Thiết kế hồ chứa đakbla – PA1

1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng ` LỜI CẢM ƠN Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế hồ chứa Đakbla – PA1” thân em nhận thấy rằng, đồ án tốt nghiệp kỹ sư tổng hợp tất kiến thức từ sở chuyên ngành . Quá trình làm đồ án giúp em bước đầu làm quen với việc thiết kế công trình hồ chứa nước nói riêng công trình Thủy lợi nói chung, từ em học nhiều kinh nghiệm bổ ích cho thân từ thầy cô hướng dẫn để phục vụ sau này. 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 PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, KS. Lê Hồng Phương bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực PHẠM THỊ HƯƠNG Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng MỤC LỤC Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1. Điều kiện địa hình Vị trí địa lý Dự án Hồ cắt lũ kết hợp phát điện Đăk Bla dự kiến xây dựng sông Đăk Bla thuộc địa phận thành phố Kon Tum tỉnh Kon Tum. Vị trí địa lý công trình có toạ độ: Vĩ độ bắc: 14019’24’’ - 14019’32’’ Kinh độ đông: 108004’53’’ - 108005’02’’ Đặc điểm địa hình, địa mạo Phạm vi khu vực dự kiến xây dựng công trình có địa hình phức tạp chủ yếu đồi núi cao, địa hình dốc.Các mặt Bắc, Đông Tây bao bọc dãy đồi núi cao, thấp liên lục, với sườn dốc 30 - 600. Mặt địa hình bị phủ bỡi lớp nham thạch đệ tứ tương đối dày, chủ yếu nguồn gốc sườn tàn tích đá macma xâm nhập granit. Lòng sông rộng khoảng 100-200m. Mật độ sông suối dày, D = 0,52km/km2. Độ dốc lòng sông tính đến tuyến đập J S = 7,19. Chiều dài sông tính đến tuyến đập Đăk Bla 89,5km. Quan hệ F-Z, V-Z Đường đặc tính lòng hồ Đăk Bla thành lập dựa bình đồ tỷ lệ 1/5000, đơn vị khảo sát cung cấp. Bảng 1-1: Đường đặc tính lòng hồ (W~F~Z) thuỷ điện Đăk Bla Z(m) F(km2) W Z(m) (10 m) F(km2) W Z(m) (10 m) F(km2) W Z(m) (10 m) F(km2) W 524 0,00 0,00 534 0,75 2,78 544 1,99 16,30 554 3,78 45,54 525 0,00 0,00 535 0,88 3,60 545 2,15 18,37 555 3,89 49,37 526 0,00 0,01 536 1,00 4,54 546 2,33 20,61 556 3,93 53,28 527 0,09 0,04 537 1,13 5,60 547 2,51 23,03 557 4,25 57,37 528 0,17 0,17 538 1,20 6,77 548 2,69 25,63 558 4,37 61,69 529 0,26 0,39 539 1,31 8,03 549 3,00 28,48 559 4,58 66,16 530 0,34 0,69 540 1,43 9,40 550 3,14 31,55 560 4,93 70,92 531 0,43 1,08 541 1,61 10,91 551 3,33 34,79 561 5,07 75,92 532 0,52 1,55 542 1,73 12,59 552 3,56 38,23 562 5,32 81,12 533 0,60 2,11 543 1,85 14,38 553 3,63 41,83 563 5,56 86,56 (106m3) Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Hình 1.1. Quan hệ F~Z Hình 1.2. Quan hệ W~Z. 1.1 Điều kiện thủy văn khí tượng Các đặc trưng khí tượng Các đặc trưng khí hậu khu vực theo tài liệu quan trắc trạm Kom Tum sau: a.Nhiệt độ Qua số liệu quan trắc trạm khí tượng Đăk Tô Kon Tum cho thấy chế độ nhiệt lưu vực mang tính chất vùng nhiệt đới gió mùa Cao nguyên. Mùa đông tương đối lạnh mùa hè tương đối nóng. Bảng 1-2: Nhiệt độ không khí Trạm Kon Tum Đặc trưng I II III IV V Các tháng, năm VI VII VIII IX X XI XII Nă m Ttb C 20,5 22,2 24,4 25,7 25,4 25,0 24,3 24,1 23,8 20,5 22,0 20, 23,4 Tmax C 34,2 36,2 37,1 37,9 36,4 35,6 33,7 34,1 32,6 32,5 33,0 32, 37,9 Tmin0C 5,9 7,9 8,7 9,6 18,0 18,9 18,9 18,0 8,9 5,9 11,9 5,9 5,9 b.