Thiết kế công nghệ sản xuất trụ điện, ống cống BTCT (Thuyết minh+bản vẽ)

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp là thành quả của sinh viên trong suốt quá trình học tập
dưới mái trường đại học, cũng là công trình đầu tay của sinh viên trước khi rời ghế
nhà trường.
Trong suốt thời gian làm đồ án, chúng em đã có điều kiện hệ thống kiến thức
toàn bộ chương trình đã học, ngoài ra vẫn còn tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ
thuật liên quan nhằm giúp chúng ta đánh giá các phương án và đưa ra giải pháp kỹ
thuật thích hợp.
Đồ án tốt nghiệp là công trình tự lực mỗi sinh viên và vai trò của q thầy cô
trong việc hoàn thành đồ án này hết sức quan trọng. Việc hoàn thành đồ án tốt
nghiệp trước hết gắn liền với công lao to lớn của q thầy cô . Em xin chân thành
cảm ơn q thầy cô đặc biệt là thầy: TS.Nguyễn Ninh Thụy và thầy: Th.s Lê Văn
Hải Châu đã hết lòng giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Mặc dù đã cố gắng hết sức cho việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp, nhưng do
khả năng còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót trong đồ án này .kính
mong q thầy cô thông cảm và bỏ qua cho em.
Em xin chân thành cảm ơn!
SVTH: NGUYỄN NGỌC NAM

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

1

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY

GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
∗ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

2

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY

GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU

MỤC LỤC
Chương 1: Tổng quan về đề tài
1.1. Luận chứng thiết kế nhà máy
1.2. Địa điểm xây dựng nhà máy :
1.2.1. Nguồn cung cấp nguyên vật liệu
1.2.2. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
1.2.3. Điều kiện khí hậu thủy văn
1.2.4. Giao thông
1.2.5. Hệ thống điện – nước
1.2.6. Nguồn nhân lực
1.2.7. Tài nguyên đất
1.3. Giới thiệu sản phẩm:
1.3.1. Ống thoát nước
1.3.2. Trụ điện hạ thế
Chương 2:

Tinh tốn kết cấu sản phẩm

2.1. Tính toán kết cấu ống thoát nước:
2.1.1. Loại ống thoát nước F800 :
2.1.1.1. Các giả thiết cơ bản để tính toán
2.1.1.2. Số liệu thiết ke
2.1.1.3. Tính toán kết cấu
2.1.2. Loại ống thoát nước F1000 :
2.2. Tính toán kết cấu trụ điện hạ thế:
2.2.1. Trụ điện dài 8.4 m.
2.2.1.1. Lực tác động lên cột
2.2.1.2. Tổng moment tác động lên cột ứng với tiết diệnä sát đất

2.2.1.3. Tính chọn và kiểm tra cốt thép dọc
2.2.1.4. Kiểm tra
2.2.1.5. Bố trí cốt đai

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

3

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
2.2.1.6. Thống kê thép
2.2.2. Trụ điện dài 10.5 m
Chương 3: u cầu về ngun vật liệu và kế hoạch sản xuất
3.1. Các chỉ tiêu cơ lý của nguyên vật liệu:
3.2. Tính cấp phối bê tông:
3.2.1. Chỉ tiêu cơ lý của nguyên vật liệu :
3.2.2. Tính cấp phối cho 1 m3 bêtông mác 300
3.2.3. Tính lại cấp phối cho 1 m3 bêtông mác 300
3.3. Tính cân bằng vật chất và kế hoạch sản xuất
3.3.1. Chế độ làm việc của nhà máy :
3.3.2. Kế hoạch sản xuất :
3.3.3. Tính cân bằng vật chất của nguyên vật liệu
3.3.4. Tính cân bằng vật chất của thép
Chương 4: Vận chuyển và bảo quản cốt liệu
4.1. Tiếp nhận, vận chuyển, bốc dỡ và bảo quản chất kết dính :
4.1.1. Yêu cầu, kiểm tra chất lượng chất kết dính vào nhà máy:
4.1.2. Vận chuyển chất kết dính về nhà máy:

4.1.3. Bốc dỡ chất kết dính vào nhà máy :
4.1.4. Bảo quản và dự trữ chất kết dính :
4.2. Tiếp nhận, vận chuyển, bốc dỡ và bảo quản cốt liệu :
4.2.1. Vận chuyển :
4.2.2. Yêu cầu kiểm tra cốt liệu khi vào nhà máy
4.2.3. Tiếp nhận, bốc dỡ và bảo quản cốt liệu
4.2.4. Tính kích thước kho ( kho đống)
4.3. Tiếp nhận, vận chuyển, bốc dỡ và bảo quản cốt thép :
4.3.1. Vận chuyển cốt thép về nhà máy :
4.3.2. Bảo quản cốt thép :
4..3.3. Tính toán kho thép :
Chương 5: Phân xưởng trộn bê tơng
5.1. Dây chuyền sản xuất:
SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

