bài giảng đồ án đập bê tông trọng lực

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Bộ môn Thủy Công

Đồ án thiết kế đập Bê tông trọng lực

Bộ môn Thủy Công

Bộ môn Thủy Cơng

Giới thiệu mơn học

• Tổng điểm: 10đ

• Nghỉ học khơng lý do (No): -2đ• Nghỉ học có lý do (N): -1đ• Vắng 1 tiết (V): -1đ• Đi muộn 5 phút (M): -0.5đ• Dưới 5đ : cấm thi

1

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Bộ môn Thủy Công³

b. Đánh giá mức độ hồn thành u cầu của GV : 20%• Tổng điểm: 10đ

• Mức A (hồn thành >90%, có ít sai sót): -0đ/lần• Mức B (hồn thành 70-90%, có sai sót vừa): -0.5đ/lần• Mức C (hồn thành 50-70%, có nhiều sai sót): -1đ/lần• Mức D (hồn thành 0-50%): -2đ/lần

• Dưới 5đ : cấm thi

2. Thi vấn đáp cuối kỳ: 60%• Nộp đồ án

• Trả lời 3 câu hỏi vấn đáp (10 phút)

Bộ môn Thủy Công

Giới thiệu môn học

3

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Bộ mơn Thủy Cơng⁵

Bộ mơn Thủy Cơng

Giới thiệu mơn học

• QCVN 04-05:2012 : Cơng trình thủy lợi – các quy định chủ yếu về thiết kế

• TCVN 9137: 2012: Cơng trình thủy lợi – Thiết kế đập bê tơng và bê tơng cốt thép

• TCVN 4253:2012: Cơng trình thủy lợi – Nền các cơng trìnhthủy cơng – u cầu thiết kế

• TCVN 8421:2010: Cơng trình thủy lợi – Tải trọng và lực tácdụng lên cơng trình do sóng và tàu

• Một số TCVN khác5

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Bộ môn Thủy Công⁷PHẦN I. TÀI LIỆU THIẾT KẾ

PHẦN II. YÊU CẦU THIẾT KẾPHẦN III. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Bộ môn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

8I. Đặt vấn đề:

Cụm đầu mối CTTL trên sơng C, có nhiệm vụ:Phát điện: N=120.000 KWPhịng lũ: 250.000 ha

150.000 ha diện tích đấtcanh tác

Cấp nước sinh hoạt cho1.000.000 dân

7

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Bộ môn Thủy Công⁹

I. Đặt vấn đề:

Đầu mối hồ chứa nước bao gồm:

Bộ môn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

10II. Tài liệu cơ bản:

1. Địa hình: 9

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Bộ mơn Thủy Cơng¹¹

II. Tài liệu cơ bản:1. Địa hình:

Bộ mơn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

12II. Tài liệu cơ bản:

1. Địa hình: 11

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Bộ mơn Thủy Cơng¹³

II. Tài liệu cơ bản:1. Địa hình:

Bộ mơn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

14II. Tài liệu cơ bản:

2. Địa chất: 13

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Bộ môn Thủy Cơng¹⁵

II. Tài liệu cơ bản:1. Địa hình:

Bộ mơn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

16II. Tài liệu cơ bản:

1. Địa hình: 15

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Bộ mơn Thủy Cơng¹⁷

II. Tài liệu cơ bản:1. Địa hình:

Bộ mơn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

18II. Tài liệu cơ bản:

1. Địa hình: 17

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Bộ mơn Thủy Công¹⁹

II. Tài liệu cơ bản:4. Tài liệu Thủy văn:

Bộ môn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

20II. Tài liệu cơ bản:

4. Tài liệu Thủy văn: 19

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Bộ môn Thủy Công²¹

II. Tài liệu cơ bản:5. Tài liệu Thủy Năng:

Bộ môn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

22II. Tài liệu cơ bản:

5. Tài liệu Thủy Năng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Bộ môn Thủy Công²³

II. Tài liệu cơ bản:5. Tài liệu Thủy Năng:

Bộ môn Thủy Công

Phần I – Tài liệu thiết kế

24II. Tài liệu c bn:

