CHUYÊN đề TÍNH TOÁN điều TIẾT hồ và điều TIẾT lũ

ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: TÀI LIỆU CƠ BẢN 13.3 Xác định nội lực tác dụng lên đáy 13.3.1 Trình tự tính toán 13.3.2 Phương pháp tính toán 13.4 Tính toán chọn thép kiểm tra nứt 13.4.1 Tính toán chọn thép 13.4.2 Tính toán cốt thép cho đáy 13.4.3 Kiểm tra nứt PHỤ LỤC TÍNH TOÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I TÀI LIỆU CƠ BẢN Tràn xả lũ tràn ngang không cần điều tiết với hình thức ngưỡng thực dụng phương án bề rộng tràn nước b = 20m, 25m, 30m DTL theo pp Kotrezin Thiết kế công ngầm có áp với lưu lượng Qtk = 0,35 m3/s Cao trình mực nước khống chế đầu kênh : 202,9 m CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Điều kiện địa lý, địa hình: 1.1.1 Vị trí địa lý : Công trình hồ chứa nước Thôn 6- Khắc Khoan có vị trí xây dựng: xã Phú Nghĩa - Huyện Bù Gia Mập – Tỉnh Bình Phước PHƯƠNG ÁN TUYẾN I Hình 1-1 : Bản đồ vị trí xây dựng công trình Huyện Bù Gia Mập nằm phía Đông Bắc tỉnh Bình Phước cách trung tâm thị xã Đồng Xoài khoảng 40 km, phía Bắc giáp Cam Pu Chia huyện Bù Đốp, phía Đông giáp tỉnh Đắk Nông huyện Bù Đăng, phía Tây giáp huyện Lộc Ninh huyện Bình Long, phía Nam giáp huyện Đồng Phú ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP Vùng dự án có tọa độ địa lý trung tâm sau: - 11º 55’58’’ vĩ độ Bắc - 107º 03 ’07’’ kinh độ Đông 1.1.2 Điều kiện địa hình: Tài liệu địa hình: đồ lòng hồ chứa nước Thôn - Khắc Khoan tỷ lệ 1/2000, tài liệu địa hình đo cắt dọc cụm công trình đầu mối Viện Thủy Lợi môi trường cung cấp Địa hình đồi núi tạo nhiều khe, suối chia cắt có cao trình trung bình 200 m so với mực nước biển Địa hình khu vực công trình có chênh cao tương đối lớn, độ dốc ngang trung bình từ 15% đến 20% bị phân cắt liên tục tạo thành đồi có nhiều khe suối liền kề Khu vực đo vẽ thuộc địa hình đồi núi có độ dốc lớn, khu trồng cà phê, điều cao su Địa hình khu vực xây dựng công trình: lòng suối có cao độ khoảng +199,5 m rộng khoảng 7,0 ÷ 8,0m 1.1.3 Tài liệu địa hình hồ chứa: Xây dựng đường quan hệ đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ F, Z ~ V Trong Z cao độ mực nước hồ, F diện tích mặt hồ, V dung tích hồ chứa Dựa vào bình đồ khu vực, theo đường đồng mức xác định diện tích mặt hồ tương ứng với mức nước khác cách đo diện tích đồ Dung tích khống chế hai đường đồng mức kề tính theo công thức: ∆V = ( Fi + Fi +1 ).∆Z Trong ∆Z chênh lệch cao độ hai đường đồng mức i i+1 Dung tích hồ chứa tính đền mực nước thứ i xác định theo công thức: i Vi = ∑ ∆Vi i =1 Bảng 1-1: Bảng quan hệ Z~F~V vùng lòng hồ Z (m) 200 201 202 203 204 F.103(m2) 34,197 211,194 332,244 469,667 V.103(m3) 17,0985 139,794 411,513 812,469 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP 205 206 207 208 209 210 211 212 613,189 944,175 1102,02 1311,69 1473,31 1765,98 2064,46 2347,02 1353,9 2132,58 3155,68 4362,53 5755,03 7374,68 9289,89 11495,6 Hình 1-2: Quan hệ Z ~ F, Z ~ V 1.2 Điều kiện địa chất: 1.2.1 Đặc trưng chung địa chất khu vực : Vùng dự án nằm cao nguyên có cao độ từ 190 m – 250 m so với mực nước biển, địa hình đồi núi thấp Tướng phổ biến tướng bóc mòn, chỗ trũng thấp có tướng