Công trình hồ chứa nước ông lành thuộc xã canh vinh, huyện vân canh, tỉnh bình định nằm cách thành phố quy nhơn khoảng 17km về hướng tây nam

Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình MỤC LỤC PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH Điều kiện tự nhiên: Vị trí địa lý công trình Công trình hồ chứa nước Ông Lành thuộc xã Canh Vinh, huyện Vân Canh, tỉnh Bình định nằm cách thành phố Quy Nhơn khoảng 17km hướng Tây Nam Tọa độ địa lý vùng công trình đầu mối khu tưới hồ chứa Ông Lành sau: + Từ 13043’ đến 13046’ Vĩ độ Bắc + Từ 109005’ đến 109007’ Kinh độ Đông Ranh giới khu tưới, hồ chứa nước xác định sau: - Phía Bắc giáp: Sông Hà Thanh xã canh Vinh - Phía Nam giáp: dãy núi cao - Phía Tây giáp: dãy núi cao sông Nhiên - Phía Đông giáp: núi Hòn Lúp xã Phước Mỹ Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình Hình 1: Vị trí xây dựng công trình Đặc điểm địa hình, địa mạo Các tài liệu địa hình khu vực Tài liệu địa hình Công ty CP TVXD Thủy lợi - thủy điện Bình Định lập tháng 12/2010 cung trường đại học Thủy Lợi sau: - Đo vẽ bình đồ lòng hồ, khu tưới, bãi vật liệu TL 1/2.000 - Đo vẽ bình đồ khu đầu mối TL 1/1.000 Đo vẽ cắt dọc đập, tràn, cống phương án - Đo vẽ cắt ngang đập, tràn, cống phương án - Đo vẽ cắt dọc đường thi công - Đo vẽ cắt ngang đường thi công - Đo vẽ cắt dọc kênh - Đo vẽ cắt ngang kênh Về tọa độ: - Xây dựng lưới khống chế độ cao, toạ độ cho toàn hệ thống theo hệ VN-2000 c)Về cao độ: Dùng hệ độ cao quốc gia thống toàn hệ thống bao gồm đầu mối khu tưới Đặc điểm địa hình – địa mạo Hồ chứa nước Ông Lành xây dựng từ năm 1985 để tưới chỗ cho 20 đất thuộc HTX nông nghiệp I Canh Vinh Do không tu bổ nên công trình bị hưu hỏng, từ lâu không tích nước Nhân dân phải đắp tạm đập bổi để ngăn suối đưa nước vào kênh tưới Khu vực dự án chia làm vùng: + Vùng 1: Dự kiến xây dựng hồ chứa + Vùng 2: Khu tưới Đặc điểm địa hình vùng 1: Vị trí hồ nằm cách tuyến đập cũ 150 m phía hạ lưu Lòng hồ thung lũng suối Bà Bá với hai nhánh núi kéo dài từ Nam lên Bắc tạo thành lòng chảo hẹp dốc, lòng hồ chủ yếu rừng trồng sản xuất nhân dân, địa hình rậm rạp, không Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình có đường giao thông, công trình xây dựng nào, có số mộ đất nằm rải rác Tuyến đầu mối đập - tràn - cống nằm cắt ngang thung lũng nối hai vai núi, theo hướng Đông Đông Bắc - Tây Tây Nam, có chiều dài khoảng 700 m Cao độ đỉnh núi hai vai từ +65.00 ÷ +130.00 m Phần thung lũng phẳng với cao độ từ +19.00 ÷ +22.00; suối Bà Bá hẹp, dốc với bề rộng chừng ÷ 10 m Trên toàn tuyến chủ yếu rừng bạch đàn nhân dân Nhìn chung địa hình thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa nước bố trí công trình đầu mối b)Đặc điểm địa hình vùng 2: Khu tưới dải đất hẹp dọc theo bờ Nam sông Hà Thanh, giới hạn suối Nhiên phía Tây, sông Hà Thanh phía Bắc dãy núi cao phía Nam, thuộc thôn Tăng Hòa Bình Long, xã Canh Vinh Địa hình khu tưới có dạng sườn đồi thoải bãi bồi ven sông, dốc dần từ Nam lên Bắc, bị chia cắt lạch suối nhỏ từ sườn núi chảy xuống Hiện khu tưới trồng