Thiết kế hồ chứa nước loọng luông – PA 2

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình MỤC LỤC Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo môn thủy công toàn thể thầy cô giáo trường hướng dẫn bảo em suốt năm học vừa qua, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Long, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mình. Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa nước Loọng Luông – PA 2’’. Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian bổ ích để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi. Đây đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi vận dụng tổng hợp kiến thức học. Dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải hết trường hợp xảy ra. Mặt khác kinh nghiệm thân trình độ hạn chế nên đồ không tránh khỏi thiếu sót. Em kính mong bảo, hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô giáo giúp cho đồ án em hoàn chỉnh hơn, từ kiến thức chuyên môn hoàn thiện nâng cao. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đặc biệt thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Long bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 20 tháng năm 2014 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Vị trí nhiệm vụ công trình 1.1.1. Vị trí địa lí công trình Công trình Hồ chứa nước Loọng Luông dự kiến xây dựng nằm hai khe suối Loọng Luông Loọng Nghịu thuộc địa phận Loọng Luông, xã Mường Phăng, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên; cách thành phố Điện Biên Phủ 27km. 21029’ vĩ độ Bắc + Vị trí cụm đầu mối có tọa độ: 103009’ kinh độ Đông. + Xã Mường Phăng có vị trí: Phía Bắc: Giáp xã Ẳng Nưa huyện Mường Ẳng Phía Nam: Giáp xã Nà Nhạn xã Tà Lèng huyện Điện Biện Phía Tây: Giáp xã Nà Tấu Phía Đông: Giáp xã Pú Ni huyện Điện Biên Đông. + Đối tượng hưởng lợi cộng đồng dân cư dân tộc Thái, Mông , Khơ Mú thuộc Loọng Luông, Loọng Nghịu, Loọng Hang, Yên, Cang, Cò Mặn. 1.1.2. Nhiệm vụ công trình Nhiệm vụ Hồ Loọng Luông: Theo định số 1028/ QĐ- UBND ngày 25/06/2009 UBND tỉnh Điện Biên việc phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng công trình Hồ chứa nước Loọng Luông, tỉnh Điện Biên; nhiệm vụ dự án sau: + Tưới lúa vụ Mùa : 150 + Tưới lúa vụ Đông Xuân : 100 + Tạo nguồn nước cho phát triển nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt, tạo độ ẩm cải tạo môi trường khu vực di tích lịch sử Mường Phăng. Sơ tiêu thiết kế: + Cấp công trình: - Theo lực phục vụ: Hồ chứa Loọng Luông I có nhiệm vụ tưới cho 150 diện tích đất canh tác thuộc công trình cấp VI. - Theo đặc tính kỹ thuật hạng mục đập đất: Đập có chiều cao 15 λb = 0,5.1, = 1,75. Tra bảng 4-1 sách kết cấu BTCT ta có µmin = 0,05% 0, Khi Fa’ = 0,0005.100.36 = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ16 = 10,05cm2. Vậy ta chọn Fa' = 5φ16, khoảng cách cốt thép 20 (cm) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' điều kiện khác. Tính lại A: Đặt A = α.( 1- 0,5.α ) Ta có: A = ⇒ k n .n c .N.e − ma .R a' .Fa' .(h − a ') m b .R n .b.h 02 (VII.2) 1,15.1.30280.46,4 − 1,1.2700.10,05.