Thiết kế hồ chứa nước hoa sơn huyện vạn ninh tỉnh khánh hòa

Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi LỜI CẢM ƠN Sau thời gian mười bốn tuần làm đồ án tốt nghiệp, với cố gắng thân hướng dẫn nhiệt tình, khoa học thầy giáo TH.S LÊ HỊA XƯỚNG – Bộ mơn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn Ninh – Tỉnh Khánh Hòa “ Thời gian làm đồ án tốt nghiệp dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học năm trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết học vào thực tế làm quen với công việc kĩ sư thiết kế cơng trình thuỷ lợi Những điều giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai giúp em đỡ bỡ ngỡ bước vào nghề với công việc thực tế kĩ sư thuỷ lợi sau Đồ án vào sử dụng tài liệu thực tế cơng trình thuỷ lợi, (Cơng trình hồ chứa nước Ngành), vận dụng tổng hợp kiến thức học Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải đầy đủ sâu sắc trường hợp thiết kế cần tính, mặt khác trình độ kinh nghiệm thực tế cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, đóng góp ý kiến thầy giáo giúp cho đồ án em hồn chỉnh hơn, xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn em hoàn thiện Để đạt kết em thầy cô trường ĐHTL, từ thầy cô môn học sở đến thầy cô môn chuyên nghành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất tâm huyết cho em có ngày trở thành kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Cuối em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo môn Thủy Công đặc biệt thầy giáo TH.S LÊ HỊA XƯỚNG tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 09 tháng năm 2011 Sinh viên thực : Triệu Đức Mạnh Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Ngành:Cơng trình thuỷ lợi Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Ngành:Cơng trình thuỷ lợi Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 Vị trí nhiệm vụ cơng trình: 1.1.1 Vị trí địa lý: Hồ HOA SƠN nằm sơng cạn, phía tây bắc huyện Vạn Ninh,tỉnh Khánh Hòa Khu hướng lợi nằm dọc theo quốc lộ 1A,bao gồm xã thuộc huyện Vạn Ninh 1.1 Nhiệm vụ cơng trình: Phương án II :cấp nước tưới tự chảy cho 1320 lúa hai vụ,130 mầu , mở rộng đất trồng ăn , nuôi trồng thủy sản lấy nước sinh hoạt Phấn đấu đạt suất lúa :4,8T/ha vụ Ngô : 8T/ha Nâng cao mức thu nhập dân lên 450kg/ người năm quy lúa 1.2 Các điều kiện tự nhiên: 1.2.1 Điều kiện địa hình: Dựa Bản đồ khu vực tuyến cơng trình tỉ lệ 1:1000 mặt cắt dọc , ngang 1.2.2 Điều kiện địa chất: Về cấu trúc địa chất , vùng dự án thuộc phía hệ đèo cả,phủ đá gốc tàn tích , vùng thềm sơng trầm tích đệ tứ kỉ.Thềm long sơng lớp cát sỏi dày 13m, phía lớp sét bồi tích , tiếp đá gốc mặt phong hóa vừa, khe nứt lấp đầy hạt sét Theo cục địa chất khoáng sản, vùng dự án khơng có hoạt động kiến tạo đáng kể Trong vùng có động đất tới cấp Về địa chất thủy văn, nước ngầm có tầng trầm tích tàn tích đá gốc.Lịng hồ dạng hình long chảo , đáy tương đối phẳng, xung quanh bao bọc đồi núi thấp có cao độ 40-50 m , nhiều cối , tình hình sạt lở không đáng kể Vùng tuyến đập hướng đông bắc- tây nam , gió vng góc với lịng sơng Thềm long sơng lớp bồi tích cát, cuội sỏi dày 1-3( lớp 1).Phía lớp bồi tích hỗn hợp sét phân bố rộng thềm sông dày 5-10m (lớp II).