Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Mục lục LỜI MỞ ĐẦU .6 PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN .7 CHƯƠNG :TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1Vị trí địa lý nhiệm vụ công trình 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Nhiệm vụ công trình 1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo 1.2.1 Khu vực hồ chứa 1.2.2. Vùng tuyến nghiên cứu công trình đầu mối .8 1.2.3 Khu hưởng lợi đường thi công .8 1.3 Điều kiện địa chất công trình, Địa chất thủy văn .8 1.3.1 Điều kiện địa chất khu vực đầu mối 1.3.3Đánh giá điều kiện địa chất công trình 11 1.4 Điều kiện khí tượng, thuỷ văn .13 1.4.1 Khái quát .13 1.4.2 Khí tượng 14 1.4.3 Thủy văn công trình 16 1.3.4Quan hệ lưu lượng – mực nước (Q=f(z)) .20 1.3.5Lưu lượng lớn tháng mùa cạn .20 1.3.6Các đặc trưng hồ chứa 21 1.4Tình hình vật liệu xây dựng .22 1.4.21.5.1 Vật liệu đất đắp 22 1.4.3Đá, cát, cuội, sỏi 22 1.4.4Các loại vật liệu khác (xi măng, sắt thép, vật liệu nổ,…) 23 1.4.5Đánh giá chung VLXD (theo báo địa chất công trình) .23 CHƯƠNG : 25 2.1. Dân số phát triển dân số: 25 2.2Tình hình nông nghiệp, nông thôn .25 2.3Tình hình sản xuất công nghiệp dịch vụ 26 2.4Tình hình giao thông vận tải 27 2.5Tình hình phát triển lượng điện 27 2.6Cung cấp nước dân sinh sản xuất 27 2.7Tình hình lũ lụt tác hại nước gây nên 28 PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ .29 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỢI 29 3.1 Sơ xác định cấp công trình: 29 3.1.1.Theo nhiệm vụ công trình 29 3.1.2. Theo điều kiện công trình .29 3.1.3 Các tiêu thiết kế 29 3.2 Tổng quan công trình đầu mối .31 3.2.1 Thành phần công trình: 31 3.2.2. Hình thức công trình đầu mối. .31 3.3 Tính toán thông số dung tích mực nước hồ .32 3.3.1 Dung tích chết mực nước chết (Vc MNC) 32 1.4.63.3.2 Tính toán MNDBT dung tích hồ .34 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 40 4.1 Tính toán điều tiết lũ .40 4.1.1 Mục đích ý nghĩa tính toán điều tiết lũ yếu tố ảnh hưởng 40 PHẦN III: THIẾT KẾ CHI TIẾT 56 CHƯƠNG 5: THIẾT KỸ THUẬT ĐẬP ĐẤT 56 5.1.Chọn hình thức đập .56 5.2. Xác định kích thước mặt cắt đập .56 5.2.1.Các số liệu tính toán: 56 5.2.2 Xác định cao trình đỉnh đập .56 5.3. Thiết kế chi tiết .61 5.3.1. Cấu tạo đỉnh đập .61 5.3.2. Mái dốc đập .62 5.3.3. Bảo vệ mái đập 63 5.3.4. Thiết bị thoát nước thân đập .65 5.3.5. Thiết bị chống thấm cho đập .66 5.4. Tính toán thấm qua đập 67 5.4.1. Mục đích .67 5.4.2.Các trường hợp tính toán .67 5.4.3. Các mặt cắt tính toán 68 5.4.4. Tài liệu dùng cho tính toán 68 5.5.Tính thấm cho mặt cắt lòng suối .69 5.6.Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi .73 5.6.1. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên trái 73 5.6.2. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên phải 76 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 5.7. Tính tổng lượng nước thấm qua đập đất : 78 5.8 Tính toán ổn định đập đất .79 5.8.1 Mục đích tính toán ổn định 79 5.8.2 Các trường hợp tính toán .80 5.8.3 Phương pháp tính toán 80 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ .98 6.1. Bố trí chung đường tràn .98 6.1.1. Nhiệm vụ vị trí công trình .98 6.1.2. Hình thức tràn 98 6.2. Các phận tràn xả lũ 98 6.2.1. Tường cánh phía thượng lưu 98 6.2.2. Ngưỡng tràn 99 6.2.3. Dốc nước .100 6.2.4. Tiêu sau dốc nước 102 6.2.5. Kênh xả hạ lưu .102 6.3. Kiểm tra khả tháo đập tràn .102 6.3.1. Hệ số co hẹp bên ε: 103 6.3.2 Hệ số lưu lượng m: 103 6.3.3. Lưu tốc tới gần V0: 103 6.3.4 Kiểm tra khả tháo .104 6.4 Tính toán thủy lực dốc nước .104 6.4.1. Mục đích tính toán thuỷ lực dốc nước .104 6.4.2. Tính toán thuỷ lực dốc nước .105 6.4.3. Đường mặt nước dốc nước có kể đến hàm khí 119 6.4.4. Xác định chiều cao tường bên dốc nước .120 6.4.5. Xác định chiều dày đáy dốc nước .120 6.5 Tính toán tiêu dốc nước 121 6.5.1. Mục đích tính toán 121 6.5.2. Nội dung tính toán 121 6.6 Tính toán ổn định tràn xả lũ 125 6.6.1 Mục đích 125 6.6.2. Các trường hợp tính toán .126 6.6.3 Tài liệu tính toán 126 6.6.4 Tính toán cụ thể: 126 CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 134 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 7.1. Tổng quan cống lấy nước 134 7.1.1. Nhiệm vụ cấp công trình .134 7.1.2. Các tiêu thiết kế 134 7.1.3. Hình thức cống 134 7.1.4. Sơ bố trí cống .134 7.1.5. Các tài liệu dùng tính toán .135 7.2. Thiết kế kênh hạ lưu cống 135 7.2.1. Thiết kế mặt cắt kênh .135 7.2.2. Kiểm tra tính hợp lý mặt cắt 136 7.2.3. Kiểm tra điều kiện không xói 136 7.3. Tính toán diện cống .138 7.3.1. Xác định bề rộng cống .138 7.4. Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu 143 7.4.1. Trường hợp tính toán 143 7.4.2. Xác định độ mở cống (a) .144 7.4.3. Kiểm tra chế độ chảy cống .145 7.4.4. Tiêu sau cống 153 7.5. Chọn cấu tạo chi tiết cống 153 7.5.1. Bộ phận cửa vào cửa 153 7.5.2. Thân cống 154 PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT .157 CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 157 8.1. Mục đích, trường hợp tính toán vị trí công trình 157 8.1.1.Mục đích 157 8.1.2.Trường hợp tính toán 157 8.1.3.Vị trí đặt cống .157 8.2. Tài liệu tính toán kết cấu cống .157 8.3. Xác định phương trình đường bão hòa vị trí tính toán .158 8.4. Xác định ngoại lực tác dụng lên cống .161 8.4.1.