l o Độ dài chu vi túi đập, được tính theo cơng thức
3.4.9. Phương pháp tính tốn neo
+ Loại neo liên kết dạng bulơng - tấm ép:
Loại neo liên kết dạng bulơng - tấm ép gồm: Các bu lơng, tấm ép dưới và tấm ép trên (hình 3.24).
1. Bu lơng neo
2. Tấm cao su trên và dưới , 3. Tấm nẹp dưới
Hình 3.24 - Mặt cắt ngang loại neo liên kết dạng bu lơng - tấm ép
- Bulơng được chế tạo bằng thép khơng rỉ, một đầu chơn vào mĩng, đầu kia cĩ ren đặt nhơ lên mặt mĩng để gắn túi cao su. Các bu lơng được chơn dọc theo chiều dài tuyến neo liên kết với khoảng cách giữa chúng từ 0,2 đến 0,4 mét. Chiều dài bu lơng, đường kính bu lơng được xác định theo yêu cầu chịu lực.
- Tấm ép dưới đặt dọc tuyến neo, trên lớp bê tơng mĩng, do đĩ tấm ép dưới gần như khơng chịu lực nên kích thước của tấm ép dưới thường được chọn theo cấu tạo
hoặc theo điều kiện thi cơng. Tấm ép dưới cĩ thể là tấm phẳng hoặc dạng lượn sĩng, trên đĩ khoét các lỗ tại các vị trí đặt bu lơng (hình 3.25).
Hình 3.25 - Hình dạng tấm ép dưới
Tấm ép trên thường được làm bằng thép chữ U, phía dưới hàn các thanh thép φ16 song song để tăng độ kín (hình 3.26), hoặc theo cơng nghệ của Nhật Bản, tấm ép trên cĩ dạng lượn sĩng, đúc bằng hợp kim gang. Chiều dài tấm ép trên phụ thuộc vào khả năng chế tạo và điều kiện thi cơng, cịn chiều rộng, độ dày được xác định theo điều kiện chịu lực.
Hình 3.26 - Hình dạng tấm ép trên
- Tính tốn thiết kế bulơng:
+ Xác định đường kính bu lơng.
Đường kính chân ren của bulơng chơn trong bê tơng để liên kết túi cao su vào mĩng phải đảm bảo khả năng chịu lực nghĩa là phải đảm bảo điều kiện dưới đây:
[ ]σ π . 4 . 1Q K d ≥ (3-7)
d - Đường kính bulơng (cm); K1 - Hệ số vượt tải ;
Q - Lực kéo tính tốn của 1 bulơng được tính theo cơng thức:
Q T
n K
= 2sinϕ (3-8)
Trong đĩ : T - Lực căng tính tốn trên 1 m dài túi cao su; K2 - Hệ số an tồn cĩ xét đến lực xiết của bulơng;
ϕ - Gĩc tạo bởi phương lực căng túi cao su tại vị trí neo và phương nằm ngang (gĩc tạo bởi phương lực căng T và phương ngang)
n - Số bulơng trên 1m dài liên kết. + Xác định chiều dài bu lơng.
Bu lơng cĩ nhiệm vụ neo giữ túi cao su vào mĩng. Trong khi làm việc bu lơng chịu lực kéo của túi cao su và lực xiết của êcu. Bu lơng gồm hai phần: phần khơng cĩ ren chơn trong bê tơng mĩng và phần cĩ ren nhơ lên mặt mĩng. Như vậy chiều dài tồn bộ bu lơng được tính theo cơng thức:
L =L1+ L2 (3-9)
Trong đĩ: L chiều dài tồn bộ bu lơng;
L1 chiều dài phần bu lơng cĩ ren nhơ lên mặt mĩng;
L2 chiều dài phần bu lơng khơng ren chơn trong bê tơng mĩng.
Chiều dài phần bu lơng chơn trong mĩng phải đảm bảo điều kiện lực bám dính giữa bu lơng với bê tơng mĩng khơng nhỏ hơn lực kéo đứt bu lơng, nghĩa là:
τ.π.d1.L2 ≥ σt . π.d2/4 (3-10) từ đĩ rút ra L2 ≥σt. d2/4τd1
Trong đĩ:
σt - Giới hạn chảy của vật liệu chế tạo bu lơng;
τ - Lực bám giữa vật liệu chế tạo bu lơng với bê tơng; d - Đường kính trong (chân ren) của bu lơng;
L2 - Chiều sâu chơn bulơng vào mĩng, trường hợp bu lơng chơn vào mĩng được bẻ mĩc thì chiều dài phần chơn trong mĩng cĩ thể ngắn hơn giá trị tính theo cơng thức (3-10).
- Tính tốn thiết kế tấm ép trên:
Điều kiện làm việc của tấm ép trên cĩ thể sơ đồ hố như hình vẽ 3.27 dưới đây.
Hình vẽ 3.27 - Sơ đồ tính tốn cấu kiện tấm ép trên
Mơmen uốn lớn nhất trên 1m dài tấm ép trên được tính theo cơng thức
Mmax = P b
2 2 (3-11)
Trong đĩ : P = n.K3.Q;
n - Số bulơng trên 1m dài liên kết ;
K3 - Hệ số xét tới lực xiết khơng đều của các bulơng; b - Chiều rộng tấm ép trên;
Q - Lực kéo tính tốn của 1 bulơng.
Theo điều kiện chịu lực, mơmen chống uốn W của tiết diện dọc tấm ép trên tại mặt cắt nguy hiểm nhất, phải thoả mãn điều kiện:
[ ]
W M
u
≥ max
σ (3-12)
Trong đĩ : [σ]u - Ứng suất uốn cho phép của vật liệu chế tạo tấm ép; W - mơmen chống uốn của tấm ép tại mặt cắt nguy hiểm nhất Từ cơng thức (3-12) sẽ tính được tiết diện của tấm ép trên.
Thực tế xây dựng đập cao su ở nước ta hiện nay tấm ép trên thường được chọn định hình, loại thép chữ U với các thơng số kỹ thuật tra trong bảng, vì thế chỉ cần chọn rồi kiểm tra điều kiện chịu lực theo cơng thức (3-12).