Độ ẩm Tháng có độ ẩm tuyệt đối lớn năm tháng VII VIII. Độ ẩm tương đối trung bình năm thay đối từ 78,2% đến 81,2% cao 100% nhỏ 13% Kon Tum. Bảng 1-3: Độ ẩm không khí trạmKon Tum ( Đơn vị: %) Đặc Trạ Trưng Kon Utb Tum Umin c.Bốc Độ ẩm không khí theo tháng, năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Nă 71, 68, 67, 72, 79, 85,0 86, 87,9 86, 82,2 77,4 73,8 78,2 m 22, 13, 17, 22, 27, 37,0 48, 47,0 40, 36,0 31,0 17,0 13,0 0 0 0 Bảng 1-4: Bốc trung bình tháng trạm khí tượng Kon Tum Đơn vị: mm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Kon Tum174,6 180,2 208,5 168,7 114,3 74,6 68,5 61,8 61,1 91,5 124,1 154,4 1482,4 Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Bảng 1-5: Phân phối lượng tổn thất bốc hồ chứa Đăk Bla Đơn vị : mm Thán I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm ∆Z g 75,1 77,5 89,6 72,5 49,2 32,0 29,5 26,5 26,4 39,3 53,3 66,4 637,3 d. Gió Hướng gió khu vực Đăk Bla thay đổi theo mùa có đặc điểm gió mùa Đông Năm Á. Hướng gió thịnh hành hướng gió Đông (E) hướng gió Tây (W) với tần suất xuất khoảng (30 - 50)%. Hướng gió Bắc (N) hướng Nam (S) xuất khoảng (1-3)%. Bảng 1-6: Tốc độ gió theo tần suất thiết kế - Đơn vị (m/s) Trạm Kon Tum P% N NE E SE S SW W NW 12,9 17,0 17,8 23,6 19,3 19,5 15,8 19,2 12,3 16,3 17,3 22,1 17,8 18,3 15,1 16,2 11,1 14,9 16,3 19,1 14,8 15,9 13,8 14,2 50 5,7 10,4 11,7 8,2 6,1 8,0 8,3 7,1 Tb 8,4 9,7 10,0 13,4 11,3 8,8 8,1 9,2 Vô hướng 13,1 Các đặc trưng thủy văn a.Mưa Lưu vực sông Đăk Bla thuộc vùng mưa trung bình, phân bố mưa theo vùng lãnh thổ không đều, có xu hướng tăng dần phía thượng lưu. Lượng mưa trung bình năm giao động từ 2000 ÷ 3000mm. Qua phân tích số liệu mưa ta thấy năm chia làm hai mùa, mùa mưa từ tháng V-X, mùa khô từ tháng XI-IV, lượng mưa mùa mưa chiếm (80-90)% lượng mưa năm. Số ngày mưa năm đạt khoảng 160 ngày vùng có lượng mưa lớn, số ngày mưa năm đạt khoảng 110 ngày vùng mưa nhỏ, khoảng 90% số ngày mưa rơi vào tháng có ảnh hưởng gió mùa Tây Nam Tây. Bảng 1-7.: Lượng mưa trung bình nhiều năm Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Vị trí trạm Cao độ tuyệt Lượng mưa trung bình Thời kỳ quan trắc Kon Tum đối (m) 536 nhiều năm (mm) 1790,6 1977-2009 Bảng 1-8: Số ngày mưa trung bình tháng, năm ( Đơn vị: ngày) Trạm Kon I 0,4 II III 1,2 4,2 IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 9,6 18,6 21,1 23,1 26,1 22,5 14,3 5,8 1,2 148,1 Đặc trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Kon Tum Trạm Bảng Tum1-9: Tổng lượng mưa tháng max, tháng năm Xtb 1746, (mm) 1,3 11,6 39,1 89,8 233,4245,6270,7 316 293,1180,9 57,0 8,5 Xmin 1212, (mm) 0,0 0,0 0,0 27,6 56,8 45,2 13,5 88,1 103 10,5 0,2 0,0 b.Dòng chảy năm Tính toán đặc trưng thủy văn cho tuyến công trình sử dụng số liệu trạm thủy văn lân cận Kom Plong (Flv=964 Km2) Kon Tum (Flv=2996 Km2), trạm có số liệu đủ dài, chất lượng tốt, lại gần tuyến công trình, diện tích lưu vực không chênh lệch, cụ thể kết tính toán sau: Bảng 1-10: Bảng tổng hợp đặc trưng trạm thủy văn lân cận Trạm Flv Q0 X0 Y0 Z0 TV KomPlo (km2) (m3/s) (mm) (mm) 964 40,94 2540 1316,7 (mm) 1223, α 0,52 W0 M0 (106m (l/s.km ) 1269 ) 42,47 ng Kon 1220, 2968 97,29 2254 1033,7 0,46 3068 32,78 TumThông qua tính toán theo phương pháp tỷ lệ mưa tỷ lệ diện tích với trạm Kon Tum, Kom