Đang tải... (xem toàn văn)
Công trình có 2 loại bể chứa nước : Bể nước ngầm đặt tại tầng hầm có nhiệm vụ chứa nước bơm trực tiếp từ nguồn nước thành phố và là bể nước dự trữ. Bể nước ngầm gồm bể nước sinh hoạt và bể nước cứu hỏa. Bể nước mái đặt tại tầng mái có nhiệm vụ chứa nước bơm nước từ bể ngầm và là nguồn nước sinh hoạt cho cả công trình. Chọn bể nước mái để tính toán kết cấu. Bể nước có hệ kết cấu đặt lên hệ cột và vách cứng.
GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI CHƯƠNG THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -1- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI I TỔNG QUAN TỔNG QUAN VẾ KẾT CẤU BỂ NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH Công trình có loại bể chứa nước : - Bể nước ngầm đặt tầng hầm có nhiệm vụ chứa nước bơm trực tiếp từ nguồn nước thành phố bể nước dự trữ Bể nước ngầm gồm bể nước sinh hoạt bể nước cứu hỏa - Bể nước mái đặt tầng mái có nhiệm vụ chứa nước bơm nước từ bể ngầm nguồn nước sinh hoạt cho công trình Chọn bể nước mái để tính toán kết cấu Bể nước có hệ kết cấu đặt lên hệ cột vách cứng LỰA CHỌN DUNG TÍCH BỂ NƯỚC a Các thông số sử dụng nước sinh hoạt Công công trình chung cư cao cấp với 10 tầng hộ tầng trung tâm mua sắm ( tầng khu vực sinh hoạt công cộng ) Mỗi tầng nhà có 20 hộ Tính trung bình hộ có nhân Vậy ước tính số nhân thường xuyên sinh hoạt công trình thời điểm đông : 800 người Thể tích nước sinh hoạt cho siêu thị khu vực lấy gần thêm 25% tổng nhân Các thông số dùng nước trang thiết bị dụng cụ sử dụng nước công trình lấy theo bảng tra sách Cấp thoát nước – Bộ xây dựng cho công trình nhà bình thường, có hệ thống cấp thoát nước, dụng cụ vệ sinh thiết bị tắm thông thường - Tiêu chuẩn dùng nước trung bình người ngày đêm : qshtb = 170l/người.ngàyđêm - Số nhân dùng nước : N = 800*1.25 = 1000 (người) - Hệ số điều hòa theo ngày : kng = 1.35 ( 1.35÷1.5 ) theo TCXD 33-68 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -2- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI - Hệ số điều hòa theo : kg = 1.4 ( 1.4÷1.7 ) - Bể nước mái chức chữa cháy nên ta không tính toán dung lượng nước phục vụ chữa cháy - Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt ngày đêm công trình qshtb N k ng Qtt 1000 = = 170*1000*1.35 1000 = 230 (m3/ngàyđêm) b Lựa chọn dung tích bể nước mái Chọn chế độ bơm lần ngày số bể chứa Thể tích bể nước : V= Qtt = 115 (m3) Vị trí đặt bể nước : kết cấu bể nước có tải trọng đặt lên lớn yếu cầu độ võng, hạn chế khe nứt, nên bố trí hệ kết cấu bể nước cột, vách công trình O đó, lợi dụng đặt bể nằm khung trục 3, 4, B, C, kết cấu bể nước đặt cột khung vách cứng Kích thước bể nước : - Kích thước mặt bể : 8.5*9 = 76.5 (m) - Chiều cao bể : hb = 115 76.5 = 1.5 (m) - Chọn kích thước bể : 8.5*9*1.5 = 115 (m3) a b - Theo tỉ lệ cạnh : < 3, hb < 2a , bể nước mái bể thấp II THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế bể nước mái theo trình tự yêu cầu sau : - Chọn kích thước bể nước dựa vào dung lượng nước cần thiết công trình số lượng bể nước SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -3- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI - Lựa chọn kết cấu bể nước - Tính toán nội lực cấu kiện bể - Tính toán bố trí cốt thép cho cấu kiện bể nước - Kiểm tra điều kiện độ võng vết nứt LỰA CHỌN KẾT CẤU Bể nước kết cấu BTCT toàn khối Kết cấu bể gồm hệ khung Cao trình đáy bể cách cao trình mặt sàn mái m a Hệ khung Hệ kết