Nghiên cứu quy trình tính toán kết cấu trụ pin đập tràn có cửa van cung áp dụng cho thủy điện xêkaman 1

1 LỜI NÓI ĐẦU Luận văn thạc sỹ kỹ thuật chun ngành xây dựng cơng trình thuỷ với đề tài “ Nghiên cứu quy trình tính tốn kết cấu trụ pin đập tràn có cửa van cung - Áp dụng cho thủy điện Xêkaman 1” hoàn thành với giúp đỡ nhiệt tình, hiệu phịng Đào tạo ĐH&SĐH, khoa cơng trình thầy, giáo, môn trường Đại học thuỷ lợi, bạn bè đồng nghiệp, quan gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo: GS.TS Nguyễn Chiến trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn tới: Phong Đào tạo ĐH SĐH, khoa cơng trình, thầy giáo tham gia giảng dạy trực tiếp Cao học trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập chương trình Cao học trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Đảng uỷ, Lãnh đạo, Cán công nhân viên Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Sông Đà tận tình giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình động khích lệ tinh thần vật chất để tác giả đạt kết ngày hôm Hà Nội, tháng 12 năm 2011 Tác giả Lê Thiếu Lương MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU .7 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH THÁO LŨ VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU CỬA VAN CUNG 1.1 Tổng quan xây dựng hồ chứa cơng trình tháo lũ 1.2 Bố trí cửa van hình cung đập tràn 11 1.2.1 Khái niệm cửa van cung 11 1.2.2 Phân loại cửa van cung .14 1.2.3 Hình thức cửa van thường dùng .15 1.2.4 Phạm vi ứng dụng .16 1.3 Điều kiện làm việc kết cấu trụ van cung 17 1.4 Tổng quan phương pháp tính tốn kết cấu trụ van .19 1.4.1 Phân tích ứng suất mố trụ 19 1.4.2 Bố trí cốt thép chịu lực trụ 21 1.5 Giới hạn nội dung nghiên cứu 22 CHƯƠNG 23 CÁC NỘI DUNG TÍNH TỐN KẾT CẤU TRỤ VAN CUNG 23 2.1 Tính tốn kết cấu trụ van cung theo phương pháp truyền thống .23 2.1.1 Phân tích ứng suất trụ .23 2.1.2 Phân tích ứng suất trụ biên .31 2.1.3 Quy trình tính tốn 41 2.2 Tính tốn kết cấu trụ van cung theo phương pháp phần tử hữu hạn .43 2.2.1 Nguyên lý tính tốn phân tích ứng suất trụ .43 2.2.2 Lựa chọn phần mềm tính tốn ứng suất 50 2.2.3 Tính tốn cốt thép phận 50 2.2.4 Đề xuất quy trình tính tốn .50 2.3 Kết luận chương 52 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO TRÀN XEKAMAN 54 3.1 Giới thiệu cơng trình 54 3.1.1 Thông tin chung 54 3.1.2 Các thơng số cơng trình 55 3.1.3 Hạng mục cơng trình .55 3.2 Kết cấu trụ van trường hợp tính tốn 57 3.2.1 Kết cấu trụ van 57 3.2.2 Trường hợp tính tốn 57 3.3 Tính tốn lực tác dụng .58 3.4 Tính tốn kết cấu theo phương pháp truyền thống 58 3.4.1 Tính tốn trụ .58 3.4.2 Tính tốn trụ biên 62 3.5 Tính tốn kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn 66 3.5.1 Các thông số đầu vào 66 3.5.2 Mơ hình tính tốn 66 3.5.3 Kết tính tốn .67 3.6 Phân tích kết tính tốn 71 3.7 Kết luận chương 72 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 4.1 Các kết nghiên cứu luận văn 74 4.2 Một số điểm tồn 75 4.3 Hướng tiếp tục nghiên cứu 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 79 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Một số đập – hồ chứa xây dựng giới 11 Hình 1-2: Mơ hình cửa van cung 12 Hình 1-3a: Cửa