Kết cấu về hồ nước

CHÖÔNG 3 : KEÁT CAÁU HOÀ NÖÔÙC A /. TÍNH BAÛN : 1) Baûn ñaùy hoà nöôùc : Choïn chieàu daøy baûn ñaùy laø 12 cm ñeå thieát keá . a/ Taûi troïng : Tónh taûi : STT Vaät lieäu Chieàu daøy (m) g (KG/cm2) n Tónh taûi tính toaùn (KG/m2) 1 Lôùp gaïch men 0.01 20 (KG/cm2) 1.1 22 2 Lôùp vöõa loùt 0.02 1800 (KG/m3) 1.2 44 3 Lôùp choáng thaám 0.01 20 (KG/m2) 1.1 22 4 Baûn ñaùy BTCT 0.12 2500 (KG/m3) 1.1 330 5 Lôùp vöõa traùt 0.01 1800 (KG/m3) 1.2 22 Toång coäng 0.16 gtt = 440 * Hoaït taûi : taûi troïng do bôm nöôùc ( cao 2 m ) ptt = n ´ g ´ h = 1 ´ 1000 ´ 2 = 2000 (KG/m2) * Toång taûi troïng taùc duïng leân baûn ñaùy : qt t = ptt + gtt = 2000 + 440 = 2440 (KG/m2) b/ Sô ñoà tính : Baûn laøm vieäc theo 2 phöông = = 1.45 < 2 . Tính toaùn theo sô ñoà daøn hoài vôùi baûn ñôn .Tra baûng caùc heä soá öùng vôùi sô ñoà 9 ( baûn ngaøm 4 caïnh ). c/ Noäi löïc : Tính toaùn caùc oâ baûn theo sô ñoà ñaøn hoài ; tra baûng caùc heä soá m91 ;m92 ; k91 ; k92 M1 = m91 ´ qS ´ l1 ´ l2 ; M2 = m92 ´ qS ´ l1 ´ l2 MI = k91 ´ qS ´ l1 ´ l2 ; MII = k92 ´ qS ´ l1 ´ l2 Giaû thieát : abv = 2 cm ; ® ho = 10 cm . Caùc coâng thöùc tính toaùn : A = ; g = 0.5 ´ (1+ ) ; m % vôùi theùp AII : Ra = 2700 (KG/cm2) Beâtoâng maùc 300 : Rn = 130 (KG/cm2) C.daøi Heä soá Phöông 1 Phöông 2 l1 m L2 M M91 m92 K91 K92 M1 Kg.m MI kg.m M2 kg.m MII kg.m 3.3 4.8 1.45 0.021 0.010 0.047 0.022 812 1817 387 850 d/ Tính theùp : Vò trí M Kg.m ho cm A g Fa (cm2) Choïn Fachoïn (cm2) m% P.ngaén Goái 1817 10 0.140 0.924 7.28 f10 a100 7.85 0.785 Nhòp 812 10 0.062 0.968 3.11 f8 a150 3.35 0.335 P.daøi Goái 850 10 0.065 0.966 3.26 f8 a150 3.35 0.335 Nhòp 387 10 0.030 0.985 1.46 f8 a200 2.50 0.250 e/ Kieåm tra nöùt ôû baûn ñaùy : Theo TCVN 5574 – 1991 : Caáp choáng nöùt caáp 3 : agh = 0.25 mm. Khi tính vôùi taûi troïng daøi haïn giaûm ñi 0.05 mm neân agh = 0.20 mm Kieåm tra nöùt theo ñieàu kieän : an £ agh Vôùi : an = K ´ C ´ h ´ ( 70 – 20´P ) K : heä soá phuï thuoäc loaïi caáu kieän ; caáu kieän uoán K = 1. C : heä soá keå ñeán taùc duïng cuûa taûi troïng daøi haïn C = 1.5 h : phuï thuoäc tính chaát beà maët cuûa coát theùp, theùp thanh troøn trôn h=1.3 ; theùp coù gaân h = 1 Ea : 2.1 ´ 106 (KG/cm2) . sa = = ; Mtc = Mtt ´ ; Z1 = g ´ ho P = 100 m d : ñöôøng kính coát theùp chòu löïc . Vaäy : an = BAÛNG KIEÅM TRA NÖÙT ÑAÙY HOÀ Vò trí Mtc Kgm Ho Cm Fa Cm2 A g Z1 (cm) sa KG/cm2 100m an (mm) Pngaén Goái 1648 10 7.85 0.127 0.932 9.32 2253 0.785 0.126 Nhòp 736 10 3.35 0.057 0.971 9.71 2263 0.335 0.136 P.daøi Goái 771 10 3.35 0.059 0.970 9.70 2373 0.335 0.136 Nhòp 351 10 2.50 0.027 0.986 9.86 1424 0.250 0.172 Ta thaáy an < agh neân ñaùy hoà thoûa maõn ñieàu kieän veà khe nöùt . 