Đập suối dầu hạ sông krông buk và eakrông

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu MỤC LỤC MỤC LỤC .1 CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN .4 Vị trí địa lý-----------------------------------------------------------------------------------4 Cụm công trình đầu mối: .4 Vị trí địa lý khu hưởng lợi: Đặc điểm địa hình, địa mạo .5 Đặc điểm khí tượng, thủy văn:------------------------------------------------------------5 Đặc điểm khí tượng Đặc điểm thủy văn .7 Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thủy văn:--------------------------------------11 Địa chất công trình: 11 Địa chất thủy văn .13 Tình hình vật liệu xây dựng-------------------------------------------------------------14 Vật liệu đất: .14 BẢNG1-13: KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU ĐẤT ĐẮP ĐÃ KHẢO SÁT 15 Vật liệu cát: .17 Vật liệu đá 18 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 19 Tình hình dân sinh kinh tế:---------------------------------------------------------------19 Hiện trạng xã hội : .19 Điều kiện kinh tế : 22 Hiện trạng Thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình – Tình hình quy hoạch nguồn nước vùng:-----------------------------------------------------------24 Hiện trạng Thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình .24 Hiện trạng sử dụng khai thác tài nguyên nước: 24 Phương hướng phát triển kinh tế:--------------------------------------------------------25 Quan điểm phát triển : .25 Mục tiêu phát triển : 26 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình-----------------------27 Cơ sở phát triển thuỷ lợi : 27 Quan điểm : .27 Mục tiêu : .27 Định hướng phát triển : .27 Phương án quy hoạch chung:------------------------------------------------------------28 Nhiệm vụ công trình:----------------------------------------------------------------------28 PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 29 Giải pháp công trình và thành phần công trình để thực thi giải pháp đó-----------29 Giải pháp công trình: 29 Thành phần công trình đầu mối : 29 Cấp bậc công trình và các tiêu thiết kế---------------------------------------------29 Xác định cấp bậc công trình: 29 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Xác định chỉ tiêu thiết kế (Theo 04-05-2012) 30 Vị trí tuyến công trình đầu mối:---------------------------------------------------------30 Tính tóan điều tiết hồ xác định các thông số hồ chứa:--------------------------------30 Các tài liệu tính toán và nhu cầu dùng nước: .30 Xác định dung tích chết, mực nước chết: 32 Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường: 32 Chọn phương án đập, tràn, cống lấy nước----------------------------------------------37 Đập ngăn sông: .37 3.5.2.Tràn xả lũ: 37 3.5.3.Cống lấy nước: .38 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ-----------------------------------------------------------38 Mục đính và nguyên tắc tính toán 38 Tính toán điều tiết lũ theo potapop 40 Nội dung tính toán điều tiết lũ theo pôtapop .41 THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 68 THIẾT KẾ SỢ BỘ ĐẬP NGĂN NƯỚC-----------------------------------------------68 Mục đích việc thiết kế sơ 68 Tài liệu tính toán 69 Thiết kế sơ tràn xả lũ.------------------------------------------------------------------79 Bố trí chung đường tràn 79 4.4.2. Tính toán thủy lực đường tràn ( với Qmax) .81 4.2.3. Tính toán tiêu 96 KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO LŨ CỦA ĐƯỜNG TRÀN .105 Mục đích và nhiệm vụ tính toán.-------------------------------------------------------105 Tính toán các hệ số.----------------------------------------------------------------------105 Xét ảnh hưởng cột nước lưu tốc 105 Kiểm tra khả tháo lũ đường tràn.-------------------------------------------114 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT .115 Những vấn đề chung.--------------------------------------------------------------------115 Chọn loại đập 115 Thiết kế mặt cắt đập.