van mặt có tâm mặt trùng với tâm quay 13 Hình 1-3b: Cửa van mặt có tâm mặt khơng trùng với tâm quay .13 Hình 1-3c: Cửa van cung sâu 14 Hình 1-4: Hình dạng cửa van cung 15 Hình 1-5: Thủy Điện Sơn La 18 Hình 1-6: Thủy điện Hịa Bình 18 Hình 1-7: Bố trí thép chịu lực trụ van cung 21 Hình 1-8: Hình ảnh cơng trình bố trí cốt thép theo quan điểm thứ 22 Hình 2-1: Sơ đồ bố trí van cung trụ 23 Hình 2-2: Sơ đồ thay lực tác dụng lên trụ 23 Hình 2-3: Sơ đồ hình nêm vng .24 Hình 2-4: Trường hợp lực tập trung P đỉnh hình nêm 25 Hình 2-5: Trường hợp lực tập trung Q đỉnh hình nêm .26 Hình 2-6: Trường hợp mơmen tập trung M đỉnh hình nêm 27 Hình 2-7: Sơ đồ lực lên phân tố nêm 28 Hình 2-8: Biểu thị chiều dương ứng suất 29 Hình 2-9: Sơ đồ ngoại lực cân biên 29 Hình 2-10: Sơ đồ sai phân hữu hạn để tính vi phân hàm 32 Hình 2-11: Mơmen theo hướng vng góc với mặt 32 Hình 2-12: Sơ đồ sai phân hữu hạn gốc A trùng với O 34 Hình 2-13: Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm góc C D 36 Hình 2-14: Sơ đồ mặt trung bình 37 Hình 2-15: Sơ đồ dãn cung .38 Hình 2-16: Biểu thị chiều dương nội lực 40 Hình 2-17: Biểu thị chiều dương ứng suất 40 Hình 2-18: Phần tử lục diện 20 điểm nút 46 Hình 2-19: Phần tử chuẩn khối lập phương 47 Hình 3-1: Cơng trình thủy điện Xekaman 54 Hình 3-2: Mặt đập tràn XêKaman 57 Hình 3-3: Sơ đồ tính tốn trụ 58 Hình 3-4: Quỹ đạo ứng suất mố .60 Hình 3-5: Sơ đồ tính tốn trụ 62 Hình 3-6: Quỹ đạo ứng suất mố biên 64 Hình 3-7: Mơ hình tính tốn 66 Hình 3-8: Sơ đồ chia lưới phần tử .66 Hình 3-9: Chuyển vị U X (3D) 67 Hình 3-10: Chuyển vị U Y (3D) 67 Hình 3-11: Ứng suất S X (3D) 67 Hình 3-12: Ứng suất S Y (3D) 67 Hình 3-13: Ứng suất S (3D) 67 Hình 3-14: Ứng suất S (3D) 67 Hình 3-15: Ứng suất S (trụ giữa) .68 Hình 3-16: Ứng suất S (trụ giữa) .68 Hình 3-17: Ứng suất S (vùng tai van trụ giữa) 68 Hình 3-18:Ứng suất S (vùng tai van trụ giữa) 68 Hình 3-19: Ứng suất S (trụ biên) .68 Hình 3-20: Ứng suất S (trụ biên) .68 Hình 3-21:Ứng suất S (vùng tai van trụ biên) 69 Hình 3-22:Ứng suất S (vùng tai van trụ biên) 69 Hình 3-23:Phương chiều ứng suất trụ .69 Hình 3-24: Phương chiều ứng suất trụ biên 69 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Tổng hợp ứng suất vùng tai van trụ 60 Bảng 3.2: Tính tốn bố trí cốt thép trụ 61 Bảng 3.3: Tổng hợp ứng suất vùng tai van trụ biên 64 Bảng 3.4: Tính tốn bố trí cốt thép trụ biên 65 Bảng 3.5: Tổng hợp ứng suất vùng tai van (PPPTHH)(kN/m2) 70 Bảng 3.6: Tính tốn bố trí cốt thép trụ trụ biên .70 Bảng 3.7: So sánh kết tính tốn phương pháp .71 Bảng 3.8: So sánh kết ứng suất kéo số điểm đặc biệt khác 72 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết Đề tài Trong cơng trình thủy lợi, thủy điện, đập tràn hạng mục cơng trình lớn quy mô tầm quan trọng Đập tràn xây dựng nhằm mục đích điều tiết tháo lũ cho hồ chứa Đập tràn cần phải bố trí trụ pin để phân đập tràn thành nhiều khoang tràn thuận lợi cho việc bố trí cửa van Trụ pin khơng cần thiết cho bố trí cửa van mà cịn để bố trí cầu cơng tác, máy đóng mở, cầu giao thông chịu áp lực nước cửa van truyền tới Với đập tràn bố trí cửa van cung, ảnh hưởng trình vận hành van cung trụ pin tràn lớn Trong nhiều năm gần đây, việc