4

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
5.2. Tính toán xưởng trộn bêtông :
5.2.1. Tính toán nguyên vật liệu cho 1 mẻ trộn
5.2.2. Tính chọn các thiết bò của trạm trộn
Chương 6: Xưởng gia cơng cốt thép
6.1. Vai trò của cốt thép :
6.2. Sơ đồ công nghệ phân xưởng thép :
6.3. Tính toán và chọn thiết bò gia công cốt thép :
6.3.1. Tính chọn máy cắt thép :

6.3.2. Tính máy hàn khung thép :
6.3.3. Tính chọn máy uốn vòng cho sản phẩm ống :
6.3.4.Thiết bò vận chuyển trong phân xưởng thép :
Chương 7: Tạo hình sản phẩm
7.1. Tạo hình ống thoát nước theo phương pháp quay ly tâm :
7.1.1. Sơ đồ công nghệ tạo hình
7.1.2. Các công đoạn sản xuất – Tính chọn thiết bò
7.2. Tạo hình trụ điện bằng phương pháp quay ly tâm :
7.2.1. Sơ đồ công nghệ
7.2.2. Các công đoạn sản xuất
7.2.3. Tính chọn thiết bò trong phân xưởng tạo hình
7.3. Tính chi phí nhiệt dưỡng hộ
7.3.1. Nhiệt tiêu tốn
7.3.2. Nhiệt tổn thất
7.3.3. Chi phí nhiệt trong thời gian nâng nhiệt
7.3.4. Chi phí nhiệt và hơi nước trong thời gian đẳng nhiệt
7.3.5. Chi phí hơi nước
7.3.6. Lượng nhiệt cần dùng cho bể dưỡng hộ
Chương 8:

Hồn thiện sản phẩm

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

5

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY

GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
8.1. Hoàn thiện và kiểm tra chất lượng sản phẩm
8.2. Bãi sản phẩm :
8.2.1. Diện tích bãi sản phẩm ống thoát nước
8.2.2. Diện tích bãi sản phẩm trụ điện
Chương 9: Kiến trúc điện nước và an tồn lao động
9.1. Kiến trúc:
9.1.1. Thành phần của nhà máy
9.1.2. Mỹ quan của nhà máy
9.2. Điện nước:
9.2.1. Điện
9.2.2. Nước
9.3. An toàn lao động
Chương 10: Tổ chức nhân sự và kinh tế
10.1. Tổ chức nhân sự và mức lương :
10.1.1. Tổ chức nhân sự và quản lí của nhà máy
10.1.2. Tiền lương của các cán bộ , công nhân viên nhà máy
10.2. Tính chi phí xây lắp nhà máy
10.3 Vốn đầu tư thiết bò
10.4. Tính giá thành sản phẩm
10.5. Thời gian thu hồi vốn

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

6

MSSV : 80501753

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU

1.1. Luận chứng thiết kế nhà máy:
Kể từ khi nước ta, dưới sự lãnh đạo của Đảng, mở cửa phát triển đất nước
theo xu hướng của nền kinh tế thò trường theo đònh hướng xã hội chủ nghóa, nền
kinh tế của nước ta đã và đang phát triển khá nhanh để hy vọng một ngày không xa
có thể theo kòp các nước trong khu vực và vươn xa ra thế giới. Trong công cuộc
phát triển kinh tế thì cơ sở vật chất hạ tầng kỹ thuật của ta cũng cần phải phát triển
song hành. Do đó ngành xây dựng là một ngành rất quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân. Nó thực hiện có kế hoạch quá trình tái sản xuất giản đơn và tái sản xuất
mở rộng tài sản cố đònh sản xuất và tài sản cố đònh phi sản xuất, bằng hình thức
xây dựng mới, xây dựng lại, khôi phục lại và củng cố mở rộng. Qua đó nó mới đáp
ứng yêu cầu sản xuất có kế hoạch vời tốc độ đủ nhanh, góp phần trực tiếp xây
dựng cơ sở vật chất - kỹ thuật cho nền sản xuất lớn xã hội chủ nghóa. Tuy nhiên,
trong tình hình nước ta hiện nay thì cơ sở vật chất hạ tầng của ta chỉ mới đáp ứng
một phần nhu cầu phát triển vật chất kỹ thuật của nước nhà vì thế việc cải thiện và
tiến hành xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật hạ tầng là điều kiện tất yếu.
Trong hệ thống cơ sỡ vật chất cơ sở vật chất kỹ thuật đáp ứng nhu cầu cho nền phát
triển kinh tế cũng như phục vụ lợi ích con người thì việc cấp thoát nước và chiếu
sáng đóng một vai trò rất quan trọng. Cấp thoát nước một hệ thống các công trình,
thiết bò và giải pháp kỹ thuật nhằm thực hiện nhiệm vụ cấp thoát nước phục vụ
sinh hoạt cho người dân, phục vụ sản xuất công-nông-ngư nghiệp. Cung cấp điện
cũng là một hệ thống công trình để vận hành các máy móc thiết bò phục vụ sản
xuất, vận hành các phương tiện thông tin đại chúng, bưu chính viễn thông và chiếu
sáng công cộng đem lại mỹ quan đô thò và nông thôn hiện đại.
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận như Long An,Bình Dương,
cùng với sự phát triển công nghiệp và đô thò hoá nhanh chóng trên mọi miền đất

