Luận văn Thiết kế đập bê tông trọng lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (221.35 KB, 28 trang )
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
PHẦN I
VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH,TÀI LIỆU THIẾT KẾ, CHỌN TUYẾN
ĐẬP VÀ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI , XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH
I. Vò trí và nhiệm vụ của công trình:
Theo quy hoạch trò thủy và khai thác sông C, tại vò trí X phải xây một cụm công trình đầu
mối thủy lợi với nhiệm vụ phát điện là chính, kết hợp phòng lũ cho hạ du, điều tiết nước
tưới phục vụ tưới , cấp nước sinh hoạt và giao thông trong mùa kiệt.
Nhiệm vụ:
1. Nhiệm vụ chính là phát điện. Trạm thủy điện co công suất N =120.000 Kw.
2. Phong lũ cho hạ du với phạm vi ảnh hưởng mà công trình có thể phát huy là
250.000 ha.
3. Tăng mực nước và lưu lượng sông trong mùa kiệt để có thể tưới cho150.000ha
ruộng đất và phục vụ giao thông thủy, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho
1.000.000 người.
II. Tài liệu thiết kế:
1. Bình đồ vùng tuyến đập tỉ lệ: 1/200
2. Đòa chất khu vực : Mặt cắt đòa chất đặc trưng vùng tuyến
đập: nền sa thạch phân lớp, trên mặt có phủ một lớp đất thòt
dày từ 3 đến 5m. Đá gốc có độ nứt nẻ trung bình.
3. Các chỉ tiêu cơ lý của đá nền :
+ Hệ số ma sát : f= 0,65
+ Các đặt trưng chống cắt : f
0
= 0,63; c = 2 kg/cm
2
+ Cường độ chòu nén giới hạn : R = 1600 kg/cm
2
4. Tài liệu ép nước thí nghiệm tại tuyến đập :
Độ sâu (m) 10 15 20
Độ mất
nước(l/ph)
0,05 0,03 0,01
5. Vật liệu xây dựng: Tại khu vực này đất thòt hiếm, các và đá
có trữ lượng lớn, khai thác ngay ở hạ lưu đập, chất lượng
đảm bảo tiêu chuẩn dùng làm vật liệu bêtông, gỗ, tre có trữ
lượng lớn tập trung ở thượng lưu.
6. Tài liệu thủy văn:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
1
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
+ Cao trình bùn cát lắng đọng (sau thời hạn phục vụ của
công trònh) :40m.
+ Chỉ tiêu cơ lý của bùn cát: n =0,45: γ
k
= 1,15 T/m
3
; ϕ
bh
=
11
o
+ Lưu lượng tháo lũ : Q
tháo
= 1230m
3
/s
+ Cột nước siêu cao trên mực nước dâng bình thường: H
t
=
5,1m
7. Tài liệu thủy năng:
+ Trạm thủy điện có 4 tổ máy.
+Mực nước dâng bình thường : MNDBT = 89,8m
+Mực nước chết:MNC = 45,9m
+ Lưu lượng qua một tổ máy: Q
TM
= 125m
3
/s
8. Tốc độ gió ứng với tần suất P% :
Tần suất P% 2 20
V (m/s) 36 22
9. Chiều dài truyền sóng: D = 6km (ứng với MNDBT)
D =6,5km (ứng với MNDGC)
10. Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 8
11. Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua.
III. Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối:
1. Chọn tuyến đập: Để cho đập làm việc ổn đònh, ta chọn
tuyến đập có 2 vai đập cắm vào sườn núi, và tuyến phải đi
qua vùng có mặt cắt tốt để tránh lún , lật. Chọn tuyến đập
phải ngắn nhất để khối lượng đào, xây là ngắn nhất. Chọn
tuyến phải thuận lợi và có khả năng thi công dể dàng, tiện
lợi bố trí tràn, nhà máy thủy điện.
2. Bố trí công trình đầu mối:
- Bố trí tràn: để tránh hiện tượng gây xói lở ở 2 bên long sông ta bố trí
tràn ở giữa tuyến.
- Nhà máy thủy điện: nhà máy được bố trí ở bờ trái do đòa hình tương
đối bằng phẳng.
IV. Xác đònh cấp công trình :
- Theo chiều cao và loại nền : chiều cao sơ bộ :H = ∇ MNDBT + d -∇ = 89,8 +3 –
31 = 61,8m. Nền tuyến đập là nền sa thạch phân lớp , trên mặt có phủ một lớp đất thòt
dày từ 3 đến 5m , đá gốc có độ phong hóa nứt nẽ trung bình. Suy ra chọn công trình cấp
II.
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
2
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
- Theo nhiệm vụ chính là phát điện, trạm thủy điện có công suất N = 120000kw. Suy
ra chọn công trình cấp II.
Vậy chọn cấp công trình là cấp II. Ứng với công trình cấp II ta có:
-Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính toán ổn đònh : P% = 0,5
-Tần suất gió thiết kế P = 2%
-Độ cao an toàn a : MNDBT a =0,7m; MNDGC a
,
= 0,5m.
-Hệ số điều kiện làm việc : Khi mặt trượt qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá hoặc
một phần qua đá nguyên khối : m = 0,95
-Hệ số tin cậy : K
n
= 1,2
PHẦN II
THIẾT KẾ MẶT CẮT CỦA ĐẬP TRÀN, ĐẬP KHÔNG TRÀN
TÍNH TOÁN ĐẬP TRÀN ĐẬP KHÔNG TRÀN
A.TÍNH TOÁN MẶT CẮT CƠ BẢN VÀ MẶT CẮT THỰC DỤNG CỦA ĐẬP
I. MẶT CẮT CƠ BẢN:
1. Dạng mặt cắt cơ bản:
Do đặc điểm chòu lực mặt cắt cơ bản của đập bêtông trọng lực có dạng tam giác
- Đỉnh mặt cắt ở ngang mực nước dâng gia cường (MNDGC)
MNDGC = MNDBT + H
t
H
t
: cột nước siêu cao (H
t
= 5,1m)
MNDBT = 89,8 m
⇒ MNDGC = 89,9 + 5,1 = 94,9m
- Chiều cao mặt cắt:
H = MNDGC - ∇đáy
∇đáy: được xác đònh trên mặt cắt đòa chất dọc tuyến , lấy tai vò trí sâu nhất
sau khi bỏ lớp phủ : ∇đáy = 31m
⇒ H = 94,9 – 31 = 63,9m
- Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu của mái thượng lưu là
nB, hình chiếu của mái hạ lưu là (1-n)B. Trò số của B được xác đònh theo
điều kiện ổn đònh và ứng suất .
