Tài liệu Tính toán cơ bản về hồ nước mái: CHƯƠNG: I
TÍNH HỒ NƯỚC MÁI
I. KHÁI NIỆM
Bể nước mái cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng nước cho cứu hỏa .
Chọn sơ bộ chiều cao hồ nước
-Số hộ của chung cư là : 264 hộ
-Bình quân mỗi hộ là 4 người, trung bình mỗi hộ sử dụng nước là :200 lít/ngày đêm
-Thể tích bể nước được tính như sau :
Vbể = =26.4 (m3)
Mặt khác : Vbể = l1 x l2 x hbể Þ hbể == =2.09 (m)
Þ chọn hbể =2.1m
MẶT CẮT B-B
MẶT CẮT A-A
MẶT CẮT B-B
MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT HỒ NƯỚC MÁI
II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
II.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
* Chọn chiều dày bản :
hbd =
Với : D = 0.8 1.4 : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng
m = 40 45 : đối với bản kê 4 cạnh
l : nhịp của bản theo phương chịu lực
+ Chọn chiều dày bản đáy : 12 cm
+ Chọn chiều dày bản nắp : 8 cm
+ Chọn chiều dày bản thành : 10 cm
* Chọn kích thước tiết diện dầm :
Dầm đáy D1 của hồ nước :
. Chọn...
16 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 2174 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tính toán cơ bản về hồ nước mái, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG: I
TÍNH HỒ NƯỚC MÁI
I. KHÁI NIỆM
Bể nước mái cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng nước cho cứu hỏa .
Chọn sơ bộ chiều cao hồ nước
-Số hộ của chung cư là : 264 hộ
-Bình quân mỗi hộ là 4 người, trung bình mỗi hộ sử dụng nước là :200 lít/ngày đêm
-Thể tích bể nước được tính như sau :
Vbể = =26.4 (m3)
Mặt khác : Vbể = l1 x l2 x hbể Þ hbể == =2.09 (m)
Þ chọn hbể =2.1m
MẶT CẮT B-B
MẶT CẮT A-A
MẶT CẮT B-B
MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT HỒ NƯỚC MÁI
II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
II.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
* Chọn chiều dày bản :
hbd =
Với : D = 0.8 1.4 : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng
m = 40 45 : đối với bản kê 4 cạnh
l : nhịp của bản theo phương chịu lực
+ Chọn chiều dày bản đáy : 12 cm
+ Chọn chiều dày bản nắp : 8 cm
+ Chọn chiều dày bản thành : 10 cm
* Chọn kích thước tiết diện dầm :
Dầm đáy D1 của hồ nước :
. Chọn hd = 35 cm
bd = (0.3÷0.5)hd . chọn bd = 20 cm
Tương tự ta cũng chọn được :
- Tiết diện dầm đáy D2 là : hd = 40 cm , bd = 25 cm
II.2 Tải trọng tác dụng :
* Tĩnh tải bản đáy :
STT
Vật liệu
Chiều dày
(m)
(KG/m3)
n
Tĩnh tải tính toán (KG/m2)
1
Lớp gạch men
0.01
2000
1.1
22
2
Lớp vữa lót
0.02
1800
1.3
46.8
3
BT chống thấm
0.01
2000
1.1
22
4
Bản BTCT
0.12
2500
1.1
330
5
Lớp vữa trát
0.015
1800
1.3
35.1
Tổng cộng
455.9
* Tĩnh tải bản nắp :
STT
Vật liệu
Chiều dày
(m)
(KG/m3)
n
Tĩnh tải tính toán (KG/m2)
1
Lớp vữa lót
0.02
1800
1.3
46.8
2
Bản BTCT
0.08
2500
1.1
220
3
Lớp vữa trát
0.015
1800
1.3
35.1
Tổng cộng
301.9
Tĩnh tải bản thành :
STT
Vật liệu
Chiều dày
(m)
(KG/cm3)
n
Tĩnh tải tính toán (KG/m2)
1
Lớp gạch men
0.01
2000
1.1
22
2
Lớp vữa lót
0.02
1800
1.3
46.8
3
BT chống thấm