Đá gốc hệ Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi phức hợp gồm hai hệ phức hợp đá Grambo Gramit, mặt phong hóa nhẹ vết nứt lấp đầy hạt sét ( lớp IV).Vai đập phủ mặt lớp thực vật dày 0.5-0.7m , nguồn gốc trầm tích ,tiếp sét với cuội sỏi ( lớp III) dày 5-7m nguồn gốc trầm tích , kết cấu chặt Dưới đá gốc Tuyến tràn eo đồi vai trái , có cao độ tự nhiên khoảng +20 m , thoải dần hạ lưu , qua lớp phủ mặt , đá phong hóa nhẹ , rât thuận lợi cho việc bố trí tuyến tràn Tuyến cống bờ phải , nằm đất sét Các tiêu lí đất xác định theo: Bảng Lớp I II III IV Ghi Sét 0.7 23.5 21.2 Đá Bụi 2.4 26.9 24.7 gốc Cát 31.6 49.2 45.5 Sỏi 65.3 0.4 8.6 Độ ẩm tự nhiên Bão hịa 24 22 Trong Dung trọng khơ (T/m3) 1.5 1.56 1.58 ngoặc Tỉ trọng ∆ (T/m3) 2.68 2.7 2.67 trạng thái Độ rỗng n 0.44 0.42 0.41 bão hịa Lực dính c (kg/cm2 ) 0.28(0.21) 0.27(0.22) Góc ma sát ( độ ) 32 18o30(17) 18o40(17o10) 0.65 Hệ số ép lún cm2/kg - 0.028 0.020 Hệ số thấm cm/s 10-2 10-6 2x10-7 Hệ số không đồng ŋ 14 12 10 Chỉ tiêu Thành phần % Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh F=0.6- nước Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi 1.2.3 Vật liệu xây dựng: Bảng 1.2 Tên bãi Bóc vỏ Khai thác Cự li Ghi A 46380 234630 900m Trong lòng hồ B 99120 538000 1000m Trong lòng hồ C 123000 975800 1050m Trong lòng hồ D 159600 907200 1400m Phía hạ lưu đập 428100 2660630 Các tiêu lí dùng thiêt kế : Bảng 1.3 Chỉ tiêu Thông số Ghi Thành phần hạt % Sét 21.0 Bụi 14.0 Cát 54.0 Sỏi 6.0 Độ ẩm chế bị W % 1.6÷18 Trong ngoặc trạng Dung trọng chế bị yk(T/m3) 1.65 thái bão hịa Lực dính đơn vị c(kg/cm2) 0.25(0.21) Góc ma sát φ (độ ) 18o20(17o10) Độ ép lún a (cm2/kg) 0.02 Hệ số thấm K (cm/s) 10-5 Hệ số không đồng η 20 Các vật liệu khác: -Cát cuội sỏi khảo sát bãi khu vực , cự li từ 1-1,5km đủ trữ lượng cho xây dựng=60200m3 -Đá hộc , khai thác phía thượng lưu hồ , có đường làm nghiền vận chuyển , chất lượng tốt -Xi mằng sắt thép vận chuyển từ kho hàng cách cơng trình 30km -Gỗ vận chuyển từ đường sơng cách cơng trình 10km Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi -Điện tiếp nối từ trạm biến áp từ huyện lị 1.2.4.Tài liệu khí tượng thuỷ văn: 1.2.4.1 Sông, suối: Sông cạn dài 15km,bắt nguồn từ dãy núi cao vùng đèo chảy theo hướng tây băc -ơng nam sơng có nhánh đổ vào Fev=44km2 , tính để tuyến cơng trình L=10,2 km Js=81% , Jev=210% 1.2.4.2 Trạm lưới khí tượng thủy văn Trong khu vực vùng lân cận có trạm khí tượng có tài liệu đo đạc tới dài 26 năm , ngắn 17 năm Nhiệt độ , trung bình 15o2, cao 37o5 , thấp 15o6 Độ ẩm trung bình 75% lớn 86%, thấp 62% Tốc độ gió: Bảng 