2. Xác đònh chiều rộng đáy đập:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
3
MNDGC
H
Đáy
nB (1-n)B
L
2
L
1
δ
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
a. Theo điều kiện ổn đònh
( )
m
nf
H
KB
n
c
7,67
57,04,2.65,0
9,63
.26,1
.
.
1
1
1
=
−
=
−+
=
α
γ
γ
Trong đó:
H
1
:Chiều cao mặt cắt
f :Hệ số ma sát (f = 0,65)
γ
1
:dung trọng của đập (
γ
1
= 2,4)
γ
n
:dung trọng của nước (
γ
1
= 1)
n :hệ số mái dốc tượng lưu (n=0)
1
α
:hệ số cột nước còn lại sau màn chống thấm, vì đập cao công trình quan
trọng nên cần thiết phải xử lí chống thấm cho nền bằng cách phụt vữa tạo
màn chống thấm, sơ bộ chọn
1
α
= 0,57;
1
α
sẽ được chính xác hoá bởi việc
tính toán xử lí nền sau này.
K
c
:hệ số an toàn ổn đinh cho phép
R
k
m
Nn
n
ttc
≤
(1)
n
c
:hệ số tổ hợp tải trọng (n
c
=1)
m :hệ số điều kiện làm việc ( m = 0,95)
k
n
:hệ số tin cậy (k
n
= 1,20)
N
tt
và R lần lược là giá trò tính toán của lực tổng quát gây trượt và cản lực
chống giới hạn
công thức (1) có thể viết dưới dạng :
26,1
95,0
20,1.1
.
.
===⇒
≥
m
Kn
K
m
Kn
N
R
nc
c
nc
tt
⇒
B = 67,7m
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
4
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
b. theo diều kiện ứng suất:
1
1
1
)2.()1.(
α
γ
γ
−−+−
=
nnn
H
B
n
(n = 0)
m
H
B
n
2,47
57,04,2
9,63
1
1
1
=
−
=
−
=⇒
α
γ
γ
Vậy chọn bề rộng đập là: B = 67,7m.
II. MẶT CẮT THỰC DỤNG:
1. Mặt cắt thực dụng đập không tràn:
Từ mặt cắt cơ bản tiến hành bổ sung một số chi tiết ta được mặt cắt thực dụng
a. xác đònh cao trình đỉnh đập:
Cao trình đỉnh đập được xác đònh theo 2 điều
• Điều kiện 1: ∇đ1 = MNDBT + ∆h + η
s
+ a
= 89,8 + 0,027 + 4,34 + 0,7
= 94,867m
Trong đó: ∆h :độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất
η
s :
độ dềnh cao nhất của sóng
a : độ vượt cao an toàn
Tính toán các đại lượng:
+
m
Hg
DV
h
s
027,01.
8,58.81,9
6000.36
.10.2cos.
.
.
.10.2
2
6
2
6
===∆
−−
α
V : vận tốc gó tính toán lớn nhất (V= 36m/s)
D : đà sóng ứng với mực nước dâng bình thường (D = 6km = 6000m)
g :gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s
2
)
H :chiều sâu cột nước trước đập (H = H
MNDBT
= 89,8 –31 = 58,8m)
α
s
: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió (α
s
=0)
+ η
s
= Kη
s
.h = 1,23. 3,526 = 4,34m
h : chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm tính toán i% (công trình có biên dạng thẳng
đứng nên i=1%)
==
−
hKh .
%1
2,05 . 1,72 = 3,526m
K
1%
: tra đồ thò hình P2-2 (hướng dẫn đồ án thuỷ công) tra theo đại lượng
g.D/V
2
= 9,81.6000/36
2
= 45,41
Tra đồ thò suy ra : K
1%
= 2,05
Xác đònh
−
h
:
Tính các giá trò không thứ nguyên:
g.t/V = 9,81.3600/36 = 981 (t = 6h)
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
5
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
g.D/V
2
= 45,41
tra đồ thò P2-2: với g.t/V = 981 suy ra g.
−
h
/V
2
=0,046
g.
−
τ
/V = 2,8
với g.D/V
2
= 45,41 suy ra g.
−
h
/V
2
= 0,013
g.
−
τ
/V = 1,25
Chọn : g.
−
h
/V
2
= 0,013
g.
−
τ
/V = 1,25
chiều cao sóng trung bình
−
h
=V
2
.0,013/g =36
2
.0,013/9,81 = 1,72m
Chu kỳ sóng trung bình
−
τ
= V.1,25/g = 36.1,25/9,81 = 4,59
Bước sóng trung bình
−
λ
= g.
−
τ
2
/2π =9,81.4,59
2
/2.3,14 =32,91
Kη
s
tra đồ thò hình P2-3a dựa vào các đại lượng:
−
λ
/H = 32,91/ 58,8 = 0,6
h/
−
λ
= 3,526/32,91 = 0,107
Tra đồ thò suy ra: Kη
s
= 1,23
+ a: độ vượt cao an toàn a = 0,7 (tra theo cấp công trình và trường hợp tính toán)
• Điều kiện 2: ∇đ1 = MNDGC + ∆h
’
+ η
s
’
+ a
’
= 94,9 + 0,01 + 3,66 + 0,5
= 99,1m
+
m
Hg
DV
h
s
01,01.
9,63.81,9
6500.22
.10.2cos.
.
.
.10.2
2
6
'
2
'
6'
===∆
−−
α
(H = MNDGC - ∇đáy = 94,9 – 31 = 63,9m)
+ η
s
’
= Kη
s
.h = 1,2. 3,05 = 3,66m
h : chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm tính toán i% (công trình có biên dạng
thẳng đứng nên i=1%)
==
−
hKh .
%1
2,06 . 1,48 = 3,05m
K
1%
: tra đồ thò hình P2-2 (hướng dẫn đồ án thuỷ công) tra theo đại lượng
g.D
’
/V
’2
= 9,81.6500/22
2
= 131,74
Tra đồ thò suy ra : K
1%
= 2,06
Xác đònh
−
h
:
Tính các giá trò không thứ nguyên:
g.t/V
’
= 9,81.3600/22 = 1605,3 (t = 6h)
g.D/V
’2
= 131,74
tra đồ thò P2-2: với g.t/V
’
= 1605,3 suy ra g.
