Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây,do ảnh hưởng biến đổi khí hậu,nạn hạn hán lũ lụt thường xuyên xảy có sức tàn phá lớn, nạn chặt phá rừng làm nương rẫy đồng bào làm tầng phủ tự nhiên gây tình trạng xói mòn nghiêm trọng, môi trường bị ô nhiễm có tác động xấu đến phát triển kinh tế đất nước ta. Để hạn chế bất lợi cần phải có giải pháp công trình. Công trình thủy lợi Cầ Sâm xây dựng với mục đích tạo sở hạ tầng để khai thác tiềm đất đai canh tác, nguồn sinh thủy nhằm ổn định, định canh, định cư cho đồng bào dân tộc, nâng cao đời sống nhân dân. Hiện công trình Cà Sâm xây dựng đập bổi tạm thời nhân dân tự làm đất (xây năm 1979), đập cao 3m, dài 15m. Hệ thống đơn giản cống lấy nước, tràn lũ. Hệ thống lấy nước trực tiếp từ kênh đào thông với đập, kênh kết hợp tháo lũ nhỏ. Hàng năm thường xuyên xảy lũ lớn nước tràn qua đập gây hư hỏng, khu lòng suối đập gia cố cọc tre kiểu đập dâng hàng năm phải sửa chữa tốn kém. Mặt khác đập bổi thấp, khả điều tiết nên không phát huy mặt lợi,hạn chế mặt hại nguồn nước. Hiện công trình phục vụ tưới cho diện tích 30 thôn 5, 6, xã Đak La, huyện Đak Hà, chủ yếu tưới cho vụ mùa vụ thời vụ năm mùa mưa, lượng nước dùng cho trồng ít, mặt khác khu tưới nằm cao độ thấp thung lũng nên không cần điều nước cao. Về mùa khô, khu tưới không chịu ảnh hưởng lũ lụt không chủ động nước tưới. Đầu mùa khô sửa chữa lại toàn công trình tạm phục vụ tưới diện tích 30 ha. Theo quy hoạch để đảm bảo tưới cho 150 đất đai, cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng, phòng lũ mùa lũ đến khu vực cần xây dựng hồ Cà Sâm mở rộng nâng cấp hệ thống kênh mương. Căn vào tình hình thực trạng hệ thống thủy lợi khu vực nhiệm vụ công trình, với hướng dẫn thầy giáo PGS-TS Nguyễn Cảnh Thái em chọn đề tài báo cáo tốt nghiệp : “Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2”. Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án thuộc xã Đăk La huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum với yêu cầu sở nghiên cứu, phân tích tài liệu giao: Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, GVHD: Nguyễn Cảnh Thái SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm trạng thuỷ lợi . để đưa giải pháp công trình cấp nước hợp lý. Đề tài thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án giao với phần chính: Phần thứ nhất: Tình hình chung,tài liệu thiết kế Phần thứ hai : Thiết kế sở Phần thứ ba : Thiết kế kỹ thuật công trình đầu mối Phần thứ tư : Chuyên đề kỹ thuật. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm MỤC LỤC PHẦN I. TÌNH HÌNH CHUNG,TÀI LIỆU THIẾT KẾ CHƯƠNG I : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.Vị trí địa lý: 2. Đặc điểm địa hình, địa mạo: 3. Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Cầ Sâm: 3.1. Địa tầng : 3.2. Địa chất thủy văn: 4. Điều kiện địa chất công trình đầu mối: 4.1.Tuyến đập: 4.1.1.Địa tầng: 4.1.2.Địa chất thủy văn: 4.2.Tuyến tràn: Địa tầng gồm lớp sau: 4.3.Tuyến cống: (bố trí bên vai trái đập) 5.Mỏ vật liệu: 5.1.Mỏ số I: 5.2. Mỏ số II: 6. Điều kiện giao thông: 7. Điều kiện khí tượng thủy văn: 7.1. Đặc điểm lưu vực: 7.2. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn : 7.2.1. Khí tượng: 7.2.2. Thuỷ văn: 8. Các tài liệu bản: CHƯƠNG II:TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 11 1. Điều kiện dân sinh kinh tế: 11 2. Nhiệm vụ công trình: 12 PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ. 13 CHƯƠNG III. LỰA CHỌN VÙNG TUYẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH. 13 1. Đề xuất phương án công trình: 13 2.Chọn tuyến công trình đầu mối: 13 CHƯƠNG IV. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ. 15 I - NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH. 15 II - CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ. 15 1- Cấp công trình: 15 2- Các tiêu thiết kế công trình: 16 3- Tải trọng tác động: 16 CHƯƠNG V. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA. 18 I. TÍNH TOÁN CAO TRÌNH BÙN CÁT (Zbc) VÀ TỔNG LƯỢNG BÙN CÁT CẢ THỜI GIAN SỬ DỤNG CỦA HỒ CHỨA (Vbc). 18 II. TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ DUNG TÍCH CHẾT. 19 1. Tính toán cao trình mực nước chết (MNC). 19 2. Tính toán dung tích chêt(Vc): 21 Mục đích. 21 Ý nghĩa. 21 3. Các tài liệu tính toán: 21 4. Nguyên lý tính toán. 22 5. Quá trình tính toán: 22 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm CHƯƠNG VI. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ. 28 I. MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN: 29 II. TÀI LIỆU TÍNH TOÁN - PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN. 29 III. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ. 29 1. Chọn hình thức kết cấu công trình tràn. 29 2. Tuyến tràn: 29 3. Phương pháp tính điều tiết lũ. 30 IV. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ KHI CÓ XÉT ĐẾN CO HẸP BÊN: 35 V.tính toán đIỀU TIẾT LŨ Vươt TẦN SUẤT(P=0,1%). 