tính tốn ứng suất biến dạng trụ pin tràn dừng lại toán phẳng Trong đó, thực tế làm việc trụ pin trạng thái không gian chiều Việc áp dụng sơ đồ tính tốn khác với trạng thái làm việc thực tế dẫn đến kết bất lợi, bố trí thép khơng đủ để chịu lực bố trí thép thừa, gây lãng phí Vì cần thiết phải đánh giá mức độ xác phương pháp trước đây, lựa chọn phương pháp tính tốn hợp lý đề xuất quy trình tính tốn phù hợp Đề tài luận văn hướng đến giải vấn đề nên có tính cấp thiết tính thực tiễn cao II Mục đích Đề tài + Nghiên cứu phương pháp tính tốn ứng suất biến dạng trụ van cung trạng thái không gian chiều theo phương pháp phần tử hữu hạn + Phân tích so sánh với việc tính tốn ứng suất biến dạng trụ van cung theo phương pháp truyền thống + Bố trí cốt thép cho phận trụ van cung + Đối chiếu, phân tích kết tính tốn cơng trình thực tế, đưa nhận xét kiến nghị cho cơng trình tương tự III Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: tính tốn kết cấu trụ van cung đập tràn có van mặt Phân tích ứng suất bố trí cốt thép trụ - Tính tốn cụ thể cơng trình thủy điện Xekaman - Cộng Hoà Dân Chủ Nhân Dân Lào IV Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu + Cách tiếp cận: - Nghiên cứu thông qua tài liệu: Giáo trình thủy cơng, giáo trình thủy lực, giáo trình chuyên ngành, tài liệu chuyên ngành dịch từ tiếng Anh, Trung Quốc - Nghiên cứu qua hồ sơ thiết kế kỹ thuật cơng trình thủy điện Xekaman Cộng Hoà Dân Chủ Nhân Dân Lào kết tính tốn số cơng trình tương tự + Phương pháp nghiên cứu: - Tổng hợp tài liệu từ cơng trình thực tế - Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn - Nghiên cứu lý luận để sử dụng mơ hình ứng suất biến dạng - Sử dụng phần mền ANSYS để tính tốn - Ứng dụng tính tốn cụ thể cho trụ pin tràn cơng trình thủy điện Xekaman - Cộng Hoà Dân Chủ Nhân Dân Lào - Khái qt hóa đề xuất quy trình tính tốn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH THÁO LŨ VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU CỬA VAN CUNG 1.1 Tổng quan xây dựng hồ chứa công trình tháo lũ Cách 4000 năm Trung Quốc Ai Cập bắt đầu xuất cơng trình Thuỷ lợi Đập xây dựng đập sơng Nile cao 15m, dài 450m có cốt đá đổ đất sét Nước có nhiều đập Trung Quốc với 22.000 đập, đứng thứ hai Mỹ có 6.575 đập, đứng thứ ba Ấn Độ có 4.291 đập sau Nhật Bản với 2.675 đập, tiếp đến Tây Ban Nha Việt Nam có gần 500 đập đứng thứ 16 số nước có nhiều đập cao giới Tốc độ xây dựng đập cao giới không đều, đỉnh cao năm 1970 Các thống kê thể loại đập ICOLD- 1986 cho thấy 78% đập đất, đá đổ 5%, đập bêtơng trọng 12%, đập vịm 4% Nếu xét đập có chiều cao 100m 30% đập đất đá, 38% đập bê tơng, 21.5% đập vịm Ở Việt Nam xây dựng 460 hồ chứa nước có dung tích triệu m3 đập cao từ 10m trở lên khoảng 3000 hồ tiểu thuỷ nông khác, hàng năm đảm bảo tưới 40 vạn đất canh tác, sản xuất 17 tỷ kWh điện Một loạt hệ thống hồ chứa nước phục vụ nông nghiệp đời Suối Hai, Đại Lải, Cấm Sơn, Thác Bà, Kẻ Gỗ, Quất Đông, Yên Lập, sông Mực, Xạ Hương, sông Rác, suối Nứa, Gò Miếu, Bảo Linh, Nam Thạch Hãn, Vực Tròn, Phú Ninh, Ya Yun hạ, Tuyền Lâm, Dầu Tiếng Về thuỷ điện, nguồn thuỷ nước ta lớn, trữ kỹ thuật khoảng 90 tỉ kWh với khoảng 21 triệu kW công suất lắp máy Đến xây