Đang tải... (xem toàn văn)
A. tµi liÖu thiÕt kÕ: Kªnh dÉn níc N ®i qua vïng tròng. Sau khi so s¸nh ph¬ng ¸n thiÕt kÕ ®• ®i tíi kÕt luËn cÇn x©y dùng mét m¸ng bª t«ng cèt thÐp. Dùa vµo ®Þa h×nh, qua tÝnh to¸n thuû lùc vµ thuû n«ng người ta ®• x¸c ®Þnh ®îc kÝch thíc vµ mùc níc yªu cÇu trong cÇu m¸ng nh sau: ChiÒu dµi m¸ng: L = 24 (m) BÒ réng m¸ng: B = 3,0 (m) Cét níc lín nhÊt trong m¸ng: Hmax = 2,0 (m)
Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN đồ án môn học Bê tông cốt thép A tài liệu thiết kế: Kênh dẫn nớc N qua vùng trũng Sau so sánh phơng án thiết kế tới kết luận cần xây dựng máng bê tông cốt thép Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực thuỷ nông ngi ta xác định đợc kích thớc mực nớc yêu cầu cầu máng nh sau: - Chiều dài máng: L = 24 (m) - Bề rộng máng: B = 3,0 (m) - Cột nớc lớn máng: Hmax = 2,0 (m) Hỡnh 1: S cu mỏng Vùng xây dựng công trình có cờng độ gió q = 1,2 (KN/m2), h s giú y kg = 0,8, h s giú hỳt kgh = 0,6 Cu mỏng thuc cụng trỡnh cp III Dựng bờ tụng mỏc 250, ct thộp nhúm CI Dung trng bờ tụng: b = 25 (KN/m3) Tra cỏc ph lc giỏo trỡnh Kt cu Bờ tụng ct thộp c cỏc s liu sau: - kn = 1,15, - Rn = 110 (daN/cm2) - Rk = 8,8 (daN/cm2) ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN - R ck = 13 (daN/cm2) - R cn = 145 (daN/cm2) - Ra = R'a = 2100 (daN/cm2) - mb4 = 0,90 - = 0,65 - A0 = 0,439 - Ea = 2,1.106 (daN/cm2) - Eb = 2,65.105 (daN/cm2) -n= Ea = 7,92 Eb - àmin = 0,15% - an.gh = 0,24 (mm) f - = 500 l - nc =1,00 -m=1,1 :mb = mb3 = 1,0 B TNH TON KT CU CC B PHN CU MNG: Tớnh ni lc cỏc b phn cu mỏng vi cỏc t hp ti trng: c bn, c bit, thi gian thi cụng Trong phm vi ỏn ny ch tớnh toỏn cho mt trng hp t hp ti trng c bn Thiết kế lề ngời đi: 1.1 Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài theo chiều dọc máng xem nh dầm cụng xụn ngàm đầu vách máng Chn bề rộng lề L1 = 1,0 m = 100 cm Chiu dy l thay i dn: h1 = ữ 12 cm Trong tớnh toỏn ly chiu dy trung bỡnh h = 10 cm ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN Hình 2: S tớnh toỏn l i 1.2 Tải trọng tác dụng: a- Trọng lợng tiờu chun thân ( qcbt ): q btc = b h b = 25 0,1 = 2,5 (kN/m) b- Ti trng tiờu chun ngi (qcng): qcng = q2 b = = (kN/m) Ti trng tớnh toỏn tng cng tỏc dng lờn l ngi i: qtc = nbt qcbt + nng qcng = 1,05 2,5 + 1,2 = 5,025 (kN/m) STT n v Tờn lc Giỏ tr tiờu chun H s vt ti Giỏ tr tớnh toỏn kN/m Ti trng bn thõn 2,5 1,05 2,625 kN/m Ti trng ngi 1,2 2,4 1.3 Xác định nội lực: ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp qtc=5,025kN/m Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN Hỡnh 3: Biu ni lc l ngi i 1.4 Tớnh toỏn b trớ thộp: Tớnh toỏn thộp cho mt cú mụ men ln nht (mt ct