lúa chân ruộng thấp ven suối có nước thường xuyên, khu đất cao trồng màu (mía, mì, bắp, đậu phụng ), dọc theo chân núi khu rừng trồng bạch đàn, keo nhân dân Điều kiện đại chất: Khối lượng khảo sát Trên sở kết khoan đào thực hiện, tiến hành khảo sát kỹ cho phương án chọn tuyến đập, tràn, cống, kênh tìm kiếm, quy hoạch vật liệu đất đắp Theo phân công Liên danh: - Trung tâm ĐH2 nhà thầu phụ Công ty TNHH Nam Miền Trung khảo sát địa chất móng đập, cống tìm kiếm vật liệu đất đắp đập - Công ty CP TVXD Thủy lợi - Thủy điện Bình Định khảo sát địa chất móng tràn kênh tưới sau: • Đo vẽ đồ địa chất công trình vùng tuyến lòng hồ tỷ lệ 1/5000 • Bình đồ vị trí hố khảo sát vùng tuyến đập tỷ lệ 1/500 • Bình đồ vị trí hố khảo sát vùng tuyến kênh tỷ lệ 1/500 • Sơ lược vị trí khảo sát bãi vật liệu xây dựng • Các mặt cắt địa chất công trình vùng tuyến đập • Các mặt cắt địa chất công trình vùng tuyến kênh Đặc điểm địa chất khu vực Cấu trúc địa tầng Về cấu trúc kiến tạo tỉnh Bình Định nằm rìa phía Đông địa khối Kon Tum, có cấu trúc địa chất không đồng nhất, có chế độ hoạt động kiến tạo lâu dài thay đổi Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình phức tạp Nhìn tổng quát thấy rõ phần phía Bắc tỉnh chủ yếu lộ móng kết tinh tiền Camri thành hệ macma xâm nhập cổ Phần phía Nam dập vỡ mạnh mẽ thành tạo chồng chất phức hệ macma xâm nhập phun trào trẻ Theo tờ đồ địa chất 1/500.000 mảnh Quy Nhơn Nha địa dư Đà Lạt ấn hành, khu vực nghiên cứu thuộc hệ tầng Măng Yang (T2my) phân bố hầu khắc diện tích khu vực Vân Canh, Cù Mông, phủ bất chỉnh hợp lên thành tạo cổ bao gồm đá cát kết ackoz, xen fenzit, cuội kết, sạn kết đá phun trào riolit daxit, phiến sinic màu vàng nâu đến xám xanh, dày 500 - 600 m Các đá macma xâm nhập gồm phức hệ Đèo Cả phức hệ Vân Canh Phức hệ Đèo Cả γξK(đc) gồm nhiều pha phân bố thành khối đẳng thước khu vực Phước An, Phước Thành, Canh Vinh, xuyên cắt qua phức hệ Vân Canh, thành phần gồm đá granit biotit hạt trung đến mịn, đá granodiorit, granosyenit hạt vừa đến thô Phức hệ Vân Canh gồm pha, khu vực nghiên cứu thuộc pha γξT2-3vc3 xuyên cắt qua thành tạo trầm tích phun trào paleozoi gây biến chất mạnh mẽ đới tiếp giáp, với thành phần chủ yếu đá granit hạn mịn đến trung, đá grano syenit biotit hạt vừa Giới tân sinh - Hệ đệ tứ (Q): Gồm trầm tích bở rời cuội, sỏi, cát, bột, sét, phân bố thung lũng sông suối đồng ven biển Các trầm tích bở rời phân bố phần thượng nguồn sông, suối Thành phần thường phần cuội, cuội tảng, cát thô, dần lên cát, cát pha sét, có bề dày - m phần cửa sông đồng ven biển phổ biến trầm tích hạt mịn, cát, bột, sét, sét pha cát, màu vàng, màu xám xanh, đôi nơi có xen kẹp lớp sét bentonit Các hoạt động kiến tạo: Qua trắc hội địa chất công trình cho thấy, vùng dự án trình địa chất vật lý như: Caxtơ, trượt sạt, xói ngầm không xảy ra, mà chủ yếu trình phong hoá đất đá trượt cục Các đứt gãy vòng bán kính Km trở lại thể đới đứt gãy Tây Bắc – Đông Nam dọc theo sông Hà Thanh, nhiên đứt gãy chôn vùi, lấp nhét sâu nên không ảnh hưởng đến công trình Đặc điểm địa chất