−
h
/V
2
=0,066
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
6
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
g.
−
τ
/V = 3,53
với g.D
’
/V
’2
= 131,74 suy ra g.
−
h
/V
’2
=0,03
g.
−
τ
/V
’
= 2,2
Chọn : ra g.
−
h
/V
’2
=0,03
g.
−
τ
/V
’
= 2,2
chiều cao sóng trung bình
−
h
=V
’2
.0,03/g =22
2
.0,03/9,81 = 1,48m
Chu kỳ sóng trung bình
−
τ
= V
’
.2,2/g = 22.2,2/9,81 = 4,93
Bước sóng trung bình
−
λ
= g.
−
τ
2
/2π =9,81.4,93
2
/2.3,14 =37,96
Kη
s
tra đồ thò hình P2-3a dựa vào các đại lượng:
−
λ
/H = 37,96/ 63,9 = 0,59
h/
−
λ
= 3,05/37,96 = 0,08
Tra đồ thò suy ra: Kη
s
= 1,2
+ a
’
: độ vượt cao an toàn a
’
= 0,5 (tra theo cấp công trình và trường hợp tính toán)
Vậy chọn cao trình đỉnh đập: ∇đ = 99,1m
b. Xác đònh bề rộng đỉnh đập:
Đập không có giao thông chính đi qua nên chọn theo điều kiện cấu tạo: b = 5m
2. Mặt cắt thực dụng đập tràn:
Chọn mặt cắt tràn dạng Ôphixêrốp không chân không, loại này có hệ số lưu lượng tương
đố lớn và chế độ làm việc ổn đònh.
Tính và vẽ cho mặt cắt lớn nhất ở giữa lòng sông.
* Xây dựng mặt cắt đập:
- Chọn cao trình ngưỡng tràn ngang với MNDBT ( tràn tự do)
- Chọn hệ trục OXY có: trục OX ngang cao trình ngưỡng tràn hướng về hạ
lưu, trục OY hướng xuống dưới gốc O ở mép thượng lưu đập ngang cao trình
ngưỡng tràn
- Vẽ đường cong theo toạ độ Ôphixêrốp trong hệ trục đã chọn. Toạ độ mặt
cắt tính toán theo bảng sau:với H
TK
= H
tr
= H = 5,1m
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
7
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
TT X Y X = X.H Y = Y.H
1 0 0,126 0 0,6426
2 0,1 0,036 0,51 0,1836
3 0,2 0,007 1,02 0,0357
4 0,3 0 1,53 0
5 0,4 0,007 2,04 0,0357
6 0,6 0,06 3,06 0,306
7 0,8 0,147 4,08 0,7497
8 1 0,256 5,1 1,3056
9 1,2 0,393 6,12 2,0043
10 1,4 0,565 7,14 2,8815
11 1,7 0,873 8,67 4,4523
12 2 1,235 10,2 6,2985
13 2,5 1,96 12,75 9,996
14 3 2,824 15,3 14,4024
15 3,5 3,318 17,85 16,9218
16 4 4,93 20,4 25,143
- Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cong có bán kính R:
R = 0,4.(P + H
t
)
= 0,4.(58,8 + 5,1)
= 25,56m
trong đó : P = H – H
t
= 63,9 – 5,1 = 58,8m
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
8
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
3. Bố trí hành lang, trụ Pin và cầu giao thông:
* Bố trí hành lang:
Các hành lang trong thân đập có tác dụng tập trung nước trong thân đập và nền, kết hợp
để kiểm tra, sửa chữa, hành lang ở gần nền để sử dụng phụt vữa chống thấm.
- Chọn kích thước hành lang theo yêu cầu sử dụng kiểm tra, sửa chửa: 1,5x2,0m
- Chọn kích thước hành lang phụt vữa theo yêu cầu thi công: 3,5x4,0m
Theo chiều cao đập H = 63,9m : Bố trí hành lang tầng nọ cách tần kia 20m
Hành lang phụt vữa cách ∇đáy 3m
Khoảng cách từ mặt thượng lưu đến mép trước của hành lang chọn theo điều kiện:
L
1
= H/J = 60,9/20 =3m
Trong đó: H là cột nước tính đến đáy hành lang H = 63,9 – 3 = 60,9m
J là gradien thấm cho phép của bê tông J = 20
* Trụ Pin và cầu giao thông:
Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua, nhưng để đi lại kiểm tra và khai thác công
trình, vẫn phải làm cầu giao thông qua đập tràn và làm các trụ Pin đỡ cầu.
- Chọn cao trình đỉnh cầu giao thông ngang với đỉnh đập, bề rộng mặt cầu chọn bằng
mặt đập b = 5m
- Chọn mố trụ Pin có dạng nửa hình tròn, mố bên là cung tròn:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
9
ξ
mt
= 0,45 ξ
mb
= 0,7
d = 2m
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
B. TÍNH TOÁN MÀN CHỐNG THẤM
Xác đònh các thông số cần thiết của màn chống thấm: chiều dày, chiều sâu, vò trí.
Để đảm bảo được yêu cầu chống thống đề ra (hạn chế lượng mất nước, giảm nhỏ áp lực
thấm lên đáy đập).
I.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ MÀN CHỐNG THẤM:
1. Chiều sâu phụt vữa S
1
:
Phụ thuộc vào mức độ nức nẻ của nền và chiều cao đập. Chiều sâu xử lý chống
thấm xác đònh như sau:
Ta có cột nước lớn nhất trước của đập H = 63,9m suy ra
⇒≤≤ mH 7525
Xử lý nền đến
độ sâu có lượng mất nước 0,03l/ph ở độ sâu 15m
Suy ra chiều sâu phụt vữa là S
1
= 15m
2. Chiều dày màn chống thấm:
Xác đònh theo điều kiện chống thấm cho bản thân màn:
[ ]
m
J
H
85,1
15
9,63.43,0.
==≥
α
δ
Trong đó:
H.