(36 − 4) = 0,057 1.90.100.36 ⇒ α = − − A = − − 0,057 = 0,029 Ta thấy: α < 2.a = 0, ho chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra' nên lấy x = 2a' để tính Fa theo công thức: Fa = k n .n c .N.e' 1,15.1.30280.14,4 = = 5,276 ( cm2 ) . m a .R a (h o − a' ) 1,1.2700.(36 − 4) So sánh Fa > µmin.b.h0 = 1,8 cm2: Thoả mãn yêu cầu đặt ra. Điều kiện cấu tạo: Chọn Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía cống 5φ16, khoảng cách 20cm. b, Mặt cắt qua E: Các nội lực sau: ME = 2,66(Tm); QE = (T); NE = 30,28 (T) e0 = Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên M 2,66 = = 0,088(m) = 8,8 (cm) . N 30,28 237 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình Ta thấy η e0 ≤ 0,3h0 = 10,8 cm nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm bé. F'a Rn e' . e R'aF'a a' . . a . Rnb x N neo h h0 . . . RaFa a . . b F a Hình 7.14 : Sơ đồ tính toán cốt thép dọc trục nén lệch tâm bé Tiến hành tính toán kết sau: e = η.e0 + 0,5.h – a = 8,8 + 0,5.40 – = 24,8 (cm) . e’ = 0,5.h - η.e0 - a' = 0,5.40- 8,8- 4= 7,2 (cm) . Vớiηe0 = 8,8 > 0,2h0 = 0,2.36 = 7,2 Ta có: x = 1,8( 0,3ho - η e0 ) + α0.h0 = 1,8(0,3.36-8,8)+ 0,6.36= 25,2 cm Ta có: x < h0 nên tính gần ứng suất cốt thép Fa sau:  ηe   1.8,8  σ a = 1 −  Ra = 1 − .2700 = 2040 (KG/cm2) h 36     ⇒ Fa' = kn nc Ne − mb Rnbx (h0 − x / 2) ma Ra' (h0 − a ' ) Thay số ta Fa’ = 1,15.1.30280.24,8 − 1.90.100.25,2.(36 − 25,2 / 2) =-20,982cm2 1,1.2700.(36 − 4) Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 238 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình ' Ta thấy Fa < µmin bh0 = 1,8 cm2 nên chọn thép theo điều kiện cấu tao Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. khoảng cách cốt thép 20cm. = (1.90.100.25,2 + 1,1.2700.10,05 − 1,15.1.30280) = −108,738 (cm2) − 1.2040 Ta thấy Fa < µmin bh0 = 1,8 cm2 nên ta bố trí thép theo điều kiện cấu tạo Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. khoảng cách cốt thép 20cm. Căn vào kết tính toán cốt thép mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho trần cống sau : + Cốt thép phía cống: Fngoài = 5φ16 = 10, 05 (cm2), a = 20 cm. + Cốt thép phía cống: Ftrong = 5φ16 = 10, 05 (cm2), a = 20 cm. 7.5.3.2. Tính toán cốt thép cho đáy cống a, Mặt cắt qua D: Các nội lực sau: MD = -9,42 Tm; QD = 30,47T ; ND = - 31,89 T Qua tải trọng tác dụng ta thấy cấu kiện chịu kéo lệch tâm. Trình tự tính toán sau: - Xét ảnh hưởng uốn dọc: l0 0, = = 1, 75 < 10 nên ảnh hưởng uốn dọc đến kết cấu không đáng kể, h 0, lấy η = . Độ lệch tâm e0: e0 = M 9,42 = = 0,295(m) = 29,5 (cm) . N 31,89 Ta thấy η.e0 = 29,5 > 0,3.h0 = 10,8 (cm) nên cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. - Tính toán cốt thép sơ đồ hình 7.13: e = ηe0 + 0,5h – a = 45,5 cm. e’ = ηe0 – 0,5h + a’ = 13,5 cm. ⇒ Fa' = kn nc Ne − mb Rnbh02 A0 ma Ra' (h0 − a ') Thay giá trị vào ta có: Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 239 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình 1,15.1.31890.45,5 − 1.90.100.36 2.0,42 => Fa' = = - 33,988 (cm2) 1,1.2700.(36 − 4) Vì Fa’ < nên ta chọn Fa’ theo điều kiện sau: + Điều kiện hàm lượng cốt thép: Fa’ < µmin.b.ho = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ16 = 10,05cm2. Vậy ta chọn Fa' = 5φ16, khoảng cách cốt thép 20 (cm) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' điều kiện khác. Tính lại A: Đặt A = α.