Tính tổng quan hồ nước mái

CHƯƠNG IV: TÍNH HỒ NƯỚC MÁI MẶT BẰNG HỒ NƯỚC MÁI THUYẾT MINH TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI : Dựa vào các tiêu chuẩn dùng nước và nước phòng cháy chữa cháy ta được: chiều cao hồ là 2m và có L1=4.6m ; L2=7.5 m . Thể tích hồ nước : V=abh=69 m3 Tính bản nắp: Chọn sơ bộ kích thước bản hb=(D/m)L. với m=40¸ 45 , L=L1=4.6m D=0.8 suy ra : hb=8.177 ¸9.2. Vậy ta chọn hb=10 cm. Các lớp cấu tạo bản nắp: Lớp gạch ceramic chống thấm có : dg=1 cm , gg =2000 kg/m3, n=1.2 Lớp vữa lót có: dv=2 cm , gv =1800 kg/m3, n=1.2 Bản bêtông cốt thép có : db=10 cm , g =2500 kg/m3, n=1.1 Lớp vữa lót có: dv=1.5 cm , gv =1800 kg/m3, n=1.2 Trọng lượng bản thân bản nắp: g=Sdigini kg/m g1= d1g1n1=0.01*2000*1.2=24 kg/m g2= d2g2n2=0.02*1800*1.2=43.2 kg/m g3= d3g3n3=0.1*2500*1.1=275 kg/m g4= d4g4n4=0.015*1800*1.2=32.4 kg/m + Vậy ta được: g= g1+ g2+ g3+ g4=375 kg/m. Nhân với hệ số an toàn 1.2 ta được: gtt=375*1.2=450 kg/m + Hoạt tải tính toán Ptt=p*1.3=75*1.3=98 kg/m + Sơ đồ tính toán bản nắp : ta có hd=500>3hb=300, do đó bản liên kết với các dầm xung quanh bằng liên kết ngàm. Vậy bản thuộc ô 9 , và tỉ số L2/L1=4.6/3.75=1.22<2 bản thuộc loại bản kê 4 cạnh. - Môment dương lớn nhất ở giưã bản theo phương cạnh ngắn L1:M1=m91p kg/m - Môment dương lớn nhất ở giưã bản theophương cạnh dài L2: M2=m92p kg/m Môment âm lớn nhất ở gối theophương cạnh ngắn L1: M11=k91p kg/m Môment âm lớn nhất ở gối theophương cạnh dài L2: M22=k92p kg/m Trong đó : p=qL1L2=(450+98)*4.6*3.75=9453 kg Tính cốt thép : từ M ta giả thiết a=2 cm , h0=h-a=10-2=8 cm. Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ư1-2A , Fa=aRnbh0/Ra cm2 Hàm lượng cốt thép m=Fa/bh0(%) Ta có L2/L1=1.217, tra bảng ta được : m91=0.0205 k91=0.0470 m92=0.0140 k92=0.0300 Vậy ta được: M1=m91p=0.0205* 9456=194 kgm/m, A=0.027 , a=0.028 Fa=1.17 cm2 , Chọn Þ6a200 m=0.146 (%) M2=m92p=0.0140*9456=133 kgm/m , A=0.018 , a=0.019 Fa=0.799 cm2 , Chọn Þ6a200 m=0.1 (%) M11=k91p=0.0475*9456=445 kgm/m, A=0.06 , a=0.065 Fa=2.738 cm2 , Chọn Þ8a170 m=0.34 (%) M22=k92p=0.03*9456=284 kgm/m A=0.04 , a=0.041 Fa=1.726 cm2 , Chọn Þ6a150 m=0.2 (%) Bố trí cốt thép : xem bản vẽ hồ nước mái. 2. Tính dầm nắp: a. Đố với dầm nhịp 4.6m ta có: * Sơ bộ chọn kích thước dầm nắp giữa : hd=(1/8 ¸1/20)L=(1/8 ¸1/20)460=(23 ¸ 57.5). Chọn hd=30 cm bd=(1/2 ¸1/4)hd=(1/2¸1/4)30=(7.5¸15) . Chọn bd=20 cm * Tính toán dầm nắp : Tải trọng tính toán : + Tĩnh tải: -Trọng lượng bản thân dầm : gd=bdhdng=0.2(0.3-0.1)*1.1*2500=110 kg/m -Tải trọng do sàn nắp truyền vào: thông qua sơ đồ truyền, có dạng thang, trị số lớn nhất là 3.75gs , chuyển sang tải