bóc mòn tích tụ Đặc điểm địa chất công trình vùng này: tầng phủ, lớp đất sét bazan có bề dày lớn trình laterit hóa - Đá nền, đá phun tro bazan olivin xuất tương đối sâu, hố khoan khảo sát có hố khoan lòng suối KH-D3 khoan vào đá gốc 1.2.2 Điều kiện địa chất công trình đầu mối: 1.2.2.1 Phân lớp đất nền: Căn vào kết khoan khảo sát địa chất thực địa hố khoan tuyến đập, tuyến tràn, tuyến cống kết thí nghiệm đặc trưng lý đất nền, phạm vi khảo sát, phân tuyến đập hồ Thôn -Khắc Khoan theo mặt cắt địa chất sau: - Lớp : Sét Bazan lẫn dăm sạn màu nâu đỏ, nâu vàng Trạng thái ẩm, dẻo mềm - dẻo cứng ( nguồn gốc sườn, tàn tích ) Lớp phân bố khắp khu vực khảo sát Lớp có bề dày thay đổi từ 2,0 m – 4,0 m - Lớp : Hỗn hợp sét lẫn sạn sỏi laterit màu nâu, nâu đỏ trạng thái nửa cứng – cứng “Trong lớp nhiều chỗ gặp Laterit kết tảng cứng chắc” Lớp phân bố đồng đều, có bề dày thay đổi từ 2,0 m – 5,0 m - Lớp : Đất Bazan sét màu xám nâu, xám xanh, lẫn dăm, sạn, rải rác có gặp đá lăn, đá tảng, đá phong hoá chưa triệt để Trạng thái ẩm dẻo cứng – nửa cứng (nguồn gốc tàn tích) Lớp phân bố đồng đều, có bề dày khoan vào từ 1,5m – 7,0m - Lớp : Đá Bazan màu xám xanh, xám đen, phong hóa vừa – mạnh, nứt nẻ Đá cứng vừa, độ cứng từ cấp – cấp 6, có bề dày khoan 6,0m Lớp gặp hố khoan lòng suối KH-D3 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1-3: Mặt cắt địa chất tuyến đập 1.2.2.2 Đặc trưng lý đất nền: Từ kết thí nghiệm đặc trưng lý mẫu đất ghi biểu thí nghiệm, bảng tổng hợp kết phân chia lớp đất Bằng phương pháp tính toán thống kê loại sai số ngẫu nhiên, ta xác định trị tiêu chuẩn trị tính toán tiêu lý lớp đất theo tiêu chuẩn 20TCN 74 -87 Đất xây dựng – phương pháp chỉnh lý thống kê kết xác định đặc trưng chúng ghi bảng 1-2 Bảng 1-2: Chỉ tiêu lý lớp đất tuyến đập hồ Thôn 6-Khắc Khoan Thông số thí nghiệm Thầnh phần hạt Sét Bụi Đơn vị Các lớp đất Lớp Lớp Lớp % % 29 16 34 % 18 10 17 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP Cát % 50 23 42 Sạn % 47 Cuội % Độ ẩm tự nhiên W % 43,3 28.9 40,0 T/m3 1,59 1,90 1,73 1,02 1,48 1,23 2,87 2,80 2,78 60,0 47,3 55,7 1,502 0,898 1,258 Dung trọng γ Ướt γ w Khô k Tỷ trọng D T/m Độ khe hở n % Tỷ lệ khe hở e Độ bão hòa G % 80,1 90,2 88,4 Sức kháng cắt Lực dính kết C Kg/cm2 0,17 0,24 0,18 o 14 05 o 18 19 16o13 cm/s 4,21.10-5 4,5.10-4 1,39.10-5 Góc ma sát F Hệ số thấm K c Vật liệu đất đắp: Căn vào kết khoan khảo sát địa chất thực địa hố khoan bãi vật liệu kết thí nghiệm đặc trưng lý đất phạm vi khảo sát, phân khu bãi vật liệu hồ Thôn - Khắc Khoan theo mặt cắt địa chất sau: Lớp 1: Sét Bazan lẫn dăm sạn màu nâu đỏ, nâu vàng Trạng thái ẩm, dẻo mềm - dẻo cứng ( nguồn gốc sườn, tàn tích ) Lớp phân bố khắp khu vực khảo sát, lớp có bề dày thay đổi từ 2,0 m – 4,0 m Lớp 2: Hỗn hợp sét lẫn sạn sỏi laterit màu nâu, nâu đỏ trạng thái nửa cứng – cứng “ Trong lớp nhiều chỗ gặp Laterit kết tảng cứng chắc” Lớp phân bố đồng đều, có bề dày thay đổi từ 2m – 5,0m Mẫu vật liệu thí nghiệm với mẫu đất nguyên dạng mẫu phá hủy Mẫu phá hủy thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn chế bị với loại đất có hạt Giải toán theo trường hợp cốt đơn − − A = − − 