( 1- 0,5.α ) Tacó: A = k n .n c .N.e − m a .R a' .Fa' .(h − a ') m b .R n .b.h 02 = 1,15.1.31890.45,5 − 1,1.2700.10,05.(36 − 4) = 0,061 1.90.100.36 ⇒ α = − − A = − − 2.0,061 = 0,063 Ta thấy: α < 2.a = 0, 2 ho chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra' nên lấy x = 2a' để tính Fa theo công thức: Fa = k n .n c .N.e' 1,15.1.31890.13,5 = = 5,209 ( cm2 ) . m a .R a (h o − a' ) 1,1.2700.(36 − 4) So sánh Fa > µmin.b.h0 = 1,8 cm2: Thoả mãn yêu cầu đặt ra. Điều kiện cấu tạo: Chọn Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía cống 5φ16, khoảng cách 20cm. b, Mặt cắt qua F: Các nội lực sau: MF = 2,76 (Tm); QF = (T); NF = 31,89 (T) e0 = M 2,76 = = 0,087(m) = 8,7 (cm) . N 31,89 Ta thấy η e0 ≤ 0,3h0 = 10,8 cm nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm bé. Tiến hành tính toán kết sau: Theo sơ đồ hình 7.14 e = η.e0 + 0,5.h – a = 8,7 + 0,5.40 – = 24,7 (cm) . e’ = 0,5.h - η.e0 - a' = 0,5.40- 8,7- 4= 7,3 (cm) . Với ηe0 = 8,7 > 0,2h0 = 0,2.36 = 7,2 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 240 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình Ta có: x = 1,8( 0,3ho - η e0 ) + α0.h0 = 1,8(0,3.36-8,7) + 0,6.36= 25,38 cm Ta có: x < h0 nên tính gần ứng suất cốt thép Fa sau:  ηe   1.8,7  σ a = 1 −  Ra = 1 − .2700 = 2047,5 (KG/cm2) h 36     ⇒ Fa' = kn nc Ne − mb Rnbx (h0 − x / 2) ma Ra' (h0 − a ' ) Thay số ta Fa’ = -42,31 cm2 Ta thấy Fa' < µmin bh0 = 1,8 cm2 nên chọn thép theo điều kiện cấu tao Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. khoảng cách cốt thép 20cm. = (1.90.100.25,38 + 1,1.2700.10,05 − 1,15.1.31890) = −108,227 (cm2) − 1.2047,5 Ta thấy Fa < µmin bh0 = 1,8 cm2 nên ta bố trí thép theo điều kiện cấu tạo Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. khoảng cách cốt thép 20cm. + Cốt thép phía cống: Fngoài = 5φ16 = 10, 05 (cm2), a = 20 cm. + Cốt thép phía cống: Ftrong = 5φ16 = 10, 05 (cm2), a = 20 cm. 7.5.3.3. Tính toán cốt thép cho bên a, Mặt cắt qua A: Các nội lực sau: MA = 9,42 (Tm); QA = 31,89 (T); NA = 30,55 (T) Xét ảnh hưởng uốn dọc: l0 = = 2,5 ≤ 10 ảnh hưởng uốn dọc không đáng kể. h 0,4 Chọn η = .  e0 = M 9,42 = = 0,308( m) = 30,8(cm) N 30,55 Ta thấy η.e0 = 30,8 > 0,3.h0 = 10,8 (cm) nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. Tiến hành tính toán ta kết sau: e = η.e0 + 0,5.h - a = 30,8+0,5.40-4=46,8 (cm) ' e' = η.e0 - 0,5.h + a' = 30,8-0,5.40+4= 14,8 (cm) ⇒ Fa = −34,246 (cm2) Vì Fa’ < nên ta chọn Fa’ theo điều kiện sau: Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 241 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình + Điều kiện hàm lượng cốt thép: Fa’ < µmin.b.ho = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ16 = 10,05cm2. Vậy ta chọn Fa' = 5φ16, khoảng cách cốt thép 20 (cm) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' điều kiện khác. Tính lại A: Đặt A = α.( 1- 0,5.α ) Ta có: A = k n .n c .N.e − m a .R a' .Fa' .