ГЭС «Три Ущелья» (КНР)» // Сб. «Безопасность энергетических сооружений», НИИЭС, 1999. Вып. 4. С. 15-24.

141. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Ляпин О.Б., Нефедов A.B.

142. Исследования бетонных и железобетонных энергетических сооружений // «Гидротехническое строительство», 1999. №8/9. С.22-28.

143. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е. Расчет прочности напорных водоводов Богучанской ГЭС // Сб. тр. ВНИИГ, 1996. т.232. С.433-445.

144. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Булыгин Р.В., Малышева С.А.

145. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Шакарс И.Э., Новиков С.П.

146. Расчетная оценка напряженно-деформированного состояния левого блока здания Плявиньской ГЭС с учетом данных натурных наблюдений // «Гидротехническое строительство», 1998 №2. С.47-53.

147. Руководство по проектированию гидротехнических туннелей. — «Гидропроект» им. С .Я. Жука, М.: Стройиздат, 1982. 287 с.

148. Свод Правил 52-101-03. Бетонные и железобетонные конструкции (окончательная редакция). — М., 2003, 133 с.

149. Смирнов С.Б. Методы предельного равновесия и условия прочности плоских конструкций. Автореф. . докт.техн.наук. М., 1988.

150. СНиП 33-08-03 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений (окончательная редакция). — С-Пб, 2003. 104с.

151. СНиП II-11-77*Защитные сооружения гражданской обороны. -М., 1985.60 с.

152. СНиП 52-01-03 Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения (окончательная редакция). М., Госстрой России, 2003. 87 с.

153. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. 40 с.

154. СНиП 2.06.08-87 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.

155. Соколов И.Б., Караваев A.B. Об ограничении величины эксцентриситета приложения нагрузки внецентренно сжатых бетонных элементов гидротехнических сооружений // Изв. ВНИИГ, 1979. т.133. С.3-9.

156. Соколов И.Б., Соломенцева Е.М. Влияние трещин на перераспределение напряжений в бетоне гидросооружений // Тр. координационных совещаний по гидротехнике, 1970. вып. 58. С.389-398.

157. Строительство монолитных зданий в сейсмических районах Молдавской ССР. Республиканские строительные нормы. Кишинев, 1988. 107 с.

158. Телешев В.И. Конструкторно-технологические решения по размещению трубопроводов ГЭС в станционной части плотины // «Гидротехническое строительство», 2001. № 5. С.30-32.

159. Трайберг Ф., Гзенгер А. Сооружение промежуточного водохранилища на 6-й ступени подпора Дорнау гидроузла Лех (ФРГ) // Der Bauingenieur, 1968. №11-12. pp. 53-56.

160. Typ B.B., Кондратчик A.A. Расчет железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил. — Брест, 2000. 398 с.

161. Указания по проектированию стальных трубопроводов гидротехнических сооружений, МУ 34 747-76. -М., Информэнерго, 1977.217 с.

162. Фрадкин Б.В. Вычислительный комплекс для решения пространственной задачи теории упругости методом конечных элементов // Сб. научных трудов Гидропроекта, 1983. вып 85. С.116-126.

163. Фрид С.А., Левених Д.П. Напряженное состояние турбинных трубопроводов, работающих совместно с бетонной плотиной // Сб. науч. тр. Гидропроекта, 1973. вып. 34. С.101-117.

164. Фролов М.И., Смирнова Н.Г. Исследование напряженного состояния вблизи трещин железобетонных конструкций ГТС методом граничных элементов // Сб. материалов науч.-техн. конф. МГУП М.: МГУП, 2001. С.110- 111.

165. Фролов М.И. и др. Применение метода граничных элементов для прочностного расчета массивных гидротехнических сооружений //Сб. науч. тр. МГУП. М., 2002.

166. Трапезников Л.П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

167. Трапезников Л.П., Пак А.П. Модель разрушения бетона при растяжении и ее применение к анализу процессов температурного трещинообразования в бетонных плотинах // Изв. ВНИИГ, 1996. т. 232. Ч. 1. С.230-257.

168. Холмянский М.М. Контакт арматуры с бетоном. М., Стройиздат, 1981. 184 с.

