Tính toán thuỷ lực và thuỷ nông thiết kế kênh dẫn nước N đi qua một vùng trũng. Sau khi so sánh các phương án đã chọn ra phương án xây dựng một cầu máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định kích thước và mức nước yêu cầu trong cầu máng như sau:
1 | P a g e A, TÀI LIỆU THIẾT KẾ: Tính toán thuỷ lực và thuỷ nông thiết kế kênh dẫn nước N đi qua một vùng trũng. Sau khi so sánh các phương án đã chọn ra phương án xây dựng một cầu máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định kích thước và mức nước yêu cầu trong cầu máng như sau: Số thứ tự Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông Nhóm thép Số nhịp 07 30 3,6 2,4 150 CI 5 2 | P a g e 1 3 2 B δ H 1 2 3 45 Vùng xây dựng công trình có: Sơ đồ cầu máng 1. Thân máng; 2. Trụ đỡ; 3. Nối tiếp Cắt ngang máng 1. Lề đi 2. Vách máng 3. Đáy máng 4. Dầm đỡ dọc máng 5. Khung đỡ 3 | P a g e - Cường độ gió q q = 1,2 (KN/m 2 ), Hệ số gió đẩy k gió đẩy = 0,8 Hệ số gió hút k gió hút = 0,6. Cầu máng thuộc công trình cấp III Dùng bê tông mác M150, cốt thép nhóm CI, Dung trọng bê tông γ b = 25 KN/m 3 - Các chỉ tiêu tính toán tra trong quy phạm như sau: - Hệ số tin cậy: k n = 1,15 Cường độ tính toán đối với các trạng thái giới hạn nhóm một: - Nén dọc trục: R n = 70 (daN/cm 2 ) - Kéo dọc trục: R k = 6,3 (daN/cm 2 ) Cướng độ tính toán đối với các trạng thái giới hạn nhóm hai: - Kéo dọc truc: R c k = 9,5 (daN/cm 2 ) - Nén dọc trục: R c n = 85 (daN /cm 2 ) 4 | P a g e Cường độ tính toán của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất: - R a = R' a = 2100 (daN /cm 2 ) - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông: m b4 = 0,9 - Hệ số điều kiện làm việc của thép: m a = 1,1 - Hệ số giới hạn: α 0 = 0,7 → A 0 = 0,455 - Mô dun dàn hồi của thép: E a = 2,1.10 6 (daN /cm 2 ) - Mô dun đàn hồi ban đầu của bê tông: E b = 2,1.10 5 (daN /cm 2 ) - 10== b a E E n - Hàm lượng cốt thép tối thiểu: µ min = 0,1% - a n.gh = 0,24 (mm) - Độ võng cho phép : 1 500 f l = 5 | P a g e 6 | P a g e B. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU MÁNG: Tính nội lực trong các bộ phận cầu máng với các tổ hợp tải trọng: cơ bản, đặc biệt, trong thời gian thi công. Trong phạm vi đồ án này chỉ tính với tải trọng tổ hợp tải trọng cơ bản. 7 | P a g e 1. Thiết kế lề người đi: 1.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài theo chiều dọc máng xem lề người đi như một dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng. Chọn bề rộng lề L 1 = 0,8 m = 80 cm. Chiều dày lề người đi thay đổi dần: h 1 = 8 ÷ 12 cm. Trong khi tính toán thì lấy chiều dày trung bình: h = 10 cm. 800cm 80cm 12cm 8cm Hình1-1 : Sơ đồ tính toán lề người đi 1.2. Tải trọng tác dụng: 8 | P a g e a- Trọng lượng bản thân (q bt ): q c bt = b γ . h . b = 25 . 0,1 . 1 = 2,5 (kN/m) b- Tải trọng người đi (q ng ):Tải trọng do người có thể lấy sơ bộ bằng 2 kN/m 2 q c ng = 2 . 