(h − a ') =0,06 m b .R n .b.h 02 ⇒ α = − − A = − − 2.0,06 = 0,062 Ta thấy: α < 2.a = 0, 2 ho chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra' nên lấy x = 2a' để tính Fa theo công thức: Fa = k n .n c .N.e' 1,15.1.30550.14,8 = = 5,471 ( cm2 ) . m a .R a (h o − a' ) 1,1.2700.(36 − 4) So sánh Fa > µmin.b.h0 = 1,8 cm2: Thoả mãn yêu cầu đặt ra. Điều kiện cấu tạo: Chọn Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía cống 5φ16, khoảng cách 20cm. b, Mặt cắt qua G: Các nội lực sau: MG = 6,22 (Tm); NG = 30,13 (T); QG= 0,251(T) e0 = M 6,22 = = 0,206(m) = 20,6(cm) N 30,13 Ta thấy η e0 ≥ 0,3h0 = 10,8 cm nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. Tiến hành tính toán tương tự kết sau: e = η.e0 + 0,5.h - a = 20,6+0,5.40-4=36,6 (cm) e' = η.e0 - 0,5.h + a' = 20,6-0,5.40+4= 4,6 (cm) ⇒ Fa' = −38,202 (cm ) + Điều kiện hàm lượng cốt thép: Fa’ < µmin.b.ho = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ16 = 10,05cm2. Vậy ta chọn Fa' = 5φ16, khoảng cách cốt thép 20 (cm) Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 242 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ta có: A = Ngành: Kỹ thuật công trình k n .n c .N.e − m a .R a' .Fa' .(h − a ') =0,027 m b .R n .b.h 02 ⇒ α = − − A = − − 2.0,027 = 0,028 Ta thấy: α < 2.a = 0, 2 ho chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra' nên lấy x = 2a' để tính Fa theo công thức: Fa = k n .n c .N.e' 1,15.1.30130.4,6 = = 1,677 ( cm2 ) . m a .R a (h o − a' ) 1,1.2700.(36 − 4) Ta thấy Fa < µmin bh0 = 1,8 cm2 Điều kiện cấu tạo: Chọn Fa = 5φ16 = 10, 05 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía cống 5φ16, khoảng cách 20cm. Vậy kết cốt thép dọc chịu lực cống ngầm sau: Bảng 7.5 : Cốt thép bố trí theo phương ngang cống Thành phần Cốt thép phía cống Diện tích (cm2) Loại thép Cốt thép phía cống Diện tích (cm2) Loại thép 5Φ Trần cống 10,05 5Φ16/1m 10,05 16/1m 5Φ 5Φ Thành cống 10,05 10,05 16/1m 16/1m 5Φ 5Φ Đáy cống 10,05 10,05 16/1m 16/1m 7.5.4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt đai cốt xiên ) Tính toán cường độ mặt cắt nghiêng cấu kiện tiến hành theo phương pháp đàn hồi phương pháp trạng thái giới hạn. Ở ta sử dụng phương pháp đàn hồi để tính. 7.5.4.1. Điều kiện tính toán Khi thỏa mãn điều kiện sau cần phải tính toán bố trí cốt đai cốt xiên cho cấu kiện: 0,6.mb4.Rk < σ1 = τo = Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên k n .n c .Q ≤ mb3.Rkc. 0,9.b.h o 243 (VII.3) Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình Trong đó: Q: Lực cắt lớn tải trọng tính toán gây ( KG) Rkc: Cường độ chịu kéo bê tông theo trạng thái giới hạn II. Rk Cường độ chịu kéo bê tông theo trạng thái giới hạn I. mb3: Hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu bê tông cốt thép, tra TCVN4116-1985 ta có mb3 = 1,0 mb4: Hệ số điều kiện làm việc bê tông không cốt thép: mb4 =0,9 τ0 : Ứng suất tiếp lớn mặt cắt tính toán ( Kg/cm2 ) 7.5.4.2. Mặt cắt tính toán Trên mặt cấu kiện ta chọn mặt cắt có lực cắt lớn để tính toán bố trí cốt thép ngang cho cống. Do ta cần tính toán cho mặt cắt sau: + Với đáy cống: Tính toán cho mặt cắt D. MD = 9,42 Tm; QD = 30,47T ; ND = 31,89 T + Với trần cống: Tính toán cho mặt cắt B. MB = 