0.01
2000
1.1
22
4
Bản BTCT
0.1
2500
1.1
275
5
Lớp vữa trát
0.015
1800
1.3
35.1
Tổng cộng
400.9
* Trọng lượng nước :
(KG/m2)
* Hoạt tải sửa chữa :
Tra bảng theo tiêu chuẩn “ TCVN 2737_1995 : Tải trọng và tác động “
ptt = 1.3 x 75 = 97.5 KG/m2
+ Tải trọng toàn phần cho bản đáy
qbd = gn + gtt + ptt = 2310+ 455.9 + 97.5 = 2863.4 (KG/m2)
+ Tải trọng toàn phần cho bản nắp
qbn = ptt + gtt = 97.5 + 301.9 =399.4 (KG/m2)
* Tải trọng gió :
Aùp lực gió tại độ cao 40.65 m . ( Công trình nằm tại TPHCM thuộc vùng IIA )
Ta có : Wd = Wo x k x c x n = 83 x 1.28 x 0.8 x 1.2 = 101.99 (KG/m2)
Wh = Wo x k x c x n = 83 x 1.28 x 0.6 x1.2 = 76.493 (KG/m2)
* Aùp lực thủy tĩnh :
qtt = 1.1gh =1.1 x 1000 x 2.1 = 2310 (KG/m2)
III. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA HỒ NƯỚC MÁI :
MẶT BẰNG BẢN ĐÁY
III.1 Tính bản đáy
Bản đáy có hb = 12cm , chịu tác dụng của tải trọng toàn phần = 2863.4 (KG/m2)
Sơ đồ tính :
Bản đáy được xem là bản kê 4 cạnh ngàm .
P = x l1 x l2 = 2863.4 x 3 x4.2= 36078.84 (KG)
Momen ở nhịp theo phương cạnh ngắn
M1 = m91 x P = 0.0210 x 36078.84 = 944.97 (KG.m/m)
Momen ở nhịp theo phương cạnh dài
M2 = m92 x P = 0.0107 x 36078.84 = 386.04 (KG.m/m)
Momen ở gối theo phương cạnh ngắn
MI = k91 x P = 0.0473 x 36078.84 = 1706.53 (KG.m/m)
Momen ở gối theo phương cạnh dài
MII = k92 x P = 0.0240 x 36078.84 = 865.89 (KG.m/m)
Cốt thép bản đáy tính như cấu kiện chịu uốn
Fa =
Các số liệu ban đầu :
+ Bê tông Mác 300 có Rn = 130 KG/cm2 , Rk = 10 KG/cm2
+ Cốt thép CII : Ra = R’a = 2600 KG/cm2
+ b = 100 cm : bề rộng dải tính toán
+ Giả thiết a = 2 cm : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép ngoài bê tông
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mác 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG /cm2)
E
(KG /cm2)
CI I Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hs
(cm)
ho
(cm)
130
0.58
260000
2600
100
2
12
10
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị momen
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
a(mm)
Fa(cm2)
M1
944.97
0.074
0.077
4.33
8
100
5.03
0.50
M2
386.04
0.030
0.030
1.70
8
200
2.52
0.25
MI
1706.53
0.131
0.141
7.98
10
100
7.9
0.75
MII
865.89
0.067
0.069
3.90
8
150
3.35
0.34
Kết quả chấp nhận được vì (%) nằm trong vùng
III.2 Tính bản nắp
lỗ thăm 600x600
MẶT BẰNG BẢN NẮP
Bản nắp có hb = 8 cm , chịu tác dụng của tải trọng toàn phần = 399.4 (daN/m2)
Sơ đồ tính :
ql2/8
ql2/8
Bản nắp được xem như là bản gối .Trên mặt bằng có S1 , S2 giống nhau nên chỉ cần tính S1
P = x l1 x l2 = 399.4 x 3 x 4.2 = 5032.44 (KG)
Moment ở nhịp theo phương ngắn :
Mn = m11 x P = 0.0469 x 5032.44 = 236.02 (Kg.m)
Moment ở nhịp theo phương dài :
Md = m12 x P = 0.0240 x 5032.44 = 120.78 (KG.m)
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mac 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG/cm2)
E
(KG/cm2)
CII Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hs
(cm)
ho
(cm)
130
0.58
260000
2600
100
2
8
6
