Thực trạng hồ nước mái

CHÖÔNG 3 HOÀ NÖÔÙC MAÙI Caùc thoâng soá vaät lieäu choïn Beâtoâng Maùc250 Coát theùp AI Rn (kG/cm2) Rk (kG/cm2) Ra (kG/cm2) R’a (kG/cm2) 110 8.8 2000 2000 0.58 Sô boä choïn kích thöôùc tieát dieän hoà nöôùc maùi Hình 3.1 Keát caáu hoà nöôùc Hình 3.2 Maët caét hoà nöôùc maùi A - A + Choïn chieàu daøy baûn naép hbn = 8 (cm) + Chieàu daøy baûn ñaùy hbñ ≥ ( 1.2 ÷ 1.5) hb hbñ ≥ ( 1.2 ÷ 1.5) 8 hbñ ≥ ( 10 ÷ 12) hbñ = 12 cm + Chieàu daøy baûn thaønh hbt = 12 cm + Chieàu cao daàm baûn naép vaø daàm baûn ñaùy hd = () ld bd = () hd Trong ñoù : hd : Chieàu cao daàm ( cm ) bd : Beà roäng daàm ( cm ) ld : Chieàu daøi daàm ( cm) + Ñoái vôùi daàm tröïc giao : h ≥ ld Baûn Daàm chính Daàm tröïc giao Ld (m) hb (cm) b (cm) h (cm) b (cm) h (cm) Baûn naép 4.0 10 20 30 20 50 Baûn ñaùy 4.0 12 30 40 25 70 Thaønh 8.0 12 Baûng 3.1 Caùc tieát dieän cuûa hoà nöôùc Tính baûn naép 1) Maët baèng boá trí baûn naép Hình 3.3 Maët baèng baûn naép 2) Taûi troïng treân baûn naép Tónh taûi *Taûi troïng thöôøng xuyeân bao goàm caùc lôùp caáu taïo taïi baûn naép gb = ångi.giTC trong ñoù: giTC : troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i; ngi : heä soá ñoä tin caäy thöù i. Hình 3.4 Caáu taïo baûn naép STT Caùc lôùp caáu taïo δ (m) γ (kG/m3) gbntc (kG/m2) n gbntt (kG/m2) 1 Vöõa loùt M75 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Baûn BTCT 0.08 2500 200 1.1 275 3 Vöõa traùt 0.015 1800 27 1.3 35.1 Toång coäng 301.9 Baûng 3.2. Taûi troïng baûn thaân naép + Hoaït taûi söûa chöõa: Hoaït taûi söûa chöõa coù giaù trò tieâu chuaån laø: ptc = 75(kG/m2) Heä soá ñoä tin caäy laø: n =1.3 => Hoaït taûi: ptt = ptc.n = 75x1.3 = 97.5 (kG/cm2) Vaäy toång taûi taùc duïng leân baûn naép laø: qtt = gtt+ptt = 302 + 97.5 = 399.5 (kG/m2) Sô ñoà tính baûn naép Ta coù l1 = 3.75 (m) l2 = 4.0 (m) => Baûn laøm vieäc 2 phöông Tính baûn theo sô ñoà ñaøn hoài Caét 1 daûi baûn coù beà roäng b = 1m theo 2 phöông ñeå tính Hình3.5. Caùc kích thöôùc lieân quan ñeå xeùt sô ñoà tính Xeùt tyû soá => Lieân keát mgaøm => Lieân keát ngaøm =>Vaäy baûn naép laø baûn keâ 4 caïnh ngaøm, Caùc caïnh oâ baûn S1 ñöôïc tính nhö lieân keát ngaøm (lieân keát vôùi daàm D1, D2 , DN1 , DN2 ). Ta coù sô ñoà tính nhö sau: Hình 3.6 Sô ñoà tính baûn naép Xaùc ñònh noäi löïc Caùc giaù trò moâ momen ñöôïc tính theo coâng thöùc Duøng sô ñoà 9 ñeå xaùc ñònh noäi löïc cho baûn naép -Moâmen döông lôùn nhaát ôû giöõa nhòp M1 = m91.P M2 = m92.P - Moâmen aâm lôùn nhaát ôû goái: MI = k91.P MI = k92.P trong ñoù: P = q.l1.l2 : toång taûi troïng taùc duïng leân oâ baûn. Vôùi: q = gtt+ptt k91, k92 , m91 , m92 : caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng, phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1. (vôùi: L2 = ld , L1 = lng ). BAÛNG TÍNH NOÄI LÖÏC BAÛN NAÉP OÂ saøn Vò trí l1 l2 l2/l1 g p P=(g+p)l1l2 m91,m92 M (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T) k91,k92 (Tm/m) NAÉP nhòp l1 3.75 4 1.06667 0.302 0.0975 5.9925 0.018933 0.113 HOÀ nhòp l2 3.75 4 0.302 0.0975 5.9925 0.016767 0.100 NÖÔÙC goái l1 3.75 4 0.302 0.0975 5.9925 0.044133 0.264 goái l2 3.75 4 0.302 0.0975 5.9925 0.038667 0.232 Baûng 3.3 Baûng tính noäi löïc baûn naép Tính vaø boá trí theùp baûn naép - Coát theùp ñöôïc tính toaùn vôùi daûi baûn coù beà roäng 1m caû 2 phöông vaø ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán. trong ñoù: b = 100cm: beà roäng daûi tính t oaùn; h0 = hb – a: chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän. Giaû thieát a =2 cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo. Suy ra: h0 = 8 – 2 = 6 cm. - Haøm löôïng coát theùp tính toaùn µ trong daõy baûn caàn ñaûm baûo ñieàu kieän: Vôùi : Theo TCVN laáy µmin = 0.05%. Keát quaû tính theùp OÂ saøn Tieát dieän M A g Fa f choïn Fac m (kGcm) (cm2) (mm) u (mm) ( cm2 ) % S3 nhòp l1 11345.6 0.029 0.986 0.96 8 f8@200 2.51 0.42 nhòp l2 10047.62 0.026 0.987 0.85 8 f8@200 2.51 0.42 goái l1 26446.7 0.067 0.966 2.28 8 f8@200 2.51 0.42 goái l2 23171.3 0.059 0.97 1.99 8 f8@200 2.51 0.42 Baûng 3.4 keát quaû tính theùp baûn naép III TÍNH BAÛN THAØNH Taûi troïng taùc duïng leân baûn thaønh : Choïn chieàu daøy baûn thaønh laø 12cm ñeå thieát keá. + Tónh taûi: STT Caùc lôùp caáu taïo δ (m) γ (kG/m3) gbtc (kG/m3) n gbtt (kG/m3) 1 Vöõa loùt 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Lôùp choáng thaám 0.01 2000 20 1.1 22 3 Baûn BTCT 0.12 2500 300 1.1 330 4 Vöõa traùt 0.015 1800 27 1.3 35.1 Toång coäng 433.9 Baûng 3.5. Taûi troïng baûn thaân do baûn thaønh gaây ra + AÙp löïc thuûy tónh taùc duïng leân baûn thaønh gn = h.γ.n = 1.7x1000x1.1 = 1870(kG/m2) + Taûi troïng gioù: Chæ xeùt tröôøng hôïp baác lôïi nhaát khi baûn thaønh chòu gioù huùt. Tính theo giôùi haïn 1 W = W0.k.C.n trong ñoù: - W0 = 83 (kG/cm2) – Aùp löïc gioù tieâu chuan khu vöïc II-A; - k = 1.4476 - Heä soá aûnh höôûng ñoä cao vaø daïng ñòa hình (vôùi: H=44.4m vaø daïng ñòa hình A. Tra baûng 5. TCVN 2737 – 1995, vaø noäi suy tuyeán tính); - C = 0.6 – Heä soá khí ñoäng; - n = 1.2 – Heä soá ñoä tin caäy. W = 83x1.4476x0.6x1.2 = 88.21 (Kg/m2) Sô ñoà tính baûn thaønh : Baûn thaønh laø caáu kieän chòu uoán neùn ñoàng thôøi Xeùt tæ soá >2 => Baûn thaønh thuoäc baûn daàm Caét 1 daõi theo phöông caïnh h coù beà