Thiết kế hồ chứa suối trọng PA2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN .2 CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG DỰ ÁN 1.1.Vị trí địa lý nhiệm vụ công trình .2 1.1.1 Vị trí địa lý .2 1.1.2 Nhiệm vụ công trình .2 1.2.Đặc điểm địa hình địa mạo .2 1.2.1. Khu vực hồ chứa 1.2.2. Đặc điểm địa hình .3 1.3 Điều kiện địa chất thủy văn 1.3.1. Chế độ mưa, nhiệt độ, độ ẩm 1.3.2.Gió .4 1.3.3. Bốc .5 1.3.4.Các đặc trưng thủy văn thiết kế .5 1.3.5. Dòng chảy lũ thiết kế : .5 1.4 Điều kiện địa chất công trình .6 1.4.1 Điều kiện địa chất công trình 1.4.2. Điều kiện địa chất vùng tuyến 1.5. Vật liệu xây dựng 11 1.5.1. Vật liệu xây dựng đá 11 1.5.2. Vật liệu xây dựng cát sỏi 11 1.5.3. Vật liệu xây dựng đất .13 1.5.4: Vật liệu xây dựng Sắt, Thép Xi măng 14 .15 6. Các đặc trưng hồ chứa .16 2.1. Tình hình dân sinh kinh tế .18 2.2. Tình hình kinh tế .18 2.3. Hiện trạng công trình thuỷ lợi .18 2.4. Nhu cầu dùng nước .19 CHƯƠNG III. CÁC HẠNG MỤC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH 20 3.1 Các hạng mục công trình 20 3.1.1. Đập dâng nước .20 3.1.2. Đập tràn nước: 20 3.1.3. Cống lấy nước đập .20 3.2 Quy mô công trình tiêu thiết kế 20 3.2.1 Xác định cấp bậc công trình : .20 3.2.2 Xác định tiêu thiết kế .20 PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ 22 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THUỶ LỢI 22 4.1.Tính toán điều tiết hồ 22 4.1.1. Tính toán mực nước chết (MNC) dung tích chết (Vc) 22 4.1.2.Tính toán MNDBT VMNDBT .24 4.2.Tính toán điều tiết lũ 29 SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 4.2.1.Mục đính nguyên tắc tính toán .29 4.2.2.Nhiệm vụ tính toán 30 4.2.3. Tính toán cụ thể: .32 4.3. Kiểm tra khả tháo đập tràn 38 4.3.1 Tính hệ số 38 4.3.2 Kiểm tra khả tháo đập tràn .40 PHẦN III – THIẾT KẾ KỸ THUẬT .42 CHƯƠNG V : THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 42 5.1.Thiết kế sơ đập ngăn nước 42 5.1.1.Tài liệu tính toán 42 5.1.2.Xác định cao trình đỉnh đập 42 5.1.3.Cao trình đỉnh đập ứng với MNLTK: .45 5.1.4.Cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT: .45 5.2. Thiết kế chi tiết 46 5.2.1. Bề rộng đỉnh đập 46 5.2.2.Mái đập đập .47 5.2.3.Bảo vệ mái: 48 5.2.4.Thiết bị chống thấm .49 5.2.5 Thiết bị thoát nước thân đập 49 5.3.Tính toán thấm qua đập và nền: 50 5.3.1. Ý nghĩa, nhiệm vụ trường hợp tính toán: 50 5.3.2. Tính toán thấm cho mặt cắt lòng sông .51 5.3.3.Tính tổng lưu lượng thấm 63 5.4. Tính toán ổn định đập: 64 5.4.1. Mục đích tính toán: .64 5.4.3.Phương pháp tính toán: .65 5.4.4. Tính toán ổn định mái đập đất phương pháp cung trượt : .66 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRÀN XẢ LŨ 85 6.1. Bố trí chung đường tràn 85 6.1.1 Nhiệm vụ, vị trí, hình thức bố trí tuyến tràn 85 6.1.2. Các phận đường tràn .85 6.2 Tính toán thủy lực tràn xả lũ 89 6.2.1. Các tài liệu ban đầu: .89 6.2.2. Mục đích nội dung tính toán: .90 6.2.3. Xác định chiều cao tường bên dốc nước 105 6.2.4 Xác định chiều dày đáy dốc nước .105 6.3 Tính toán tiêu dốc nước .106 6.3.1. Mục đích tính toán 106 6.3.2. Nội dung tính toán 106 6.4 Tính toán ổn định tràn xả lũ .110 6.4.1 Mục đích 111 6.4.2. Các trường hợp tính toán 111 6.4.3 Tài liệu tính toán .111 6.4.4 Tính toán cụ thể: 112 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM 118 7.1.Chọn tuyến hình thức cống: 118 7.1.1.Chọn tuyến cống: .118 7.1.2.Hình thức quy mô công trình: .119 SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 7.1.3.Sơ bố trí cống: 119 7.2.Thiết kế kênh hạ lưu cống: .119 7.2.1.Thiết kế mặt cắt kênh hạ lưu: 119 7.2.2. Kiểm tra điều kiện không xói: 120 7.2.3.Tính toán độ sâu kênh ứng với cấp lưu lượng: 121 7.3.1. Xác định bề rộng cống 122 7.3.2. Xác định chiều cao cống cao trình đsặt cống 127 7.4. Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu 128 7.4.1. Trường hợp tính toán 128 7.4.2. Xác định độ mở cống (a) 128 7.4.4. Tiêu sau cống .137 7.5. Chọn cấu tạo chi tiết cống .137 7.5.1. Bộ phận cửa vào cửa .137 7.5.2. Thân cống .138 7.5.3. Tháp van .140 PHẦN IV - CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT .141 CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM .141 8.1. Mục đích, trường hợp tính toán vị trí công trình .141 8.1.1.Mục đích 141 8.1.2.Trường hợp tính toán .141 8.1.3.Vị trí đặt cống 141 8.2. Tài liệu tính toán kết cấu cống 141 8.4. Xác định ngoại lực tác dụng lên cống .144 8.4.1.Áp lực đất 145 8.4.2.Áp lực nước .146 8.4.3.Trọng lượng thân 146 8.4.4. Phản lực .147 8.5. Xác định nội lực tác dụng lên cống .148 8.5.1. Mục đích .148 8.5.2. Phương pháp tính nội dung tính toán 148 8.5.3. Xác định biểu đồ mômen kết cấu 150 8.5.5. Biểu đồ lực dọc cuối 158 8.6. Tính toán cốt thép 160 8.6.1. Số liệu tính toán 160 8.6.2. Sơ đồ mặt cắt tính toán 161 8.6.3. Tính toán bố trí cốt thép dọc cống .162 8.6.4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên) .168 8.6.5. Tính toán kiểm tra nứt 171 TÀI LIỆU THAM KHẢO 174 SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 LỜI CẢM ƠN. Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân dạy dỗ, bảo tận tình thầy cô giáo môn thủy công toàn thể thầy cô giáo trường dạy dỗ bảo em suốt năm học vừa qua, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Nguyễn Hoàng Long, em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp mình. Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa Suối Trọng-Phương án 2’’. Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian có 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 Th.S Nguyễn Hoàng Long bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG DỰ ÁN 1.1.Vị trí địa lý nhiệm vụ công trình 1.1.1 Vị trí địa lý Hồ Trọng dự kiến nằm suối Trọng - nhánh suối Cái - đầu mối nằm xã Phong Phú thuộc (vùng Mường Bi) huyện Tân Lạc, tỉnh Hoà Bình. Đầu mối công trình có toạ độ - 105012' kinh độ Đông - 20037' vĩ độ Bắc, Cách ngã ba Mãn Đức - trung tâm thị trấn Mường Khến huyện Tân Lạc 10km phía Tây. Vùng hưởng lợi công trình bao gồm: - Khu Mường Bi có xã Mỹ Hoà, Phong Phú, Tuân Lộ, Địch Giáo Quy Mỹ. - Khu ngã ba Mãn Đức có xã Quy Hậu, Mãn Đức thị trấn Mường Khến. 1.1.2 Nhiệm vụ công trình Cấp nước tưới chủ động cho diện tích canh tác sản xuất nông nghiệp, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho dân ven quốc lộ kho quân đội, tạo sở phát triển kinh tế toàn diện vùng dự án. Bao gồm: -Diện tích tưới 1010 tự chảy 610,5 tạo nguồn kênh 399,5 . -Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 12 000 người. -Tạo nguồn cấp nước cho kho quân đội 900,0 m3/người.đêm. 1.2.Đặc điểm địa hình địa mạo 1.2.1. Khu vực hồ chứa Hồ Trọng dự kiến xây dựng để cung cấp nguồn nước cho vùng trung tâm huyện Tân Lạc ven quốc lộ bao gồm xã từ khu Mường Bi đến khu vực thị trấn Mãn Đức. Đây vùng nằm thượng nguồn sông Bưởi, địa hình bị phân cắt nhánh suối Kem, Trọng suối Bin chảy theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 1.2.2. Đặc điểm địa hình Đặc điểm địa hình khu vực thung lũng bao bọc núi cao từ phía: - Phía Đông phân cách với huyện Kỳ Sơn có đỉnh núi cao Chu Khạp (+565,0m), Chu Mai (+470,0m). - Phía Bắc triền núi cao thuộc huyện Mai Châu vùng phân cách với hồ chứa nước Hoà Bình. - Phía Tây - Tây Nam triền núi đá cao có đỉnh Gia Mu (>900,0m), Núi Tạng (+948,0m). Vùng dự án có chiều rộng trung bình khoảng 10km dài 15km với cao độ thay đổi từ (+200,0m) phía Tây Bắc xuống khoảng (+130,0m) Đông Nam theo chiều chảy nhánh suối. Có quốc lộ chạy cắt ngang vùng dự án từ Đông sang Tây qua xã Quy Hậu, Mường Khến, Phong Phú ven đường nơi tập trung nhiều dân cư sở kinh tế, hành huyện. 1.3 Điều kiện địa chất thủy văn Đây vùng miền núi, khí hậu năm chịu ảnh hưởng chế gió mùa, năm có mùa rõ rệt (mùa mưa nóng ẩm, mùa khô gió rét). 1.3.1. Chế độ mưa, nhiệt độ, độ ẩm - Chế độ mưa: Mùa mưa từ tháng đến tháng 10, chiếm khoảng 85 ÷ 90% tổng lượng mưa năm. Tổng lượng mưa năm bình quân nhiều năm XTân Lạc = 1.883 mm; năm mưa lớn X 1990max = 2.854 mm nhỏ X1998min = 1.032 mm - chênh gần 2,8 lần. Vì mà chế độ nước nhánh suối có lưu vực nhỏ dao động lớn, đặc biệt vào tháng đầu vụ chiêm hàng năm (tháng đến tháng 4) lượng mưa ít, có tháng không mưa, tháng đầu vụ mùa (tháng ÷ tháng ) lại có mưa lớn - khoảng 30% số tháng có lượng mưa 400mm/tháng. Mưa rào gây lũ thường xuất vào thời kỳ tháng 7, tháng mưa ngày, lượng mưa 24h lớn xuất X = 331mm/ngày vào ngày 20/9/1990 X = 321mm/ngày vào ngày 15/8/1996. - Lượng mưa năm (Trạm Tân Lạc): Xo = 1.883 mm. - Lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế (P=75%): X75% = 1.543 mm. SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 - Lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất 1,0%: Xmax1,0% = 440,4 mm. - Lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất 0,5%: Xmax0,5% = 498,2 mm. Một số đặc trưng khí tượng vùng dự án (trạm Tân Lạc) Bảng 1.1 Bảng 1-1 :Một số đặc trưng khí tượng vùng dự án Tháng X0 Xmax năm Xmin năm T0 C W(%) ZP(mm) Tổng 20,5 80,4 1983 1993 16,6 86 46,9 65,4 20,7 101 1990 1994 17,6 87 43,5 56,1 41,5 191,9 1990 1992 20,4 87 51,5 48,5 100,9 259,2 1997 2,8 1998 24,2 86 63,2 88,5 233,1 498,7 1993 14,8 1998 27,2 84 85,1 152,2 277,1 519,9 1990 76,8 1982 28,5 84 77,8 134,0 301,6 608 1990 105 1974 28,1 85 76,6 144,5 331,9 914,8 1996 95 1992 27,8 88 60,1 159,1 290,0 569,7 1985 67,2 1976 26,4 88 55,7 151,5 10 211,3 471,7 1974 10,3 1995 23,9 86 59,6 153,1 11 46,5 270,6 1996 1997 20,5 85 57,7 116,1 12 18,6 50,4 1986 1993 17,5 82 61,5 102,6 Năm 1.896,4 2.854,5 1990 1.032,1 1998 23,2 86 739,4 1.371,5 nắng (h) 1.3.2.Gió - Sương mù: thường xuất vào tháng 11 đến tháng năm sau. Thông thường trung bình hàng năm có 38 ngày xuất sương mù. Tháng xuất nhiều sương mù tháng 12 (5 - ngày), tháng (1 ngày). - Sương muối: Sương muối thường xuất chủ yếu vào tháng 12 tháng hàng năm: - Gió bão: Gió thịnh hành thường thay đổi theo hướng: Tây Nam vào mùa hè, Đông Bắc vào mùa đông. Tốc độ gió trung bình 1,6 m/s. Gió Đông Bắc đem theo không khí lạnh khô, có mưa phùn gió Tây Nam thường đem theo mưa mùa hè mưa lớn thường gây lũ. Tuy