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị momen
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
a(mm)
Fa(cm2)
Mn
236.02
0.018
0.018
0.62
6
200
1.42
0.24
Md
120.78
0.009
0.009
0.32
6
200
1.42
0.24
Kết quả chấp nhận được vì (%) nằm trong vùng
III.3 Tính toán bản thành
Tính bản thành ta xem bản thành như cấu kiện chiụ uốn
Chiều cao thành bể H = 2.1 m , chiều rộng bản thành bể B1 = 4.2 m , B2 = 3 m
Ta có B/H = 2 : ta xem bản thành làm việc theo phương cạnh ngắn , cắt bản theo phương cạnh ngắn b = 1 m , sơ đồ tính như sau :
2100
2100
2100
2310 KG/m2
Áp lực thủy tĩnh
2310 KG/m2
Áp lực thủy tĩnh
101.99 KG/m2
giĩ
101.99KG/m2
giĩ
Mmax=ql2/15
Mmax=ql2/8
Giĩ Áp lực nước
Mgmax=56.22 KG/m Mgmax = 679.14 KG/m
x=1.4m:Mb=34.53 KG.m x=1.4m:Mb=258.42 KG.m
-Moment âm ở gối
M = Mgió max + Mnướcmax = 56.22 + 679.14 = 735.36 (KG.m)
-Moment dương ở bụng
Mb = + = 34.53+258.42 = 292.95 (KG.m)
+ Bê tông Mác 300 , Rn = 130 KG/cm2
+ Thép CI , Ra = 2000 KG/cm2
Bản thành có chiều dày hb = 10 cm , Mmax = 735.36 KG.m , b = 100 cm , a = 2 cm ho = 8 cm
Tính toán cốt thép
A=
Fa =
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị momen
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
a(mm)
Fa(cm2)
Mn
735.36
0.088
0.093
4.19
8
120
4.19
0.52
Mb
292.95
0.035
0.036
1.62
6
150
1.9
0.22
III.4 Tính dầm đáy và dầm nắp
+ Tính dầm đáy
SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI LÊN DẦM ĐÁY
Tải trọng : + Trọng lượng sàn : gs = 400.9 KG/m2
+ Hoạt tải : ptt = 97.5 KG/m2
+ Trọng lượng nước : gn = 2310 KG/m2
+ Trọng lượng bản thành :gbth = 400.9 KG/m2
q = gs + ptt + gn = 455.9 + 97.5 + 400.9 + 2310 = 3264.3 KG/m2
Sử dụng bê tông vật liệu như sau :
+ Bê tông Mác 300 , Rn = 130 daN/cm2
+ Thép AI, Ra = 2300 daN/cm2
* Tính dầm D1 (20x35) cm
Sơ đồ tính :
Trọng lượng bản thân : qd = b.( hd – hb )..n = 0.2( 0.35 – 0.12 ).2500.1.1 = 99 (KG/m)
Tải trọng hình tam giác tác dụng: = ql = 3264.3 x 3 = 9792.9 (KG/m)
Quy đổi tải tam giác thành tải phân bố đều
qqd = = x 9792.9 = 6120.56 (KG/m )
Tổng tải phân bố đều trên dầm là :
qt = qqd + qd = 6120.56 + 99 = 6219.56 (KG/m)
* Kết qua nội lực như sau :
Biểu đồ momen M (KG.m)
Tính toán cốt thép
A=
Fa =
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mac 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG/cm2)
E
(KG/cm2)
CII Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hd
(cm)
ho
(cm)
130
0.568
260000
2600
20
3
30
27
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị momen
(KGm)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
Fa(cm2)
Mg
4664.295
0.175
0.194
7.02
2þ16+1þ20
7.16
1.12
Mn
2332.148
0.088
0.092
3.32
2þ14+1þ12
4.21
0.64
+ Tính toán cốt đai
Theo cấu tạo
- Đoạn gần gối tựa : ( 1/4 nhịp )
Uct = h/3=35/3=11.7cm
Chọn Uct =10cm
- Đoạn giữa nhịp :
Uct = 3h/4=3x30/4= 22.5 cm
Uct = 20 cm
- Umax = = = 24.32 (cm)
Khoảng cách cốt đai được chọn là U = min ( Utt , Uct , Umax ) , do đó chọn như sau :
+ Đoạn gần gối ( 1/4 ) : U = 100 mm
+ Đoạn giữa nhịp ( 1/2 ) : U = 200 mm