công trình Vùng lòng hồ Công tác khảo sát đánh giá điều kiện trữ nước hồ, khả nước qua lòng hồ, thấm nước qua hai vai vùng lân cận thực giai đoạn lập DAĐT với việc đo vẽ đồ địa chất công trình, đo địa vật lý, thí nghiệm phòng thực địa Kết cho thấy hồ hoàn toàn có khả chứa nước điều kiện thấm qua vai đập không xảy ra, tượng thấm qua chủ yếu tầng trầm Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình tích sườn tích, lớp tàn tích đá gốc tầng cách nước Các kết tiếp tục sử dụng để khẳng định điều kiện khả thi xây dựng hồ chứa giai đoạn TKBVTC Tuyến đâp, cống lấy nước Kết khoan khảo sát trường, kết hợp kết thí nghiệm mẫu nguyên dạng cho phép chia lớp địa tầng từ xuống từ trẻ đến già với lớp sau: - Lớp 1: Giai đoạn DA ký hiệu 1b Lớp sét pha cát hạt mịn, màu nâu vàng, xám đen, xám nâu, phần mặt tầng canh tác chứa nhiều rễ cây, xác thực vật chất hữu cơ, thời điểm khảo sát đất ẩm vừa, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt, khả chịu lực trung bình, tính thấm nước lớn K = 7,22x10-4cm/s Lớp phân bố toàn vùng thung lũng (trừ lòng suối) nơi có độ dốc nhỏ với bề dày từ 1,2 ÷ 2,0 m Nguồn gốc thành tạo bồi tích trẻ aQ - Lớp 1a: Giai đoạn DA ký hiệu 1c Sét pha lẫn sạn sỏi, đôi chỗ lẫn đá lăn, đá cục, màu xám vàng, xám trắng, xám xanh, xám đen, thời điểm khảo sát đất ẩm vừa, trạng thái dẻo cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu lực trung bình, tính thấm nước nhỏ, trạng thái tự nhiên K = 1,86x10 -4cm/s, trạng thái chế bị K = 2,59x10 -5cm/s Lớp nằm lớp 1, phân bố toàn vùng thung lũng trừ lòng suối, bề dày 1,5 ÷ 5,0 m Nguồn gốc thành tạo bồi tích aQ - Lớp 2: Giai đoạn DA ký hiệu 1a Hỗn hợp cát lẫn cuội sỏi lòng suối, đá lăn tròn cạnh, đá tảng, màu xám trắng, xám vàng, đất khô, xốp, rời rạc, hệ số thấm lớn K = 2,22x10-3cm/s Lớp phân bố dọc theo lòng suối với bề rộng khoảng 70m, bề dày 4,0 ÷ 7,0m Nguồn gốc thành tạo lũ tích pQ - Lớp 3: Giai đoạn DA ký hiệu 1d Cát pha lẫn sỏi cuội, đôi chỗ cát kết, cuội kết, màu xám vàng, xám trắng, loang lổ đỏ, đốm đen, thời điểm khảo sát đất khố, trạng thái rời rạc, xốp, khả chịu lực trung bình, tính thấm nước lớn K = 2,22x10 -3cm/s Lớp phân bố hầu khắp khu vực thung lũng đáy suối, nằm lớp 1, 1a, 2, bề dày từ 2,0 ÷ 5,0 m, diện lộ vách lở bờ suối Nhiên có chiều dày từ 4,0 ÷ 6,0 m cách mặt đất 1,0 - 2,0 m Nguồn gốc bồi tích, lũ tích pQ - Lớp 4: Giai đoạn DA ký hiệu Sét pha lẫn sạn sỏi, đá lăn, đá tảng, màu vàng, vàng đỏ, thời điểm khảo sát đất ẩm, trạng thái dẻo cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu lực tốt, hệ số thấm nhỏ K = 3,47x10 -5cm/s Lớp phân bố mặt sườn dốc hai vai đập, phía vai trái có bề dày 1,0 ÷ 1,8 m, phía vai phải có bề dày 2,0 ÷ 8,0 m Nguồn gốc sườn tích dQ - Lớp 4a: Giai đoạn DA ký hiệu Lớp sét pha chứa dăm sạn, màu vàng, nâu đỏ, vàng đỏ đốm đen, đất ẩm, trạng thái dẻo, kết cấu chặt vừa - chặt, hệ số thấm nhỏ K = Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình 4,0x10-4cm/s, khả chịu lực tốt Lớp phân bố sườn dốc lớp phủ trực tiếp lên đá gốc, bề dày phía vai trái 1,4 ÷ 2,0 