2.0,023 = 0,023 Với A = 0,023 ⇒ α = + Tính diện tích cốt thép Fa theo công thức : Fa = mb Rn b.h0 α ma Ra 1.90.100.46.0,023 1,1.2700 = = 2,93 cm2 Để tránh trường hợp kết cấu bị phá hoại dòn cốt thép, cần đảm bảo: Fa > µmin b.ho Ta có : Fa = 2,93 cm2 < µmin b.ho = 0,001.100.46 = 4,6 cm2 Chọn Fa = µmin b.ho = 4,6 cm2 → Chọn bố trí thép: 5φ12/1m = 5,65 cm2 ( Tra bảng sách BTCT, khoảng cách 20cm Chọn bố trí thép cấu tạo 5φ10/1m = 3,93 cm2  Kiểm tra điều kiện hạn chế: µmin < µ < µmax µmin : hàm lượng cốt thép tối thiểu : µmin = 0,1% Fa b.ho Với :µ = = αo µmax = 5,65 100.46 m b Rn m a R a = 0,12 % 0,6 = 1,15.90 1,1.2700 = 2,1% → µmin < µ < µmax → Đảm bảo điều kiện hạn chế 151 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG 152 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG  Tính toán cốt thép ngang : Cần phải đặt cốt đai,cốt xiên để bảo đảm cường độ mặt cắt nghiêng thỏa mãn điều kiện: (CT 3-62/53 GT KCBTCT) k1 mb Rk b.ho < k n nc Q ≤ 0,25.mb Rn b.ho (13-1) + k1 = 0,6 dầm + Q : lực cắt lớn tải trọng tính toán gây ra, Q = 5,29T Tra phụ lục 5/155 KCBTCT có: + mb3 = 1,15: hệ số điều kiện bêtông kết cấu bêtông cốt thép + mb4 = 0,9 : hệ số điều kiện kết cấu bêtông không cốt thép k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,6.0,9.7,5.100.46 = 18630 kg mb Rn b.h0 0,25 = 0,25.1,15.90.100.46 = 119025 kg kn.nc.Q = 1,15.1.5,29 = 6,0835T = 6083,5 kg    So sánh ta thấy: >  <  không thỏa mãn điều kiện (13-1) → Không phải tính cốt ngang  Kiểm tra nứt : Đối với kết cấu bêtông cốt thép nói chung, khe nứt xuất biến dạng ván khuôn, co ngót bêtông, thay đổi nhiệt độ độ ẩm, tác dụng tải trọng tác động khác Khi bêtông xuất ứng suất kéo vượt cường độ chịu kéo bêtông bắt đầu nứt Khe nứt làm cho công trình khả chống thấm, làm cho bêtông không bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn tác dụng xâm thực môi trường Không phải khe nứt nguy hiểm Ngay có tải trọng tác dụng cho phép không cho phép nứt Đối với bêtông cốt thép thường, cho dù tính toán không cho nứt xuất khe nứt nhiều yếu tố ngẫu nhiên Căn vào điều kiện làm việc công trình loại cốt thép dùng, kết cấu bêtông cốt thép tràn cho phép có khe nứt với bề rộng hạn chế Do cần kiểm tra xem mặt cắt nguy hiểm có xảy nứt không, có khe nứt tiến hành tính toán bề rộng khe nứt tải trọng gây so sánh với bề rộng khe nứt cho phép Kiểm tra nứt mặt cắt nguy hiểm : 153 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG + Số liệu tính toán: M tt 3,92 = n 1,2 - Momen tiêu chuẩn mặt cắt nguy hiểm nhất: Mcmax = = 3,26 T.m - Bề rộng mặt cắt tính toán: b = 100cm ; - Chiều cao tính toán: h0 = 46cm; - Diện tích cốt thép thớ trên: F’a = 3,93cm2, - Diện tích cốt thép thớ dưới: Fa = 5,65cm2 -Hệ số qui đổi: n = E a 2,1.10 = Eb 2,4.10 = 8,75 Điều kiện để cấu kiện không bị nứt : nc.Mc ≤ Mn = γ1 R ck Wqđ (13 - 2) Trong : Mc – Mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn Mn – Mômen uốn mà tiết diện chịu trước khe nứt xuất γ1 - hệ số xét đến biến dạng bê tông miền kéo Và xác định : γ1 = mh.