Bài giảng Nhà máy thủy điện: Chương IV

Bài giảng Nhà máy thủy điện: Chương IV - Tính toán ổn định và độ bền của nhà máy thuỷ điện có nội dung trình bày đặc điểm và yêu cầu tính toán ổn định và độ bền nhà máy thủy điện, tính toán thủy điện chống trượt nhà máy thủy điện, ứng suất dưới bản đáy nhà máy, tính toán độ bền chung nhà máy thủy điện, tính toán độ bền cục bộ nhà máy thủy điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhà máy thủy điện: Chương IV CHƯƠNG IV.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 4-1. §Æc ®iÓm vµ yªu c Çu tÝnh to ¸n æ n ®Þnh vµ ®é bÒn nhµ m¸y thuû ®iÖnI. Đặc điểm của nhà máy thuỷ điện . • Đặc điểm cơ bản của nhà máy thuỷ điện là có kết cấu hình khối lớn, hình dạng khá phức tạp với nhiều khoảng trống bên trong.• Mỗi loại nhà máy mang đặc thù riêng về mặt kết cấu riêng.• Các thành phần kết cấu còn phụ thuộc việc nối tiếp với các bộ phận xung quanh trong bố trí tổng thể chung của công trình. 4-1. §Æc ®iÓm vµ yªu c Çu tÝnh to ¸n æ n ®Þnh vµ ®é bÒn nhµ m¸y thuû ®iÖnII. Yêu cầu khi tính toán ổn định và độ bền nhà máy thuỷ điện .• Yêu cầu đối với công trình thuỷ điện là toàn bộ nhà máy nói chung và từng phần nói riêng phải đảm bảo đủ ổn định và đủ độ bền dưới tác động của mọi tổ hợp tải trọng tĩnh và tải trọng động trong các giai đoạn xây dựng, vận hành cũng như khi sửa chữa.• Các sơ đồ tính toán ổn định và độ bền của nhà máy phải phản ánh hợp lí các giai đoạn xây dựng nhà máy và phải xét đến trạng thái ứng suất thay đổi khi nhà máy bị lún. 4-1. §Æc ®iÓm vµ yªu c Çu tÝnh to ¸n æ n ®Þnh vµ ®é bÒn nhµ m¸y thuû ®iÖn III. Các tải trọng tác dụng lên nhà máy.1. Tải trọng thường xuyên. • Trọng lượng công trình và thiết bị, trọng lượng nước trong ống xả và buồng xoắn. • áp lực thủy tĩnh nước thượng và hạ lưu. • áp lực thấm và áp lực đẩy nổi. • áp lực đất đắp và áp lực bùn cát thượng và hạ lưu ( áp lực chủ động). • Tải trọng gây nên do biến dạng lún và nhiệt độ. 4-1. §Æc ®iÓm vµ yªu c Çu tÝnh to ¸n æ n ®Þnh vµ ®é bÒn nhµ m¸y thuû ®iÖnIII. Các tải trọng tác dụng lên nhà máy.2. Tải trọng tạm thời. • Tải trọng do sóng • Tải trọng gió. • Tải trọng động đất. 4-1. §Æc ®iÓm vµ yªu c Çu tÝnh to ¸n æ n ®Þnh vµ ®é bÒn nhµ m¸y thuû ®iÖnIV. Các bước tính toán ổn định và độ bền nhà máy .• Xác định các tải trọng tác dụng và các phản lực tác dụng lên công trình theo các thời kỳ xây dựng và vận hầnh.• Tính toán ổn định chống trượt.• Tính toán độ bền chung của nhà máy: Tính toán ứng suát trong các bộ phận công trình khi xét đến sự biến dạng chung của toàn bộ công trình cùng với nền.• Tính toán độ bền các chi tiết ( cục bộ): Tính ứng suất cục bộ do tải trọng tác động riêng trên từng bộ phận. Ngày nay có thể dùng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán độ bền chung và độ bền cục bộ các chi tiết ( bài toán không gian) 4-2. TÝnh to ¸n æ n ®Þnh c hè ng tr-ît nhµ m¸y thuû ®iÖnI. Các sơ đồ tính toán. Việc tính toán ổn định nhà máy là dựa vào lí thuyết củacơ học đất - nền móng. Mỗi loại nhà máy mang đặc thùriêng về mặt kết cấu riêng. Nhà máy thủy điện trên nền đất mất ổn định có thể xảyra thưo 3 sơ đồ: •Trượt phằng theo mặt tiếp xúc với đất nền; •Trượt hỗn hợp cùng với một phần của đất nền; •Trượt sâu cùng với toàn bộ của khối đất nền. 4-2. TÝnh to ¸n æ n ®Þnh c hè ng tr-ît nhµ m¸y thuû ®iÖn I. Các sơ đồ tính toán. Tiêu chuẩn đánh giá sơ đồ mặt trượt phẳng dự theo chỉsố mô hình: σmax Nσ = ≤K Bγ Trong đó: σmax- ứng suất pháp lớn nhất trên đất nền (T/m2) γ - Trọng lượng riêng của đất (T/m3) B - chiều rộng tính toán của nhà máy theo chiều dòng chảy (m), không tính sânphủ. K- trị số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong ϕ và lực dính củađất c. Đối với công trình cấp I, II K xác định theo kết qu ả thí nghi ệm mô hình,còn đối với công trình cấp III, IV đất nền là đất có thể l ấy K =3, còn nền cát ch ặtthì K =1. 4-2. TÝnh to ¸n æ n ®Þnh c hè ng tr-ît nhµ m¸y thuû ®iÖn I. Các sơ đồ tính toán. Đối với công trình trên nền đất sét dẻo và dẻo mềmngoài tiêu chuẩn trên cần thỏa mãn yêu cầu sau: ctt tgψ tt = tgϕ tt + ≥ 0,45 σ tb Trong đó: ϕtt; ctt – các giá trị tính toán của góc ma sát trong và ứng suất kháng cắt của đất; σtb – ứng suất trung bình đáy móng. σ Đối với nhà máy thuỷ điện thông thường chỉ số mô hình Bγ ≤ 3max nên phần lớn chỉ kiểm tra theo sơ đồ trượt phẳng.4-2. TÝnh to ¸n æ n ®Þnh c hè ng tr-ît nhµ m¸y thuû ®iÖnSơ đồ trượt phẳng: 4-2. TÝnh to ¸n æ n ®Þnh c hè ng tr-ît nhµ m¸y thuû ®iÖn II. Các trường hợp tính toán ổn định chống trượt 1. Vận hành bình thường: Mực nước thượng lưu là MNDBT, mực nước hạ lưunhà máy ứng với lưu lượng vận hành một tổ máy. Lực tácdụng thẳng đứng gồm có: Trọng lượng kết cấu bê tông nhàmáy ; trọng lượng nước của các bộ phận qua nước (buồngxoắn, ống hút, ống dẫn nước) ; trọng lượng các thiết bịchủ yếu (tua bin, máy phát) ; áp lực thấm đẩy nổi. áp lựcnằm ngang gồm có: áp lực nước thượng hạ lưu ...