α
: cột nước tổn that qua màn, α = 1 - α
1
= 1 – 0,57= 0,43
{J} : là gradien thấm cho phép của vật liệu làm màn. Xác đònh theo
lượng mất nước khống chế 0,03l/ph suy ra {J} = 15
3. Vò trí màn chống thấm:
Màn chống thấm bố trí càng gần mặt thượng lưa đập càng tốt. nhưng để chống thấm cho
thành phía trước của hành lang phụt vữa cần khống chế:
L
1
= H
1
/J
b
= 60,9/20 = 3m
II. KIỂM TRA TRỊ SỐ CỦA α
1
Áp dụng phương pháp của Pavơlôpxki:
1
2
1
P
P
=
α
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
10
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Trong đó:
HP
n
.
1
γ
=
−
+= b
S
x
a
H
P
n
2
1
2
1.
1
arccos.
.
π
γ
Từ đó:
−
+= b
S
x
a
2
1
1
1
1
.arccos.
1
π
α
925,0
2
85,1
2
===
δ
x
; L
1
= 3m; L
2
= B – (L
1
+δ) = 67,7- (3+1,85) = 62,85m
664,2
15
85,62
1
15
3
1
2
1
11
2
1
22
2
1
2
2
1
1
=
++
+=
++
+=
S
L
S
L
a
644,1
15
3
1
15
85,62
1
2
1
11
2
1
22
2
1
1
2
1
2
=
+−
+=
+−
+=
S
L
S
L
b
575,0
33644,1
15
925,0
1
664,2
1
.arccos.
14,3
1
1
1
.arccos.
1
1
2
2
1
1
=⇒
=
−
+=
−
+=⇒
α
π
α
o
b
S
x
a
C. TÍNH TOÁN THUỶ LỰC ĐẬP TRÀN
I. XÁC ĐỊNH KHẨU DIỆN ĐẬP TRÀN:
- Cao trình ngưỡng tràn bằng với cao trình MNDBT
- Cột nước lớn nhất trên tràn (ứng với tần suất thiết kế P = 0,5) là H
t
= 5,1m
- Lưu lượng cần tháo: Q
tháo
= 1230m
3
/s
* Xác đònh bề rộng tràn để tháo được lưu lượng cấn thiết:
Từ công thức chung của đập tràn:
2
3
.2
ont
HgbmQ
∑
=
σε
Suy ra:
2
3
.2
on
t
Hgm
Q
b
σε
=
∑
Trong đó:
+ Q
t
: lưu lượng tháo qua tràn
Trường hợp sử dụng các tổ máy thuỷ điện để tháo lũ
Q
t
= Q - α
t
.Q
o
= 1230 – 0,8.500 = 830m
3
/s
trong đó: - Q: là lưu lượng tháo lũ lớn nhất (Q = Q
tháo
=1230)
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
11
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
- Q
o
: khả năng tháo lớn nhất của nhà máy thuỷ
điện, lấy trong trường hợp cả 4 tổ máy điều làm
việc (Q
o
= 4 .125 = 500m
3
/s
- α
t
: hệ số lợi dụng (lấy bằng 0,8)
+ m : hệ số lượng của đập tràn
42,049,0.95,0.903,0 ===
tchđH
mm
σσ
trong đó: - σ
H
: hệ số sửa chửa do cột nước thay đổi (σ
H
=
0,093 tra trong sổ tay thuỷ lực)
- σ
hđ
: hệ số sửa chữa do thay đổi hình dáng so với
mặt cắt tiêu chuẩn (σ
hđ
= 0,95)
- m
tc
: hệ số lưu lượng của đập tràn tiêu chuẩn với
đập Cơrigơ-Ôphixêrốp loại 1 (m
tc
= 0,49)
+ ε: hệ số co hẹp bên phụ thuộc vào số khoang và dạng mố
b
H
n
mtn
mb
.
).1(
.2,01
ξξ
ε
−+
−=
trong đó: - ξ
mb
: hệ số co hẹp của mố bên (ξ
mb
= 0,7)
- ξ
mt
: hệ số co hẹp của mố trụ (ξ
mt
= 0,45)
- n: số khoang
- b: bề rộng 1 khoang
+ H
o
: cột nước toàn phần
g
v
HH
o
to
2
.
2
α
+=
(H
o
= 0)
+ σ
n
: hệ số ngập, trường hợp tràn chảy tự do σ
n
= 1
** Chọn sơ bộ ε = 0,95
suy ra :
m
Hgm
Q
b
on
t
8,40
1,5.81,9.2.42,0.1.95,0
830
.2
2
3
2
3
===
∑
σε
** Chọn số khoang n = 4
suy ra bề rộng 1 khoang: b = 40,8/4 =10,2m
Vậy có 4 khoang tràn mỗi khoang rộng 10,2m.
** Tính lại ε:
95,094875,0
2,10
1,5
.
4
45,0).14(7,0
.2,01.
).1(
.2,01 ≈=
−+
−=
−+
−=
b
H
n
mtn
mb
ξξ
ε
Vậy chọn tràn có 4 khoang mỗi khoang rộng 10,2m
II. TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG:
Ta tính toán dưới hai hình thức: tiêu năng sau đập tràn bằng tiêu năng đáy hoặc
tiêu năng phóng xa.
1. Tính toán cho hình thức tiêu năng đáy:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
12
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Đặc điểm tiêu năng dòng chảy đáy là lợi dụng sức cản nội bộ của nước nhảy. Điều
kiện cơ bản của tiêu năng đáy là chiều sâu nước hạ lưu phải lứon chiều sâu liên hợp.
Mực nước hạ lưu đập tràn ứng với Q
0,5%
là:
h
h
= Z
h
- ∇
đáy
= 36,63 – 31 = 5,63m
Năng lượng đơn vò của dòng chảy trước đập tràn:
E
o
= H
o
+ P = 5,1 + 58,8 = 63,9m
Lưu lượng đơn vò: q = Q/b = 830/40,8 = 20,35m
3
/s
Tính:
0419,0
9,63.95,0
35,20
.
)(
2
3
2
3
===
o
c
E
q
F
ϕ
τ
(ϕ : hệ số lưu tốc bằng 0,95)
Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(τ
c
) - τ
c
, τ
c
’
(Thuỷ lực tập II)
τ
c
= 0,0095 ⇒ h
c
= E
o
. τ
c
= 63,9. 0,0095 = 0,607m
τ
c
’
= 0,17955 ⇒ h
c
’’
= E
o
. τ
c
’
= 63,9.0,17955 = 11,473m
Vì h
c
’’
>h
h
nên có nước nhảy xa ⇒ Ta cần đưa về nước nhảy ngập để tiêu hao năng lượng
thừa.
a. Phương án đào bể:
Sơ bộ chọn chiều sâu bể là:
mhhd
hc
42,663,5473,11.05,1.