Áp lực đất .161 8.4.2.Áp lực nước 162 8.4.3.Trọng lượng thân 163 8.4.4. Phản lực .163 8.4.5. Sơ đồ lực cuối trường hợp cống nước: 163 8.5. Xác định nội lực tác dụng lên cống .164 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 8.5.1. Mục đích .164 8.5.2. Phương pháp tính nội dung tính toán 164 8.5.3. Xác định biểu đồ mômen kết cấu. 166 8.5.4. Xác định biểu đồ lực cắt kết cấu 172 8.5.5. Biểu đồ lực dọc cuối .174 8.6. Tính toán cốt thép 176 8.6.1. Số liệu tính toán 176 8.6.2. Sơ đồ mặt cắt tính toán .178 8.6.3. Tính toán bố trí cốt thép dọc cống 179 8.6.4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên) .184 8.6.5. Tính toán kiểm tra nứt 187 TÀI LIỆU THAM KHẢO .189 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta thời kỳ phát triển nhu cầu sử dụng nước phục vụ cho phát triển ngành kinh tế, đời sống xã hội ngày yêu cầu cao trữ lượng chất lượng.Tuy nhiên mức độ phát triển xã hội mạnh thi ảnh hưởng lớn đền nguồn tài nguyên có tài nguyên nước. Sự tác động người làm thay đổi mạnh mẽ trạng thái tự nhiên dòng chảy dẫn đến việc xảy nhiều thảm họa dòng nước gây ra, phân phối dòng chảy tự nhiên ngày không đồng đều. Dẫn đến việc khai thác, sử dụng nguồn nước tự nhiên ngày khó khăn.Để đáp ứng đầy đủ nhu cầu nước cho đời sống nhân dân phát triển ngành kinh tế đòi hỏi phải có giải pháp hữu hiệu.Một biện pháp công trình hữu hiệu nhằm cải tạo dòng chảy tự nhiên phục vụ cho mục đích sử dụng hiệu nguồn nước xây dựng hồ chứa. Hồ chứa nước Nậm Căn xây dựng để phục vụ mục đích phát triển kinh tế, nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho nhân dân vùng, kết hợp mục tiêu phòng chống lũ cho hạ lưu, nuôi thủy sản phục vụ phát triển du lịch. Đồ án tốt nghiệp em với đề tài: “Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn” gồm nội dung sau: Phần I: Tài liệu bản. Phần II: Thiết kế sở. Phần III: Thiết kế kỹ thuật. Phần IV: Chuyên đề kỹ thuật Em kính mong bảo, hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô giáo giúp cho đồ án em hoàn chỉnh hơn, từ kiến thức chuyên môn hoàn thiện nâng cao. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đặc biệt thầy giáo Th.S Nguyễn Hoàng Long bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG :TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Vị trí địa lý nhiệm vụ công trình 1.1.1 Vị trí địa lý - Công trình hồ chứa nước Nậm Căn nằm địa phận xã Dề Phìn, huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu, có tọa độ địa lý là: Vĩ độ bắc: 22014’ đến 22016’. Kinh độ đông: 103014’ đến 103028’. - Tuyến đập hồ chứa nước Nậm Căn nằm suối Nậm Căn, cách thị trấn Nậm Căn khoảng 2,75km. 1.1.2 Nhiệm vụ công trình - Đảm bảo cung cấp nước tưới cho khoảng 180 lương thực hai vụ. - Cung cấp nước sinh hoạt cho cư dân thị trấn ( trước mắt khoảng 4200 người, sau 50 năm 10563 người) với lưu lượng Qtk=0,317 m3/s. - Giảm lũ cho hạ lưu Nậm Căn - Cung cấp nước cho chăn nuôi nuôi tròng thủy sản. - Tham gia cải thiện môi trường tự nhiên. 1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo. 1.2.1 Khu vực hồ chứa Suối Nậm Căn, bắt nguồn từ đỉnh Mao Xao Ping có cao độ 1904m chảy phía thị trấn Sìn Hồ theo hướng Tây Nam Đông Bắc. Lưu vực công trình phía Bắc phía Tây giáp lưu vực sông Nậm Na, phía Đông phía Nam giáp lưu vực sông Nậm Mạ Lưu vực hồ chứa Sìn Hồ thuộc vùng địa hình núi cao phân khu Tây Bắc với độ dốc sườn dốc độ dốc lòng sông lớn, địa hình chia cắt mạnh. Lưu vực có dạng hình lông chim, đường phân lưu qua đỉnh núi cao có cao độ 1904m đến đỉnh núi thấp 1800m phía Đông, cao độ hạ thấp dần phía cửa sông thị trấn Sìn Hồ có cao độ 1480m. Các sườn đồi có độ dốc i = (0,05 đến 0,3) tương ứng với góc dốc a=(3 đến 10) o thỏa mãn điều kiện trồng lâu năm, số vùng thấp tạo thành ruộng nương trồng hàng năm. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 1.2.2. Vùng tuyến nghiên cứu công trình đầu mối Vị trí vùng tuyến công trình có tọa độ địa lý 21 o28’06’’ vĩ độ bắc, 103o01’26’’ kinh độ đông. Địa hình khu vực đầu mối lòng hồ khu vực núi cao rậm rạp số chỗ rừng nguyên sinh, tái sinh có dộ dóc từ 40 o đến 50o. Địa hình hai bên bờ suối dốc với độ dốc trung bình vào khoảng 40o đến 50o 1.2.3 Khu hưởng lợi đường thi công Vùng dự án có diện tích đất nông nghiệp 266,6ha. Vùng hưởng lợi trực tiếp nước tưới hồ Nậm Căn 180ha cho lúa hai vụ. Như 86,6ha quy hoạch phát triển hoa màu công nghiệp. Nước từ hồ Nậm Căn cấp cho thị trấn Sìn Hồ dùng sinh hoạt cho sở sản xuất nhỏ khoảng 200 lít/ngày đêm Đường lên thi công cụm công trình đầu mối tuyến đường từ thị trấn Sìn Hồ Mường Lay. Mặt đường rải cấp phối, rộng khoảng 8m. Qua thực địa thấy mặt đường bị xuống cấp trầm trọng, đặc biệt vào ngày trời mưa việc lại khó khăn. 1.3 Điều kiện địa chất