cấu khung gồm cột hệ dầm 4500 9000 4500 - Cột cấy cột thành Nhiệm vụ truyền toàn tải trọng từ bể xuống hệ kết cấu thẳng đứng công trình - Hệ dầm gồm hệ dầm nắp 8500 liên kết cho cạnh 4250 tựa cho hệ dầm khung bể 4250 vách công trình, gối C B hệ dầm đáy - Hệ dầm nắp gối tựa cho nắp, gồm dầm biên ( dầm khung ) tựa lên cột dầm tựa lên dầm khung Dầm nhận tải từ nắp truyền xuống dầm Dầm tiếp nhận tải trọng từ nắp dầm phụ truyền xuống cột Ngoài ra, nắp gối tựa thành - Hệ dầm đáy có kết cấu chức tương tự dầm nắp Cơ kích thước hệ dầm đáy lớn so với hệ dầm nắp chịu tải trọng lớn Dầm gối tựa thành b Bản Bể nước có nắp, thành đáy SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -4- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI - Bản nắp tựa lên hệ dầm nắp, có nhiệm vụ che chắn, - Bản đáy tựa lên hệ dầm đáy, chịu áp lực nước bể - Bản thành liên kết với hệ dầm nắp, dầm đáy cột, vừa chịu áp lực nước vừa tiếp nhận áp lực gió LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC – TIẾT DIỆN a Khung Cột bể nước đặt trực tiếp lên cột nhà vách cứng - Tiết diện cột : 30x30 (cm), C3030 Hệ dầm nắp tựa lên cột : - Tiết diện dầm biên – dầm : hd = ( 1/12 ÷ 1/8 ).l = ( 1/12 ÷ 1/8 ).900 = ( 75 ÷ 112.5 ) (cm) Chọn hd : 60 (cm ) dầm nắp hạn chế độ võng thành bên bd = (1/3 ÷ 2/3 ).hd = ( 20 ÷ 40 ) (cm) Chọn bd : 30 (cm) → Dầm biên : DN3060 - Tiết diện dầm phụ : hd = ( 1/20 ÷ 1/12 ).l = ( 1/20 ÷ 1/12 ).900 = ( 45 ÷ 75 ) (cm) Chọn hd : 45 (cm ) bd = (1/3 ÷ 2/3 ).hd = ( 15 ÷ 30 ) (cm) Chọn bd : 25 (cm) → Dầm phụ : DN2545 Hệ dầm đáy tựa lên cột : - Tiết diện dầm biên – dầm : hd = ( 1/12 ÷ 1/8 ).l = ( 1/12 ÷ 1/8 ).900 = ( 75 ÷ 112.5 ) (cm) Chọn hd : 75 (cm ) bd = (1/3 ÷ 2/3 ).hd = ( 25 ÷ 50) (cm) Chọn bd : 30 (cm) → Dầm biên : DD3075 - Tiết diện dầm phụ : hd = ( 1/20 ÷ 1/12 ).l = ( 1/20 ÷ 1/12 ).900 = ( 45 ÷ 75 ) (cm) Chọn hd : 60 (cm ) bd = (1/3 ÷ 2/3 ).hd = ( 20 ÷ 40 ) (cm) Chọn bd : 30 (cm) → Dầm phụ : DD3060 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -5- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI b Bản Bản nắp bị chia thành ô đơn hệ dầm nắp với kích thước ô : l 1*l2 = 425x450 (cm), ô nắp làm việc ô đơn làm việc phương - Chiều dày nắp : δn = (1/45÷1/40)*l1= (9.4 ÷ 10.6) (cm), chọn δn = 10 cm, S10 Bản thành làm việc phương – loại dầm, nhịp làm việc theo phương ngắn : 150 cm - Chiều dày thành : δt = (1/35÷1/30)*l = (4.3÷5) (cm), ta thấy mỏng, không hợp lý, chọn thành có chiều dày δt = (cm), S8 Bản đáy bị chia thành ô đơn hệ dầm nắp với kích thước ô : l 1*l2 = 425x450 (cm), ô nắp làm việc ô đơn làm việc phương - Chiều dày đáy : δđ = (1/45÷1/40)*l1= (9.4 ÷ 10.6) (cm), đáy chịu tải trọng lớn nên chọn δđ = 12 cm, S12 THIẾT KẾ BẢN NẮP Bản nắp đúc toàn khối theo chu vi bể tựa hệ dầm nắp Kích thước lỗ thăm : 80*80 (cm) a Sơ đồ tính 4500 Dầm biên tựa lên cột Dầm tựa lên dầm biên Giả thiết hệ dầm gối tựa chia nắp thành ô xem làm việc độc lập 4250 chuyển vị thẳng đứng, hệ dầm S10 Tỉ lệ ô : l2/l1 = 4.5/4.25 = 1.06, làm việc kê cạnh chịu lực phương Liên kết : tỷ lệ hd/hn = 45/10 = 4.5, xem cạnh liên kết ngàm Sơ đồ tính : ô đơn phương đầu ngàm b Tải trọng Tĩnh tải Lớp Chiều dày (m) γ (kG/m3) gtc (kG/m2) n gtt (kG/m2) Vữa trát 0.02 1800 36 1.3 47 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -6- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM Bản BTCT Vữa trát 0.10 0.02 CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI 2500 250 1800 36 tt G bn= 369 (kG/m ) 1.1 1.3 275 47 Hoạt tải : hoạt tải nắp bể hoạt tải sửa chữa - Ptcbn = 75 kG/m2 Hệ số độ tin cậy n : 1.3 - Pttbn = 75*1.3 = 97.5 (kG/m2) Tổng tải trọng lên nắp : - Qttbn = Gttbn + Pttbn = 466.5 ≈ 470 (kG/m2) c Nội lực nắp Ô đơn phương cạnh ngàm có nội lực tra từ sơ đồ Giá trị Momen : - Mnhịp cạnh l1 : - Mnhịp cạnh l2 : - Mgối cạnh l1 : - Mgối cạnh l2 : M max M max I M II M = α1*Qtt*l1*l2 = 0.0190*0.47*4.5*4.25 = 0.17 (Tm) = α2*Qtt*l1*l2 = 0.0167*0.47*4.5*4.25 = 0.15 (Tm) = β1*Qtt*l1*l2 = 0.0443*0.47*4.5*4.25 = 0.40 (Tm) = β2*Qtt*l1*l2 = 0.0383*0.47*4.5*4.25 = 0.34 (Tm) d Cốt thép nắp Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI (∅ : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Thép AIII (∅ : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dải có kích thước : δb = 10 (cm), bb = 100 (cm) - Giả thiết a = (cm), h0 = 10 – = (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -7- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM αm = M Rb b.h02 CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI ; γ = 1-0.5* ξ ; Fa = M γ Rs h0 ; μ= Fa 100 b.h0 (%) - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT thầy Nguyễn Đình Cống ) - Hàm lượng cốt thép tối đa : μmax = ξR* Rb Rs = 3.98% ) - Hàm lượng cốt thép tối thiểu : μmin = 0.1% (cấu kiện chịu uốn) Bảng giá trị cốt thép : Vị trí M max M max I M II M Momen Rs kGm kG/cm2 Rb kG/cm2 170 2250 145 150 2250 145 400 2250 145 340 2250 145 αm 0.016 0.014 0.037 0.031 ξ γ 0.01 0.01 0.03 0.99 0.99 0.98 0.98 0.032 Fa cm2 0.95 0.84 2.30 1.92 Fc (cm2) μ (%) ∅8a200 2.51 0.31 ∅8a200 3.92 0.48 ∅10a200 2.51 0.31 ∅10a200 3.92 0.48 Kiểm tra điều kiện : - Điều kiên ξ ≤ ξR : thỏa, bê tông cốt thép làm việc hiệu quả, phá hoại dẻo - Điều kiện μmin ≤ μ ≤ μmax : thỏa Cốt thép cấu tạo gia cường : - Vị trí quanh lỗ thăm gia cường thép 2∅10 THIẾT KẾ BẢN THÀNH a Sơ đồ tính - Đối với bể thấp, thành làm việc liên kết ngàm với dầm đáy cạnh bên liên kết với cột Cạnh với dầm nắp nên xem gối tựa đơn - Bản thành có tỉ lệ l2/l1 > nên làm việc loại dầm làm việc theo phương cạnh ngắn có liên kết ngàm đầu gối tựa đơn SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -8- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI - Thực tế, thành bị nén lệch tâm lớn ( có lực dọc N Momen uốn ) với giá trị Momen uốn lớn so với lực nén Vì xem bể chịu uốn - Cắt dải rộng 1m (bt = 1m) có chiều dày δt - Sơ đồ tính : dầm đầu ngàm đầu khớp b Tải trọng Tải trọng bất lợi : áp lực nước gió hút Tải trọng ngang nước : - Xét trường hợp bất lợi nước đầy bể chứa Biểu đồ áp lực có dạng tam giác, tăng tuyến tính từ đỉnh chân thành Áp lực nước đáy bể : n pmax = b*γn*H = 1.1*1000*1.5 = 1650 (kG/m2) Tải trọng gió : - Tp HCM thuộc vùng áp lực gió II-A, W0 = 83 kG/m2 - Cao trình đáy bể : đáy bể đặt cách sàn mái 1m : Hđ = 42.6 (m) - Cao trình nắp bể : Hn = 44.1 (m) Vì chiều cao bể không lớn, xem giá trị gió không thay đổi, tải gió phân bố chữ nhật với k = 0.994 (z = 44.1m) - Ch = 0.6 - Phía gió hút : phg = 1.2*83*0.994*0.6 = 60 (kG/m2) Vì thành bị uốn tải trọng ngang nên không khai báo tải trọng thân an toàn Tải trọng lên dải dầm tính toán : - Cao trình đáy : - Cao trình đỉnh : q1tt = (1650 + 60)*1 = 1710 (kG/m) q2tt = 60*1 = 60 (kG/m) 60 (kG/m) M2 1500 4500 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -9- 1710 (kG/m) M1 GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI c Nội