γ = 1.1,75 = 1,75 Với : mh = 1: Tra phụ lục 13 GTBTCT ứng với chiều cao mặt cắt h < 100 cm γ - hệ số chảy dẻo bê tông Tra phụ lục 14 GTBTCT, ứng với tiết diện chữ nhật ta : γ = 1,75 R ck = 11,5 KG/cm2 - cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông ứng với M200 Wqđ – mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện: J qñ Wqđ = h - xn (13 - 3) Trong : Jqđ – mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi 154 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG xn – chiều cao miền bê tông chịu nén (khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng S qñ Fqñ tâm tiết diện quy đổi Và xác định: xn = Sqđ: mômen tĩnh tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén tiết diện quy đổi Đối với trường hợp tính toán cho hình chữ nhật nên x n Jqđ tính toán theo công thức sau: xn = Jqđ = = bh + n.Fa' a' + n.Fa h b.h + n.(Fa' + Fa ) = 0,5.100.50 + 8,75(3,93.4 + 5,65.46) 100.50 + 8,75(3,93 + 5,65) = 25,06cm b.x 3n b.(h − x n ) + + n.Fa' (x n − a' ) + n.Fa (h − x n ) 3 100.25,06 100(50 − 25,06) + + 8,75.3,93(25,06 − 4) + 8,75.5,65.( 46 − 25,06) 3 =1078613,867 cm4 J qñ Thay vào (13-3) ta : Wqđ = h - xn = 1078613,867 = 43248,351 50 − 25,06 (cm3) Thay vào (13 – 2) ta : Mn = γ1 R ck Wqđ = 1,75.11,5.43248,351 = 870373,064 kg.cm = 8,70373064(T.m) nc.Mc = 1.3,26 T.m Ta thấy : nc.Mc = 1.3,26 T.m < Mn = 8,70373064(T.m) Vậy : Cấu kiện không bị nứt Ta bố trí cốt thép cho tường sau : - Thép phía giáp đất : 5φ12/1m (5,65cm2) - Thép phía giáp tràn : 5φ10/1m (3,93cm2) - Thép cấu tạo dọc theo phương dòng chảy : bố trí hai lớp 5φ10/1m 13.3.2.2Tính toán bố trí thép cho phận II : Bộ phận II xem dầm công xôn có ngàm đáy vách tiếp giáp phận I, dầm có chiều dày 60cm, dài 0,5m, có sơ đồ tính toán hình vẽ : 155 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG a) Sơ đồ tính toán : 1,03T.m 4,01T Hình 13.9 :Sơ đồ nội lực phận II hình vẽ b) Tính toán bố trí thép : Tính toán thép cho toán cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật b.h = (100.60)cm Trước tiên để không xảy phá hoại giòn từ phía vùng bêtông chịu nén, phải thỏa mãn điều kiện : A ≤ A0 + Tính toán cốt thép Fa : • Sơ đồ ứng suất : k n nc M • Tính A theo công thức : A = mb Rn b.h0 Trong : M : momen tải trọng tính toán gây mặt cắt xét, M = 1,03(Tm) b : bề rộng cấu kiện, b = 100cm h0 : chiều cao hữu ích cấu kiện, h0 = h-a = 60 – = 56 (cm) h : chiều cao cấu kiện, h = 60cm a : khoảng cách từ mép biên miền kéo đến tâm cốt thép Fa , a = 4cm kn = 1,15 : hệ số độ tin cậy 156 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG nc = 1: hệ số tổ hợp tải trọng ( tổ hợp tải trọng ) mb : hệ số điều kiện làm việc bêtông tra theo bảng TCVN 4116 -85 + Đối với cấu kiện bê tông có chiều dày h = 60cm : mb = 1,15 Rn : cường độ tính toán chịu nén bêtông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục, R n = 90 kG/cm2 = 90 daN/cm2 kn , nc, mb, Rn giải thích mục 13.3.1 k n nc M 1,15.1.1,03.105 1,15.90.100.56 o A = mb Rn b.h0 = = 0,004 A = 0,004 < A0 = 0,42 => Giải toán theo trường hợp cốt đơn − − A = − − 2.0,004 = 0,004 Với A = 0,004 ⇒ α = + Tính diện tích cốt thép Fa theo công thức : m R b.h α Fa = b n ma Ra = 1,15.90.100.56.0,004 1,1.2700 = 0,78 cm2 Để tránh trường hợp kết cấu bị phá hoại dòn cốt thép, cần