nhiên thành núi đôi lúc có gió nóng (gió Lào) song mức độ nóng không cao. Bão thường ảnh hưởng không lớn hay gây mưa to, có gió lốc mạnh. Vận tốc gió lớn theo hướng năm hướng Đông nam - Tây bắc, phù hợp với điều kiện địa hình khu vực Bảng 1.2 SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Bảng 1-2: Vận tốc gió theo hướng Vận Đông Bắc Tây Nam T-B T-N Đ-B Đ-N Không tốc VMaxTB VMax Năm (E) 10,1 20,0 1981 (N) 13,0 23,0 1996 (W) 10,7 18,0 1991 (S) 13,0 15,0 1998 (N-W) 14,8 20,0 1975,198 (S-W) 12,8 18,0 1992 (N-E) 11,7 18,0 1986,19 (S-E) 12 20,0 1987,19 hướng 17,5 90 891991 1978,198 1.3.3. Bốc Bảng 1-3: Phân phối bốc lưu hồ suối Trọng I II III IV V VI Tháng ∆ Z(mm) 7.8 7.3 8.7 10.6 14.2 13.0 1.3.4.Các đặc trưng thủy văn thiết kế. VII VIII IX X XI XII 12.9 10.0 9.3 10.0 9.7 10.3 Năm 123.8 Tài liệu dòng chảy năm thiết kế hồ chứa suối Trọng tính toán dựa vào dòng chảy lưu vực. Các thông số dòng chảy năm thiết kế : Qo = 653 l/s, Q85% = 451 l/s, W85% = 14,223 triệu m3, W0 = 20,593 tr.m3, Bảng - 4: Phân phối dòng chảy tần suất 85% (l/s). Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII C.năm Q(l/s) 104,61 87,23 82,39 137,06 151,91 398,97 814 1094,5 1503,7 1038,51 356,73 156,53 496,1 W(106m3) 0,2801 0,2111 0,2206 0,3552 0,4068 1,0341 2,1810 2,9319 3,8988 2,7817 0,9247 0,4193 15,6453 1.3.5. Dòng chảy lũ thiết kế : - Nguyên nhân hình thành lũ: Lưu vực Suối Trọng lưu vực nhỏ. Lũ hình thành ảnh hưởng trực tiếp trận mưa rào lưu vực. Theo điều tra, lưu vực ao hồ, suối nhánh nên khả điều tiết kém. Khi có mưa tạo thành dòng chảy mặt sườn dốc sau tập trung xuống lòng suối đổ cửa tạo thành dòng chảy lũ. - Cơ sở xây dựng trình lũ: Cũng theo QPTL C6-77 trình hình thành dòng chảy lũ lưu vực nhỏ nhanh, có dạng tam giác. Đối với lưu vực Suối Trọng, lũ có dạng tam giác thời gian lũ xuống lần thời gian lũ lên, từ xây dựng trình lũ lưu vực Suối Trọng Tham khảo số liệu thực đo lưu vực tương tự bên cạnh cho thấy dòng chảy nhánh suối vùng dự án có đặc trưng sau: + Môđuyn dòng chảy trung bình năm: M0 = 32,4 (l/s.km2) + Trong năm tháng kiệt vào tháng 3, môđuyn dòng chảy nhỏ khoảng 3,52 l/s.km2. SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 + Dòng chảy rắn với hàm lượng bùn cát ρ0 = 173 g/m3 Bảng 1-5: Đường trình lũ (Qlũ~T) Q0,2% K.Q0,2% 0.0 68.4 75,24 136.7 150,37 205.1 225,61 273.4 300,74 341.8 375,98 410.1 451,11 478.5 526,35 546.9 601,59 615.2 676,72 638.0 701,8 603.8 664,18 569.6 626,56 535.5 589,05 501.3 551,43 467.1 513,81 432.9 476,19 398.8 438,68 364.6 401,06 330.4 363,44 296.2 325,82 262.0 288,2 227.9 250,69 193.7 213,07 159.5 175,45 125.3 137,83 91.1 100,21 57.0 62,7 22.8 25,08 0.0 0 1.4 Điều kiện địa chất công trình T0,2% 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.33 2.58 2.83 3.08 3.33 3.58 3.83 4.08 4.33 4.58 4.83 5.08 5.33 5.58 5.83 6.08 6.33 6.58 6.83 7.00 T1,0% 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.25 5.50 5.75 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 7.25 7.50 Q1,0% K.Q1,0% 0.0 45.4 49,94 90.8 99,88 136.2 149,82 181.6 199,76 227.0 249,7 272.4 299,64 317.8 349,58 363.2 399,52 408.6 449,46 454.0 499,4 431.3 474,43 408.6 449,46 385.9 424,49 363.2 399,52 340.5 374,55 317.8 349,58 295.1 324,61 272.4 299,64 249.7 274,67 227.0 249,7 204.3 224,73 181.6 199,76 158.9 174,79 136.2 149,82 113.5 124,85 90.8 99,88 68.1 74,91 45.4 49,94 22.7 24,97 0.0 1.4.1 Điều kiện địa chất công trình Khu vực nghiên cứu chủ yếu nằm lớp đất đá thuộc hệ Triat, thống giữa. Thống dưới, Điệp Tân Lạc (T 1tl): Thành phần chủ yếu cát kết hạt mịn, bột kết xen đá phiến sét mầu nâu, tím nhạt phần cứng điệp chủ yếu sét vôi màu xám, xám xanh. Điệp Tân Lạc phân bố chủ yếu tuyến công trình phạm vi lòng hồ. Thống giữa, Điệp Đồng Giao, gồm phụ điệp: Phụ điệp Đồng SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Giao (T2 đg1) thành phần chủ yếu đá vôi màu xám đen, xám nhạt, phần thường xen kẹp lớp mỏng sét vôi, đá phiến đá silíc vôi. Phụ điệp Đồng Giao (T 2dg2) thành phần chủ yếu đá vôi dạng khối phân lớp dày, màu xám trắng (sáng màu), phần đôi chỗ sét vôi, phiến sét bột kết vôi. Điệp Đồng giao phân bố chủ yếu phía bên phải hồ chứa phạm vi khảo sát lòng hồ (dọc theo QLộ từ cầu Trọng lên Tòng lệnh), có phần nhỏ đá vôi điệp Đồng giao nằm thượng lưu Tây Bắc lòng hồ từ cao trình +205m trở lên. Các trầm tích Đệ tứ: gồm lớp đất mềm rời nguồn gốc eluvi, có thành phần sét, cát lẫn nhiều dăm sạn phủ kín sườn đồi vùng với bề dày từ vài mét đến 5m. Dọc theo thung lũng suối Trọng, tích tụ rời bở nguồn gốc aluvi có thành phần cát, cuội sỏi có bề dày 0,5 – 1m phổ biến. Từ vị trí tuyến đập hạ lưu, trầm tích Đệ tứ có thành phần sét, sét nhẹ cát có diện phân bố tương đối rộng, tạo nên cánh đồng dọc theo thung lũng suối Trọng. 