Plong ta có lưu lượng trung bình năm tuyến đập Đăk Bla. Qo Đak Bla = 59,39 m3/s. Bảng 1-11: Bảng dòng chảy trung bình năm tuyến đập đầu mối TĐ Đăk Bla Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TBN 40, 28, 22, 21, 31, 40, 50,7 84,4 103, 113, 109, 66,6 c.Dòng chảy N lũ 8 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế: TB 59,4 năm Bảng 1-12: Kết tính toán đỉnh lũ từ tài liệu dòng chảy thực đo (Trạm Đăk Bla) Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng P% Qp trạm Kon Tum 0,2% 8479 0,5% 7196 1% 6235 2% 5677 5% 5284 10% 4048 Qmax- Tuyến đập (m3/s) 6225 5283 4577 4168 3879 2972 Qmax- t. Nhà máy (m3/s) 7990 Tổng lượng lũ thiết kế: 6781 5875 5350 4979 3815 Tổng lượng lũ thiết tuyến công trình mượn thiết kế theo trạm Kon Tum (Đăk Bla). Bảng 1-13: Kết tính toán tổng lượng lũ trạm thủy văn Kon Tum Trung Trạm Loại bình Cv Cs Đặc trưng thiết kế ( 106 m3) 1% 2% 5% 10% W1max 86,5 0,75 3,00 347,6 287,4 212,9 W3max 170,3 0,70 2,80 642,0 536,1 403,9 Kon Tum W5max 226,1 0,65 2,60 796,8 672,4 515,7 W7max 279,8 0,60 2,40 917,8 783,0 611,5 Bảng 1-14: Kết tính toán tổng lượng lũ tuyến đập Đăk Bla 161,0 310,8 403,8 487,4 P% 0,2% 0,5% 1% 2% 5% 10% W1ng max 221,2 187,0 162,6 148,6 134,5 99,6 W3ng max 408,5 345,4 300,4 275,6 250,8 189,0 W5ng max 507,0 428,7 372,8 343,7 314,6 241,3 7ng max 584,0 493,8 429,4 397,9 366,4 286,1 W Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Quá trình lũ thiết kế: Hình 1.3: Quá trình lũ thiết kế hồ Đakbla d.Dòng chảy bùn cát Bùn cát lơ lửng: Lượng bùn cát lơ lững vào hồ Đăk Bla:256878 (tấn/năm). Bùn cát di đẩy: Hiện tài liệu ngắn, thông tin bùn cát di đẩy nhiều hạn chế nên chấp nhận lấy bùn cát di đẩy 40 % bùn cát lơ lửng. Như khối lượng bùn cát di đẩy tuyến Đăk Bla 102751 tấn/năm. Tổng lượng bùn cát tuyến Đăk Bla là: 359629tấn/năm. Bùn cát tích đọng lại hồ Đăk Bla: Bảng 1-15: Bảng tổng hợp phù sa lắng đọng hồ Đặc trưng Giá trị Tổng lượng Tỉ lệ giữ Tổng lượng phù Tổng lượng phù phù sa năm lại (%) sa lắng đọng năm sa lắng đọng 75 54,94 (106m3) 0,248 năm (106m3) 18,59 (106m3) 0,451 Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng 1.3. Điều kiện địa chất 1.3.1 Địa tầng Vùng dự kiến xây dựng công trình nằm khu vực có cấu trúc địa chất gồm loại đất đá thành tạo sau: - Hệ tầng Khâm Đức (PR2-3kđ). - Hệ tầng KonTum (N2kt). - Trầm tích sông Pleistocen hạ (aQ1). - Trầm tích sông Pleistocen hạ-trung (aQ2-3). - Phứt hệ Vân Canh (γζ T2 vc). 1.3.2Hoạt động tân kiến tạo, động đất Theo tài liệu nghiên cứu chung khu vực Tây Nguyên, qua kết đo vẽ địa chất công trình khảo sát địa chất, khu vực xây dựng công trình dự đoán thành tạo đứt gãy thuận qui mô nhỏ, vị trí tuyến đập cách hố khoan LKĐ2 khỏang 10 mét phía vai phải đập. Đây đứt gãy thuận với hào hẹp, bị phủ lớp nham thạch dày. Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng 1.3.3 Đặc điểm địa chất khu vực a. Vùng hồ Khả thấm nước từ lòng hồ sang lưu vực thấp kế cận không xảy ra, dải bờ hồ có lớp phủ sườn tích tàn tích dày, thấm trung bình. Khi hồ tích nước, hoạt động vật lý trượt, sạt lở bờ hồ xẩy ra; địa hình bờ hồ có độ dốc lớn lớp phủ có bề dày tương đối lớn, điều kiện bảo hoà nước, bị rửa lũ, xoá trôi, sập hàm ếch .kéo theo tượng bồi lắng lòng hồ. b. Tuyến đập Nền đập từ xuống có lớp đất aQ, dQ, edQ IA 1; chúng đới đá gốc granit phong hoá mạnh-nứt nẻ mạnh, đá gốc granit phong hoá vừa nứt nẻ vừa đới đá gốc phong hoá nhẹ-tươi nứt nẻ. Các lớp aQ, dQ thấm mạnh; lớp edQ, IA 1, đới đá gốc phong hoá mạnh-nứt nẻ mạnh đá gốc phong hoá vừa nứt nẻ vừa có tính thấm trung bình. Đá gốc phong hoá nhẹ-tươi nứt nẻ có tính thấm nước yếu. c. Tuyến lượng Nền tuyến lượng từ xuống có lớp đất edQ IA 1; chúng đới đá gốc granit phong hoá mạnh-nứt nẻ mạnh, đá gốc granit phong hoá vừa nứt nẻ vừa đới đá gốc phong hoá nhẹ-tươi nứt nẻ. Lớp edQ, IA1, đới đá gốc phong hoá mạnh-nứt nẻ mạnh đá gốc phong hoá vừa nứt nẻ vừa có tính thấm trung bình. Đá gốc phong hoá nhẹ-tươi nứt nẻ có tính thấm nước yếu. 1.3.4:Các tiêu lý Nền công trình: Lớp đất Lớp aQ Lớp dQ Lớp IA2 Lớp IB Lớp IIA Sinh viên: Phạm Thị Hương γw γk ϕ C K (KN/m3) 18,75 18,80 24,6 26,7 27,0 (KN/m3) 15,1 15,06 24,6 26,7 26,8 (o) 20o57’ 17o27’ 21o48’ 33o01’ 40o00’ (KN/m2) 14 16 40 250 300 (m/s ) 2,3×10-6 1,3×10-6 2,28×10-6 Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 141 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Vì vậy, chuyên đề em sử dụng phần mềm SAP2000 để tính nội lực cho đáy tràn từ tính toán bố trí cốt thép. Phương pháp phần tử hữu hạn. Sự phát triển ứng dụng rộng rãi máy tính điện tử làm thay đổi sâu sắc cách xem xét sử dụng phương pháp tính toán kết cấu. Với công cụ máy tính điện tử người ta chọn thuật toán tổng quát, soạn thảo chương trình mang tính tự động hoá cao, áp dụng cho lớp toán có chung tính chất chủ yếu. Một phương pháp số sử dụng máy tính điện tử tính toán kết cấu phương pháp phần tử hữu hạn. Trong phương pháp phần tử hữu hạn, vật thể liên tục thay số hữu hạn phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước nhỏ tốt hữu hạn. Chúng nối với số điểm quy định gọi nút. Các phần tử giữ nguyên vật thể liên tục phạm vi nút có hình dáng đơn giản kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng dựa sở quy luật phân bố chuyển vị nội lực. Các đặc trưng phần tử xác định mô tả dạng ma trận độ cứng phần tử. Các ma trận dùng để ghép phần lại thành mô hình rời rạc hoá kết cấu thực dạng ma trận cứng kết cấu. Các tác động gây nội lực chuyển vị kết cấu quy ứng lực nút mô tả ma trận tải trọng nút. Các ẩn số cần tìm chuyển vị (hoặc nội lực) nút xác định ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút). Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng ma trận chuyển vị nút liên kết với phương trình cân theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tuỳ theo ứng xử kết cấu tác động lên kết cấu. Như vậy, thuật toán phần tử hữu hạn dựa nghiên cứu xác lập ma trận với quy luật liên hệ ma trận để phản ánh gần dúng ứng xử thực tế kết cấu tác động lên kết cấu.Hệ phương trình phương pháp phần tử hữu hạn có dạng sau: [K]. {∆} = {F} Trong đó: - [K]: ma trận độ cứng toàn kết cấu Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 142 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng - {∆}: véc tơ chuyển vị nút toàn kết cấu - {F}: véc tơ ngoại lực nút. Đây phương trình cân lực toàn nút hệ. Sau xét điều kiện biên (nút có chuyển vị không chuyển vị biết trước) hệ hoàn toàn giải được. Kết