Thiết kế tổng quan hồ nước mái

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI Giới thiệu về hồ chứa nươc mái: - Kích thước thiết kế: +Chiều cao bể là 2m. +kích thước bể là (6.5x6.5) m I. SƠ ĐỒ HÌNH HỌC. II. TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC. 1. Tính bản nắp: - Chọn chiều dày bản nắp hbn=80mm - Chọn bê tông thiết kế mác 250,Rn=110 (Kg/cm2) - chọn thép f ≤ 10 có Ra=2100 (Kg/cm2) ; f ≥ 10 có Ra=2700 (Kg/cm2) a.Tải trọng tác dụng lên bản nắp. Tỉnh tải: +Trọng lượng bản thân cuả các lớp cấu tạo bản nắp: Lớp vưã láng dày 20: G1 = g x d x n=0.02 x 1800 x 1.2 = 43.2 (Kg/m2) Bản bê tông cốt thép dày 80: G2 = g x d x n=0.08 x 2500 x 1.1 = 220 (Kg/m2) Lớp vưã láng dày 15: G3 = g x d x n=0.015 x 1800 x 1.2 = 32.4 (Kg/m2) Hoạt tải: Theo tiêu chuẩn “TCVN2737-1995:TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG” thì ta có: Ptc= 75 Kg/m2 ,với np = 1.3 Þptt = Ptc x np =75x1.3=97.5 (Kg/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp : Gbn =G1+ G2+ G3+ ptt=43.2+220+32.4.97.5=393 (Kg/m2) b.Xác định nội lực. Sơ đồ tính cuả bản nắp là ô bản kê 4 cạnh ngàm theo chu vi với 2 dầm giao nhau là Dn1, Dn2 có tiết diện (25x35) Cm. và Dn3, Dn4 có tiết diện (30x40) Cm. Tỉ số L2/L1= 3.25 / 3.25=1ðbản sàn làm việc 2 phương.cắt bản ra 1m để tính toán. SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). +Mô men lớn nhất tại nhịp 1: M1=m91xGbnxL1xxL2=0.0179x393x3.25x3.25= 74.5 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbn xL1xxL2=0.0179x393x3.25x3.25= 74.5 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=m91xGbnxL1xxL2=0.047x393x3.25x3.25= 195 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=m92xxL1xxL2=0.0179x393x3.25x3.25= 195 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 , L2/L1=3.25/3.25=1. lấy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). c.Tính toán cốt thép: -Bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2100 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=1.5 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 0.9% Thép bản nắp được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Nhịp 1 M1= 74.5 6.5 0.016 0.016 0.59 f 8a200 (2.52) 0.39 Nhịp 2 M2= 74.5 6.5 0.016 0.016 0.59 f 8a200 ((2.52) 0.39 Gối 1 MI= 195 6.5 0.037 0.038 1.293 f 8a200 ((2.52) 0.39 Gối 2 MII= 195 6.5 0.037 0.038 1.293 f 8a200 ((2.52) 0.39 2.Tính dầm nắp. Chọn kích thước các dần nắp: Dn1, Dn2 có tiết diện (20x30) Cm. và Dn3,Dn4 có tiết diện (25x35) Cm. Sơ đồ truyền tải cuả bản nắp lên dầm nắp. SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI a.Xác định tải trọng. -Đối với dầm nắp Dn1,Dn2. Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: -Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm : gd12 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.2 ´ (0.3-0.08) ´ 1.1 = 121 (Kg/m). - Do bản nấp truyền vào có dạng hình tam giác: qbn= Gbn.3,25=1277(Kg/m). -Đối với dầm nắp Dn3,Dn4. Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: - Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm : gd34 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.25 ´ (0.35-0.08) ´ 1.1 = 186 (Kg/m). -Do bản nấp truyền vào có dạng hình tam giác: qbn= Gbn.1.625=639(Kg/m). b.Xác định nội lực. Dùng phần mềm sap2000. để tính toán và xác định nội lực.Xem dầm Dn1,Dn2,Dn3,Dn4 là hệ dầm trực giao(hệ không gian). Sơ đồ chất tải như sau: Kết quả tính toán nội lực: Biểu đồ moment: Biểu đồ lực cắt: c.Tính toán cốt thép. - Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2700 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=4 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 3.5% Thép dầm nắp được tính tóm tắt trong bản sau: Têncấu kiện Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф Aschọn Dn1 nhịp 3520 26 0.237 0.2743 5.811 3Ф16 6.033 1.16 gối 1408 26 0.095 0.0996 2.111 2Ф14 3.078 0.59 Dn2 nhịp 3520 26 0.237 0.2743 5.811 3Ф16 6.033 1.16 gối 1408 26 0.095 0.0996 2.111 2Ф14 3.078 0.59 Dn3 nhịp 6930 31 0.262 0.3104 9.801 3Ф22 11.403 1.47 gối 2772 31 0.105 0.1111 3.507 2Ф16 4.022 0.52 Dn4 nhịp 6930 31 0.262 0.3104 9.801 3Ф22 11.403 1.47 gối 2772 31 0.105 0.1111 3.507 2Ф16 4.022 0.52 - kiểm tra điều kiện chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f6, n=2, u=200.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =10026 (kg)>Q=2880 (Kg) Þthoả điều kiện 3. Tính bản thành: a.Xác định tải trọng: - Chọn chiều dày bản thành hbt=100 (mm) - Tải trọng tác dụng lên bản thành gồm: + Áp lực nước: Pn=n x gnxh=1.1x1000x2=2200 (Kg/m2) + Gió hút: W= wcxnxkxc,=83x1.3x1.34x0.6=87 (Kg/m2) Bản thành tính không kể đến trọng lượng bản thân , được xem như là cấu kiện chịu uốn có sơ đồ tính và dạng tải trọng như sau: Bản có L/h=6.5/2= 3.25 > 2 ðBản làm việc 1 phương.cắt 1m bề rộng để tính. b.Sơ tính như sau: c.Tính toán nội lực: Dùng phần mềm sap2000 để tính tóan và xác định nội lực. Kết quả tính toán nội lực như sau : d.Tính toán cốt thép: - Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2100 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=1.5 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 0.9%. Thép bản thành được tính tóm tắt trong bản sau: Têncấu kiện Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф a(cm) Aschọn Bản thành nhịp 280 8.5 0.035 0.0359 1.597 8 200 2.52 0.30 gối 630 8.5 0.079 0.0827 3.682 10 200 3.925 0.46 4.Tính bản đáy: a.Xác định tải trọng: - chọn chiều dày bản đáy hbd=120 (mm).kích thước ô bản (3.25x3.25) m. -Tải trọng tác dụng lên bản đáy gồm: +Tỉnh tải: +Trọng lượng bản thân cuả các lớp cấu tạo bản đáy: Lớp gạch men dày 10: G1 = g x d x n=0.01 x 2000 x 1.2 = 24 (Kg/m2) Lớp vưã láng dày 20: G2 = g x d x n=0.02 x 1800 x 1.2 = 43.2 (Kg/m2) Bản bê tông cốt thép dày 120: G3 = g x d x n=0.12 x 2500 x 1.1 = 330 (Kg/m2) Lớp vưã láng dày 15: G4 = g x d x n=0.015 x 1800 x 1.2 = 32.4 (Kg/m2) + Hoạt tải nước : Pn=n x gnxh=1.1x1000x2=2200 (Kg/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy : Gbd =G1+ G2+ G3 +G4+ Pn=24+43.2+330+32.4+2200=2630 (Kg/m2) c.Sơ đồ tính: Sơ đồ tính cuả bản đáy là ô bản kê 4 cạnh ngàm theo chu vi với 2 dầm giao nhau là Dd1 , Dd2 có tiết diện (35x70) Cm. và Dd3, Dd4 có tiết diện (40x80) Cm. Tỉ số L2/L1= 3.25 / 3.25=1ðbản sàn làm việc 2 phương.cắt bản ra 1m để tính toán. SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). d.Xác định nội lực: +Mô men lớn nhất tại nhịp 1: M1=m91xGbd xL1xxL2=0.0179x2630x3.25x3.25= 498(Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbdxL1xxL2=0.0179x2630x3.25x3.25= 498 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=m91xGbdxL1xxL2=0.047x2630x3.25x3.25= 