1 = 2 (kN/m) → Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi Trong đó: n tb = 1,05 ; n ng = 1,2 là các hệ số vượt tải → q tc = n bt . q bt + n ng . q ng = 1,05 . 2,5 + 1,2 . 2 = 5,025 (kN/m) 1.3 Xác định nội lực: 9 | P a g e q l = 5,025 kN/m 1,608 kNm 4,02 kN M Q Hình 1-2. Biểu đồ nội lực lề người đi 1.4. Tính toán, bố trí cốt thép ● Tính toán thép cho mặt có mô mên lớn nhất (mặt cắt ngàm): M = 1,608 kNm Chọn tiết diện chữ nhật có các thông số sau: b = 100cm, h = 10cm. Chọn a = 2 → h 0 = 8 cm Tra các hệ số: k n = 1,15 m b = 1,00 n c = 1 R n = 70 daN/cm 2 m a = 1,1 R a = 2100 daN/cm 2 10 | P a g e M= 1,608 kNm = 1,608.10 4 daNcm 4 2 2 0 1,15 1 1,608 10 0,041 1 70 100 8 n c b n k n M A m R bh × × × = = = × × × → α = A.211 −− = 0,042 2 0 1 70 100 8 0,042 1,018 1,1 2100 b n a a a m R bh F cm m R α × × × × = = = × Bố trí 5φ8/1m (2,51cm 2 ). Bố trí thép cấu tạo vuông góc 4φ6/1m ● Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q (tính với Q max = 402 daN) k 1 .m b4 .R k .b.h 0 = 0,8.0,9.6,3.100.8 = 3628,8 daN k n .n c .Q = 1,15.1.402 = 462,3 daN Có: k n .n c .Q < k 1 .m b4 .R k .b.h 0 Không cần đặt cốt ngang ● Bố trí thép lề người đi: [...]... đồ tính t n vách máng 2.2 Tải trọng tác dụng Do đi u ki n làm việc của vách máng n n tải trọng tác dụng gồm: - Mơ men tập trung do người đi tr n lề truy n xuống: M ng ; 13 | P a g e - Mơ men do trọng lượng b n th n lề đi: M l ; - Áp lực n ớc n ớc tương ứng với H max : q n ; - Áp lực gió (gồm gió đẩy và gió hút): q g ; Các tải trọng n y gây căng trong và căng ngồi vách máng - Các tải trọng gây căng ngồi:... daNcm ncMc = 1.34,42.104 = 344200 daNcm →ncMc > Mn Kết lu n: Mặt cắt sát đáy máng bị n t Tính t n bề rộng khe n t an = an1 + an2 Trong đó: an1, an2- Bề rộng khe n t do tải trọng tác dụng dài h n và ng n h n gây ra M c = M lc + M c = 0,8 + 29,952 = 30,752 kNm = 30,752.104 dh n daNcm c c c M ngh = M ng + M gh = 0,64 + 3,0276 = 3,6676 kNm = 3,6676.104 daNcm Tính bề rộng khe n t an theo cơng thức kinh nghiệm... người 26 | P a g e c M ng = 0,64 kNm; Mng = 0,768 kNm - Tải trọng do lề truy n xuống M lc = 0,84 kNm, Ml = 0,84 kNm 27 | P a g e 3.3 Xác định n i lực Tra các phụ lực 18, 21 (Giáo trình kết cấu bê tơng cốt thép), vẽ biểu đồ cho từng thành ph n tải trọng tác dụng a, N i lực do tải trọng b n th n đáy máng và trọng lượng do tải trọng b n th n lề truy n xuống (q = 6,56 kN/m; Ml = 0,84 kNm) 4,477 2,050 6,904... 29,952 kNm; Mmax = 29,952 kNm max - Tải trọng n ớc ứng với mực n ớc cột n ớc nguy hiểm (Hngh) H ngh = lđ 1,85 = = 1,31m 2 2 c q ngh = kđγnHngh.1 = 1,3.10.1,31.1 = 17,03kN/m qngh = nn.qcngh = 1.17,03 = 17,03kN/m M c ngh 3 k đ γ n H ngh 1 1,3.10.1,313.1 = = = 4,871kNm 6 6 Mngh= 4,871 kNm - Tải trọng gió c M gđ = 4,0368 kNm; Mgđ = 5,248 kNm c M gh = 3,0276 kNm; Mgh = 3,9359 kNm - Tải trọng do người 26... 2,1.10 6 → an = an1 + an2 = 0,13 + 0,005 = 0,135mm an < an.gh = 0.24(mm) Kết lu n: Vậy bề rộng khe n t đảm bảo u cầu thiết kế 3.