169. Храпков А.А., Гейнац Г.С., Готлиф А.А. Практический методопределения глубины раскрытия строительных швов у низовой грани бетонных плотин // Изв. ВНИИГ, 1979. т. 133. С. 10-17.

170. Черняк Т.В. Применение численных методов теории упругости для расчета армирования железобетонных сооружений гидроэлектростанций // Сб. тр. Гидропроекта, 1985. вып. №100. С.61-66.

171. Швецов A.B., Соколов И.Б., Гимейн Б.С., Соломенцева E.H., Губарь В.Н. Исследования железобетонных конструкций гидротехнических сооружений для обоснования методики их расчетов по предельным состояниям // Изв. ВНИИГ, 1967. т. 84. С.251-267.

172. Яременко А.Ф., Мельник А.Я., Гапшенко B.C. Определение коэффициентов X, и i|/s для растянуто-сжатых элементов с трещинами. Деп. ВНИИС.- М.: № 8026, вып. 3. 1988.

173. Broms В.В., Lutz L.A. "Effects of arrangement of reinforced on crack width and spacing of reinforce concrete members". // Journal of the ACI, 1965, v.62, №11.

174. Broms B.B. "Crack width and crack spacing in reinforced concrete members". // Journal of the ACI, 1965, v.62, №10.

175. Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-83).

176. CEB-FIP. Model Code, 1990. 437 p.

177. Draft guide for the design of precast wall connections. — Bulletin d' information №169, СЕВ, 1985, 90 p.

178. Fazalare R.W., Israelsen R.E. World-Wide Practices for Embedding Spiral Cases. 1991.

179. Fazalare R.W. Spiral Case Embedment: Sharing Experiences. // «Hydro Review», 1991. Feb.

180. Haupt W., Mansour N. Vorspannung ohne Verbund. Einshätzung der Anwendungsmöglichkeiten und Effekte. Bauplanung // Bautechnik 42, Heft 5,1. Mai, 1988, pp.206-208.

181. Hofmann H., Rätzke K-H. Wiederherstellung der Kammerwände für die Schleuse Schwabenheim/Neskar. Beton und Stahlbetonbau, 1987, № 3.

182. Ivänyi G., Buschmeyer W. Biegerißbildung bei Plattentragwerken mit Vorspannung ohne Verbund Beton und Stahlbetonbau, 1981, H. 9, pp. 215-220.

183. Leonhardt F., Mönnig E. Vorlesungen über Massivbau. Teil I — Grundlagen zur Bemessung im Stahlbetonbau, 3. Auflage. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag 1984.

184. Linsbauer H. Das Tragverhalten von Betonbauten des konstruktiven Wasserbaues. Einfluss von Rissbildungen. T.U. Wien, Bericht Nr. 21, 1987.

185. Lisichkin S.E. Characteristics of Calculating Massive Reinforced-Concrete Members // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.30., No. 9, New York, March, 1997, pp.550-555.

186. Lisichkin S.E. Safety enhancement in large hydraulic structures from new spatial reinforcement methods // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.35., No. 3, New York, September, 2001, pp.116- 123.

187. Lisichkin S.E., Skvortsov A.G. Improving the safety of massive reinforced-concrete structures with contact construction joints // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.35., No. 6, New York, December, 2001, pp.279- 284.

188. Lombardi G. Querkraftbedingte Schälen in Bogensperren. // "Wasser, Energie, Luft", 1988. 80 Jahrgang, Heft 5/6, CH-5401, Baden. - S.l 19-125.

189. Ma S.D., Zhou R., Xong D., Gong G. "The Strength and deformation of reinforced concrete penstock with steel lining located on the downstream surface of concrete dam". Journal of Hydroelectric engineering, No.4, 1988.

190. Ma S.D., Qin J.Z., Wu H.G. «Study on application of a new structural type of bifurcations». // Journal WUHEE, Wuhan, Vol. 33, № 2, Apr. 2000, pp. 31-34.

191. Ma S.D., Wu H.G., Qin J.Z., Gong G. "Study on girderless trifurcation with large diameter". // Journal WUHEE, Wuhan, Apr. 1999, pp.40-43.

192. Nikolaev V.B., Gun S.Ya., Lisichkin S.E. Consideration of Inelastic Deformation of Concrete. // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.20., No. 3, New York, September, 1986, pp. 157-166.

