D. KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VAÌ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG I Trường hợp tính toán:
F. TÍNH KẾT CẤU CỐNG I Mục đích tính toán :
I. Mục đích tính toán :
Xác định nội lực trong các bộ phận cống ứng với các trường hợp làm việc khác nhau để từ đó bố trí cốt thép và kiểm tra tính hợp lý của chiều day thành cống đã chọn. Chọn sơ bộ kích thước thành cống dày 0,5(m). Kích thước cửa cống đã xác định ở trên là 2,4x2,5(m)
II. Trường hợp tính toán:
Tính toán ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống giữa đỉnh đập (trường hợp cột đất trên cống là cao nhất), chiều cao của đường bảo hoà cũng cao nhất, trong cống không có nước (cống đóng) và mực nước thượng lưu là MNDGC.
- Cao trình đáy cống tại mặt cắt tính toán: ∇đc = (119,25+119,32)/2 = 119,285(m) - Chiều cao cột đất tại mặt cắt tính toán H=145-(119,285+2,4+0,5)=22,815(m)
Mặt đất đắp Mực nước ngầm
- Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập: + Dung trọng tự nhiên γtn =1,944(T/m3)
+ Góc nội ma sát ϕtn = 230 , lực dính đơn vị Ctn=3,0(T/m2).
III. Xác định các ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống: (trường hợp cống hộp, tính cho 1 m dài)
1. Aïp lực đất :
a) Trên đỉnh (áp lực đất thẳng đứng): q1 =K.∑γiZi
Trong đó: Zi và γi tương ứng là chiều dày và dung trong trọng của các lớp đất trên đỉnh cống. (Phần trên đường bão hòa tính theo dung trọng tự nhiên, dưới đường bão hòa tính theo dung trọng đẩy nổi)
K : hệ số tập trung áp lực thẳng đứng phụ thuộc vào điều kiện dặt ống, tra bảng 4-5 (Tính toán CTTL-Trịnh Bốn) trang 206, k =1,4
q1 =1,4..22,815.1,944=62,1(T/m) Zl Z2 H ql q2 q4 q5 q5 p2 p1 p'2 p'1 p2 p1 p'2 p'1 B qn Hình 2-4.Sơ đồ các lực tác dụng lên cống ngầm. (Tính kết cấu cống theo phương ngang)
b)Hai bên: Biểu đồ áp lực bên có dạng hình thang (xem hình 2-4), với: - Trên đỉnh P1=q1tg2(450-ϕ/2)=62,1.tg2(450-230/2)=30,45(T/m) - Dưới đáy P1’=q1’tg2(450-ϕ/2)
Với γđ: Dung trọng của đất đắp 2 bên thành cống, lấy bằng γtn (Do cống nằm trên đường bão hòa).
H=2,4+2.0,5=3,4m
⇒ q1’= q1+γđ.H=62,1+1,944.3,4=68,71(T/m) ⇒ P1’=68,71.tg2(450-230/2)=33,69(T/m)
2 Aïp lực nước :
Do cống nằm trên đường bão hòa, trong cống không có nước nên không có áp lực nước tác dụng lên thành cống tại mặt cắt đang xét.
q2=P2= P2’= q3=0 3 Trọng lượng bản thân :
a)Tấm nắp: q4=γb.tn=2,5.0,5=1.25(T/m) với tn : Chiều dày tấm nắp b)Tấm bên (phân bố theo phương đứng):
q5 = γb.tb = 2,5.0,5 = 1,25 (T/m) với tb:Chiều dày tấm bên c)Tấm đáy: q6 = γb.tđ = 2,5.0,5 =1,25 (T/m) với tđ : Chiều dày tấm đáy
4 Phản lực nền : Biểu đồ phân bố phản lực nền phụ thuộc loại nền và cách đặt cống, thường r phân bố không đều, song tính toán xem gần đúng là phân bố đều, khi đó:
r =q1+ q2+ q4+ q6+ q3+2.q5.(H-tđ-tn)/B (Vói B=2,5+2.0,5=3,5 m ) =62,1+0+1,25+1,25+0+2.1,25.(3,5-0,5-0,5)/3,5
=66,39(T/m)
5 Sơ đồ lực cuối cùng trường hợp trong cống không có nước: a) Các lực thẳng đứng:
-Phân bố trên đỉnh: q=q1+ q2+ q4=62,1+0+1,25=63,35(T/m) -Phân bố hai bên thành : q5=1,25(T/m)
-Phân bố dưới đáy: qn=r - q6 + q3=66,39-1,25+0=65,14(T/m) b) Các lực nằm ngang:
-Lực phân bố đều: P=P1+P2=30,45+0=30,45(T/m)