9,22 T.m ; QB = 29,71 T ; NB = 30,28T + Với thành cống: Tính toán cho mặt cắt A. MA = 9,42 (Tm); QA = 31,89 (T); NA = 30,55 (T) 7.5.4.3. Nội dung tính toán Với cốt thép ngang cống ta thường bố trí cốt thép xiên nên tính toán cốt thép ngang cho cống ta tính toán bố trí cốt thép xiên cho cống. Do cống dài nên không bố trí cốt đai. Trên mặt cấu kiện ta chọn mặt cắt có lực cắt lớn để tính toán bố trí cốt thép ngang cho cống. Do ta cần tính toán cho mặt cắt sau: a, Tính toán cốt xiên cho đáy cống (mặt cắt D) Các nội lực sau: MD = 9,42 Tm; QD = 30,47T ; ND = 31,89 T 0,6.mb4.Rk = 0,6.0,9.7,5 = 4,05 (KG/cm2). τ 0= k n .nc .Q 1,15.1.30470 = = 10,815 (KG/cm2). 0,9.b.h0 0,9.100.36 mb3.Rkc = 1.11,5 = 11,5 (KG/cm2). So sánh: 0,6.mb4.Rk=4,05 < σ1 = τo = k n .n c .Q = 10,815 < mb3.Rkc=11,5. 0,9.b.h o Nên phải tính toán bố trí cốt thép xiên cho đáy cống. Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 244 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình Sơ đồ tính toán: Q C D Q B x  1= 0  1x  x 0,6m R b4 k  1a 0,5B Hình 7.15: Sơ đồ ứng suất tính toán cốt xiên Trong đó: σ1a: Ứng suất kéo cốt dọc chịu. σ1X: Ứng suất cốt xiên phải chịu. σ1= τo: Ứng suất kéo cốt xiên cốt dọc phải chịu. Ω x : Phần diện tích biểu đồ ứng suất tiếp cốt xiên phải chịu. Do biểu đồ ứng suất kéo có dạng tam giác nên ứng suất cốt dọc chịu tính theo công thức: σ1a = 0,225. σ1 = 0,225.10,815 = 2,433 (kg/cm2) σ1X = σ1 - σ1a = 10,815 – 2,433 = 8,382 (kg/cm2) σ x 8,382 = 1x ⇒ x = .0,5.140 = 54,252 0,5b σ 10,815 Đặt cốt thép nghiêng với cấu kiện góc 450, diện tích cốt thép xiên tính theo công thức: Fx = Ω X .0,5b m a .R ax . = 0,5.54,252.(8,382 + 4,05 - 2,433).0,5.140 1,1.2700. = 4,52 (cm2) . Chọn bố trí cốt thép: Với Fx = 4,52 cm2 ta chọn 5φ12 = 5, 65(cm ) để bố trí cốt xiên cho cống bố trí cốt xiên thành lớp. Xác định vị trí cốt xiên sau: Xác định trọng tâm phần diện tích thép xiên Ωx Từ trọng tâm phần diện tích thép xiên dóng lên trục dầm ta xác định vị trí lớp thép xiên Gọi khoảng cách mép trục cấu kiện tới vị trí thép xiên x1 thì: Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 245 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình (VII.4) l/2 x X σ x τ0 = σ . Ox . 0.6mb4R σ a l/2 Hình 7.16: Sơ đồ bố trí cốt xiên Làm tương tự tính toán bố trí cốt thép xiên cho thành cống đáy cống. Các bước tính toán tổng hợp bảng sau: Bảng 7.6: Bảng bố trí cốt thép xiên cho mặt cắt Mặt Q cắt (T) B 29,71 A D 0,6.mb4.Rk τ0 σ1a σ1x x Fx F(chọn) x1 (cm2) (cm2) (cm) 4,05 10,545 2,373 8,172 54,248 4,452 5,65 21,16 31,89 4,05 11,319 2,547 8,772 54,249 4,645 5,65 20,728 30,47 4,05 10,815 2,433 8,328 54,252 5,65 21 (T/m) (T/m) (T/m) (cm) 4,52 Vậy để thuận tiện cho việc bố trí thép xiên cho cống ta chọn mặt cắt có diện tích thép xiên lớn nhất. Do chọn diện tích thép xiên có Fx = 5ф12 =5,65 ( cm ). 7.5.5. Kiểm tra nứt Theo tiêu chuẩn kết cấu bê tông cốt thép công trình thuỷ công việc tính toán khả chịu lực phải tính toán chuyển vị, hình thành mở rộng khe nứt bê tông cốt thép giai đoạn sử dụng. Ta dùng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu. 7.5.5.1. Mặt cắt tính toán Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 246 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình Chọn mặt cắt có mô men lớn để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu. Ta tính cho mặt cắt qua D thuộc thành bên cống có giá trị nội lực ứng với tải trọng tiêu chuẩn sau: MD = 9,42 Tm; QD = 30,47T ; ND = 31,89 T Mặt cắt có: Fa = 10,05 cm2; Fa' = 10,05 cm2 Hệ số quy đổi: n = Ea = 8,75 Eb Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 247 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp 7.5.5.2. Ngành: Kỹ thuật công trình Tính toán kiểm tra nứt a, Xác định đặc trưng quy đổi: Hình 7.17: Sơ đồ kiểm tra nứt F'a xn h0 a Fa b - Chiều cao vùng nén: xn = Trong đó: Sqd (VII.5) Fqd Sqd: Mômen tĩnh tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén tiết diện quy đổi: Sqđ = 0,5b.h2 + n.( a’Fa’ + h0.Fa) Sqđ = 0,5.100.402 + 8,75.(4.10,05 + 36.10,05) = 83517,5 (cm2) Fqđ : Diện tích quy đổi tiết diện: Fqđ = b.h + n.(Fa’+Fa) = 100.40 + 8,75.(10,05 + 10,05) = 4175,875 (cm2) Vậy xn = 20 cm. - Môdun chống uốn tiết diện: Wqđ = Trong đó: J qd (VII.6) h − xn Wqđ: môdun chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện. Jqđ: Mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi. Jqđ = b.x 3n b.(h − x n )3 + + n.Fa' .(x n − a ') + n.Fa .(h − x n ) 3 = 578357,333 (cm4) Vậy Wqđ = 578357,333 = 28917,86 (cm3) 40 − 20 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 248 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình b, Khả chống nứt tiết diện: Với cấu kiện chịu nén lệch tâm khả chống nứt tiết diện xác Nn = định theo công thức: Trong đó: γ 1.R ck eo − Wqd Fqd (VII.7) Nn: Lực nén dọc lệch tâm mà tiết diện chịu xảy nứt. γ : Hệ số kể đến biến dạng dẻo bê tông vùng kéo, γ = mhγ . Với mặt cắt chữ nhật γ = 1,75; mh = ( phụ lục 13 giáo trình BTCT ) Rkc : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn theo trạng thái giới hạn II e0 : Độ lệch tâm lực dọc: e0 = ⇒ Nn = MD 9,42 = = 0,295(m) = 29,5(cm) N D 31,89 1,75.11,5 = 25779,467( KG ) 29,5 − 28917,86 4175,875 c, Kiểm tra khả nứt : Để không xuất khe nứt thẳng góc phải thỏa mãn điều kiện: nc N c ≤ N n Nc: Lực nén dọc lệch tâm tải trọng tiêu chuẩn gây ra, ND = 31,89 (T). Vậy nC N D = 1.31890 = 31890 (KG)>Nn=25779,467(KG) Kết luận: Cấu kiện bị nứt theo phương dọc cống. d, Tính bề rộng vết nứt : Do cấu kiện bị nứt nên để thoả mãn cấu kiện làm việc bình thường thì: an ≤ angh Trong đó: (VII.9) an : bề rộng khe nứt angh : Bề rộng khe nứt giới hạn Tính an theo công thức kinh nghiệm sau: an = k .c.η Trong đó: σa −σ0 .7.(4 − 100.µ ) d Ea (VII.10) an : Bề rộng khe nứt Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 249 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình k: Hệ số lấy cấu kiện chịu uốn, 1,2 cấu kiện chịu kéo C: Hệ số xét đến tính chất tác dụng tải trọng: tải trọng ngắn hạn; 1,3 tải dài hạn η : Hệ số xét đến bề mặt cốt thép: 1,4 thép sợi trơn; thép có gờ; 1,3 thép trơn; 1,2 thép sợi có gờ dây bện σ a Ứng suất cốt thép σ a = N D (e − Z ) Fa Z σ ứng suất kéo ban đầu cốt thép trương nở bê tông: cấu kiện nằm nước lấy =200kG/cm2 µ = Fa/bh0 không lớn 2% d đường kính cốt thép (d=16mm) Thay số vào ta được: an =0,126 mm Tra tiêu chuẩn 4116-1985 ta angh =0,15 mm gh Vậy an ≤ an nên cấu kiện đảm bảo điều kiện nứt. Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 250 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình KẾT LUẬN Sau 14 tuần thực đồ án, với cố gắng thân hướng dẫn tận tình, khoa học thầy giáo - Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Long, em hoàn thành việc thiết kế Hồ chứa nước Loọng Luông – phương án gồm nội dung sau : + Tài liệu công trình. + Thiết kế sở, chọn Btràn hợp lý. + Thiết kế kỹ thuật : Thiết kế chi tiết đường tràn Thiết kế đập dâng Thiết kế cống lấy nước. + Chuyên đề kỹ thuật : Tính toán kết cấu thân cống ngầm. Các công việc trình bày cụ thể thuyết minh kèm vẽ A1 bao gồm : mặt bằng, mặt cắt, chi tiết … hạng mục công trình. Đồ án hoàn thành nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo – Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Long. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Thị Nguyên Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 251 Lớp 54LT-C2 [...]... 1.6: Gió lớn nhất các hướng theo tần suất Hướng Tây Bắc Đông Nam Tây – Bắc Tây – Nam Đông – Bắc Đông- Nam d, Mưa Vtb (m/s) 10,5 15,9 9,3 10,9 12, 3 11,5 11,4 10,0 Cv 0,65 0,60 0,46 0,35 0,40 0,45 0,44 0,45 Cs 1,30 2, 10 1,38 1 ,23 1,00 2, 30 2, 10 1,58 V2% (m/s) 28 ,7 44,0 20 ,7 20 ,9 24 ,8 27 ,0 26 ,1 22 ,4 V4% (m/s) 24 ,8 37 ,2 18,3 18,8 22 ,3 23 ,1 22 ,5 19,6 * Lượng mưa bình quân lưu vực: Lượng mưa trung bình nhiều... dùng nước Vhd = VLượng nước đến hồ và lượng nước dùng được thống kê ở bảng dưới đây: Bảng 2. 2: Lưu lượng nước đến và nước dùng của hồ Tháng WQ (106m3) Wq (106m3) VI 1 .27 9 0.536 VII 1.468 0.538 VIII 3.1 62 0.530 IX 3.679 0.546 X 4.975 0.618 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 28 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình XI 2. 500 0. 620 XII 0.775 0.646 I 0.530 0.658 II 0 .26 1 0. 620 III 0.179 0.5 92 IV... 31 1.468 0.538 0.930 1.391 0 ,28 3 8 31 3.1 62 0.530 2. 631 1.391 2, 631 9 30 3.679 0.546 3.133 1.391 3,133 10 31 4.975 0.618 4.358 1.391 4,358 11 30 2. 500 0. 620 1.880 1.391 1,880 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 29 6 Lượng Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình 12 31 0.775 0.646 0. 129 1 31 0.530 0.658 0. 127 1 .26 4 2 28 0 .26 1 0. 620 0.359 0.905 3 31 0.179 0.5 92 0.4 12 0.493 4 30 0.198 0.551 0.354... ∆V 12 6 7 8 9 10 11 0.0014 0.0019 0.0019 0.0 020 0.0 023 0.0 023 0.0 021 0.0 022 0.0 024 0.0 024 0.0015 0.0009 0.0043 0.0113 0.0145 0.0145 0.0145 0.0145 0.0145 0.0139 0.0114 0.0076 0.0038 0.0013 0.0057 0.01 32 0.0165 0.0165 0.0169 0.0168 0.0167 0.0161 0.0139 0.0100 0.0053 0.0 022 1 .27 9 1.468 3.1 62 3.679 4.975 2. 