roäng b = 1m ñeå tính Hình 3.7 Sô ñoà tính baûn thaønh Xaùc ñònh noäi löïc cuûa baûn thaønh Hình 3.8 Bieåu ñoà moâmen do gioù huùt taùc duïng leân baûn thaønh Hình 3.9 Bieåu ñoà momen aùp löïc thuûy tónh taùc duïng leân baûn thaønh Ta coù: => Giaù trò momen taïi goái cuûa baûn thaønh laø: Mg = MgW + Mgn = 31.866 + 360.287 = 392.153(kG.m) Mn = MnW + Mnn = 17.925 + 160.842 = 2178.767(kG.m) Tính coát theùp baûn thaønh Baûn thaønh ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán. Caét moät daûi baûn coù beà roäng baèng 1m ñeå tính toaùn cho baûn Giaû thuyeát: a =1.5cm – Khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp beâtoâng chòu keùo => h0 = hb – a = 12 – 1.5 = 10.5cm – Chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän b = 100 – Beà roäng tính toaùn cuûa daûi baûn Caùc coâng thöùc tính toaùn vaø kieåm tra haøm löôïng theùp: Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: Momen b h0 A γ Fatt Theùp choïn μ% (kG.m) (cm) (cm) (cm2) Boá trí Fac(cm2) Mn 178.767 100 10.5 0.01474 0.9926 0.86 Ф6a200 1.41 0.134 Mg 392.153 100 10.5 0.03234 0.9835 1.9 Ф8a200 2.51 0.24 Baûng 3.6. Tính toaùn coát theùp cho baûn thaønh 5) Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa baûn thaønh Qmax ≤ 0.8*Rk*b*ho Qmax = 0.8*Rk*b*ho = 0.8*8.8*100*10.5 = 8448 ( KG ) => Qmax = < 0.8*Rk*b*ho = 8448 ( KG ) Vaäy beâ toâng cuûa baûn thaønh ñuû chòu caét 6) Tính beà roäng veát nöùt cuûa baûn thaønh : Kieåm tra nöùt baûn ñaùy theo traïng thaùi giôùi haïn 2 Theo TCVN 5574 – 1991: + Caáp choáng nöùt caáp 3: [a] = 0.25mm; + Khi tính vôùi taûi troïng daøi haïn giaûm ñi 0.05mm, neân [a] = 0.20mm + Kieåm tra nöùt theo ñieàu kieän: an ≤ [a] Vôùi: trong ñoù: - 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; - η: phuï thuoäc tính chaát beà maët cuûa coát theùp. Theùp thanh troøn trôn η = 1.3; theùp coù gaân η = 1; - Ea = 2.1x106 (kG/cm2); - ; vôùi: + M1tc = 41.6 (KG.m) + MI = 474 (KG.m) + z1 = m.h0 - P = 100μ - d: ñöôøng kính coát theùp chòu löïc Vaäy: OÂbaûn Momen Mtc(kGm) h0 (cm) Fa (cm2) m η z1 (cm) σa (kG/cm2) P an (mm) S1 M1 41.6 10.5 1.41 0.134 1.3 10.5 281 0.134 0.04 MI 474 10.5 2.51 0.24 1.3 10.5 1798.5 0.24 0.22 Baûng 3.7. Kieåm tra nöùt ñaùy hoà Ta thaáy an Ñaùy hoà thoûa maõn ñieàu kieän veà khe nöùt. IV) TÍNH BAÛN ÑAÙY : Hình 3.10 Maët baèng baûn ñaùy hoà nöôùc Taûi troïng taùc duïng : a Troïng löôïng baûn thaân : Hình 3.11 Caáu taïo baûn ñaùy hoà nöôùc STT Caùc lôùp caáu taïo δ (m) γ (kG/m3) gbntc (kG/cm2) n gbntt (kG/cm2) 1 Vöõa loùt M75 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Baûn BTCT 0.12 2500 300 1.1 330 3 Lôùp choáng thaám 0.01 2000 20 1.1 22 4 Vöõa traùt 0.015 1800 27 1.3 35.1 Toång coäng 434 Baûng 3.8 Taûi troïng troïng löôïng baûn thaân baûn ñaùy b) Troïng löôïng nöôùc gn = h.