giải hệ phương trình cho ta chuyển vị nút toàn kết cấu hệ toạ độ chung, từ tìm chuyển vị nút phần tử hệ toạ độ riêng phần tử, sau xác định nội lực, ứng suất, biến dạng điểm phần tử. Trình tự giải theo phương pháp • Chia miền tính toán thành miền gọi miền con. Các phần tử liên kết với điểm nút bao quanh, phần tử dạng thanh, phần tử phẳng hay phần tử khối. • Mỗi phần tử ta giả thiết dạng phân bố xác định như: chuyển vị, hàm ứng suất, chuyển vị lẫn ứng suất. Trong ẩn chọn làm biến số cho hàm xấp xỉ hàm đa thức đa nguyên biểu diễn dang ma trận. Thông thường giả thiết hàm hàm chuyển vị. • Thiết lập toán từ phương trình bản: Dựa nguyên lý biến phân bản, sở nguyên lý biến phân xác định phương trình tuyến tính AX=B. • Giải toán tuyến tính để tìm ẩn. • Sau tìm ẩn, dựa vào định lý học tìm thành phần khác toán như: ứng suất, biến dạng… Hiện có phần mềm tính ứng suất biến dạng chuyển vị… SAP, ANSYS, PLASIX, SIGMA… sử dụng phương pháp phàn tử hữu hạn, kết tương đối xác. Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 143 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng 9.2.Xác định nội lực trụ pin phần mền SAP2000. 9.2.1. Giới thiệu phần mềm SAP2000 SAP2000 bước đột phá họ phần mềm SAP,SAP2000 tích hợp chức phân tích kết cấu phần tử hữu hạn tính thiết kế kết cấu thành một.Ngoài khả phân tích toán thường gặp kết cấu công trình, phiên SAP2000 bổ sung thêm loại phần tử mẫu tính phân tích kết cấu phi tuyến.Giao diện SAP2000 thân thiện người sử dụng, toàn trình từ xây dựng mô hình kết cấu, thực phân tích biểu diễn kết có giao diện đồ hoạ trực quan.Thư viện kết cấu mẫu cung cấp số dạng kết cấu thông dụng nhất, từ dễ dàng sửa đổi để có kết cấu theo ý muốn.Các khả tính toán phần mềm SAP2000: SAP2000 tính toán được: + Các phần tử: thanh, dàn, dầm, tấm, phần tử khối phần tử phi tuyến. + Vật liệu tuyến tính (đẳng hướng trực hướng) phi tuyến. + Các liên kết bao gồm: liên kết cứng, liên kết đàn hồi, liên kết cục khử bớt thành phần phản lực. + Tải trọng bao gồm lực tập trung nút, áp lực lên phần tử, ảnh hưởng nhiệt độ, tải trọng tĩnh, tải trọng động. + Khả giải toán lớn không hạn chế số ẩn,thuật giải ổn định hiệu suất cao. Với tính chất ưu việt phần mềm SAP2000 trên, khẳng định SAP2000 có đủ khả giải toán kết cấu nói chung tính toán kết cấu trụ pin tràn nói riêng. 9.2.2. Trình tự giải toán kết cấu phần mềm SAP2000. Tất phần mềm PTHH nói chung có nghi thức làm việc giống nhau, trình tự giải toán chia thành bước sau đây: 1. Chuyển từ sơ đồ kết cấu sang sơ đồ tính 2. - Xác định yêu cầu tính toán, kết cần tìm. - Xác định kích thước hình học kết cấu. - Xác định tải trọng tác dụng. Rời rạc hoá kết cấu, chọn loại phần tử mẫu cho hợp lý, đánh số điểm nút, phần tử, phân chia phương án tải trọng. 3. Định nghĩa gán thuộc tính cho đối tượng: Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 144 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng + Vật liệu,tiết diện. + Điều kiện biên. + Tải trọng,tổ hợp tải trọng. 4.Thực tính toán (chạy chương trình) kiểm tra độ xác kết quả. 5. Xem, biểu diễn, xuất kết quả. Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 145 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng 9.3.Tính toán nội lực trụ pin tràn TH1. 