5. Ti liu Thy Nng:

Đề số Đầu bài MNDBT (m) MNC (m) _(m^QTM<small>3</small>/s)

77 390,2 345,7 11078 390,4 345,9 11279 390,6 346,1 114

81 IV 391 345,8 118

83 389,1 345,4 12284 389,3 345,2 124

86 389,7 344,8 12587 389,9 345,1 12388 390,1 345,3 12189 390,3 345,5 11990 390,5 345,7 11791 390,7 345,9 11592 IV 390,9 346,1 113

94 389,2 346,4 10995 389,4 346,6 11096 389,6 346,8 11597 389,8 346,2 120

99 389,5 345,5 123

23

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Bộ môn Thủy Công²⁵

II. Tài liệu cơ bản:6. Các tài liệu khác:

Bộ môn Thủy Công

Nội dung môn học

PHẦN I. TÀI LIỆU THIẾT KẾ

PHẦN II. YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

PHẦN III. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

25

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Bộ mụn Thủy Cụng²⁷

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần II – Yờu cầu thiết kế

282. Yờu cầu:

- Hiểu được cách bố trí đầu mối thuỷ lợi và lý do chọn phươngán đập bê tông;

- Nắm được các bước thiết kế đập bê tông trọng lực tràn nớc và không tràn nớc (trong giai đoạn thiết kế sơ bộ).

3. nhiệm vụ:

- Bố trí phần đập tràn, khơng tràn trên tuyến đã chọn;- Xác định mặt cắt cơ bản đập;

- Xác định mặt cắt thực dụng cho phần đập khơng tràn, đập tràn(bao gồm cả tính tốn tiêu năng);

- Kiểm tra ổn định mặt cắt đập không tràn;

27

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Bộ mụn Thủy Cụng²⁹

3. Nhiệm vụ:

- Phân tích ứng suất mặt cắt đập không tràn;

- Chọn cấu tạo các bộ phận: Thoát nớc ở thân và nền đập, chốngthấm ở nền, xử lý nền, bố trí hệ thống hành lang trong đập.- Đồ án gồm một bản thuyết minh và 1 đến 2 bản vẽ khổ A1, trên đó thẻ hiện:

+ Bình đồ bố trí đập và các cơng trình lân cận;+ Chính diện thượng lưu;

+ Chính diện hạ lưu;

+ 1 mặt cắt qua phần đập không tràn;+ 1 mặt cắt qua phần đập tràn;

+ Các chi tiết: cấu tạo khớp nối, hành lang, đỉnh đập.Bản vẽ phải theo đúng các quy định về bản vẽ kỹ thuật.

Bộ mụn Thủy Cụng

Nội dung mụn học

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Bộ mụn Thủy Cụng³¹

1. Tổng Quan

I. Vị trí và nhiệm vụ cơng trình.

Dựa vào tài liệu đã cho, thuyết minh tóm tắt về vị trí và nhiệmvụ cơng trình.

II. Chọn tuyến đập và bố trí cơng trình đầu mối.

1. Tuyến đập: Dựa vào bình đồ khu đầu mối và mặt cắt địa chất, nêu những căn cứ để chọn tuyến.

2. Chọn loại đập: Dựa vào tài liệu địa chất và vật liệu xây dựng, phân tích để chọn loại đập thích hợp (ở đây là đập bê tơngtrọnglực).

3. Bố trí tổng thể cơng trình đầu mối: Trên tuyến đã chọn, cầnphân tích điều kiện cụ thể để chọn vị trí đập tràn, vị trí nhà máythuỷ điện và cơng trình nâng tàu.

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

321. Tổng Quan

III. Cấp cơng trình và các chỉ tiêu thiết kế.1. Cấp cơng trình: Xác định theo 2 điều kiện:

- Theo chiều cao đập và loại nền (ở đây là đập bê tông trên nềnđá).

- Theo nhiệm vụ (tới, phát điện, phịng lũ).

Cấp cơng trình chọn theo trị số nào quan trọng nhất từ các điềukiện trên.