nước nói chung, nhu cầu phát triển cơ sơ hạ tầng, trong đó có hệ thống cấp thoát
nước và hệ thống cung cấp điện, là rất lớn và quan trọng nhằm đem lại cơ sở vật
chất cho sản xuất, sinh hoạt và mỹ quan đô thò phục vụ lợi ích của con người và
bảo đảm vệ sinh môi trường. Xuất phát từ nền nông nghiệp lạc hậu lại phải chòu
hậu quả của một cuộc chiến khốc liệt, công cuộc xây dựng này là một quá trình lâu
dài, đòi hỏi nhiều công sức. Trong những năm qua công tác nghiên cứu, thiết kế
xây dựng các công trình hệ thống thoát nước và chiếu sáng đã được Đảng và nhà
nước ta quan tâm đầu tư. Tuy nhiên những kết quả đạt được vẫn còn hạn chế, chưa
thể phục vụ triệt để, xuyên suốt và chu đáo đến mọi mặt của đời sống. Chính vì
vậy các sản phẩm phục vụ cho các công trình cấp thoát nước và cung cấp điện
năng, mà cụ thể là hai sản phẩm: ống cống và trụ điện đang rất cần sự quan tâm
đầu tư, khai thác và phát triển thêm. Đây là những sản phẩm cơ bản trong hệ thống
cơ sở hạ tầng kỹ thuật của xã hội, trong bất cứ lúc nào và hoàn cảnh xã hội nào.
Với những đặc tính ưu việt của cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn và việc phát triển
SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

7

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
ngày càng nhanh của đất nước thì việc thành lập ngày càng nhiều nhà máy sản
xuất ống cống và trụ điện bằng phương pháp quay ly tâm là cần thiết trong điều
kiện hiện nay. Trong phạm vi đồ án này, ta sẽ thiết kế một nhà máy đặt ở Bến
Lức, nhằm phát triển cơ sở hạ tầng của tỉnh Long An, Thành phố Hồ Chí Minh và
các tỉnh thành trong khu vực.

1.2. Đòa điểm xây dựng nhà máy:

Nhà máy sản xuất ống thoát nước và trụ điện hạ thế ứng suất trước bằng
phương pháp quay ly tâm hỗn hợp bê tông được thiết kế đặt tại khu công nghiệp
huyện Bến Lức, tỉnh Long An. Bến Lức là một huyện nằm phía Đông Bắc tỉnh
Long An, tiếp giáp với Tp Hồ Chí Minh ở phía Đông, Bến Lức có vò trí đòa lý vô
cùng thuận lợi trong phát triển kinh tế. Nhà máy được thiết kế có công suất 20000
m3/năm nhằm phục vụ nhu cầu xây dựng, đặc biệt là thoát nước và chiếu sáng cho
tỉnh Long An ,Tp Hồ Chí Minh và các khu công nghiệp thuộc huyện và các tỉnh lân
cận như Bình Dương, Tây Ninh, Đồng Nai.
Việc đặt nhà máy tại đây có nhiều điểm thuận lợi:
1.2.1. Nguồn cung cấp nguyên vật liệu :
- Xi măng: được cung cấp bởi nhà máy ximăng Hà Tiên 1 và được vận chuyển đến
nhà máy bằng xe stec.
- Cát: dùng cát từ cảng cát Hựu Thạnh, Đức Hòa.
- Đá: dùng đá của mỏ đá Hóa An.
- Thép: sử dụng thép từ các công ty trong nước hoặc liên doanh có mặt trên thò
trường.
1.2.2. Nguồn tiêu thụ sản phẩm :
Nhà máy sản xuất các cấu kiện nhằm phục vụ cho các công trình thoát nước và
chiếu sáng cho các khu công nghiệp của huyện Bến Lức và tỉnh Long An. Ngoài
ra, nó còn có khả năng cung cấp các sản phẩm cho các tỉnh lân cận như Thành phố
Hồ Chí Minh, Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai.
1.2.3. Điều kiện khí hậu thủy văn : (theo tài liệu khí hậu thuỷ văn của huyện)
Huyện Bến Lức chòu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa, mưa nhiều với lượng mưa
trung bình hằng năm là 1805 mm, nhiệt độ trung bình là 27,7 oC. Nhìn chung thì khí
hậu của huyện Bến Lức có những điều kiện thuận lợi cơ bản so với nhiều đòa
phương khác, độ chiếu sáng lớn, độ ẩm cao và ít bò ảnh hưởng của thiên tai.
1.2.4. Giao thông :(bản đồ)