1.4.2. Điều kiện địa chất vùng tuyến Trên sở tài liệu khảo sát ĐCCT giai đoạn TKKT – TC, địa tầng khu vực tuyến đập, tuyến tràn, tuyến cống mô tả sau: 1.4.2.1. Tuyến đập -Lớp 1: Phân bố dọc sông suối, hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn nhiều đất, cuội sỏi chiếm khoảng 50 – 70%, cuội sỏi tròn kích thước từ tới vài centimet có sỏi tơi 5-7cm. Thành phần cuội chủ yếu cát bột kết, chiều dày lớp trung bình 2m. Tính thấm lớn cần phải xử lý trước đắp đập. -Lớp 2: Lớp đất sét đáy lớn phía gần sông lẫn nhiều sạn sỏi nhỏ tròn cạnh, hàm lượng khoảng 10-20% sỏi có kích thước – 2cm, dẹt chủ yếu. Trạng thái cứng tới nửa cứng, kết cấu chặt vừa, phân bố mặt thềm tuyến đập. -Lớp 3: Lớp đất sét lẫn dăm sạn. Phần mặt có nhiều rễ cỏ màu xám nhạt. Lớp đất có trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, chiều dày từ 1,5-3m, dày trung bình 2m. Lớp phân bố sườn dốc vai đập. -Lớp 4: Đất sét nặng có chỗ sét, màu nâu, nâu xẫm dăm sạn đá cát bột kết mềm bở. Trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố bề mặt. Chiều dày hai thác : – 3m, tính chống thấm tương đối tốt K = 1*10 -5 cm/s. Dung trọng khô thiết kế γc = 1,35 T/m3, trữ lượng khảo sát 285.000m3 SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp 26,744 23,25 Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 26,744 23,25 A 28,839 24,87 B A D 27,375 28,339 - - B - 28,839 24,87 - - C - D 27,375 28,339 Biểu đồ Ncc (tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn) 29,201 30,392 C 29,201 30,392 - Biểu đồ Ncc (tổ hợp tải trọng tính toán) 8.6. Tính toán cốt thép. 8.6.1. Số liệu tính toán. Chọn bê tông mác 200 (M200), cốt thép nhóm CII để tính toán bố trí cốt thép cống. Ta có tiêu tính toán sau: + Rn: cường độ tính toán chịu nén bê tông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục: tra bảng (trang 15) TCVN 4116 - 85 ta Rn = 90 kg/ cm2. + Rnc: Cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II nén dọc trục, Rkc = 115 KG/cm2. + Rk: cường độ tính toán chịu kéo bê tông trạng thái giới hạn I kéo dọc trục: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Rk = 7,5 kg/ cm2. + Rkc: cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II kéo dọc trục: tra bảng TCVN 4116 - 85 ta Rkc = 11,5 kg/ cm2. + Kn: hệ số tin cậy, phụ thuộc cấp công trình: tra theo bảng TCVN 4116 – 85, với công trình cấp III ta được: Kn = 1,15. + nc: hệ số tổ hợp tải trọng tra bảng TCVN 4116 - 85 với tổ hợp tải trọng ta nc = 1,0. + ma: hệ số điều kiện làm việc cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta được: ma = 1,1. + mb: hệ số điều kiện làm việc bê tông: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta được: mb = 1,0. + Ra: cường độ chịu kéo cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Ra = 2700 kg/ cm2. SVTH: Trịnh Văn Minh 160 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 + Ra’: cường độ chịu nén cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Ra' = 2700 kg/ cm2. + Ea: mô đun đàn hồi cốt thép: tra theo bảng 13 -TCVN 4116 - 85 ta được: Ea = 2,1.106 kG/ cm2. + Eb: mô đun đàn hồi ban đàu bê tông Eb = 0,24.106 kG/ cm2. Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo miền nén a= a' = 5cm. + Chiều cao hữu ích tiết diện là: ho = h - a = 50 - 5= 45 (cm). + Tra bảng 17 (trang 32- giáo trình BTCT) với mác bê tông M200, nhóm cốt thép CII ta hệ số giới hạn ta hệ số αo = 0,6. => Ao = αo(1 - 0,5. αo) = 0,42. + Chiều dài tính toán kết cấu lo = 0,5.H =0,5.1,6; với thành cống. lo = 0,5.B=0,5.2; với trần đáy cống. => l0 = 0,8 (m) : với thành cống.   l0 = 1(m) : với trần cống đáy cống.  lo + Độ mảnh λh cấu kiện: λh = < 5. ho + Hàm lượng cốt thép tối thiểu theo bảng 4-1 (trang 62) giáo trình BTCT ta có: µmin = Fa + Fa ' .100% = 0,05%. b.ho + Hàm lượng cốt thép lớn µmax = 3,5%. + Fa, Fa': diện tích cốt thép miền kéo miền nén kết cấu. Yêu cầu: Fa , Fa' > µmin.b.ho.   F + F ' < µ .b.h . a max o  a 8.6.2. Sơ đồ mặt cắt tính toán. Biểu đồ nội lực để tính toán bố trí cốt thép theo phương ngang cho cống sau: SVTH: Trịnh Văn Minh 161 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 6,683 A 0,643 6,683 - B 24,87 + A - B 28,839 - 28,839 28,839 24,87 A 24,87 + + 21,226 21,226 + 1,011 1,011 26,445 D - 1,018 8,899 30,392 - C - 8,899 30,392 D - - D C + B - - + 28,839 24,87 - 26,445 29,201 30,392 C - 29,201 30,392 Biểu đồ nội lực cuối để tính cốt thép • Các mặt cắt tính toán: Để thuận tiện cho việc bố trí cốt thép theo phương ngang, ta tính toán cốt thép cho mặt cắt sau: + Với trần cống: chọn mặt cắt qua A mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía trần cống. Chọn mặt cắt qua mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía trần cống. Mặt cắt A (trần cống) có : MA = -6,683(T.m); QA = 24,87 (T); NA = - 28,839 (T). Mặt cắt (trần cống) có: M2 = 0,643(T.m); Q2 = (T); N2 = 28,839(T). + Với thành bên: chọn mặt cắt qua C mặt cắt có giá trị mô căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía thành bên. chọn mặt cắt qua mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía cho thành bên cống. Mặt cắt C (thành bên) có: Mc = -8,899(T.m); Qc = -30,392 (T); Nc = - 29,201(T). Mặt cắt (thành bên) có: M3 = 21,226 (T.m); Q3 = -1,011 (T); N3= 27,036(T) + Với đáy cống: chọn mặt qua D mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía cho đáy cống. Chọn mặt cắt qua mặt cắt có mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía đáy cống. Mặt cắt D (đáy cống) có: MD = -8,899(T.m); QD = - 26,445 (T) ; ND = - 30,392 (T). Mặt cắt (đáy cống) có: M4 = 1,018 (T.m); Q4 = (T); N4 = 30,392(T). 