Xác định các lực tác dụng lên mảng tính toán

Một phần của tài liệu Chuyên đề kỹ thuật công trình kiểm soát nguồn nước thiết kế cống lộ thiên cống b đề số 43 (Trang 36)

Các lực đứng

Bao gồm trọng lượng cầu giao thông, cầu công tác,cửa van,tường ngực, mố cống, bản đáy,nước trong cống (nếu có), phần đất giữa 2 chân khay (trong phạm vi khối trượt) và các lực đẩy ngược (thấm thuỷ tĩnh) .

Trọng lượng bản đáy Chiều rộng bản đáy cống B = ∑b + ∑dg + ∑db = 12 + 1 + 1 = 14 m. Diện tích mặt cắt ngang F = 15.1 + 2.(1+0,5).0,5 2 = 15,75 m2 Thể tích bê tông V = F.B = 15,75.14 = 220,5 m3 Trọng lượng bản đáy G1 = b.V = 2,4.220,5 = 529,2 T Trọng lượng trụ giữa

Chiều cao trụ pin H = 8,4 – (-1) = 9,4 m.

Diện tích mặt cắt F = 1.12 + .0,52 = 12,785 m2

Thể tích trụ V = H.F = 9,4.12,785 = 120,179 m3

Trọng lượng trụ giữa G2 = b.V = 2,4.120,179 = 288,430 T

Trọng lượng trụ bên

Chiều cao trụ bên cũng là chiều cao trụ pin H = 9,4 m 0.5 0.5

0.5

15.0

1.5

Diện tích mặt cắt F = 12.0,52+ 12.0,5 = 6,393 m2

Trọng lượng trụ bên G3 = b.F.H = 2,4.6,393.9,4 = 144,215 T

Trọng lượng cầu giao thông

Chiều dài của cầu là L = 17 m. Diện tích mặt cắt ngang của cầu

F = 6.0,3 + 2.0,4.0,5 +2.0,4.0,55 + 2.0,8.0,05 = 2,72 m2

Thể tích cầu giao thông V = L.F = 17.2,72 = 46,24 m3

Trọng lượng cầu giao thông G4 = b.V = 2,4.46,24 = 110,976 T

Trọng lượng cầu công tác Chiều dài cầu công tác L = 14 m Diện tích mặt cắt

F = 3.0,3 + 2.3.0,2 + 2.1,65.0,3 + 2.2,2.0,3+ 2.1,95.0,3 = 5,58 m2

Thể tích cầu công tác: V= F.L = 14.5,58 = 78,12 m3

Trọng lượng cầu công tác: G5 = 2,4.78,12 = 187,49 T

Trọng lượng cửa van

Cửa van làm bằng thép : Gcv = g.H.l0

Trong đó

l0 là chiều rộng cửa van, l0 = bv + 0,3 = 6 + 0,3 = 6,3 m H là chiều cao cửa van, H = Zđt + 0,5 = 4,16 + 0,5 = 4,66 m Hc là cột nước tính toán tại tâm lỗ cống, H0 = 2,08 m

g là trọng lượng phần động của cửa van phẳng tính cho1m2 lỗ cống. 1m2 lỗ cống. g = 600(√3 Hc. l02 – 1) = 600(3 √2,08.6,32 – 1) = 2012,559 N/m2 0.50 0.05 0.50 6.00 0.10 0.80 5.20 0.40 0.40 0.30 6.50 1.95 2.20 1.95 3.00 0.30 0.20 2.40

Hình 13 Kích thước của cầu giao thông

Hình 14

Trọng lượng cửa van Gcv= g.H.l0 = 2012,559.4,66.6,3 = 59084,7 N = 6,025 T Trọng lượng 2 cửa van G6 = 2Gcv = 2.6,025 = 12,05 T

Trọng lượng nước trong cống Trọng lượng nước phía thượng lưu

GnTL= G7 = V. n = 12.2,984.7,30.1 = 261,398 T Trọng lượng nước phía hạ lưu

GnHL=¿G7’ = V. n = 12.10,782.1,92.1 = 248,147T

 Áp lực thấm đẩy ngược

Gthấm = G8 = Wthấm .(∑b + ∑d) = 27,741.(12 + 2) = 388,369 T

 Áp suất thủy tĩnh

Gthủy tỉnh = G9 = Wtt.(∑b + ∑d) = 43,80.(12 + 2) = 613,2 T

 Trọng lượng phần đất giữa 2 chân khay Thể tích khối đất V = 13+214 .0,5.14 = 94,5 m3

Trọng lượng riêng của đất bão hoà

bh =k + ε+ε1 . n = 1,52 + 0,610,61+1 . 1 = 1,9 T/m3

Trọng lượng riêng khối đất G10 = 1,9.94,5 = 179,55 T  Trọng lượng tường ngực

Chiều cao tường ngực H = 4,24 m

Diện tích mặt cắt F = 4,24.0,2 + 2.0,2,0,2 = 0,928 m2

Thể tích trụ V = ∑b.F = 0,928.12 = 11,136 m3

Trọng lượng tường ngực

G11 = b.V = 2,4.11,136 = 26,726 T

Các lực ngang

Áp lực nước thượng, hạ lưu; áp lực đất chủ động ở

chân khay thượng lưu (Ectl), áp lực đất bị động ở chân khay hạ lưu (Ebhl).