9.3.1.Xác định lực tác dụng. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ pin: - Áp lực nước lưu tác dụng vào trụ pin. - Áp lực sóng . -Trọng lượng cầu giao thông,cầu công tác. Ta tính toán chương mục 5.4.5.tính toán ổn định đập tràn. - Tải trọng lực tập trung tai van. Tính lực tập trung tai van. Lực tai van phân tích theo hai phương: thẳng đứng (P z), nằm ngang ( Px). Hình 9.1:Sơ đồ lực tác dụng lên cửa van. Lực tác dụng lên cửa van: Áp lực thuỷ tĩnh: Theo phương ngang: W1 =0,5. γn.H2 . b = 0,5 .10 .11,42. 12 = 7797,6 (KN). Theo phương đứng: W2 = γn.Ftt . b = 10 .20,4.12 = 2448 (KN). Áp lực sóng nhỏ nên em bỏ qua. Ta chọn chiều kéo nâng van lên thẳng đứng, trọng lượng cửa van tác ≅ dụng lên tai van 0. Phản lực mặt tràn (Rz) tai van (Px, Pz ). Áp dụng nguyên lý cân lực cửa van (ΣMtv=0, ΣFx =0, ΣFz =0 ), ta tính được:Px = 3898,8 (KN), Pz = 1224 (KN) Khi đó, lực tập trung tác dụng lên trụ pin tai van là: Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Px = 3898,8 (KN) ( → Trang 146 ) Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng ↑ , Pz = 1224 (KN) ( ). 9.3.2.Mô hình hóa kết cấu: Hình 9.2:Mô hình trụ pin khoang tràn có cửa van. 9.3.3.Kết tính toán: Hình 9.3:Mômen M11và M22 trụ pin khoang tràn có cửa van TH1. Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 147 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Hình 9.4:Ứng suất S11và S22 trụ pin khoang tràn có cửa van TH1. 9.4.Tính toán nội lực trụ pin tràn TH2. 9.4.1.Xác định lực tác dụng. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ pin: - Áp lực nước thượng lưu tác dụng vào trụ pin. - Áp lực sóng . -Trọng lượng cầu giao thông,cầu công tác. - Tải trọng lực tập trung tai van. -Áp lực nước ngưỡng tràn khoang có cửa van mở. 9.4.2.Mô hình hóa kết cấu: Mô hình giống TH1.(hình 8.1) 9.4.3.Kết tính toán: Hình 9.5:Mômen M11và M22 trụ pin khoang tràn có cửa vanTH2. Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 148 Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Hình 9.6:Ứng suất S11và S22 trụ pin khoang tràn có cửa vanTH2. 9.5.Bố trí cốt thép 9.5.1.Tài liệu bê tông thép Chọn bê tông mác 250 ( M 250), cốt thép nhóm CII(AII) để tính toán bố trí cốt thép . Ta có tiêu tính toán sau: Theo phụ lục giáo trình bê tông cốt thép với bê tông M250 ta có: + Rn : cường độ tính toán chịu nén bê tông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục, Rn = 110 daN / cm2 . + Rk : cường độ tính toán chịu kéo bê tông trạng thái giới hạn I kéo dọc trục, Rk = 8,8 daN / cm2. + Rkc : cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II kéo dọc trục, Rkc = 13 daN / cm2 + Rnc : cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II nén dọc trục, Rnc = 145 daN / cm2. + Kn : hệ số tin cậy, với công trình cấp II → Kn = 1,15. + mb : hệ số điều kiện làm việc bê tông, mb = 1,15. + ma : hệ số điều kiện làm việc cốt thép, ma = 1,15 + 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. + Eb: mô đun đàn hồi ban đầu bê tông, Eb = 2,65.105 kG / cm2. n = Ea/Eb =7,925 Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo miền nén là:a = a' = cm Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 149 + Hệ số tổ hợp tải