8.6.3. Tính toán bố trí cốt thép dọc cống. SVTH: Trịnh Văn Minh 162 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 8.6.3.1. Tính toán bố trí cốt thép cho trần cống. a. Mặt cắt A (trần cống): MA = -6,683(T.m); QA = 24,87 (T); NA = - 28,839 (T). Tiết diện tính toán hình chữ nhật có kích thước b x h = 100 x 50 (cm). Trình tự tính toán cốt thép cho mặt cắt sau: - Xét uốn dọc: + lo 0,5.B 0,5.2 = = = < 10 nên ảnh hưởng uốn dọc với cấu kiện không h h 0,5 đáng kể, ta lấy η = 1. + Xét độ lệch tâm eo: eo = M 6, 683 = = 0, 232m = 23, (cm). N 28,839 Ta thấy η.eo = 23,2(cm) > 0,3.ho = 13,5 (cm) nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. - Tính toán cốt thép: + Sơ đồ ứng suất: N e' e n.e0 Rn F'a R'a.F'a a x Rn.bx h h0 Fa Ra.Fa a b Hình 8-8 . Sơ đồ tính toán cốt thép dọc trục (nén lệch tâm lớn) Trong đó: e = η. eo+ 0,5.h - a = 1.23,2+0,5.50 – 5=43,2 (cm): khoảng cách từ điểm đặt lực dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu kéo Fa . e' = η.eo - 0,5.h + a' =1.23,2,4-0,5.50 +5=3,2 (cm) : khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trung tâm cốt thép chịu nén Fa'. x: chiều cao vùng nén cấu kiện. SVTH: Trịnh Văn Minh 163 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 + Công thức (các phương trình bản) kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra'.Fa' - ma.Ra.Fa kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.x.( ho - (1). x ) + ma.Ra'.Fa'.( ho- a' ) (2). + Đây toán xác định Fa Fa' biết điều kiện b, h, M, N, .của cấu kiện. Chọn x = αo.ho (α = αo, A = Ao) thay vào phương trình (2) ta được: Fa' = k n .nc .N .e − mb .Rn .b.h02 . Ao 1,15.1.28839.43, − 1.90.100.452.0, 42 = = - 52,4 (cm2) ma .Ra' .(ho − a' ) 1,1.2700.(45 − 5) Vì Fa' < nên em chọn Fa' theo điều kiện sau: + Đk hàm lượng cốt thép Fa' = µmin.b.ho = 0,0005.100.45 =2,25 (cm2). + Đk cấu tạo: Fa' = 5φ10 = 3,93 (cm2). Vậy ta chọn Fa' = 5φ10, khoảng cách cốt thép 20 (cm). + Bây toán trở thành toán xác định F a biết Fa' điều kiện khác. Đặt A = α.( 1- 0,5.α ), từ phương trình (2) ta có: kn .nc .N .e − ma .Ra' .Fa' (ho − a ') 1,15.1.28839.43, − 1,1.2700.3,93(45 − 5) = = 0, 05 A= mb .Rn .b.h02 1.90.100.452 2.a ' 2.5 = = 0, 222 Có A ta tính α = 1- − 2. A = 0,051 => ho 45 Nhận thấy α < 2.a' chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra'. Nên em lấy x = 2.a' tính Fa ho theo công thức: Fa = kn .nc .N .e ' 1,15.1.28839.3, = = 0,893 ( cm2 ). ma .Ra (ho − a ') 1,1.2700.(45 − 5) Nhận thấy Fa > µmin.b.ho = 2,25 (cm2), nên diện tích thép tính đạt yêu cầu. Chọn thép bố trí theo yêu cầu cấu tạo Fa=5φ10=3,93 (cm2), khoảng cách cốt thép 20cm. b. Mặt cắt (trần cống): M2 = 0,643(T.m); Q2 = (T); N2 = 28,839(T). SVTH: Trịnh Văn Minh 164 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Ta có : e0 = Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 M 0, 643 = = 0, 022( m) = 2, 2(cm) ; η e0 = 2, 2cm < 0,3h0 = 13,5cm N 28,839 → Nén lệch tâm bé. - Sơ đồ ứng suất sau: Hình 8-9 . Sơ đồ ứng suất cấu kiện chịu nén lệch tâm bé + Xác định h 50 Suy x = h − (1,8 + 2.ho − 1, 4.α ).η.e0 = 50 − (1,8 + 2.45 − 1, 4.0, 6).2, = 46, x=46,7 cm > α0ho =0,6.45=27cm + Xác định: e = η e0 + 0,5.h − a = 2, + 0,5.50 − = 22, 2(cm) Fa' = kn .nc .N .e − mb .Rn .b.x.(h0 − x / 2) 1,15.1.28839.22, − 1.90.100.46,7.(45 − 46,7 / 2) = = − 70, ma .Ra' .( ho − a ') 1,1.2700.(45 − 5) → Chọn Fa’ theo cấu tạo : Fa’ = 5φ10 = 3,93 (cm2). Tính gần ứng suất cốt thép Fa sau: σ a = (1 − Fa = η e0 1.2, ) Ra = (1 − ).2700 = 2568( KG / cm ) h0 45 1 mb Rnbx + ma Ra' Fa' − k n nc N ) = ( 1.90.100.46, + 1,1.2700.3,93 − 1,15.1.28839 ) ( − maσ a −1,1.2568 Fa=-141,8 (cm2). Ta có: Fa Fngoài = 3,93 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max (3,93; 3,93) => Ftrong = 3,93 (cm2). Em tiến hành bố trí cốt thép cho trần cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài = 5φ10 = 3,93 (cm2), a = 20 (cm). + Cốt thép phía cống: Ftrong =5φ10 = 3,93 (cm2), a = 20(cm). 8.6.3.2. Tính toán bố trí cốt thép cho thành bên cống. a. Mặt cắt C (thành bên): Mc = -8,899(T.m); Qc = -30,392 (T); Nc = - 29,201(T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 30,5 (cm). + e =50,5 (cm). + e' = 10,5(cm). + Fa' = - 50,2 (cm2) → chọn Fa' = 5φ10 = 3,93 (cm2). + A = 0,064 → α = 0,066 + Fa = 2,97 (cm2) >µmin.b.ho = 2,25 (cm2); chọn Fa = 5φ10 = 3,93 (cm2). b. Mặt cắt (thành bên): M3 = 21,226 (T.m); Q3 = -1,011 (T); N3= 27,036(T) Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 78,5 (cm). + e =98,5 (cm). + e' = 58,5 (cm). + Fa' = - 38,65 (cm2) → chọn Fa' = 5φ10 = 3,93 (cm2). + A = 0,14 → α = 0,15 + Fa = 12,35 (cm2) >µmin.b.ho = 2,25 (cm2); chọn Fa = 5φ18 = 12,71 (cm2). * Căn vào kết tính toán cốt thép hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho thành bên cống sau: Cốt thép phía cống Fngoài = max(3,93; 3,93) SVTH: Trịnh Văn Minh 166 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 => Fngoài = 3,93 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max(3,93; 12,71 ) => Ftrong = 12,71 (cm2). Em tiến hành bố trí cốt thép cho thành bên cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài =5φ10 = 3,93 (cm2), a =20 (cm). + Cốt thép phía cống: Ftrong = 5φ18 = 12,71 (cm2), a =20 (cm). 