1159 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=m92xGbdxL1xxL2=0.0179x2360x3.25x3.25= 1159 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6.5/6.5=1. lấy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). -Bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2100 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=1.5 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 0.9% Thép bản đáy được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Nhịp 1 M1= 498 10.5 0.041 0.042 2.303 f 8a200 (2.52) 0.24 Nhịp 2 M2= 498 10.5 0.041 0.042 2.303 f 8a200 (2.52) 0.24 Gối 1 MI= 1159 10.5 0.096 0.101 5.53 f 10a140 (5.61) 0.534 Gối 2 MII= 1159 10.5 0.096 0.101 5.53 f 10a140 (5.61) 0.534 5.Tính dầm đáy: Chọn kích thước các dần đáy: Dd1 , Dd2 có tiết diện (30x50) Cm. và Dd3 , Dd4 có tiết diện (35x70) Cm. Sơ đồ truyền tải cuả bản đáy lên dầm đáy SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI a.Xác định tải trọng. -Đối với dầm đáy Dd1,Dd2 Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: - Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm: g1,2 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.3 ´ (0.5-0.12) ´ 1.1 = 314 (Kg/m). -Do bản đáy truyền vào có dạng hình tam giác: q1,2 = Gbd x3.25=2630x3.25=8548(Kg/m). -Đối với dầm đáy Dd3,Dd4 Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: -Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm : g3,4 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.35 ´ (0.7-012) ´ 1.1 = 558(Kg/m). - Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thành: + Lớp gạch men dày 10: G1t = g x d x n=0.01 x 2000 x 1.2 = 24 (Kg/m2) + Lớp vưã láng dày 20: G2t = g x d x n=0.02 x 1800 x 1.2 = 43.2 (Kg/m2) Bản bê tông cốt thép dày 100: G3t = g x d x n=0.1 x 2500 x 1.1 = 275 (Kg/m2) Lớp vưã láng dày 15: G4t = g x d x n=0.015 x 1800 x 1.2 = 32.4 (Kg/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy : gct =G1t+ G2t+ G3t +G4t+ =24+43.2+275+32.4=375 (Kg/m2) -Do bản nấp truyền vào có dạng hình tam giác: q3,4 = Gbd x1.625=2630x1.625=4274(Kg/m). b.Xác định nội lực. Dùng phần mềm sap2000. để tính toán và xác định nội lực.Xem dầm Dd1,Dd2,Dd3,Dd4 là hệ dầm trực giao(hệ không gian). Sơ đồ chất tải như sau: Kết quả tính toán nội lực: Biểu đồ moment: Biểu đồ lực cắt: c.Tính toán cốt thép: - Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 kg/cm2; thép có Ra=2700 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=5 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 3.5% Cốt thép dầm đáy được tính tóm tắt trong bản sau: Têncấu kiện Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф Aschọn Dd1 nhịp 18480 45 0.277 0.331 18.232 6Ф20 18.852 1.40 gối 7392 45 0.111 0.118 6.464 3Ф18 7.635 0.57 Dd2 nhịp 18480 45 0.277 0.331 18.232 6Ф20 18.852 1.40 gối 7392 45 0.111 0.118 6.464 3Ф18 7.635 0.57 Dd3 nhịp 43320 65 0.266 0.316 29.322 6Ф25 29.454 1.29 gối 17328 65 0.107 0.113 10.464 3Ф22 11.403 0.50 Dd4 nhịp 43320 65 0.266 0.316 29.322 6Ф25 29.454 1.29 gối 17328 65 0.107 0.113 10.464 3Ф22 11.403 0.50 kiểm tra chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f8, n=2, u=150.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =35712 (kg)>Q=17430 (Kg) Þthoả điều kiện CHI TIẾT KẾT CẤU BỂ CHỨA NƯỚC ĐƯỢC TRÌNH BÀY TRONG BẢN VẼ KC-3/10