trọng: Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng Tải trọng : n =1 Tải trọng đặc biệt: n = 0,9 + Hệ số giới hạn: α0 = 0,6 + Hàm lượng cốt thép tối thiểu: µmin = 0,15% Đối với trụ pin, ta cần bố trí thép: theo phương ngang, phương thẳng đứng cho phần tai van. Với phương, lấy nội lực tính toán theo phương ứng suất tương ứng. - Thép đứng: nội lực xác định theo M11 M22. Để bố trí thép cho trụ pin kinh tế ta cần tính toán cho nhiều mặt cắt. Do thời gian thực đồ án có hạn, nên em bố trí thép cho trụ pin theo vùng có ứng suất chênh lệch lớn, ứng với vùng ta lấy nội lực lớn để bố trí thép cho vùng.Chọn mặt cắt để bố trí thép đứng có kích thước tiết diện bxh = 100x200(cm). 9.5.2.Phương bố trí cốt thép. Hình 9.7:Phương cốt thép ngang đứng. 9.5.3.Tính diện tích bố trí cốt thép. 1.Tính cốt thép ngang Từ kết phân tích, ta đưa toán bố trí cốt thép cho tiết diện chữ nhật có b= 100cm, h=300cm, bê tông mác M250, lớp bảo vệ a = 6cm, cốt thép nhóm CII(AII), cấu kiện chịu kéo lệch tâm . *.Tính thép dương M11: (theo phương X ) N = 228,84 KN, M=321KN.m eo= M/N = 321/228=1,4m = 140cm µ .Fb = 67,27 (cm2) = 17,56 (cm2) = 0,15%.100.294 = 44,1(cm2) φ Để đảm bảo an toàn, đối xứng ta bố trí thép đối xứng F’a= Fa =7 30/1m (49,48 cm2) cho thép vùng chịu kéo chịu nén cấu kiện b.Tính cho cốt thép dương M=1031,47 (kN.m), N=115,97(kN) eo= M/N = 1031,47/115,97=8,89m = 889cm>h/2-a =300/2-6 =144 kéo lệch tâm lớn e’ = e0 + h/2 – a’ = 889+150-6=1033 cm e = e0 –h/2+ a = 889-150+6=745cm kn.nc.N.e ≤ ma.Ra'.Fa'.( h0- a ) kn.nc.N.e’ ≤ ma. Ra.Fa.( h0- a' ) Fa' = K n .nc .N .e − A0 .mb .Rn .b.h02 ma .R 'a .(h0 − a ) = 1,15.0,9.24347.28 − 0, 438.1.110.100.194 [...]... van,cống lấy nước,tuyến năng lượng 3.2 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế Cấp công trình được xác định theo hai điều kiện sau : 1 – Điều kiện về năng lực phục vụ của công trình : Công trình thuỷ điện Đakbla có dung tích hồ chứa ứng với MNDBT là 55,33.106(m3) Tra Bảng 1 – QCVN 04-05 :2012 được cấp công trình là II 2 – Điều kiện đặc tính kỹ thuật của hạng mục công trình thuỷ : Với MNDBT = 556,5m... cao trình ngưỡng tràn theo các phương án: Phương án 1 : Zng = MNDBT – 11 m = 556,5 – 11m = 545,5 m Phương án 2 : Zng = MNDBT – 10 m = 556,5 – 10 m = 546,5 m Phương án 3 : Zng = MNDBT – 9 m = 556,5 – 9 m = 547,5 m Sinh viên: Phạm Thị Hương Lớp: 51C-TL2 Trang 21 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật Công trình xây dựng CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI THEO CÁC PHƯƠNG ÁN 4.1 Tính toán điều tiết... cao, địa hình dạng lòng chảo thích hợp cho việc xây dựng hồ chứa và khu vực xây dựng không nằm trong vùng có phát sinh động đất,điều kiện thi công thuận lợi, thiệt hại trong hồ không lớn Nhiệm vụ của công trình Dự án Hồ phòng lũ kết hợp phát điện Đăk Bla được tính toán với dung tích phòng lũ Wpl=30.106m3, trên cơ sở quy mô hồ phòng lũ được tính toán kết hợp với nhiệm vụ sản xuất điện năng đáp ứng một phần... dọc của hồ và hương gió ( tính bằng độ) Góc có quan hệ với mực nước trong hồ Chọn α s= 0 là trường hợp nguy hiểm nhất - D : là chiều đà gió (m), quan hệ với mực nước hồ - H: Chiều cao cột nước trước đập (m) (so với đáy có cao trình 520 m) - V : vận tốc gió tính toán ứng với tần suất