m, phía vai phải 2,0 ÷ 10,8 m Nguồn gốc thành tạo phong hóa từ đá gốc eQ - Lớp 5: Đá granite phong hoá mạnh, số nơi thành dạng bột sét, khoan nứt nẻ vỡ vụn thành dăm sạn, màu xanh, xám xanh, trạng thái cứng - cứng, chịu lực tốt Khả thấm nước lớn chủ yếu qua khe nứt, kết ép nước q = 1,24 l/ph.m.m - Lớp 6: Đá granite biotit hạt trung đến mịn, liền khối, màu xanh, xám trắng Trạng thái cứng Trong trình khoan >30cm Khả chống thấm tốt, có hệ số a ép nước nhỏ q = 0,019 l/ph.m.m Tuyến tràn Kết khảo sát cho thấy địa tầng vùng tuyến tràn gồm có lớp sau: - Lớp 1: Phân bố chân dốc nước vị trí tiêu với bề dày từ 1,0 ÷ 1,8 m - Lớp 2: Phân bố dọc theo lòng suối vị trí tiêu tuyến kênh xả sau tràn, bề dày 4,0 ÷ 7,0m - Lớp 3: Phân bố toàn tuyến công trình, bề dày từ 1,5 ÷ 4,5 m - Lớp 4: Phân bố mặt sườn dốc, bề dày 0,8 ÷ 2,5 m - Lớp 4a: Phân bố sườn dốc lớp phủ trực tiếp lên đá gốc, bề dày phía vai trái 1,4 ÷ 2,0 m, phía vai phải 2,0 ÷ 10,8 m - Lớp 5: Đá phong hóa nứt nẻ - Lớp 6: Đá granit biotit hạt trung đến mịn cứng chắn, liền khối * Đánh giá điều kiện địa chất công trình Nhìn chung, địa tầng khu vực đầu mối tuyến đập, tràn, cống chia thành hai cấu tạo + Cấu tạo bồi tích: Gồm lớp cát, cát pha, sét pha, cuội sỏi lòng suối, cuội kết, cát kết Đặc điểm chung lớp hình thành từ trình vận chuyển lắng đọng vật liệu có nguồn gốc từ đá phong hóa Các lớp bao phủ toàn bề mặt thung lũng nơi có độ dốc nhỏ, chiều dày từ 6,0 ÷ 8,0 m, cá biệt có nơi > 8,0m hố khoan KMĐ1/4 tim đập Cần ý lớp lớp cuội kết, cát kết lẫn đá lăn, lớp có độ rỗng lớn, hệ số thấm cao phải xử lý nằm móng đập + Cấu tạo tàn tích: Là sản phẩm phong hóa trực tiếp từ đá gốc granite hạt trung đến mịn, thành phần chủ yếu sét lẫn dăm sạn, phân bố sườn dốc hai vai đập Các tiêu lý tốt hệ số thấm nhỏ làm cho công trình + Cấu tạo đá gốc: Gồm loại đá trầm tích bị biến chất tiếp xúc với cấu tạo đá mắc ma, chủ yếu đá granite biotit hạ trung đến mịn, phía bị phong hóa mạnh, nứt nẻ, vỡ vụn, số nơi thành dạng sét, sét bột, xuống mức độ phong hóa giảm dần, đá cứng Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Lớp TLQB2 Ngành kỹ thuật công trình Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình Các tiêu lý lớp đất sau: Tên tiêu lý Sỏi sạn > 2mm Hạt cát 2-0.05mm Bụi 0,005 - 0,05mm Sét < 0,005mm Độ ẩm tự nhiên Dung trọng ướt tự nhiên Dung trọng khô Tỉ trọng Hệ số rỗng Độ lỗ rỗng Độ bão hoà Giới hạn chảy Giới hạn lăn Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính – cắt phẳng Ký hiệu W γw γd γs εo N S Wll Wpl IP Is C Đơn vị Lớp Lớp 1a Lớp Lớp Lớp Lớp 4a % % % % % g/cm3 g/cm3 g/cm3 54,50 30,80 14,80 23,30 1,60 1,30 2,63 1,02 50,53 59,64 29,40 17,10 12,30 0,50 0,143 3,36 51,55 31,27 13,82 23,25 1,61 1,31 2,64 1,02 50,48 60,19 30,43 19,10 11,30 0,37 0,164 10,50 59,80 27,50 2,30 7,40 2.10 2.00 2,58 0.57 55.02 10,00 58,50 29,00 2,50 7,85 2.05 1.93 2,60 0.65 51.30 0.13 0.18 6,00 50,00 31,70 12,30 22,90 1,81 1,47 2,66 0,81 44,70 75,35 30,00 18,70 11,30 0,37 0,236 5,70 51,30 29,70 13,30 22,90 1,61 1,31 2,64 1,01 50,30 59,58 28,70 17,40 