công trình, Địa chất thủy văn 1.3.1 Điều kiện địa chất khu vực đầu mối Trên sở tài liệu khảo sát ĐCCT giai đoạn TKKT - TC kết hợp với tài liệu khảo sát vị trí hố khoan ( HK10, HK13, HK14-:-HK16 giai đoạn DAĐT) địa tầng khu vực tuyến đập, tuyến tràn, tuyến cống mô tả sau:  Lớp 1a: Hỗn hợp cuội sỏi, sạn, tảng, cát, lòng suối màu nâu vàng, cuội sỏi tuơng đối tròn cạnh cứng d = - 12 cm thành phần graint, cát kết, phiến sét xê ri xít cứng chắc, hàm luợng 80% - 90%. Diện phân bố lớn không tập chung lòng sông chiều dày lớp trung bình thay đổi 1.5 - 2.0m, có chỗ lớn hơn. Nguồn gốc bồi tích ( aQ ), lớp có hệ số thấm lớn k = 10-1 đến 10-2 cm/s  Lớp : Á sét trung đến sét nặng đôi chỗ sét màu nâu vàng, nâu nhạt, đất chứa 40 - 60% dăm sạn sắc cạnh, dăm d = - 5cm thành phần đá phiến xêrixit, phiến thạch anh, cát kết cứng vừa - cứng. Diện phân bố lớn thừơng nằm phía khu vực sừơn đồi chiều dày lớp trung bình thay đổi từ 1.0 - 3.0m có chỗ lớn hơn. Nguồn gốc (deQ). Kết đổ nước đổ nước thí nghiệm vị trí khoan cho hệ số thấm tương đối lớn 10-3cm/s - 10-5cm/s Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Lớp : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ xen kẹp đá vôi đá tuơi có màu xám đen, xám xanh đen, vệt xám trắng, đá cứng cấu tạo phân phiến mỏng đến trung bình đôi chỗ bị nén ép mạnh kiến trúc sét, bột cát ẩn tinh, tái kết tinh, nứt nẻ, khe nứt nguyên sinh đuợc lấp đầy gắn kết cứng can xít thạch anh. Kết ép nước thay đổi từ 0.02l/phmm - 0.05l/phmm (Các hố khoan vai trái đập) 0.03l/phmm - 0.22l/phmm ( Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn).  Lớp 3d : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ xen kẹp đá vôi phong hoá nhẹ bị biến màu thành xám xanh đen, xám đen, đá nứt nẻ chủ yếu khe nứt kín, lác đác có khe nứt hở rộng 0.2 - 0.5mm, búa đập mạnh vỡ tách chủ yếu theo khe nứt. Kết ép nước thay đổi từ 0.01l/phmm - 0.05l/phmm (Các hố khoan vai trái đập) 0.01l/pmm - 0.15/phmm (Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn).  Lớp 3c : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ sen kẹp đá vôi đá phong hoá nhẹ đến vừa đá biến màu thành xám đen, đôi chỗ vàng nâu nhạt, nứt nẻ vừa mặt nứt phần lớn bám canxit số khe nứt bám ôxyt kim loại màu nâu xám, nâu vàng. Nõn khoan đa phần không hoàn chỉnh , chủ yếu vỡ thành dăm kích thuớc 3-5cm, sắc cạnh, cứng, búa đập mạnh vỡ. Kết ép nước thay đổi từ 0.01l/phmm - 0.07l/phmm (Các hố khoan vai trái đập) 0.01l/phmm - 0.18/phmm (Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn).  Lớp 3b :Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ đá nhiễm than, đá phong hoá vừa đá biến màu thành đen, xám đen đôi chỗ vàng nâu nhạt, nứt nẻ mạnh, khe nứt theo mặt phiến mặt nứt hoàn toàn bám ôxyt kim loại màu nâu xám, nâu vàng. Nõn khoan đa phần không hoàn chỉnh , chủ yếu vỡ thành dăm kích thuớc 3-5cm, sắc cạnh, cứng, khó bóp bẻ vỡ tay, đôi chỗ đá phân phiến mỏng. Kết đổ nước đổ nước thí nghiệm vị trí khoan cho hệ số thấm thay đổi k= 10-4 cm/s đến 10-5cm/s.  Lớp 3a: Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét phong hoá hoàn toàn đến phong hoá mạnh, đá bị biến màu hoàn toàn thành xám vàng, xám nâu vàng, đốm xám trắng. Đá nứt nẻ mạnh, mặt nứt hoàn toàn bám ôxyt kim loại. Đá mềm bở bẻ gẫy, bóp vỡ tay, búa đập nhẹ rễ vỡ tách theo khe nứt thành dăm. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Nõn khoan không hoàn chỉnh, chủ yếu vỡ thành dăm từ - 5cm. Đôi chỗ phong hoá hoàn toàn biến màu thành xám vàng, xanh đen, nâu vàng. Đá hầu hết phong hoá thành đất, đôi chỗ giữ đuợc cấu trúc đá gốc, cá biệt lại lõi đá kích thuớc từ 1-3cm cứng vừa chưa phong hoá hết. Kết đổ nước đổ nước thí nghiệm vị trí khoan cho hệ số thấm thay đổi từ 10-3 cm/s - 10-5 cm/s. Kết thí nghiệm tiêu lý đất công trình tổng hợp hai bảng 1-1 bảng 1-2. Bảng 1-1: Các tiêu đất đập, cống, tràn dùng tình toán Chỉ tiêu thí nghiệm Thành phần hạt - Sét ( % ) - Bụi ( % ) - cát ( % ) - Sạn sỏi ( % ) Giới hạn Atterberg -Wt ( % ) - Wp ( %) - Wn ( %) Độ đặc B Độ ẩm thiên nhiên We ( % ) Lớp Lớp 3a 26.8 30.2 37.4 5.6 26.3 24.7 36.3 12.7 Dung trọng ướt γw ( T/m3 ) Dung trọng khô γc ( T/m3 ) 43.58 29.26 14.32 0.408 35.10 1.81 1.34 44.95 30.45 14.50 0.150 32.63 1.84 1.39 Tỷ trọng ∆ 2.72 2.73 Độ lỗ rỗng n ( %) Tỷ lệ lỗ rỗng εo 50.74 1.030 49.18 0.968 92.67 0.18 11 0.040 x 10-4 92.04 0.19 12 0.041 x10-4 Độ bão hoà G (%) Lực dính kết C ( KG/cm2 ) Góc ma sát ϕ ( độ ) Hệ số ép lún a (1-2 ) ( cm2/KG ) Hệ số thấm k ( cm/s ) Bảng 1-2: Các tiêu đá đập cống tràn dùng tính toán Chỉ tiêu thí nghiệm Dung trọng khô γc ( g/cm3 ) Tỷ trọng ∆ Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa Lớp 2.66 2.77 Lớp 3d 2.60 2.79 Lớp 3c 2.44 2.80 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI NAB = NBA NDC= NCD NAD NDA NBC -25,215 -26,635 -24,1 -28,225 -24,1 -27,075 -28,55 -25,377 -29,71 -25,377 NCB -28,225 -29,71 Từ kết tính toán bảng thấy biểu đồ Ncc có dạng: 25,215 24,1 25,215 24,1 A 27,075 25,377 B A - D 28,225 26,635 B 27,075 25,377 - - - C - - D 28,225 26,635 Biểu đồ Ncc (tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn) 29,71 28,55 C - 29,71 28,55 Biểu đồ Ncc (tổ hợp tải trọng tính toán) 8.6. Tính toán cốt thép. 8.6.1. Số liệu tính toán. Chọn bê tông mác 200 (M200), cốt thép nhóm C II để tính toán bố trí cốt thép cống. Ta có tiêu tính toán sau: + Rn: cường độ tính toán chịu nén bê tông theo trạng thái giới hạn I nén dọc trục: tra bảng (trang 15) TCVN 4116 - 85 ta Rn = 90 kg/ cm2. + Rnc: Cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II nén dọc trục, Rkc = 115 KG/cm2. + Rk: cường độ tính toán chịu kéo bê tông trạng thái giới hạn I kéo dọc trục: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Rk = 7,5 kg/ cm2. + Rkc: cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông theo trạng thái giới hạn II kéo dọc trục: tra bảng TCVN 4116 - 85 ta Rkc = 11,5 kg/ cm2. + Kn: hệ số tin cậy, phụ thuộc cấp công trình: tra theo bảng TCVN 4116 – 85, với công trình cấp III ta được: Kn = 1,15. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 176 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI + nc: hệ số tổ hợp tải trọng tra bảng TCVN 4116 - 85 với tổ hợp tải trọng ta nc = 1,0. + ma: hệ số điều kiện làm việc cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta được: ma = 1,1. + mb: hệ số điều kiện làm việc bê tông: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta được: mb = 1,0. + Ra: cường độ chịu kéo cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Ra = 2700 kg/ cm2. + Ra’: cường độ chịu nén cốt thép: tra theo bảng TCVN 4116 - 85 ta Ra' = 2700 kg/ cm2. + Ea: mô đun đàn hồi cốt thép: tra theo bảng 13 -TCVN 4116 - 85 ta được: E a = 2,1.106 kG/ cm2. + Eb: mô đun đàn hồi ban đàu bê tông Eb = 0,24.106 kG/ cm2. Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép miền kéo miền nén a= a' = 5cm. + Chiều cao hữu ích tiết diện là: ho = h - a = 50 - 5= 45 (cm). + Tra bảng 17 (trang 32- giáo trình BTCT) với mác bê tông M200, nhóm cốt thép CII ta hệ số giới hạn ta hệ số αo = 0,6. => Ao = αo(1 - 0,5. αo) = 0,42. + Chiều dài tính toán kết cấu lo = 0,5.H =0,5.1,6; với thành cống. lo = 0,5.B=0,5.2; với trần đáy cống. => l0 = 0,8 (m) : với thành cống.   l0 = 1(m) : với trần cống đáy cống.  lo + Độ mảnh λh cấu kiện: λh = < 5. ho + Hàm lượng cốt thép tối thiểu theo bảng 4-1 (trang 62) giáo trình BTCT ta có: µmin = Fa + Fa ' .100% = 0,05%. b.ho + Hàm lượng cốt thép lớn µmax = 3,5%. + Fa, Fa': diện tích cốt thép miền kéo miền nén kết cấu. Yêu cầu: Fa , Fa' > µmin.b.ho.   F + F ' < µ .b.h . a max o  a Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 177 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 8.6.2. Sơ đồ mặt cắt tính toán. Biểu đồ nội lực để tính toán bố trí cốt thép theo phương ngang cho cống sau: 8,226 A 1,29 25,377 8,226 - B + A - B 27,075 - 27,075 27,075 25,377 A 25,377 + + 19,879 19,979 + 0,859 0,859 25,6 D - 1,536 8,572 28,55 - C - 8,572 28,55 D C + B - - + 27,075 25,377 - 25,6 - D 29,71 28,55 C 29,71 28,55 - Biểu đồ nội lực cuối để tính cốt thép • Các mặt cắt tính toán: Để thuận tiện cho việc bố trí cốt thép theo phương ngang, ta tính toán cốt thép cho mặt cắt sau: + Với trần cống: chọn mặt cắt qua A mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía trần cống. Chọn mặt cắt qua mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía trần cống. Mặt cắt A (trần cống) có : MA = -8,226(T.m); QA = 25,377 (T); NA = - 27,075 (T). Mặt cắt (trần cống) có: M2 = 1,29(T.m); Q2 = (T); N2 = 27,075(T). + Với thành bên: chọn mặt cắt qua C mặt cắt có giá trị mô căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía thành bên. chọn mặt cắt qua mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía cho thành bên cống. Mặt cắt C (thành bên) có: Mc = -8,572(T.m); Qc = -28,55 (T); Nc = - 29,71(T). Mặt cắt (thành bên) có: M3 = 19,979 (T.m); Q3 = -0,859 (T); N3= 27,544(T) + Với đáy cống: chọn mặt qua D mặt cắt có giá trị mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía cho đáy cống. Chọn mặt cắt qua mặt cắt có mô men căng lớn để tính toán bố trí cốt thép phía đáy cống. Mặt cắt D (đáy cống) có: MD = -8,572(T.m); QD = - 25,6 (T) ; ND = - 28,55 (T). Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 178 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Mặt cắt (đáy cống) có: M4 = 1,536 (T.m); Q4 = (T); N4 = 28,55(T). 8.6.3. Tính toán bố trí cốt thép dọc cống. 8.6.3.1. Tính toán bố trí cốt thép cho trần cống. a. Mặt cắt A (trần cống): MA = -8,226(T.m); QA = 25,377 (T); NA = - 27,075 (T). Tiết diện tính toán hình chữ nhật có kích thước b x h = 100 x 50 (cm). Trình tự tính toán cốt thép cho mặt cắt sau: - Xét uốn dọc: + lo 0,5.B 0,5.2 = = = < 10 nên ảnh hưởng uốn dọc với cấu kiện không h h 0,5 đáng kể, ta lấy η = 1. + Xét độ lệch tâm eo: eo = M 8, 226 = = 0,304m = 30, (cm). N 27, 075 Ta thấy η.eo = 30,4(cm) > 0,3.ho = 13,5 (cm) nên cấu kiện cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. - Tính toán cốt thép: + Sơ đồ ứng suất: N e' e n.e0 Rn R'a.F'a F'a a x Rn.bx h0 Ra.Fa h Fa a b Hình 8-8 . Sơ đồ tính toán cốt thép dọc trục (nén lệch tâm lớn) Trong đó: Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 179 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI e = η. eo+ 0,5.h - a = 1.30,4+0,5.50 – 5=50,4 (cm): khoảng cách từ điểm đặt lực dọc N đến trọng tâm cốt thép chịu kéo Fa . e' = η.eo - 0,5.h + a' =1.30,4-0,5.50 +5=10,4 (cm) : khoảng cách từ điểm đặt lực nén dọc N đến trung tâm cốt thép chịu nén Fa'. x: chiều cao vùng nén cấu kiện. + Công thức (các phương trình bản) kn.nc.N ≤ mb.Rn.b.x + ma.Ra'.Fa' - ma.Ra.Fa kn.nc.N.e ≤ mb.Rn.b.x.