đảm bảo: Fa > µmin b.ho Ta có : Fa = 0,78 cm2 < µmin b.ho = 0,001.100.56 = 5,6 cm2 Chọn Fa = µmin b.ho = 5,6 cm2 → Chọn bố trí thép: 5φ14/1m = 7,69 cm2 , khoảng cách 20cm Chọn bố trí thép cấu tạo 5φ10/1m = 3,93 cm2  Kiểm tra điều kiện hạn chế: µmin < µ < µmax µmin : hàm lượng cốt thép tối thiểu : µmin = 0,1% Với :µ = Fa b.ho µmax = αo = 7,69 100.56 = 0,14 % mb R n 1,15.90 0,6 m a R a = 1,1.2700 = 2,1% → µmin < µ < µmax → Đảm bảo điều kiện hạn chế  Tính toán cốt thép ngang : 157 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG Cần phải đặt cốt đai,cốt xiên để bảo đảm cường độ mặt cắt nghiêng thỏa mãn điều kiện: (CT 3-62 GT KCBTCT) k1 mb Rk b.ho < k n nc Q ≤ 0,25.mb Rn b.ho (**) + k1 = 0,6 dầm + Q : lực cắt lớn tải trọng tính toán gây ra, Q = 4,01T + mb3 = 1,15: hệ số điều kiện bêtông kết cấu bêtông cốt thép + mb4 = 0,9 : hệ số điều kiện kết cấu bêtông không cốt thép k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,6.0,9.7,5.100.56 = 22680 kg  0,25 mb Rn b.h0 = 0,25.1,15.90.100.56 = 144900 kg  kn.nc.Q = 1,15.1.4,01 = 4,6115T = 4611,5 kg  So sánh ta thấy: >  <  không thỏa mãn điều kiện (**) → Không phải tính cốt ngang c) Kiểm tra nứt : Kiểm tra nứt mặt cắt nguy hiểm : + Số liệu tính toán: M tt 1,03 = n 1,05 - Momen tiêu chuẩn mặt cắt nguy hiểm nhất: Mcmax = = 0,98 T.m - Bề rộng mặt cắt tính toán: b = 100cm ; - Chiều cao tính toán: h0 = 56cm; - Diện tích cốt thép thớ trên:, Fa = 7,69cm2 - Diện tích cốt thép thớ dưới: F’a = 3,93 cm2 E a 2,1.10 = E 2,4.10 = 8,75 b -Hệ số qui đổi: n = Điều kiện để cấu kiện không bị nứt : c nc.Mc ≤ Mn = γ1 R k Wqđ (12 - 1) Trong : Mc – Mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn Mn – Mômen uốn mà tiết diện chịu trước khe nứt xuất γ1 - hệ số xét đến biến dạng bê tông miền kéo Và xác định : 158 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG γ1 = mh.γ = 1.1,75 = 1,75 Với : mh = 1: Tra phụ lục 13 GTBTCT ứng với chiều cao mặt cắt h < 100 cm γ - hệ số chảy dẻo bê tông Tra phụ lục 14 GTBTCT, ứng với tiết diện chữ nhật ta : γ = 1,75 R ck = 11,5 KG/cm2 - cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông ứng với M200 Wqđ – mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện: J qñ Wqđ = h - x n (12 - 2) Trong : Jqđ – mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi xn – chiều cao miền bê tông chịu nén (khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng S qñ F tâm tiết diện quy đổi Và xác định: xn = qñ Sqđ: mômen tĩnh tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén tiết diện quy đổi Đối với trường hợp tính toán cho hình chữ nhật nên x n Jqđ tính toán theo công thức sau sau : xn = bh + n.Fa' a' + n.Fa h b.h + n.(Fa' + Fa ) = 0,5.100.60 + 8,75(3,93.4 + 7,69.56) 100.60 + 8,75(3,93 + 7,69) b.x 3n b.(h − x n )3 + + n.Fa' (x n − a' ) + n.Fa (h − x n ) Jqđ = = 100.30,14 100(60 − 30,14) + + 8,75.3,93(30,14 − 4) + 8,75.7,69.