 Áp lực nước thượng lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh E12 = 12 .n . Htl2.b = 12 .1.7,302.12 = 319,14 T 4.24 0.40 0.20 0.20 Hình 15

Áp lực nước hạ lưu Xác định theo áp lực thủy tĩnh

E13 = 12 . n . Hhl2.b = 12 .1.1,922.12 = 22,118 T b) Xác định áp lực đáy móng

Theo sơ đồ nén lệch tâm

 = ∑P

F + ∑M0 W

Trong đó :

P là tổng lực đứng

M0là tổng momen các lực tác dụng lên mảng lấy đối với tâm mảng F là diện tích đáy mảng

W là mô đun chống uốn của đáy mảng

TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu

Trị Số Momen Với Tâm O

(+)P (tấn) (-)Q (tấn) CT Đòn (m) Mo (m) 1 Bản đáy G1 529,2 0 0 2 Trụ giữa G2 288,430 0 0 3 Trụ bên G3 144,215 0 0

4 Cầu giao thông G4 110,976 -2,421 -268,673

5 Cầu công tác G5 187,488 3,416 640,459 6 Cửa van G6 12,05 3,416 41,163 7 Nước trong cống ở TL G7 361,398 6,0008 1570,482 8 Nước trong cống ở HL G7’ 248,817 -2,109 -523,912 9 Áp lực thấm G8 -388,369 2,5 -970,922 10 Áp lực thuỷ tĩnh G9 -613,2 0 0 11 Đất chân khay G10 179,55 0 0 12 Tường ngực G11 26,726 4,779 127,725

TT Lực Tác Dụng Kí Hiệu

Trị Số Momen Với Tâm O

(+)P (tấn) (-)Q (tấn) CT Đòn (m) Mo (m) 13 Áp lực nước TL E12 -319,74 2,973 -950,587 14 Áp lực nước HL E13 22,118 1,18 26,1 Tổng 986,882 -297,622 -308,165 Bảng 6 Kết Quả Tính Toán các Lực Tác Dụng

Theo sơ đồ nén lệch tâm,

max = ∑P F + ∑Mo W = ∑P F . (1 + 6.e0 B ) min = ∑FP - ∑Mo W = ∑FP . (1 - 6.e0 B ) Trong đó ∑Plà Tổng các lực đứng

Molà tổng mômen của các lực tác dụng lên mảng lấy đối với tâm đáy mảng O W là modun chống uốn của đáy mảng

F là diện tích đáy mảng, F = B.L = 14.15 = 210 m2 e0 là độ lệch tâm, e0 = ∑MoP = −986,882308,165 = - 0,312 Vậy max = 986,882210 . (1 + 6.0,31214 ) = 5,328 T/m2 min = 986,882210 . (1 - 6.0,31214 ) = 4,071 T/m2 tb = σmax+σmin 2 = 5,328+24,071 = 4,699 T/m2

Ta có sơ đồ phân bố tải trọng đáy móng

4,071 T/m2

c) Tính toán trượt phẳng

Ổn định của cống về trượt dược đảm bảo khi:

nc.Ntt ≤ Km

nR (*) Trong đó

nc là hệ số tổ hợp tải trọng, nc = 1 m là hệ số điều kiện làm việc, m = 1 Kn là Hệ số tin cậy = 1,2

CI là lực dính đợn vị của đất nền, CI = 0,3 T/m2

Ntt là giá trị tính toán của lực tổng quát gây trượt

Ntt = TTL – THL = 319,14 – 22,118 = 297,622 T R là giá trị tính toán của lực chống giới hạn

R = ∑P.tg1 + F.CI = 986,882.tg18 + 210.0,3 = 383,657 T Thay vào (*) ta được

nc.Ntt = 297,622 ≤ Km

nR = 319,714

Phần III. Kết Luận

Qua đồ án này em đã hiểu rõ công việc thiết kế công trình thuỷ lợi nói chung và quy trình thiết kế một cống lộ thiên phục vụ yêu cầu tưới tiêu nói riêng. Và những yêu cầu kỹ thuật trình quá trình thíêt kế.

Trên đây là toàn bộ nội dung đồ án mà em đã được giao. Do trình độ có hạn nên trong quá trình làm bài không tránh khỏi những sai sót chủ quan, em rất mong có được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để em có điều kiện khắc phục những sai sót đã mắc phải.

Cuối cùng em chân thành cảm ơn cô đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

Một phần của tài liệu Chuyên đề kỹ thuật công trình kiểm soát nguồn nước thiết kế cống lộ thiên cống b đề số 43 (Trang 36)