phân bố đều tương đương ta được: gs=3.75*gs*(1-2b2+b3)=3.75*450*0.735=1224 kg/m ( với b=L2/2*L1=3.75/2*4.6=0.4) + Hoạt tải: Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps=3.75*gs*(1-2b2+b3)=3.75*75*0.735=207 kg/m Ta được: qtt=gs+ps+gs =1224+207+110=1541 kg/m Môment dương lớn nhất tại giữa nhịp : M=ql2/8=1541*4.62/8=4076 kgm Phản lực gối tựa: Q=ql/2=3545 kg Giả thiết a=2.5 cm, h0=h-a=30-2.5=27.5 cm. Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ư1-2A , Fa=aRnbh0/Ra cm2 Hàm lượng cốt thép m=Fa/bh0(%) . Ta được: M=4076 kgm A=0.244 , a=0.28, Fa=6.27 cm2 , chọn 3Þ18, m=1.14 (%) Chọn và bố trí cốt thép xem bản vẽ. b. Đố với dầm nhịp 7.5m ta có: hd=(1/8 ¸1/20)L=(1/8 ¸1/20)750=(37.5¸93.75). Chọn hd=40 cm bd=(1/2 ¸1/4)hd=(1/2¸1/4)40=(10¸20) . Chọn bd=20 cm * Tính toán dầm nắp : Tải trọng tính toán : + Tĩnh tải: -Trọng lượng bản thân dầm : gd=bdhdng=0.2(0.4-0.1)*1.1*2500=165 kg/m -Tải trọng do sàn nắp truyền vào: thông qua sơ đồ truyền, có dạng hình tam giác , trị số lớn nhất là 0.55gs , chuyển sang tải phân bố đều tương đương ta được: gs=0.425*gs*5/8=0.425*450*5/8=120 kg/m + Hoạt tải: Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps=0.425*98*5/8=26 kg/m Ta được: qtt=gs+ps +gd=120+165+26=311 kg/m Lực tập trung tác dụng lên dầm chính là phản lực gối tựa: Q=3545 kg Tổ hợp nội lực bằng chương trình Microfeap1, và tính toán cốt thép bằng chương trình steel ta được: Diện tích cốt thép lớn nhất tại nhịp: Fn=10.54 cm2 , chọn 3Þ25 Chọn và bố trí cốt thép xem bản vẽ. 3. Tính bản thành: Bỏ qua trọng lượng bản thân của thành hồ để , xem thành hồ hoàn toàn là cấu kiện chịu uốn Xét tỷ số L2/L1=4.6/2=2.3>2 bản thuộc loại bản dầm . Bản làm việc một phương , theo phương cạnh ngắn . Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b=1m, xem bản như một dầm đơn , gối tựa là dầm đáy và dầm nắp . Chọn sơ bộ chiều dày cho bản: hb=(D/m)L=(0.8/30)*460=12.3 cm. Vậy ta chọn chiều dày bản là hb=12 cm * Tải trọng tác dụng lên bản: + Tĩnh tải: Aùp lực nước : Pn=gnhn=1000*2*1.1=2200 kg/m - Môment âm lớn nhất tại gối: Mg=ql2/15=587 kgm/m - Môment dương lớn nhất tại nhịp : Mn=ql2/33.6=262 kgm/m ( tại vị trí x=0.553L=1.106 m) + Hoạt tải gió: W’=Wcnkc=-83*1.2*1.33*0.6=-80 kg/m Với: Wc=83 kg/m2: hoạt tải gió tiêu chuẩn K=1.33: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió n=1.2: hệ số tin cậy c’=-0.6 :hệ số khí động - Môment âm lớn nhất tại gối: Mg=ql2/8=40 kgm/m - Môment dương lớn nhất tại nhịp : Mn=9ql2/128=22.5 kgm/m Vậy ta được môment tính toán Mttg=587+40=627 kgm/m Mttn=262+22.5=284.5 kgm/m Tính toán cốt thép: từ M giả thiết a=2 cm, h0=h-a=12-2=10 cm. Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ư1-2A , Fa=aRnbh0/Ra cm2 Hàm lượng cốt thép m=Fa/bh0(%) . Vậy ta được: Mttg=587+40=627 kgm/m A=0.057 , a=0.058, Fa=3.076 cm2 , chọn Þ8a100, Fa chọn =5.03 cm2 m=0.503 (%) Mttn=262+22.5=284.5 kgm/m A=0.025, a=0.026, Fa=1.37 cm2 ,chọn Þ8a100, Fa chọn =5.03 cm2 m=0.503 (%) Bố trí cốt thép xem bản vẽ hồ nước mái. 4. Tính bản đáy: Chọn sơ bộ kích thước bản hb=(D/m)L. với m=40¸ 45 , L=L1=4.6m D=1.4 suy ra : hb=(14.31¸16.10). Vậy ta chọn hb=16 cm. Các lớp cấu tạo bản đáy : Lớp gạch ceramic có : dg=1 cm , gg =2000 kg/m, n=1.2 Lớp vữa lót ximăng M100 trộn phụ gia Sikalatex chống thấm có: dv=2 cm , gv =1800 kg/m, n=1.2 - Lớp Bitum chống thấm có: dbt=1 cm , g =1500 kg/m, n=1.3 Bản bêtông cốt thép M250 có : dbt =16 cm , g =2500 kg/m, n=1.1 Lớp vữa lót ximăng M100 có: dv=1.5 cm , gv =1800 kg/m, n=1.2 Trọng lượng bản thân bản nắp: g=Sdigini kg/m g1= d1g1n1=0.01*2000*1.2=24 kg/m g2= d2g2n2=0.02*1800*1.2=43.2 kg/m g3= d3g3n3=0.01*1500*1.3=19.5 kg/m g4= d4g4n4=0.16*2500*1.1=440 kg/m g5= d5g5n5=0.015*1800*1.2=32.4 kg/m Vậy ta được: g= g1+ g2+ g3+ g4+g5=559 kg/m. + Hoạt tải tính toán Ptt=p*1.3=75*1.3=98 kg/m + Sơ đồ tính toán bản đáy : ta có hd=500>3hb=480, do đó bản liên kết với các dầm xung quanh bằng liên kết ngàm. Vậy bản thuộc ô 9 , và tỉ số L2/L1=4.6/3.75=1.23<2 bản thuộc loại bản kê 4 cạnh. - Môment dương lớn nhất ở giưã bản theophương cạnh ngắn L1: M1=m91p kg/m Môment dương lớn nhất ở giưã bản theophương cạnh dài L2: M2=m92p kg/m Môment âm lớn nhất ở gối theophương cạnh ngắn L1: M11=k91p kg/m Môment âm lớn nhất ở gối theophương cạnh dài L2: M22=k92p kg/m Ta có trọng lượng nước đầy trong hồ : gn=gnh=1000*1.2*2=2200 kg/m2 Trong đó : p=qL1L2=(559+98+2200)*3.75*4.6=49283 kg Tính cốt thép : từ M ta giả thiết a=2 cm , h0=h-a=16-2=14 cm. Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ư1-2A , Fa=aRnbh0/Ra cm2 Hàm lượng cốt thép m=Fa/bh0(%) Ta có L2/L1=1.31, tra bảng ta được : m91=0.0205 k91=0.0470 m92=0.0140 k92=0.0300 Vậy ta được: M1=m91p=0.0205* 49283=1010 kgm/m, A=0.046 , a=0.048 Fa=3.52 cm2 , chọn Þ8a130 , m=0.25 (%) M2=m92p=0.014 *49283=690 kgm/m , A=0.03, a=0.033 Fa=2.385 cm2 , chọn Þ8a150 , m=0.17 (%) M11=k91p=0.0470*49283=2316 kgm/m, A=0.107 , a=0.114 Fa=8.35 cm2 , chọn Þ12a130 , m=0.59 (%) M22=k92p=0.03*49283=1479 kgm/m , A=0.068 , a=0.07 Fa=5.2 cm2 , chọn Þ10a150 , m=0.37 (%) Cốt thép phân bố chọn Þ6a200 Bố trí cốt thép : xem bản ve hồ nước mái. 5. Tính dầm đáy: a Đối với dầm nhịp 4.6m ta có: hd=(1/8 ¸1/20)L=(1/8 ¸1/20)460=(23 ¸ 57). Chọn hd=50 cm bd=(1/2 ¸1/4)hd=(1/2¸1/4)40=(10¸20) . Chọn bd=20 cm * Tính toán