8.6.3.3. Tính toán bố trí cốt thép cho đáy cống. a. Mặt cắt D (đáy cống): MD = -8,899(T.m); QD = - 26,445 (T) ; ND = - 30,392 (T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 29,3(cm). + e = 49,3 (cm). + e' = 9,3 (cm). + Fa' = - 49,9(cm2)→ chọn Fa' = 5φ10 = 3,93 (cm2). + A = 0,065 → α = 0,067 + Fa = 2,74(cm2). chọn Fa = 5φ10 = 3,93 (cm2). b. Mặt cắt (đáy cống): M4 = 1,018 (T.m); Q4 = (T); N4 = 30,392(T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt ta kết sau: + eo = 3,3 (cm). + x =45,0(cm) > α0.ho =27cm. + e = 23,3(cm). + Fa' = -69,8 (cm2) → chọn Fa' = 5φ10= 3,93 (cm2). + σa= 2502 ( KG / cm ) + Fa = -139,3(cm2). chọn Fa= 5φ10 = 3,93 (cm2). * Căn vào kết tính toán cốt thép hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho đáy cống sau: Cốt thép phía cống Fngoài = max(3,93; 3,93) => Fngoài = 3,93 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max(3,93; 3,93) => Ftrong = 3,93 (cm2). SVTH: Trịnh Văn Minh 167 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Ta tiến hành bố trí cốt thép cho đáy cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài =5φ10 = 3,93 (cm2), a = 20 (cm). + Cốt thép phía cống : Ftrong = 5φ10 = 3,93 (cm2), a = 20 (cm). Bảng 8-8: Kết tính toán cốt thép dọc chịu lực cống ngầm. Thành phần Cốt thép phía cống Diện tích Loại Khoảng (cm2) thép cách (cm) Trần cống 3,93 20 5φ10 Thành bên 3,93 20 5φ10 Đáy cống 3,93 20 5φ10 8.6.4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên). Cốt thép phía cống Diện tích Loại Khoảng (cm2) 3,93 12,71 3,93 thép 5φ10 5φ18 5φ10 cách (cm) 20 20 20 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 toán. 8.6.4.1. Điều kiện tính toán. Khi thoả mãn điều kiện sau cần phải tính toán cốt đai cho cấu kiện: 0, .m b4 .R k < σ1 = τ0 = k n .n c .Q < m b3. R k c 0,9.b.h ( *) Trong đó: mb4: hệ số làm việc bê tông cốt thép mb4 = 0,9 Rk: cường độ chịu kéo bê tông, Rk = 75 (T/m2). kn: hệ số tin cậy, phụ thuộc cấp công trình, kn = 1,15. nc: hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp tải trọng nc= Q: lực cắt lớn tải trọng tính toán gây (T). mb3: hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu bê tông cốt thép. Tra bảng phụ lục giáo trình BTCT, mb3 = 1. Rkc : cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông, Rkc = 11,5 kG/ cm2 . τ0 : Ứng suất tiếp lớn mặt cắt tính toán ( kg/cm ) 8.6.4.2. Mặt cắt tính toán 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: SVTH: Trịnh Văn Minh 168 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Tính cho mặt cắt qua D: MD = -8,899(T.m); QD = - 26,445 (T) ; ND = - 30,392 (T). *Với thành bên cống: Tính cho mặt cắt qua C: Mc = -8,899(T.m); Qc =-30,392(T); Nc = - 29,201(T). * Với trần cống: Tính cho mặt cắt qua A: MA = -6,683(T.m); QA = 24,87 (T); NA = - 28,839 (T). 8.6.4.3. Tính toán cốt thép ngang Với cốt thép ngang cống ta bố trí cốt thép xiên cống dài 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. * Tính toán cốt xiên cho trần cống (mặt cắt A) MA = -6,683(T.m); QA = 24,87 (T); NA = - 28,839 (T). 0,6.mb4.Rk = 0,6.0,9.7,5 = 4,05 (KG/cm2). τ0 = kn .nc .Q 1,15.1.24870 = = 7, 06 (KG/cm2). 0,9.b.h0 0,9.100.45 mb3.Rkc = 1.11,5 = 11,5 (KG/cm2). So sánh: 0,6.mb4.Rk=4,05 < σ1 = τo = k n .n c .Q = 7,06 < mb3.Rkc=11,5. Nên phải tính 0,9.b.h o toán bố trí cốt thép xiên cho trần cống Sơ đồ tính toán: 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. SVTH: Trịnh Văn Minh 169 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Do biểu đồ ứng suất kéo có dạng tam giác nên ứng suất cốt dọc chịu tính theo công thức: σ1a = 0,225. σ1 = 0,225.7,06= 1,589(kg/cm2). σ1X = σ1 - σ1a = 7,06– 1,589 = 5,741 (kg/cm2). σ − 0,6.mb4.R K x 7, 06 − 4, 05 = ⇒x= .0,5.100 = 21,3 (cm). 0,5b σ1 7, 06 Đặt cốt thép nghiêng với cấu kiện góc 450, diện tích cốt thép xiên tính theo công thức: Fx = - Ω x .0,5b ma .Rax . = 21,3.(5, 741 + 4,05 − 1,589).0,5.100 = 1,83 (cm2). 1,1.2700. Chọn bố trí cốt thép: Với Fx = 1,83 cm2 ta chọn 5φ10 = 3,93(cm ) để bố trí cốt xiên cho cống bố trí cốt xiên thành lớp. Xác định vị trí cốt xiên: Vị trí cốt xiên xác định 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: x1 = σ X + 2.(0, 6.mb .Rk − σ 1a ) 5, 741 + 2.(4, 05 − 1,589) .x = .21,3 = 9, (cm) 3.(σ X + 0, 6.mb .Rk − σ 1a ) 3.