1.4 Tần suất % 10 25 50 Tốc độ (m/s) 30 26 23 21 17 -Mức trung bình X=1700mm -Dịng chảy Y=952.4mm -Bốc lưu vực Z=746.4mm - Hệ số dòng chảy α=0.56 -Modun dòng chảy Mo=30 l/s.km2 - Lưu lượng trung bình Q=1.33m3/s Cv=0.48; Cs=2Cv - Bốc mặt hồ :1566 m m -∆Z=1566-746.6=818.4m phân bố theo bảng Phân bố bốc thêm ∆Z : bảng 1.5 Tháng 10 11 12 Cả năm ∆Z(mm) 74.5 61.9 69.4 65.9 73.6 65.9 73.6 74.1 59.4 55.4 66.0 78.1 818.4 Trong vùng lân cận có trạm thủy văn , có tài liệu đo đạc dài 23năm, ngắn 14 năm Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi -Dòng chảy năm thiết kế: Bảng 1.6 Tần suất P % 25 50 75 Lưu lượng Q(m3/s) 1.52 1.33 0.889 Tổng lượng W (106m3) 47.93 41.94 28.043 -Phân bố dòng chảy năm thiết kế (P%=75%) Bảng 1.7 Tháng W(106m3) Q (m3/s) 0.56 1.45 0.337 0.815 0.253 0.637 0.21 0.54 0.284 0.76 0.403 1.044 0.218 0.584 0.173 0.463 0.211 0.542 10 2.731 7.314 11 3.459 8.465 12 1.829 4.898 10.668/12 28.043 Cả năm -Lưu lượng đỉnh lũ: Bảng 1.8 P% 0.2 0.5 1.5 10 Q m3/s 1200 1062 960 901 869 685 517 W(106m3) 28.3 26.4 24.5 20.6 16.9 12.8 9.1 -Đường trình lũ theo tần suất: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành:Cơng trình thuỷ lợi Bảng 1.9 T (h) Q1% Q02% m3/s m3/s T (h) Q1% Q02% m3/s m3/s 0 11 500 480 60 70 12 420 390 150 220 13 350 300 280 400 14 280 230 470 750 15 220 170 700 850 16 180 120 820 1200 17 140 90 960 1020 18 100 65 810 880 19 60 50 690 710 20 25 40 10 600 600 21 10 ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ P=1% 1200 Q (m / s ) 1000 800 600 400 200 0 10 15 20 T(h) Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 25 Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Ngành:Cơng trình thuỷ lợi ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ P=0,2% 1400 Q (m /s ) 1200 1000 800 600 400 200 0 10 15 20 25 T(h) -Dòng chảy đáy Bùn cát lơ lửng: Vll=6280 m3/ năm Bùn cát đáy 630m3/ năm : Trọng lượng bùn cát đơn vị γ=0.9T/m3 - Quan hệ Q-Z hạ lưu sau đập chắn: Bảng 1.10 Z(m) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 Qm3/s 2.8 17.5 41.0 71.5 108 150.7 199 253 311 377 458 558 760 960 1250 ĐƯỜNG QUAN HỆ Q-Zh 1400 1200 Z (m ) 1000 800 600 400 200 0 Q(m3/s) Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư  Trang 142 k= Ngành: Cơng trình thuỷ lợi = 1,4 7.4.3 Nội dung tính tốn: Tính nội lực cho 1m chiều dài cống với mặt cắt đỉnh đập Chia sơ đồ lực cuối thành sơ đồ lực Tính nội lực cho sơ đồ lực bản, sơ đồ nôi lực cuối tính từ sơ đồ lực phương pháp cộng tác dụng 7.4.3.1 Mô men lực phân bố đỉnh q đáy cống qn gây ra: * Sơ đồ tính tốn biểu đồ nội lực: Hình 7-4 :Sơ đồ tính tốn momen * Giá trị nội lực: M1A = M1D = M1B = M1C = M11 = M12 = M13 = M14 = * Với tải trọng tính tốn : q = 28,90 T/m; qn = 29,59 T/m Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 143 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi M1A = M1D = = - (T.m) M1B = M1C = = - 3,49 (T.m) M11 = M12 = = 6,95 (T.m) = = 7,69 (T.m) M13 = M14 = = = - 3,24(T.m) * Với tải trọng tiêu chuẩn: q = 27,47 T/m; qn = 29,56 T/m M1A = M1D = = - 3,04 (T.m) M1B = M1C = = - 2.69 (T.m) M11 = = 7,67 (T.m) M12 = = 7,23(T.m) M13 = M14 = = - 2,87 (T.m) 7.4.3.2 Mô men lực phân bố P hai bên thành cống gây ra: * Sơ đồ tính tốn biểu đồ nội lực: Hình 7-5: Sơ đồ tính tốn nội lực * Giá trị nội lực: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 144 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi M2A = M2B = M2C = M2D = M23 = M24 = M21 = M22 = M2A = M2B * Với tải trọng tiêu chuẩn: P = 19,71 T M2A = M2B = M2C = M2D = M23 = M24 = = - 5,99(T.m) = = 9,41 (T.m) M21 = M22 = M2A = M2B = - 5,99 (T.m) * Với tải trọng tính tốn: P = 21,14 T M2A = M2B = M2C = M2D = M23 = M24 = = - 6,42 (T.m) = 10,09 (T.m) M21 = M22 = M2A = M2B = - 6,42 (T.m) 7.4.3.3 Mô men lực phân bố tuyến tính Pt hai bên thành cống gây ra: * Sơ đồ tính tốn biểu đồ nội lực: Hình 7-6: Sơ đồ Mơ men lực phân bố tuyến tính Pt * Giá trị nội lực : M3A = M3D = M3B = M3C = Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 145 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi M33 = M34 = M31 = M3B M32 = M3A * Với tải trọng tiêu chuẩn: Pt = 3,24 T/m M3A = M3D = = - 0,54(T.m) M3B = M3C = = - 0,43 (T.m) M33 = M34 = = 0,77 (T.m) M31 = M3B = - 0,43 (T.m) M32 = M3A = - 0,54 (T.m) * Với tải trọng tính toán: Pt = 3,29 T/m M3A = M3D = = - 0,55(T.m) M3B = M3C = = - 0,44 (T.m) M33 = M34 = = 0,78(T.m) M31 = M3B = - 0,44 (T.m) M32 = M3A = - 0,55 (T.m) 7.4.4 Biểu đồ nội lực cuối cùng: 7.4.4.1 Biểu đồ mơ men cuối cùng: Căn vào kết tính tốn mơmen ứng với sơ đồ tính tốn đơn giản, phương pháp cộng biểu đồ ta xác định mômen cuối theo công thức: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 146 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi Mcc = M1 + M2 + M3 Hình 7-7: Biểu đồ nội lực cuối Bảng 7-2: Bảng kết biểu đồ mơmen cuối Tải trọng tính tốn (T.m) Tiết Tải trọng tiêu chuẩn (T.m) diện M1 M2 M3 Mcc M1 M2 M3 Mcc A -3 -6.42 -0.55 -9.97 -3.04 -5.99 -0.54 -9.57 B -3.49 -6.42 -0.44 -10.35 -2.69 -5.99 -0.43 -9.11 C -3.49 -6.42 -0.44 -10.35 -2.69 -5.99 -0.43 -9.11 D -3 -6.42 -0.55 -9.97 -3.04 -5.99 -0.54 -9.57 6.95 -6.42 -0.44 0.09 7.67 -5.99 -0.43 1.25 7.69 -6.42 -0.55 0.72 7.23 -5.99 -0.54 0.7 -3.24 10.09 0.78 7.63 -2.87 9.41 0.77 7.31 -3.24 10.09 0.78 7.63 -2.87 9.41 0.77 7.31 7.4.4.2 Biểu đồ lực cắt: Biểu đồ lực cắt suy trực tiếp từ biểu đồ mô men theo công thức: QAB =  + QoAB Trong đó: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 147 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi + QAB - lực cắt đầu A AB + QoAB - lực cắt đầu A AB xem dầm đơn giản chịu tải trọng cục + - độ chênh lệch mô men đầu Lấy dấu (+) đường nối mômen hai đầu quay phương trục góc α < 900 ngược chiều kim đồng hồ +l - chiều dài đoạn Giá trị lực cắt bảng 7-3 Bảng 7-3: Giá