Влияние динамических явлений на устойчивость сооружения

Целый ряд нагрузок, вызываемых в основном гидравлическими воздействиями потока и вибрацией механического оборудования, может привести к колебаниям конструкций, особенно при совпадении спектра воздействующих и собственных частот. В этом случае требуется учитывать влияние динамических нагрузок, которое может проявиться в нескольких направлениях.

Влияние динамических явлений на устойчивость сооружения связано с уменьшением при вибрациях коэффициента трения бетона по основанию и с усталостным нарушением сцепления бетона со скалой. Соответственно снижается устойчивость сооружения на сдвиг. Уменьшение при вибрациях коэффициента внутреннего трения в грунте может привести к увеличению нагрузок на подпорные сооружения или к потере устойчивости откосов земляных сооружений.

Возникновение дефицита гидродинамического давления, осредненного по площади плиты крепления нижнего бьефа, или момента этого давления относительно одной из горизонтальных осей может привести к отрыву плиты от грунта основания, а многократное повторение такого отрыва - к выбросу плиты.

Влияние динамических явлений на прочность сооружения связано с появлением дополнительных динамических внутренних усилий в элементах конструкций.

Динамические внутренние усилия, суммируясь со статическими, могут вызвать разрушение конструкций, не рассчитанных на такое суммарное воздействие. Разрушение может произойти из-за возникновения однократных или многократных, но значительных повышений внутренних усилий при нестационарных динамических нагрузках. Поскольку величина динамической нагрузки зависит в большей степени от динамических свойств конструкции, то необходим динамический расчет с определением основных динамических параметров конструкции и сооружения.

Влияние динамических явлений на выносливость гидротехнических сооружений значительно больше, чем для промышленных сооружений, во-первых, потому, что вследствие длительности расчетных сроков эксплуатации гидросооружений число циклов динамических нагружений, вызванных стационарными нагрузками, может достигать 108-109, что на 2-3 порядка превышает расчетное число циклов для промышленных сооружений. А во-вторых, даже при числе циклов менее 2 выносливость железобетонных конструкций в водной среде ниже, чем в воздухе.

Влияние динамических явлений на обслуживающий персонал гидроэлектростанций может проявиться в том случае, если рабочие места персонала будут находиться на сильно вибрирующих конструкциях. При этом возможно возникновение профессионального заболевания, называемого виброболезнью.

Влияние динамических явлений на нормальную эксплуатацию технологического оборудования связано с ухудшением работы или выходом из строя отдельных видов технологического оборудования и систем автоматики, или с расстройством уплотнений, появлением протечек и т. п. Например, вибрация перекрытия, на котором установлены релейные системы, может вызвать самопроизвольное включение и выключение реле.