An annual cycle of changes in water temperature as a cause of cracking in massive concrete hydraulic structures

• Autorzy: Łydżba D. , Różański A. , Sobótka M.

Warianty tytułu

PL

Roczny cykl zmian temperatury wody jako przyczyna pękania w masywnych konstrukcjach betonowych budowli hydrotechnicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the problem of temperature effect on a massive concrete hydraulic structure. The article is split into two parts. In the first part is an investigation concerning temperature distribution in a concrete wall of a hydraulic structure due to annual changes in water temperature. The conclusion of these considerations is that the temperature distribution in the concrete element, due to slow annual changes in temperature of flowing water, is almost uniform in space. The advantage of this fact is taken into consideration in another part in which the results of a numerical analysis concerning a HPP on the Vistula river is presented. Final conclusion is that water temperature changes can easily cause cracking in concrete hydraulic structures.

PL

W artykule rozważany jest wpływ temperatury na masywne konstrukcje betonowe obiektów hydrotechnicznych. Praca składa się z dwóch zasadniczych części. W pierwszej określany jest rozkład temperatury występujący w betonowej ścianie budowli wodnej na skutek rocznych, wolnych zmian temperatury wody. Wniosek z tych rozważań, tj. że rozkład temperatury wewnątrz elementu betonowego jest prawie jednorodny jest wykorzystany jako założenie w drugiej części pracy. Analizie numerycznej poddana jest jedna z elektrowni wodnych na Wiśle. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że zmiany temperatury wody, występujące w klimacie charakterystycznym dla Polski, mogą prowadzić do powstawania pęknięć w betonowych elementach budowli hydrotechnicznych.

Słowa kluczowe

EN

HPP; hydropower plant; thermal stresses; temperature changes; failure criterion

PL

budowla hydrotechniczna; elektrownia wodna; naprężenia cieplne; wpływ temperatury

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: AGH Journal of Mining and Geoengineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 36, no. 2
• Strony: 217--227
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Łydżba D.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Wrocław

autor

Różański A.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Wrocław

autor

Sobótka M.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Wrocław

Bibliografia

• [1] Aleksandrov Y.N.: Computational Model for Evaluation and Prediction of the Condition of the Dam at the Sayano-Shushenskaya HPP. PPower Technology and Engineering. Vol. 43, 2009, pp. 25–30.
• [2] Aleksandrov Y.N.: Analytical Investigations of the Performance of the Dam at the Sayano--Shushenskaya HPP During an Annual Load Cycle. Power Technology and Engineering. Vol. 40, (no. 4), 2006, pp. 224–228.
• [3] Bellendir E.N., Semenov Y.D., Shtengel V.G.: First Results of Inspection of Structural Components at the Sayano–Shushenskaya HPP after the Failure of 17 August 2009. Power Technology and Engineering. Vol. 44, (no. 5), 2011, pp. 335–341.
• [4] Drucker D.C., Prager W., Greenberg H.I.: Extended Limit Design Theorems for Continuous Media. Quart. Appl. Malia. 9, 1952, pp. 381–389.
• [5] Drucker D.C., Prager W.: Soil Mechanics and Plastic Analysis for Limit Design. Quan. Appl. Malia. 10, 1952, pp. 157–165.
• [6] Epifanov A.P., Chupin G.A., Kuz’min N.G.: Status of the Dam at the Krasnoyarsk HPP after 40 Years of Service. Power Technology and Engineering. Vol. 41, (no. 6), 2007, pp. 332–338.
• [7] FlexPDE 5, User Guide, PDE Solutions Inc. 2005.
• [8] Karpik A.P., Epifanov A.P., Stefanenko N.I.: Question Concerning Causes of the Failure and Evaluation of the Condition of the Arch-gravity Dam at the Sayano-Shushenskaya HPP. Power Technology and Engineering (Dordrecht. Online), vol. 45, 2011, pp. 109–113.
• [9] Pietruszczak S., Jiang J., Mirza F.A.: An Elastoplastic Constitutive Model for Concrete. International Journal of Solids and Structures, vol. 24, 1988, pp. 705–722.
• [10] Pietruszczak S., Xu G.: Brittle Response of Concrete as a Localization Problem. International Journal of Solids and Structures, vol. 32, 1995, pp. 1517–1533.