(5, 741 + 4, 05 − 1,589) 0.5B σ 1x τx=σ σ 1a x1 x  x 0.6m R b4 0.5B Hình 8-10. Sơ đồ bố trí cốt xiên. SVTH: Trịnh Văn Minh 170 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Làm tương tự tính toán bố trí cốt thép xiên cho thành cống đáy cống. Các bước tính toán tổng hợp bảng sau: Tính toán cốt xiên cho mặt khác tương tự mặt cắt D, ta có kết ghi bảng sau: Bảng 8-9. tính toán cốt thép xiên mặt cắt. Mặt Q 0,6.mb4.Rk τ0 σ1a σ1x x Fx F(chọn) x1 2 cắt (T) (T/m) (T/m) (T/m) (cm) (cm ) (cm ) cm A 28,839 4,05 7,06 1,589 5,741 21,3 1,83 3,93(5ф10) 9,2 D 26,445 4,05 7,5 1,687 5,813 23 2,24 3,93(5ф10) 9,9 C 30,392 4,05 8,6 1,935 6,665 26,5 2,22 3,93(5ф10) 11 Vậy để thuận tiện cho việc bố trí thép xiên cho cống ta chọn mặt cắt có diện tích thép xiên lớn nhất. Do ta chọn diện tích thép xiên có Fx = 5ф10 =3,93 ( cm2 ). 8.6.5. Tính toán kiểm tra nứt. 8.6.5.1.Cơ sở tính toán kiểm tra nứt. Lấy giai đoạn Ia giai đoạn trước vết nứt xuất làm sở tính toán. Lúc tải trọng dùng để tính toán kiểm tra nứt tải trọng tiêu chuẩn. Chọn mặt cắt có mô men lớn ( ứng với tải trọng tiêu chuẩn ) để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu. Điều kiện để đảm bảo không xuất khe nứt thẳng góc : nc .N C ≤ N n = γ 1.Rkc eo − Wqd Fqd 8.6.5.2. Kiểm tra nứt. Từ bảng tính giá trị nội lực ta thấy mặt cắt ( thành bên cống ) có mô men lớn ta tiến hành tính toán kiểm tra nứt mặt cắt : M1 = 21,226 (T.m); Q1 = -1,011 (T); N1= 27,036(T) Tiết diện tính toán hình chữ nhật có thông số sau: b = 100 (cm) ; h = 50 (cm) ; a = a' = (cm) ; ho = 45(cm); Fa = 12,71 (cm2) ; Fa' = 3,93(cm2) ; Hệ số qui đổi : n = Ea 2100 = = 8, 75. Eb 240 *Xác định giá trị qui đổi: - Chiều cao vùng nén ( Khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện qui đổi ) : SVTH: Trịnh Văn Minh xn = S qd Fqd . 171 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 + Sqđ: mô men tĩnh qui đổi tiết diện. + Fqđ: diện tích qui đổi tiết diện. Với tiết diện hình chữ nhật ta có : xn = 0,5bh + nFa' a ' + nFa .h0 0,5.100.502 + 8, 75.3,93.5 + 8, 75.12, 71.45 = = 24,53(cm) bh + nFa' + nFa 100.50 + 8, 75.3,93 + 8, 75.12, 71 - Mô men quán tính qui đổi tiết diện: Jqđ = J qd = b .( xn + (h − xn )3 ) + n.Fa' ( xn − a ')2 + n.Fa .(ho − xn ) 100 .(24,533 + (50 − 24,53)3 ) + 8,75.3,93.(24,53 − 5) + 8,75.12,71.(45 − 24,53) = 2192479, 03(cm ) - Mô đun chống uốn tiết diện: Wqđ = J qd h − xn = 2192479, 03 = 86080,8(cm3 ) . 50 − 24,53 *Khả chống nứt tiết diện: Với cấu kiện chịu nén lệch tâm khả chống nứt tiết diện xác định γ .Rkc Nn = e o − . theo công thức: Wqd Fqd + Tra phụ lục 13 giáo trình '' Kết cấu bê tông cốt thép '' ta hệ số mh = 1. + Tra phụ lục 14 giáo trình '' Kết cấu bê tông cốt thép '' ta hệ số γ = 1,75. + γ1 = γ.mh = 1.1,75 = 1,75. (γ : Hệ số chảy dẻo BT với tiết diện chữ nhật ) + Độ lệch tâm lực nén dọc tiêu chuẩn: M C D 21, 226 = 0,79( m) = 79(cm) eo = C = N D 27, 036 + RkC = 11,5 (kg/ cm2). Thay số vào công thức ta được: 1, 75.11,5 Nn = 79 − 86080,8 100.50 + 8, 75.3,93 + 8, 75.12, 71 = 27819,9 (kg). *Kiểm tra khả nứt Điều kiện kiểm tra nứt: nc.N1 = 1.27036 (KG) < Nn =27819,9 (KG) SVTH: Trịnh Văn Minh 172 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Kết luận: Vậy cấu kiện (thành bên cống) đảm bảo điều kiện không xuất khe nứt theo phương dọc cống. SVTH: Trịnh Văn Minh 173 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 TÀI LIỆU THAM KHẢO. [1] Giáo trình thuỷ công, tập I + II, NXB Xây dựng 2005. [2] Đồ án môn học thuỷ công Trường Đại Học Thuỷ Lợi – 2004. [3] Giáo trình thuỷ lực, tập I + II + III NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp – 1987. [4] Bài tập thuỷ lực, tập I + II NXB Đại học trung học chuyên nghiệp – 1979. [5] Giáo trình thuỷ văn công trình-NXB Nông nghiệp – 1993. [6] Công trình tháo lũ đầu mối hệ thống thủy lợi. Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Xuân Đặng, Ngô Trí Viềng NXB Khoa học Kỹ thuật – 1977. [7] Thiết kế đập đất -Nguyễn Xuân Trường – Xuất 1972. [8] Ví dụ tính toán đập đất, Vụ kỹ thuật 1977. [9] Cơ sở tính toán công trình thuỷ lợi đất NXB Khoa học thuật 1971. [10] Thiết kế thi công hồ chứa nước loại vừa nhỏ NXB Nông nghiệp. [11] Hồ chứa vùng đồi, Hà Nội 1976. [12] Nối tiếp tiêu hạ lưu công trình tháo nước PGS . TS. Phạm Ngọc Quý – Trường Đại Học Thủy Lợi. NXB Xây Dựng – 2003. [13] Sổ tay tính toán thủy lực -NXB Nông Nghiệp. [14] Hướng dẫn sử dụng phần mềm địa kỹ thuật GEO – SLOPE 5.0 GS. Nguyễn Công Mẫn. [15] Công trình thuỷ lợi, quy định chủ yếu thiết kế QCVN 04-05. [16] Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén, TCVN 8216-2009. [17] Tiêu chuẩn tính toán Thủy lực đập tràn TCVN 9147-2012. [18] Ví dụ thiết kế tràn máng phun. [19] Quy phạm thiết kế tràn xả lũ SJD 341 – 89, Hà Nội 1999. SVTH: Trịnh Văn Minh 174 Lớp: Sông Đà Đồ án tốt nghiệp [20] Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Tiêu chuẩn tải trọng tác dụng lên công trình thủy lợi TCVN 8421-2010. [21] Thiết kế cống, Trịnh Bốn – Lê Hoà Xướng NXB Nông Thôn 1988. [22] Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép, Trường đại học thuỷ lợi. [23] Bài tập đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép. [24] Quy phạm tính toán thuỷ lực cống sâu QPTL C1 – 75,Vụ kỹ thuật 1976. [25] Các bảng tính thuỷ lực, trường Đại Học Thuỷ Lợi – 1995. [26] TCVN 4253 – 86 Nền công trình thuỷ công, Hà Nội 2003. [27] TCVN 4118 – 85 Tiêu chuẩn thiết kế kênh tưới. [28] Giáo trình học đất, Trường đại học thuỷ lợi Nhà Xuất Bản Xây Dựng 2003. [29] Hướng dẫn sử dụng SAP 2000, Bộ môn kết cấu công trình. [30] TCVN 4116 – 85 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. [31] Giáo trình thuỷ nông tập I-NXB Nông thôn 1970. SVTH: Trịnh Văn Minh 175 Lớp: Sông Đà [...]