---------------------------------------------------------------------116 Xác định cao trình đỉnh đập 116 Chiều rộng và cấu tạo đỉnh đập 116 Mái đập và đập .117 Thiết bị thoát nước .121 Nối tiếp đập với và bờ .122 Tính toán thấm qua đập đất.------------------------------------------------------------123 Nhiệm vụ tính toán thấm 123 Các trường hợp tính toán thấm .123 Tài liệu tính toán 123 Tính thấm cho trường hợp MNDBT 125 6.3.5.Tính thấm cho trường hợp MNLTK 131 6.3.6.Tính thấm cho trường hợp MNLKT 133 6.3.7.Tính toán tổng lưu lượng thấm qua toàn đập .134 Kiểm tra ổn định mái đập.---------------------------------------------------------------135 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Xét trường hợp tính toán .136 Phương pháp tính và trình tự tính toán .136 CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ .156 7.1.Bố trí tổng thể.-----------------------------------------------------------------------156 7.1.1Vị trí công trình .156 7.1.2.Hình thức quy mô tràn 156 7.2.Tính toán thủy lực tràn xả lũ .------------------------------------------------------156 7.2.1.Các tài liệu dùng cho thiết kế .156 7.2.2. Tính toán thủy lực ngưỡng tràn .157 7.2.3. Dốc nước 161 7.3.Xác định chiều cao tường bên, chiều dày đáy dốc nước.-----------------176 7.4.Kiểm tra điều kiện không xói dốc nước.------------------------------------176 7.5 Kênh dẩn hạ lưu :--------------------------------------------------------------------177 7.5.1 Tài liệu tính toán : 177 7.5.2 Kiểm tra điều kiện không xói kênh : 177 7.6. Tính toán tiêu năng-----------------------------------------------------------------178 7.6.1. Mục đích: .178 7.6.2. Phương pháp tính: .178 7.6.3. Trường hợp và nội dung tính toán: .178 7.7.Chọn cấu tạo chi tiết tràn.----------------------------------------------------------185 7.7.1.Sân trước và tường cánh .185 7.7.3.Cửa van .186 7.7.4.Cầu giao thông: 186 7.7.5.Cầu thả phai .187 7.7.6.Dốc nước .187 7.7.7 Tiêu mũi phun 187 7.7.8.Kênh dẫn hạ lưu: 187 7.8.Tính toán ổn định tràn.--------------------------------------------------------------188 7.8.1.Mục đích tính toán .188 7.8.2.Trường hợp tính toán 188 7.8.3.Nội dung tính toán 188 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 196 8.1.Những vấn đề chung.----------------------------------------------------------------196 8.1.1.Nhiệm vụ, cấp công trình và chỉ tiếu thiết kế .196 8.1.2.Chọn tuyến cống và hình thức cống: 196 8.2.Thiết kế kênh hạ lưu cống.---------------------------------------------------------197 8.2.1.Thiết kế mặt cắt kênh 197 8.2.2.Kiểm tra điều kiện không xói 199 8.2.3Tính độ sâu kênh tương ứng với cấp lưu lượng 200 8.3.Tính toán diện cống.----------------------------------------------------------200 8.3.1.Trường hợp tính toán: 200 8.3.3.Xác định bề rộng cống 201 8.3.4.Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 205 8.4.Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng.---------------------------------205 8.4.1.Trường hợp tính toán : .205 8.4.2.Xác định độ mở cửa van: 206 8.4.3.Xác định trạng thái chảy cống 207 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu 8.5.Chọn cấu tạo chi tiết các phận cống.------------------------------------------212 8.5.1.Cửa vào, cửa 212 8.6.Tính toán kết cấu cống--------------------------------------------------------------215 8.6.1.Mục đích tính toán 215 8.6.2.Các trường hợp tính toán .215 8.6.3.Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống .215 8.6.4.Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống( Tính cho 1m chiều dài) 217 CHƯƠNG 9:TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM .223 9.1.Mục đích và trường hợp tính toán.------------------------------------------------223 9.1.1.Mục đích: 223 9.1.2.Trường hợp tính toán : .223 9.2.Xác định ngoại lực tác dụng lên cống.--------------------------------------------223 9.3.Xác định nội lực mặt cắt ngang cống.