dựng cơng trình Hồ Bình sơng Đà cơng trình lợi dụng tổng hợp chống lũ, phát điện công suất 1920 MW, cung cấp nước giao thông thuỷ Hiện nhà nước ta cho khẩn trương triển khai dự án bậc thang sông Đà sông Lô - Gâm phải kể đến đập Sơn La có dung tích cơng suất lắp máy lớn 10 nhiều so với đập Hồ Bình Hồ Thác Bà vừa phục vụ tưới phát điện công suất 108 MW Trên sông Sê San xây dựng nhà máy thuỷ điện Yaly có cơng suất 720MW ; sơng Đồng Nai có thuỷ điện Trị An với cơng suất 400 MW; sông La Ngà xây dựng thuỷ điện Hàm Thuận - Đa Mi có cơng suất 500 MW; sơng Bé có thuỷ điện Thác Mơ cơng suất 160 MW thuỷ điện Cần Đơn 72 MW ; Sơng Hinh có đập nhà máy thuỷ điện sông Hinh với công suất 70 MW phục vụ tưới cho 5000 ruộng đất Thuỷ lợi nước ta góp phần đắc lực phát triển nơng nghiệp đa dạng, trọng tâm bảo đảm lương thực cho tồn xã hội, có xuất khẩu; đồng thời góp phần to lớn vào việc phát triển thuỷ điện, khai thác nguồn lượng quan trọng, cấp thoát nước cho cơng nghiệp thị Ngồi thuỷ lợi tạo điều kiện phát triển giao thơng thuỷ, góp phần phân bố lại lao động nước, làm biến đổi nhiều mặt xã hội qua tác dụng chống lũ, chống úng, giải phóng sức lao động nơng thơn, cải thiện môi trường làm cho nông thôn trở nên văn minh, đẹp Cơng trình tháo nước (CTTN) hạng mục thiếu đầu mối thủy lợi Nó dùng để tháo nước thừa mùa lũ, đảm bảo an toàn cho đầu mối; số đầu mối thủy lợi, CTTN kết hợp để tháo nước thường xuyên xuống hạ lưu, xả bùn cát, tháo cạn hồ chứa, hay kết hợp để tháo nước thi cơng Do vai trị đặc biệt quan trọng CTTN, số đầu mối Thủy lợi, ngồi CTTN chính, người ta cịn bố trí thêm đường tràn phụ, tràn cố (TSC) để hỗ trợ tháo lũ vượt mức thiết kế Mặt cắt 1-1 2-2 3-3 4-4 Nội lực (kN) 1834,00 5655,71 1834,00 3543,57 Diện tích cốt thép (cm2) 53,94 166,34 53,94 104,22 Bố trí cốt thép Số 21 13 fi 32 32 32 32 PHỤ LỤC 1: ỨNG SUẤT MỐ GIỮA CÓ H:B = 5:8 DO P=100, Q=100, M=100 Bảng 1.1 : Ứng suất σ x P mố với b:h = 8:5 0 8,8 2,8 6,2 10,8 16,2 0,7 2,5 5,5 9,3 13,7 1,6 2,7 5,1 88,3 11,7 0,7 2,7 5,1 7,6 9,9 0,6 3,5 6,0 7,8 8,7 2,1 6,1 8,5 8,8 7,7 6,4 13,0 12,9 10,0 6,6 27,2 25,0 16,8 10,0 4,2 45,5 25,7 14,1 6,4 -0,2 y/x 54,7 27,2 6,3 1,9 0,7 0,3 0 0 0 y/x Bảng 1.2 : Ứng suất σ y P mố với b:h = 8:5 0 0 0 1,3 1,4 1,3 1,0 0,7 0,4 3,1 3,5 3,2 2,4 1,6 0,8 6,3 7,1 6,3 4,5 2,9 1,5 10,3 11,6 9,4 6,3 3,6 1,8 16,1 17,4 12,3 6,8 3,4 1,6 26,7 25,5 12,9 5,6 2,5 1,1 Bảng 1.3 : Ứng suất τ xy P mố với b:h = 8:5 0 0 0 1,3 2,7 3,7 4,6 5,1 2,6 5,0 8,0 8,4 9,2 3,7 7,4 9,8 11,3 12,0 5,3 9,9 12,2 13,2 13,5 8,2 13,0 13,9 13,6 13,1 13,5 16,5 13,8 11,8 10,7 28,3 14,8 9,0 6,9 6,0 0 0 0 y/x y/x Bảng 1.4 : Ứng suất σ x Q mố với b:h = 8:5 2,6 9,4 19,0 28,8 39,0 2,3 8,0 15,4 23,0 30,3 2,1 6,9 12,3 27,1 21,4 2,2 6,1 8,8 10,5 11,0 2,8 5,7 4,0 2,1 -1,1 4,7 4,8 -2,3 -10,2 -16,5 9,1 -3,0 -19,4 -29,9 -36,6 -1,3 -44,5 -54,6 -57,2 -59,5 -249,8 -130,6 -96,7 -84,2 -81,0 Bảng 1.5 : Ứng suất σ y Q mố với b:h = 8:5 0 0 0 5,8 4,1 2,1 0,2 -0,9 -1,2 14,1 9,5 4,3 0,1 -2,1 -2,9 28,5 18,8 8,1 0,2 -3,1 -4,1 46,5 28,1 9,5 -1,2 -5,0 -5,4 72,8 36,3 6,7 -4,7 -6,7 -5,8 130,3 36,6 -2,5 -7,7 -6,2 -6,2 246,7 -1,1 -10,8 -5,6 -3,0 -1,8 0 0 0 y/x Bảng 1.6 : Ứng suất τ xy Q mố với b:h = 8:5 0 0 