''
=−=−=
σ
Chọn d
1
= 6,4 m
E
o1
= E
o
+ d
1
= 63,9 + 6,4 = 70,3m
0363,0
3,70.95,0
35,20
.
)(
2
3
2
3
===
o
c
E
q
F
ϕ
τ
Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(τ
c
) - τ
c
, τ
c
’
(Thuỷ lực tập II)
τ
c
= 0,008227 ⇒ h
c
= E
o1
. τ
c
= 70,3. 0,008227 = 0,578m
τ
c
’
= 0,167505 ⇒ h
c
’’
= E
o1
. τ
c
’
= 70,3.0,167505 = 11,775m
Chiều sâu trong bể tiêu năng khi đã đào bể:
h
b
= σ.h
c
’’
= 1,05.11,775 = 12,364m
Độ chênh mực nước giữa bể và hạ lưu
∆Ζ
:
m
hg
q
hg
q
g
v
ch
b
o
586,0
775,11.81,9.2
35,20
63,5.95,0.81,9.2
35,20
2 2
2
.
2
2
22
2
2''
2
2
2
2
2
=−=−=−∆Ζ=∆Ζ
ϕ
α
Như vậy chiều sâu bể: d
2
= σ.h
c
’’
– (h
h
+
∆Ζ
) = 1,05.11,775 – (5,63 + 0,586) = 6,15m
⇒ d
2
≠ d
1
Giả thiết: d = 0,5(d
1
+ d
2
) = 0,5.(6,4 + 6,15) = 6,275m
E
o2
= E
o1
+ d = 70,3 + 6,275 = 76,575m
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
13
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
0319,0
575,76.95,0
35,20
.
)(
2
3
2
3
===
o
c
E
q
F
ϕ
τ
Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(τ
c
) - τ
c
, τ
c
’
(Thuỷ lực tập II)
τ
c
= 0,007227 ⇒ h
c
= E
o2
. τ
c
= 76,575.0,007227 = 0,553m
τ
c
’
= 0,157264 ⇒ h
c
’’
= E
o2
. τ
c
’
= 76,575.0,157264 = 12,042m
Chiều sâu trong bể tiêu năng khi đã đào bể:
h
b
= σ.h
c
’’
= 1,05.12,042 = 12,644m
Độ chênh mực nước giữa bể và hạ lưu
∆Ζ
:
m
hg
q
hg
q
g
v
ch
b
o
592,0
042,12.81,9.2
35,20
63,5.95,0.81,9.2
35,20
2 2
2
.
2
2
22
2
2''
2
2
2
2
2
=−=−=−∆Ζ=∆Ζ
ϕ
α
Như vậy chiều sâu bể: d
’
= σ.h
c
’’
– (h
h
+
∆Ζ
) = 1,05.12,042 – (5,63 + 0,592) = 6,422m
⇒ d
’
≈ d
* Vậy chọn chiều sâu bể: d = 6,5m
* Chiều dài bể tiêu năng:
Vì bể nằm sau đập tràn có mặt cắt tràn hình cong, chiều dài bể được xác đònh từ mặt cắt
co hẹp c-c
Ta có: L
b
= β.l
n
= 0,75.54,189 = 40,65m
trong đó: β =0,75
l
n
: chiều dài nước nhảy (l
n
= 4,5.h
c
’’
= 4,5.12,042 = 54,189m)
Vậy phương án đào bể tiêu năng có các thông số:
Chiều sâu bể: d = 6,5m
Chiều dài bể : L
b
= 40,7m
b. Phương án tường và bể kết hợp:
Trước hết xác đònh C
o
,d
o
chiều cao tường và chiều sâu bể tiêu năng tạo được nước nhảy
tại chổ trong bể và sau tường.
Tính C
o
(chiều cao tường): chiều cao tường đủ để tạo nước nhảy tại chổ sau tường với h
c
=
h
h
. Chiều sâu co hẹp sau tương được xác đònh bằng hàm số nước nhảy.
m
hg
q
h
h
c
h
c
973,11
63,5.81,9
35,20.1
.81
2
63,5
1
.
.
.1
2
3
2
3
2
1
=
−+=
−+=
α
γ
Năng lượng của dòng nước chảy trước tường:
m
hg
q
h
g
v
hE
c
cco
981,7
973,1.81,9.2.95,0
35,20.1
973,1
2.
.
.2
.
22
2
2
1
2
2
1
2
1
11
=+=+=+=
ϕ
α
α
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
14
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
m
g
q
H
o
86,2
81,9.2.95,0
35,20
.2.
3
2
3
2
1
=
=
=
ϕ
C
o
= E
o1
– H
o1
= 7,981 – 2,86 = 5,121m
Chọn C
o
= 5,2m
Tính d
o
(chiều sâu bể):
Ta có: H
o1
+ d
o
+ C
o
= h
c
’’
⇒ d
o
= σ.h
c
’’
– (H
o
+ C
o
) = 1,05.11,473 – (2,86 + 5,2) = 3,98m
E
o1
= E
o
+ d
o
= 63,9 + 3,98 = 67,88m
0383,0
88,67.95,0
35,20
.
)(
2
3
2
3
1
===
o
c
E
q
F
ϕ
τ
Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(τ
c
) - τ
c
, τ
c
’
(Thuỷ lực tập II)
τ
c
= 0,008682 ⇒ h
c
= E
o1
. τ
c
= 67,88.0,008682 =0,589m
τ
c
’
= 0,171914 ⇒ h
c
’’
= E
o1
. τ
c
’
= 67,88.0,171914 = 11,670m
⇒ d
o
= σ.h
c
’’
– (H
o
+ C
o
) = 1,05.11,670 – (2,86 + 5,2) = 4,2m
Vậy: C
o
= 5,2m
d
o
= 4,2m
Tăng d
o
và giảm C
o
ta có: d = 4,5m; C = 5m
⇒ C <C
o
⇒ nước nhảy sau tường là dạng nước nhảy ngập
* Chiều dài bể: L
b
= β.4,5.h
c
’’
= 0.75.4,5.11,670 = 39,4m
Vậy phương án tường và bể kết hợp có các thông số:
Chiều cao tường: C = 5m
Chiều sâu bể: d = 4,5m
Chiều dài bể: L
b
= 39,4m
2. Tính toán cho hình thức tiêu năng phun xa:
Đặc điểm tiêu năng phun xa là lợi dụng hình thức phun ở chân đập. Dòng chảy được
khuyếch tán trong không khí, sau đoa đỏ xuống long sông. do dòng chảy bò tiêu hao năng
lượng rất lớn trong không khí nên giẩm xói ở lòng sông, đồng thời cũng đưa dòng chảy ra
xa thân đập nên không gây mất ổn đònh cục bộ hạ lưu công trình.