38 PHẦN III. THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI. 40 CHƯƠNG VII. THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT. 40 I. CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ: 40 II. XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP: 40 1-Các thông số tính toán: 40 2-Các trường hợp tính toán: 40 III- CẤU TẠO MẶT CẮT ĐẬP. 45 1- Xác định bề rộng đỉnh đập B: 45 2-Mái đập đập: 46 3. Xử lý nền: 46 4. Bảo vệ mái thượng hạ lưu đập: 47 4- Thiết bị tiêu nước thấm qua đập: 48 5- Các kích thước đập đất 49 IV - TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN. 50 1. Mục đích - nhiệm vụ: 50 2. Phương pháp tính thấm giả thiết: 50 3. Trường hợp tính toán: 51 4. Tính toán thấm cho mặt cắt lòng sông: 52 5. Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi trái: 60 6. Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi phải: 62 7- Tính toán tổng lượng nước thấm qua đập: 64 V- TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐẤT. 65 1- Trường hợp tính toán: 65 2- Tài liệu tính toán: 66 3-Tính toán ổn định mái phương pháp cung trượt: 66 4- Đánh giá tính hợp lý mái. 83 84 CHƯƠNG VIII. THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN THÁO LŨ. 84 I. TÀI LIỆU THIẾT KẾ. 84 II. VỊ TRÍ TUYẾN VÀ HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH TRÀN 84 III. BỐ TRÍ CHUNG 84 IV. CÁC THÀNH PHẦN CÔNG TRÌNH 85 1. Tường cánh trước ngưỡng tràn ( Tường hướng dòng): 85 2. Ngưỡng tràn: 86 3. Trụ pin: 86 4. Cầu giao thông để quản lý: 86 5. Dốc nước: 87 5.1 Đoạn thu hẹp dần. 87 5.2 Đoạn thân dốc lăng trụ. 87 V. TÍNH TOÁN THUỶ LỰC DỐC NƯỚC. 87 1. Cấu tạo: 88 2. Phương pháp tính: 88 3. Tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp đầu dốc nước: 89 4. Tính toán thuỷ lực đoạn thân dốc nước: 97 5. Kiểm tra xói mặt cắt cuối dốc nước: 105 6. Tính toán đoạn cong dốc nước: 105 7. Tính toán hàm khí dốc nước: 107 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm 8. Xác định cao trình đỉnh tường bên dốc nước: 108 V. TÍNH TIÊU NĂNG CUỐI DỐC NƯỚC 108 1. Mục đích tính toán: 108 2. Hình thức tiêu năng: 108 3.Tính toán kênh dẫn hạ lưu: 108 4. Xác định hình thức nối tiếp chảy đáy lưu lượng tiêu năng: 110 5. Tính toán bể tiêu năng: 111 VI. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG BÊN TRÀN. 114 1.Mục đích: 114 2. Trường hợp tính toán 114 3. Tài liệu tính toán: 114 4. Mặt cắt tính toán: 115 CHƯƠNG IX. THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC. 122 I . CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ: 122 II. NHIỆM VỤ VÀ HÌNH THỨC CỐNG: 122 1. Nhiệm vụ tính toán cấp công trình: 122 2. Hình thức cống: 122 Sơ bố trí cống: 123 III. THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG. 123 1. Thiết kế mặt cắt kênh: 124 2. Kiểm tra điều kiện không xói: 124 3. Tính độ sâu nước kênh ứng với cấp lưu lượng thiết kế: 126 IV. TÍNH KHẨU DIỆN CỐNG. 126 1. Trường hợp tính toán: 126 2. Tính toán bề rộng cống: 127 3. Xác định chiều cao cống cao trình đặt cống 132 V. KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG 134 1. Trường hợp tính toán: 134 3. Kiểm tra trạng thái chảy cống: 136 4. Tính toán tiêu theo cấu tạo: 145 VI. CHỌN CẤU TẠO CỐNG. 145 1. Cửa vào, cửa ra: 145 2. Thân cống: 146 3. Tháp van. 147 VII. TÍNH NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG. 148 1.Các trường hợp tính toán. 148 2. Các tài liệu tính toán. 148 PHẦN IV. CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT. 155 CHƯƠNG X. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG. 155 I. MỤC ĐÍCH VÀ TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN. 155 1. Mục đích. 155 2. Trường hợp tính toán. 155 II.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỐNG NGẦM. 155 1. Mục đích: 155 3. Nội dung phương pháp: 155 4. Xác định biểu đồ Mômen uốn cho mặt cắt tính toán. 156 5. Xác định biểu đồ lực cắt cho mặt cắt tính toán: 160 6. Xác định biểu đồ lực dọc: 162 III. TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP. 164 1. Các mặt cắt tính toán: 164 2. Các thông số tính toán: 165 3. Tính toán cốt thép dọc chịu lực: 166 4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên ): 174 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm PHẦN I. TÌNH HÌNH CHUNG,TÀI LIỆU THIẾT KẾ CHƯƠNG I : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.Vị trí địa lý: Hồ chứa Cầ Sâm thuộc xã Đak La, huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum. Công trình đầu mối cách trung tâm huyện lỵ Đak Hà khoảng 11 km, theo đường QL14. Trong có đường liên thôn km. Dựa vào sở nghiên cứu đồ tỉ lệ 1/50.000 thực địa, vị trí xây dựng hồ chứa có toạ độ : 14026’ đến 14028’ Vĩ độ Bắc 107056’ đến 107057’ Kinh độ Đông 2. Đặc điểm địa hình, địa mạo: Vùng dự án công trình thủy lợi Cầ Sâm nằm dọc theo thung lũng suối Cầ Sâm thuộc xã Đak La, huyện Đak Hà. Khu vực mặt đất có độ dốc 15m -Địa mạo tích tụ: Phân bố chủ yếu phạm vi lòng thềm suối, khu vực chân đồi thấp. Nham thạch đất sét, cát, bùn sét lẫn nhiều tạp chất hữu chưa bị phân hủy hết có màu sám đen, xám xanh, bề dày chung khoảng 6÷10m GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm 3. Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Cầ Sâm: 3.1. Địa tầng : Phạm vi sườn mái đồi bao bọc xung quanh phạm vi lòng hồ chứa Cầ Sâm phạm vi phân bố lớp đất sét nặng, đất sét màu sám vàng, nâu đỏ, xám trắng đến xám xanh, xám đen bề dày từ 5÷15m. Khu vực lòng hồ thềm suối gồm lớp bùn sét, đất sét, sét nhẹ, cát lẫn tạp chất hữu màu xám nâu, xám đen, có bề dày từ 5÷10m. Bên lớp đá cát bột sét kết có mức độ phong hóa khác thuộc hệ tầng Kontum. Trong khu vực lòng hồ mỏ khoáng sản quý, sở công nghiệp tuyến đường giao thông quan trọng. 3.2. Địa chất thủy văn: Nguồn cung cấp nước cho lòng hồ chủ yếu nước mưa nước lũ. Về mùa mưa, nước lũ có đặc điểm lên nhanh rút nhanh bề mặt địa hình tương đối dốc. Về mùa khô nguồn cung cấp nước chủ yếu suối Cầ Sâm , dòng chảy bị thu hẹp lại nhiều so với mùa mưa lưu lượng nước lớn trì dòng chảy thường xuyên quanh năm. Nước ngầm tồn lớp đất phạm vi lòng thềm suối khu chân đồi. Hướng nước ngầm chủ yếu bổ sung cho nước suối. 4. Điều kiện địa chất công trình đầu mối: 4.1.Tuyến đập: 4.1.1.Địa tầng: + Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng: Bùn sét lẫn nhiều tạp chất hữu chưa phân hủy hết dễ cỏ màu sám nâu sẫm, xám đen. Đất bão hòa nước kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy. Lớp phân bố phạm vi lòng suối, bề dày từ 0,3÷0.5m +Lớp 1b: Đất thổ nhưỡng: Á sét nhẹ lẫn rễ cỏ tạp chất hữu màu sám đen. Đất ẩm, chặt, lớp phân bố sườn đồi hai bên vai đập, bề dày từ 0.2÷0.3m. +Lớp 2: Đất sét nhẹ hạt cát lẫn tạp chất hữu màu sám nâu, xám đen. Đất bão hòa nước, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy. Lớp nằm lớp 1a, phân bố phạm vi lòng hồ thềm suối, bề dày lớp từ 2,8÷5,7m. Nguồn gốc bồi tích aQ GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm +Lớp 3: Á sét nhẹ hạt cát lẫn sỏi nhỏ tạp chất hữu màu sám đen. Đất bão hòa nước, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy . Lớp phân bố phạm vi lòng suối, bề dày lớp từ 2.5÷7 m.Nguồn gốc bồi tích aQ. +Lớp 4:Á sét nặng lẫn sạm dăm màu nâu vàng, nâu nhạt. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng. Dăm sạn cứng, d = 0.2÷2.0 cm, chiếm 15 ÷ 20 % phân bố không đều. Lớp nằm lớp 1b, phân bố sườn đỉnh đồi, chiều dày lớp từ 2.1 ÷ 4.5m. Nguồn gốc sườn tích dQ. +Lớp 5: Á sét nặng lẫn sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa. Lớp nằm lớp 4, bề dày lớp từ 3.0 ÷ 4.9 m. Nguồn gốc tàn tích eQ. +Lớp 6: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm. Đất ẩm, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy. Lớp nằm lớp 5, bề dày chưa xác định .Nguồn gốc tàn tích eQ. 4.1.2.Địa chất thủy văn: Quan trắc mực nước suất ổn định hố khoan phạm vi tuyến đập cho thấy nước ngầm tồn phần nhỏ lớp phủ. Tại phạm vi lòng suối mực nước nằm cách mặt đất từ 0.3 ÷ 0.4m. Tại hai bên vai đập, mực nước cách mặt đất từ 1.2 ÷ 1.8m. Hướng nước ngầm chủ yếu bổ sung cho nước suối. 4.2.Tuyến tràn: Địa tầng gồm lớp sau: + Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng: Bùn sét lẫn nhiều tạp chất hữu chưa phân hủy hết dễ cỏ màu sám nâu sẫm, xám đen. Đất bão hòa nước kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy. Lớp phân bố đuôi tràn, bề dày 0.5m +Lớp 1b: Đất thổ nhưỡng: Á sét nhẹ lẫn rễ cỏ tạp chất hữu màu sám đen. Đất ẩm, chặt, lớp phân bố dọc sườn đồi, bề dày từ 0.2÷0.3m. +Lớp 2: Đất sét nhẹ hạt cát lẫn tạp chất hữu màu sám nâu, xám đen. Đất bão hòa nước, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy. Lớp nằm lớp 1a, phân bố đuôi tràn, bề dày lớp khoảng 4,5m. Nguồn gốc bồi tích aQ +Lớp 3:Á cát ÷ cát thạch anh hạt mịn lẫn tạp chất hưu màu sám nâu, xám đen. Đất bão hòa nước, kết cấu chặt, trạng thái chảy.Lớp nằm lớp 2, phân bố phạm vi đuôi tràn, bề dày chưa xác định. Nguồn gốc bồi tích aQ. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm +Lớp 4:Á sét nặng lẫn sạm dăm màu nâu vàng, nâu nhạt. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng. Dăm sạn cứng, d = 0.2÷2.0 cm, chiếm 15 ÷ 20 % phân bố không đều. Lớp nằm lớp 1b, phân bố sườn đỉnh đồi, chiều dày lớp từ 0.8 ÷2.4m. Nguồn gốc sườn tích dQ. +Lớp 5: Á sét nặng lẫn sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa. Lớp nằm lớp 4, bề dày lớp từ 3.0 ÷ 4.9 m. Nguồn gốc tàn tích eQ. +Lớp 6: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm. Đất ẩm, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy. Lớp nằm lớp 5, bề dày chưa xác định .Nguồn gốc tàn tích eQ. 4.3.Tuyến cống: (bố trí bên vai trái đập) Địa tầng gồm lớp sau: +Lớp 1b: Đất thổ nhưỡng: Á sét nhẹ lẫn rễ cỏ tạp chất hữu màu sám đen. Đất ẩm, chặt, lớp phân bố dọc sườn đồi, bề dày từ 0.2÷0.3m. +Lớp 2:Á sét nặng lẫn sạm dăm màu nâu vàng, nâu nhạt. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng. Dăm sạn cứng, d = 0.2÷2.0 cm, chiếm 15 ÷ 20 % phân bố không đều. Lớp nằm lớp 1b, phân bố sườn đỉnh đồi, chiều dày lớp từ 1.4 ÷2.5m. Nguồn gốc sườn tích dQ. +Lớp 3: Á sét nặng lẫn sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ. Đất ẩm, kết cấu chặt vừa. Lớp nằm lớp 2, bề dày chưa xác định. Nguồn gốc tàn tích eQ. +Lớp 4: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm. Đất ẩm, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy. Lớp nằm lớp 3, bề dày chưa xác định .Nguồn gốc tàn tích eQ. 5.Mỏ vật liệu: Các mỏ địa chất có trữ lượng phong phú, cự li vận chuyển 100÷500m , đồi trọc độ cao lớn 500m, giai đoạn nghiên cứu khả thi khảo sát mỏ đất 1ha, trữ lượng khoảng 50 nghìn m3. Qua nghiên cứu xác định mỏ vật liệu gồm mỏ I mỏ II. 5.1.Mỏ số I: Nằm sườn đồi phía thượng lưu vai phải tuyến đập đất, cách tim tuyến đập 200m(khoảng cách gần nhất). Đây khu vực sườn đồi trồng mì, bắp cà phê GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm nhân dân. Cao độ bề măt địa hình từ +560 đến +568. Mỏ I có thông số kỹ thuật sau: - Diện tích mỏ:94 200 m2 - Khối lượng bóc bỏ:20 600 m3 - Khối lượng khai thác trung bình : 242 000 m3 5.2. Mỏ số II: Nằm sườn đồi phía thượng lưu vai trái tuyến đập đất, cách tim tuyến đập 500m (khoảng cách gần nhất). Đây khu vực sườn đồi trồng mì, bắp cà phê nhân dân. Cao độ địa hình từ +558 đến +568m. Mỏ II có thông số kỹ thuật sau: -Diện tích mỏ: 58 900 m2 -Khối lượng bóc bỏ: 12 500 m3 -Khối lượng khai thác trung bình : 183 000 m3 Đất bãi vật liệu đất sét nặng sạn màu nâu vàng, nâu nhạt. Đất ẩm, nửa cứng, kết cấu chặt vừa. 6. Điều kiện giao thông: Khu đầu mối công trình Cầ Sâm cách QL 14 khoảng 4km phía Tây, cách trung tâm huyện Đak Hà 14km.Cách thị xã Kon Tum 14km phía Bắc.Từ QL 14 vào đến công trình có km đường đất, km chưa có đường. Quốc lộ 14 đường bê tông nhựa đường nên việc lại thuận tiện. Nối liền khu tưới đường liên thôn nối từ đường Quốc lộ qua thôn 6, 7, vào thôn 9, 10, 11 xã Đak Hà. Đường liên thôn tu sửa năm 1999, độ dốc đường hạ thấp nên lại thuận tiện . 7. Điều kiện khí tượng thủy văn: 7.1. Đặc điểm lưu vực: -Diện tích lưu vực : -Chiều dài bình quân: 4,3 km2 km -Chiều rộng bình quân : 1,075km -Độ dốc bình quân lòng suối : 0,8% -Chiều dài lòng suối : km GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm c. Kết luận: Căn vào việc tính toán cốt thép trần cống cho hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép sau: + Cốt thép phía cống Fngoài = max ( 5,65; 5,65 ) ⇒ Fngoài = 5,65cm2 = Φ12 với a = 20 (cm) + Cốt thép phía cống Ftrong = max ( 5,65; 5,65 ) ⇒ Ftrong = 5,65cm2 = Φ12 với a = 20 (cm) B. Tính toán bố trí cốt thép cho thành bên cống: a. Mặt cắt qua C: (Tính toán để bố trí cốt thép bên thành cống) + Nội lực: MC= 3,948 (T.m). QC= 14,467 (T). NC= 12,691 (T). + Tiết diện tính toán: b = 100 (cm);h = 40 (cm) Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A trần cống ta kết sau: + e0 = 30,5cm ⇒ η.e0 =30,5cm > 0,3h0 = 10,8cm ⇒ Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. + e = 46,5 (cm). + e’ = 14,5 (cm). + Fa’= - 44,4 (cm2).Ta thấy Fa’< 0, chọn Fa’ theo điều kiện cấu tạo Bố trí Φ12 có tiết diện = 5,65 (cm2). + A = 0,012 ta tính α = 0,012. Mặt khác ta có: 2a’/h0 = 8/36 = 0,222 ⇒ α < 2a’/h0 . Chứng tỏ Fa' miền nén đạt σa’< Ra’. Nên ta lấy x = 2.a’ = 2×4 = (cm). + Fa= 2,27 (cm2). ⇒ Chọn theo điều kiện cấu tạo : bố trí 5Φ12 có tiết diện =5,65 (cm2). b/ Mặt cắt qua G: (Tính toán để bố trí cốt thép bên thành cống). + Nội lực: MG= 8,848 (T.m). QG= 1,405 (T). NG= 12,058 (T). + Tiết diện tính toán: GVHD: Nguyễn Cảnh Thái b = 100 (cm);h = 40 (cm). Trang 171 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A trần cống ta kết sau: + e0 = 73,4 cm ⇒ ηe0 = 73,4 cm > 0,3h0 = 10,8cm ⇒ Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. + e = 89,4 cm. + e’ = 57,4 cm. + Fa’= - 38,5 cm2.Ta thấy Fa’< 0, chọn Fa’ theo điều kiện cấu tạo Bố trí Φ12 có tiết diện = 5,65 cm2 + A = 0,06 ta tính α = 0,062. Mặt khác ta có: 2a’/h0 = 8/36 = 0,222 ⇒ α < 2a’/h0 . Chứng tỏ Fa' miền nén đạt σa’< Ra’. Nên ta lấy x = 2.a’ = 2×4 = cm + Fa= 8,375 cm2 ⇒ Tra bảng ( PL 12 trang158 GT KCBTCT ). Chọn bố trí Φ16 có tiết diện Fa= 10,05 cm2 . *Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Ta thấy: µmin = 0,0005 < Fa + Fa ' 10, 05 + 5, 65 = = 0,0044 < µmax= 0,035 b.h0 100.36 ⇒ Đảm bảo yêu cầu. c. Kết luận: Căn vào việc tính toán cốt thép thành cống cho hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép sau: + Cốt thép phía cống Fngoài = max ( 5,65; 5,65 ). ⇒ Fngoài = 5,65cm2 = Φ12, với a = 20 (cm). + Cốt thép phía cống Ftrong = max ( 5,65; 10,05 ). ⇒ Ftrong = 10,05 cm2 = Φ16, với a = 20 (cm). C. Tính toán bố trí cốt thép cho đáy cống: a. Mặt cắt qua D: (Tính toán để bố trí cốt thép bên đáy cống). + Nội lực: MD= 3,948 (T.m). QD= 12,691 (T). ND= 14,467 (T). + Tiết diện tính toán: GVHD: Nguyễn Cảnh Thái b = 100 (cm);h = 40 (cm). Trang 172 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt A trần cống ta kết sau: + e0 = 27,3 (cm) ⇒ η.e0 =27,3 (cm) > 0,3h0 = 10,8 (cm). ⇒ Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn. + e = 43,3 (cm). + e’ = 3,3 (cm). + Fa’= - 43,966 cm2.Ta thấy Fa’< 0, chọn Fa’ theo điều kiện cấu tạo Bố trí Φ12 có tiết diện = 5,65 (cm2). + A = 0,016 ta tính α = 0,016. Mặt khác ta có: 2a’/h0 = 8/36 = 0,222 ⇒ α < 2a’/h0 . Chứng tỏ Fa' miền nén đạt σa’< Ra’. Nên ta lấy x = 2.a’ = 2×4 = cm + Fa= 0,578 (cm2) ⇒Chọn theo điều kiện cấu tạo. Bố trí Φ 12 có tiết diện Fa = 5,65 (cm2). b. Mặt cắt qua H: (Tính toán để bố trí cốt thép bên đáy cống). + Nội lực: MH= 0,494 (T.m). Q H= (T). NH= 14,467 (T). + Tiết diện tính toán: b = 100 (cm);h = 40 (cm). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt F trần cống ta kết sau: + e0 = 3,4 cm ⇒ η.e0 =3,4 cm < 0,3h0 = 10,8 cm ⇒ Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm bé. + e = η.eo+0,5.h-a = 3,4+0,5.40-4 = 19,4 cm. + e’ =0,5.h-η.eo-a’=0,5.40-3,4-4 = 12.6 cm. + Fa’= kn .nc .N .e − mb .Rn .b.x.(ho − 0,5.x ) (cm2) ma .Ra' .(ho − a ') Ta có : η.eo=3,4 (cm) < 0,2.ho=0,2.36=7,2 (cm) tính x gần theo công thức : x = h - (1,8+ 0,5.h 0,5.40 - 1,4.αo). η.eo= 40 - (1,8+ - 1,4.0,6).3,4 = 34,85 ho 36 (cm). GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 173 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Vậy : x = 34,85 cm > αo.ho =0,6.36 = 21,6 cm (Thỏa mãn điều kiện nén lệch tâm bé). ⇒ Fa' = 1,15.1.14467.19, − 1.90.100.34,85.(36 − 0,5.34,85) = −57,9(cm ). 1,1.2700.(36 − 4) Ta thấy Fa’< 0, chọn Fa’ theo điều kiện cấu tạo. Bố trí Fa’= Φ12 có tiết diện = 5,65 (cm2). +Fa= .(mb .Rn .b.x + ma .Ra' .Fa' − kn .nc .N ) − ma .σ a  η .e   3,  σ a = 1 − o ÷.Ra = 1 − ÷.2700 = 2445 (kg/cm ). h 36   o   ⇒ Fa = .(1.90.100.34,85 + 1,1.2700.5, 65 − 1,15.1.14467) = −116, 67(cm ). −1,1.2445 Ta thấy Fa = -116,67cm2 < µmin .b .h0 = 1,80 cm2. Chọn theo điều kiện cấu tạo: Bố trí Fa = Φ 12 có tiết diện = 5,65 (cm2). c. Kết luận: Căn vào việc tính toán cốt thép đáy cống cho hai mặt cắt ta chọn bố trí cốt thép cho đáy cống sau: + Cốt thép phía đáy cống Fngoài = max ( 5,65; 5,65 ). ⇒ Fngoài = 5,65cm2 = Φ12 với a = 20 (cm). + Cốt thép phía đáy cống Ftrong = max ( 5,65; 5,65 ). ⇒ Ftrong = 5,65cm2 = Φ12 với a = 20 (cm). 4. Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên ): Tính toán cường độ mặt cắt nghiêng cấu kiện tiến hành theo hai phương pháp, phương pháp đàn hồi phương pháp trạng thái giới hạn. Ở ta dùng phương pháp đàn hồi để tính toán. Cơ sở phương pháp tính dựa vào giai đoạn làm việc thứ 2, miền kéo bê tông không làm việc, miền nén bê tông làm việc trạng thái đàn hồi, ứng suất có dạng hình tam giác. A. Điều kiện tính toán: Khi thoả mãn điều kiện sau cần phải đặt cốt xiên (trang 50- GTBTCT). 0,6.m b .R k < σ1 = τ = GVHD: Nguyễn Cảnh Thái k n .n c .Q < m b .R ck 0,9.b.h Trang 174 (10-14) SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Trong đó: +Q +m : Lực cắt lớn tải trọng tính toán gây (Kg). b4 : Hệ số làm việc kết cấu bê tông không cốt thép m b4 = 0,9 (PL trang 155 - GTBTCT). + Rk :Cường độ tính toán chịu kéo bê tông R k= 7,5( kg/cm2 ) (PL trang 153 GT KCBTCT). + kn : Hệ số tin cậy công trình cấp III : kn = 1,15 (TCVN 04-05-2012). + nc : Hệ số tổ hợp tải trọng, (Tổ hợp tải trọng nc = 1). + mb3 : Hệ số điều kiện làm việc bê tông kết cấu BTCT. mb3=1,15.(PL-5 trang 155 GT KCBTCT). + Rkc : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông Rkc = 11,5( kg/cm2 ) (PL trang 153 GT KCBTCT). + τ0 : ứng suất tiếp lớn mặt cắt tính toán (kg/cm ). B. Mặt cắt tính toán: Ta chọn vị trí có lực cắt lớn để tính toán bố trí cốt thép ngang cho cống. Do ta cần tính toán cho mặt cắt sau: + Trần cống: Tính mặt cắt qua A. MA= 3,74 (T.m), QA= 11,424 (T), N A= 12,923 (T). + Thành bên: Tính mặt cắt qua C. MC= 3,948 (T.m), QC= 14,467 (T), NC= 12,691 (T). + Đáy cống: Tính mặt cắt qua D. MD= 3,948 (T.m); QD= 12,691 (T); ND= 14,467 (T). C. Tính bố trí cốt xiên cho thành bên cống : * Tính với mặt cắt qua C: MC= 3,948 (T.m). QC= 14,467 (T). NC= 12,691 (T). Kiểm tra điều kiện tính toán : + 0,6.mb4 .Rk = 0,6 × 0,90 × 7,5 = 4,05 kg/cm2 + σ1 = kn .nc .Q 1,15 × 1×14467 = = 5,135 kg / cm 0,9.b.h0 0,90 ×100 × 36 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 175 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm + mb3.Rkc = 1,15 × 11,5 = 13,225 kg/cm2 Thay vào công thức (10-14)⇒ Ta có : k .n .Q n c 0,6.mb4.Rk = 4,05kg/cm2 < σ1= τ0= 0,9.b.h = 5,135kg / cm < mb3RkC =13,225kg/cm2 Thoả mãn điều kiện (10-14). Vậy phải tính toán cốt xiên. a. Sơ đồ tính toán: Hình 10-13: Sơ đồ phân bố ứng suất kéo. Trong đó: + σ1a: ứng suất kéo cốt dọc chịu. + σ1x: ứng suất kéo cốt xiên phải chịu. + σ1= τ0: ứng suất kéo cốt xiên cốt dọc phải chịu. b. Tính toán cốt xiên cho thành bên cống : + Phần ứng suất kéo cốt dọc chịu là: σ1a = 0,225. σ1 = 0,225 × 5,135 = 1,155 kg/cm2 + Không có cốt đai: σ1đ = + Phần ứng suất kéo cốt xiên chịu là: σ1x = σ1 - σ1a = 5,135 – 1,155 = 3,98 kg/cm2 (σ − 0, 6.mb .Rk ).100 (5,135 − 4, 05).100 σ − 0,6.mb .Rk x = = 21,13 = ⇒ x = σ1 5,135 100 σ1 (cm). + Đặt cốt xiên nghiêng với trục cấu kiện góc 45 0, diện tích cốt xiên cần thiết tính theo công thức: Fx = ma Rax Ω x .b × cos(α − 450 ) GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 176 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Ω x : Phần diện tích biểu đồ ứng suất tiếp cốt xiên phải chịu. Ωx = ((0, 6.mb .Rk − σ 1a ) + σ 1x ).x ((4, 05 − 1,155) + 3,98).21,13 = = 72, 63(cm ). 2 Rax = 2150kg / cm : Cường độ tính toán cốt ngang tính toán mặt cắt nghiêng chịu tác dụng lực cắt . ⇒ Fa = 72, 63.100 = 2,17 ( cm ) . 1,1.2150. 2.1 c. Chọn bố trí cốt xiên cho thành bên cống : Với Fx = 2,17 cm2 ta chọn Φ có F = 2,51 cm2 để bố trí cốt xiên cho thành bên cống. Ta bố trí cốt xiên thành lớp. 