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

8

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
+ Đường bộ: Trên đòa bàn huyện Bến Lức có 7 tỉnh lộ: tỉnh lộ 825, tỉnh lộ 824, tỉnh
lộ 823, tỉnh lộ 821, tỉnh lộ 830 và tỉnh lộ 831. Tổng chiều dài các tuyến tỉnh lộ là
97,7 km. Hương lộ bao gồm 33 tuyến đường với tổng chiều dài 142 km.
+ Đường thủy: huyện Bến Lức ø có hệ thống kênh rạch rất thuận lợi cho vận
chuyển. Kênh cấp I : có 36 kênh với độ dài 138,4 km và nhiều hệ thống kênh cấp
II rất có ý nghóa trong vận chuyển hàng hóa.
1.2.5. Hệ thống điện - nước:
Huyện Bến Lức hiện đang sử dụng mạng lưới điện quốc gia. Nhìn chung, Huyện
Bến Lức có nguồn nước mặt rất phong phú tuy nhiên nguồn nước này thường bò
nhiễn phèn, nhiễm mặn, nguồn nước cung cấp chủ yếu là nguồn nước ngầm.
1.2.6. Nguồn nhân lực :(Tài liệu dân số Việt)
Tính đến nay dân số của huyện có 192.025 người. Số người trong độ tuổi lao động
là 86.400 người chiếm 45% dân số, mật độ dân số toàn huyện là 455 người/km 2,
cao nhất là thò trấn Bến Lức. Tình hình dân nhập cư vào huyện càng ngày càng
tăng làm cho nguồn lao động của huyện phong phú hơn và tình hình này còn phát
triển trong vài năm tới. Nhìn chung nguồn lao động ở huyện Bến Lức rất dồi dào,
lao động cần cù, thích hợp cho việc tuyển dụng công nhân.
1.2.7. Tài nguyên đất: (Tài liệu Đất quốc gia)
Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 42.169 ha trong đó đất nông nghiệp chiếm
80.43%, đất lâm nghiệp chiếm 2.68, đất ở là 6.03%, đất chuyên dùng 9.88%, đất
chưa sử dụng chiếm 5.59%.
Nhìn chung, tài nguyên đất của huyện Bến Lức có nhiều điều kiện thuận lợi cho
phát triển công nghiệp, nguồn đất chưa sử dụng còn nhiều, đòa hình tương đối bằng

phẳng thuận tiện cho san lắp mặt bằng và xây dựng kết cấu hạ tầng.

1.3. Giới thiệu sản phẩm:
Sản phẩm của nhà máy là các loại ống thoát nước tròn bằng bê tông cốt thép có
đường kính Φ800, Φ1000, trụ điện hạ thế dài 8,4 m và 10,5 m. Mỗi loại trong 4 sản
phẩm này đều có công suất thiết kế là 5000 m3 bê tông/năm.
1.3.1. Ống thoát nước :
Bảng 1.1 Các thông số kó thuật của ống thoát nước (catalo sản phẩm)
Loại
ống

Chiều dài
L0(mm)

Tổng
chiều dài
L(mm)

ĐK ngoài
Dng(mm)

ĐK trong
Dtr(mm)

Thể tích
V(m3)

Khối
lượng
(T)

Φ800

4000

4080

960

800

0.92

2,30

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

9

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
Φ1000

4000

4120

1180

1000

1,38

1.3.2. Trụ điện hạ thế :
Bảng 1.2. Các thông số kó thuật của trụ điện hạ thế(catalo sản phẩm)
Chiều
dài
(m)

Đường kính
ngọn (mm)

Đường kính
gốc (mm)

Thể tích

Trọng
lượng

Lực đầu
trụ

Dng

Dtr

Dng

Dtr

V(m3)

Tấn

kgf

8,4

160

60

250

130

0,240

0,648

200

10,5

190

90

330

210

0,401

1,12

320

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN KẾT CẤU
2.1. Tính toán kết cấu ống thoát nước:
2.1.1. Loại ống thoát nước Φ800 :
2.1.1.1. Các giả thiết cơ bản để tính toán:
SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

10

MSSV : 80501753

3,45


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
1. Cống tròn bê tông cốt thép thuộc loại ống tròn cứng , khi tính toán không

tính đến biến dạng bản thân cống.
2. Chiều sâu chôn cống có ảnh hưởng nhất đònh đến việc tính toán nội lực.
3. Trong các đốt ống cứng , ảnh hưởng của lực dọc trục đối với ứng suất tính
toán rất nhỏ nên có thể bỏ qua ứng suất dọc trục.
2.1.1.2. Số liệu thiết kế: (catalo sản phẩm)
Bảng 2.1
Loại
cống

Chiều dài
L0(mm)

Tổng
chiều dài
L(mm)

ĐK ngoài
Dng(mm)

ĐK trong
Dtr(mm)

Thể tích
V(m3)

Khối
lượng (T)

Φ800

4000

4100

960

800

0.92

2.30

Vật liệu:
- Bê tông mác: 300.
- Cường độ chòu nén khi uốn của bê tông: Ru = 130 (kG/cm2)
- Cốt thép loại: AI có cường độ chòu kéo Ra = 2100 (kG/cm2)
Tải trọng thiết kế:
- Đoàn xe ô tô tiêu chuẩn: H30.
- Xe bánh đặc biệt: XB80.
Bảng 2.2(TL8)
Dung trọng của bê
tông(γb) (T/m3)

Chiều cao đất đắp

2.5

0.5

2.2

30o

Dùng cho áp lực
đất

Dùng cho trọng
lượng bản thân
cống

Dùng cho hoạt tải
ô tô

Dùng cho hoạt tải
bánh xe đặc biệt
XB80

1.2

1.1

1.4

1.1

(H) (m)