lực - M1 = - M2 = tt q1 l 15 = tt q1 l 33.6 1710*1.52 15 = = 257 (kG.m) 1710*1.52 33.6 = 115 (kG.m), x = 0.553*l = 0.553 (m) d Tính thép Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI (∅ : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Thép AIII (∅ : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dải có kích thước : δb = (cm), bb = 100 (cm) - Giả thiết a = (cm), h0 = – = (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : αm = M Rb b.h02 ; γ = 1-0.5* ξ ; μ = Fa 100 b.h0 (%) ; Fa = M γ Rs h0 - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT thầy Nguyễn Đình Cống ) - Hàm lượng cốt thép tối đa : μmax = ξR* Rb Rs = 3.98% ) - Hàm lượng cốt thép tối thiểu : μmin = 0.1% (cấu kiện chịu uốn) Bảng giá trị cốt thép : Vị trí M1 M2 Momen Rs kGm kG/cm2 257 2250 115 2250 Rb αm ξ kG/cm2 145 0.042 0.043 0.01 145 0.019 0.979 Fa cm2 1.95 Fc (cm2) ∅8a200 2.51 μ (%) 0.42 0.991 0.86 ∅8a200 2.51 0.42 γ SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -10- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI Kiểm tra điều kiện : - Điều kiên ξ ≤ ξR : thỏa, bê tông cốt thép làm việc hiệu quả, phá hoại dẻo - Điều kiện μmin ≤ μ ≤ μmax : thỏa Cốt thép cấu tạo gia cường : Thép cấu tạo lưới : ∅6a250 THIẾT KẾ BẢN ĐÁY a Sơ đồ tính 4500 Dầm biên tựa lên cột Dầm tựa lên dầm đứng, hệ dầm chia nắp thành ô xem làm việc độc lập 4250 biên Giả thiết hệ dầm gối tựa chuyển vị thẳng S12 Tỉ lệ ô : l2/l1 = 4.5/4.25 = 1.06, làm việc kê cạnh chịu lực phương Liên kết : tỷ lệ hd/hn = 60/12 = 5, xem cạnh liên kết ngàm Sơ đồ tính : ô đơn phương đầu ngàm b Tải trọng Áp lực thủy tĩnh : P = 1.1*1000*1.5 = 1650 (kG/m2) Hoạt tải : Hoạt tải sửa chữa thay áp lực nước sửa chữa bể nước Tĩnh tải Lớp Vữa trát Lớp chống thấm Bản BTCT Vữa trát Chiều dày m 0.04 0.12 0.02 γ gtc kG/m3 kG/m2 1800 72 2500 300 1800 36 tt G bđ = 471 (kG/m ) n 1.3 1.1 1.3 gtt kG/m2 94 330 47 Tải trọng lên đáy : Qttbđ = 471 + 1650 = 2121 (kG/m2) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -11- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI c Nội lực Ô đơn phương cạnh ngàm có nội lực tra từ sơ đồ Giá trị Momen : - Mnhịp cạnh l1 : - Mnhịp cạnh l2 : - Mgối cạnh l1 : - Mgối cạnh l2 : M max M max I M II M = α1*Qtt*l1*l2 = 0.0190*2.121*4.5*4.25 = 0.77(Tm) = α2*Qtt*l1*l2 = 0.0167*2.121*4.5*4.25 = 0.68(Tm) = β1*Qtt*l1*l2 = 0.0443*2.121*4.5*4.25 = 1.80(Tm) = β2*Qtt*l1*l2 = 0.0383*2.121*4.5*4.25 = 1.55(Tm) d Cốt thép Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI (∅ : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Thép AIII (∅ : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dải có kích thước : δb = 12 (cm), bb = 100 (cm) - Giả thiết a = (cm), h0 = 12 – = 10 (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : αm = M Rb b.h02 ; γ = 1-0.5* ξ ; Fa = M γ Rs h0 ; μ= Fa 100 b.h0 (%) - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT thầy Nguyễn Đình Cống ) - Hàm lượng cốt thép tối đa : μmax = ξR* Rb Rs = 3.98% ) - Hàm lượng cốt thép tối thiểu : μmin = 0.1% (cấu kiện chịu uốn) Bảng giá trị cốt thép : Vị trí Momen Rs Rb αm ξ SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 γ Fa Fc μ -12- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM kGm M max M max I M II M CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI kG/cm2 kG/cm2 770 2250 145 680 2250 145 1800 2250 145 1550 2250 145 cm2 0.045 0.040 0.106 0.091 0.04 0.04 0.112 0.09 0.977 3.50 0.980 