Chọn cao tình mũi phun: ∇mũi phun = ∇MNHL + a = 36,63 + 2 = 38,63m
(∇MNHL = h
h
+ ∇
đáy
= 5,63 +31 = 36,63m)
Mũi phóng hình trụ có bán kính cong R
H
= 10m, góc ở tâm β = 36
o
, góc nghiên tại cuối
mũi phun α
H
= 35
o
a. Tính chiều sâu dòng chảy và lưu tốc đầu dốc nước:
Dòng chảy tại đầu dốc nước là dòng chảy co hẹp sau khi qua ngưỡng tràn. Chiều sâu tại
mặt cắt co hẹp h
c
(tính theo phương pháp I.I.Agrôskin).
Tính:
0419,0
9,63.95,0
35,20
.
)(
2
3
2
3
===
o
c
E
q
F
ϕ
τ
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
15
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(τ
c
) - τ
c
, τ
c
’
(Thuỷ lực tập II)
τ
c
= 0,0095 ⇒ h
c
= E
o
. τ
c
= 63,9. 0,0095 = 0,607m
Lưu tốc tại mặt cắt co hẹp:
sm
h
q
v
c
c
/5,33
607,0
35,20
===
b. Chiều sâu dòng đều trên thân dốc h
o
:
i
RCQ
ω
=
Hay:
io
RChq =
với q = 20,35m/s
ω = b.h
o
= 10,2.h
o
(diện tích mặt cắt ướt cho 1 khoang)
χ = 10,2 + 2h
o
(chu vi ướt)
o
o
h
h
R
22,10
.2,10
+
==
χ
ω
y
R
n
C .
1
=
(n : dộ nhám bằng 0,015)
Giả thiết h
o
= 0,5m
+ ω = b.h
o
= 10,2.h
o
= 10,2.0,5 = 5,1m
2
+ χ = 10,2 + 2h
o
= 10,2 + 2.0,5 = 11,2m
⇒ R = 5,1/11,2 = 0,455m
+
24,0)10,0015,0.(455,0.75,013,0015,0.5,2)10,0.(75,013,0.5,2 =−−−=−−−= nRny
⇒
18,55455,0.
015,0
1
.
1
24,0
===
y
R
n
C
Từ
io
RChq =
⇒
54,0
455,0.18,55
35,20
.
===
i
o
RC
q
h
⇒ V
o
= q/h
o
= 20,35/0,54 = 37,68m/s
c. Chiều sâu cột nước phân giới trên thân dốc:
m
g
q
h
k
48,3
81,9
35,20
3
2
3
2
===
d. Độ dốc phân giới:
0025,0
07,2.02,81.48,3
35,20
2
2
=
=
=
kkk
k
RCh
q
i
Với: h
k
= 3,48m ⇒ + ω = b.h
k
= 10,2.h
k
= 10,2.3,48 = 35,496m
2
+ χ = 10,2 + 2h
k
= 10,2 + 2.3,48 = 17,16m
⇒ R = 35,496/17,16 = 2,07m
⇒
268,0)10,0015,0.(07,2.75,013,0015,0.5,2)10,0.(75,013,0.5,2 =−−−=−−−= nRny
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
16
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
⇒
02,8107,2.
015,0
1
.
1
268,0
===
y
k
R
n
C
e. Với i = 0,94 > i
k
= 0,025
h
o
= 0,54 < h
k
=3,48
⇒ Ta có đường mặt nước trên thân dốc là đường nước đổ b
II
f. Trước khi lập đường cong mặt nước trên thân dốc, cần kiêm rtra khả năng xuất
hiện hàm khí.
Theo hệ thức:
θ
cos.AV
hk
=
với cosθ = cos(arctg0,94) = 0,728
488,0
54,0.22,10
54,0.2,10
22,10
.2,10
=
+
=
+
==
o
o
h
h
R
χ
ω
⇒
sm
R
n
R
RgV
o
o
ohk
/85,10728,0.
488,0
015,0.7,8
1.
488,0
0011,0
1.488,0.81,9.63,6
cos.
.7,8
1.
0011,0
1 63,6
1
6
12
1
6
12
=
++
=
++=
−
−
θ
Vậy V
o
>V
hk
⇒ trên dốc nước xuất hiện hàm khí.
Để trên dốc nước không xuất hiện hàm khí chúng ta có thể đưa ra giải pháp là tăng bề
rộng khoang tràn. Để giải quyết phương án này chúng ta sẽ tính lại và tăng bề rộng
khoang tràn để không suất hiện hàm khí trên thân dốc nước. Đây là một phương án giải
quyết!!!!!!!
D. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯT CHO PHẦN ĐẬP KHÔNG TRÀN
Tính toán ổn đònh trượt cho phần đập không tràn ứng với hai trường hợp:
I. ỨNG VỚI MNDBT, CÓ ĐỘNG ĐẤT (ĐẶC BIỆT):
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
17
W
S
MNDBT
W
b
W
5
W
1
W
đ
O
F
đ
G
W
th
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
a. Áp lực thuỷ tónh:
thượng lưu:
THW
n
72,17288,58.1.
2
1
2
1
2
2
11
===
γ
b. Áp lực sóng:
Áp lực sóng lớn nhất đạt dược ứng với độ dềnh:
n
d
= k
nd
.h = 0,2.3,526 = 0,7052m
Trong đó:
h: chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm tương ứng ( h = 3,526m)
k
nd
: tra đồ thò (2-C) giáo trình thuỷ công tập I
Với
−
λ
/H = 32,91/ 58,8 = 0,6
h/
−
λ
= 3,526/32,91 = 0,107
Suy ra: k
nd
= 0,2
Trò số áp lực sóng lớn mhất lên mặt đập:
T
h
HhkW
nđs
716,45)
2
526,3
8,58.(526,3.1 212,0)
2
.(
1
=+=+=
γ
Trong đó:
k
đ
: tra đồ thò (P2-4c) suy ra k
đ
= 0,212
c. Áp lực thấm:
Lực thấm đẩy ngược: Biểu đồ phân bố áp lực thấm được coi gần đúng là hình tam giác,
có cường độ lớn nhất ở đầu (sau màn chống thấm) P
max
= γ
n
.α
1
.H
Trong đó:α
1
: hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm (α
1
=0,57)
H: cột nước thấm (H = H
1
= 58,8m)
Tổng áp lực thấm đẩy ngược là:
TBHW
nth
5,11347,67.8,58.57,0.1.
2
1
2
1
1
===
αγ
d. Áp lực bùn cát:
TkhW
abcb
524,1668,0.9.6,0.
2
1
2
1
22'
===
γ
Trong đó:h’= ∇
bùn cát
-∇
đáy
= 40 – 31 = 9m
k
a
: hệ số áp lực ngang (áp lực chủ động)
68,0
2
11
45
2
45
22
=
−=
−=
oo
a
tgtgk
ϕ
ϕ: góc ma sát của bùn cát bão hoà nước
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
18
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
γ
bc
= γ
k
- γ
n.
(1-n
b
) = 1,15 – 1.(1-0,45) = 0,6
e. Trọng lượng bản thân:
TG
b
9,52513,2188.4,2. ===
ωγ
Trong đó: ω
= ω
1
+ ω
2
= 340,5 + 1847,77 = 2188,3 m
2
+ ω
1
= 5.68,1 = 340,5m
2
+ ω
2
= 0,5. tgβ.67,7.62,7 = 0,2.(63,9/67,7).67,7.62,7 = 1847,77m
2
f. Lực sinh ra khi có động đất:
* Lực quán tính động đất của công trình:
F
đ
= k.α.G =0,05.1,5.5251,9 = 393,8925T
trong đó: k: hệ số động đất (k = 0,05)
α: hệ số đặc trưng động lực (α = 1 + 0,5.h
1
/h
o
=1,5; chọn
điểm tính tại trọng tâm nên h
1
/h
o
=1)
* Áp lực nước tăng thêm khi động đất:
THkW
nđ
436,868,58.1.05,0.
2
1
2
1
2
2
1
===
γ
* Áp lực bùn cát tăng thêm khi động đất:
theo chiều bất lợi đã chọn, động đất làm tăng áp lực chủ động của bùn
cát thượng lưu, trò số tăng thêm là:
W
5
= 2.k.tgϕ.W
b
= 2.0,05.tg11
o
.16,524 = 0,321T
(ϕ: góc ma sát trong của bùn cát ϕ = 11
o
)
Tổng các lực đứng:
V = G + W
th
= 5251,9 –1134,5 = 4117,4T
Tổng các lực ngang:
W = W
s
+ W
1
+ W
đ
+ W
b
+ W
5
+ F
đ
= 45,716 + 1728,72 + 86,436 + 16,524 + 0,321 +
393,8925
= 2271,61T
Hệ số an toàn về trượt:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
19
G
1
G
2
ω
1
ω
2
β
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
73,1
61,2271
20.7,6763,0.4,4117
=
+
=
+
=
W
cBfV
K
o
t
Hệ số ổn đònh trượt cho phép:
Công trình cấp 2: {K
t
} = 1,20 ( tra TCXDVN285-2002)
Vậy K
t
>
[ ]
t
K
nên đập ổn đònh về trượt
II. ỨNG VỚI MNDGC (ĐẶC BIỆT):
a. Áp lực thuỷ tónh:
Thượng lưu:
THW
n
605,20419,63.1.
2
1
2
1
2
2
11
===
γ
Hạ lưu:+ Phần thẳng đứng:
TmhW
hn
8,1606,1.63,5.1.
2
1
2
1
2
2
2
===
γ
(m = 67,7/63,9 = 1,06)
+ Phần nằm ngang:
ThW
hn
85,1563,5.1.
2
1
2
1
2
2
3
===
γ
b. Áp lực sóng:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
20
W
S
MNDBT
W
b
W
2
W
3
W
1
W
4
W
th
O
F
đ
G
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Áp lực sóng lớn nhất đạt dược ứng với độ dềnh:
n
d
= k
nd
.h = 0,17.3,526 = 0,6m
Trong đó:
h: chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm tương ứng ( h = 3,526m)
k
nd
: tra đồ thò (2-C) giáo trình thuỷ công tập I
Với
−
λ
/H = 37,96/ 63,9 = 0,59
h/
−
λ
= 3,05/37,96 = 0,08
Suy ra: k
nd
= 0,17
Trò số áp lực sóng lớn mhất lên mặt đập:
T
h
HhkW
nđs
08,49)
2
526,3
9,63.(526,3.1 212,0)
2
.(
2
=+=+=
γ
Trong đó:
k
đ
: tra đồ thò (P2-4c) suy ra k
đ
= 0,212
c. Áp lực thấm:
Lực thấm đẩy ngược: Biểu đồ phân bố áp lực thấm được coi gần đúng là hình tam giác,
có cường độ lớn nhất ở đầu (sau màn chống thấm) P
max
= γ
n
.α
1
.H
Trong đó:α
1
: hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm (α
1
=0,57)
H: cột nước thấm (H = H
2
– h
h
= 63,9 – 5,63 = 58,27m)
Tổng áp lực thấm đẩy ngược là:
TBHW
nth
29,11247,67.27,58.57,0.1.
2
1
2
1
1
===
αγ
Lực thuỷ tónh đẩy ngược:
ThBW
hn
151,38163,5.7,67.1
4
===
γ
d. Áp lực bùn cát:
TkhW
abcb
524,1668,0.9.6,0.
2
1
2
1
22'
===
γ
Trong đó:h’= ∇
bùn cát
-∇
đáy
= 40 – 31 = 9m
k
a
: hệ số áp lực ngang (áp lực chủ động)
68,0
2
11
45
2
45
22
=
−=
−=
oo
a
tgtgk
ϕ
ϕ: góc ma sát của bùn cát bão hoà nước
γ
bc
= γ
k
- γ
n.
(1-n
b
) = 1,15 – 1.(1-0,45) = 0,6
e. Trọng lượng bản thân:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
21
G
1
G
2
ω
1
ω
2
β
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
TG
b
9,52513,2188.4,2. ===
ωγ
Trong đó: ω
= ω
1
+ ω
2
= 340,5 + 1847,77 = 2188,3 m
2
+ ω
1
= 5.68,1 = 340,5m
2
+ ω
2
= 0,5. tgβ.67,7.62,7 = 0,2.(63,9/67,7).67,7.62,7 =
1847,77m
2
Tổng các lực đứng:
V = G + W
2
+ W
th
+ W
4
= 5251,9 +16,8 - 1124,29 – 381,151
= 3763,259T
Tổng các lực ngang:
W = W
s
+ W
1
+ W
b
+ W
3
= 49,08 + 2041,605 +16,524 –15,85
= 2091,359T
Hệ số an toàn về trượt:
78,1
359,2091
20.7,6763,0.259,3763
=
+
=
+
=
W
cBfV
K
o
t
Hệ số ổn đònh trượt cho phép:
Công trình cấp 2: {K
t
} = 1,20 ( tra TCXDVN285-2002)
Vậy K
t
>
[ ]
t
K
nên đập ổn đònh về trượt
E. PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT THÂN ĐẬP
Trường hợp tính toán: Tính cho một mặt cắt đập không tràn (mặt cắt đã kiểm tra ổn
đònh ở trên)
Giả thiết ứng suất phân bố theo qui luật đừơng thẳng và xác đònh bằng nén lệch
tâm.
I. NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐẬP:
- Trọng lượng bản thân đập
- Áp lực thuỷ tónh của cột nước thượng lưu
- Áp lực thấm
II. CHIA LƯỚI:
Chia ô lưới kích thước: 5x5m
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
22
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
III. TÍNH ỨNG SUẤT BIÊN TRÊN TỪNG MẶT CẮT:
Xét tại mặt cắt I-I
1. Ứng suất pháp σ
y
trên mặt cắt ngang tại mép thượng hạ lưu:
Biên thượng lưu:
112,61
60
1720.6
60
7,3494
6
22
'
=+=+=
∑∑
b
M
b
V
y
σ
Biên hạ lưu:
379,55
6
2
''
=−=
∑∑
b
M
b
V
y
σ
Trong đó:
∑
V
: tổng lực thẳng đứng (
∑
V
= G
I
- W
th
=4501,9 – 1007,2 = 3494,7T)
∑
M
: tổng mô men
tm
b
hhb
M
bnn
17204,21.57,0
60
9,58
.1.2.
12
9,58 60
2.
12
.
2
22
1
2
22
=
−+=
−+=
∑
γγαγ
Ứng suất pháp σ
y
tại các điểm trên mặt cắt I-I:
i
yy
yy
x
b
i
.
'''
''
−
+=
σσ
σσ
Bảng tính:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
23
I
I
123
4
5
II
III
IV
V
II
III
IV
V
VI
VI
1
2
34
1
23
1
2
1
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Điem x ung suat
1 10 56,335
2 20 57,29
3 30 58,246
4 40 59,201
5 50 60,157
2. Tính ứng suất pháp σ
x
:
Biên thượng lưu:
( )
9,5809,58.1
1
''
=−=−−=
ασγγσ
tgyy
ynnx
y: chiều sâu nước tính đến mặt cắt ngang đang xét (y = 58,9)
α
1
: góc giữa mái thượng lưu đập và phương thẳng đứng (α
1
= 0)
Biên hạ lưu:
578,6213,1.379,55.
2
2
''''
===
ασσ
tg
yx
α
2
: góc giữa mái hạ lưu đập và phương thẳng đứng (α
2
= 90 - β = 90 –
43,2 = 46,8
o
)
Ứng suất pháp σ
x
tại các điểm trên mặt cắt I-I:
i
xx
xx
x
b
i
.
'''
''
−
+=
σσ
σσ
Bảng tính:
Diem x
Ung suat
1 10 61,965
2 20 61,352
3 30 60,739
4 40 60,126
5 50 59,513
3. Ứng suất tiếp τ
xy
:
Biên thượng lưu:
( )
0
1
'
'
=−=
ασγτ
tgy
yn
(vì α
1
= 0)
Biên hạ lưu:
978,588,46.379,55.
2
''
''
=== tgtg
y
αστ
Ứng suất tiếp τ
xy
tại các điểm trên mặt cắt ngang I-I:
2
111
xcxba
i
++=
τ
Trong đó: a
1
= τ
’’
=58,978
b
1
=
82,6978,58.40.2
60
6,1734.6
.
60
1
42
.6
.
1
'''
−=
++−=
++−
∑
ττ
b
P
b
(
6,17349,58.1.
2
1
2
1
22
1
====
∑
hWP
n
γ
)
c
1
=
097,0978,58.30.3
60
6,1734.6
.
60
1
33
.6
.
1
2
'''
2
=
++=
++
∑
ττ
b
P
b
⇒
22
111
097,082,6978,58 xxxcxba
i
+−=++=
τ
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
24
Đập bê tông trọng lực GVHD: Lê Văn
Hợi
Bảng tính:
Diem x Ung suat
1 10 0,478
2 20 -38,622
3 30 -58,322
4 40 -58,622
5 50 -39,522
4. Ứng suất chính N tại mặt cắt I-I:
Biên thượng lưu: N
2
’
= γ
n
.y = 1.58,9 = 58,9
112,610
0cos
112,61
cos
2
1
2
1
2
'
'
1
=−=−=
αγ
α
σ
tgyN
n
y
Biên hạ lưu: N
2
’’
= 0
33,118
8,46cos
379,55
cos
2
2
2
''
''
1
===
α
σ
y
N
Ứng suất chính tại các điểm trên mặt cắt I-I: Tính theo sức bền vật liệu
2
2
2,1
22
τ
σσσσ
+
−
±
+
=
yxyx
N
Bảng tính:
Diem
σ
x
σ
y
τ
N
1
N
2
1 61,965 56,335 0,478 62,005 56,295
2 61,352 57,29 -38,622 97,996 20,646
3 60,739 58,246 -58,322 117,83 1,1572
4 60,126 59,201 -58,622 118,29 1,0397
5 59,513 60,157 -39,522 99,358 20,312
*Ứng suất tại các mặt cắtI, II,III,IV,V,VI được tính ở bảng:
SVTH: Bùi Thanh Lâm Trang
25