-------------------------------------223 9.3.1.Mục đích tính toán: .223 9.3.2.Phương pháp tính toán: 223 9.4. Tính toán cốt thép-------------------------------------------------------------------228 9.4.1. Số liệu tính toán .228 9.4.3. Tính toán cốt thép dọc chịu lực .230 9.4.4.Tính toán cốt thép ngang ( cốt đai và cốt xiên ) .235 9.5.Tính toán và kiểm tra nứt-----------------------------------------------------------238 9.5.1. Mục đích tính toán .238 9.5.2. Mặt cắt tính toán 238 CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Vị trí địa lý Khu vực nghiên nằm huyện Krông Pắc và phần nhỏ huyện EaKar thuộc tỉnh Đăk Lăk, cách thị xã Buôn Mê Thuột khoảng 42 Km về phía Đông. Vị trí đập Suối Dầu hạ chọn gần điểm hợp lưu sông Krông Buk và EaKrông. Cụm công trình đầu mối: Công trình đầu mối nằm tại ngã ba sông EaKrông, phía Bắc quốc lộ 26 (Buôn Mê Thuột - Ninh Hoà), thuộc địa phận xã EaPhê và Suối Dầu huyện Krông Pắc. Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập Suối Dầu là 452 Km 2. Toạ độ địa lý vùng dự án: 12o 37’ – 12o45’ vĩ độ bắc. 108o 21’ – 108o28’ kinh độ đông. Vị trí địa lý khu hưởng lợi: Khu hưởng lợi là các xã ven hai bờ sông Krông Buk huyện Krông Pắc SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Đặc điểm địa hình, địa mạo Vùng lòng hồ: Hồ chứa Suối Dầu hình thành dọc theo hai sông là EaKrông đập Suối Dầu xây dựng. Bụng hồ chứa rộng, khá phẳng, có cao độ thiên nhiên từ +460m đến +465m, tạo thành hồ chứa có dạng hình bàn tay xoè. Mặt hồ rộng Km, dài gần Km, dung tích hồ 100 triệu m , với đập cao không quá 45m. Đường phân thuỷ bao quanh hồ chứa có độ cao +650m đến +700m. Về phía thượng lưu có địa hình cao dần lên. Dải bờ hồ phía Đông có cao độ +503m đến +510m. Tại bờ hồ có bề rộng lớn 8000m và hẹp 900m ( tính theo cao độ +481m ). Dải bờ hồ hẹp nằm phần Đông Bắc vai trái đập. Bờ hồ phía Tây có độ cao +510m đến +512m và có bề rộng lớn 6000m, bề rộng hẹp 3000m. Như xét về mặt địa hình toàn bờ hồ chứa dày lại nằm cao mực nước dâng bình thường từ 20m đến 25m nên khả nước sang lưu vực bên cạnh. Mặt khác bề mặt địa hình sườn dốc bờ hồ thoải, che phủ thảm thực vật nên vấn đề tái tạo bờ và gây sạt lở bờ hồ khả xảy ra. Công trình đầu mối: Vị trí đập Suối Dầu chọn gần điểm hợp lưu sông EaKrông. Tại địa hình mang nét đặc trưng sau: đồi dốc thoải đến phẳng, độ dốc bề mặt địa hình trung bình 30 ÷ 80 . Riêng hai bên vai đập, độ dốc có lớn ( ÷ 100 ). Mặt cắt thung lũng rộng và lòng sông tại hẹp, nông. Qua đặc điểm địa hình vùng tuyến nhận xét rằng: đối với công trình hồ chứa nước Suối Dầu hạ, giải pháp công trình xây dựng đập chắn tạo hồ chứa là khả thi. Việc chọn tuyến để xây dựng công trình đầu mối quyết định thông qua so sánh khối lượng và giá thành tuyến. Đặc điểm khí tượng, thủy văn: Đặc điểm khí tượng Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm: Nhiệt độ thấp nhất: Nhiệt độ cao nhất: SVTH: Đặng Thị Huyền Trang 23.7◦C 7.4◦C 39.4◦C Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Độ ẩm không khí Độ ẩm trung bình năm: Độ ẩm nhỏ nhất: 81.5% 11% Nắng Số nắng trung bình năm là: 2480 Gió Bảng 1-1: Kết tính toán gió trung bình tháng năm Tháng I V(m/s) 5.6 Bốc − II 5.6 III 4.4 IV 3.2 V 2.1 VI 1.9 VII VIII I X 1.7 1.8 1.5 X 2.5 XI 3.9 XII Năm 5.4 3.3 Bốc không khí BQNN Lượng bốc không khí (Zpiche) BQNN thể tại bảng 1-2 Bảng 1-2: Bảng tính toán lượng bốc bình quân nhiều năm Tháng I II ∆Z(mm) 171. 184. − III IV V VI 183. 118. 1 212.5 Bốc lưu vực (Z0lv) VII VIII I X X XI 75.6 86.3 62.7 53.4 74.3 95.9 XII Năm 126. 1443.7 Lượng bốc lưu vực tính phương trình cân nước Zolv = Xo - Yo = 1500-598 = 902mm − Bốc mặt hồ (Zn) Lượng bốc mặt hồ tính theo công thức kinh nghiệm từ tài liệu đo bốc Piche. Z piche = 1444 mm Zn = K x Zpiche = 1588 mm − Tổn thất bốc ∆Z = Zn – Zlv = 1588-902 = 686mm Bảng 1-3: Bảng phân phối ∆Z năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm ∆Z(mm) 81.3 87.4 101.0 87.0 56.1 35.9 41.0 29.8 25.4 35.3 45.5 60.2 686.0 Mưa − Lượng mưa BQNN lưu vực Lượng mưa BQNN trạm Buôn Hồ trung tâm lưu vực 1500 mm, trạm Ea Hleo SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu thượng lưu 1600 mm, trạm Krông Buk 1450 mm. Trạm Ban Mê thuột cách trung tâm lưu vực 20 km về phía TN 1770mm. Trạm Buôn Hồ trung tâm lưu vực là 1500 mm. Để xác định lượng mưa lưu vực