( 56 − 30,14) 3 =1868612,381cm4 J qñ Thay vào (*) ta : Wqđ = h - xn = 1868612 ,381 = 62579,115 60 − 30,14 (cm3) Thay vào (12 – 1) ta : 159 Phan Thị Liễu Châu = 30,14 cm GVDH: Mn = c γ1 R k Wqđ BỘ MÔN THỦY CÔNG =1,75.11,5.62579,115 = 1259404,694 kg.cm = 12,59404694 (T.m) nc.Mc = 1.0,98 = 0,98T.m Ta thấy : nc.Mc = 0,98T.m < Mn = 12,59404694 (T.m) Vậy : Cấu kiện không bị nứt Ta bố trí thép sau : - Thép lớp : 5φ14/1m (7,69cm2) - Thép lớp : 5φ10 /1m (3,93cm2) - Thép cấu tạo dọc theo phương dòng chảy : bố trí hai lớp 5φ10/1m 13.3.2.2.Tính toán bố trí thép cho phận III : Bộ phận III xem dầm công xôn có ngàm đáy vách tiếp giáp phận I, dầm có chiều dày 60cm, dài 1,0m, có sơ đồ tính toán hình vẽ : a) Sơ đồ tính toán : 1,0m 4,57T 2,66T.m Hình 13.10 Sơ đồ nội lực phận III vẽ hình b) Tính toán bố trí thép : Tính toán thép cho toán cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật b.h = (100.60)cm Trước tiên để không xảy phá hoại giòn từ phía vùng bêtông chịu nén, phải thỏa mãn điều kiện : A ≤ A0 + Tính toán cốt thép Fa : • Sơ đồ ứng suất : 160 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG k n nc M • Tính A theo công thức : A = mb Rn b.h0 Trong : M : momen tải trọng tính toán gây mặt cắt xét, M = 2,66(Tm) b : bề rộng cấu kiện, b = 100cm h0 : chiều cao hữu ích cấu kiện, h0 = h-a = 60 – = 56 (cm) h : chiều cao cấu kiện, h = 60cm a : khoảng cách từ mép biên miền kéo đến tâm cốt thép Fa , a = 4cm kn , nc, mb, Rn giải thích mục k n nc M 1,15.1.2,66.10 1,15.90.100.56 A = mb Rn b.h0 = = 0,01 A = 0,01 < A0 = 0,42 => Giải toán theo trường hợp cốt đơn − − A = 0,01 Với A = 0,01 ⇒ α = + Tính diện tích cốt thép Fa theo công thức : m R b.h α Fa = b n ma Ra = 1,15.90.100.56.0,01 1,1.2700 = 1,95 cm2 Để tránh trường hợp kết cấu bị phá hoại dòn cốt thép, cần đảm bảo: Fa > µmin b.ho Ta có : Fa = 1,95 cm2 < µmin b.ho = 0,001.100.56 = 5,6 cm2 Chọn Fa = µmin b.ho = 5,6 cm2 → Chọn bố trí thép: 5φ14/1m = 7,69 cm2 , khoảng cách 20cm Chọn bố trí thép cấu tạo 5φ10/1m = 3,93 cm2  Kiểm tra điều kiện hạn chế: µmin < µ < µmax µmin : hàm lượng cốt thép tối thiểu : µmin = 0,1% 161 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG Với :µ = µmax = αo Fa b.ho = 7,69 100.56 = 0,14 % mb Rn 1,15.90 0,6 ma Ra = 1,1.2700 = 2,1% → µmin < µ < µmax → Đảm bảo điều kiện hạn chế  Tính toán cốt thép ngang : Cần phải đặt cốt đai,cốt xiên để bảo đảm cường độ mặt cắt nghiêng thỏa mãn điều kiện: (CT 3-62 GT KCBTCT) k1 mb Rk b.ho < k n nc Q ≤ 0,25.mb Rn b.ho (**) + k1 = 0,6 dầm + Q : lực cắt lớn tải trọng tính toán gây ra, Q = 4,57(T) + mb3 = 1,15: hệ số điều kiện bêtông kết cấu bêtông cốt thép + mb4 = 0,9 : hệ số điều kiện kết cấu bêtông không cốt thép k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,6.0,9.7,5.100.56 = 22680 kg  0,25 mb Rn b.h0 = 0,25.1,15.90.100.56 = 144900 kg  kn.nc.Q = 1,15.1.4,57 = 5,2555 T = 5255,5kg  So sánh ta thấy: >  <  không thỏa mãn điều kiện (**) → Không phải tính cốt ngang  Kiểm tra nứt : Kiểm tra nứt mặt cắt nguy hiểm : + Số liệu tính toán: 162 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG M tt 2,66 = n 1,2 - Momen tiêu chuẩn mặt cắt nguy hiểm nhất: Mcmax = = 2,2T.m - Bề rộng mặt cắt tính toán: b = 100cm ; - Chiều cao tính toán: h0 = 56cm; - Diện tích cốt thép thớ trên: Fa = 7,69 cm2 - Diện tích cốt thép thớ dưới: F’a = 3,39 cm2 E a 2,1.10 = - Hệ số qui đổi: n = Eb 2,4.10 = 8,75 Điều kiện để cấu kiện không bị nứt : c nc.Mc ≤ Mn = γ1 R k Wqđ (12 - 1) Trong : Mc – Mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn Mn – Mômen uốn mà tiết diện chịu trước khe nứt xuất γ1 - hệ số xét đến biến dạng bê tông miền kéo Và xác định : γ1 = mh.