0 2,6 7,6 8,9 8,9 8,5 8,8 13,8 15,4 15,1 14,0 12,7 20,2 18,9 17,9 16,2 16,5 21,0 19,3 16,7 14,9 21,0 19,7 14,1 11,3 10,8 24,9 9,0 2,8 3,3 5,0 0,9 -14,5 -8,0 -2,5 0,8 0 0 0 y/x Bảng 1.7 : Ứng suất σ x M mố với b:h = 8:5 0 -0,4 -1,7 -3,3 -4,9 -6,2 -0,6 -1,6 -3,2 -4,4 -5,4 -0,2 -0,8 -3,3 -4,3 -4,6 -1,0 -2,8 -3,8 -4,0 -3,7 -2,0 -4,6 -4,8 -3,6 -2,2 -5,2 -8,2 -5,4 -1,9 0,5 -47,5 -12,2 -1,7 2,8 4,2 -49,8 4,0 12,0 10,5 8,9 200,2 50,9 24,0 15,3 11,8 y/x -92,4 50,1 20,7 5,3 1,9 0,9 0 0 0 y/x 0 0 0 y/x Bảng 1.8 : Ứng suất σ y M mố với b:h = 8:5 0 0 0 -1,1 -0,9 -0,5 -0,1 -0,3 -0,3 -2,9 -2,3 -0,8 0,3 1,1 0,9 -5,9 -4,4 -1,2 1,0 1,9 1,8 -10,9 -7,1 -0,5 3,1 3,3 2,5 -21,2 -9,9 3,0 6,0 4,6 2,9 -49,6 -6,1 12,8 8,4 4,5 2,4 Bảng 1.9 : Ứng suất τ xy M mố với b:h = 8:5 0 0 0 -1,0 -1,4 -1,5 -1,4 -0,9 -2,0 -2,9 -2,9 -2,3 -1,5 -3,4 -4,4 -3,7 -2,4 -1,4 -5,5 -6,1 -3,9 -1,8 -0,7 -10,3 -6,8 -1,7 0,4 0,7 -19,8 -1,1 4,0 3,3 2,0 -0,4 18,5 8,7 4,0 2,0 1,21256 0 0 0 -1,33 -1,09 -0,61 -0,12 -0,36 -0,36 -3,52 -2,79 -0,97 0,36 1,33 1,09 -7,15 -5,34 -1,46 1,21 2,30 2,18 -13,22 -8,61 -0,61 3,76 4,00 3,03 -25,71 -12,00 3,64 7,28 5,58 3,52 -60,14 -7,40 15,52 10,19 5,46 2,91 -112,0 60,75 25,10 6,43 2,30 1,09 0 0 0 -1,21 -1,70 -1,82 -1,70 -1,09 -2,43 -3,52 -3,52 -2,79 -1,82 -4,12 -5,34 -4,49 -2,91 -1,70 -6,67 -7,40 -4,73 -2,18 -0,85 -12,49 -8,25 -2,06 0,49 0,85 -24,01 -1,33 4,85 4,00 2,43 -0,49 22,43 10,55 4,85 2,43 0 0 0 0 0 PHỤ LỤC 3: TÍNH TỐN ỨNG SUẤT MỐ GIỮA THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG Bảng 3.1 : Ứng suất σ x P (kN/m ) 0 91,5 29,1 64,5 112,3 168,5 7,3 26,0 57,2 96,7 142,5 16,6 28,1 53,0 918,3 121,7 7,3 28,1 53,0 79,0 103,0 6,2 36,4 62,4 81,1 90,5 21,8 63,4 88,4 91,5 80,1 66,6 135,2 134,2 104,0 68,6 282,9 260,0 174,7 104,0 43,7 473,2 267,3 146,6 66,6 -2,1 167 181,0 127,9 70,7 35,4 16,6 278 265,2 134,2 58,2 26,0 11,4 569 282,9 65,5 19,8 7,3 3,1 0 y/x Bảng 3.2 : Ứng suất σ y P (kN/m2) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 14 14,6 13,5 10,4 7,3 4,2 32 36,4 33,3 25,0 16,6 8,3 66 73,8 65,5 46,8 30,2 15,6 107 120,6 97,8 65,5 37,4 18,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 y/x Bảng 3.3 : Ứng suất τ xy P (kN/m2) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13,5 28,1 38,5 47,8 53,0 27,0 52,0 83,2 87,4 95,7 38,5 77,0 101,9 117,5 124,8 55,1 103,0 126,9 137,3 140,4 85,3 135,2 144,6 141,4 136,2 140,4 171,6 143,5 122,7 111,3 294,3 153,9 93,6 71,8 62,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 y/x Bảng 3.4 : Ứng suất σ x Q (kN/m ) 0 17,2 62,3 126,0 190,9 258,6 15,2 53,0 102,1 152,5 200,9 13,9 45,7 81,5 179,7 141,9 14,6 40,4 58,3 69,6 72,9 18,6 37,8 26,5 13,9 -7,3 31,2 31,8 -15,2 -67,6 -109,4 60,3 -19,9 -128,6 -198,2 -242,7 -8,6 -295,0 -362,0 -379,2 -394,5 -1656 -865,9 -641,1 -558,2 -537,0 y/x Bảng 3.5 : Ứng suất σ y Q (kN/m2) 0 0 0 38,5 27,2 13,9 1,3 -6,0 -8,0 93,5 63,0 28,5 0,7 -13,9 -19,2 189,0 124,6 53,7 1,3 -20,6 -27,2 308,3 186,3 63,0 -8,0 -33,2 -35,8 482,7 240,7 44,4 -31,2 -44,4 -38,5 863,9 242,7 -16,6 -51,1 -41,1 -41,1 1636 -7,3 -71,6 -37,1 -19,9 -11,9 0 0 0 y/x 0 0 y/x y/x Bảng 3.6 : Ứng suất τ xy Q (kN/m2) 0 0 0 17,2 50,4 59,0 59,0 56,4 58,3 91,5 102,1 100,1 92,8 