trị lực cắt Q Thanh AB BC CD DA Tiết Cơng thức tính Tải trọng tính tốn (T) Tải trọng tiêu chuẩn (T) diện Q0 Q0 ∆M/l Q Q0 ∆M/l Q A P.h/2+Pt.h/3 29.75 0.38 30.13 18.59 0.46 19.05 B -(P.h/2+Pt.h/6) -28.09 0.38 -27.71 -17.67 0.46 -17.21 B ql/2 24.56 24.56 23.35 23.35 C -ql/2 -24.56 -24.56 -23.35 -23.35 C P.h/2+Pt.h/6 28.09 -0.38 27.71 17.67 -0.46 17.21 D -(P.h/2+Pt.h/3) -29.75 -0.38 -30.13 -18.59 -0.46 -19.05 D qn.l/2 25.15 25.15 25.2 25.2 A -qn.l/2 -25.15 -25.15 -25.2 -25.2 Hình 7-8: Biểu đồ lực cắt Q Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 148 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi 7.4.4.3 Biểu đồ lực dọc: Từ biểu đồ lực cắt Q ta suy trực tiếp biểu đồ lực dọc N cách tách xét cân nút Với quy tắc lực cắt làm quay thuận chiều kim đồng hồ mang dấu (+) ngược lại Hình 7-9: Biểu đồ lực dọc N Bảng - 4: Giá trị lực dọc N Nút A B C D 7.5 Ký hiệu Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính tốn NAB 25.15 nén 25.2 nén NAD 30.13 nén 19.05 nén NBC 27.71 nén 17.21 nén NBA 24.56 nén 23.35 nén NCD 24.56 nén 23.35 nén NCB 27.71 nén 17.21 nén NDA 30.13 nén 19.05 nén NDC 25.15 nén 25.2 nén Tính tốn bố trí cốt thép Do thời gian làm đồ án có hạn nên phạm vi đồ án em xin tính tốn bố trí cốt thép theo phương ngang cống cho mặt cắt đáy, nắp, bên với nội lực tải trọng tính toán gây Căn vào biểu đồ nội lực ta chọn mặt cắt tính tốn : Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 149 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi  Tại nắp : Chọn mặt cắt qua B mặt cắt có giá trị mơmen ngồi lớn để tính tốn bố trí cốt thép phía ngồi cho nắp : MB = - 10,35 (T.m), QB = 24,56 (T), NB = - 27,71 (T)  Tại bên : Chọn mặt cắt qua C mặt cắt có giá trị mơmen căng ngồi lớn để tính tốn bố trí cốt thép phía ngồi bên: MC = - 10,35(T.m), QC = 27,71(T), NC = - 24,56 (T) Chọn mặt cắt qua mặt cắt có giá trị mơmen căng lớn để tính tốn bố trí cốt thép phía bên: M4 = 7,63 (T.m), Q4 = 24,86 (T), N4 = - 25,15 (T)  Tại đáy : Chọn mặt cắt qua D mặt cắt có giá trị mơmen căng ngồi lớn để tính tốn bố trí cốt thép phía ngồi đáy cống: MD = -9,97 (T.m), QD = 25,15 (T), ND = - 30,13 (T) 7.5.1 Tài liệu tính tốn Cống làm bê tơng mác 200 ( M200), cốt thép nhóm C II tra phụ lục giáo trình KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP Ta có tiêu tính tốn sau: + Rn : cường độ tính tốn chịu nén bê tông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục, Rn = 90 kG/ cm2 + Rk : cường độ tính tốn chịu kéo bê tông trạng thái giới hạn I kéo dọc trục, Rk = 7,5 kG/ cm2 + Rkc : cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II kéo dọc trục, Rkc = 11,5 kG/ cm2 + Rnc : cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II nén dọc trục, Rnc = 115 kG/ cm2 + Kn : hệ số tin cậy, với cơng trình cấp III  Kn = 1,15 + nc: hệ số tổ hợp tải trọng,với tổ hợp tải trọng thời kì thi cơng, nc = 0,95 + mb : hệ số điều