γ = 1.1,75 = 1,75 Với : mh = 1: Tra phụ lục 13 GTBTCT ứng với chiều cao mặt cắt h < 100 cm γ - hệ số chảy dẻo bê tông Tra phụ lục 14 GTBTCT, ứng với tiết diện chữ nhật ta : γ = 1,75 R ck = 11,5 KG/cm2 - cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông ứng với M200 Wqđ – mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện: J qñ Wqđ = h - x n (12 - 2) Trong : Jqđ – mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi xn – chiều cao miền bê tông chịu nén (khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng S qñ tâm tiết diện quy đổi Và xác định: xn = Fqñ 163 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG Sqđ: mômen tĩnh tiết diện quy đổi lấy với mép biên chịu nén tiết diện quy đổi Đối với trường hợp tính toán cho hình chữ nhật nên x n Jqđ tính toán theo công thức sau sau : bh + n.Fa' a' + n.Fa h 0,5.100.60 + 8,75(3,93.4 + 7,69.56) 100.60 + 8,75(3,93 + 7,69) ' +F ) b.h + n.(F a a xn = = = 30,14cm b.x 3n b.(h − x n )3 + + n.Fa' (x n − a' ) + n.Fa (h − x n ) Jqđ = 100.30,14 100(60 − 30,14) + + 8,75.3,93(30,14 − 4) + 8,75.7,69.( 56 − 30,14) 3 = =1868612,381cm4 J qñ Thay vào (*) ta : Wqđ = h - x n = 1868612 ,381 = 62579,115 60 − 30,14 (cm3) Thay vào (12 – 1) ta : c Mn = γ1 R k Wqđ =1,75.11,5.62579,115 = 1259404,694 kg.cm = 12,59404694 (T.m) nc.Mc = 1.2,45 = 2,2T.m Ta thấy : nc.Mc = 2,2T.m < Mn = 12,59404694 (T.m) Vậy : Cấu kiện không bị nứt Ta bố trí thép sau : - Thép lớp : 5φ14/1m (7,69cm2) - Thép lớp : 5φ10 /1m (3,93cm2) - Thép cấu tạo dọc theo phương dòng chảy : bố trí hai lớp 5φ10/1m 164 Phan Thị Liễu Châu GVDH: BỘ MÔN THỦY CÔNG 165 Phan Thị Liễu Châu [...]... được  1.450 − 1.442   .100 = 0.55 1.450   ⇒ < ∆Vcho phép = 5% Vhồ = VMNDBT= Vhi + Vc = 1.450 + 1.056 = 2.506 (106 m3) Tra quan hệ Z ~ V ứng với Vhồ = 2.506 (106 m3) ta tra được MNDBT = + 206.365(m) 35 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP II / Tính toán điều tiết lũ Phương pháp kotrerin 1 Nguyên lý tính toán điều tiết lũ Hình 6-2: Đường quá trình lũ tam giác Ta có thể tóm tắt lại như sau: q max 1 Vm = Qđmax Tl (1... tích chết + Đường đặc Tính lòng hồ (Z ~ F), (Z ~ W) * Trình tự tính toán: Dùng phương pháp lập bảng (Giải theo nguyên lý cân bằng nước) [Q(t) – q(t)] = dv(t) Trong đó: Q(t)- Tổng lượng nước chảy vào kho q(t) – Tổng lượng nước yêu cầu Với kho nước điều tiết dài hạn phương trình trên được đưa về dạng Qi.∆ti – qi ∆ti = Vi – Vi-1 Trong đó: Vi, Vi-1- Dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán ∆ti = ti – ti-1... mùa mưa), có tháng thiếu (các tháng mùa khô) Do đó cần phải điều tiết lại dòng chảy để cân bằng nước trong năm Biện pháp tối ưu để điều tiết lại dòng chảy là làm hồ chứa nước để giữ nước trong mùa mưa và xả nước trong mùa khô theo nhu cầu dùng nước 3.