chọn lượng mưa trạm Buôn Hồ Xolv= 1500 mm − Lượng mưa gây lũ: Chọn trạm mưa Ban Mê Thuột là trạm có chuỗi đo đạc dài năm và có lượng mưa năm lớn vùng để tính toán . Cập nhật tài liệu mưa năm 2003 có chuỗi mưa ngày 38 năm, kết qủa tính toán lượng mưa ngày lớn tại trạm Ban Mê Thuột nêu tại bảng 1-4 Bảng 1-4 kết tính toán lượng mưa ngày lớn (mm) P ( %) 0.1 0.5 X1ng (NCKT) 310 255 X1ng (TKKT) 307 253 Đặc điểm thủy văn 1.0 232 230 2.0 209 2079 5.0 178 176 10 154 153 Các tham số Xo=105.7;Cv=0.35;Cs=1.59 Xo=105.5;Cv=0.35;Cs=1.64 Dòng chảy BQNN: Tính toán điều tiết chuỗi dòng chảy năm thuỷ văn, chọn trị số lưu lượng dòng chảy BQNN hồ chứa Suối Dầu hạ : Qo=8.57 m3/s Wo= 270.29 x106m3 , Mo = 19.0 l/s Dòng chảy năm thiết kế Dùng chuỗi 26 năm xây dựng đường tần suất dòng chảy. Kết tính toán dòng chảy năm thiết kế hồ Cam Ranh thể tại bảng 1-5. Bảng – kết tính toán dòng chảy năm hồ Suối Dầu hạ P (%) 50 Qp (m /s) 8.36 Wp (m /s) 263.67 Phân phối dòng chảy năm thiết kế 75 6.22 196.18 Các thông số Qo=8.57 m3/s Cv=0.39, Cs=0.39 Chọn năm điển hình : Chọn năm thuỷ văn 1985-1986 có trị số xấp xỉ tần suất năm 85%, lượng dòng chảy mùa kiệt nhỏ, chiếm 16% lượng dòng chảy năm làm năm điển hình để thu phóng dòng chảy năm thiết kế. Kết thu phóng dòng chảy năm thiết kế P=75% tại lưu vực nghiên cứu gồm thể tại sau: Bảng 1-6 phân phối dòng chảy năm thiết kế (m3/s) Tháng I II III IV SVTH: Đặng Thị Huyền Trang V VI VII VIII IX X XI XII Năm Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Q85% 3.90 2.10 1.63 0.45 2.40 0.77 7.98 7.80 14.49 12.80 12.34 7.98 6.22 Các đặc trưng dòng chảy lũ: − Phương pháp tính toán: Tại lưu vực có chuỗi đo đạc dòng chảy lũ 27 năm 1977-2003, nhiên chuỗi tài liệu chưa đủ dài, thời gian qua lũ xuất lớn là 474 m 3/s năm 1993, module đỉnh lũ Mmax=1.05 m3/km2, chuỗi số liệu thực đo chưa có trị số lớn đại diện cho liệt tính toán. Nếu dùng chuỗi tài liệu lũ thực đo để tính toán nhỏ không an toàn công trình phòng lũ, đó, phần tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế dùng phương pháp tính từ mưa chuỗi mưa dài đại diện cho năm lũ lớn lũ nhỏ và trung bình. − Lưu lượng lũ lớn Qmax Lưu vực có diện tích 452 km2 theo QPC6-77 dùng công thức SOKOLOPSKI để tính toán. Bảng – Kết tính toán Qmax theo công thức XOKOLOPSKI P(%) 0.1% 0.5% 310 255 Xp(mm) Qp(m /s) 1475 1200 − Tổng lượng lũ thiết kế 1.0% 232 1053 2.0% 209 896 5.0% 178 714 10.0% 154 520 Bảng 1-8 tính toán tổng lượng lũ thiết kế Đặc trưng Qmax (m3/s) W (106m3) W (106m3) 0.1% 1475 102.0 170.1 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang 0.5% 1200 82.0 136.6 1.0% 1053 71.4 118.8 2.0% 896 60.0 99.6 5.0% 714 46.7 77.5 10.0% 520 32.7 53.9 Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Bảng 1-9 đường trình lũ thiết kế Ti (h) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Qi (m3/s) P=1% 91.9 92.9 91.3 89.6 89.6 89.6 86.9 108.5 130.1 152.3 167.4 275.4 340.2 366.1 400.7 440.1 450.0 490.0 531.6 601.4 640.2 651.8 791.2 982.6 1086.6 1148.5 1160.0 1180.0 1190.0 1200.0 1200.0 1200.0 1190.0 1180.0 1150.0 1100.0 P=0.2% 114.8 115.8 113.8 111.8 111.8 111.8 108.4 135.3 162.3 189.9 208.7 343.4 424.2 456.6 499.6 548.8 561.2 618.7 671.1 759.3 808.3 823.0 1047.5 1138.5 1283.5 1400.0 1450.0 1470.0 1475.0 1475.0 1475.0 1475.0 1460.0 1440.0 1420.0 1388.8 Ti (h) 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 Qi (m3/s) P=1% 1039.8 954.5 853.6 743.0 632.4 620.0 615.6 584.3 553.0 522.2 506.0 494.1 486.0 477.9 469.8 462.2 454.7 447.1 415.3 383.4 351.0 333.7 316.4 301.3 287.8 274.3 260.8 253.3 245.7 237.6 233.8 230.0 226.8 223.0 219.2 216.0 P=0.2% 1312.9 1205.1 1077.7 938.1 798.5 773.1 767.7 728.6 689.5 651.2 631.0 616.1 606.0 595.9 585.8 576.4 567.0 557.6 517.8 478.1 437.7 416.1 394.6 375.7 358.9 342.1 325.2 315.8 306.4 296.3 291.6 286.9 282.8 278.1 273.4 269.4 V bc= 37200 m3/năm, tra quan hệ Q~Z ta Zbc=474,34 m SVTH: Đặng Thị Huyền Trang Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Đường Q=F(Z) hạ lưu Dùng đường Q=F(z), xác định các thông số : độ dốc J =0.6%o, độ nhám n = 0.030. Từ mặt cắt hạ ngang