ngm): M = 2,51 kNm Tit din ch nht b = 100 cm, h = 10 cm Chn a = cm, h0 = cm A= k n nc M 1,15.1.25100 = 0,041 = A = 0,042 = mb Rn b.h0 1.110 100.8 Fa = mb Rn b.h0 1.110 100.8.0,042 = = 1,60 (cm2) ma Ra 1,1.2100 B trớ 58/1m (2,51 cm2) B trớ thộp cu to vuụng gúc 46/1m Kiểm tra điều kiện cờng độ theo lực cắt Q (tớnh vi Qmax =503 daN) k1 mb4 Rk b h0 = 0,8 0,9 8,8 100 = 5068,8 daN kn nc Q = 1,15 503= 578,45 daN kn nc Q < k1 mb4 Rk b h0 Khụng cn t ct ngang ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN B trớ thộp l ngi i: Hỡnh 4: B trớ thộp l ngi i Thit k vỏch mỏng: 2.1 S tớnh toỏn: Ct 1m di dc theo chiu di mỏng Vỏch mỏng c tớnh toỏn nh mt dm cụng xụn ngm ti ỏy mỏng v dm dc S b chn cỏc kớch thc vỏch mỏng: - Chiu cao vỏch: Hv = Hmax + = 2,0 + 0,5 = 2,5 m - Bề dày vỏch thay đổi dần từ: hV = 12 ữ 20 cm Hỡnh 5: S tớnh toỏn vỏch mỏng ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN 2.2 Ti trng tõc ng: Do iu kin lm vic ca vỏch mỏng nờn ti trng tỏc dng gm: - Mụ men trung ngi i trờn l truyn xung: M ng - Mụ men trng lng bn thõn l i: M l - p lc tng ng vi H max: qn max - p lc giú (gm giú y v giú hỳt): qg Cỏc ti trng ny gõy cng v cng ngoi vỏch mỏng - Cỏc ti trng gõy cng ngoi: M l, qg 2,5.12 = = 1,25 (kNm) c l M = Ml = nl M lc = 1,05 1,25= 1,313(kNm) c q gd = kg.qg.1 = 0,8.1,2.1 = 0,96 (kN/m) c qg = ng.q gd = 1,3.0,96 = 1,248 (kN/m) - Cỏc ti trng gõy cng trong: M l, Mng, qn max, qgh M lc = 1,25 kNm; Ml = 1,313 (kNm) M c ng q c ng L12 2.12 = = = (kNm) 2 c Mng = nng M ng = 1,2 = 1,2 (kNm) Biu ỏp lc nc cú dng hỡnh tam giỏc: q cn max = k n Hmax = 1,3 10 = 26 (kN/m) q n max = nn q cn max = 26 = 26 (kN/m) Trong ú: k l h s ng c q gh = kgh qg = 0,6 1,2 = 0,72 (kN/m) c qgh = ng q gh = 1,3 0,72 = 0,936 (kN/m) STT Tờn lc ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp n v Giỏ tr tiờu H s vt Giỏ tr tớnh Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN chun ti toỏn I Ti trng gõy cng ngoi L i (M1) kNm 1,25 1,05 1,313 Giú y (qg ) kN/m 0,96 1,3 1,248 II Ti trng gõy cng L i(M1) kNm 1,25 1,05 1,313 Giú hỳt(qgh ) kN/m 0,72 1,3 0,936 Ngi trờn l(Mng ) kNm 1,2 1,2 p lc nc (qnmax) kN/m 26 26 Hỡnh 6: Ti trng tỏc dng lờn vỏch mỏng 2.3 Xỏc nh ni lc: ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN 2.3.1 Trng hp cng ngoi: Xột mt ct nguy him nht (mt ct ngm) M = Ml + Mg M lc = 1,25 kNm; Ml = 1,313 kNm M c gd = c q gd H v2 = 0,96.2,5 = kNm c Mg = ng M gd = 1,3 = 3,9 kNm M = 3,9 - 1,313 = 2,587 kNm Q = Ql + Qg Ql = kN Qg = qg.Hv= 1,248.2,5 = 3,12 kN Q = + 3,12 = 3,12 kN 2.3.2 Trng hp cng trong: Xột mt ct nguy him nht (mt ct ngm) M = Ml + Mng + Mn + Mgh ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN M lc = 1,25 kNm; Ml = 1,313 kNm c M ng = kNm; Mng = 1,2 kNm q nc max H max 26.2,0 M = = = 17,33 kNm 6 c n Mn = nn M cn = 17,33 = 17,33 kNm c M gh = c q gh H v2 = 0,72.2,5 = 2,25 kNm c Mgh = ng M gh = 1,3 2,25 = 2,93 kNm M = 1,313 + 1,2 + 17,33 + 2,93 = 22,773 kNm Ta cú: Q = Ql + Qng + Qn + Qgh Ql = 0; Qng = Qn = q n max H max 26.2 = = 26 kN 2 Qgh = qgh Hv = 0,936 2,5 = 2,34 kN Q = 26 + 2,34 = 28,34 kN 2.4 Tớnh toỏn, b trớ ct thộp: Tit din tớnh toỏn hỡnh ch nht: b = 100 cm, h = 20 cm Chn a = cm, h0 = h - a = 18 cm 2.4.1 Trng hp cng ngoi (M = 2,587 kNm): ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp Nhúm VII Lp N04 A= GVHD: KHC HNG VN k n nc M 1,15.1.25870 = 0,008 = 0,008 = mb Rn b.h0 1.110 100.18 Fa = 1.110 100.18.0,008 = 0,686 (cm2) 1,1.2100 Chn 58/1m (Fa = 2,51 cm2) 2.4.2 Trng hp cngtrong (M = 22,773 kNm): A= k n nc M 1,15.1.227730 = 0,073 = 0,076 = mb Rn b.h0 1.110 100.18 Fa = 1.110 100.18.0,076 = 6,51 (cm2) 1,1.2100 Chn 512/1m (Fa = 5,65 cm2) 2.4.3.Kiểm tra điều kiện cờng độ theo lực cắt Q: Kim tra cho trng hp cng trong: k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,8.0,9.8,8.100.18 = 11404,8 daN kn.nc.Q = 1,15.1.2834 = 3259,1 daN kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.b.h0 Khụng cn t ct ngang B trớ ct thộp: Lp trong: 512/1m Lp ngoi: 58/1m Dc theo phng dũng chy b trớ lp thộp cu to 48/1m ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 10 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN A = 0,015 < A = 0,439 Fa = mb Rn b.h0 1.110 100.17.0,014 = = 1,09 (cm2) ma Ra 1,15.2100 B trớ thộp 512/1m (Fa = 5,65 cm2) Kim tra cng trờn mt ct nghiờng: Kim tra ti mt ct sỏt vỏch mỏng: Q = Qa + Qb + Qd + Qe + Qg = 4,323 + 31,883 + 0,968 + 0,194 + 1,734 = 39,102 kN k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,8.0,9.8,8.100.17 = 10771,2 daN kn.nc.Q = 1.1,15.3910,2 = 4496,73 daN kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.b.h0 Không cần đặt cốt ngang _B trớ thộp ton ỏy mỏng: - Lp trờn: 512/1m di - Lp di: 510/1m di Dc theo chiu dũng chy b trớ cu to 58/1m di Hỡnh 12: B trớ ct thộp ỏy mỏng 3.5 Kim tra nt: Kim tra nt ti mt ct: mt ct sỏt vỏch v mt ct gia nhp ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 26 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc.Mc Mn = 1.Rkc.W q = mh. = 1.1,75 = 1,75 W q = J qd h xn 3.5.1 i vi mt ct sỏt vỏch mỏng: Md Mg Ma Mb n n Mc1 = nl + n n + ng + g = + + + = 21,83 kNm Tit din ch nht: b = 100 cm, h = 20 cm, a = a' = cm, h0 = 17 cm Fa = 5,65 cm2, F'a = 3,93 cm2 b.h 100.20 + n.Fa h0 + n.F 'a a ' + 7,92.5,65.17 + 7,92.3,93.3 xn = = = 10,05 cm b.h + n( Fa + F 'a ) 100.20 + 7,92.(5,65 + 3,93) Jq = = b.xn3 b.