dầm đáy: Tải trọng tính toán : + Tĩnh tải: -Trọng lượng bản thân dầm : gd=bdhdng=0.2 (0.5-0.16)*1.1*2500=187 kg/m -Tải trọng do sàn nắp truyền vào: thông qua sơ đồ truyền, có dạng hình thang trị số lớn nhất là 3.5gs , chuyển sang tải phân bố đều tương đương ta được: Gs=3.75*gs*(1-2b2+b3)=3.75*(559+2200)*0.735=7605 kg/m (gs+gn=559+2200=2759 kg/m ) + Hoạt tải: Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps=3.75*75*1.3*0.735=269 kg/m Ta được: qtt=Gs+ps=7605+269=7874 kg/m Tổng tĩnh tải tác dụng vào dầm: Gd=gd+Gs=187+7874=8061 kg/m Môment dương lớn nhất tại giữa nhịp : M=ql2/8=21321 kgm Giả thiết a=2.5 cm, h0=h-a=50-2.5=47.5 cm. Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ư1-2A , Fa=aRnbh0/Ra cm2 Hàm lượng cốt thép m=Fa/bh0(%) . Ta được: M=21321 kgm , A=0.43 , a=0.62 Fa=22.5 cm2 , chọn 5f25, m=2.36 (%) Kiểm tra khả năng chống cắt của dầm: Lực cắt tại gối tựa :Qmax=RA=RB=qL/2=8061*4.6/2=18540 kg -Điều kiện tính toán: K1Rkbh0£Q£ K0* Rn* b*h0 Với: K0* Rn* b*h0 =0.35*110*20*47.5=36575 kg K1*Rn*b*h0=0.65*8.8*20*47.5=5435 kg Ta thấy điều kiện trên thoả. Vậy ta không cần tính cốt đai mà ta chỉ chọn cốt đai : Ở ¼ cạnh gối chọn f8a100 ; ở ½ nhịp còn lại chọn f8a200. Bố trí cốt thép xem bản vẽ. b. Đố với dầm nhịp 7.5m ta có: * Sơ bộ chọn kích thước dầm đáy: hd=(1/8 ¸1/20)L=(1/8 ¸1/20)560=(28 ¸ 70). Chọn hd=60 cm bd=(1/2 ¸1/4)hd=(1/2¸1/4)50=(12.5¸25) . Chọn bd=30 cm * Tính toán dầm đáy: Tải trọng tính toán : + Tĩnh tải: -Trọng lượng bản thân dầm : gd=bdhdng=0.3*(0.6-0.16)*1.1*2500=363 kg/m -Tải trọng do sàn nắp truyền vào: thông qua sơ đồ truyền, có dạng hình tam giác trị số lớn nhất là 0.425gs , chuyển sang tải phân bố đều tương đương ta được: Gs=0.425gs*5/8=0.425*2759*5/8=733 kg/m ( gs=559+2200=2759 kg/m ) Trọng lượng bản thành :gbt=dbgn=0.12*2500*1.1=330 kg/m Tổng tĩnh tải tác dụng vào dầm: Gd=gd+gbt+Gs=363+330+733=1426 kg/m + Hoạt tải: Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps=0.425*75*1.3*5/8=26 kg/m Ta được: qtt= Gd+ps=1426+26=1452 kg/m Lực tập trung tác dụng lên dầm chính là phản lực gối tựa: Q=18540 kg Tổ hợp nội lực bằng chương trình Microfeap1, và tính toán cốt thép bằng chương trình steel ta được: Diện tích cốt thép lớn nhất tại nhịp: Fn=39.55 cm2 , Chọn và bố trí cốt thép xem bản vẽ. Kiểm tra khả năng chống cắt của dầm: Lực cắt tại gối tựa :Qmax=RA=RB=qL/2=15820 kg -Điều kiện tính toán: K1Rkbh0£Q£ K0* Rn* b*h0 Với: K0* Rn* b*h0 =0.35*110*30*47.5=54862 kg K1*Rn*b*h0=0.65*8.8*30*47.5=8151 kg Ta thấy điều kiện trên thoả. Vậy ta không cần tính cốt đai mà ta chỉ chọn cốt đai : Ở ¼ cạnh gối chọn f6a100 ; ở ½ nhịp còn lại chọn f6a200.