lưu đập, mượn các thông số xây dựng, tính toán đường Q=F(z) hạ lưu. Kết tính toán đường Q=F(z) hạ lưu trình bày tại bảng 1-10 Bảng 1-10:Bảng tính toán quan hệ Q=F(z) hạ lưu Z(m) 452.0 452.5 453.0 453.5 454.0 454.5 455.0 455.5 456.0 456.5 457.0 457.5 458.0 458.5 459.0 ω (m2) 16.2 27.7 39.4 51.4 63.8 76.4 91.4 112.3 140.3 178.7 248.0 404.4 588.9 786.9 998.0 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang R(m) 0.69 1.12 1.53 1.91 2.27 2.61 2.24 2.13 2.08 1.88 0.83 1.13 1.52 1.90 2.27 J 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006 10 v (m/s) 0.63 0.87 1.07 1.24 1.40 1.53 1.38 1.34 1.37 1.80 1.66 1.10 1.07 1.24 1.20 Q(m3/s) 10 24 42 64 89 105 126 151 192 250 325 445 630 920 1198 Lớp 54LT-C1 d, Biểu đồ mômen cuối cùng: TH tải trọng tiêu chuẩn TH tải trọng tính toán Hình 9-5:Sơ đồ tính toán biểu đồ mô men cuối Bảng 9-1: Bảng tổng hợp mômen cuối Trường hợp tính toán Sơ Tải trọng đồ M1 (T.m) Sơ đồ M2 (T.m) Sơ đồ M3 (T.m) Tổng (T.m) A -3.97 B -3.76 C -3.76 D -3.97 E 11.76 F 12.06 G -3.87 H -3.87 tiêu chuẩn Tải trọng -4.57 -4.04 -4.04 -4.57 12.88 13.69 -4.31 -4.31 tính toán Tải trọng -9.99 -9.99 -9.99 -9.99 -9.99 -9.99 13.70 13.70 tiêu chuẩn Tải trọng -11.67 -11.67 -11.67 -11.67 -11.67 -11.67 15.98 15.98 tính toán Tải trọng -2.24 -1.84 -1.84 -2.24 -1.24 -2.24 2.84 2.84 tiêu chuẩn Tải trọng -2.43 -1.99 -1.99 -2.43 -1.99 -2.43 3.07 3.07 tính toán Tải trọng -15.97 -15.83 -15.83 -15.97 -0.28 0.53 12.65 12.65 tiêu chuẩn Tải trọng -18.42 -17.92 -17.92 -18.42 -0.46 -0.89 14.72 14.72 tính toán 9.3.2.3. Xác định biểu đồ lực cắt Hình 9-6: Biểu đồ lực cắt Bảng 9-2: Kết tính toán lực cắt Tính lực cắt (Q) QDA(= -QAD) QBC( = -QCB) QAB(= -QDC) QBA(= -QCD) QGB(= -GHC) Với tải trọng tiêu chuẩn 34.39 35.79 38.93 -34.68 -0.20 Với tải trọng tính toán 39.25 38.89 44.84 -40.01 -0.41 9.3.2.4. Xác định biểu đồ lực dọc Hình 9-7: Sơ đồ tính toán lực dọc kết cấu Để xác định biểu đồ lực dọc Ncc thanh, ta dựa vào biểu đồ lực cắt Qcc xác định trên. Bằng phương pháp tách riêng nút ta xác định lực dọc tất các thanh, từ ta vẽ biểu đồ lực dọc cuối cùng Ncc. Hình 9-8: Kết tính toán lực dọc kết cấu Bảng 9-3: Kết tính lực dọc Lực dọc (N) NAB = NDC NBA = NCD NBC = NCB NAD = NDA 9.4. Tính toán cốt thép Với tải trọng tiêu chuẩn 40.26 36.66 34.68 38.93 Với tải trọng tính toán 43.35 39.75 40.01 44.84 9.4.1. Số liệu tính toán Để tính toán và bố trí cốt thép cho cống ngầm ta sử dụng bê tông M200 và cốt thép nhóm CII để tính toán. Bảng 17 TCVN 4116-1985 ta hệ số α = 0, A0 = α (1 − 0.5α ) = 0, 42 Theo TCVN 4116-85, ta có các tiêu tính toán sau: - Rn: Cường độ tính toán chịu nén bê tông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục, Rn = 90 KG/cm2. - Rk: Cường độ tính toán chịu nén bê tông đối với trạng thái giới hạn I kéo dọc trục là: Rk = 7,5 KG/cm2. - Rkc: Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II kéo dọc trục, Rkc = 11,5 KG/cm2. - Rnc: Cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II nén dọc trục, Rkc = 115 KG/cm2. - Kn: Hệ số tin cậy, với công trình cấp III, Kn= 1,15. - nc: Hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp tải trọng bản, n = 1,0. - nc: Hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp tải trọng đặc biệt, n = 0,9. - mb: Hệ số điều kiện làm việc bê tông, mb = 1,0. - ma: Hệ số điều kiện làm việc cốt thép, ma = 1,1. - Ra: Cường độ chịu kéo cốt thép, Ra = 2700KG/cm2. - Ra’: cường độ chịu nén cốt thép, Ra’ = 2700KG/cm2. - Ea: Mô dun đàn hồi cốt thép, Ea = 2,1.106 KG/cm2. - Eb: Mô dun đàn hồi ban đầu bê tông, Eb = 240.103 KG/cm2. Tiết diện tính toán là hình chữ nhật có các kích thước bxh = 100x40 (cm 2). Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo là: a = a’ = 4cm. Chiều cao hữu ích tiết diện là: h0 = h – a = 40 – = 36 (cm). Chiều dài tính toán kết cấu: - Với thành cống: l0 = 0,5H = 0,5.3,1=1,55m. - Với trần và đáy cống: l0 = 0,5 B = 0,9 m. Hàm lượng cốt thép tối thiểu, theo bảng 4-1 (Trang 62) giáo trình BTCT Ta có: µ = Fa + Fa' .100% = 0, 05% bh0 Hàm lượng cốt thép lớn µmax = 3,5% Fa, Fa’: Diện tích cốt thép miền kéo và miền nén kết cấu.  Fa , Fa' > µmin bh0 Yêu cầu:  '  Fa + Fa < µmax bh 9.4.2. Mặt cắt tính toán Căn cứ vào biểu đồ nội lực ta chọn các mặt cắt nguy hiểm để tính toán cốt thép Trong phạm vi đồ án này ta tính toán và bố trí cốt thép theo phương ngang cống cho các mặt cắt đáy, nắp, bên với nội lực tải trọng tính toán gây ra. Chọn tải trọng tính toán để bố trí cốt thép cho cống: Ta chọn trường hợp nội lực gây bất lợi cho cống về mặt ổn định và cường độ. Biểu đồ nội lực để tính toán và bố trí cốt thép theo phương ngang cống: Để thuận tiện cho tính việc bố trí cốt thép theo phương ngang ta tính toán cốt thép cho các mặt cắt sau: - Với trần cống: Chọn mặt cắt qua B là mặt cắt có giá trị mômen căng ngoài lớn để tính và bố trí thép phía ngoài trần cống, và mặt cắt qua E là mặt cắt có giá trị mômen căng lớn để tính toán và bố trí thép phía trần cống. - Với thành bên: Chọn mặt cắt qua A là mặt cắt có mô men căng ngoài lớn để tính toán cốt thép phía ngoài thành bên, và mặt cắt qua H có giá trị mô men căng lớn để tính toán và bố trí cốt thép phía thành bên cống. - Với đáy cống: Chọn mặt cắt qua D là mặt cắt có mô men căng ngoài lớn để tính và bố trí cốt thép phía ngoài cho đáy cống, và mặt cắt qua F có mô men căng lớn để tính toán và bố trí cốt thép phía đáy cống. Các độ lớn các nội lực mặt cắt ghi rõ biểu đồ nội lực tính toán 9.4.3. Tính toán cốt thép dọc chịu lực 9.4.3.1. Tính toán bố trí thép cho trần cống Mặt cắt B: Các nội lực sau: MB = -17,92 T.m ; QB = 38,89 T ; NB = -40,01T Xét ảnh hưởng uốn dọc: l0 0,9 = = 2, 25 ≤ 10  ảnh hưởng uốn dọc với cấu kiện là không đáng kể. h 0, Chọn η = . => e0 = M −17,92 = = 0, 448(m) = 44,8 (cm) N −40, 01 Ta thấy η.e0 = 44,8 > 0,3.h0 = 10,8 (cm) nên cấu kiện là cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. Hình 9-9: Sơ đồ tính ứng suất để tính cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn Tiến hành tính toán tương tự ta có : + e: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu kéo Fa. e = ηe0 + 0,5h – a =44,8+0,5.40-4= 60,8 cm. + e’: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu nén Fa’. e’ = ηe0 – 0,5h + a’ = 44,8-0,5.40+4= 28,8 cm. Xuất phát từ công thức (các phương trình bản) sau: kn nc N ≤ mb Rn bx + ma Ra ' Fa '− ma Ra Fa x kn nc Ne ≤ mb Rnbx(h0 − ) + ma Ra ' Fa '(h0 − a ') Đây là bài toán xác định Fa và Fa’ biết các điều kiện khác cấu kiện. Điều kiện hạn chế: 2a ' ≤ x ≤ α h0 (nhằm đảm bảo xảy nén lệch tâm, ứng suất bê tông miền đạt Rn, ứng suất Fa đạt Ra, ứng suất Fa’ đạt Ra’) ⇒ Fa' = kn nc Ne − mb Rnbh02 A0 ma Ra' ( h0 − a ') Thay giá trị vào ta có: => 1,15.1.40010.60,8 − 1.90.100.362.0, 42 Fa' = = - 22,11 (cm2) 1,1.2700.(36 − 4) Vì Fa’ < nên ta chọn Fa’ theo điều kiện sau: + Điều kiện về hàm lượng cốt thép: Fa’ = µmin.b.ho Với µmin: Hàm lượng cốt thép tối thiểu phụ thuộc vào độ mảnh cấu kiện ηb λb = Trong đó: lo h lo: là chiều dài tính toán cấu kiện. b: là cạnh nhỏ tiết diện. => λb = 0,5.1,8 = 2,25. Tra bảng 4-1 sách kết cấu BTCT ta có µmin = 0,05%(Theo 0, bảng 37 - TCXDVN 356-2005, với λ < 17 →hệ số hàm lượng cốt thép tối thiểu µ = 0.05% ). Khi Fa’ = 0,0005.100.36 = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ10 = 3,93cm2. (tra PL 12 - Giáo trình KC BTCT ĐHTL). Vậy ta chọn Fa' = 5φ10, khoảng cách các cốt thép là 20 (cm) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' và các 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 ') m b .R n .b.h 02 1,15.1.40010.60,8 − 1,1.2700.3,93.(36 − 4) = 0, 208 1.90.100.362 ⇒ α = − − A = − − 0, 208 = 0,109 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' 1,15.1.40010.28,8 = = 13,94 ( 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 = 6φ18 = 15, 27 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía ngoài cống là 5φ10, khoảng cách các là 20cm. Căn cứ vào kết tính toán cốt thép mặt cắt ta chọn và bố trí cốt thép cho trần cống sau : + Cốt thép phía ngoài cống: Fngoài = 6φ18 = 15, 27 (cm2), a = 20 cm. + Cốt thép phía cống: Ftrong = 6φ18 = 15, 27 (cm2), a = 20 cm. 9.4.3.2.Tính toán cốt thép cho đáy cống Mặt cắt qua D: Các nội lực sau: MD = -18,42 Tm; QD = 39,25T ; ND = - 44,84 T Qua tải trọng tác dụng ta thấy là cấu kiện chịu kéo lệch tâm. Trình tự tính toán sau: - Xét ảnh hưởng uốn dọc: l0 0,9 = = 2, 25 < 10 nên ảnh hưởng uốn dọc đến kết cấu là không đáng kể, lấy h 0, η = 1. Độ lệch tâm e0: e0 = M 18, 42 = = 0, 411(m) = 41,1 (cm) . N 44,84 Ta thấy η.e0 = 41,1 > 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 = 57,1 cm. e’ = ηe0 – 0,5h + a’ = 25,1 cm. ⇒ Fa' = kn nc Ne − mb Rn bh02 A0 ma Ra' (h0 − a ') Thay giá trị vào ta có: => Fa' = 1,15.1.44840.57,1 − 1.90.100.362.0, 42 = - 48,447 (cm2) 1,1.2700.