11,30 0,49 0,149 17,55 0,040 19,58 0,039 22.70 21.5 17,85 0,034 19,30 0,035 % % % % % KG/cm Góc ma sát – cắt phẳng Hệ số nén lún ϕ a1-2 Độ cm2/K G Lớp TLQB2 Trang Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Tên tiêu lý Mô đun tổng biến dạng Hệ số thấm trường Hệ số thấm phòng Dung xốp Dung chặt Hệ số rỗng lớn Hệ số rỗng nhỏ Góc nghỉ khô Góc nghỉ ướt Lớp TLQB2 Ký hiệu E0-1 K K γx γc εmax εmin ϕkhô ϕướt Ngành kỹ thuật công trình Đơn vị Lớp Lớp 1a kg/cm2 cm/s cm/s g/cm3 g/cm3 63,80 7,22.10-4 2,58.10-4 74,20 1,86.10-4 1,91.10-4 23.0 20.0 22.00 19.0 Độ Độ Trang Lớp 3,03.10-3 1,44.10-3 1,40 1,61 0,99 0,72 25,28 22,98 Sinh viên: Phan Thanh Nghị Lớp Lớp Lớp 4a 2,22.10-3 73,70 3,47.10-5 3,39.10-5 54,70 4,00.10-4 1,40.10-4 1,17.10-3 1,40 1,62 1,00 0,74 25,70 23,53 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình Đặc điểm địa chất công trình - Khối lượng đất đắp đập xác định vẽ thiết kế thi công là: 300.000 m 3, khối lượng đất cần khai thác bãi là: 350.000 m3 - Khối lượng đất quy hoạch cần phải đạt 150% là: 500.000 m3, đạt cấp A 100%: 350.000 m3, đạt cấp B: 150.000 m3 - Chất lượng: Đất đắp đập cần phải đáp ứng yêu cầu thiết kế theo quy phạm đất chống thấm, đất gia tải cho khối thân đập Đã khảo sát quy hoạch bãi vật liệu đất đắp, bao gồm: - Bãi vật liệu số 3: nằm đỉnh sườn đồi dãy núi phía vai phải đập Phạm vi khai thác phần nằm cao đỉnh đập với diện tích 7,2 Đất thuộc loại sườn tích tàn tích phong hóa (lớp 4a) hệ số thấm 4,26x10 -5 cm/s, sử dụng để đắp khối B C thân đập - Bãi vật liệu số 4A 4C: nằm khu hạ lưu đập, kéo dài từ sau cống đến giáp suối Nhiên Hầu hết diện tích đất trồng lúa, phía Bắc giáp suối Nhiên vài chân ruộng cao trồng mía sắn Việc phân bãi 4A 4C theo tính chất đất, bãi 4C có hàm lượng sét cao ưu tiên sử dụng cho công trình, bãi 4A dự phòng Đất hai bãi thuộc loại bồi tích chứa hàm lượng sét cao 20% - 25%, tính chất chống thấm tốt sử dụng để đắp chân khay khối chống thấm thân đập Các tiêu lý bãi vật liệu xem thêm báo cáo kết khảo sát địa chất công trình Tổng hợp trữ lượng quy hoạch bãi vật liệu đất đắp: Diện Chiều Chiều Khối Khối tích sâu bóc sâu khai lượng bóc lượng khai (ha) bỏ (m) BVL3 7,2 0,5 BVL4A 6,1 0,8 BVL4C 6,8 0,5 Cộng 20,1 Đặc điểm khí hậu thủy văn: thác (m) 4,0 1,5 3,0 bỏ (m3) 36.000 48.000 34.000 118.000 thác (m3) 280.000 90.000 200.000 570.000 TT Tên mỏ Ghi Các đặc trưng lưu vực Lưu vực hồ chứa nước Hồ chứa nước Ông Lành có đặc trưng sau: Bảng 1-1: Lưu vực Suối Ông Lành Lớp TLQB2 FLv(km2) LLv(km) Js(0/00) JLv(0/00) BLv(km) Hình dạng 4.20 Trang 10 Sinh viên: Phan Thanh Nghị Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Trong : QAB: lực cắt cần tìm tiết diện A đoạn AB QoAB: lực cắt tiết diện A tải trọng gây AB coi đoạn dầm đơn giản ∆M: hiệu đại số tung độ mô men hai đầu A, B LAB: chiều dài đoạn AB : lấy dấu dương từ trục quay thuận chiều kim đồng hồ đường biểu diễn mô men ( đường thẳng nối hai tung độ tạiA B ) góc nhỏ 90o, ngược lại lấy dấu âm Từ biểu thức tổng quát ta có biểu thức cụ thể sau: QDA= ; QBC = QAB = QBA = Hình 9-14: Giá trị lực cắt Q SV: Phan Thanh Nghị Trang 167 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp SV: Phan Thanh Nghị Ngành Kỹ thuật công trình Trang 168 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Bảng 9-4 Lực cắt tiêu chuẩn tính toán Thanh AB BC CD DA Tiết diện Công thức tính Q0 A Tải trọng tiêu chuẩn (T) Tải trọng tính toán (T) Q0 ∆M/L Q Q0 ∆M/L Q ql/2 23.85 23.85 25.59 25.59 B -ql/2 -23.85 -23.85 -25.59 -25.59 B P.h/2+Pt.h/6 20.75 0.13 20.88 23.10 0.18 23.28 C -(P.h/2+Pt.h/3) -21.89 -0.13 -22.02 -24.32 -0.18 -24.50 C qn.l/2 25.0 25.00 26.8 26.78 D -qn.l/2 -25.0 -25.00 -26.8 -26.78 D (P.h/2+Pt.h/3) 21.89 0.13 22.019 24.32 0.18 24.503 A -(P.h/2+Pt.h/6) -20.75 -0.13 -20.88 -23.10 -0.18 -23.28 SV: Phan Thanh Nghị Trang 169 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Giá trị tung độ treo AD BC (h) trị số tung độ nội lực đoạn thanh, kẻ từ đường thẳng nối tung độ hai đầu đoạn tới đường cong biểu đồ nội lực theo phương vuông góc với trục * Với tải trọng tiêu chuẩn: * Với tải trọng tính toán: hAD = hBC = = hAD = hBC = = Hình 9- 15: Biểu đồ lực cắt ứng với tải trọng tiêu chuẩn Hình 9- 16: Biểu đồ lực cắt ứng với tải trọng tính toán 9.6 Xác định biểu đồ lực dọc Từ biểu đồ lực cắt Q ta suy trực tiếp biểu đồ lực dọc N cách tách xét cân nút Với quy tắc lực cắt làm quay thuận chiều kim đồng hồ mang dấu (+) ngược lại SV: Phan Thanh Nghị Trang 170 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình - Xét nút A: Theo hình vẽ ta có : NAB = QAD , lực nén NAD = QAB , lực nén - Xét nút B: NBA = QBC , lực nén NBC = QBA , lực nén - Xét nút C: NCB = QCD , lực nén NCD = QCB , lực nén - Xét nút D: NDC = QDA , lực nén NDA = QDC , lực nén Kết tính toán ghi bảng sau: Bảng 9-5: Giá trị Ncc kết cấu Nút A B C D SV: Phan Thanh Nghị Ký hiệu NAB NAD NBC NBA NCD NCB NDA NDC Tải trọng tiêu chuẩn 20.88 23.85 23.85 20.88 22.02 25.01 25.01 22.02 Trang 171 nén nén nén nén nén nén nén nén Tải trọng tính toán 23.28 25.59 25.59 23.28 24.50 26.78 26.78 24.50 nén nén nén nén nén nén nén nén Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Hình 9- 17: Biểu đồ lực dọc ứng với tải trọng tiêu chuẩn Hình 9- 18: Biểu đồ lực dọc ứng với tải trọng tính toán 9.7 Tính toán cốt thép 9.7.1 Số liệu tính toán ♦ Để tính toán bố trí cốt thép cho cống ngầm ta sử dụng bê tông M200 cốt thép nhóm CII để tính toán ♦ Theo TCVN 4116 - 85 , ta có 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 kéo bê tông trạng thái giới hạn I kéo dọc trục, 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 SV: Phan Thanh Nghị Trang 172 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình + 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 ⇒ nc = 1,0 + 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, 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 = 240.103 kG/ cm2 Tiết diện tính toán hình chữ nhật có kích thước b x h = 100 x 40(cm), (b lấy cho 1(m) chiều dài) Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo miền nén : a = a' = cm + Chiều cao hữu ích tiết diện là: ho = h - a = 40 - = 36 cm + Tra phụ lục 11- Giáo trình BTCT ta hệ số α0 = 0,6 ⇒ A0 = α0.