193. Nikolaev V.B., Gun S.Ya., Lisichkin S.E., Lyapin O.B. Strength of Reinforced-Concrete Retaining Walls // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.22., No. 10, New York, April, 1989, pp.616-621.

194. Pan J., He J. Large dams in China A fifty year review. China Waterpower Press, Beijing, 2000, p. 1129.

195. Prem Saran Nigam. The Structural desined of a Hidral Power Station Embedment of the Steel Spiral Case. Indian Concrete Journal, February. 1964, pp. 63-67.

196. Qin J.Z., Ma S.D., Wu H.G., Kuang H. 3-D FEM analysis for surrounding concrete of steel spiral case keeping constant internal pressure // Journal WUHEE, Wuhan, №6,2001, pp. 28-32.

197. Qin J.Z., Ma S.D., Wu H.G., Kuang H. Experiment on material model of steel spiral case and surrounding reinforced of Ertan Hydropower Station // Journal WUHEE, Wuhan, No 6, 1999, pp. 11-15.

198. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Shakars I.E., Novikov S.P. Assessment of the Stress-Strain State of the Left Block of the Plavinas Hydroelectric Station

199. Powerhouse with Consideration of the Data of On-Site Observations // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.32., No. 2, New York, August, 1998, pp. 104-112.

200. Rubin O.D., Lisichkin S.E., Nikolaev V.B., Kamnev N.M.

201. Characteristics of calculating and designing concrete-encased steel penstocks // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No. 1, New York, July, 1999, pp.40-48.

202. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Lyapin O.B., Nefedov A.V. Research of concrete and reinforced-concrete power-generating structures // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No. 8-9, New York, February, 2000, pp.459- 466.

203. Rubin O.D., Lisichkin S.E, Lyapin O.B. Improvement of reinforced-concrete designs of power- generating structures // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.33., No. 8-9, New York, February, 2000, pp.522- 528.

204. Specht M. Die Abhängigkeit der Querkraft-Tragfähigkeit einer Stahlbetonträgers von seiner Querschnittsform, Beton und Stahlbetonbau 84, 1989, H. 4, pp. 88-90.

205. Wu H., Gosling P.D. Structural research on the penstocks for Three Gorges // The International Journal on Hydropower & Dams, U.K., Issue One, 2000, pp. 64-68.

206. Wu H., Gosling P.D. An economic solution for penstocks bifurcations // The International Journal on Hydropower & Dams, U.K., Issue Two, 1999, pp. 44-47.

207. Xiong D. Research on loading technique of large-scale simulated-material model of penstocks for Three Gorges Hydropower station" // Journal Wuhan University of Hydropower Engineering, Vol. 30, No. 4, Aug. 1997.

208. Zalesov A.S., Lisichkin S.E. Evalution of the Strength of Reinforced-Concrete Members on the Basis of Secondary Stress Fields // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.24., No. 3, New York, September, 1990, pp.221-226.

209. Zalesov A.S., Lisichkin S.E. Calculations of Structures with an Inclined Face // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.26., No. 6, New York, June, 1992, pp.383-387.

210. Zalesov A.S., Rubin O.D., Lisichkin S.E. Higher Safety of Massive Hydraulic Structures Based on Improved Design Norms // Hydrotechnical Construction Consultants bureau. Vol.28., No. 9, New York, March, 1986, pp.554558.1. ОТКРЫТОЕ

211. Открытое Акционерное Общество1. БОГУЧАНСКАЯГЭС

212. Строящая и эксплуатирующая организация богуча некой ГЭС66349г. Кодинск, Кежвмского ронона, Красноярского кроя, а/я 132 Тел,: 4-30-95, факс: (8-191-62) 4-30-551. Исх. ОТ1. Орвп .(от» 5»оск Сотропу1. ВОбиСНА№КАУА ЭЕБ

213. Заместитель генерального ОАО «Богучанская ГЭС»1. В.П.Гребенщиков

214. МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

215. За более чем 20-летний период деятельности новые разработки внедрены в проектную документацию и непосредственно в сооружения шлюзов при их ремонте и усилении.

216. При этом на основе метода численного моделирования гидросооружений была выполнена оценка фактического состояния стен камер шлюзов, в том числе с учетом данных натурных наблюдений.

217. Заместитель главно ■ * 0 % ^• Кириллов ФГУП «Канал им. с ^