(36 − 4) Vì Fa’ < nên ta chọn Fa’ theo điều kiện sau: + Điều kiện về hàm lượng cốt thép: Fa’ < µmin.b.ho = 1,8 cm2 + Điều kiện cấu tạo: chọn Fa’ = 5φ10 = 3,93cm2. Vậy ta chọn Fa' = 5φ10, khoảng cách các cốt thép là 20 (cm) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' và các điều kiện khác. Tính lại A: Đặt A = α.( 1- 0,5.α ) k n .n c .N.e − m a .R a' .Fa' .(h − a ') Tacó: A = m b .R n .b.h 02 = 1,15.1.44840.51, − 1,1.2700.2,36.(36 − 4) = 0, 209 1.90.100.362 ⇒ α = − − A = − − 2.0, 209 = 0, 207 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' 1,15.1.44840.25,1 = = 13, 62 ( 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 = 5φ 20 = 15, 71 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía ngoài cống là 5φ20, khoảng cách các là 20cm. 9.4.3.3Tính toán cốt thép cho bên Mặt cắt qua A: Các nội lực sau: MA = 18,42 (Tm); QA = 44,84 (T); NA = 43,35 (T) Xét ảnh hưởng uốn dọc: l0 0,9 = = 2, 25 ≤ 10 ảnh hưởng uốn dọc là không đáng kể. h 0, Chọn η = .  e0 = M = 0, 4249 (m) = 42,49(cm) N Ta thấy η e0 = 42, 49 ≥ 0,3h0 = 10,8cm nên cấu kiện là cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. Tiến hành tính toán ta kết sau: e = η e0 + 0,5h − a = 58, 49 (cm) e ' = η e0 − 0,5.h + a ' = 18, 49 (cm) ⇒ Fa' = −20,86 (cm2) Bài toán trở thành xác định Fa biết Fa' và các 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 ') =0,204 m b .R n .b.h 02 => α = − − 2A ⇒ α = − − A = − − 2.0, 204 = 0,196 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 ' 1,15.1.43350.18, 49 = = 9, 696cm . m a .R a .(h − a ') 1,1.2700.(36 − 4) So sánh Fa > µmin.b.h0 = 1,8 cm2: Chọn Fa = 5φ10 = 3,93 cm2. Vậy bố trí cốt thép phía ngoài cống là 5φ10, khoảng cách các là 20cm. Vậy kết cốt thép dọc chịu lực cống ngầm sau: Bảng 9-4 : Cốt thép bố trí theo phương ngang cống Cốt thép phía cống Diện tích (cm2) Loại thép Thành phần Cốt thép phía ngoài cống Diện tích (cm2) Loại thép Trần cống 3,93 5Φ10/1m 15,27 Φ 18/1m Thành cống 3,93 Φ 10/1m 15,71 Φ 20/1m Đáy cống 3,93 Φ 10/1m 10,05 5Φ 10/1m 9.4.4.Tính toán cốt thép ngang ( cốt đai cốt xiên ) 9.4.4.1. Mặt cắt tính toán Tính toán cốt thép ngang (cốt đai và cốt xiên) chọn mặt cắt có lực cắt Q tính toán lớn nhất. Kiểm tra cho mặt cắt tại D AD với QD = 56490kG. Có hai phương pháp chính: + Phương pháp đàn hồi. + Phương pháp trạng thái giới hạn. 9.4.4.2. Tính toán cốt thép ngang theo phương pháp trạng thái giới hạn a.Điều kiện tính toán Cần phải đặt cốt đai, cốt xiên để đảm bảo cường độ mặt cắt nghiêng thỏa: K1.mb4.Rk.b.ho< kn.nc.Q ≤ 0,25. mb3.Rn.b.ho Trong : Q : Lực cắt lớn tải trọng tính toán gây ra, Q = 39,25T. Rk : Cường độ chịu kéo tính toán bêtông, Rk = 7,5 kG/cm2. K1 = 0,6 đối với kết cấu dầm. mb4 : Hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu bê tông không cốt thép mb4 = 0,9. mb3 =1: Hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu bê tông có cốt thép. Thay các giá trị vào công thức : K1.mb4.Rk.b.ho = 0,6.0,9.7,5.100.36 = 14580 kG kn.nc.Q = 1,15.1. 39250 = 45137,5 kG 0,25.mb3.Rn.b.ho= 0,25.1,0.90.100.36 = 81000 kG Theo kết tính toán thấy: K1.mb4.Rk.b.ho=14580kG[...]