2. Các chỉ tiêu thiết kế: Từ cấp cơng trình và loại đập, xác địnhđược (Lấy theo TCVN 9137-2012):

- Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất tính tốn;- Tần suất gió lớn nhất và bình qn lớn nhất tính tốn;- Các hệ số vợt tải, hệ số điều kiện làm việc, hệ số tin cậy;- Các độ vợt cao của đỉnh đập.

31

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Bộ mơn Thủy Cơng³³

Loại cơng trình và

năng lực phục vụ ^{Loại nền}

Cấp cơng trình

Đặc biệt I II III IV1. Diện tích được tưới hoặc diện tích

tự nhiên khu tiêu, 10<small>3</small>ha - > 50 >10  50 >2  10  22. Hồ chứa nước có dung tích ứng

với MNDBT, 10<small>6</small>m<small>3</small>

>1 000

>200 1

000 >20  200  3  20 < 33. Cơng trình cấp nguồn nước chưa

xử lý cho các ngành sử dụng nước

khác có lưu lượng, m<small>3</small>/s _{> 20} >10  20 >2  10  2 4. Đập vật liệu đất, đất - đá có chiều

-cao lớn nhất, m

A > 100 >70  100 >25  70 >10  25  10B - > 35  75 >15  35 >8  15  8C - - >15  25 >5  15  55. Đập bê tông, bê tông cốt thép các

loại và các cơng trình thủy lợi chịu ápkhác có chiều cao, m

A > 100 >60  100 >25  60 >10  25  10B - >25  50 >10  25 >5  10  5C - - >10  20 >5  10  56. Tường chắn có chiều cao, m

A - >25  40 >15  25 >8  15  8B - - >12  20 >5  12  5C - - >10  15 >4  10  4

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

34

CHÚ THÍCH:

1) Đất nền chia thành 3 nhóm điển hình:- Nhóm A: nền là đá ;

- Nhóm B: nền là đất cát, đất hịn thơ, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng;- Nhóm C: nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo;

2) Chiều cao cơng trình được tính như sau:

- Với đập vật liệu đất, đất – đá: chiều cao tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (khơng kểphần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập;

- Với đập bê tơng các loại và các cơng trình xây đúc chịu áp khác: chiều cao tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh cơng trình.

Độ vượt cao của đỉnh đập không xả nước trên mực nước thượng lưu cần xác định theo yêu cầu của tiêuchuẩn TCVN 8216:2009.

Trị số dự trữ về chiều cao đập (có kể cả tường chắn sóng) lấy như sau:- Đối với đập cấp I: a = 0,8 m;

- Đối với đập cấp II: a = 0,6 m;- Đối với đập cấp III: a = 0,4 m.

33

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Bộ mụn Thủy Cụng³⁵

Cỏc loại tớnh toỏn đập và cỏc yếu tố gõy nờn sự cần thiết phải sử dụng hệ số

điều kiện làm việc ^{Hệ số điều kiện}làm việc m1. Tớnh toỏn ổn định của đập bờ tụng và bờ tụng cốt thộp trờn nền nửa đỏ và khụng

phải là đỏ

1,02. Tớnh toỏn ổn định của đập trọng lực và đập bản chống trờn nền đỏ

a) Đối với cỏc mặt trượt đi qua cỏc vết nứt ở khối nền 1,0b) Đối với cỏc mặt trượt đi qua mặt tiếp giỏp giữa bờ tụng và đỏ, mặt trượt trong khối

nền cú một phần đi qua khe nứt, một phần đi qua đỏ liền khối

0,953. Tớnh toỏn ổn định của đập vũm 0,754. Tớnh toỏn độ bền chung và độ bền cục bộ của đập bờ tụng, bờ tụng cốt thộp và cỏc

bộ phận của chỳng khi độ bền của bờ tụng cú tớnh quyết định trong cỏc loại kết cấudưới đõy:

a) Trong kết cấu bờ tụng

- Đối với tổ hợp tải trọng và tỏc động cơ bản 0,9- Đối với tổ hợp tải trọng và tỏc động đặc biệt khụng xột động đất 1,0

b) Trong kết cấu bờ tụng cốt thộp dạng tấm và dạng sườn, khi chiều dày của tấm(sườn) lớn hơn hoặc bằng 60 cm