γ.n = 1.7x1000x1.1 =1870 ( KG/m2) Toång taûi troïng taùc duïng leân baûng ñaùy q = gbt + gn q = 434 + 1870 = 2304 (KG/m2) 2) Sô ñoà tính baûn ñaùy : Baûn ñaùy ñöôïc chia thaønh 4 oâ baûn S2 nhö hình 3.12 Hình 3.12. Sô ñoà tính caùc oâ baûn ñaùy Xaùc ñònh noäi löïc caùc oâ baûn ñaùy Caùc oâ baûn cuûa baûn ñaùy thuoäc oâ baûn soá 9 trong 11 loaïi oâ baûn. Caét 1 daõi co beà roäng b = 1m theo 2 phöông ñeå tính Caùc giaù trò Moâmen ñöôïc tính toaùn theo caùc coâng thöùc: - Moâmen döông lôùn nhaát ôû giöõa nhòp: M1 = mi1.P M2 = mi2 - Moâmen aâm lôùn nhaát ôû goái: MI = ki1.P MII = ki2.p trong ñoù: P = q.l1.l2 : toång taûi troïng taùc duïng leân oâ baûn. Vôùi: q = gtt+gn mi1, mk1: caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng, phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1. (vôùi: L2 = ld , L1 = lng ). BAÛNG TÍNH NOÄI LÖÏC SAØN HAI PHÖÔNG OÂ saøn Vò trí l1 l2 l2/l1 g p P=(g+p)l1l2 m91,m92 M (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T) k91,k92 (Tm/m) nhòp l1 3.75 4 1.06667 0.434 1.87 34.56 0.01898 0.656 BAÛNG nhòp l2 3.75 4 0.434 1.87 34.56 0.0167 0.577 ÑAÙY goái l1 3.75 4 0.434 1.87 34.56 0.04422 1.528 Baûng 3.9 Noäi löïc caùc oâ baûn ñaùy Tính coát theùp baûn : Tính toaùn vaø boá trí coát theùp: - Coát theùp ñöôïc tính toaùn vôùi daûi baûn coù beà roäng 1m caû 2 phöông vaø ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán. trong ñoù: b = 100cm: beà roäng daûi tính toaùn; h0 = hb – a: chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; Giaû thieát a =1.5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo. Suy ra: h0 = 12 – 1.5 = 10.5cm. - Haøm löôïng coát theùp tính toaùn µ trong daõy baûn caàn ñaûm baûo ñieàu kieän: Vôùi : Theo TCVN laáy µmin = 0.05%. OÂ saøn Tieát dieän M A g Fa f choïn Fac m (kGcm) (cm2) (mm) u (mm) ( cm2 ) % BAÛN nhòp l1 65594.9 0.054 0.97 3.21 10 f10@200 3.93 0.37  ÑAÙY nhòp l2 57715.2 0.048 0.98 2.28 10 f10@200 3.93 0.37 goái l1 152824 0.126 0.93 7.8 12 f12@125 9.04 0.86 goái l2 133125 0.11 0.94 6.73 12 f12@125 9.04 0.86 Baûng 3.10 Tính theùp baûn ñaùy Tính nöùt baûn ñaùy : Kieåm tra nöùt baûn ñaùy theo traïng thaùi giôùi haïn 2 Theo TCVN 5574 – 1991: + Caáp choáng nöùt caáp 3: [a] = 0.25mm; + Khi tính vôùi taûi troïng daøi haïn giaûm ñi 0.05mm, neân [a] = 0.20mm + Kieåm tra nöùt theo ñieàu kieän: an ≤ [a] Vôùi: trong ñoù: - 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; - η: phuï thuoäc tính chaát beà maët cuûa coát