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của công trình : Nhằm tạo điều kiện cung cấp nước tưới cho nhân dân, tạo điều kiện nuôi trồng thủy sản góp phần nâng cao đời sống... 1.253 V tích 8 1.253 1.253 1.253 1.253 1.253 1.253 1.253 1.253 0.936 0.471 0.135 0.000 Từ kết quả điều tiết hồ ở bảng trên Đây là kho nước điều tiết 1 lần, nên dung tích hiệu dụng của hồ = tổng lượng nước cần thiết (Vhi =( W-) Vhi = 1,253.106 (m3) 30 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP b Tính Vhi có kể đến tổn thất: Bảng 1-2 Tính toán tổn thất kho nước Thán g -1 VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Vi Vitb Fh (106m3 ) -2... cho các vùng lân cận và hạ lưu hồ, nhằm giải quyết tình trạng thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô, điều tiết và cắt giảm lũ cho mùa mưa  Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt 4500 m 3/ngày-đêm cho trung tâm hành chính huyện và các vùng lân cận  Cấp nước tưới cho 140 ha đất trồng cây công nghiệp  Cải tạo môi trường sinh thái, cải tạo tiểu vùng khí hậu khu vực  Nâng cao mực nước ngầm, giảm lũ hạ lưu  Hoàn trả... ngang - Xiphông tháo lũ - Đường tràn kiểu gáo Theo điều kiện địa hình và tính chất của đập đất như phương án đã chọn ở trên là đập đất đồng chất thì loại được phương án dùng xi phông tháo lũ do việc sử dụng xi phông tháo lũ sẽ ảnh hưởng lớn đến tính ổn định của đập đất Khi điều kiện địa chất không cho phép để tháo nước qua thân đập thì công trình tháo lũ thuộc loại đường tràn dọc được sử dụng phổ biến... Zsc: Cao trình mực nước dâng gia cường hay mực nước lũ thiết kế (MNDGC hay MNLTK) 5.1 Xác định dung tích chết (Vc) và mực nước chết (MNC hay Zc) 5.1.1 Khái niệm dung tích chết (Vc) và mực nước chết (MNC hay Zc) 5.1.1.1 Dung tích chết (Vc) : 24 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP Dung tích chết là phần dung tích dưới cùng của hồ chứa không tham gia vào qua trình điều tiết hồ, còn gọi là dung tích lót đáy 5.1.1.2 Mực nước... chết: Zc = 204,45 (m) - Dung tích chết : Vc = 1,056 PHẦN A TÍNH TOÁN THỦY VĂN 26 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP I / Tính toán điều tiết hồ 1 - Xác định MNC: Cách xác định dung tích chết (Vc) - MNC: Vc - MNC được xác định dựa vào các điều kiện sau: - Dung tích chết có nhiệm vụ tích hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong thời gian hoạt động của công trình, tức là :Vc ≥ Vb xT - Bảo đảm yêu cầu nước tưới tự chảy... Khảo sát các bãi vật liệu lòng hồ, cách đập khoảng 100 m÷ 250m, có đất tương tự như đất lớp 1 của nền đập với chiều sâu khai thác từ 24m và trữ lượng khoảng 100,000m³ Do đó chọn kết cấu của đập là đập đất đồng chất 4.2.2 Tràn xả lũ : Công trình tháo lũ có nhiều loại có thể là công trình tháo lũ dưới sâu hay trên mặt Công trình tháo lũ dưới sâu được đặt dưới đáy đập và trên nền đi qua thân đập, cũng... chết và dung tích hiệu dụng (Vhd) Vhồ = Vhd + Vc * Tài liệu tính toán + Lượng bốc hơi các tháng trong năm : Bảng lượng bốc hợi mặt hồ + Phân phối dòng chảy năm của lưu vực: Bảng dòng chảy năm thiết kế + Tổng lượng nước dùng và lượng nước dùng các tháng trong năm : Bảng lượng nước cần dùng yêu cầu 28 ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP + Tiêu chuẩn thấm lấy bằng 1,0% Vtb (bảng 9 - 2 GT thuỷ văn công trình) + MNC và dung