Chọn đai = 0.503 , n = 2 , khoảng cách đai u = 100 cm
qđ = = = 211.26 (KG/cm)
Qđb = = = 15988.26 KG > Qmax= 9328.59 KG
Bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt xiên
* Tính dầm D2 (25x40) cm
Sơ đồ tính
Trọng lượng bản thân : qd = b.( hd – hb )..n = 0.25.( 0.40 – 0.12 ).2500.1.1 = 192.5 (KG/m)
Tương tự như trên ta có : = ql1 = 3264.3 x 4.2 = 13710.6 (KG/m)
Quy đổi tải trọng hình thang thành tải trọng phân bố đều
qqd = ( 1- 2 + ) , với = 0.357
qqd = 10839.19 (KG/m)
Tổng tải phân bố đều trên dầm là :
qt = qqd + qd = 10839.19 + 192.5 = 11031.69 (KG/m)
Kết quả nội lực:
Biểu đồ momen M (daNm)
Tính toán cốt thép :
A=
Fa =
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mac 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG/cm2)
E
(KG/cm2)
CII Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hd
(cm)
ho
(cm)
130
0.568
260000
2600
25
5
40
37
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị momen
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
Fa(cm2)
Mg
16216.58
0.355
0.461
24.44
5þ25
24.54
2.65
Mn
8108.29
0.177
0.197
10.43
4þ18
10.18
1.10
+Tính toán cốt đai
Theo cấu tạo :
- Đoạn gần gối tựa : ( 1/4 nhịp )
Uct = h/3 = 40/3 = 13.3cm
Uct = 13cm
- Đoạn giữa nhịp :
Uct = 3h/4 = 3x40/4 =30 cm
Uct = 30cm
- Umax = = = 28.55 (cm)
Khoảng cách cốt đai được chọn là U = min ( Utt , Uct , Umax ) , do đó chọn như sau :
+ Đoạn gần gối ( 1/4 ) : U = 15 cm
+ Đoạn giữa nhịp ( 1/2 ) : U = 20 cm
Chọn đai = 0.503 , n = 2 , khoảng cách đai u = 15 cm
qđ = = = 211.26 (KG/cm)
Qđb = = = 24050.26 KG > Qmax =23166.5 KG
Bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt xiên
+ Tính dầm nắp
SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI LÊN DẦM NẮP
Tải trọng : + Trọng lượng sàn : gs = 301.9 KG/m2
+ Hoạt tải : ptt = 97.5 KG/m2
q = gs + ptt = 301.9 + 97.5 = 399.4 KG/m2
Sử dụng bê tông, vật liệu như sau :
+ Bê tông Mác 300 , Rn = 130 KG/cm2
+ Thép AI, Ra = 2300 KG/cm2
* Tính dầm D3 (20x30) cm
Sơ đồ tính
Trọng lượng bản thân : qd = b.( hd – hb )..n = 0.2.( 0.3– 0.08).2500.1.1 = 121 (KG/m)
Tải trọng hình tam giác : = ql1 = 399.4 x 3 = 1198.2 (KG/m)
Quy đổi tải tam giác thành tải phân bố đều :
qqd = = x 1198.2 = 748.875 (KG/m )
Tổng tải phân bố đều trên dầm là :
qt = 2 x qqd + qd = 2 x 748.875 + 121 = 1319.2 (KG/m)
Biểu đồ moment M (KG.m)
* Tính toán cốt thép
A=
Fa =
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mac 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG/cm2)
E
(KG/cm2)
CII Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hd
(cm)
ho
(cm)
130
0.568
260000
2600
20
3
30
27
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị moment
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
Fa(cm2)
Mn
1484.1
0.078
0.082
2.49
2þ14
3.078
0.466
+Tính toán cốt đai :
Theo cấu tạo :
- Đoạn gần gối tựa : ( 1/4 nhịp )
Uct = h/3 = 30/3 = 10 cm
Chọn Uct =10cm
- Đoạn giữa nhịp :
Uct = 3h/4 = (30x3)/4 = 22.5 cm
Chọn Uct = 20 cm
Umax = = = 110.5 cm