( h xn ) + + n.F 'a ( xn a ' ) + n.Fa ( h0 xn ) 3 100.10,05 100.( 20 10,05) + + 7,92.5,65.(17 10,05) + 7,92.3,93.(10,05 3) 3 = 70380,13 cm4 W q = J qd = h xn 70380,13 = 7073,38 cm3 20 10,05 Mn = 1.Rkc.W q = 1,75.13.7073,38 = 160919,40 (daNcm) nc.Mc1 = 1.218300=218300 (daNcm) > Mn = 160919,40 daNcm Mt ct sỏt vỏch b nt Tớnh toỏn b rng khe nt: an = an1 + an2 M cdh =Ma/nl +Mb/nn= 1,25 + 17,330 = 18,580 kNm = 185800 daNcm c M ngh = Md/nng + Mg/ng = + 2,25 = 3,25 kNm= 32500 daNcm ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 27 Nhúm VII Lp N04 = GVHD: KHC HNG VN vi thộp cú g = 1,3 vi thộp trn Tính bề rộng khe nứt an theo công thức kinh nghiệm: an1 = k.c1. a1 7.(4 - 100.à) d Ea an2 = k.c2. a2 7.(4 - 100.à) d Ea c 185800 M dh a1 = = = 2275,78 daN/cm2 5,65.14,45 Fa Z a2 = c M ngh Fa Z = 32500 = 398,08 daN/cm2 5,65.14,45 (Z1 = .h0 = 0,85 17 = 14,45 cm; = 0,85 (do à= = an1 = 1.1,3.1 an2 = 1.1.1 =0,0031 Mn = 1215497,31 daNcm Kt lun: ti mt ct trờn dm b nt Tính bề rộng khe nứt: an = k.c. Trong ú: a 7.(4 - 100.à) d Ea c=1,3 vi ti trng tỏc dng di hn : = vi thộp cú g = = =0,0081 2542656 Mc a = = = 2208,988 daN/cm2 18,47.62,32 Fa Z1 (Z1 = .h0 = 0,82.76 = 62,32cm, = 0,82 : ni suy bảng 5-1) an = 1.1,3.1 2208,988 200 7.(4 - 100.0,0081) = 0,13(mm) 2,1.10 an= 0,13 mm < an.gh = 0,24 mm Vậy bề rộng khe nứt đảm bảo điều kiện thiết kế 3.5.2 Trng hp cng trờn: Mc = 51.0,1.82=3264000 daNcm Tit din ch nht: b = 30 cm, h = 80 cm, b'c = 150 cm, h'c = 20 cm a = a' = cm, h = 76 cm, Fa = 24,36 cm2, F'a = 18,47 cm2 h' b.h + (bc' b).hc' ( h c ) + n.Fa h0 + n.a '.Fa' xn = 2 ' ' b.h + (bc b).hc + n( Fa + F ' a ) 30.80 20 + (150 30).20.(80 ) + 7,92.24,36.76 + 7,92.18,47.4 = = 54,34 cm 2 30.80 + (150 30).20 + 7,92.( 24,36 + 18,47) Jqd = + - +n.Fa(xn-a)2+n.Fa(h0-xn)2 Jq = 2903302(cm4) W q = J qd h xn = 2903302 = 113145 (cm3) 80 54,34 Mn = 1.Rkc.W q = 1,75.13.113145 = 2574048,75 daNcm ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 36 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN nc.Mc = 1.3264000 = 3264000 daNcm > Mn = 2574048,75 daNcm Kt lun: dm b nt ti mt ct trờn Tính bề rộng khe nứt: an = k.c. a 7.(4 - 100.à) d Ea Trong ú = vi thộp cú g ; c = 1,3 vi ti trng tỏc dng di hn = = =0,011 ; a = 3264000 Mc = = 2231,68 daN/cm2 24,36.60,04 Fa Z1 (Z1 = .h0 = 0,79.76 = 60,04cm, = 0,79 : ni suy bảng 5-1) an = 1.1,3.1 2231,68 200 7.(4 - 100.0,011) = 0,135 (mm) 2,1.10 an= 0,135 mm < an.gh = 0,24 mm Vậy bề rộng khe nứt đảm bảo điều kiện thiết kế 4.7 Tính biến dạng dầm: Ta tính độ võng cho mặt cắt nhịp dầm đầu tiên: M c = 2611200 (daNcm) - Tính cng ca ti trng tỏc dng di hn : Trong ú : = 1,5 vi mt ct ch T cỏnh chu nộn qc l ti trng tỏc dng di hn pc l ti trng tỏc dng ngn hn Do pc = ; nờn ta cú Bdh = Bngh = Bngh E a Fa Z (h0 x) a - Tớnh x theo quan h: = 0,7 x =1100.