... kế hồ chứa Suối Dầu Vật liệu cát: Cát dùng trong công trình được khai thác ở 2 mỏ chính: Mỏ cát cầu Giang Sơn Mỏ cát sông Nước Trong - xã Vụ Bổn Ngoài ra trong khu vực cát có thể dùng được tại các mỏ: Mỏ cát tại cầu Kim Châu nằm trong sông Krông Ana, cách vị trí tuyến đập Suối Dầu hạ khoảng 60 Km; mỏ cát hạ lưu cầu 14 nằm trên đường quốc lộ số 14, cầu bắc qua sông Krông Ana... trình đầu mối: Tuyến này cũng bao gồm hai nhánh đập trên ngã ba sông Nhánh phải chặn sông tim cách tuyến đập hiện tại khoảng 60m về phía hạ lưu và tận dụng được khối đập cũ làm một phần trong thân đập mới Nhánh trái cách tuyến đập I khoảng 200m về phía hạ lưu Tính tóan điều tiết hồ xác định các thông số hồ chứa: Các tài liệu tính toán và nhu cầu dùng nước: − Bốc hơi Bảng 3-1: Bảng... nằm ở vai phải đập, cách tuyến đập trung bình là 1000m Ranh giới mỏ mở rộng hơn so với giai đoạn trước + Mỏ VLXD đất D nằm ở hạ lưu đập, cách tim tuyến đập II khoảng 500m, phân bố ở thượng lưu ngã ba sông + Mỏ VLXD đất E nằm cách vai phải tuyến đập khoảng 2000 m Mỏ này nằm ở khu vực thôn thôn 7B, xã EA Phê phân bố chủ yếu ở khu vực lòng hồ + Mỏ VLXD đất F nằm ở vai trái đập, cách vai... nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu chứa trong các khe nứt của đá nền có thể còn gọi là nước khe nứt Trữ lượng nước không phong phú Tuỳ theo địa hình, mùa khô nước ổn định ở độ sâu 5 ÷ 8 m, mùa mưa mực nước ổn định ở độ sâu 3 ÷ 5m Khu vực vai đập mực nước ổn định ở độ sâu sâu hơn, từ 8.5 ÷ 13m, cao hơn mực nước các sông và có xu hướng chảy về phía sông Đới nước ngầm có áp Nước... Min, cách tuyến đập chính khoảng 60 Km, tuy nhiên các mỏ nằm cách xa công trình + Mỏ cát cầu Giang Sơn Mỏ cát sỏi khu vực cầu Giang Sơn bắc qua sông Krông A na (tại Km23 +912, QL 27, dài 214m), thôn 4 xã Giăng gié, huyện Krông Bông Mỏ này cách công trình Suối Dầu hạ khoảng 60Km, hiện đang cung cấp cát qua khai thác tại chỗ và vận chuyển cát từ thượng lưu về + Mỏ cát sông Nước Trong... chuyền sản xuất tiên tiến Hiện trạng Thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình – Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng: Hiện trạng Thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình Đến nay trên địa bàn huyện Krông Pắc đã xây dựng được một số lượng khá lớn các công trình thuỷ lợi, đáng chú ý nhất là các hồ chứa như Krông Buk Hạ, hồ Ea Quang, Ea Uy, Ea Yiêng và một số... ở vai trái đập, cách vai trái tuyến đập khoảng 2200 m Mỏ này phân bố trên khu đồi cao thuộc xã Cam Ranh, phía dưới sát khu vực khảo sát trong giai đoạ NCKT + Mỏ VLXD đất G nằm ở phía thượng lưu đập, cách tuyến đập khoảng 3.8 km Mỏ này nằm gần thôn 12, phân bố chủ yếu ở khu vực lòng hồ + Mỏ VLXD đất H nằm ở phía thượng lưu đập, cách tuyến đập khoảng 500m Mỏ SVTH: Đặng Thị Huyền Trang... lệ khe hở chặt nhất εmax Độ chặt tương đối D Moduyn độ lớn D10 (mm) D60 (mm) Hệ số không đồng đều Hàm lượng hạt mềm yếu (%) Hàm lượng hạt bụi sét / mi ca (%) Góc nghỉ ϕ (độ) Khi khô Góc nghỉ ϕ (độ) Khi ướt Vật liệu đá Mỏ cát sỏi cầu Giang Sơn, xã Giăng gié Mỏ cát sỏi sông nước Trong vụ Bổn -H .Krông Bôn) Cát Cuội sỏi Cát 7.8 15.4 15.9 23.1 23.3 14.4 35.6 25.0 19.3 12.0 5.0 3.0 Cuội sỏi 100 1.45 1.68... ma Thuột khoảng 500m (xem ảnh 60); mỏ đá Km 42 nằm bên phải đường Quốc lộ 26 đi Buôn ma Thuột cách tuyến đập khoảng 3km, mỏ đá trong khu vực lòng hồ cũ - Mỏ đá Km47 SVTH: Đặng Thị Huyền Trang 18 Lớp 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa Suối Dầu Thuộc xã Suối Dầu cách tuyến đập khoảng 6Km về phía hạ lưu Đó là đá Bazan màu xám đen, dạng khối đặc xít, cứng chắc Trữ lượng mỏ... = 2,78 ÷ 2.82T/m3 + Độ khe hở: n = 3.1 ÷ 4.5% + Cường độ kháng nén bão hoà: Rnén= 877.90 ÷ 1201.5 KG/cm2 (Chi tiết kết quả chỉ tiêu các mẫu đá xem phụ lục 3) - Mỏ đá bên sông Krông Buk Thuộc bờ phải và cách tuyến đập khoảng 2Km về phía hạ lưu Đó là đá Bazan màu xám đen, dạng khối, cứng chắc Trữ lượng mỏ đá khá lớn, tuy nhiên chất lượng đá chỉ nên dùng làm đá dăm là phù . *yFeY-5'F6> *yF--7?€&0HF#e Bảng 1 – 5 kết quả tính toán dòng chảy năm hồ Suối Dầu hạ ;t„u M B ?>!,K •=t L …,u CeLb be:: •6‡CeB L …, ‹=t L …,u :bLebB #.be#C. 105 fA1&A6>e#M $6>>&,Ke#M P_O)1>H'""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7W0 YF>6dg1e## THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 115 Dh 2'e## `'/.. ##„ Nắng ZKgi'H"1:CMg EG Bảng 1-1: Kết quả tính toán gió trung bình tháng và năm $> S SS SSS S  S SS SSS Sk k kS kSS D t…,u eb eb e Le: :e# #e. #eB #eC