theùp. Theùp thanh troøn trôn η = 1.3; theùp coù gaân η = 1; - Ea = 2.1x106 (kG/cm2); - ; vôùi: + M1tc = qtcl1l2m91 = (383+1700)3.75*4*0.01898 = 593 (KG.m) + MI = qtcl1l2k91 = (383+1700)3.75*4*0.04422 = 1382 (KG.m) + z1 = m.h0 - P = 100μ - d: ñöôøng kính coát theùp chòu löïc Vaäy: OÂbaûn Momen Mtc(kGm) h0 (cm) Fa (cm2) m η z1 (cm) σa (kG/cm2) P an (mm) S1 M1 593 10.5 3.93 0.37 1 10.5 1437 0.37 0.14 MI 1382 10.5 9.04 0.86 1 10.5 1456 0.86 0.13 Baûng 3.11. Kieåm tra nöùt ñaùy hoà Ta thaáy an Ñaùy hoà thoûa maõn ñieàu kieän veà khe nöùt. DAÀM VAØ COÄT Daàm ñaùy vaø daàm naép tính toaùn baèng caùch moâ hình khoâng gian trong phaàn meàm SAP 2000 ñeå tìm ra noäi löïc. F Xaùc ñònh taûi troïng - Troïng löôïng baûn thaân daàm ñaùy: gd = 0.25x0.4x2500x1.1 = 275 (kG/m). - Troïng löôïng baûn thaân daàm tröïc giao cuûa baûn ñaùy gdtgbñ = 0.25x0.5x2500x1.1 = 344 ( KG/m ) - Troïng löôïng baûn thaân baûn thaønh qbt = 0.12x1.7x1.1x2500 = 561 (kG/m) - Troïng löôïng baûn thaân daàm daàm naép: gd=0.2x0.3x2500x1.1= 165 (kG/m) Troïng löôïng baûn thaân daàm tröïc giao cuûa baûn naép gdtgbn = 0.2x0.35x2500x1.1 = 192.5 ( KG/m ) Taûi troïng saøn truyeàn vaøo daàm döôùi daïng taûi hình thang vaø taûi hình tam giaùc ñöïoc qui ñoåi nhö sau: + Taûi tam giaùc (TG) qui ñoåi thaønh taûi töông ñöông: qtñ = .qtg.l1/2 + Taûi hình thang (HT) qui ñoåi thaønh taûi töông ñöông: qtñ = qht.k.l1/2 vôùi k = (1-2b2 + b3) b = F Xaùc ñònh noäi löïc Keát quaû noäi löïc tìm ñöôïc baèng phaàn meàm SAP2000 nhö sau: Hình 3.14 : Bieåu ñoà moment daàm ñaùy vaø daàm naép hoà nöôùc F Tính toaùn coát theùp Vaät lieäu: Beâ toâng maùc 300, coát theùp CII. Baûng 5.9: Baûng tính noäi löïc vaø coát theùp daàm hoà nöôùc Daàm Theùp choïn D1 Goái :2f16+3f20 Nhòp: 2f16+2f20 D2 Goái :2f16+3f20 Nhòp: 2f16+2f22 D3 Goái :2f16+4f25 Nhòp: 2f16+3f25 D4 Goái :2f16+4f25 Nhòp: 2f16+3f25 D5 Goái :2f16+2f18 Nhòp: 4f16 D6 Goái :2f16+2f18 Nhòp: 4f16 D7 Goái :2f16+3f22 Nhòp: 2f16+2f25 D8 Goái :2f16+3f22 Nhòp: 2f16+2f25 Baûng choïn theùp F Tính coát ñai Löïc caét treân daàm Q=32500 kG Ta coù: koxRnxbxh0 =0.35x130x30x65=88725kG > Q=32500 kG 0.6xRkx bxh0 =0.6x10x30x65 = 11700 kG < Q=32500 kG => Vaäy phaûi tính coát ñai. Löïc maø coát ñai phaûi chòu laø qd = Choïn ñai f 8, fñ = 0.503 cm2, n = 2, theùp CII coù Rañ = 2100 kG/cm2 Khoaûng caùch tính toaùn Utt = Umax = Khoaûng caùch ñai laáy theo caáu taïo: - Treân ñoaïn gaàn goái töïa (l/4) Uct Uct - Treân ñoaïn daàm giöõa nhòp Uct Uct Khoaûng caùch coát ñai ñöôïc choïn laø U = min(Utt,Uct,Umax), do ñoù choïn nhö sau: + Ñoaïn gaàn goái ( l/4): f8F150 + Ñoaïn giöõa nhòp (l/2): f8F250