3.10 0.944 8.50 0.952 7.24 (cm2) (%) ∅8a150 3.52 0.352 ∅8a150 3.52 0.352 ∅10a100 8.64 0.864 ∅10a100 8.64 0.864 Kiểm tra điều kiện : - Điều kiên ξ ≤ ξR : thỏa, bê tông cốt thép làm việc hiệu quả, phá hoại dẻo - Điều kiện μmin ≤ μ ≤ μmax : thỏa Cốt thép cấu tạo gia cường : Thép cấu tạo lưới : ∅8a250 THIẾT KẾ HỆ DẦM NẮP - DẦM ĐÁY a Sơ đồ tính Tính hệ khung gồm cột dầm làm việc đồng thời mô hình Sap2000 Cần lưu ý tương quan tiết diện cột dầm đáy dẫn đến nội lực có Momen gối bé Momen nhịp b Tải trọng Sơ đồ truyền tải : Bản nắp đáy : truyền vào dầm nắp theo dạng hình thang tam giác Vì tỉ lệ cạnh tương đương nên ta xem truyền tải gần theo dạng tam giác cho hệ dầm Bản thành truyền tải gồm áp lực nước gió hút vào dầm nắp dầm đáy Giá trị : Tải từ vào dầm theo dạng tam giác với giá trị lớn : q max = Qtt*l1, với l1 nhịp ngắn - Bản nắp : qmax = 0.47*4.25/2 = (T/m) Quy phân bố : q = qmax*5/8 = 0.62 (T/m) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -13- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI - Bản đáy : qmax = 2.121*4.25/2 = 4.5 (T/m) Quy phân bố : q = q max*5/8 = 2.82 (T/m) Tải trọng thân dầm - Bản nắp DN2545 : - Bản nắp DN3060 : - Bản đáy DD3060 : - Bản đáy DD3075 : g 1dn g dn g 1dd g dd = 0.25* (0.45-0.1)*2.5*1.1 = 0.24 (T/m) = 0.3* (0.6-0.1)*2.5*1.1 = 0.42 (T/m) = 0.3* (0.60-0.12)*2.5*1.1 = 0.40 (T/m) = 0.3* (0.75-0.12)*2.5*1.1 = 0.52 (T/m) Tải trọng thân thành lên dầm đáy - Bản thành dày 10 cm, cao 1.5 – 0.6 = 0.9 m : gt = 0.1*0.9*2.5*1.1 = 0.25 (T/m) Tải trọng ngang thành truyền vào dầm nắp dầm đáy - Áp lực thủy tĩnh xem truyền vào dầm đáy : p = 1650 (kG/m) - Áp lực gió bất lợi áp lực gió hút tác dụng lên thành dài m : p’ = 1.5*60/2 = 45 (kG/m) Bảng tải trọng phân bố lên dầm Dầm chịu lần tải trọng từ sàn Tải đứng (T/m) Dầm Tải q gd Tải dầm gt Tải thành Tổng Tải ngang P (T/m) DN4525 0.62*2 0.24 - 1.48 - DN6030 0.62 0.42 - 1.04 (0.045) DD6030 2.82*2 0.40 - 6.04 - DD7530 2.82 0.52 0.25 3.6 1.65 (1.7) c Nội lực - Vì nhịp dầm chênh lệch không lớn, lấy nội lực dầm nhịp 9m để tính cốt thép Dầm Nhịp (m) Momen gối Mmin (T.m) Momen nhịp Mmax (T.m) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 Lực cắt Q (T) -14- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI DN4525 -5.30 9.69 6.66 DN6030 -9.50 15.18 7.83 DD6030 -17.02 44.14 27.18 DD7530 -30.36 63.84 29.03 d Cốt thép dọc dầm Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI (∅ : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Thép AIII (∅ : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dầm có kích thước : hd x bd (cm) - Giả thiết a = (cm), h0 = hd – (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : αm = M Rb b.h02 ; γ = 1-0.5* ξ ; Fa = M γ Rs h0 ; μ= Fa 100 b.h0 (%) - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT thầy Nguyễn Đình Cống ) - Hàm lượng cốt thép tối đa : μmax = ξR* Rb Rs = 3.98% ) - Hàm lượng cốt thép tối thiểu : μmin = 0.1% (cấu kiện chịu uốn) Bảng giá trị cốt thép : Dầm DN4525 DN6030 DD6030 αm ξ γ Gối Nhịp Gối Nhịp M T.m -5.30 9.69 -9.50 15.18 0.091 0.167 0.072 0.115 0.096 0.184 0.075 0.123 0.952 0.908 0.962 0.939 Fa cm2 3.81 7.31 4.92 8.06 Gối -17.02 0.129 0.139 0.930 Nhịp 44.14 0.335 0.426 0.787 Vị trí SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 9.11 Fc (cm2) 5ϕ16 5ϕ16 5ϕ16 3ϕ16+2ϕ18 3ϕ20 + 4ϕ20 10.05 10.05 10.05 11.11 21.99 27.94 3ϕ20+4ϕ25 29.06 μ (%) 1.01 1.01 0.61 0.67 1.33 1.76 -15- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM DD7530 Gối Nhịp -30.36 63.84 0.142 0.300 CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI 0.154 0.367 0.923 0.817 12.88 30.60 7ϕ20 3ϕ20+4ϕ28 21.99 34.06 1.05 1.62 Kiểm tra điều kiện : - Điều kiên ξ ≤ ξR : thỏa, bê tông cốt thép làm việc hiệu quả, phá hoại dẻo - Điều kiện μmin ≤ μ ≤ μmax : thỏa e Cốt đai dầm - Chọn đai : đai nhánh ϕ8, Asw = (cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Nếu QA ≤ Q0 = 0.5*1.5*Rbt*b*h0 không cần tính cốt đai mà bố trí cấu tạo Nếu không thỏa tính cốt đai - Điều kiện bê tông chịu nén vết nứt nghiêng : QA ≤ Qbt = 0.3*φw1*φb1*Rb*b*h0 Với φw1 = ÷ 1.05 φb1 = 1-β*Rbvới β = 0.01 ( bê tông nặng ) Rb = 17 MPa → φb1 = 0.83 - Nếu QA ≤ 0.7*Qbt tính theo thực nghiệm : - Điều kiện độ bền tiết diện nghiêng : Q ≤ Qb + Qsw + Qs.inc Với Qs.inc : khả chống cắt cốt xiên Ta không bố trí cốt xiên nên không Qb : lực cắt bê tông chịu : Qb = Mb C Với Mb = φb2*( + φf + φn )*Rbt*b*h02, φb2 = 2, φf = ( tiết diện chữ T nên cánh), φn = dầm lực dọc - Tính C* = 2Mb/QA Tra C, C0 → Qb = Mb/C - Khả chịu cắt lại mà cốt thép phải chịu : q sw1*C0 = QA-Qb → qsw1 = (QA-Qb)/ C0 Xét điều kiện qsw2 = Qbmin/2h0 Chọn qsw = max ( qsw1, qsw2), chọn qsw max s - Tính bước đai stt = Rsw*Asw/qsw SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -16- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM - Bước đai cho phép lớn : smax = CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI 1.5Rk * b * h02 Qmax - Bước đai cấu tạo sct - Chọn s = ( stt, smax, sct ) QA Q0 Asw Qbt Mb kG kG cm2 kG kG.cm 6660 9000 7830 14850 27180 14850 73337 2178000 29030 18900 93338 3528000 - QA≤ Q0 : không tính cốt đai - QA ≤ 0.7*Qbt : điều kiện để tính theo bảng - Chọn qsw = max ( qsw1 qsw2 ) C* cm C cm C0 cm Qb kG qsw kG/cm 160 243 160 243 110 140 13613 14519 139 108 stt mm ct ct 126 162 - stt bố trí cho đoạn dầm có QA đến vị trí Qx = Q0 Đoạn dầm lại bố trí theo cấu tạo - Vậy cốt đai dầm : Dầm DN4524 DN6030 DD6030 DD7530 Đoạn stt sct s bố trí ¼ l từ gối ½ l nhịp ¼ l từ gối ½ l nhịp ¼ l từ gối ½ l nhịp ¼ l từ gối ½ l nhịp 126 162 - 150 338 200 450 200 450 250 500 150 300 200 400 120 300 150 400 III KIỂM TRA KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN VỀ KHE NỨT - Theo Qui định cấp chống nứt bề rộng khe nứt giới hạn hồ nước mái có cấp chống nứt cấp bề rộng khe nứt giới hạn :[a n] = 0.2 mm - Thành hồ & đáy hồ tính theo cấu kiện chịu uốn Vết nứt tính theo hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -17- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM a CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI Cơ sở lý thuyết - Theo TCVN 365 - 2005, mục 7.1.2 bề rộng khe nứt xác định theo công thức : acrc = δ ϕ1.η σa 20.(3,5 −100µ ).3 d Ea - Trong đó: δ: Hệ số lấy Cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm: 1,0 Cấu kiện chịu kéo: 1,2 φ1= Hệ sốlấy có tác dụng tải trọng tạm thời ngắn hạn tác dụng ngắn hạn tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn η : Hệ số lấy sau: Với cốt thép có gờ: 1,0 Với thép tròn trơn: 1,3 Với cốt thép sợi có gờ cáp: 1,2 Với cốt thép trơn: 1,4 d: đuờng kính cốt thép µ: Hàm lượng cốt thép σa : Ứng suất cốt thép S tính theo công thức σa = M As z - Trong đó: M: Momen tiêu chuẩn tác dụng thành hồ m chiều rộng As : Diện tích cốt thép SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -18- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI z: Khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt hợp lực vùng chịu nén tiết diện bêtông phía vết nứt xác định sau: z h1 ϕf +ξ2 h =h0 ×1 − ϕ + ξ f ( ) h1 = 2a: cấu kiện chữ nhật - Chiều cao vùng chịu nén tương đối bêtông tính sau: ξ= 1 +5 ( δ '+ λ) β+ 10αµ ± 1, +ϕf e 11,5 s tot m5 h0 - Số hạng thứ công thức lấy dấu “+” có lực nén trước, ngược lại lấy dấu “-“ có lực kéo trước, tính toán cho cấu kiện chịu uốn nên số hạng thứ φf : xác định theo công thức: ϕf (b = ' f ) − b × h' f + α As ' 2ν bh0 - Trong đó: β: Hệ số lấy sau: Đối với bêtông nặng & bêtông nhẹ:1,8 Đối với bêtông hạt nhỏ: 1,6 Đối với bêtông rỗng bêtông tổ ong:1,4 = δ’ M bh Rn λ =ϕf h' f 1 − ÷ ÷ 2h0 es tot: Độ lệch tâm lực dọc N trọng tâm tiết diện cốt thép, tương ứng với momen M (Do tính theo cấu kiện chịu uốn nên cho es tot = 0) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -19- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI = Ea Eb α hf’ = 2a’ As' : diện tích cốt thép căng trước As' =0 bf’ : Phần chiều cao chịu nén cánh tiết diện chữ I, T bf’ = υ: Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bêtông vùng chịu nén, phụ thuộcvà độ ẩm môi trường tính chất dài hạn & ngắn hạn tải trọng υ = 0,15 tải trọng dài hạn, υ =0,45 Đối với tải trọng ngắn hạn môi trường có độ ẩm lớn 40% = µ Fa bh0 hàm lượng cốt thép a Kết tính toán bề rộng khe nứt thành đáy hồ nước BẢN ĐÁY Giá trị Cạnh ngắn l1 Nhịp Gối Cạnh dài l2 Nhịp Gối 170 170 Rn (kG/cm2) Ea (kG/cm2) Eb (kG/cm2) α b(cm) h (cm) a (cm) a'(cm) h1(cm) h'f(cm) ho(cm) As(cm2) 2,10E+0 2,90E+0 7,24 100 12 2 4 10 2,52 Mtt(kGcm) 170 170 BẢN THÀNH Cạnh ngắn l1 Nhịp Gối 170 170 7,24 100 12 2 4 10 2,10E+0 2,90E+0 7,24 100 2 4 2,52 2,10 E+06 2,90 E+05 7,24 100 2 4 2,52 1160 9666, 667 0,002 52 1 7,24 100 12 2 4 10 4,71 2,10E+0 2,90E+0 7,24 100 12 2 4 10 2,52 61700 143300 53300 122600 26000 Mtc(kGcm) 51416,67 119416,7 44416,67 102166,7 21666,67 µ 0,00252 0,00471 0,00252 0,003925 0,00252 δ φ1 η d (mm) 1 1 10 1 1 10 1 2,10E+06 2,90E+05 SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 2,10E+06 2,90E+05 -20- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG : BỂ NƯỚC MÁI β 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 δ' 0,030245 0,070245 0,026127 0,060098 0,012745 φf λ υ 0 0,15 0 0,15 0 0,15 0 0,15 0 0,15 ξ 0,123306 0,173536 0,125046 0,156827 0,131057 z(cm) 9,383468 9,13232 9,374769 9,215865 9,344717 σa (kG/cm2) 2174,403 2776,278 1880,117 2824,447 920,0796 acrc (mm) 0,134523 0,172547 0,116317 0,18009 0,056922 [a] =0,2mm Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 1,8 0,005 686 0 0,15 0,134 466 9,327 672 411,2 472 0,025 442 Thỏa -21- [...]... 0.0190*2.121*4.5*4.25 = 0.77(Tm) = α2*Qtt*l1*l2 = 0.0167*2.121*4.5*4.25 = 0.68(Tm) = β1*Qtt*l1*l2 = 0.0443*2.121*4.5*4.25 = 1.80(Tm) = β2*Qtt*l1*l2 = 0.0383*2.121*4.5*4.25 = 1.55(Tm) d Cốt thép Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI ( : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2), Rsw = 1750 (kG/cm2) - Thép AIII ( : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công... a Kết quả tính toán bề rộng khe nứt ở thành và đáy hồ nước BẢN ĐÁY Giá trị Cạnh ngắn l1 Nhịp Gối Cạnh dài l2 Nhịp Gối 170 170 Rn (kG/cm2) Ea (kG/cm2) Eb (kG/cm2) α b(cm) h (cm) a (cm) a'(cm) h1(cm) h'f(cm) ho(cm) As(cm2) 2,10E+0 6 2,90E+0 5 7,24 100 12 2 2 4 4 10 2,52 Mtt(kGcm) 170 170 BẢN THÀNH Cạnh ngắn l1 Nhịp Gối 170 170 7,24 100 12 2 2 4 4 10 4 2,10E+0 6 2,90E+0 5 7,24 100 8 2 2 4 4 6 2,52 2,10... 