Khoảng cách cốt đai được chọn là U = min ( Utt , Uct , Umax ) , do đó chọn như sau :
+ Đoạn gần gối ( 1/4 ) : U = 150 mm
+ Đoạn giữa nhịp ( 1/2 ) : U = 200 mm
Chọn đai = 0.283 , n = 2 , khoảng cách đai u = 10 cm
qđ = = = 130.18 KG/m
Qđb = = 12322.42 KG > Qmax = 1978.8 KG
Bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt xiên
* Tính dầm D4 (20x35) cm
Sơ đồ tính
Trọng lượng bản thân : qd = b.( hd – hb )..n = 0.2( 0.35 – 0.08)2500 x1.1 = 148.5 (KG/m)
Tương tự ta như trên ta có : = ql1 = 399.4 x 4.2 = 1677.48 (KG/m)
Quy đổi tải trọng hình thang thành tải trọng phân bố đều :
qqd = ( 1- 2 + ) , với = 0.357
qqd = 1326.2 KG/m
Tổng tải phân bố đều trên dầm là :
qt = qqd + qd = 1326.2+ 148.5 = 1474.7 (KG/m)
Biểu đồ moment M (daNm)
*Tính toán cốt thép :
A=
Fa =
BẢNG SỐ LIỆU
Bê tông Mac 300
Cốt thép
Bề rộng
Rn
(KG/cm2)
E
(KG/cm2)
CII Ra
(KG/cm2)
b
(cm)
a
(cm)
hd
(cm)
ho
(cm)
130
0.568
260000
2600
20
3
35
32
BẢNG CỐT THÉP
Giá trị moment
(KG.m)
A
Fatt(cm2)
Thép chọn
(%)
(mm)
Fa(cm2)
Mn
3251.714
0.122
0.131
4.73
3þ14
4.62
0.72
+Tính toán cốt đai
Theo cấu tạo :
- Đoạn gần gối tựa : ( 1/4 nhịp )
Uct = h/3 = 35/3 = 11.7 cm
Chọn Uct =10 cm
- Đoạn giữa nhịp :
Uct = 3h/4 = (3x35)/4 = 26.26 cm
Chọn Uct = 25 cm
Umax = = = 99.2 (cm)
Khoảng cách cốt đai được chọn là U = min ( Utt , Uct , Umax ) , do đó chọn như sau :
+ Đoạn gần gối ( 1/4 ) : U = 150 mm
+ Đoạn giữa nhịp ( 1/2 ) : U = 200 mm
Chọn đai = 0.283 , n = 2 , khoảng cách đai u = 10 cm
qđ = = = 130.18 KG/m
Qđb = = 14604.4 KG > Qmax = 3096.87 KG
Bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt xiên
* Kiểm tra nứt của bản đáy , bản nắp và thành hồ nước mái ( theo trạng thái giới hạn hai )
Theo TCVN 5574_1991 :
an <
trong đó :
= 0.25 mm : khe nứt giới hạ
an =
k = 1 : cấu kiện chịu uốn
= 1.5 : hệ số kể đến tác dụng tải trọng dài hạn
p = 2.2 : hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép
Ea = 2x106 daN/cm2
; Z1 = ho
A= ; = 0.5(1+)
: hàm lượng cốt thép chịu kéo lấy giá trị min
: min ( ; 0.02 )
: đường kính cốt thép chịu lực
Kết quả tính toán thể hiện trong bảng sau :
Bản
đáy
Mtc
ho
Fa
A
Z1
2000
an
KG.m
cm
cm2
cm
KG/cm2
mm
Nhịp 1
957.66
10
4.330
0.074
0.96
9.617
2300
8.659122
0.24
Nhịp 2
386.04
10
1.704
0.030
0.98
9.849251
2300
3.408249
0.26
Gối 1
1706.53
10
7.984
0.131
0.93
9.293766
2300
15.96704
0.24
Gối 2
865.89
10
3.899
0.067
0.97
9.655068
2300
7.798473
0.24
Bản
Nắp
Mtc
ho
Fa
A
Z1
2000
an
KG.m
cm
cm2
cm
KG/cm2
mm
Nhịp 1
236.02
6
1.756
0.050
0.97
5.844685
2300
5.852462
0.22
Nhịp 2
120.78
6
0.887
0.026
0.99
5.921551
2300
2.956041
0.23
Bản
thành
Mtc
ho
Fa
A
Z1
2000
an
KG.m
cm
cm2
cm
KG/cm2
mm
Trong
735.36
8
4.191
0.088
0.95
7.629283
2300
10.4768
0.23
Ngoài
292.95
8
1.621
0.035
0.98
7.856588
2300
4.052954
0.23
Kết luận : so sánh = 0.25 mm và an , luôn thỏa . Kết cấu theo trạng thái giới hạn hai luôn thỏa
IV. Hồ nước mái được bố trí thép trên bản vẽ (KC-01/8)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 2.Ho nuoc mai.doc