84,2 133,9 125,3 118,7 107,4 109,4 139,2 128,0 110,7 98,8 139,2 130,6 93,5 74,9 71,6 165,1 59,7 18,6 21,9 33,2 6,0 -96,1 -53,0 -16,6 5,3 Bảng 3.7 : Ứng suất σ x M (kN/m ) 0 -4,4 -18,9 -36,6 -54,4 -68,8 -6,7 -17,8 -35,5 -48,8 -59,9 -2,2 -8,9 -36,6 -47,7 -51,1 -11,1 -31,1 -42,2 -44,4 -41,1 -22,2 -51,1 -53,3 -40,0 -24,4 -57,7 -91,0 -59,9 -21,1 5,6 -527 -135,4 -18,9 31,1 46,6 -553 44,4 133,2 116,6 98,8 2222 565 266,4 169,8 131,0 -235,4 -109,9 33,3 66,6 51,1 32,2 -551 -67,7 142,1 93,3 50,0 26,6 -1025 556 229,8 58,9 21,1 10,0 Bảng 3.8 : Ứng suất σ y M (kN/m2) 0 0 0 -12,2 -10,0 -5,6 -1,1 -3,3 -3,3 -32,2 -25,5 -8,9 3,3 12,2 10,0 -65,5 -48,9 -13,4 11,1 21,1 20,0 -121,0 -78,8 -5,6 34,4 36,6 27,7 0 0 y/x Bảng 3.9 : Ứng suất τ xy M (kN/m2) 0 0 0 -11,1 -15,6 -16,7 -15,6 -10,0 -22,2 -32,2 -32,2 -25,5 -16,7 -37,7 -48,9 -41,1 -26,6 -15,6 -61,1 -67,7 -43,3 -20,0 -7,8 -114,3 -75,5 -18,9 4,5 7,8 -219,8 -12,2 44,4 36,6 22,2 -4,5 205,3 96,6 44,4 22,2 0 0 0 y/x y/x Bảng 3.10 : Ứng suất σ x trọng lượng thân (kN/m ) 0 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 -84 -168 -252 -336 -420 Bảng 3.11 : Tính tốn ứng suất điểm mố (kN/m2) Điểm Ứng suất lực P tác dụng Ứng suất lực Q tác dụng Ứng suất lực M tác dụng Ứng suất trọng lượng thân Tổng hợp σx σy τxy σx σy τxy σx σy τxy σx Σσx Σσy Στxy - - - - - - - - - - - - - 0,00 568,88 0,00 0,00 1635,62 0,00 0,00 -1025,27 0,00 0,00 0,00 1179,23 0,00 0,00 277,68 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 863,89 -550,53 591,04 0,00 167,44 0,00 0,00 482,66 0,00 0,00 -235,35 0,00 0,00 0,00 414,75 0,00 0,00 107,12 0,00 0,00 308,30 0,00 0,00 -121,02 0,00 0,00 0,00 294,40 0,00 0,00 65,52 0,00 0,00 188,96 0,00 0,00 -65,45 0,00 0,00 0,00 189,02 0,00 0,00 32,24 0,00 0,00 93,48 0,00 0,00 -32,22 0,00 0,00 0,00 93,50 0,00 0,00 13,52 0,00 0,00 38,45 0,00 0,00 -12,18 0,00 0,00 0,00 39,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10 473,20 0,00 0,00 0,00 2222,22 11 282,88 282,88 294,32 0,00 -1656,17 -8,62 -7,29 5,97 -552,78 0,00 0,00 -84,00 955,25 0,00 0,00 556,12 -4,49 -84,00 -362,52 831,70 295,80 12 66,56 265,20 140,40 60,33 242,66 165,09 -527,25 -67,74 -219,79 -84,00 -484,36 440,12 85,69 13 21,84 180,96 85,28 31,16 240,67 139,23 -57,72 -109,85 -114,34 -84,00 -88,72 311,78 110,17 103,46 14 6,24 120,64 55,12 18,56 186,30 109,40 -22,20 -78,82 -61,06 -84,00 -81,40 228,13 15 7,28 73,84 38,48 14,59 124,64 84,20 -11,10 -48,88 -37,72 -84,00 -73,23 149,60 84,97 16 16,64 36,40 27,04 13,92 62,99 58,34 -2,22 -25,54 -22,24 -84,00 -55,66 73,84 63,14 19,68 17 7,28 14,56 13,52 15,25 27,18 17,24 -6,66 -9,98 -11,08 -84,00 -68,13 31,76 18 91,52 0,00 0,00 17,24 0,00 0,00 -4,44 0,00 0,00 -84,00 20,32 0,00 0,00 20 267,28 0,00 0,00 -865,88 0,00 0,00 564,99 0,00 0,00 -168,00 -201,61 0,00 0,00 21 260,00 65,52 153,92 -295,04 -71,60 -96,14 44,40 229,77 205,33 -168,00 -158,64 223,69 263,11 22 135,20 134,16 171,60 -19,89 -16,58 59,67 -135,42 142,07 -12,18 -168,00 -188,11 259,66 219,09 23 63,44 127,92 135,20 31,82 44,42 130,61 -91,02 33,32 -75,52 -168,00 -163,76 205,66 190,29 24 36,40 97,76 102,96 37,79 62,99 139,23 -51,06 -5,58 -67,74 -168,00 -144,87 155,16 174,45 25 28,08 65,52 76,96 40,44 