( ho - (1). x ) + ma.Ra'.Fa'.( ho- a' ) (2). + Đây toán xác định F a Fa' biết điều kiện b, h, M, N, .của cấu kiện. Chọn x = αo.ho (α = αo, A = Ao) thay vào phương trình (2) ta được: k n .nc .N .e − mb .Rn .b.h02 . Ao 1,15.1.27075.50, − 1.90.100.452.0, 42 Fa' = = = - 51,2 (cm2) ma .Ra' .(ho − a ' ) 1,1.2700.(45 − 5) Vì Fa' < nên em chọn Fa' theo điều kiện sau: + Đk hàm lượng cốt thép Fa' = µmin.b.ho = 0,0005.100.45 =2,25 (cm2). + Đk cấu tạo: Fa' = 4φ12 = 4,52 (cm2). Vậy em chọn Fa' = 4φ12, khoảng cách cốt thép 25 (cm). + Bây toán trở thành toán xác định Fa biết Fa' điều kiện khác. Đặt A = α.( 1- 0,5.α ), từ phương trình (2) ta có: kn .nc .N .e − ma .Ra' .Fa' (ho − a ') 1,15.1.27075.50, − 1,1.2700.4,52(45 − 5) = = 0, 057 A= mb .Rn .b.h02 1.90.100.452 2.a ' 2.5 = = 0, 222 Có A ta tính α = 1- − 2. A = 0,059 => ho 45 Nhận thấy α < 2.a' chứng tỏ Fa' đạt σa' < Ra'. Nên em lấy x = 2.a' tính F a ho theo công thức: Fa = kn .nc .N .e ' 1,15.1.27075.10, = = 2, 73 ( cm2 ). ma .Ra (ho − a ') 1,1.2700.(45 − 5) Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 180 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Nhận thấy Fa > µmin.b.ho = 2,25 (cm ), nên diện tích thép tính đạt yêu cầu. Chọn thép bố trí theo yêu cầu cấu tạo Fa=4φ12=4,52 (cm2), khoảng cách cốt thép 25cm. b. Mặt cắt (trần cống): M2 = 1,29(T.m); Q2 = (T); Ta có : e0 = N2 = 27,075(T). M 1, 29 = = 0, 048(m) = 4,8(cm ) ; η e0 = 4,8cm < 0,3h0 = 13,5cm N 27,075 → Nén lệch tâm bé. - Sơ đồ ứng suất sau: Hình 8-9 . Sơ đồ ứng suất cấu kiện chịu nén lệch tâm bé + Xác định Suy x = h − (1,8 + h 50 − 1, 4.α ).η .e0 = 50 − (1,8 + − 1, 4.0, 6).4,8 = 42, 2.ho 2.45 x=42,7 cm > α0.ho =0,6.45=27cm + Xác đinh e = η e0 + 0,5.h − a = 4,8 + 0,5.50 − = 24,8(cm) Fa' = kn .nc .N .e − mb .Rn .b.x.(h0 − x / 2) 1,15.1.27075.24,8 − 1.90.100.42,7.(45 − 42,7 / 2) = = − 68, 25 ma .Ra' .(ho − a ') 1,1.2700.(45 − 5) → Chọn Fa’ theo cấu tạo : Fa’ = 4φ12 = 4,52 (cm2). Tính gần ứng suất cốt thép Fa sau: Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 181 Đồ án tốt nghiệp σ a = (1 − F= Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI η e0 1.4,8 ) Ra = (1 − ).2700 = 2412( KG / cm ) h0 45 1 mb Rn bx + ma Ra' Fa' − kn nc N ) = ( 1.90.100.42, + 1,1.2700.4,52 − 1,15.1.27075 ) ( − maσ a −1,1.2412 Fa=-138,2 (cm2). Ta có: Fa Fngoài = 4,52 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max ( 4,52;4,52 ) => Ftrong = 4,52(cm2). Ta tiến hành bố trí cốt thép cho trần cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài = 4φ12 = 4,52 (cm2), a = 25 (cm). + Cốt thép phía cống: Ftrong =4φ12 = 4,52 (cm2), a = 25(cm). 8.6.3.2. Tính toán bố trí cốt thép cho thành bên cống. a. Mặt cắt C (thành bên): Mc = -8,572(T.m); Qc = -28,55 (T); Nc = - 29,71(T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 28,9 (cm). + e =48,9 (cm). + e' = 8,9 (cm). + Fa' = - 56,1 (cm2) → chọn Fa' = 4φ12 = 4,52 (cm2). + A = 0,045 → α = 0,046 + Fa = 2,56 (cm2) >µmin.b.ho = 2,25 (cm2); chọn Fa = 4φ12 = 4,52 (cm2). b. Mặt cắt (thành bên): M3 = 19,979 (T.m); Q3 = -0,859 (T); N3= 27,544(T) Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 72,5 (cm). + e =92,5 (cm). Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 182 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI + e' = 52,5 (cm). + Fa' = - 43,63 (cm2) → chọn Fa' = 4φ12 = 4,52 (cm2). + A = 0,096 → α = 0,102 + Fa = 11,95 (cm2) >µmin.b.ho = 2,25 (cm2); chọn Fa = 4φ20 = 12,56 (cm2). * Căn vào kết tính toán cốt thép hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho thành bên cống sau: Cốt thép phía cống Fngoài = max(4,52; 4,52) => Fngoài = 4,52 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max(4,52; 12,56 ) => Ftrong = 12,56 (cm2). Ta tiến hành bố trí cốt thép cho thành bên cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài =4φ12 = 4,52 (cm2), a =25 (cm). + Cốt thép phía cống: Ftrong = 4φ20 = 12,56 (cm2), a =25 (cm). 8.6.3.3. Tính toán bố trí cốt thép cho đáy cống. a. Mặt cắt D (đáy cống): MD = -8,572(T.m); QD = - 25,6 (T) ; ND = - 28,55 (T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A ta kết sau: + eo = 30,0(cm). + e = 50,0 (cm). + e' = 10,0 (cm). + Fa' = - 56,1(cm2)→ chọn Fa' = 4φ12 = 4,52 (cm2). + A = 0,025 → α = 0,025 + Fa = 2,76(cm2). chọn Fa = 4φ12 = 4,52 (cm2). b. Mặt cắt (đáy cống): M4 = 1,536 (T.m); Q4 = (T); N4 = 28,55(T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt ta kết sau: + eo = 5,3 (cm). + x =42,0(cm) > α0.ho =27cm. + e = 25,3(cm). + Fa' = -69,4 (cm2) → chọn Fa' = 4φ12= 4,52 (cm2). Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 183 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI + σa= 2382 ( KG / cm ) + Fa = -136,9(cm2). chọn Fa= 4φ12 = 4,52(cm2). * Căn vào kết tính toán cốt thép hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho đáy cống sau: Cốt thép phía cống Fngoài = max( 4,52; 4,52 ) => Fngoài = 4,52 (cm2). Cốt thép phía cống Ftrong = max(4,52; 4,52) => Ftrong = 4,52 (cm2). Ta tiến hành bố trí cốt thép cho đáy cống sau: + Cốt thép phía cống : Fngoài =4φ12 = 4,52 (cm2), a = 25 (cm). + Cốt thép phía cống : Ftrong = 4φ12 = 4,52 (cm2), a = 25 (cm). Bảng 8-8: Kết tính toán cốt thép dọc chịu lực cống ngầm. Thành phần Trần cống Thành bên Đáy cống Cốt thép phía cống Diện tích Loại Khoảng (cm2) 4,52 4,52 4,52 thép 4φ12 4φ12 4φ12 Cốt thép phía cống Diện tích Loại Khoảng cách (cm) 25 25 25 (cm2) 4,52 12,56 4,52 thép 4φ12 4φ20 4φ12 cách (cm) 25 25 25 8.6.4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên). Tính toán cường độ mặt cắt nghiêng cấu kiện tiến hành theo phương pháp đàn hồi phương pháp trạng thái giới hạn. Ở ta sử dụng phương pháp đàn hồi để tính toán. 8.6.4.1. Điều kiện tính toán. Khi thoả mãn điều kiện sau cần phải tính toán cốt đai cho cấu kiện: 0, .m b4 .R k < σ1 = τ0 = k n .n c .Q < m b3 . R k c 0,9.b.h ( *) Trong đó: mb4: hệ số làm việc bê tông cốt thép mb4 = 0,9 Rk: cường độ chịu kéo bê tông, Rk = 75 (T/m2). kn: hệ số tin cậy, phụ thuộc cấp công trình, kn = 1,15. nc: hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp tải trọng nc= Q: lực cắt lớn tải trọng tính toán gây (T). Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 184 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI mb3: hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu bê tông cốt thép. Tra bảng phụ lục giáo trình BTCT, mb3 = 1. Rkc : cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông, Rkc = 11,5 kG/ cm2 . τ0 : Ứng suất tiếp lớn mặt cắt tính toán ( kg/cm ) 8.6.4.2. Mặt cắt tính toán Ta chọn mặt cắt có lực cắt lớn để tính toán bố trí cốt thép ngang cho cống. Do ta cần tính toán cho mặt cắt sau: * Với đáy cống: Tính cho mặt cắt qua D: MD = -8,572(T.m); QD = - 25,6 (T) ; ND = - 28,55 (T). *Với thành bên cống: Tính cho mặt cắt qua C: Mc = -8,572(T.m); Qc = -28,55 (T); Nc = - 29,71(T). * Với trần cống: Tính cho mặt cắt qua A: MA = -8,226(T.m); QA = 25,377 (T); NA = - 27,075 (T). 8.6.4.3. Tính toán cốt thép ngang Với cốt thép ngang cống ta bố trí cốt thép xiên cống dài không bố trí cốt đai. Trên mặt cấu kiện ta chọn mặt cắt có lực cắt lớn để tính toán bố trí cốt thép ngang cho cống. * Tính toán cốt xiên cho trần cống (mặt cắt A) MA = -8,226(T.m); QA = 25,377 (T); NA = - 27,075 (T). 0,6.mb4.Rk = 0,6.0,9.7,5 = 4,05 (KG/cm2). τ0 = kn .nc .Q 1,15.1.25377 = = 7, 21 (KG/cm2). 0,9.b.h0 0,9.100.45 mb3.Rkc = 1.11,5 = 11,5 (KG/cm2). So sánh: 0,6.mb4.Rk=4,05 < σ1 = τo = k n .n c .Q = 7,21 < mb3.Rkc=11,5. 0,9.b.h o Nên phải tính toán bố trí cốt thép xiên cho trần cống Sơ đồ tính toán: Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 185 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Trong đó: σ1a: Ứng suất kéo cốt dọc chịu. σ1X: Ứng suất cốt xiên phải chịu. σ1= τo: Ứng suất kéo cốt xiên cốt dọc phải chịu. Ω x : Phần diện tích biểu đồ ứng suất tiếp cốt xiên phải chịu. Do biểu đồ ứng suất kéo có dạng tam giác nên ứng suất cốt dọc chịu tính theo công thức: σ1a = 0,225. σ1 = 0,225.7,21= 1,622(kg/cm2). σ1X = σ1 - σ1a = 7,21– 1,622 = 5,588 (kg/cm2). x σ − 0,6.mb4.R K 7, 21 − 4, 05 = ⇒x= .0,5.100 = 21,9 (cm). 0,5b σ1 7, 21 Đặt cốt thép nghiêng với cấu kiện góc 450, diện tích cốt thép xiên tính theo công thức: Fx = - Ω x .0,5b ma .Rax . = 21, 9.(5,588 + 4, 05 − 1, 622).0,5.100 = 2,09 (cm2). 1,1.2700. Chọn bố trí cốt thép: Với Fx = 2,09 cm2 ta chọn 4φ10 = 3,14(cm2 ) để bố trí cốt xiên cho cống bố trí cốt xiên thành lớp. Xác định vị trí cốt xiên: Vị trí cốt xiên xác định sau: + Xác định trọng tâm phần diện tích thép xiên Ωx + Từ trọng tâm phần diện tích thép xiên dóng lên trục dầm ta xác định vị trí lớp thép xiên + Gọi khoảng cách mép trục cấu kiện tới vị trí thép xiên x1 thì: x1 = σ X + 2.(0, 6.mb .Rk − σ 1a ) .x = 9,5 (cm) 3.(σ X + 0, 6.mb .Rk − σ 1a ) Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 186 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI 0.5B τx=σ1σ1x σ1a x1 x  x 0.6mb4R 0.5B Hình 8-10. Sơ đồ bố trí cốt xiên. Làm tương tự tính toán bố trí cốt thép xiên cho thành cống đáy cống. Các bước tính toán tổng hợp bảng sau: Tính toán cốt xiên cho mặt khác tương tự mặt cắt D, ta có kết ghi bảng sau: Bảng 8-9. tính toán cốt thép xiên mặt cắt. Mặt cắt Q 0,6.mb4.Rk τ0 σ1a σ1x x Fx F(chọn) x1 (T) (T/m) (T/m) (T/m) (cm) (cm2) (cm2) cm A 25,377 4,05 7,21 1,622 5,588 21,9 2,09 3,14(4ф10) 9,5 D 25,6 4,05 7,27 1,636 5,574 22,1 2,1 3,14(4ф10) 9,6 C 28,55 4,05 8,11 1,825 6,285 25,03 2,54 3,14(4ф10) 10,5 Vậy để thuận tiện cho việc bố trí thép xiên cho cống ta chọn mặt cắt có diện tích thép xiên lớn nhất. Do ta chọn diện tích thép xiên có Fx = 4ф10 =3,14 ( cm ). 8.6.5. Tính toán kiểm tra nứt. 8.6.5.1.Cơ sở tính toán kiểm tra nứt. Lấy giai đoạn Ia giai đoạn trước vết nứt xuất làm sở tính toán. Lúc tải trọng dùng để tính toán kiểm tra nứt tải trọng tiêu chuẩn. Chọn mặt cắt có mô men lớn ( ứng với tải trọng tiêu chuẩn ) để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu. nc .N ≤ N n = C Điều kiện để đảm bảo không xuất khe nứt thẳng góc : γ 1.Rkc eo − Wqd Fqd 8.6.5.2. Kiểm tra nứt. Từ bảng tính giá trị nội lực ta thấy mặt cắt ( thành bên cống ) có mô men lớn ta tiến hành tính toán kiểm tra nứt mặt cắt : Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 187 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI M1 = 19,879 (T.m); Q1 = -0,859 (T); N1= 27,544(T) Tiết diện tính toán hình chữ nhật có thông số sau: b = 100 (cm) ; h = 50 (cm) ; a = a' = (cm) ; ho = 45(cm); Fa = 12,56 (cm2) ; Fa' = 4,52(cm2) ; Hệ số qui đổi : n = Ea 2100 = = 8, 75. Eb 240 *Xác định giá trị qui đổi: - Chiều cao vùng nén ( Khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện qui đổi ) : xn = S qd Fqd . + Sqđ: mô men tĩnh qui đổi tiết diện. + Fqđ: diện tích qui đổi tiết diện. Với tiết diện hình chữ nhật ta có : xn = 0,5bh + nFa' a ' + nFa .h0 0,5.100.502 + 8, 75.4,52.5 + 8, 75.12,56.45 = = 25, 27(cm) bh + nFa' + nFa 100.50 + 8, 75.4,52 + 8, 75.12,56 - Mô men quán tính qui đổi tiết diện: Jqđ = J qd = b .( xn + (h − xn )3 ) + n.Fa' ( xn − a ') + n.Fa .(ho − xn ) 100 .(25, 273 + (50 − 25, 27)3 ) + 8,75.4,52.(25, 27 − 5) + 8, 75.12,56.(45 − 25, 27) = 1992479,03(cm ) - Mô đun chống uốn tiết diện: Wqđ = J qd h − xn = 1992479, 03 = 80569,3(cm3 ) . 50 − 25, 27 *Khả chống nứt tiết diện: Với cấu kiện chịu nén lệch tâm khả chống nứt tiết diện xác định γ .Rkc theo công thức: Nn = e o − . Wqd Fqd + Tra phụ lục 13 giáo trình '' Kết cấu bê tông cốt thép '' ta hệ số mh = 1. + Tra phụ lục 14 giáo trình '' Kết cấu bê tông cốt thép '' ta hệ số γ = 1,75. + γ1 = γ.mh = 1.1,75 = 1,75. (γ : Hệ số chảy dẻo BT với tiết diện chữ nhật ) + Độ lệch tâm lực nén dọc tiêu chuẩn: Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 188 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI C eo = M D 19,879 = = 0, 72(m) = 72(cm) N C D 27,544 + RkC = 11,5 (kg/ cm2). Thay số vào công thức ta được: 1, 75.11,5 Nn = 72 − 80569,3 100.50 + 8, 75.4,52 + 8, 75.12, 56 = 28772,8 (kg). *Kiểm tra khả nứt Điều kiện kiểm tra nứt nc.N1 = 1.27544 (KG) > Nn =28772,8(KG)  Vậy cấu kiện (thành bên cống) đảm bảo không bị nứt theo phương dọc cống. TÀI LIỆU THAM KHẢO. [1] Giáo trình thuỷ công, tập I + II, NXB Xây dựng 2005. [2] Đồ án môn học thuỷ công Trường Đại Học Thuỷ Lợi – 2004. [3] Giáo trình thuỷ lực, tập I + II + III NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp – 1987. [4] Bài tập thuỷ lực, tập I + II NXB Đại học trung học chuyên nghiệp – 1979. [5] Giáo trình thuỷ văn công trình-NXB Nông nghiệp – 1993. [6] Công trình tháo lũ đầu mối hệ thống thủy lợi. Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Xuân Đặng, Ngô Trí Viềng NXB Khoa học Kỹ thuật – 1977. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 189 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI [7] Thiết kế đập đất -Nguyễn Xuân Trường – Xuất 1972. [8] Ví dụ tính toán đập đất, Vụ kỹ thuật 1977. [9] Cơ sở tính toán công trình thuỷ lợi đất NXB Khoa học thuật 1971. [10] Thiết kế thi công hồ chứa nước loại vừa nhỏ NXB Nông nghiệp. [11] Hồ chứa vùng đồi, Hà Nội 1976. [12] Nối tiếp tiêu hạ lưu công trình tháo nước PGS . TS. Phạm Ngọc Quý – Trường Đại Học Thủy Lợi. NXB Xây Dựng – 2003. [13] Sổ tay tính toán thủy lực -NXB Nông Nghiệp. [14] Hướng dẫn sử dụng phần mềm địa kỹ thuật GEO – SLOPE 5.0 GS. Nguyễn Công Mẫn. [15] Công trình thuỷ lợi, quy định chủ yếu thiết kế QCVN 04-05. [16] Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén, TCVN 8216-2009. [17] Tiêu chuẩn tính toán Thủy lực đập tràn TCVN 9147-2012. [18] Ví dụ thiết kế tràn máng phun. [19] Quy phạm thiết kế tràn xả lũ SJD 341 – 89, Hà Nội 1999. [20] Tiêu chuẩn về tải trọng tác dụng lên công trình thủy lợi TCVN 8421-2010. [21] Thiết kế cống, Trịnh Bốn – Lê Hoà Xướng NXB Nông Thôn 1988. [22] Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép, Trường đại học thuỷ lợi. [23] Bài tập đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép. [24] Quy phạm tính toán thuỷ lực cống sâu QPTL C1 – 75,Vụ kỹ thuật 1976. [25] Các bảng tính thuỷ lực, trường Đại Học Thuỷ Lợi – 1995. [26] TCVN 4253 – 86 Nền công trình thuỷ công, Hà Nội 2003. [27] TCVN 4118 – 85 Tiêu chuẩn thiết kế kênh tưới. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 190 Đồ án tốt nghiệp [28] Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn-PAI Giáo trình học đất, Trường đại học thuỷ lợi Nhà Xuất Bản Xây Dựng 2003. [29] Hướng dẫn sử dụng SAP 2000, Bộ môn kết cấu công trình. [30] TCVN 4116 – 85 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. [31] Giáo trình thuỷ nông tập I-NXB Nông thôn 1970. Sinh Viên: Lê Ngọc Nam - Lớp: Thanh Hóa Trang 191 [...]... đỉnh lũ thiết kế với tần suất p = 1% hồ Nậm Căn được tra trên đường bao của quan hệ trên Kết quả tính được ghi ở bảng 1-13 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Bảng 1-13: Kết quả tính lũ theo quan hệ Mp% - F Đặc Trưng – Vị trí Tuyến đập hồ Nậm Căn Q1.0% (m3/s) 169 Để an toàn cho công trình trước tình hình mưa lũ ngày càng ác liệt, chọn kết quả... suất thiết kế Pi(%) cần thiết phải xác định các hệ số Cv và Cs trong đó: Hệ số biến thiên A’ = 2,0 Cv = F Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 A' M 0.4 o ( F + 1) 0.08 = 0,33 = 10,7 km2 M0 = 54,4 l/s/km2 Trang 16 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Hệ số lệch chọn Cs = 2Cv Với các đặc trưng thống kê Q 0= 0,582, CV= 0,33 và Cs = 0,66 ta có kết quả tính dòng chảy năm thiết kế P=75% hồ Nậm Căn. .. tuyến công trình hồ Nậm Căn Kết quả tính toán trình bày ở bảng 1-18 Bảng 1-18: Lưu lượng đỉnh lũ các tháng mùa cạn với tần suất P = 10% tại Nậm Căn Tháng 1 2 3 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 4 10 11 12 Trang 20 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Qmax10% 2,46 5,18 4,54 1.3.6 Các đặc trưng của hồ chứa 14,32 24,48 4,28 2,57 Bảng 1-19: Biểu thị quan hệ đặc chưng lòng hồ Z=f(F) và Z=f(W)... tuyến đập Nậm Căn ở bảng 1-14 Bảng 1-14: Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra hồ Nậm Căn  Vị trí - Đặc trưng Lưu lượng P = 0,2%(m3/s)) Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra: Tuyến đập hồ Nậm Căn 219 Từ kết quả tính toán đỉnh và lượng lũ ở trên, theo Quy phạm tính toán thủy văn C6-77 sử dụng phương trình đường cong để tính quá trình lũ thiết kế ta có kết quả như ở bảng 1-15  Mưa gây lũ lịch sử vùng Lai Châu: Kết quả... ,528 0 ,297 0 ,066 ( K=1,1) • Các thông số tính toán theo yêu cầu thiết kế: + KWQ=1,1 + KWq=1,1 + KQlũ=1,1 + Btràn= 3*7 (m) Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 28 0 ,066 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỢI 3.1 Sơ bộ xác định cấp công trình: Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi QCVN 04-05 cấp công trình được xác định... về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng nước trong năm của hồ chứa ta thấy: Wđến75%=15,472.106m3> Wdùng = 6,237.106m3 Từ đó ta thấy lượng nước đến trong năm luôn đáp ứng đủ nhu cầu dùng nước trong năm đó.Vì vậy ta chỉ cần tính toán với trường hợp hồ điều tiết năm Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 34 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Do hồ chứa nhỏ phục vụ cho mục... của lưu vực hồ chứa Nậm Căn Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm ∆Z(mm) 13,3 19,7 31,2 26,5 18,4 11,9 11,0 11,3 11,8 11,5 9,8 10,5 186,8 (6) Mưa Đặc trưng tổng lượng mưa tháng trung bình nhiều năm của trạm Sìn Hồ được biểu thị trong bảng 18 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 15 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Bảng 1-9: Đặc trưng mưa tháng, năm trạm Sìn Hồ Đặc I II... chỉ tiêu thiết kế Từ cấp của công trình ta xác định được các chỉ tiêu thiết kế sau: 3.1.3.1 Mức bảo đảm thiết kế của công trình (%) : Theo Bảng 3/QCVN 04-05,với công trình cấp II phục vụ tưới thì mức bảo đảm thiết kế của công trình là P% = 85% 3.1.3.2 Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra (%) : Theo Bảng 4/QCVN 04-05, với cụm đầu mối công trình cấp II thì : - Tần suất thiết kế là... sử vùng Lai Châu: Kết quả tính toán lũ theo mưa một ngày max lớn nhất vùng Lai Châu ở bảng 1-1 Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Bảng 1-15: Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra hồ Nậm Căn T (giờ) 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,01 2,26 2,51 2,76 3,01 3,26 3,51 3,76 4,01 4,26 4,51 4,76 5,01 5,51 6,02 6,52 7,02 7,52 8,77 10,03 QP=1% (m3/s) 3,7 20,3... Lòng hồ cách tuyến đập 400m về T lưu 21702 41 625 15 950 Mỏ 6 Lòng hồ cách tuyến đập 1500m về T lưu 53 242 59 130 27 850 Mỏ 7 Lòng hồ cách tuyến đập 1000m về T lưu 14 297 24 680 8 030 Mỏ 8 Lòng hồ cách tuyến đập 1200m về T lưu 52 517 119 187 32 836 Tổng cộng 208 000 390 000 137 000 1.4.3 Đá, cát, cuội, sỏi Sinh Viên: Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 22 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI . tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Hệ số lệch chọn Cs = 2Cv Với các đặc trưng thống kê Q 0 = 0,582, C V = 0,33 và Cs = 0,66 ta có kết quả tính dòng chảy năm thiết kế P=75% hồ Nậm Căn như sau:. Lê Ngọc Nam- Lớp: Thanh Hóa 5 Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI Bảng 1-15: Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra hồ Nậm Căn T Q P=1% T Q P=0,2% (giờ) (m 3 /s) (giờ) (m 3 /s) 0,75. nghiệp Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn- PAI PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công trình 1.1.1 Vị trí địa lý - Công trình hồ chứa nước Nậm Căn