Thiết kế công trình thủy đại học thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Bộ mơn: THỦY CƠNG BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỦY Chương 9: CỐ CỐNG LỘ THIÊN Giảng viên: TS LÊ THANH HÙNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG §9-3: TÍNH TỐN TIÊU NĂNG §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CỐNG §9-5: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỐNG §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ CÁCH BỐ TRÍ Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ CÁCH BỐ TRÍ Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ CÁCH BỐ TRÍ Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ CÁCH BỐ TRÍ Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG §9-3: TÍNH TỐN TIÊU NĂNG §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CỐNG §9-5: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỐNG §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TOÁN THỦY LỰC CỐNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 10 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CỐNG II ThÊm vßng quanh bê: - Khi cã chênh lệch cột nớc TL HL Thấm dới đáy ThÊm vßng quanh - Chèng vßng quanh bê: C D B A E Làm tờng cánh cắm sâu vào bờ 33 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY V HAI BấN CNG III Biến hình dòng thấm biện pháp phòng ngừa: Xói ngầm có học: - Hiện tợng: Trong đất không dính dính, Vthấm vợt Vgh => hạt nhỏ bị đẩy lọt qua kẽ hở hạt lớn => độ rỗng đất tăng => Vthấm tăng, => Khả theo hạt đất lớn => Đó tợng xói ngầm học - Tác hại: gây lún không đều, làm ổn định công trình - Biện pháp: Làm tầng lọc ngợc 34 Chng 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CNG III Biến hình dòng thấm biện pháp phòng ngừa: Đẩy trồi đất (đùn đất thấm): - Hiện tợng: Xảy đất dính, vùng cửa dòng thấm, áp lực đẩy ngợc dòng thấm vợt lực giữ khối đất (trọng lợng thân, lực dính ma sát) - Biện pháp phòng tránh: + Kéo dài đờng viền thấm t B để giảm Jra, 0.0 + Làm tầng gia trọng S ë khu vùc cöa A γ đn γ t≥ hA − S γP γP H n 7H n 6H n 5H n 4H n 3H n 2H n 35 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG §9-3: TÍNH TỐN TIÊU NĂNG §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CỐNG §9-5: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỐNG §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG 36 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-5: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỐNG Néi dung gồm: 1- Kiểm tra ổn định thấm: (Xem chơng Thm Công trình thy li) 2- Kiểm tra biến dạng, lún, nghiêng (Xem môn học đất móng) 3- Kiểm tra ổn định cống: - Kiểm tra ổn định trợt phẳng, - Kiểm tra ổn định trợt hỗn hợp, - Kiểm tra ổn định trợt sâu (Xem chơng Tính toán n nh bn ca C.T.T.L”) 37 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-1: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG §9-3: TÍNH TỐN TIÊU NĂNG §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CỐNG §9-5: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỐNG §9-6: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG 38 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHN CNG I Tính toán đáy cống: Phơng pháp dầm đảo ngợc: q - Phản lực theo phương d/c: σ max, ∑P ∑M = ± F W o q 39 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG I TÝnh toán đáy cống: Phơng pháp dầm trờn nn n hi: a Lực tập trung mố i P'i=pi.b.d b Các lực phân bố: + Trọng lợng nớc cống: q0 + Trọng lợng đáy: q1 + áp suất đẩy ngợc nớc (thấm, thủy tĩnh): q2 + Phản lực nền: q3 c Lực cắt không cân b»ng Q tÝnh theo c«ng thøc: Q + ∑ P'i +2 L ∑ qi = ∑ q i = q + q1 + q + q 40 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KT CU CC B PHN CNG I Tính toán đáy cống: Phơng pháp dầm trờn nn n hi (tip): d Phân phối Q cho mố đáy ΣFm ⋅ y1 + Fd ⋅ y - X¸c định vị trí trục trung hoà: y = Fm + Fd - Vẽ biểu đồ mômen tĩnh Sc: Sc = Fc.yc Fc - phần diện tích cắt; yc - khoảng cách từ trọng tâm Fc đến trục trung hoà x 41 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KT CU CC B PHN CNG I Tính toán đáy cống: Phơng pháp dầm trờn nn n hi (tiếp): + Lực cắt cho mố là: Q A1 Q1 = A1 + A2 Và phân cho mố thứ i là: Q1 Fi ,, Pi = ∑ Fi + Lực cắt cho đáy là: Q A2 Q2 = A1 + A2 phân là: q4 = Q2/2L A1 A2 42 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG I TÝnh toán đáy cống: Phơng pháp dầm trờn nn n hi (tip): Sơ đồ cuối cùng: - Lực phân bè: q = q0 + q1 + q2 + q4 - Lực tập trung mố i là: Pi = P'i + P''i - Hoạt tải: q5 - Trọng lợng đất đắp hai bên: S - Mômen lực ngang gây ra: M 43 Chng 9: CNG L THIấN Đ9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG II TÝnh to¸n tường ngực : Tác dụng cách bố trí tường ngực: Tường ngực gồm: Bản chắn, Dầm trên, Dầm - Tường ngực có tác dụng chắn nước giảm bớt chiều cao van => giảm cao trình cầu cơng tác, - ∇đỉnh tường ngực > MNmax TL; ∇đáy tường ngực > MN mùa kiệt 0,3 ÷ 0,5m - Tường ngực gồm chắn, dầm dầm 44 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG II TÝnh to¸n tường ngực : Tính tốn kết cấu tường ngực: a) Bản chắn: Nối cứng; nối khớp với dầm, dày 0,3 ÷ 0,5m - Nếu b/L ≤ => tính theo sơ đồ bản; - Nếu b/L > => tính theo sơ đồ dầm, cắt dải đơn vị, có nhịp tính tốn Lo = 1,05L; Lực tác dụng áp lực nước, sóng, va đập 45 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG II TÝnh to¸n tường ngực : Tính tốn kết cấu tường ngực (tiếp): b) Dầm trên: Sơ đồ tính tốn - Hai đầu ngàm (nếu đổ liền khối nối cứng với mố trụ), - Hai đầu khớp (nếu đổ tách rời khớp với mố trụ) - Tải trọng đứng: trọng lượng thân, lực truyền từ xuống - Tải trọng ngang: áp lực nước, sóng, va đập truyền từ mặt 46 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-6: TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG II TÝnh to¸n tường ngực : Tính tốn kết cấu tường ngực (tiếp): c) Dầm dưới: Sơ đồ tính tốn - Hai đầu ngàm (nếu đổ liền khối nối cứng với mố trụ), - Hai đầu khớp (nếu đổ tách rời khớp với mố trụ) - Tải trọng đứng: trọng lượng thân, thiết bị - Tải trọng ngang: áp lực nước, sóng, va đập truyền từ mặt 47 ... TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG 27 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-4: THẤM DƯỚI ĐÁY V HAI BấN CNG I Thấm dới đáy cống: Miền thấm: Trong công trình, miền thấm có giới hạn mặt tiếp xúc đất với đế công trình, ... §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 10 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 11 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG... Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 13 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 14 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN §9-2: TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG 15 Chương 9: CỐNG LỘ THIÊN