Dung trọng của đất Góc nội ma sát của
đắùp(γo) (T/m3)
đất đắp(o)

Hệ số vượt tải :
Bảng 2.3(TL8)

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

11

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY

500

GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU

1300

1

2

2

3

Hình 2.1. Ống thoát nước Φ800
2.1.1.3. Tính toán kết cấu :
1. Tính ngoại lực :

a – Tónh tải :
- Áp lực thẳng đứng do đất đắp gây ra :
qtc = γo* H = 2.2 * 0.5 = 1.1 (T/m2)
qtt = 1.2*1.1 = 1.32 (T/m2)
Trong đó :
+ γo : Trọng lượng riêng của đất đắp (T/m3)
+ H : Chiều sâu chôn cống hay chiều cao lớp đất đắp(m)
- Áp lực do trọng lượng bản thân cống gây ra :
gtc = γb * t = 2.5*0.08 = 0.2 (T/m2)
gtt = 1.1*0.2 = 0.22 (T/m2)
Trong đó :
+ γ1 = 2,5 T/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép
+ t = 0.08 (m) : Chiều dày của thành cống
b – Áp lực thẳng đứng do hoạt tải xe gây ra :
Theo qui đònh chiều cao đất đắp trên cống không nhỏ hơn 0.5 m , vì vậy
không xét đến lực xung kích.

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

12

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU

Hình 2.2 :áp lực xe tác dụng lên thân cống
+ Chiều rộng phân bố tải trọng của ô tô H30 :
a = 0.6 + 2*H*tg30o = 0.6 + 2*0.5* tg30o = 1.18 (m)

+ Chiều dài phân bố tải trọng của ô tô H30 :
b = 0.2 + 2*H*tg30o = 0.2 + 2*0.5* tg30o = 0.78 (m)
+ Chiều rộng phân bố tải trọng của xe đặc biệt XB80 :
a’ = 0.8 + 2*H*tg30o = 0.8 + 2*0.5* tg30o = 1.38 (m)
+ Chiều dài phân bố tải trọng của xe đặc biệt XB80 :
b’ = 0.2 + 2*H*tg30o = 0.2 + 2*0.5* tg30o = 0.78 (m)
+ Tải trọng phân bố của ô tô H30:
P1tc =
P1tc =

∑G
a.b
6
= 6.52 (T/m2)
1.18 * 0.78

P1tt = 1.4*6.52 = 9.13 (T/m2)
+ Tải trọng phân bố của xe bánh đặc biệt XB80 :
P2tc =
P2tc =

∑G
a.b
10
= 9.29 (T/m2)
1.38 * 0.78

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

13

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
P2tt = 1.1*9.29 = 10.22(T/m2)
Như vậy :
+ Áp lực thẳng đứng của đất đắp và hoạt tải ô tô H30 :
qtc + P1tc =1.1 + 6.52 = 7.62 (T/m2)
qtt + P1tt =1.32 + 9.13 = 10.45 (T/m2)
+ Áp lực thẳng đứng của đất đắp và hoạt tải xe XB80 :
qtc + P2tc =1.1 + 9.29 = 10.39 (T/m2)

µq 2

Φ
11

80

qtt + P2tt =1.32 + 10.22 = 11.54 (T/m2)

Sự phân bố áp lực đất và
áp lực do hoạt tải trên cống tròn

Sự phân bố áp lực đất do
trọng lượng bản thân gây ra

(a)

(b)

Hình 2.3 (a) Sự phân bố áp lực đất hoạt tải trên cống
(b) sự phân bố áp lực đất do bản thân (TL11)
2. Tính toán nội lực:
Việc tính toán nội lực phụ thuộc vào sự lớn nhỏ của ngoại lực và sơ đồ phân bố
ngoại lực. Do ảnh hưởng của ứng suất dọc trục nhỏ nên ta chỉ cần tính toán với
moment.
a. Moment trong ống tròn do tác dụng của áp lực đất đắp và tải trọng xe gây ra
được tính theo công thức :
M1 = M2 = M3 = 0.137*(q + P)*R2*(1 - µ)

(TL8)

Trong đó :
+ q, P : các đại lượng đã tính ở trên.

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

14

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
+ µ : Hệ số sức kháng đàn hồi của đất, với cứng ta lấy bằng áp lực hông của
30 o
đất : µ = tg (45 ) = 0.333

2
2

o

+ R : Bán kính của đốt cống kể từ trục trung hòa (lấy bằng bán kính tính toán
bình quân): R =