thiết kế (m/s) Khi tính ứng với mực nước dâng bình thường là V 4%= 13,1 (m/s), khi tính ứng với mực nước lũ thiết kế là... trên nền đá tra Bảng 1 – QCVN 04-05 :2012 ta có cấp công trình là II Kết luận : dựa vào hai điều kiện trên ta có cấp công trình là II Tương ứng với công trình cấp II, theo Tiêu chuẩn đã dẫn, các loại tần suất thiết kế và mức đảm bảo tính toán như sau : - Tần suất đảm bảo phát điện : p = 85% - Tần suất gió lớn nhất tính toán sóng : p = 4% - Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế : p = 1% - Tần suất... biết ta tìm được lưu lượng xả lũ ở cuối thời đoạn 2.Đặc điểm của quá trình xả lũ khi tràn có cửa van Đặc điểm quá trình xả lũ: Hồ Đakbla là hồ phòng lũ kết hợp phát điện,dựa vào dự báo thủy văn trước khi lũ về ta hạ thấp nước trong hồ về MNTL(hay mực nước phòng lũ) khi lũ về hồ sẽ tích một lượng nước tới MNDBT giảm ngập lụt phía hạ du,cũng như hạ thấp cao trình ngưỡng tràn Quá trình xả lũ có thể chia... Dẫn dòng thi công cho phương án RCC dễ dàng hơn Như vậy ta chọn phương án đập bê tông RCC để thiết kế 3.4.2 Công trình tháo lũ Hồ Đakbla là hồ phòng lũ kiết hợp phát điện với dung tích phòng lũ là hơn 30.106(m3).Để thực hiện nhiệm vụ phòng lũ dựa vào dự báo thủy văn với những trận lũ lớn ta sẽ xả nước trong hồ từ MNDBT(556,5 m) xuống MNTL(547,5m) trước khi lũ về.Do đó ta sử dụng tràn xả lũ có cửa van... số δ= ( | δ | < 5% ) Nếu | δ | > 5% phải giả thiết lại q 2tb= q2tt + q2 gt 2 và tính lại giá trị q2tt cho đến khi | δ | < 5% thì dừng lại q2tt + q2 gt Cột 12: qtb= 2 (m3/s) Các kết quả tính toán cụ thể trong Phụ lục 1-1 Bảng 4-1 :Kết quả tính toán điều tiết lũ 4.2.Kích thước cơ bản của đập dâng 4.2.1 Dạng mặt cắt cơ bản Theo TCVN 9137-2012 (tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép) mặt cắt... nguồn nước, nhiệm vụ công trình Cơ sở chọn hồ chứa -Căn cứ mục tiêu nhiệm vụ của dự án : nhiệm vụ chính của dự án là phòng lũ kết hợp phát điện.Với dung tích phòng lũ W pl=30.106m3 và phát điện với công suất lắp máy Nlm=23MW -Các điều kiện về tự nhiên về thủy văn, địa hình, địa chất của khu vực dự kiến xây dựng công trình cho thấy có đủ điều kiện để xây dựng một hồ chứa điều tiết nước ở thượng lưu.Khu vực... R C Zday Hình 4.5 Sơ đồ đập tràn tự do mặt cắt dạng WES a.Đoạn thân tràn phía hạ lưu Khi thiết kế đường cong mặt tràn sử dụng công thức: xn=k.Hdn-1.y (4-18) Trong đó: Hd-Cột nước thiết định hình đường cong mặt đập ÷ Khi giá trị P/Htk>1thì Hd=(0,75 0,95).Hmax Với Htk :cột nước trên tràn ứng với tần suất lũ thiết kế Hmax:cột nước trên tràn ứng với tần suất lũ kiểm tra x,y-Tọa độ các điểm cong trên mặt . thuật Công trình xây dựng ` LỜI CẢM ƠN Sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài Thiết kế hồ chứa Đakbla – PA1 bản thân em nhận thấy rằng, đồ án tốt nghiệp kỹ sư là tổng hợp của tất cả các kiến. thuật Công trình xây dựng Quá trình lũ thiết kế: Hình 1.3: Quá trình lũ thiết kế hồ Đakbla d.Dòng chảy bùn cát Bùn cát lơ lửng: Lượng bùn cát lơ lững vào hồ Đăk Bla:256878 (tấn/năm). Bùn cát. 7990 6781 5875 5350 4979 3815 Tổng lượng lũ thiết kế: Tổng lượng lũ thiết tại tuyến công trình mượn được thiết kế theo trạm Kon Tum (Đăk Bla). Bảng 1-13: Kết quả tính toán tổng lượng lũ tại trạm