Tính toán bể chưá nước mái

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN BỂ CHƯÁ NƯỚC TÍNH BỂ CHƯÁ NƯỚC MÁI ------000------ Giới thiệu bể chưá nước : - Kích thước thiết kế: +Chiều cao bể là 1.9m. +kích thước bể là (7.2x4.0) m 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 (20x35) Cm. Tỉ số L2/L1= 4 / 3.6=1.1ðbản 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=0.0194x393x4x3.6= 110 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbn xL1xxL2=0.0161x393x4x3.6= 91 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=m91xGbnxL1xxL2=0.0450x393x4x3.6= 255(Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=m92xxL1xxL2=0.0372x393x4x3.6= 210 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=4/3.6=1.1 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 nắp được tính tóm tắt trong bản sau: Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф Aschọn nhịp 1 110 6.5 0.024 0.024 0.816 8a200 2.52 0.39 nhịp 2 91 6.5 0.020 0.020 0.673 8a200 2.52 0.39 gối 1 255 6.5 0.274 0.328 2.235 8a200 2.52 1.94 gối 2 210 6.5 0.226 0.260 1.768 8a200 2.52 1.94 2.Tính dầm nắp. Chọn kích thước các dần nắp: Dn1, Dn2 có tiết diện (20x35) 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. 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 ´ (0.35-0.08) ´ 1.1 = 149 (Kg/m). - Do bản nấp truyền vào có dạng hình tam giác: qbn= Gbn.1.8=707(Kg/m). -Đối với dầm nắp Dn2. 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´ 0.2 ´ (0.35-0.08) ´ 1.1 = 149 (Kg/m). -Do bản nấp truyền vào có dạng hình thang: qbn= Gbn.1.8=707(Kg/m). b.Xác định nội lực. Dùng phần mềm ETABS. để tính toán và xác định nội lực. 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: Tên Mi ho A a Astính Chọn thép µ(%) cấu kiện (KG.m) (cm) Ф Aschọn Dn1 nhịp 570 33 0.0238 0.0241 0.6475 2Ф16 4.022 0.6094 gối 950 33 0.0397 0.0405 1.0882 2Ф16 4.022 0.6094 Dn2 nhịp 2200 33 0.0918 0.0965 2.5943 2Ф16 4.022 0.6094 gối 880 33 0.0367 0.0374 1.0065 2Ф16 4.022 0.6094 - kiểm tra điều kiện chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f6, n=2, u=200.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =9101(kg)>Q=1170 (Kg) Þthoả điều kiện 3. Tính bản thành: - 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=4/1.9= 2.1 > 2 ðBản làm việc 1 phương.cắt 1m bề rộng để tính. Sơ đồ làm việc như sau: Tính nội lực: Dùng phần mềm ETABS để tính tóan và xác định nội lực. Kết quả tính toán nội lực như sau : - 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: Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф Aschọn NHỊP 260 8.5 0.033 0.033 1.481 8a200 2.52 0.30 GỐI 570 8.5 0.072 0.074 3.317 10a200 3.93 0.46 4.Tính bản đáy: - chọn chiều dày bản đáy hbd=120 (mm).kích thước ô bản (4.0x3.6) 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) 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= 4 / 3.6=1.1ðbản sàn làm việc 2 phương.cắt bản ra 1m để tính toán. SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). -Xác định nội lực: +Mô men lớn nhất tại nhịp 1: M1=m91xGbd xL1xxL2=0.0194x2630x4x3.6= 735(Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbdxL1xxL2=0.0161x2630x4x3.6= 610 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=m91xGbdxL1xxL2=0.0450x2630x4x3.6= 1704 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=m92xGbdxL1xxL2=0.0372x2630x4x3.6= 1409 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=4/3.6=1.1 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: Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф Aschọn nhịp 1 735 10.5 0.061 0.063 3.441 10a200 3.93 0.37 nhịp 2 610 10.5 0.050 0.052 2.840 10a200 3.93 0.37 gối 1 1704 10.5 0.141 0.152 8.364 12a120 9.05 0.86 gối 2 1409 10.5 0.116 0.124 6.812 12a150 7.92 0.75 5.Tính dầm đáy: Chọn kích thước các dần đáy: Dd1 , Dd2 có tiết diện (30x40) Cm. SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI a.Xác định tải trọng. -Đối với dầm đáy Dd1 Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: - Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm: g1 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.3 ´ (0.4-0.12) ´ 1.1 = 231 (Kg/m). -Do bản đáy truyền vào có dạng hình tam giác: q1 = Gbd x1.8=2630x1.8=4734(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 bản thành tác dụng lên dầm Dd1: gct =(G1t+ G2t+ G3t +G4t)xh =(24+43.2+275+32.4)x1.9=712.5 (Kg/m) -Đối với dầm đáy Dd2 Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: -Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm : g2 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.3 ´ (0.4-012) ´ 1.1 = 231(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 bản thành tác dụng lên dầm Dd2: gct =(G1t+ G2t+ G3t +G4t)xh =(24+43.2+275+32.4)x1.9=712.5 (Kg/m) -Do bản đáy truyền vào có dạng hình thang: q1 = Gbd x1.8=2630x1.8=4734(Kg/m). b.Xác định nội lực. Dùng phần mềm ETABS. để tính toán và xác định nội lực Sơ đồ chất tải như sau: Kết quả tính toán nội lực: Biểu đồ moment: Biểu đồ lực cắt: - 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% 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 3780 35 0.094 0.098 4.207 2Ф16 4.02 0.38 gối 6200 35 0.153 0.167 7.160 3Ф18 7.63 0.73 Dd2 nhịp 14780 35 0.366 0.482 20.601 6Ф22 22.8 2.17 gối 5912 35 0.146 0.159 6.796 3Ф18 7.63 0.73 kiểm tra chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f8, n=2, u=150.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =16531 (kg)>Q=12630 (Kg) Þthoả điều kiện Bố trí thép cho cầu bể chưá nước được trình bày trong bản vẽ