1750 (kG/cm2) - Thép AIII ( : 12↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2) Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dầm có kích thước : hd x bd (cm) - Giả thiết a = 5 (cm), h0 = hd – 5 (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : αm = M Rb b.h02 ; γ = 1-0.5* ξ ; Fa = M γ Rs h0 ; μ= Fa 100 b.h0 (% ) - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra được ξR= 0.618 ( bảng... (0 .45-0.1)*2.5*1.1 = 0.24 (T/m) = 0.3* (0 .6-0.1)*2.5*1.1 = 0.42 (T/m) = 0.3* (0 .60-0.12)*2.5*1.1 = 0.40 (T/m) = 0.3* (0 .75-0.12)*2.5*1.1 = 0.52 (T/m) Tải trọng bản thân bản thành lên dầm đáy - Bản thành dày 10 cm, cao 1.5 – 0.6 = 0.9 m : gt = 0.1*0.9*2.5*1.1 = 0.25 (T/m) Tải trọng ngang bản thành truyền vào dầm nắp và dầm đáy - Áp lực thủy tĩnh xem như chỉ truyền vào dầm đáy : p = 1650 (kG/m) - Áp lực gió bất lợi... Momen gối Mmin (T.m) Momen nhịp Mmax (T.m) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 Lực cắt Q (T) -14- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG 6 : BỂ NƯỚC MÁI DN4525 9 -5.30 9.69 6.66 DN6030 9 -9.50 15.18 7.83 DD6030 9 -17.02 44.14 27.18 DD7530 9 -30.36 63.84 29.03 d Cốt thép dọc trong dầm Vật liệu : - Bê tông : B25, Rb = 145 (kG/cm2), Rbt = 10.5 ( kG/cm2) - Thép AI ( : 6, 8, 10) : Rs = Rsc = 2250 ( kG/cm2),... 1 (T/m) Quy về phân bố đều : q = qmax*5/8 = 0.62 (T/m) SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 -13- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM CHƯƠNG 6 : BỂ NƯỚC MÁI - Bản đáy : qmax = 2.121*4.25/2 = 4.5 (T/m) Quy về phân bố đều : q = q max*5/8 = 2.82 (T/m) Tải trọng bản thân dầm - Bản nắp DN2545 : - Bản nắp DN3060 : - Bản đáy DD3060 : - Bản đáy DD3075 : g 1dn 2 g dn g 1dd 2 g dd = 0.25* (0 .45-0.1)*2.5*1.1 = 0.24 (T/m)... Công thức tính toán : - Tính cốt thép cho dải bản có kích thước : δb = 12 (cm), bb = 100 (cm) - Giả thiết a = 2 (cm), h0 = 12 – 2 = 10 (cm) - Công thức tính cốt đơn cho tiết diện chữ nhật chịu Momen uốn : αm = M Rb b.h02 ; γ = 1-0.5* ξ ; Fa = M γ Rs h0 ; μ= Fa 100 b.h0 (% ) - Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra được ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT... = 45 (kG/m) Bảng tải trọng phân bố đều lên các dầm Dầm giữa sẽ chịu 2 lần tải trọng từ sàn Tải đứng (T/m) Dầm Tải bản q gd Tải dầm gt Tải thành Tổng Tải ngang P (T/m) DN4525 0.62*2 0.24 - 1.48 - DN6030 0.62 0.42 - 1.04 0 (0 .045) DD6030 2.82*2 0.40 - 6.04 - DD7530 2.82 0.52 0.25 3.6 1.65 (1 .7) c Nội lực - Vì nhịp dầm chênh lệch nhau không lớn, lấy nội lực dầm nhịp 9m để tính cốt thép Dầm Nhịp (m) Momen... không kế đến Qb : lực cắt do bê tông chịu : Qb = Mb C Với Mb = φb2 *( 1 + φf + φn )*Rbt*b*h02, φb2 = 2, φf = 0 ( không phải tiết diện chữ T nên không có cánh), φn = 0 vì trong dầm không có lực dọc - Tính C* = 2Mb/QA Tra C, C0 → Qb = Mb/C - Khả năng chịu cắt còn lại mà cốt thép phải chịu : q sw1*C0 = QA-Qb → qsw1 = (QA-Qb)/ C0 Xét điều kiện qsw2 = Qbmin/2h0 Chọn qsw = max ( qsw1, qsw2), chọn qsw max... μmin = 0.1% (cấu kiện chịu uốn) Bảng giá trị cốt thép : Vị trí Momen Rs Rb αm ξ SVTH:PHÙNG QUANG TRƯỜNG - MSSV:X061665 γ Fa Fc μ -12- GVHD : THẦY ĐINH HOÀNG NAM kGm M 1 max 2 M max I M min II M min CHƯƠNG 6 : BỂ NƯỚC MÁI kG/cm2 kG/cm2 770 2250 145 680 2250 145 1800 2250 145 1550 2250 145 cm2 0.045 0.040 0.106 0.091 0.04 6 0.04 1 0.112 0.09 6 0.977 3.50 0.980 3.10 0.944 8.50 0.952 7.24 (cm2) (% ) ∅8a150