500 0.775 0.530 0 .26 1 0.179 0.198 0.419 0.541 0.551 0.547 0.563 0.634 0.637 0.663 0.674 0.634 0.6 02. .. thiết kế Kết quả tính toán lượng mưa một ngày lớn nhất thiết kế với các tần suất thể hiện ở bảng 1.7 Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 18 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình Bảng 1.7: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất thiết kế tại trạm Điện Biên Đặc trưng thống kê XTB(mm) Cv 116,4 XP % (mm) Cs P=0 ,2% P=0,5% P=1% P=1,5% P =2% P=10% 26 4,8 24 9,9 23 9 ,2 177,0 0,39 1,40 323 ,0 29 0,1 * Lượng mưa tưới thiết. .. mưa tưới thiết kế: Lượng mưa tưới thiết kế : Xp=85% = 13 52, 6 mm Mô hình lượng mưa tưới thiết kế với P = 85% ghi trong bảng 1.8 Bảng 1.8: Mô hình lượng mưa tưới thiết kế với P= 85% Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X(m 1,4 1,5 23 8, 153, 24 8, 317, 134, 159, 80, 7,5 9,0 5 3 4 4 8 9 7 8 0,3 m) 0 1 1 4 1 .2. 4.3 Đặc điểm thủy văn a, Tài liệu thủy văn Gần vị trí lưu vực có trạm Nứa Ngàm (F = 125 km 2 ) quan... được đầu tư năm 20 03 bằng nguồn vốn tài trợ EU chạy qua vùng xây dựng hồ chứa nước Bảng 1.15: Quan hệ Q ~ f(Z) hạ lưu đập Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 24 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Z(m) Q(m3/s) Z(m) Q(m3/s) 999,45 0 998,6 15 ,2 Ngành: Kỹ Thuật Công trình 997,0 0,63 998,8 19,0 997 ,2 1,46 999,0 23 ,6 997,4 2, 49 999 ,2 29,1 997,6 3,89 999,4 35 ,2 997,8 5,44 999,6 42, 2 998,0 7,19 999,8 50,5 998 ,2 9,16 1000 59,4... MNDBT ≈ 1 024 ,86 m Vậy MNDBT = 1 024 ,86 m 2. 3.Các thông số hồ chứa Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 31 Lớp 54LT-C2 Vh (106.m3 13 0.0604 0.7984 1.439 1.439 1.439 1.439 1.439 1.439 1 .29 5 0. 922 0.499 0.141 0.000 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình Từ kết quả tính toán điều tiết ở trên ta có kết quả như sau: Bảng 2. 5: Bảng thông số hồ chứa MNC (m) MNDBT(m) Vc (m3) 1009,8 1 024 ,86 0,0604.106 2. 4 Bố trí... tuyến công trình đầu mối Vhd (m3) 1,439.106 Vhồ (m3) 1,499.106 Biện pháp công trình: Xây dựng đập tạo hồ chứa trữ nước trong mùa mưa Nước được lấy từ hồ chứa qua cống, một phần tưới trực tiếp cho 125 ha khu tưới bên tả suối Loọng Luông và một phần cấp bổ sung cho 25 ha diện tích khu tưới sau đập dâng (ở bên hữu) Hồ chứa xây dựng trên hai khe suối Loọng Luông và Loọng Nghịu Các phương án tuyến được đế suất... mái (TCVN 821 6- 20 09) Với MNDBT: P1 = 4% Với MNLTK: P2 = 50% - Độ vượt cao an toàn đỉnh đập: (TCVN 821 6- 20 09) Sinh viên: Nguyễn Thị Nguyên 25 Lớp 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ Thuật Công trình a = 0,7 m ( ứng với MNDBT) a’ = 0,5 m (ứng với MNLTK) a” = 0 ,2 m (ứng với MNLKT) 2. 2 Điều tiết hồ 2. 2.1 Tính toán lượng bùn cát đến hồ Độ đục bình quân nhiều năm: sau khi tham khảo số liệu đo đạc, kết hợp . 0,46 1,38 20 ,7 18,3 Nam 10,9 0,35 1 ,23 20 ,9 18,8 Tây – Bắc 12, 3 0,40 1,00 24 ,8 22 ,3 Tây – Nam 11,5 0,45 2, 30 27 ,0 23 ,1 Đông – Bắc 11,4 0,44 2, 10 26 ,1 22 ,5 Đông- Nam 10,0 0,45 1,58 22 ,4 19,6 d,. 0,5 82 1019 0,114 0,689 1 020 0, 122 0,807 1 021 0,130 0,933 1 022 0,138 1,067 1 023 0,146 1 ,20 9 1 024 0,155 1,360 1 025 0,164 1, 520 1 .2. 2. Điều kiện địa chất 1 .2. 2.1. Đặc điểm địa chất hồ chứa a, Đặc điểm địa. m) 1 161,5 16,3 83 ,2 0,79 68,4 2 181,3 18,6 80,6 0,88 82, 1 3 20 5 ,2 19,9 80,3 0,90 96,5 4 21 1,4 23 ,8 81,8 0,94 90,4 5 20 1,0 25 ,3 82, 9 1 ,27 92, 2 6 141,6 26 ,3 85,1 0,95 75,6 7 134,9 25 ,8 87,0 0,79 64,9 Sinh