2) Tính baûn thaønh hoà : Choïn chieàu daøy thaønh baûn hoà laø 12 cm ñeå thieát keá . a/ Taûi troïng : Aùp löïc nöôùc phaân boá hình tam giaùc . Aùp löïc nöôùc lôùn nhaát ôû ñaùy hoà : qntt = n´g´h = 1.1´1000´ 2 = 2200 (KG/cm2) Taûi troïng gioù : xem gioù taùc duïng phaân boá ñeàu leân thaønh hoà . Xem gioù taùc duïng phaân boá ñeàu leân thaønh hoà : Gioù ñaåy qñaåytt = 160 (KG/m2) Gioù huùt qhuùttt = 120 (KG/m2) b/ Sô ñoà tính : Baûn laøm vieäc theo kieåu baûn moät phöông vôùi > 2 ; vì vaäy caét moät daõy coù beà roäng 1 m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính . Sô ñoà tính : daàm moät ñaàu ngaøm , moät ñaàu khôùp chòu taûi phaân boá tam giaùc . Caùc tröôøng hôïp taùc duïng cuûa taûi troïng leân thaønh hoà : Hoà ñaày nöôùc , khoâng coù gioù . Hoà ñaày nöôùc coù gioù ñaåy . Hoà ñaày nöôùc, coù gioù huùt . Hoà khoâng coù nöôùc , coù gioù ñaåy (huùt) . Taûi troïng gioù nhoû hôn nhieàu so vôùi aùp löïc cuûa nöôùc leân thaønh hoà , ta thaáy tröôøng hôïp nguy hieåm nhaát cho thaønh hoà laø : Hoà ñaày nöôùc + gioù huùt . c/ Noäi löïc : Mg = -0.59 (T.m) = - 59000 (KG.cm) Mnhòp = 0.273 (T.m) = 27300 (KG.cm) d/ . Tính theùp : Moment goái lôùn neân duøng Mg ñeå tính coát theùp cho thaønh beå ; döï kieán ñaët theùp 2 lôùp chòu caû Mnhòp (thieân veà an toaøn) ñeå deã thi coâng vaø chòu Mg theo chieàu ngöôïc laïi khi hoà khoâng coù nöôùc . M (KGcm) Ho (cm) A g Fa (cm2) Choïn Fa choïn (cm2) m% 59000 10 0.045 0.976 2.239 f8 a250 2.50 0.25 Kieåm tra khe nöùt : Mtc KGcm Ho Cm Fa (cm2) A g Z1 (cm) sa (kg/cm2) 100 m d (mm) an (mm) 53513 10 2.50 0.045 0.976 9.76 2193 0.25 8 0.2 Ta thaáy an < agh neân thaønh hoà thoûa maõn ñieàu kieän veà khe nöùt . 3) Tính baûn naép hoà : Choïn beà daøy baûn naép laø 8 cm ñeå thieát keá . a/ Kích thöôùc : b/ Taûi troïng : Troïng löôïng baûn thaân naép hoà : gtt = 1.1 ´ 0.08 ´ 2500 = 220 (KG/m2) Hoaït taûi söûa chöõa : ptt = 1.3 ´ 75 = 97.5 (KG/m2) Þ taûi troïng toång coäng taùc duïng leân naép : qtt = 220 + 97.5 = 317.5 (KG/m2) c/ Sô ñoà tính : Baûn laøm vieäc theo 2 phöông : < 2; tính toaùn theo sô ñoà ñaøn hoài vôùi baûn ñôn , caùc heä soá tra