Tải trọng và tác động lên công trình thuỷ lợi

Khi thiết kế công trình thuỷ lợi để đảm bảo an toàn và kinh tế, cần phải xác định các tải trọng và tác động lên công trình, mặt khác phải xác định đúng các trường hợp làm việc điển hình để chọn các tải trọng đồng thời tác dụng lên công trình đó (tổ hợp tải trọng). Giải quyết vấn đề đó không đơn giản, đòi hỏi người thiết kế phải nắm chắc kỹ thuật thiết kế, đồng thời phải có kinh nghiệm thực tiễn và nắm vững tình hình đặc điểm của địa phương nơi xây dựng công trình.

Trong bài này chỉ giới thiệu các tải trọng và tác động phổ biến nhất đối với công trình thủy lợi, còn các tải trọng và tác động riêng đối với từng loại công trình sẽ được trình bày trong các bài tiếp theo.

Các loại tải trọng và tổ hợp của chúng

I. Phân loại tải trọng

Có nhiều cách phân loại khác nhau. Song, để phục vụ cho việc lập các tổ hợp tải trọng được sử dụng trong tính toán thiết kế công trình, người ta phân loại tải trọng theo thời gian và tính chất tác dụng. Theo đó các tải trọng tác dụng lên công trình được phân thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.
1. Tải trọng thường xuyên: bao gồm trọng lượng công trình và các thiết bị cố định đặt trên và trong công trình (cửa van, thiết bị đóng mở v.v…).
2. Tải trọng tạm thời, phân ra:
a) Tải trọng tạm thời dài hạn:
– áp lực nước tác động trực tiếp lên bề mặt công trình và nền, áp lực thấm ứng với mực nước lớn nhất khi xẩy ra lũ thiết kế trong điều kiện thiết bị chống thấm và tiêu nước làm việc bình thường.
– Trọng lượng đất và áp lực bên của nó; áp lực của đất đá tác dụng lên vỏ đường hầm.
– Tải trọng gây ra do kết cấu chịu ứng suất trước.
– áp lực đất phát sinh do biến dạng của nền và kết cấu công trình, do tải trọng bên ngoài khác.
– áp lực bùn cát.
– Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước khi đất chưa cố kết hoàn toàn.
– Tác động nhiệt lên công trình và nền.
– áp lực do sóng khi gió tính toán có tốc độ bình quân nhiều năm (Wbqmax).
– Tải trọng gió.
– Tải trọng động sinh ra trong đường dẫn có áp và không áp khi thượng lưu có mực nước dâng bình thường.
b) Tải trọng tạm thời ngắn hạn:
– Tải trọng do tàu thuyền và vật trôi (neo buộc, va đập).
– Tải trọng do thiết bị nâng, bốc dà, vận chuyển và các máy móc, kết cấu khác.
– áp lực nước va trong thời kỳ khai thác bình thường.
c) Tải trọng tạm thời đặc biệt:
– Tải trọng do động đất hoặc nổ.
– áp lực nước tương ứng khi xảy ra lũ kiểm tra.
– Tải trọng do áp lực kẽ rỗng khi đất chưa cố kết hoàn toàn, ứng với mực nước lũ kiểm tra khi thiết bị tiêu nước làm việc bình thường, hay ứng với mực nước dâng bình thường khi thiết bị tiêu nước bị hỏng.
– áp lực nước thấm khi thiết bị chống thấm và tiêu nước không làm việc bình thường.
– áp lực sóng khi xảy ra gió và tốc độ lớn nhất thiết kế.
– áp lực nước va khi đột ngột cắt toàn bộ phụ tải.
– Tải trọng động sinh ra trong đường dẫn nước khi thượng lưu có mực nước lũ thiết kế.
– áp lực phát sinh trong mái đất do mực nước sông, hồ bị hạ thấp đột ngột (rút nhanh).

II. Tổ hợp tải trọng

Trong thiết kế, để đảm bảo cho công trình được an toàn và kinh tế, người ta phải tính toán theo các tổ hợp tải trọng khác nhau.
1. Tổ hợp tải trọng cơ bản: bao gồm các tải trọng và tác động thường xuyên, tạm thời dài hạn, tạm thời ngắn hạn mà đối tượng đang thiết kế có thể phải tiếp nhận cùng một lúc.
2. Tổ hợp tải trọng đặc biệt: vẫn bao gồm các tải trọng và tác động đã xét trong tổ hợp tải trọng cơ bản, nhưng một trong chúng được thay thế bằng tải trọng (hoặc tác động) tạm thời đặc biệt. Trường hợp tải trọng cơ bản có xét thêm tải trọng động đất hoặc nổ cũng được xếp vào loại tổ hợp đặc biệt.
Trong thiết kế cần phải tính toán với nhiều tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt khác  nhau  để  xác định  được  tổ  hợp  tải  trọng  bất  lợi nhất. Thường tổ hợp tải trọng cơ bản dùng để tính toán kích thước công trình, và tổ hợp tải trọng đặc biệt dùng để kiểm tra sự làm việc an toàn của nó.
Sự khác nhau của các tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt trong tính toán chính là sự áp dụng các hệ số tổ hợp tải trọng khác nhau (xem Bài Các phương pháp tính toán). Ví dụ, với tổ hợp tải trọng cơ bản, lấy nc = 1,0; với tổ hợp tải trọng đặc biệt, lấy nc = 0,9. Ngoài ra quy
phạm  cũng quy định xét thêm các tổ hợp tải trọng  trong thời kỳ thi công với  hệ số nc = 0,95 [19].

 170 total views,  1 views today

Để lại bình luận