1,15c) Trong kết cấu bờ tụng cốt thộp dạng tầm và dạng cú sườn khi chiều dày của tấm

(sườn) nhỏ hơn 60 cm

1,05. Như điểm 4, nhưng độ bền của cốt thộp khộng dự ứng lực là cú tớnh quyết định

a) Cỏc bộ phận bờ tụng cốt thộp mà trong mặt cắt ngang cú số thanh thộp chịu lực:

b) Cỏc kết cấu hỗn hợp thộp – bờ tụng cốt thộp (hở và chụn) ngầm dưới đất 0,8

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

362. Tớnh toỏn mặt cắt đập

1. Dạng mặt cắt cơ bản. Do đặc điểm chịu lực mặt cắt cơ bản của đập bê tơng trọng lực có dạng tam giác (hình 4-1).

- Đỉnh mặt cắt ở ngang MNDGC, ở đây MNDGC = MNDBT + H

_r

, trong đó H

_t

là cột nớc siêu cao, lấy theo tàiliệu đã cho ứng với tần suất lũ thiết kế P%.

- Chiều cao mặt cắt:

H

₁

= MNDGC -

đáy

Trong đó 

_đáy

xác định trên mặt cắt địa chất dọc tuyếnđập đã cho, lấy tại vị trí sâu nhất sau khi đã bóc bỏ lớp phủ.

- Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu củamái thợng lu là nB, hình chiếu của mái hạ lu là (1-n)B. Trịsố n có thể chọn trớc theo kinh nghiệm (n = 0 - 0,1). Trịsố của B xác định theo các điều kiện ổn định và ứng suất.35

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Bộ mụn Thủy Cụng³⁷

2. Tớnh toỏn mặt cắt đập

2. Xác định chiều rộng đáy đậpa. Theo điều kiện ổn định:

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

2. Tớnh toỏn mặt cắt đập

2. Xác định chiều rộng đáy đậpa. Theo điều kiện ổn định:37

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Bộ mụn Thủy Cụng³⁹

Tớnh toỏn mặt cắt đập

2. Xác định chiều rộng đáy đậpb. Theo điều kiện ứng suất

Bộ mụn Thủy Cụng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

2. Tớnh toỏn mặt cắt đập39

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Bộ mơn Thủy Cơng⁴¹

2. Tính tốn mặt cắt đập

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

2. Tính tốn mặt cắt đập41

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Bộ mơn Thủy Cơng⁴³

2. Tính tốn mặt cắt đập

Bộ mơn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

3. Tính tốn màng chống thấm43

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Bộ mơn Thủy Cơng⁴⁵

3. Tính tốn màng chống thấm

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

3. Tính tốn màng chống thấm45

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Bộ mơn Thủy Cơng⁴⁷

4. Tính tốn thủy lực đập tràn

Bộ mơn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

4. Tính tốn thủy lực đập tràn47

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Bộ mơn Thủy Cơng⁴⁹

4. Tính tốn thủy lực đập tràn

Bộ mơn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

4. Tính tốn thủy lực đập tràn49

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Bộ môn Thủy Công⁵¹

4. Tính tốn thủy lực đập tràn

Bộ mơn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

4. Tính tốn thủy lực đập tràn51

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Bộ môn Thủy Công⁵³

Bộ môn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

5. Tính tốn ổn định của đập53

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Bộ môn Thủy Công⁵⁵

5. Tính tốn ổn định của đập

Bộ mơn Thủy Cơng

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

5. Tính tốn ổn định của đập55

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Bộ mơn Thủy Cơng⁵⁷

5. Phân tích ứng suất thân đập

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

5. Phân tích ứng suất thân đập57

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Bộ mơn Thủy Cơng⁵⁹

5. Phân tích ứng suất thân đập

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

5. Phân tích ứng suất thân đập59

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Bộ mơn Thủy Cơng⁶¹

5. Phân tích ứng suất thân đập

Bộ môn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

5. Phân tích ứng suất thân đập61

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Bộ mơn Thủy Cơng⁶³

5. Phân tích ứng suất thân đập

Bộ mơn Thủy Công

Phần III – Hướng dẫn thiết kế

7. Các cấu tạo chi tiết

8. Kết luận63

</div>