0.8 + 0.08
= 0.44 (m)
2

+ Đối với ô tô H30:
M1tc = M2tc = M3tc = 0.137*7.62*0.442*(1 – 0.333) = 0.1348 (Tm)
M1tt = M2tt = M3tt = 0.137*10.45*0.442*(1 – 0.333) = 0.1849 (Tm)
+ Đối với xe bánh XB80:
M’1tc = M’2tc = M’3tc = 0.137*10.39*0.442*(1 – 0.333) = 0.1838 (Tm)
M’1tt = M’2tt = M’3tt = 0.137*11.54*0.442*(1 – 0.333) = 0.2042 (Tm)
b. Moment trong cống tròn do trọng lượng bản thân cống gây ra: tính theo các công
thức :
M1tc’’ = 0.304gtcR2
M1tt’’ = 0.304gttR2
M2tc’’ = 0.337gtcR2
M2tt’’ = 0.337gttR2
M3tc’’ = 0.369gtcR2
M3tt’’ = 0.369gttR2
Vậy :
M1tc’’ = 0.304*0.2*0.442 = 0.0118 (Tm)
M1tt’’ = 0.304*0.22*0.442 = 0.0129 (Tm)
M2tc’’ = 0.337*0.2*0.442 = 0.013 (Tm)

M2tt’’ = 0.337*0.22*0.442 = 0.0144 (Tm)
M3tc’’ = 0.369*0.2*0.442 = 0.0143 (Tm)
M3tt’’ = 0.369*0.22*0.442 = 0.0157 (Tm)
3. Tổ hợp moment :
Ta tổ hợp moment do áp lực đất thẳng đứng , do áp lực hoạt tải thẳng đứng và
do trọng lượng bản thân cống gây ra theo sơ đồ sau:

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

15

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
Q=0
N

r 4 00

M

Q=0
M2 N2

M2
N2 Q = 0

Q=0

M

N

Hình 2.4. Tổ hợp moment (TL9)
+ Đối với ô tô H30:
Mtc = M1tc + M3tc’’ = 0.1348 + 0.0143 = 0.1491 (Tm)
Mtt = M1tt + M3tt’’ = 0.1849 + 0.0157 = 0.2006 (Tm)
+ Đối với xe đặc biệt XB80:
M’tc = M’1tc + M3tc’’ = 0.1838 + 0.0143 = 0.1981 (Tm)
M’tt = M’1tt + M3tt’’ = 0.2042 + 0.0157 = 0.2199 (Tm)
+ Moment uốn lớn nhất :
Mtcmax = max ( 0.1491 , 0.1981) = 0.1981 (Tm)
Mttmax = max ( 0.2006 , 0.2199) = 0.2199 (Tm)
4. Tính chọn tiết diện cốt thép :
a. Tính cốt vòng :

Hình 2.5. Sơ đồ tính toán cốt thép

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

16

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
Ta sử dụng cốt thép AI có đường kính Φ8, bê tông mác 300
+ Cường độ chòu kéo : Ra = 2100

(KG/cm2)

+ Cường độ chòu nén của bê tông : Ru = 130 (KG/cm2)
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ (chọn giống nhau cho cả phía trong lẫn phía
ngoài) : ao = ao’ = 3.6
(cm)
Khoảng cách từ mép bê tông đến tâm cốt thép:
a = a’ = 3.6 + 0.8/2 = 4 (cm)
Chiều cao có ích của tiết diện : ho = 8-4 = 4 (cm)
Tính cho chiều dài 1 m cống nên b = 100 cm
Xác đònh giá trò của hệ số ro theo công thức :
ho

ro =

=

(TL6)

M max tt
R ub
4
21990
130*100

= 3.076
Tra bảng ta có α = 0.113, γo = 0.944
Tiết diện cốt thép cần thiết :
M max tt

Fa = γ h R
o o a

(TL6)

=

21990
0.944* 4* 2100

= 2.773 (cm2)
Với diện tích cốt thép tính toán cần thiết ta chỉ cần bố trí 6Φ8
(F a =
2
3.018 cm ) là đủ nhưng để bảo đảm an toàn và thỏa yêu cầu về cường độ cũng
như kiểm tra nứt, ta bố trí 11Φ8 , Fa = 5.53 cm2 .
b) Bố trí cốt dọc :
Đối với tiết diện hình vành khuyên thì lượng cốt dọc có từ 6 thanh trở lên và
đặt đều theo chu vi. Vì vậy ta chọn lượng cốt dọc bố trí cho ống thoát nước là
12Φ6, có diện tích cốt thép Fa = 3.396 cm2
5. Thống kê thép :
Bảng 2.4
SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

17

MSSV : 80501753

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
Đường
kính

Chiều
dài

Số
lượng

Tổng
chiều dài

Tổng
khối
lượng

mm

mm

thanh

m

KG

1

Φ8AI

124732

1

124.732

49.269

2

Φ6AI

4144

12

49.728

11.04

3

Φ6AI

602

12

7.224

1.604

4

Φ8AI

3410

2

6.82

2.694

5

Φ6AI

185

12

2.368

0.526

Ký hiệu

Tổng cộng

190.872

65.133

2.1.2. Loại ống thoát nước Φ1000 :
Bảng 2.5. Số liệu thiết kế ống thoát nước Φ1000 (catalô)
Loại
cống

Tổng
Khối
Chiều dài
ĐK ngoài ĐK trong Thể tích
chiều dài
lượng
L0(mm)
Dng(mm)
Dtr(mm)
V(m3)
L(mm)
(T)

Φ1000

4000

4120

1180

1000

1.38

3.45

Vật liệu, tải trọng thiết kế, hệ số vượt tải : tương tự ống Φ800
Tính toán tương tự ta được bảng thống kê thép :
Bảng 2.6
Đường
kính

Chiều
dài

Số
lượng

Tổng
chiều dài

Tổng
khối
lượng

mm

mm

thanh

m

KG

1

Φ8AI

191972

1

191.972

75.829

2

Φ6AI

4125

15

61.875

13.736

3

Φ6AI

646

15

9.69

2.151

4

Φ8AI

4311

2

8.622

3.406

Ký hiệu

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

18

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
5

Φ6AI

249

15

Tổng cộng

3.735

0.829

275.894

95.951

2.2. Tính toán kết cấu trụ điện hạ thế:
Cơ sở thiết kế:
Trụ điện hạ thế là là cột bê tông cốt thép ứng suất trước đúc sẵn theo phương
pháp căng trước và quay ly tâm theo các chỉ tiêu sau:
Bảng 2.7. Chỉ tiêu kỹ thuật của trụ điện hạ thế (catalo)
Chiều Đường kính Đường kính

Thể tích
gốc (mm)
dài (m) ngọn (mm)

Trọng
lượng

Lực thử đầu
trụ

Dng

Dtr

Dng

Dtr

V(m3)

Tấn

kgf

8.4

160

60

250

130

0.24

0.648

200

10.5

190

90

330

210

0.401

1.12

320

Bê tông mác 300 có Ru = 130 kG/cm2 .
Thép gia cường nhiệt AT-K có các tiêu chuẩn sau:

(TL6)

- Giới hạn chảy : 14000 Kg/cm2
- Cường độ chống cắt : 16000 Kg/cm2
- Cường độ tính toán Ra = R’a = 12250 Kg/cm2
Phương pháp tính toán :

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

19

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
2.2.1. Trụ điện dài 8.4 m.Sơ đồ tính toán khả năng chòu uốn của các loại cột trong
trạng thái bình thường hay gặp được cho theo bảng:
Bảng 2.8 (TL10)
SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY TRÊN CỘT

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

3.43 m

7.4 m

0.5 m

3.43 m

7.4 m

TRƯỜNG
HP

2.2.1.1. Lực tác động lên cột :
Thiết kế trụ điện chòu tải trên đường dây hạ thế, bước cột 40 m, dây nhôm A50,
diện tích tiết diện F = 50 mm2, đường kính tiết diện là :
d=

4F
4 * 50
=
=8 mm.
π
π

Các lực tác động lên cột trong sơ đồ tính toán xác đònh như sau :
-

Lực gió tác động lên cột theo công thức:
Pc =

9.81
α C v2 F , (N)
16

(TL10)

Trong đó:

+ F : Diện tích mặt cột chòu gió có cạnh trên a1 = 0.16 m, cạnh dưới
a2 = 0.16 + (0.25 − 0.16) *

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

20

7.4
= 0.24 m, do đó:
8.4

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
F = 7.4 *

0.16 + 0.24
= 1.48 (m2)
2

+ v = 30 m/s : lực gió lớn nhất.
+ α = 0.75: hệ số gió
+ C = 1.1 hệ số dây với dây có d < 20 mm.
Pc =

9.81
0.75*1.1*302*1.48 = 674
16

(N)

Lực gió tác động lên cột đặt ở đặt ở trọng tâm mặt cột (hình thang) xác đònh theo
công thức :
H=
=

2a 1 + a 2 h
*
a1 + a 2
3
2 * 0.16 + 0.24 7.4
*
0.16 + 0.24
3

= 3.45 (m)
H: vò trí trọng tâm cột
h: chiều cao cột
a1,2 : độ dài hai cạnh lớn nhỏ hình thang
-

Lực gió tác động lên dây theo công thức :
Pd =

9.81
α C v2 d l , (N)
16

Pd =

9.81
0.75∗1.1∗302∗0.008∗40 = 132 (Ν)
16

(TL10)

2.2.1.2. Tổng moment tác động lên cột ứng với tiết diện sát mặt đất :
+ Tổng moment ngoại lực tác động lên cột :

I. MΣ = MPd + MPc

(TL10)

II. Mtt = n(MΣ + 10% MΣ)
Với sơ đồ tính I :
MΣ = MPd + MPc
= 4*132*7.4 + 674*3.45 = 6232.5
Mtt = n(MΣ + 10% MΣ)
=1.2*1.1* MΣ
= 1.2(6232.5 + 6232.5*0.1) = 8226.9

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

21

(Nm)

MSSV : 80501753

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
với n = 1.2 : hệ số vượt tải.
Với sơ đồ tính II :
MΣ = 4*132*7.4 + 4*132*(7.4-0.5) + 674*3.45
= 9875.7 (Nm)
Mtt = 1.2*1.1*9875.7
= 13035.92 (Nm)
= 1303.592 (kGm)
Mttmax = 1303.592 (kGm) ứng với sơ đồ tính II. Từ đây ta chọn sơ đồ tính II để
tính moment max cho các tiết diện cột.
2.2.1.3. Tính chọn và kiểm tra cốt thép dọc :
Trụ điện là cấu kiện chòu nén lệch tâm, tính toán kiểm tra dựa theo TCVN 55741991, thì :
Mtt ≤ Mogh
Công thức xác đònh khả năng kháng uốn của cột :
Mogh =
ϕ=