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 gióng lên trục dầm ta xác định vị trí lớp thép xiên. - Gọi khoảng cách từ mép trục cấu kiện tới vị trí thép xiên x1 thì: x1 = 3,98 + 2. ( 4, 05 − 1,155 ) σ 1x + 2(0, 6mb4 Rk − σ 1a ) .x = .21,13 = 10 (cm). 3(σ 1x + 0, 6mb4 Rk − σ 1a ) 3.(3,98 + 4, 05 − 1,155) l/2 x 0,6.mb4.Rk σ1 = τo σ1x x1 σ1a ΩX l/2 Hình (10-14):Sơ đồ xác định vị trí thép xiên. D. Tính toán cốt thép xiên cho trần cống: * Tính với mặt cắt qua A: MA= 3,74 (T.m). GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 177 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm QA= 11,424 (T). N A= 12,923 (T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt C (tính cốt xiên cho thành bên cống) ta kết sau: Kiểm tra điều kiện tính toán: + 0,6.mb4 .Rk = 0,6 × 0,90 × 7,5 = 4,05 kg/cm2 + σ1 = kn .nc .Q 1,15 × 1×11424 = = 4, 055 kg / cm 0,9.b.h0 0,90 ×100 × 36 + mb3.Rkc = 1,15 × 11,5 = 13,23 kg/cm2 k .n .Q n c c ⇒ 0,6.mb4.Rk = 4,05kg/cm2 < σ1= τ0= 0,9.b.h = 4, 055kg / cm < mb .Rk = 13,23 kg/cm2. Thỏa mãn điều kiện (10-14). Vậy phải tính toán cốt xiên cho trần cống. σ 1a = 0,912kg / cm . σ 1x = 3,143kg / cm . x = 0,123cm. Ω x = 0,3cm . Fx = 0, 009cm . Ta thấy diện tích cốt thép xiên trần cống nhỏ, mặt khác cống ta thiết kế thuộc loại cống nhỏ cốt thép dọc chịu lực trần cống đươc thiết kế theo yêu cầu cấu tạo thiên an toàn nên ta đặt cốt thép xiên cho trần cống. *Chọn bố trí cốt xiên cho đáy cống : Với Fx=0,009cm2 ta chọn cốt xiên theo cấu tạo, ta chọn Φ có F = 2,52 cm để bố trí cốt xiên cho trần cống. E. Tính bố trí cốt xiên cho đáy cống: * Tính với mặt cắt qua D: MD= 3,948 (T.m). QD= 12,691 (T). ND= 14,467 (T). Tiến hành tính toán tương tự mặt cắt C (tính cốt xiên cho thành bên cống) ta kết sau: GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 178 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Kiểm tra điều kiện tính toán: + σ1= τ0 = 4,5 kg/cm2 k .n .Q n c ⇒ 0,6.mb4.Rk = 4,05kg/cm2 < σ1= τ0= 0,9.b.h = 4,5kg / cm < mb3RkC =13,23kg/cm2 Thoả mãn điều kiện (10-14). Vậy phải tính toán cốt xiên cho đáy cống. σ 1a = 1, 013kg / cm . σ 1x = 3, 487kg / cm . x = 10cm. Ω x = 32, 635cm . Fx = 0,976cm . Khoảng cách từ mép trục cấu kiện tới vị trí thép xiên: x1 = 5cm. *Chọn bố trí cốt xiên cho đáy cống : Với Fx = 0,976 cm2 ta chọn cốt xiên theo cấu tạo, ta chọn Φ có F = 2,52 cm2 để bố trí cốt xiên cho đáy cống. F. Tổng hợp kết bố trí cốt thép cống: a.Thép chịu lực: Trần cống : - Phía cống Φ 12, a = 20 cm. - Phía cống Φ 12, a = 20 cm. - Cốt xiên Φ 8, a = 20 cm. Thành bên: - Phía cống Φ 12, a = 20 cm. - Phía cống Φ 16, a = 20 cm. - Cốt xiên Φ 8, a = 20 cm. Đáy cống : - Phía cống Φ 12, a = 20 cm. - Phía cống Φ 12, a = 20 cm. - Cốt xiên Φ 8, a = 20 cm. b.Thép cấu tạo: -Thép cấu tạo chạy dọc cống Φ 10, a=20 cm. -Thép vát góc Φ 10, a=20 cm. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 179 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm 10 a=20 12 a=20 a=20 12 a=20 40 12 15 a=20 15 21 16 a=20 160 a=20 21 26 40 40 100 12 a=20 10 a=20 a=20 a=20 40 Hình (10-15): Sơ đồ bố trí thép mặt cắt ngang cống. 5. Tính toán kiểm tra nứt: Ta tính toán kiểm tra nứt thẳng góc cho cấu kiện chịu nén theo trường hợp cấu kiện chịu nén lệch tâm. Ta dùng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu, đồng thời ta chọn mặt cắt có mô men lớn để tính toán kiểm tra nứt cho kết cấu: Mặt cắt cần kiểm tra mặt cắt qua G bên thành cống: McG= 8,01 (T.m). QcG= 1,362(T). NcG= (Ncbc+Nccb)/2=11,365 (T). Fa’=5,65cm2, Fa=10,05 cm2. a. Xác định đặc trưng quy đổi: -xn: Chiều cao vùng nén: xn = S qđ Fqđ = 0,5b.h + nFa '.a '+ nFa h0 83363,5 = = 20,15 cm b.h + n ( Fa + Fa ') 4137,375 - Sqđ: Mô men tỉnh quy đổi tiết diện. - Fqđ: Diện tích quy đổi tiết diện. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 180 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm - n : Hệ số quy đổi; n = E a 2100 = = 8,75 Eb 240 Jqđ : mô men quán tính trung tâm tiết diện qui đổi J qđ b.x n b(h − x n ) ' = + + nFa ( x n − a ' ) + nFa (h − x n ) = 580967,1 cm4 3 Wqđ : Mô đun chống uốn tiết diện. Wqđ = J qđ h − xn = 580967,1 = 29267,86 cm3 40 − 20,15 b. Khả chống nứt cấu kiện: Với cấu kiện chịu nén lệch tâm. Để đảm bảo không xuất khe nứt thẳng góc phải thoả mãn điều kiện: n c Nc ≤ Nn = γ1R ck e0 − Wqđ Fqđ (Theo bảng 5-33 trang 92 GT BTCT) Trong đó: nc: Hệ số tổ hợp tải trọng nc = Nc: Lực dọc nén lệch tâm tải trọng tiêu chuẩn gây : 11,365 (T) = 11365kg Rkc : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bê tông = 11,5kg/cm Nn : Lực nén dọc lệch tâm mà tiết diện chịu trước nứt. e0 : Độ lệch tâm lực nén dọc tiêu chuẩn. e0 = MC 8, 01 = .100 = 70, 48cm C N 11,365 γ1 = mh×γ: Hệ số xét đến biến dạng dẻo bê tông miền kéo. mh: Tra PL13 (GT KCBTCT); Do h < 100cm ⇒ mh = γ: Tra PL 14 (GT KCBTCT) = 1,75 ⇒ γ1 = 1,75 n = 8,75 Nn = γ RC K 1, 75 × 11,5 = = 9289,59 e0 70, 48 1 Kg − − 29267,86 4137,375 Wqd Fqd Ta có: nc Nc = 1* 11365 Kg > Nn = 9289,59 Kg Kết luận: Mặt cắt có bị nứt. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 181 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm c. Tính bề rộng khe nứt Những cấu kiện cho phép có khe nứt cần phải đảm bảo điều kiện:bề rộng khe nứt phải nhỏ bề rộng khe nứt giới hạn. an ≤ angh = 0,3 mm (Tra PL 17 GT KCBTCT trang 166) Bề rộng khe nứt xác định theo công thức kinh nghiệm:(TCVN 4116-85 trang 22). a n = k .c.η × . σa −σo × × (4 − 100.µ ) × d Ea Trong đó: - k: hệ số phụ thuộc trạng thái tình trạng tác dụng tải trọng, với cấu kiện chịu nén lệch tâm k=1. - c: hệ số xét đến tính chất tác dụng tải trọng, với tải trọng dài hạn a=1,3 - η: hệ số xét đến tính chất bề mặt cốt thép, với thép gờ η=1 - Hàm lượng cốt thép mặt cắt: µ = Fa/ b.ho= 0,0028 < 0,02 (TCVN 411685) - σ0 : ứng suất kéo ban đầu cốt thép trương nở bê tông, với kết cấu ngâm nước σ0 = 200 kg/cm2 - σa: ứng suất cốt thép, với cấu kiện nén lệch tâm σ a = N c .(e − Z1 ) Fa .Z1 Với: - e: khoảng cách từ lực dọc đến trọng tâm cốt thép dọc chịu kéo, e = 86,48cm - Fa: diện tích cốt thép dọc chịu kéo, Fa = 10,05cm2 - Z1: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dọc chịu kéo đến điểm đặt hợp lực miền nén tiết diện có khe nứt, Z1 = η.ho. (Tra bảng 5-1 GT KCBTCT trang 94 có η = 0,85). ⇒ Z1 = 0,85* 36 = 30,6 cm ⇒σ a = 11365.(86, 48 − 30, 6) = 2065,09 kg/cm2 10, 05 × 30, Thay số vào công thức ta có: an = 1×1,3 ×1× 2065, 09 − 200 × × (4 − 100 × 0, 002) × 16 =0,13 mm. 2,1.106 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 182 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Vậy : an < angh =0,3mm nên kết cấu đảm bảo điều kiện ổn định trình làm việc. 6. Tính theo phương dọc cống: - Trong đồ án thời gian có hạn phép thầy giáo hướng dẫn bố trí thép theo phương dọc cống theo kinh nghiệm. Chọn cốt thép nhóm AII đường kính Φ10, a = 20cm. Bố trí cốt thép xem vẽ : ĐATN - 06. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 183 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp sản phẩm mang tính chất tổng hợp kiến thức học tập tích lũy sinh viên toàn khoá học. Trong suốt thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Thủy lợi, hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái giúp đỡ thầy cô giáo khoa đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài giao: ″Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm - Phương án 2″. Việc nghiên cứu, thiết kế xây dựng Hồ chứa nước Cầ Sâm nhiệm vụ trọng tâm cần thiết tình hình nông nghiệp vùng. Vì công trình có nhiệm vụ trữ cung cấp nước tưới cho nông nghiệp, tác nhân quan trọng để khai thác tiềm nông nghiệp khu vực, góp phần nâng cao đời sống nhân dân, tạo sở vật chất định cho việc phát triển kinh tế xã hội vùng. Qua tính toán thiết kế ta xác định Công trình Hồ chứa nước Cầ Sâm công trình cấp III, bao gồm hạng mục công trình là: Đập đất, tràn xả lũ cống lấy nước với thông số cụ thể tính toán trên. Thời gian 14 tuần làm đồ án thực khoảng thời gian bổ ích cho sinh viên trước trường. Nó giúp cho em hệ thống lại toàn kiến thức học đặc biệt kiến thức chuyên môn cách vận dụng kiến thức vào thực tế thiết kế công trình Thuỷ lợi nói chung, giúp em tránh bỡ ngỡ với công việc Kỹ sư Thủy lợi sau này. Chính Đồ án Tốt nghiệp công trình đầu tay có ý nghĩa lớn em nhiên khoảng thời gian ngắn với khối lượng công việc lớn, khối lượng tính toán nhiều đặc biệt sinh viên nên trình độ hạn chế kinh nghiệm thực tế chưa có đồ án tránh khỏi sai sót chỗ chưa hợp lý. Kính mong thầy cô bảo hướng dẫn để em có thêm nhiều kiến thức bổ ích phục vụ cho công việc sau này. Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm đồ án. GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 184 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường đặc biệt thầy cô Bộ môn Thủy công tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. Kính chúc thầy, cô lời chúc tốt đẹp nhất! Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2013 Sinh viên thực Vũ Việt Đông GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 185 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm TÀI LIỆU THAM KHẢO ***** 1- Giáo trình thuỷ công, tập I + II, NXB Xây dựng 2005. 2- Đồ án môn học thuỷ công : NXB Xây dựng 2001. 3- Giáo trình thuỷ lực, tập I +II - NXB nông nghiệp. 4- Bài tập thuỷ lực, tập I + II: Trường Đại học thuỷ lợi 5- Giáo trình thuỷ văn công trình: NXB khoa học tự nhiên công nghệ- 2008. 6- Bài giảng học đất, Trường đại học thuỷ lợi -2006 7- Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép, Nhà Xuất Bản Xây Dựng 8- Công trình tháo lũ đầu mối hệ thống thủy lợi:NXB Xây dựng 2005. 9- Thiết kế đập đất: Nguyễn Xuân Trường, Nhà Xuất Bản khoa học kỹ thuật -1972 10- TCVN 4116 – 85 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thuỷ công 11- Sổ tay kỹ thuật thủy lợi: NXB Nông Nghiệp -1979. 12- Công trình thuỷ lợi, quy định chủ yếu thiết kế: TCVN 04-05:2012. 13- Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén, 14 TCN 157 - 2005. 14- Quy phạm tính toán Thủy lực đập tràn QPTL C8 – 76. 15- Quy phạm tải trọng tác dụng lên công trình thủy lợi : QPTL C1-78. 16- Thiết kế cống, Trịnh Bốn – Lê Hoà Xướng: NXB Nông Thôn 1988. 17- Quy phạm tính toán thuỷ lực cống sâu:QPTL C1 – 75,Vụ kỹ thuật 1976. 