Đáy máng 3.1 Sơ đồ tính t n 24 | P a g e Cắt 1 m dài vng góc với chiều dòng chảy, đáy máng được tinhs t n như một dầm li n tục 2 nhịp có gối đỡ là các dầm dọc Sơ bộ ch n kích thước đáy máng như sau: - Chiều dày b n đáy hđ = 25cm - Bề rộng đáy máng B = 3,6 m - Ch n bề rộng dầm... | P a g e Qn = qmax H max 31,2.2, 4 = = 37,44kN 2 2 Qgh = qgh H v = 0,936.2,9 = 2,714kN Q = 37,44 + 2,714 = 40,15 kN 0.84 kNm Ml 0,768 kNm M 29,952 kNm M Mn ng 37,44 kN 3,9356 kNm gh Ql Q ng Hình2-4 Biểu đồ n i lực vách máng (Trường hợp căng trong) 2.4 .Tính t n, bố trí cốt thép Tiết di n tính t n hình chữ nhật b = 100cm, h = 20cm Ch n a = 2cm, h 0 = h – a = 18cm Tra các hệ số: kn = 1,15 nc = 1 ma =... c max = kd. n. Hmax.1 = 1,3.10.2,4.1 = 31,2 (kN/m) n q n max = nn.q c max = 1.31,2 = 31,2 (kN/m) n Trong đó: kd = 1,3 là hệ số động nn = 1 là hệ số vượt tải của dòng n ớc c q gh = kgh.qg.1 = 0,6.1,2.1 = 0,72 (kN/m) c qgh = ng.q gh = 1,3.0,72 = 0,936 (kN/m) Ml = 0,84 kNm Mng=0,768 kNm Hmax Ml=0,84 kNm qgd = 1,248 kN/m qmax = 31,2 kN/m qgh = 0,936 kN/m Hình 2-2 Tải trọng tác dụng l n vách máng 15 | P a... Xác định n i lực 2.3.1 Trường hợp căng ngồi - Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mặt cắt ngàm) M = M l + M gd M lc = 0,8 kNm ; M l = 0,84 kNm c M gd = c 2 q gd H v 2 0,96.2,92 = = 4,0368kNm; 2 c M gd = n g M gd = 1,3.4,0368 = 5,248 kNm M = 5,248 + 0,84 = 6,088 kNm 5,248 kNm Mgd 0,84 kNm Ml 3,37 kN Qgd Ql 16 | P a g e Hình 2-3 Biểu đồ n i lực vách máng (trường hợp căng ngồi) 2.3.2 Trường hợp căng trong - Xét... 0.8kNm 2 2 c l c Ml = nl M l = 1,05 0,8 = 0,84 kNm c q gd = k gd q g 1m = 0,8.1, 2.1 = 0,96kN / m; c q gd = ng q gd = 1,3.0,96 = 1, 248kN / m Trong đó: ng =1,3 – hệ số vượt tải của gió - Các tải trọng gây căng trong: M l , M ng , q n , q gh : M lc = 0,8kNm; M l = 0,84kNm c M ng = qng L2 l 2 2.0,82 = = 0,64kNm 2 c M ng = nng M ng = 1, 2.0,64 = 0,768kNm 14 | P a g e Biẻu đồ áp lực n ớc có dạng hình... nguy hiểm nhất (mặt cắt ngàm) M = M l + M ng + M n + M gh M lc = 0,8 kNm ; M l = 0,84 kNm c M ng = 0,64 kNm ; M ng = 0,768 kNm c Mn c 2 qn max H max 31, 2.2, 42 = = = 29,952kNm 6 6 c M n = nn M n = 1.29,952 = 29,952kNm c M gh = c 2 q gh H v 2 0,72.2,9 2 = = 3,0276kNm 2 c M gh = ng M ng = 1,3.3,0276 = 3,9359kNm M = 0,84 + 0,786 + 29,952 + 3,9359 =35,5139 kNm Q = Q l + Q ng + Q n + Q gh Q l = 0 ; Q ng . LIỆU THIẾT KẾ: Tính to n thuỷ lực và thuỷ n ng thiết kế kênh d n n ớc N đi qua một vùng trũng. Sau khi so sánh các phương n đã ch n ra phương n xây dựng một cầu máng bê tông cốt thép. Dựa vào. địa hình, qua tính to n thuỷ lực và thuỷ n ng người ta đã xác định kích thước và mức n ớc yêu cầu trong cầu máng như sau: Số thứ tự Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông Nhóm thép Số. e B. TÍNH TO N KẾT CẤU CÁC BỘ PH N CỦA CẦU MÁNG: Tính n i lực trong các bộ ph n cầu máng với các tổ hợp tải trọng: cơ b n, đặc biệt, trong thời gian thi công. Trong phạm vi đồ n này chỉ tính