kiện làm việc bê tông, mb = + ma : hệ số điều kiện làm việc cốt thép, ma = 1,1 + Ra : cường độ chịu kéo cốt thép, ta có Ra = 2700 kG/ cm2 + Ra: cường độ chịu nén cốt thép, ta có Ra' = 2700 kG/ cm2 + Ea: mô đun đàn hồi cốt thép, Ea = 2,1.106 kG/ cm2 Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 150 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi + Eb: mơ đun đàn hồi ban đầu bê tông, Eb = 240.103 kG/ cm2 Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo miền nén là: a = a' = 0,04 m Chiều cao hữu ích tiết diện là: h0 = h – a = 0,5– 0,04 = 0,46 (m) Tra phụ lục 11 (giáo trình BTCT) ta hệ số Chiều dài tính tốn kết cấu: Với thành cống: l0 = 0,5H = 0,5.2,5 = 1,25(m) Với trần đáy cống: l0 = 0,5 B = 0,5.1,7 = 0,85 (m) Hàm lượng cốt thép tối thiểu, theo bảng 4-1 (trang 62) giáo trình BTCT ta có: Hàm lượng cốt thép lớn Fa, Fa’: Diện tích cốt thép miền kéo miền nén kết cấu u cầu: 7.5.2 Tính tốn cốt thép dọc chịu lực Tính tốn bố trí cốt thép cho trần cống a Mặt cắt B.Giá trị nội lực mặt cắt B: MB = - 10,35 (T.m), QB = 24,56 (T), NB = - 27,71 (T) Tiết diện tính tốn hình chữ nhật có kích thước b x h = 100 x 50(cm) - Xét ảnh hưởng uốn dọc: Ta có = < 10 nên không xét đến hệ số uốn dọc - Chiều cao hữu ích tiết diện: h0 = h – a = 50 – = 46 (cm) - Độ lệch tâm e0 = = 0,37(m) = 37cm  e0 = 37 cm > 0,3h0 = 13,8cm  Cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn  Sơ đồ ứng suất Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 151 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi Hình -10: Sơ đồ ứng suất Trong đó: + e: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu kéo Fa e = e0 + 0,5h – a = 1.0,37+0,5.0,5- 0,04 = 0,55 m = 55cm + e’: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu nén F’a e’ = e0 – 0,5h +a’ = 1.0,37 - 0,5.0,5+ 0,04 = 0,16 m = 16 cm  Các công thức - Phương trình hình chiếu: Kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra’.Fa’ - ma.Ra.Fa Đặt α = (7-2) phương trình (7 - 1) trở thành: Kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.h0.α + ma.Ra’.Fa’ - ma.Ra.Fa (7-3) - Phương trình mơmen lấy tâm Fa: Kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) (7-4) Với A = α(1 – 0,5α) phương trình (7 - 3) trở thành: Kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.h02.A+ ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) (7-5)  Tính Fa Fa’ với α = α0 = 0,6 A = A0 = 0,42 Từ (7-5) tính được: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 152 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi = - 55,08 (cm2) = Vì Fa’ < nên lấy Fa’ theo cốt thép cấu tạo, Fa’=5,65 (5θ12)  Tính Fa biết Fa’, b, h, M, N Từ (7-5) tính được: A= = = 0,055 Từ A = 0,055 tra phụ lục 10 GT Kết Cấu Bê Tông Cốt thép α = 0,06 chứng tỏ Fa' đạt a' < Ra' nên lấy x = 2.a' để Ta thấy tính Fa theo công thức: cm2 So sánh Fa > min.b.h0 = 2,3 cm2 Vậy lấy Fa = 4,27 cm2  Chọn cốt thép: Dựa vào phụ lục 12 chọn cốt thép sau: Fa’ = Fa = 5Φ12 = 5,65 cm2.Khoảng cách thép 20cm  Kiểm tra khả chịu lực: Nén lệch tâm lớn, kiểm tra cường độ theo công thức (7-3): Kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.x.