... 119.96 247 440.93 689.52 1015.3 1434.2 1942.1 2584.5 3385.3 4389.1 5655.7 7154.8 7999.2 8843,5 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Hỡnh 1.1: Biu quan h Z-F Hỡnh 1.2: Biu quan h Z-V SVTH: Trnh Vn Minh 17 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 CHNG II TèNH HèNH DN SINH KINH T V PHNG HNG PHT TRIN CA VNG 2.1 Tỡnh hỡnh dõn sinh kinh t -Vựng d ỏn cú 2 dõn tc, ch yu l ngi Mng v mt... Trnh Vn Minh 5919, 479 5763, 467 100% = 2, 64% 5919, 479 26 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Ly chn sai s cho phộp l 5% thỡ kt qu tớnh toỏn t yờu cu Vy: + VMNDBT = 5919,479(103 m3 ) + ZMNDBT = +202,4 m SVTH: Trnh Vn Minh 27 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Bng 4-2: Tớnh iu tit h khi cú k n tn tht MNC=187,5m Vc =627,37 103( m3) Lng nc Thỏng WQ (103m3) 1 VI VII... HT13 sõu t n (m) 20.4-20.55 22.2-22.45 12.5-12.7 Loi ỏ cỏt kt Cỏt kt cỏt kt Mc phong hoỏ - nt n p húa nh p húa nh SVTH: Trnh Vn Minh 9 p húa va Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Lng ngm nc t nhiờn % Dung trng t w (g/cm3) Khụ c (g/cm3) 2,62 2,63 2,5 T trng D 2,68 2,68 2,78 T l khe h e 0,023 0,019 0,112 khe h n (%) 2,2 1,9 10,1 Bóo hũa Khụ 939,1 989,8 64,2 Bóo hũa 83,7 86 7,8... (KG/cm2) 40 2 Gúc ma sỏt () 30o 25o 4) H s ma sỏt (f) ỏ v bờ tụng 0,5 0,5 2 2) Cng khỏng ộp (KG/cm ) 3) Cng khỏng ct (bóo hũa) SVTH: Trnh Vn Minh 10 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 1.5 Vt liu xõy dng 1.5.1 Vt liu xõy dng ỏ ó tin hnh kho sỏt VLXD ỏ m ỏ vụi Mng Bi C th cỏc m nh sau: Khong cỏch t m ỏ Mng Bi n chõn cụng trỡnh: 8 km 20.000 m2 Din tớch l: 100.000 m3 Khi lng khai thỏc... xó Kim Tin, a hỡnh tng i bng phng l nhng rung lỳa ca dõn ang canh tỏc M cú: Khong cỏch t m CS2 n chõn cụng trỡnh: SVTH: Trnh Vn Minh 11 56km Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Din tớch m: Thit k h cha Sui Trng -PA2 7.500 m2 16.500 m3 Khi lng khai thỏc: Khi lng búc b: 8.625 m3 1.5.2.3) M CS3 (M cỏt Lc C): V trớ nm thm b phi sui, cỏch ch B khong 1km v phớa h lu, a hỡnh tng i bng phng l nhng rung lỳa ca dõn ang... saucỏc mựa l, nờn khai thỏc m CS4 ny (nht l dựng lm tng lc v xõy trỏt V cht lng, cỏc m VLXD cỏt si m CS1, m CS2 v m CS3 cht lng tt, m SVTH: Trnh Vn Minh 12 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 bo tiờu chun dựng trong bờ tụng M CS4 cht lng cha m bo tiờu chun v cpphi cho bờ tụng cn phi trn thờm ci to li cp phi V iu kin khai thỏc, cỏc m VLXD cỏt si u cú khong cỏch n p chớnh tng ixa >50km,... dc, lp ph l cõy nh (tre, na), rng ó c giao cho dõn qun lý chm súc M cú Khong cỏch t m 3 n chõn cụng trỡnh: 0,2km Din tớch: 94.218m2 SVTH: Trnh Vn Minh 13 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Khi lng khai thỏc: 166.125m3 (lp 4a: 68.988m3, lp 4b: 82.092m3, lp 4: 15.049m3) Khi lng búc b: 23.345m3 ỏnh giỏ chung: V tr lng, cỏc m VLXD t cú tr lng khong 636.267m3 m bo cho yờu cu t p p l 400.000m3... 1.5.4: Vt liu xõy dng St, Thộp v Xi mng Vt liu xõy dng st, thộp c mua ti th xó Hũa Bỡnh cú c ly vn chuyn n chõn cụng trỡnh l 48km SVTH: Trnh Vn Minh 14 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 Bng 1- 8: Bng cỏc ch tiờu c lý t VLXD dựng trong tớnh toỏn Ch tiờu Thnh phn ht Tờn lp Lp 4a Lp 4b Lp 4 Sột (%) 29,6 30,6 37,2 Bi (%) 18,6 13,4 17,5 Cỏt (%) 47,6 31,4 42,4 Cui (%) 4,2 24,6 2,9 Si (%)... 16o H s lỳn ộp a1-2 (cm2/KG) 0,018 0,016 0,024 H s thm K (cm/s) 5x10-5 2x10-5 1x10-5 T trng D t ch b iu kin ch b m ch b Wcb 17o SVTH: Trnh Vn Minh 15 Lp: Sụng 6 ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 6 Cỏc c trng v h cha Bng 1-9: Bng quan h Z~F~W Z (m) 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 205 206 SVTH: Trnh Vn Minh F (ha) 0 0.357 0.698 2.887 4.562 8.329 11.131 13.775... ỏn tt nghip Thit k h cha Sui Trng -PA2 -Lp 4ê: t ỏ sột nng cú ch l sột, mu nõu, nõu xm ln ớt dm sn ỏ cỏt bt kt mm b Trng thỏi do mm do cng, kt cu cht va Lp phõn b trờn b mt Chiu dy khai thỏc 0,5 2m tớnh chng thm tng i tt K = 5*10 -5 cm/s . Văn Minh Lớp: Sông Đà 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 7.1.3.Sơ bộ bố trí cống: 119 7.2 .Thiết kế kênh hạ lưu cống: 119 7.2.1 .Thiết kế mặt cắt kênh hạ lưu: 119 7.2.2. Kiểm tra. cắt bởi các nhánh suối Kem, Trọng và suối Bin đều chảy theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà 6 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 1.2.2. Đặc. 12.5-12.7 Loại đá cát kết Cát kết cát kết Mức độ phong hoá - nứt nẻ p . hóa nhẹ p . hóa nhẹ p . hóa vừa SVTH: Trịnh Văn Minh Lớp: Sông Đà 6 9 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Suối Trọng -PA2 Lượng ngậm