baûng vôùi sô ñoà 9 m91 ;m92 ; k91 ; k92 M1 = m91 ´ qS ´ l1 ´ l2 ; M2 = m92 ´ qS ´ l1 ´ l2 MI = k91 ´ qS ´ l1 ´ l2 ; MII = k92 ´ qS ´ l1 ´ l2 Giaû thieát : abv = 1.5 cm ; ® ho = 6.5 cm . Caùc coâng thöùc tính toaùn : A = ; g = 0.5 ´ (1+ ) ; m % vôùi theùp AII : Ra = 2700 (KG/cm2) Beâtoâng maùc 300 : Rn = 130 (KG/cm2) C.daøi Heä soá Phöông 1 Phöông 2 l1 m L2 M m91 m92 K91 k92 M1 KG.m MI KG.m M2 KG.m MII KG.m 4.8 6.6 1.37 0.021 0.011 0.047 0.025 211 473 111 252 d/ Tính theùp : Vò trí M KGm ho cm A g Fa (cm2) Choïn Fachoïn (cm2) m% Caïnh Ngaén Goái 473 6.5 0.086 0.955 2.82 f8 a150 3.35 0.52 Nhòp 211 6.5 0.038 0.980 1.23 f8 a150 3.35 0.52 Caïnh Daøi Goái 252 6.5 0.046 0.976 1.47 f8 a150 3.35 0.52 Nhòp 111 6.5 0.020 0.989 0.64 f8 a200 2.51 0.39 B/ TÍNH HEÄ ÑAØ : 1/ Tính heä ñaø naép : choïn sô boä tieát dieän ñaø ÑN2 (200´350) C1 ÑN1(200 ´300) ÑN1(200´300) B1 ® ­ ÑN2 (200´350) Taûi troïng phaân boá leân caùc ñaø naép = taûi troïng phaân boá töø baûn naép qtt = 317.5 (KG/m2) vaø troïng löôïng baûn thaân ñaø . ÑN1(200´300):q= + 1.1´0.2´(0.3-0.08)´2500 = 597.25 KG/m ÑN2(200´350):q’=´ 0.784 + 1.1´0.2´(0.35-0.08)´2500=745.41KG/m Bieåu ñoà noäi löïc ÑN2 (200´350) Bieåu ñoà noäi löïc ÑN1 (200´300) ÑN2 (200 ´350) : tính theo caáu kieän chòu uoán hình chöõ nhaät . Theùp nhòp :choïn thöû : a = 4 (cm) M KG.m B (cm) Ho (cm) A g Fa (cm2) Choïn Theùp Fachoïn (cm2) m% atk (cm) 4059.7 20 31 0.162 0.911 4.23 4f12 4.524 0.729 2.9 Theùp goái : laáy 30% theùp nhòp ñeå boá trí = 0.3 ´ 4.524 = 1.357 (cm2) Choïn 2 f10 ( Fa = 1.57 cm2) . Theùp ñai : Q = 2460 (kg) K1Rkbho = 0.6´10 ´20´27 = 3240 (kg) KoRnbho = 0.35´130´20´27 = 24570 (kg) Q < K1Rkbho Þ khoâng caàn tính coát ñai ; choïn theo caáu taïo . Ñoaïn ñaàu daàm : choïn f6 a150 , ñai 2 nhaùnh . Ñoaïn cuoái daàm : choïn f6 a200, ñai 2 nhaùnh . ÑN1 (200´300) : tính theo caáu kieän chòu uoán tieát dieän hình chöû nhaät Theùp nhòp :choïn thöû : a = 4 (cm) M KG.m B (cm) ho (cm) A g Fa (cm2) Choïn Theùp Fachoïn (cm2) m% atk (cm) 1720.5 20 26 0.098 0.948 2.01 2 f12 2.262 0.435 2.9 Theùp goái : laáy 30% theùp nhòp ñeå boá trí = 0.3 ´ 2.262 = 0.786 (cm2) Choïn 2 f10 ( Fa = 1.57 cm2) . Theùp ñai : Q = 1433.76 (kg) K1Rkbho = 0.6´10 ´20´27 = 3240 (kg) KoRnbho = 0.35´130´20´27 = 24570 (kg) Q < K1Rkbho Þ khoâng caàn tính coát ñai ; choïn theo caáu taïo . Ñoaïn ñaàu daàm : choïn f6 a150 , ñai 2 nhaùnh . Ñoaïn cuoái daàm : choïn f6 a200, ñai 2 nhaùnh . 