à + x ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 37 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN x = = 1,8 + + 5.( L + T ) h0 10.à n Mc 2611200 L= c = = 0,104 Rn b.h0 145.30.76 Fa 18,47 = = 0,0081 b.h0 30.76 à= n 7,92 (b' c b).h' c + F ' a (150 30).20 + 24,36 ' = = = 1,62 0,15 b.h0 30.76 Trong ú = 0,15 i vi ti trng tỏc dng di hn ( GT BTCT , Trang 84, HTL ) ' = h 'c 20 = = 0,26 h0 76 T = '.(1 - '/2) = 1,62.(1 - ) = 1,41 Thay số liệu vào công thức tính ta có: x a' = = = 1,8 + + 5.(0,1012 + 1,41) = 0,066 > = 0,053 h0 h0 76 10.0,0081.7,92 x = h0 = 0,066.76 = 5,02 cm = 1- 0,7 0,7 = 1= 0,387 100.à + 100.0,0081 + x = = = 12,97 cm - Tớnh Z1: ' '+ 0,26.1,62 + 0,066 Z1 = h0 = (1 ).76 = 66,41 cm 2.(1,62 + 0,066) 2( '+ ) ( Cụng thc 5-15 Trang 85 , GT BTCT H - Tớnh adh: adh = 2. a + Mc 2611200 = a = = 2128,82 daN/cm2 Fa Z 18,47.66,41 ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 38 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN Tra ph lc 16 , biu ta cú a = 0,4(ly trũn) adh = 2.0,4 + = 0,6 Thay giá trị vào công thức tính độ cứng Bngh dầm ta có: Bngh = Bdh = E a Fa Z (h0 x) 2,1.10 6.18,47.66,41.(76 12,97) = = 2,71.1011 daNcm2 a 0,6 Bngh = = 1,804 1011 daNcm2 = 180400 kNm2 Tin hnh nhõn biu tớnh toỏn c vừng ti mt ct gia nhp dm: Tin hnh nhõn biu tớnh toỏn c vừng ti mt ct gia nhp biờn dm gia: f= = - Din tớch ca biu momen un - Tung biu trờn h c bn ng vi v trớ trng tõm ca biu Biu Mp: Biu : Biu nhõn vừng: ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 39 Nhúm VII Lp N04 GVHD: KHC HNG VN Dựng phng phỏp biu Vereshagin, ta tớnh c vừng ti mt ct gia nhp(ly ti v trớ x/l = 0,4 ) Ta ly ti v trớ x/l =0,4 tớnh vừng.Vi biu Mp ti v trớ x/l = 0,4 cú Mp =261,12 kNm, v trớ x/l = thỡ Mp= 326,4 kNm f= +1/2 261,12.3,2.2/3.1,92] = 0,0079 f 0,0079 f = < = l l 500 Kt lun: vừng tha yờu cu ỏn Kt cu Bờ tụng ct thộp 40 ... < Mn Mt ct sỏt vỏch khụng b nt Dm gia: 4.1 Sơ đồ tính toán: Đáy máng b trớ ba dầm (hai dầm bên, dầm giữa) Hai dầm bên chịu tải trọng từ vách máng v phần lề ngời truyền xuống nhng chịu tải trọng... mt trng hp t hp ti trng c bn Thiết kế lề ngời đi: 1.1 Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài theo chiều dọc máng xem nh dầm cụng xụn ngàm đầu vách máng Chn bề rộng lề L1 = 1,0 m = 100 cm Chiu dy l thay i... vuụng gúc vi chiu dũng chy, áy máng đợc tính nh dầm liên tục nhịp có gối đỡ dầm dọc S b chn kích thớc đáy máng nh sau: - Chiu dy bn ỏy: h = 20 cm; - Bề rộng đáy máng: B = 3,0 m - Chiều dài nhịp: