Tính toán về bể chưá nước mái

PHẦN II KẾT CẤU GVHD: ThS. TRẦN QUANG HỘ CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN BỂ CHƯÁ NƯỚC TÍNH BỂ CHỨA NƯỚC MÁI ------000------ Giới thiệu bể chưá nước : Bể chưá nước nằm ơ độ cao 34.6m ở tầng mái của tòa nhà. - Kích thước thiết kế: +Chiều cao bể là 2m. +Kích thước bể là (6x6) m I. SƠ ĐỒ HÌNH HỌC. II. Tính toán bể chứa nước: 1) Tính bản nấp: - 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) * Tải trọng tác dụng lên bản nắp gồm: 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) Sơ đồ tính cuả bản nắp là ô bản kê 4 cạnh ngàm theo chu vi với 4 dầm: 2 dầm Dn1 và 2 dầm Dn2 có tiết diện (30x40) Cm. Tỉ số L2/L1= 6 / 6=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=m91xGbnxL1xxL2=0.0179x393x6x6= 253.25 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbn xL1xxL2=0.0179x393x6x6= 253.25 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=k91xGbnxL1xxL2=0.0417x393x6x6= 590 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=k92xGbnxL1xxL2=0.0417x393x6x6= 590 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6/6=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 nấp được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Nhịp 1 M1= 254 6.5 0.055 0.057 1.94 f 8a250 (2.012) 0.309 Nhịp 2 M2= 254 6.5 0.055 0.057 1.94 f 8a250 (2.012) 0.309 Gối 1 MI= 590 6.5 0.127 0.136 4.63 f 8a100 (5.03) 0.77 Gối 2 MII= 590 6.5 0.127 0.136 4.63 f 8a100 (5.03) 0.77 2) Tính dầm nấp Dn1, Dn2: Chọn kích thước các dần nắp: Dn1, Dn2 có tiết diện (30x40) Cm. Sơ đồ truyền tải cuả bản nắp lên dầm nắp. SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: * Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm : Gbt = gbt x b x h x n = 2500´ 0.3 ´ (0.4-0.08) ´ 1.1 = 264 (Kg/m). * Do bản nấp truyền vào có dạng hình tam giác: P===1473.75 (Kg/m). Tổng tải tác dụng lên Dn1 và Dn2 là: G1,2 = Gbt+P=264+1473.75=1737.75 (Kg/m). Tính nội lực cuả dầm: Phản lực gối tựa RA=RB=G1,2 xL1 /2=1737.75x6/2 =6350 (Kg) Mô men lớn nhất tại giưã nhịp:mmax=G1,2l2/8 =1737.75x62/8= 7819.875(Kg.m) - 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 bản nấp được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M nhịp (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Dn1 7820 36 0.183 0.204 8.976 3f20 (9.426) 0.87 Dn2 7820 36 0.183 0.204 8.976 3f20 (9.426) 0.87 kiểm tra chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f6, n=2, u=200.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =12754 (kg)>Q=5213.25(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,=83x1.3x0.77x0.6=50 (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=6/2= 3 > 2 ðBản thuộc loại bản dầm, cắt một dãy theo phương cạnh h, có bể rộng b = 1m để tính, có sơ đồ tính như sau: Tính nội lực: + Mô men tại gối: Mg===-465 (Kg.m) + Mô men tại nhịp tính gần đúng: Mn===276 (Kg.m) - 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 nấp được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Gối 465 8.5 0.059 0.06 2.7 f8a180 (2.79) 0.328 Nhịp 276 8.5 0.035 0.035 1.6 f8a250 (2.012) 0.236 4) Tính bản đáy: - 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) 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 (35x80) Cm. Tỉ số L2/L1= 3 / 3=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 xL1xL2=0.0179x2630x3x3= 424(Kg.m) +Mô men lớn nhất tại nhịp 2: M2=m92xGbdxL1xL2=0.0179x2630x3x3= 424 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 1: MI=k91xGbdxL1xL2=0.0417x2630x3x3= 987 (Kg.m) +Mô men lớn nhất tại gối 2: MII=k92xGbdxL1xL2=0.0417x2360x3x3=987 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=3/3=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= 424 10.5 0.035 0.036 1.98 f 8a250 (2.012) 0.19 Nhịp 2 M2= 424 10.5 0.035 0.036 1.98 f 8a250 (2.012) 0.19 Gối 1 MI= 987 10.5 0.081 0.085 4.675 f 8a100 (5.03) 0.48 Gối 2 MII= 987 10.5 0.081 0.085 4.675 f 8a100 (5.03) 0.48 Kiểm tra nứt .(theo trang thái giới hạn thứ 2). Theo TCVN 5574 – 1991: Trong đó: : Khe nứt giới hạn; K = 1: cấu kiện chịu uốn; C : Hệ số , xét đến tính chất tác dụng của tái trong. C = 1 : với tác dụng ngắn hạn của tải trọng . : Hệ số xét đến tính chất bề mặt của cốt thép. : đối với cốt thép tròn trơn. Ea = 2.1 x 106 kG/cm2; M ; Z1 = g ´ ho; P = 100µ = 100.; d: Đường kính cốt thép chịu lực tính bằng mm Vậy : Bảng kết quả kiểm tra nứt bản đáy Bản đáy Mtc (kGm) ho (cm) Fa (cm2) A g Z1 (cm) sa (kG/cm2) 2000m an (mm) Nhịp 368.7 10.5 2.012 0.03 0.9848 10.3 1779.1 3.8 0.15 Gối 858.3 10.5 5.03 0.078 0.959 10.07 1694.5 9.6 0.13 Bảng kết quả kiểm tra nứt bản thành Bản Thành Mtc (kGm) ho (cm) Fa (cm2) A g Z1 (cm) sa (kG/cm2) 2000m an (mm) Nhịp 240 8.5 2.012 0.03 0.9848 8.371 1425 2.4 0.12 Gối 404.3 8.5 2.79 0.051 0.9738 8.277 1751 3.3 0.14 Ta nhận thấy: Vậy bản đáy , bản thành đảm bảo yêu cầu về độ nứt 5) Tính dầm đáy: Chọn kích thước các dần đáy: Dd1 , Dd2 có tiết diện (35x70) Cm. và Dd3 , Dd4 có tiết diện (35x80) Cm. Sơ đồ truyền tải cuả bản đáy lên dầm đáy SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI a) Tính dầm đáy Dd1, Dd2.: Tải tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: * Tải phân bố do trọng lượng bản thân dầm: Gt = gbt x b x h x n = 2500´ 0.35 ´ (0.7-0.12) ´ 1.1 = 558 (Kg/m). * Do bản đáy truyền vào có dạng hình tam giác: P1=2x=2x= 9863(Kg/m). Tổng tải tác dụng lên D1 và D2 là: G1,2 = G1+P1=558+9863=10421 (Kg/m). * Do phản lực cuả tại điểm giao nhau cuả dầm Dd1 và Dd2: Mô men quán tính: J= = =1000417 (Cm4) µ=()3x=()3x=1 Phản lực X=0.(vì µ=1;q1=q2=G1,2 ;L1=L2) Vậy tại điểm giao nhau cuả dầm D1 và D2 phản lực X=0. Tính nội lực cuả dầm: Phản lực gối tựa RM=RN=G1,2 xL1/2 =10421x6/2= 31263 (Kg) Mô men lớn nhất tại giưã nhịp:Mmax=G1,22L/8 =10421x62/8 =46895(Kg.m). b) Tính 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 = gbt x b x h x n = 2500´ 0.35 ´ (0.8-012) ´ 1.1 = 654.5(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 : Gbt =G1t+ G2t+ G3t +G4t+ =24+43.2+275+32.4=375 (Kg/m2) * Do bản đáy truyền vào có dạng hình tam giác: P3===4932 (Kg/m). Tổng tải tác dụng lên D3 và D4 là: G3,4 = G3+Gbt+P3=654.5+375+4932=5962 (Kg/m). Do phản lực gối tựa RM,(RN) truyền vào dầm Dd3 và Dd4 là:31263 (Kg) Tính nội lực cuả dầm: Phản lực gối tựa RK=RL=(G3,4 xL1 +RM)/2=(5962x6 + 31263)/2 =33518 (Kg) Mô men lớn nhất tại giưã nhịp:Mmax =G3,4L2/8 + RML/4= =5962x62/8+31263x6/4= =73724(Kg.m). - 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 bản nấp được tính tóm tắt trong bản sau: Tiết diện M nhịp (Kg.m) h0 Cm A a Fatinh Cm2 Fachon Cm2 µ (%) Dd1 46895 66 0.28 0.34 32 6f22+ 3f20 (32.232) 1.39 Dd2 46895 66 0.28 0.34 32 6f22+ 3f20 (32.232) 1.39 Dd3 73724 75 0.34 0.434 46.4 4f30+ 4f26 (49.5) 1.89 Dd4 73724 75 0.34 0.434 46.4 4f30+ 4f26 (49.5) 1.89 kiểm tra chống cắt cuả bê tông và cốt đai: chọn đai f8, n=2, u=150.Rad=2100 (Kg/cm2) Qbd== =47232 (kg)>Q=33797 (Kg) Þthoả điều kiện Bố trí thép cho bể chứa nước được trình bày trong bản vẽ KC-1/7 šš&œœ