2/ Tính heä ñaø ñaùy : heä ñaø ñaùy ñöôïc tính nhö heä daàm giao nhau töïa treân caùc coät . Sô ñoà tính nhö sau ÑÑ 1 4.8m Vaùch Vaùch ÑÑ 2 ÑÑ1 6.6 m * Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän caùc ñaø ñaùy hoà : ÑÑ 1 : choïn (b´h) = (0.4´ 0.6) m ÑÑ 2 : choïn (b´h) = ( 0.3 ´ 0.5) m * Xaùc ñònh taûi troïng truyeàn leân caùc ÑÑ : ÑÑ 2 : taûi troïng phaân boá töø baûn ñaùy vaø troïng löôïng baûn thaân ñaø q2 = 2440´3.3´0.808 + 1.1´0.3´(0.5 – 0.12)´2500 = 6820 (KG/m) ÑÑ 1 : taûi troïng phaân boá töø baûn ñaùy + TLBT ñaø + troïng löôïng thaønh hoà+ troïng löôïng do ÑÑ2 truyeàn leân P = 19641 (kg) q1 = 2440´´ + 1.1´0.4´(0.6 – 0.12)´2500 + 0.2´2´2500 = 4044 (KG/m) P = 19641 (kg) * Xaùc ñònh noäi löïc trong caùc caùc ñaø ñaùy : ÑÑ 2 : coù q2 = 6820 (KG/m) Bieåu ñoà noäi löïc ÑÑ2 (300´500) * Tính coát theùp cho ÑÑ 2 : duøng theùp CIII coù Ra = 3400 (KG/cm2); beâtoâng maùc 300 coù Rn = 130 (KG/cm2), Rk=10 (KG/cm2);theùp ñai AII Ra= 2700 (KG/cm2) Theùp doïc : M > 0 tính theo tieát dieän chöõ T Giaû thieát : ho = 50 – 6 = 44 cm . Xaùc ñònh beà roäng caùnh bc : bc = b + 2C1 Vôùi : C1 = min {lo ; l ; 9hc} = min {225cm; 80 cm; 108 cm} Þ choïn C1 = 80 cm Þ beà roäng caùnh bc = 30 + 80 = 110 (cm) . Xaùc ñònh vò trí truïc trung hoøa : Mc = Rn´bc´hc´(h0 – hc ) = 130´110´12´ (44 - 12) = 6520800 (KG.cm) Ta thaáy : Mmax = 1964100 (KG.cm) < Mc ; nhö vaäy truïc trung hoøa ñi qua caùnh . Tính : A = = 0.071 Þ g = 0.963 Fa = = 13.63 (cm2) Choïn 4f18 + 2f16 coù Fa = 14.2 (cm2) Þ 1.029 So saùnh vôùi mmax = > m% =1.029 > mmin Kieåm tra laïi :ho = 50 – 4.9 = 45.1 (cm) > ho giaû thieát : thoûa . Khoaûng caùch giöõa 2 coát theùp : @ = = 6.27 (cm) Dieän tích coát giaù > 0.1%´b´ho = 0.1%´30´45.1= 1.353 (cm2) Þ choïn 2f12 ( Fa = 2.26 cm2) laøm coát giaù . Tính coát ñai : Kieåm tra caùc ñieàu kieän haïn cheá : K1´Rk´b´ho = 0.6´10´30´45.1= 8118 (KG) Ko´Rn´b´ho = 0.35´130´30´45.1= 61562 (KG) Maø: K1´Rk´b´ho < Q = 16368 (KG) < Ko´Rn´b´ho : neân caàn phaûi tính coát ñai Löïc coát ñai phaûi chòu : qñ = = 54.88 (KG/cm) Choïn ñai f6 vôùi fñ = 0.283 cm2, ñai 2 nhaùnh: n = 2; Rañ = 2700 (KG/cm2) Khoaûng caùch tính toaùn: Ut = = 27.85 cm. Khoaûng caùch toái ña giöõa hai coát ñai : Umax = = = 55.9 cm Khoaûng caùch caáu taïo cuûa coát ñai : Vôùi h = 50cm, Uct Choïn U = Uct = 15cm Tính laïi : qñ = = 101.9 (KG/cm) Khaû naêng chòu löïc coát ñai vaø beâ toâng: Qñb = =22303 (KG) Q = 16368 (KG) < Qñb Nhö vaäy, coát ñai vaø beâ toâng ñuû khaû naêng chòu löïc caét, khoâng tính coát xieân. Ñaët coát ñai f6 vôùi U = 15 cm trong ñoaïn gaàn goái töïa. Neáu keå caû ñoaïn daàm keâ leân goái thì ñoaïn ñaët ñai daøy laø 1.2 + 0.3 = 1.5m. Trong ñoaïn giöõa daàm coát ñai ñöôïc ñaët vôùi f6a250. ÑÑ 1 : coù q1 = 4044 (KG/m) vaø P = 19641 (KG) Töông töï DÑ1 coù : M = 54427 (KG.m) vaø Q = 23166 (KG) * Tính coát theùp cho ÑÑ 1: duøng theùp CIII coù Ra = 3400 (KG/cm2); beâtoâng maùc 300 coù Rn = 130 (KG/cm2), Rk=10 (KG/cm2);theùp ñai AII Ra= 2700 (KG/cm2) Theùp doïc : tính theo caáu kieän chòu uoán tieát dieän chöõ nhaät (400´600) Laáy chieàu daøy lôùp baûo veä laø 2 cm ; giaû thieát a =6 (cm) Þ ho= 54 (cm) Tính A = Þ g = 0.766 Fa = 38.7 (cm2) Choïn 4f28 + 4f22 ( Fa = 39.84 cm2) Þ mmin < 1.81 < mmax Kieåm tra laïi:ho =60 – 6.05 =53.95(cm) xaáp xæ ho giaû thieát : chaáp nhaän ñöôïc. Khoaûng caùch giöõa 2 coát theùp : @ = = 8.3 (cm) Dieän tích coát giaù > 0.1%´b´ho = 0.1% ´ 40 ´ 55= 2.2 (cm2) Þ choïn 2f14 ( Fa = 3.078 cm2) laøm coát giaù . Theùp ñai : Kieåm tra caùc ñieàu kieän haïn cheá : K1´Rk´b´ho = 0.6´10´40´54= 12960 (KG) Ko´Rn´b´ho = 0.35´130´40´54= 98280 (KG) Maø: K1´Rk´b´ho < Q = 23166 (KG) < Ko´Rn´b´ho : neân caàn phaûi tính coát ñai Löïc coát ñai phaûi chòu : qñ = = 57.51 (KG/cm) Choïn ñai f8 vôùi fñ = 0.503 cm2, ñai 2 nhaùnh: n = 2; Rañ = 2700 (KG/cm2) Khoaûng caùch tính toaùn: Ut = = 57.23 (cm). Khoaûng caùch toái ña giöõa hai coát ñai : Umax = = = 75.52 (cm) Khoaûng caùch caáu taïo cuûa coát ñai : Vôùi h = 60cm, Uct Choïn U = Uct = 20 cm Tính laïi : qñ = = 135.81 (KG/cm) Khaû naêng chòu löïc coát ñai vaø beâ toâng: Qñb = =35599 (KG) Q = 23166 (KG) < Qñb Nhö vaäy, coát ñai vaø beâ toâng ñuû khaû naêng chòu löïc caét, khoâng tính coát xieân. Ñaët coát ñai f6 vôùi U = 20 cm trong ñoaïn gaàn goái töïa. Neáu keå caû ñoaïn daàm keâ leân goái thì ñoaïn ñaët ñai laø 1.65 + 0.4 = 2.05 m. Trong ñoaïn giöõa daàm coát ñai ñöôïc ñaët vôùi f8a250. Tính coát treo : taïi choå ÑÑ 3 gaùc leân ÑÑ 1 caàn ñöôïc ñaët coát treo ñeå gia coá daàm ÑÑ1 . Coát treo ñöôïc ñaët döôùi daïng caùc coát ñai, dieän tích caàn thieát. F = = = 5.776 cm2 Duøng ñai f8, 2 nhaùnh, thì soá löôïng ñai caàn thieát: ñai Þ choïn 6 ñai Ñaët moãi beân meùp daàm phuï 3 ñai, trong ñoaïn h1. h1 = hdc – hdp = 60 – 50 = 10 cm Þ khoaûng caùch giöõa caùc ñai laø 3.3 cm.