18- Các bảng tính thuỷ lực, trường Đại Học Thuỷ Lợi – 1996 19- TCVN 4118 – 85 Tiêu chuẩn thiết kế kênh tưới. 20- Giáo trình Cơ học kết cấu, Nhà Xuất Bản Nông nghiệp -1999 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 186 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ [...]... Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm II TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ DUNG TÍCH CHẾT 1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC) a Mục đích tính toán cao trình MNC MNC là mực nước thấp nhất cho phép trong hồ mà ứng với mực nước đó hồ vẫn làm việc bình thường Vì vậy khi tiến hành tính toán thiết kế hồ chứa thì việc đầu tiên phải xác định mực nước chết (MNC), từ đó xác định... phải đảm bảo dung tích cần thiết cho nuôi cá và thủy sản khác, ngoài ra mặt thoáng của nước cũng cần phải xem xét Căn cứ vào nhiệm vụ chủ yếu của hồ chứa Cầ Sâm là: GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 19 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm - Cấp nước tưới cho 150 ha đất canh tác Trong đó tưới tự chảy cho 50 ha lúa 2 vụ, 100 ha cà phê - Kết hợp nuôi trồng thủy... ( xem bảng 1-4 trang 9 lượng nước dùng) + Tổn thất do bốc hơi xem bảng trang 7 + Tổn thất do thấm, do điều kiện địa chất lòng hồ ít thấm nên lấy bằng 1% dung tích hồ chứa hàng tháng + Các đường quan hệ đặc trung lòng hồ (Z~V) và (Z~F) của hồ chứa Cầ Sâm trang 9 GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 21 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm 4 Nguyên lý tính toán Nguyên... Xác định dung tích hồ chứa khi chưa kể đến tổn thất Từ lưu lượng nước đến Qi và lưu lượng nước dùng qi ta xác định được tổng lượng nước đến W Q và tổng GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 22 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm lượng nước dùng Wq của từng tháng Từ đó xác định được lượng nước thiếu hay lượng nước thừa của từng tháng Tổng lượng nước thiếu chính là... thừa trong từng tháng (6) = (4)- (5) Cột 7: Lượng nước thiếu trong từng tháng thiếu nước (7) = (5)- (4) Cột 8: Quá trình tích nước trong từng tháng của hồ chưa kể đến tổn thất Cột 9: Lượng nước xả thừa khi hồ đã tích đủ nước GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 23 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm Bảng 5-1.Điều tiết hồ khi chư kể đến tổn thất,phương án trữ sớm Tháng... thì cần phải đầu tư các công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật trong đó có công trình thuỷ lợi Cầ Sâm - Cấp nước tưới cho 150 ha đất canh tác Trong đó tưới tự chảy cho 50 ha lúa nước 2 vụ, 100 ha cà phê - Kết hợp nuôi trồng thủy sản - Cải tạo môi trường sinh thái, cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 12 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm. .. 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm + Kết luận :Từ 2 điều kiện trên ta xác định được công trình hồ chứa nước Cà Sâm là công trình cấp 3 2- Các chỉ tiêu thiết kế công trình: Dựa vào QCVN 04-05, với công trình cấp 3 và chỉ tiêu khác tra được: + Mức bảo đảm tưới: P = 85% (Bảng 3 trang15 QCVN 04-05:2012) + Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra công trình thuỷ: P TK... việc thiết kế hồ chứa vì nó là yếu tố quyết định khả năng làm việc của hồ (qua dung tích hữu ích) và quy mô kích thước của cả công trình Từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng khai thác và sử dụng nguồn nước và vốn đầu tư công trình 3 Các tài liệu tính toán: + Quá trình nước đến hồ chứa ứng với tần suất thiết kế (Q~t) p = 85% xem bảng 1-3 trang 9 ( Dòng chảy đến thiết kế p = 85%) + Quá trình nước dùng... kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm * Xác định dung tích hồ chứa khi có kể đến tổn thất Giải thích bảng (5-2), bảng (5-3) Cột 1: Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy văn Cột 2: Tổng lượng nước đến (WQ) Cột 3: Tổng lượng nước dùng (Wq) Cột 4: Dung tích của hồ khi chưa kể tổn thất (Vtrữ + Vc) Cột 5: Diện tích của hồ F (m2) khi chưa kể tổn thất, tra quan hệ (V~F) Cột 6: Dung tích trung bình của hồ khi... chính ở đây, lòng hồ sẽ có dung tích chứa lớn nhất (trên 1 triệu m 3), diện tích hứng nước tương đối rộng Xây dựng hồ theo tuyến đập đã chọn gần khu tưới nhất nên giảm chiều dài kênh dẫn nước, giảm được tổn thất cột nước Nhìn chung điều kiện địa hình, địa chất tại nơi tuyến GVHD: Nguyễn Cảnh Thái Trang 13 SVTH : Vũ Việt Đông - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm đập đi qua thích . nghiệp là : Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2”. Nhiệm vụ của Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2 thuộc xã Đăk La huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum với yêu cầu là trên. - Lớp NĐ 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm trạng thuỷ lợi để đưa ra giải pháp công trình cấp nước hợp lý. Đề tài thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2 được giao với các. tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Cầ Sâm 3. Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Cầ Sâm: 3.1. Địa tầng : Phạm vi sườn và mái đồi bao bọc xung quanh phạm vi lòng hồ chứa Cầ Sâm là phạm vi phân