1
{R b Fb rb + (R a + R 'a )Fa ϕra } sin ϕ
π

(TL10)

(R a Fa + N)π
R b Fb + (R a + R ' a )Fa

(TL10)

Trong đó :
+ Ra : Cường độ chòu kéo của thép.
+ N = 2500*0.24 = 600 (kG) : trọng lượng bản thân cột.
+ rb : Bán kính trung bình của tiết diện sát mặt đất, cách đỉnh cột 7.4 m
rb =

r1 + r2
2

r1 : Bán kính ngoài của tiết diện
d1 = 0.16 + (0.25 − 0.16) *
r1 =

7.4
= 0.24 m = 24 cm
8.4

24
= 12 cm
2

- r2 : Bán kính trong của tiết diện

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

22

MSSV : 80501753

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
d2 = 0.06 + (0.13 − 0.06) *
r2 =

12
= 6 cm
2

rb =

6 + 12
=9 cm
2

7.4
= 0.12 m = 12 cm
8.4

+ ra : Bán kính tính từ cốt thép bố trí đến tâm tiết diện
ra = r1 – a =12 - 2.5 = 9.5 cm
a = 2.5 cm : Lớp bê tông bảo vệ
+ Diện tích của tiết diện:
F = π(r12 – r22) = π(122 – 62) = 339 (cm2)
+ Rb =130 (kG/cm2) : Cường độ chòu nén của bê tông .
+ Fb : diện tích bê tông của tiết diện
Fb = F - Fa - FH = 339 – 2.352 = 336.648 (cm2)
Theo tiêu chuẩn, đối với cột có tiết diện hình vành khuyên thì số cốt thép dọc từ
6 thanh trở lên và đặt đều theo chu vi.

* Tại tiết diện sát mặt đất : Ta chọn cốt thép là 12Φ5 có Fa = 2.352 cm2 trong đó
6Φ căng trước. Tính theo công thức (1),(2)
Vậy ϕ =

(R a Fa + N)π
R b Fb + (R a + R ' a )Fa

ϕ=

(12250* 2.352 + 600)π
= 1.273
130*336.648 + 12250* 2.352

Mogh =
Mogh =

1
{R b Fb rb + (R a + R 'a )Fa ϕra } sin ϕ
π

1
(130*336.648*9 + 12250*2.352*1.273*9.5)sin1.273
π

= 225897 kGcm = 2258.97

(kGm)

Ta có Mtt ≤ Mogh : bố trí cốt thép dọc thỏa điều kiện uốn dọc.
2.2.1.4. Kiểm tra :

a) Kiểm tra moment tính toán quy đổi về đầu cọc :
+ Điều kiện an toàn của cột khi chòu uốn :
Ptt =

M tt
≤ Pcp
h

(kGf)

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

23

MSSV : 80501753


GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
Ptt =

1303.592
M tt
=
= 176 (kGf)
7.4
h

Pogh =

2258.97
= 305.27
7.4

(kGf)

Ptt ≤ Pcp = 200 ≤ Pogh
b) Kiểm tra xoắn với cột :
Do cột điện hạ áp treo 4 hay 8 dây dẫn (đi 2 tầng) nên cho dù đứt 1 dây cũng
không gây moment xoắn lớn cho cột, nên ta có thể không cần xét đến.
2.2.1.5. Bố trí cốt đai:
Dùng thép đai xoắn có đường kính 3 mm, bước đai a = 75 mm, có cường độ R =
6000 kG/cm2
2.2.1.6. Thống kê thép :
Bảng 2.9
Đường kính

Chiều dài

Số lượng

Tổng chiều
dài

Khối lượng

mm

mm

thanh

m

KG

1

Φ5AT-K

8400

6

50.4

7.762

2

Φ5AT-K

4200

6

25.2

3.881

3

Φ3AIII

56000

1

56

3.136

Ký hiệu

4

Tiếp đòa M12 (2 con)
Tổng cộng

0.8
138.33

17.073

2.2.2. Trụ điện dài 10.5 m
Sơ đồ tính toán khả năng chòu lưc tương tự trụ điện 8.4m ta được bảng thống kê thép
Bảng 2.12.
Ký hiệu

Tổng chiều

Khối lượng
dài

Đường kính

Chiều dài

Số lượng

mm

mm

thanh

m

KG

1

Φ6AT-K

10500

6

63

13.986

2

Φ6AT-K

5250

6

31.5

6.993

3

Φ4AIII

72045

1

72.045

7.132

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

24

MSSV : 80501753

GVHD1: TS NGUYỄN NINH THỤY
GVHD2: Th.S LÊ VĂN HẢI CHÂU
4

Φ6AIII

8830

1

Tổng cộng

SVTH:NGUYỄN NGỌC NAM

25

8.83

1.96

175.375

30.871

MSSV : 80501753