(h0 – 0,5x) + ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) Kn.nc.N.e = 1,15 0,95 27,71.103 55 = 665024,625 mb.Rn.b.x.(h0 – 0,5x) + ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) = 1.90.100 0,929.(46 – 0,5.0,929) + 2700 5,65.(46 – 4) = 1021432.32 Ta thấy Kn.nc.N.e < mb.Rn.b.x.(h0 – 0,5x) + ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) Vậy cấu kiện đủ khả chịu lực Các mặt cắt khác tính tương tự mặt cắt B ta có giá trị tính tốn bảng sau: Bảng – 4: Bảng tính tốn cốt thép dọc mặt cắt Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Mặt M cắt N (T.m) (T) Trang 153 e e0 e' (m) (m) ho Ngành: Cơng trình thuỷ lợi Fa' (tính Fa' tốn) (chọn)  A (m) (m) (cm2) (cm2) Fa (tính Fa tốn) (chọn) (cm2) (cm2) B 10,35 24,56 0,370 0,55 0,16 0.46 -55,08 5,65 0,055 0,06 4,27 5,65 C 10,35 27,71 0,36 0,57 0,17 0.46 -54,486 5,65 0,062 0,057 4,28 5,65 7,63 24,86 0,27 0,48 0,15 0.46 -53,587 5,65 0,053 0,062 4,31 5,65 D 9,97 25,15 0,40 0,59 0,18 0.56 -55,258 5,65 0,057 0,061 4,29 5,65 Kết luận : Các cốt thép dọc cống bố trí 512/1m Vậy kết cốt thép dọc chịu lực cống ngầm sau: Bảng 7– 5: Cốt thép bố trí theo phương ngang cống Cốt thép phía cống Thành phần Diện tích (cm2) Loại thép Cốt thép phía ngồi cống Khoảng Diện tích cách (cm) (cm2) Loại thép Khoảng cách (cm) Trần cống 5,65 θ12 20 5,65 θ12 20 Thành cống 5,65 θ12 20 5,65 θ12 20 Đáy cống 5,65 θ12 20 5,65 θ12 20 7.5.3 Tính tốn cốt thép ngang (cốt xiên cốt đai): Do thép chịu lực mặt cắt để tính tốn cốt xiên cốt đai ta cần tính tốn cho mặt cắt có giá trị nội lực lớn Điều kiện để tính tốn cốt thép ngang: K1.mb4.Rk.ho < kn.nc.Q  0,25 mb3.Rn.b.ho mb4 = 0,9 hệ số điều kiện làm việc bê tơng khơng có cốt thép mb3 = hệ số điều kiện làm việc bê tơng có cốt thép Q - lực cắt tiết diện tính tốn Tính với mặt cắt có lực cắt lớn mặt cắt A đáy AD có Q = 24,56T = 24,56.103 daN K1.mb4.Rk.ho = 0,6 0,9 7,5 46 = 186,3 (7-6) kn.nc.Q = 1,15 0,95 24,56.103 = 26831,8 (2) (7-7) 0,25 mb3.Rn.b.ho = 0,25.1 90 100 46 = 103500 (7-8) Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 154 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi Từ (7-6), (7-7) (7-8) ta thấy K1.mb4.Rk.ho < kn.nc.Q  0,25 mb3.Rn.b.ho nên cần bố trí cốt thép ngang * Tính cốt đai: Căn vào độ lớn cấu kiện chọn đường kính cốt đai d = mm  fđ = 0,503 cm2, số nhánh nđ = - Tính khoảng cách cốt đai: utt = ma.Rađ.nđ.fđ = 2150.2 0,503 umax = uct = = 18,43 (cm) = = = 82,74 (cm) 16,7 (cm) min(utt, umax, uct) = utt = 16,7cm Để dễ thi công chọn khoảng cách cốt đai 20cm - Khả chịu cắt cốt đai: qđ = = = 108,145 (daN/cm) - Khả chịu cắt cốt đai bê tông tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: Qdb = = = 34799,34 (daN) Ta thấy Qdb =34799,34 > kn.nc.Q = 26831,8 nên khơng cần tính cốt xiên 7.5.4 Kiểm tra khả chống nứt: 7.5.4.1 Mục đích tính tốn: Khe nứt phát sinh kết cấu bê tông cốt thép tác dụng tải trọng, thay đổi nhiệt độ, co ngót bê tơng nguyên nhân khác Khi ứng suất kéo bê tông vượt trị số cường độ giới hạn, bê tông bị nứt Nếu khe nứt mở rộng nước khí ẩm xâm nhập làm cho cốt thép bị ăn mòn, ảnh hưởng tới làm việc bình thường tuổi thọ cơng trình Do ta phải tính tốn kiểm tra nứt Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 155 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi Trong đồ án ta tính tốn khe nứt tác dụng tải trọng 7.4.5.2 Mặt cắt tính toán: Ta dùng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính tốn kiểm tra nứt cho kết cấu Chọn mặt cắt có mơmen lực dọc lớn ứng với tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính tốn Dựa vào bảng tính tốn giá trị nội lực ta tính tốn kiểm tra nứt cho mặt cắt A Nội lực tải trọng tiêu chuẩn gây B là: Mc = 9,57 (T.m) ; Nc = 25,2 (T) 7.4.5.3 Điều kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm không bị nứt: nc Nc ≤ Nn = Trong đó: Nc - lực nén dọc lệch tâm tải trọng tiêu chuẩn gây Nn - lực nén dọc lệch tâm mà tiết diện cóthể chịu trước nứt e0 - độ lệch tâm lực nén dọc tiêu chuẩn: e0 = = = 0,38m = 38cm γ1 = mh.γ - hệ số xét đến biến dạng dẻo bêtông miền kéo Hệ số m h γ lấy Theo phụ lục 13, với chiều cao mặt cắt h 100cm mh = Theo phụ lục 14 với tiết diện hình chữ nhật γ = 1,75  γ1 = mh.γ = 1,75 = 1,75 Fqd - diện tích tiết diện quy đổi: n - hệ số quy đổi:  n= = Fqd = Fb + n.Fa + n.Fa’ = 7,92 Fqd = 100 50 + 7,92(5,65 +5,65) = 5062,25 (cm2) Wqd – mô men chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện Wqd = Jqd – mơ men qn tính trung tâm tiết diện quy đổi Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp kĩ sư Trang 156 Ngành: Cơng trình thuỷ lợi + n.Fa’(xn – a’)2 + nFa(h0 – xn)2 Jqd = Xn - chiều cao miền bê tông chịu nén Xn = = = 25(cm)  Jqd = + 7,92.5,65 (25 – 4)2 + 7,92.5,65 (46 – 25)2 = 1069119,45 (cm4) Wqd = Nn = = 42764,78 (cm3) = = = 44017,57(daN) nc Nc = 1.25,2.103 = 25200(daN) Ta thấy nc Nc < Nn nên cấu kiện không bị nứt Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 ... địa lý: Hồ HOA SƠN nằm sơng cạn, phía tây bắc huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh Hòa Khu hướng lợi nằm dọc theo quốc lộ 1A,bao gồm xã thuộc huyện Vạn Ninh 1.1 Nhiệm vụ cơng trình: Phương án II :cấp nước. .. kết bảng 3-3 3.3 Thiết kế sơ đập dâng: 3.3.1 Tài liệu thiết kế Cấp thiết kế cơng trình là: Cấp III Mực nước chết: +10.4 m Mực nước dâng bình thường: +23.84 m Mực nước lũ thiết kế ứng với phương... phịng lũ kho nước: Vsc Đường q trình lũ thiết kế: (qx~t)p để từ thiết lập phương thức vận hành cơng trình xả lũ Lưu lượng xả lũ xuống hạ lưu: qmax Cột nước siêu cao: Hsc Mực nước lũ thiết kế: MNLTK