(1 - 0,5 α0) = 0,42 + Chiều dài tính toán kết cấu: Với thành cống: l0 = 0,5H = 0,5.1,9.= 0.95(m) Với trần đáy cống: l0 = 0,5B = 0,5.1,4 = 0,70 (m) + Hàm lượng cốt thép tối thiểu µmin = = 0,05% (Theo bảng - (trang 62) giáo trình '' Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép '') + 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 Fa + Fa' < µmax.b.ho 9.7.2 Trường hợp tính toán Trong phạm vi chuyên đề ta tiến hành tính toán bố trí cốt thép theo phương ngang cống Chọn tải trọng tính toán để tính toán bố trí cốt thép cho cống: Ta chọn trường hợp nội lực gây bất lợi cho cống mặt ổn định cường độ Do ta chọn tải trọng tính toán để tính toán bố trí cốt thép cho cống ♦ Biểu đồ nội lực để tính toán bố trí cốt thép theo phương ngang cho cống SV: Phan Thanh Nghị Trang 173 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Hình 9-19: Biểu đồ nội lực tính toán Tính toán cốt thép dọc chịu lực: Tính toán bố trí cốt thép cho trần cống: + Mặt cắt A: Giá trị nội lực mặt cắt B MA = - 7.39 (T.m), QA = +25.59 (T), NA = - 23.28 (T) + Xét ảnh hưởng uốn dọc: Ta có = 1,75 < 10 nên ảnh hưởng uốn dọc không đáng kể, +Tính độ lệch tâm: = = 0,317m => = 0,317 = 0,317 (m) > 0,3h0 = 0,3 0,36 = 0,108 (m) Vì tính theo cấu kiện nén lệch tâm lớn Ta có sơ đồ ứng suất: Trong đó: + e: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu kéo F a e = ηe0 + 0,5h – a = 0,317 +0,5.0,4- 0,04 = 0,477 m = 47.70(cm) + e’: Là khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu nén F’a e’ = ηe0 – 0,5h +a’ = 1.0,317 - 0,5.0,4+ 0,04 = 0,157m = 15.70(cm) SV: Phan Thanh Nghị Trang 174 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Hình 9-20: Sơ đồ ứng suất Các công thức bản: + Phương trình hình chiếu: Kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra’.Fa’ - ma.Ra.F Đặt α = phương trình (11-1) trở thành: Kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.h0.α + ma.Ra’.Fa’ - ma.Ra.Fa + Phương trình mômen lấy tâm Fa: Kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) Với A = α(1 – 0,5α) phương trình (11-3) trở thành: Kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.h02.A+ ma.Ra’.Fa’(h0 – a’) Tính Fa Fa’ với A = A0 = 0,42 Từ (11-4) tính được: = - 3.80 (cm2) = Vì Fa’ < nên lấy Fa’ = max{μmin b.h0; 16} μmin b.h0 = 0,0005 100 36 = 1.80 (cm2), 16 = 4,02 (cm2) Theo điều kiện cấu tạo : có tiết diện 5,65 cm2 Vậy chọn theo điều kiện cấu tạo ta bố trí 12 có tiết diện Fa’= 5,65 cm2 khoảng cách cốt thép 20 (cm) ⇒ Tính Fa biết Fa’, b, h, M, N Từ (11-4) tính được: A= = SV: Phan Thanh Nghị = 0,063 Trang 175 Lớp TLQB2 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật công trình Từ A = 0,063 ta có A => Ta thấy: = 0,065 = 0,222 Ta thấy α < chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra' Lấy x = 2.a' để tính Fa theo công thức: Fa = (cm2) Fa > µmin.b.h0 = 1.80cm2 Do dựa vào bảng diện tích cốt thép ta chọn Fa = 4φ12 = 4.52 cm2 Kiểm tra điều kiện: Fa > µmin.b.ho = 1.80(cm2) • Fa + Fa' =10.17( cm2)< µmax.b.ho