53,70 133,93 -31,08 -13,37 -48,88 -168,00 -130,56 105,86 162,00 26 28,08 33,28 52,00 45,75 28,51 91,49 -8,88 -8,88 -32,22 -168,00 -103,05 52,91 111,27 62,91 27 26,00 13,52 28,08 53,04 13,92 50,39 -17,76 -5,58 -15,56 -168,00 -106,72 21,86 28 29,12 0,00 0,00 62,32 0,00 0,00 -18,87 0,00 0,00 -168,00 -95,43 0,00 0,00 30 146,64 0,00 0,00 -641,12 0,00 0,00 266,40 0,00 0,00 -252,00 -480,08 0,00 0,00 31 174,72 19,76 93,60 -362,00 -37,13 -53,04 133,20 58,86 96,58 -252,00 -306,08 41,49 137,14 32 134,16 58,24 143,52 -128,62 -51,05 18,56 -18,87 93,28 44,40 -252,00 -265,33 100,47 206,48 33 88,40 70,72 144,56 -15,25 -31,16 93,48 -59,94 66,64 -18,86 -252,00 -238,79 106,20 219,19 34 62,40 65,52 126,88 26,52 -7,96 127,96 -53,28 34,42 -43,30 -252,00 -216,36 91,98 211,54 35 53,04 46,80 101,92 58,34 1,33 125,31 -42,18 11,08 -41,10 -252,00 -182,80 59,20 186,12 36 53,04 24,96 83,20 81,55 0,66 102,10 -36,63 3,30 -32,22 -252,00 -154,04 28,92 153,08 37 57,20 10,40 38,48 102,10 1,33 59,01 -35,52 -1,10 -16,66 -252,00 -128,22 10,63 80,83 38 64,48 0,00 0,00 125,97 0,00 0,00 -36,63 0,00 0,00 -252,00 -98,18 0,00 0,00 40 66,56 0,00 0,00 -558,25 0,00 0,00 169,83 0,00 0,00 -336,00 -657,86 0,00 0,00 41 104,00 7,28 71,76 -379,24 -19,89 -16,58 116,55 21,05 44,40 -336,00 -494,69 8,44 99,58 42 104,00 26,00 122,72 -198,24 -41,11 21,88 31,08 49,98 36,62 -336,00 -399,16 34,88 181,22 43 91,52 35,36 141,44 -67,63 -44,42 74,92 -21,09 51,08 4,49 -336,00 -333,20 42,02 220,84 44 81,12 37,44 137,28 13,92 -33,15 110,72 -39,96 36,62 -19,96 -336,00 -280,92 40,91 228,04 45 79,04 46,80 117,52 69,62 -20,55 118,68 -44,40 21,05 -26,64 -336,00 -231,75 47,30 209,56 46 918,32 24,96 87,36 179,67 -13,92 100,11 -47,73 12,18 -25,54 -336,00 714,26 23,21 161,93 47 96,72 10,40 47,84 152,49 -5,97 59,01 -48,84 -3,30 -15,56 -336,00 -135,63 1,14 91,28 48 112,32 0,00 0,00 190,94 0,00 0,00 -54,39 0,00 0,00 -336,00 -87,13 0,00 0,00 50 -2,08 0,00 0,00 -537,03 0,00 0,00 130,98 0,00 0,00 -420,00 -828,13 0,00 0,00 51 43,68 3,12 62,40 -394,49 -11,93 5,30 98,79 9,98 22,24 -420,00 -672,02 1,16 89,95 52 68,64 11,44 111,28 -242,66 -41,11 33,15 46,62 26,64 22,24 -420,00 -547,40 -3,03 166,67 53 80,08 16,64 136,24 -109,40 -38,45 71,60 5,55 32,22 7,78 -420,00 -443,77 10,41 215,63 54 90,48 18,72 140,40 -7,29 -35,80 98,79 -24,42 27,74 -7,78 -420,00 -361,23 10,66 231,41 55 102,96 15,60 124,80 72,93 -27,18 107,41 -41,07 19,96 -15,56 -420,00 -285,18 8,37 216,64 56 121,68 8,32 95,68 141,88 -19,23 92,82 -51,06 9,98 -16,66 -420,00 -207,50 -0,93 171,84 57 58 142,48 168,48 4,16 0,00 53,04 0,00 200,89 258,57 -7,96 0,00 56,36 0,00 -59,94 -68,82 -3,30 0,00 -9,98 0,00 -420,00 -420,00 -136,57 -61,77 -7,09 0,00 99,42 0,00 Bảng 3.12 : Phương trị số ứng suất mố (kN/m2) Điểm Σσx 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 31 32 33 34 35 36 37 38 40 41 42 43 44 45 46 47 48 50 51 52 53 54 55 56 57 58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 955,25 -362,52 -484,36 -88,72 -81,40 -73,23 -55,66 -68,13 20,32 -201,61 -158,64 -188,11 -163,76 -144,87 -130,56 -103,05 -106,72 -95,43 -480,08 -306,08 -265,33 -238,79 -216,36 -182,80 -154,04 -128,22 -98,18 -657,86 -494,69 -399,16 -333,20 -280,92 -231,75 714,26 -135,63 -87,13 -828,13 -672,02 -547,40 -443,77 -361,23 -285,18 -207,50 -136,57 -61,77 Tổng hợp Σσy Στxy 1179,23 591,04 414,75 294,40 189,02 93,50 39,80 0,00 0,00 831,70 440,12 311,78 228,13 149,60 73,84 31,76 0,00 0,00 223,69 259,66 205,66 155,16 105,86 52,91 21,86 0,00 0,00 41,49 100,47 106,20 91,98 59,20 28,92 10,63 0,00 0,00 8,44 34,88 42,02 40,91 47,30 23,21 1,14 0,00 0,00 1,16 -3,03 10,41 10,66 8,37 -0,93 -7,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 295,80 85,69 110,17 103,46 84,97 63,14 19,68 0,00 0,00 263,11 219,09 190,29 174,45 162,00 111,27 62,91 0,00 0,00 137,14 206,48 219,19 211,54 186,12 153,08 80,83 0,00 0,00 99,58 181,22 220,84 228,04 209,56 161,93 91,28 0,00 0,00 89,95 166,67 215,63 231,41 216,64 171,84 99,42 0,00 Ứng suất σ1 σ3 1179,23 591,04 414,75 294,40 189,02 93,50 39,80 0,00 955,25 900,96 447,99 340,09 259,52 178,30 99,53 35,50 20,32 0,00 357,75 349,03 286,15 235,23 188,19 110,80 47,52 0,00 0,00 89,09 193,41 212,63 199,57 160,20 115,77 47,75 0,00 0,00 27,44 100,59 144,19 159,10 159,54 750,33 46,81 0,00 0,00 12,98 43,95 96,47 121,57 123,28 96,28 46,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -431,77 -492,23 -117,03 -112,79 -101,93 -81,35 -71,87 0,00 -201,61 -292,70 -277,48 -244,24 -224,93 -212,89 -160,95 -132,38 -95,43 -480,08 -353,67 -358,27 -345,21 -323,95 -283,79 -240,89 -165,34 -98,18 -657,86 -513,68 -464,87 -435,36 -399,11 -343,98 -12,85 -181,30 -87,13 -828,13 -683,83 -594,38 -529,83 -472,15 -400,09 -304,70 -190,47 -61,77 tg2α 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -0,50 -0,19 -0,55 -0,67 -0,76 -0,98 -0,39 0,00 0,00 -1,38 -0,98 -1,03 -1,16 -1,37 -1,43 -0,98 0,00 0,00 -0,79 -1,13 -1,27 -1,37 -1,54 -1,67 -1,16 0,00 0,00 -0,40 -0,84 -1,18 -1,42 -1,50 0,47 -1,33 0,00 0,00 -0,27 -0,61 -0,95 -1,24 -1,48 -1,66 -1,54 0,00 α (độ) 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 76,8 84,7 75,6 73,1 71,3 67,9 79,2 90,0 90,0 63,0 67,8 67,1 65,3 63,1 62,5 67,8 90,0 90,0 70,9 65,8 64,1 63,0 61,5 60,4 65,3 0,0 90,0 79,2 70,1 65,2 62,6 61,8 12,6 63,4 0,0 90,0 82,5 74,3 68,2 64,4 62,1 60,5 61,5 90,0 Mặt cắt Điểm sigma1 sigma3 alpha Điểm sigma1 sigma3 alpha Mặt cắt Điểm sigma1 sigma3 alpha Điểm sigma1 sigma3 alpha 2-2 1179,23 0,00 90 11 900,96 -431,77 76,82 4-4 11 900,96 -431,77 76,82 21 357,75 -292,70 63,00 1-1 0 0 10 955,25 0,00 90 3-4 10 955,25 0,00 90 20 0,00 -201,61 90 Mặt cắt Nội lực (kN) 1-1 2-2 3-3 4-4 5432,96 11831,07 5432,96 7158,89 Diện tích cốt thép (cm2) 159,79 347,97 159,79 210,56 Bố trí cốt thép Số 20 43 20 26 fi 32 32 32 32 ... lũ đập tràn Cửa van hình cung có hai loại cửa van mặt cửa van sâu, có cửa phụ khơng có cửa phụ đỉnh van Cửa van mặt cửa van có đỉnh cao cao trình mực nước thượng lưu, cửa van sâu cửa van có đỉnh... dưới, cho nước tràn qua cửa van, nước chảy qua đỉnh van chảy van + Theo kết cấu, cửa van chia thành loại: Cửa van đơn, cửa van có cửa phụ cửa van kép 15 Hình 1- 4: Hình dạng cửa van cung Trong đập. .. NỘI DUNG TÍNH TỐN KẾT CẤU TRỤ VAN CUNG 2 .1 Tính tốn kết cấu trụ van cung theo phương pháp truyền thống Trong nhiều năm gần đây, việc tính tốn kết cấu trụ van cung thường sử dụng phương pháp truyền