Xác định kích thước hồ nước mái

CHƯƠNG 4 HỒ NƯỚC MÁI I.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC BỂ: Bể nước phục vụ nước sinh hoạt cho toàn ngôi nhà. Yêu cầu sử dụng nước theo tiêu chuẩn 200 lít/người/ngày. Thể tích nước yêu cầu cho toàn ngôi 8 tầng, mỗi tầng có khoảng 30 người làm việc sinh hoạt: Vyc = 200´8´30 = 48.000 lít/ngày Dự định nước được lấy từ hệ thống nước máy tỉnh, dự trữ ở hồ nước dưới đất và bơm lên hồ nước mái bằng máy bơm tự động mỗi ngày 1 lần. Do đó thể tích của bể là: Vbể = Vyc = 48 m3 Từ yêu cầu trên, đặt hồ nước nằm giữa các trục DE; 4, 5 và 7, 8 trên mặt bằng mái. Bể hình chữ nhật có kích thước 4,2´3´2mét. Như vậy thể tích nước dư trữ trên 2 bể nước mái là: V= 2bể ´(4,2´3´2) = 50,4 m3 Þ có dung tích đủ sử dụng cho sinh hoạt 1 ngày và dự phòng. II.SƠ ĐỒ CẤU TẠO: III. TÍNH BẢN NẮP: 1. Sơ đồ tính: Sơ đồ tính của bản nắp là một bản kê tựa đơn 4 cạnh với kích thuớc 4,2x3m, Bản nắp làm việc giống như bản sàn là một bản kê 4 cạnh và chịu tải trọng phân bố là trọng lượng bản thân 2.Tải trọng Tải trọng bản thân Chọn chiều dày bản nắp là 8 cm. Cấu tạo gồm các lớp sau Lớp1 : Vữa trát mặt Mác 75 = 1800 kG/m3 dd = 20 mm , HSVT n = 1.3 Lớp2 : Bản BTCT γ= 2500 kG/m3 dd = 80 mm , HSVT n = 1.1 Lớp3 : Vữa trát mác 75 γ= 1800 kG/m3 dd = 15 mm , HSVT n = 1.3 Bảng tính tải trọng bản thân bản nắp Lớp vật liệu hb (m) g (kG/m2) n g (kG/m2) Vữa lót dày 2 cm 0,02 1800 1,3 46.8 Đan BTCT dày 8 cm 0,08 2500 1,1 220 Vữa trát dày 1,5 cm 0,015 1800 1,3 35.1 Tổng cộng 302 Hoạt tải Người sửa chửa: p = 75 ´ 1,3 = 97.5 (kG/m2) Tổng tải trọng trên bản nắp: q = g + p = 302+97,5= 399,5 (kG/m2) P = ql2l1 = 399,5´ 3´4,2= 5034(kG) 2. Xác Định Nội Lực Trong Bản Nắp Bản nắp là bản kê tựa đơn 4 cạnh (loại 1) có tỷ số giữa 2 cạnh là = 1,4 < 2 Tra bảng trong tài liệu của thầy Vũ Mạnh Hùng Ta có: m11 = 0,0469; m12 = 0,0240 Môment tại nhịp theo phương cạnh ngắn M1 = m11 ´ P = 0,0469 ´ 5034 = 236 (kGm) Môment tại nhịp theo phương cạnh dài M2 = m12 ´ P = 0,0240 ´ 5034 = 121( kGm) 3.Tính Cốt Thép Bản Nắp Thép trong bản được tính theo các công thức của cấu kiện chịu uốn tương tự như phần bản sàn . Dùng bêtông Mac 250 có Rn = 110 (kG/cm2), thép CI có Ra = 2000 (kG/cm2) Giả thiết chọn a = 1,5 cm Chiều dày bản h = 8 cm => ho = 6,5 cm Từ moment ở nhịp, gối tính ra A = a = 1- Þ Fa = Thép ở nhịp theo phương cạnh ngắn M1 = 232.8 (kGm) A === 0,05 a= 1- = 1-= 0,05 Fa = == 1.79 (cm2) Þ Chọn f 6 a150 (1,89 cm2) m = = = 0,29% Thép ở nhịp theo phương cạnh dài M2 = 119.1 (kGm) A === 0,026 a= 1- = 1-= 0,026 Fa = == 0,93 (cm2) Þ Chọn f 6 a200 (1,41 cm2) m = = = 0,22% IV. TÍNH BẢN ĐÁY: 1. Sơ Đồ Tính: Sơ đồ tính của bản nắp là một bản kê ngàm 4 cạnh với kích thuớc 4,2x3m, Bản nắp làm việc giống như bản sàn là một bản kê 4 cạnh và chịu tải trọng phân bố là trọng lượng bản thân và áp lực nước. 2. Tải Trọng Tải trọng bản thân Chọn chiều dày bản đáy là 12 cm. Cấu tạo gồm các lớp sau: Lớp 1 : Gạch Ceramic γ = 2000 kG/m3 dd = 10mm , HSVT n = 1.1 Lớp 2: Vữa lót mác 75 γ = 1800 kG/m3 dd = 20 mm , HSVT n = 1.3 Lớp 3: Lớp chống thấm = γ 2000 kG/m3 dd =10 mm , HSVT n = 1.1 Lớp 4: Bản BTCT γ = 2500 kG/m3 dd = 120 mm , HSVT n = 1.1 Lớp 5: Vữa trát mác 75 γ = 1800 kG/m3 dd = 15 mm , HSVT n = 1.3 Bảng tính tải trọng bản thân bản đáy Lớp vật liệu hb (m) g (kG/m2) n g (kG/m2) Gạch Ceramic 0,01 2000 1,1 22 Vữa lót dày 2 cm 0,02 1800 1,3 46,8 Lớp chống thấm dầy 1cm 0,01 2000 1,1 22 Bản BTCT dày 12 cm 0,12 2500 1,1 330 Vữa trát trần dầy 1,5 cm 0,015 1800 1,3 35,1 Tổng cộng 456 Áp lực nước tại đáy hồ : Tĩnh tải của nước trong hồ : Khi hồ chứa đầy nước => áp lực nước tại vị trí đáy hồ (sâu1,8m dưới mặt nước ) là ptc = 1000 x 1,8 = 1800 kG/m2. ptt = 1800 x 1,1 = 1980 kG/m2 . Tổng tĩnh tải tác dụng trên bản đáy : g = 1980 + 456 = 2436(kG/m2) Hoạt tải : Hoạt tải sửa chửa : p = 75 x 1,2 = 90 (kG/m2) Nhưng khi có người sửa chửa thì không có nước , Vậy nên ta lấy tổng tải trọng trên bản đáy là: q = g = 2436(kG/m2) Xét : P = q xl1xl2 = 2436x3,0x4,2 = 30693,6 ( kG/m2) = 30,69(T/m2) Trong đó : l1 ,l2 : Là cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản tính toán 3. Xác Định Nội Lực Trong Bản Đáy Nội lực được xác định theo sơ đồ đàn hồi Bản đáy là bản ngàm 4 cạnh (loại 9) có tỷ số giữa 2 cạnh là = = 1.4 < 2 Tra bảng trong tài liệu Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình của thầy Vũ Mạnh Hùng Ta có: m91 = 0.0210, m92 = 0,0107, k91 = 0,0373, k92 = 0,0240 Moment nhịp: M1 = m91 ´ P = 0,0210 ´ 30693,6 = 644,6 (kGm) M2 = k92 ´ P = 0,0107 ´ 30693,6 = 328,4 (kGm) Moment gối: MI = k91 ´ P = 0,0373 ´ 30693,6 = 1144,9 (kGm) MII = k92 ´ P = 0,0240 ´ 30693,6 = 736,6 (kGm) 4.Tính Cốt Thép Bản Đáy Thép trong bản được tính theo các công thức của cấu kiện chịu uốn tương tự như phần bản sàn . Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2), thép CI có Ra=2000 (kG/cm2) Giả thiết, chọn a = 1,5 cm Chiều dày bản h = 12 cmÞ ho = 10,5 cm Từ moment ở nhịp, gối tính ra A=Þ a = 1- Þ Fa= Thép ở nhịp Theo phương cạnh ngắn M1 = 644.6 (kGm) A = = = 0,0532 a= 1- = 1-= 0,0532 Fa = == 3,07 (cm2) Þ Chọn f8 a160 (3,14 cm2) m = = = 0,3% Theo phương cạnh dài M2 = 324,4 (kGm) A === 0,027 a = 1- = 1-= 0,0274 Fa = == 1,58 (cm2) Þ Chọn f6 a170 (1,66 cm2) m = = = 0,16% Thép ở gối Theo phương cạnh ngắn MI = 1144,9 (kGm) A === 0,094 a= 1- = 1-= 0,099 Fa = == 5,72 (cm2) Þ Chọn f8,10 a110 (5,85 cm2) m = = = 0,56% Theo phương cạnh dài MII = 736,6 (kGm) A === 0,061 a= 1- = 1-= 0,063 Fa = == 3,64 (cm2) Þ Chọn f8,10 a170 (3,79 cm2) m = = = 0,36% V.TÍNH LỔ THĂM NƯỚC : Xung quanh ta đặt thép gia cường sao cho: Fa thay thế > 1,2.Fa bị cắt; theo phương 4,2m, tại lổ thăm ta có 4f 6a = 200( Fa = 1,132 cm2) bị cắt, do đó Fa thay thế = 1,2 ´ 1,132 = 1,36 cm2. Chọn Fa thay thế = 2f10 (Fa = 1,57 cm2). Theo phương 3m ta cũng chọn 2f 10 (Fa= 1,57 cm2). Đoạn neo ´3m = 0.75m. VI .TÍNH BẢN THÀNH HỒ: 1.Sơ Đồ Tính: Theo phương cạnh dài:4,2m x 1,8m Chọn bản thành hồ dày 10cm. Sơ đồ tính của bản thành hồ là bản làm việc một phương do tỷ số giữa hai cạnh: = 2,33>2. Do đó ta cắt một dải bản 1m để tính và có sơ đồ tính như hình vẽ như sau: Sơ đồ tính của bản thành 2. Tải trọng : Trọng lượng bản thân : Cấu tạo gồm những lớp sau : Lớp 1 : Gạch Ceramic = 2000 kG/m3 dd = 10mm , HSVT n = 1.1 Lớp 2 : Vữa lót mác 75 = 1800 kG/m3 dd = 20 mm , HSVT n = 1.3 Lớp 3 : Lớp chống thấm = 2000 kG/m3 dd =10 mm , HSVT n = 1.1 Lớp 4 : Bản BTCT = 2500 kG/m3 dd = 100 mm , HSVT n = 1.1 Lớp : Vữa trát mác 75 = 1800 kG/m3 dd = 15 mm , HSVT n = 1.3 * Bảng tính tải trọng bản thành như sau : stt Các lớp cấu tạo bản đáy Chiều dày d(cm ) Trọng lượng (kG/m3) g(kG/m2) HSVT n gtt ( kG/m2) 1 2 3 4 5 6 7 1 Gạch Ceramic 1 2000 20 1,1 22 2 Vữa lót 2 1800 36 1,3 46,8 3 Lớp chống thấm 1 2000 20 1,1 22 4 Bản BTCT 10 2500 250 1,1 275 5 Vữa trát 1.5 1800 27 1,3 35,1 Tổng cộng 401 Áp lực nước: Áp lực nước phân bố trên bản thành dạng hình tam giác. Khi hồ chứa đầy nước thì giá trị áp lực nước tại đáy hồ là: p = ngh = 1,1 ´ 1000 ´ 1,8 =1980(kG/m2). Áp lực gió: Áp lực gió lên thành bể có dạng hình thang. Nhưng do bể thấp (chỉ cao 1.8m) nên sự chênh lệch về áp lực tại đáy và nắp bể không lớn lắm. Để đơn giản tính toán ta xem như áp lực gió có dạng phân bố đều với giá trị áp lực lấy tại điểm cao nhất của thành hồ (giá trị lớn nhất) tại cao độ 31.4 m. qgió = qcnBkC. Với các hệ số qc,n,k,c: được tra TCVN 2737-1995 Tải Trọng & Tác Động _ qc: áp lực gió tiêu chuẩn ở Tp.HCM = 83 kG/m2  _ n: Hệ số vượt tải, n = 1,3. _ B = 1m _ Bề ngang của dãi bản. _ k: hệ số thay đổi áp lực gió, ở độ cao 31,4 m à k = 1,38 _ c: Hệ số khí động. Gió đẩy c = +0,8 Gió hút c = -0,6 q(gió đẩy) = 83 ´ 1,3 ´ 0,8 ´ 1,38 = 93,3 kG/m2. q(gió hút) = 83 ´ 1,3 ´ 0,6 ´ 1,38 = 70 kG/m2 3. Xác định nội lực và tính cốt thép: M = Sơ đồ tính nội lực bản thành a. Nội lực do áp lực nước : Moment tại nhịp: Moment tại gối: b. Nội lực do áp lực gió hút : Moment tại nhịp : Moment tại gối: c. Nội lực tổng cộng : Nội lực tính toán thép cho bản thành như sau : Moment tại gối : Mgối = M1gôi + M2gối = 427,68 + 28,35 = 456,03 (kGm) Moment tại nhịp : Mnhịp = M1nhịp + M2nhịp= 190,93 + 15,95 = 206,88 (kGm) 4. Tính toán cốt thép : Thép trong bản được tính theo các công thức của cấu kiện chịu uốn tương tự như phần bản sàn . cắt 1m dài theo phương cạnh ngắn để tính . Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2) , thép CI có Ra=2000 (kG/cm2) Giả thiết, chọn: a = 1,5 cm Chiều dày bản :h = 10 cmÞ ho = h – a = 8,5 cm Từ moment ở nhịp, gối tính ra A=Þ a = 1- Þ Fa= Thép ở nhịp Mnh = 206,88 (kGm) A = = = 0,026 a= 1- = 1-= 0,0263 Fa = == 1,23 (cm2) Þ Chọn f6 a200 (1,42 cm2) m = = = 0,17% Thép ở gối MI = 456,03(kGm) A === 0,0574 a= 1- = 1-= 0,059 Fa = == 2,76 (cm2) Þ Chọn f8 a180 (2,79 cm2) m = = = 0,33% Tính bản thành hồ 3m ´ 2m 1. Sơ đồ tính: - Sơ đồ tính của bản thành hồ là bản kê ba cạnh ngàm, 1 cạnh tựa đơn (loại sơ đồ 8) - Tỷ số giữa hai cạnh = = 1,5 < 2. - Vì áp lực nước phân bố hình tam giác nên để đơn giản ta chuyển áp lực hình tam giác thành áp lực đều với độ lớn bằng độ lớn của áp lực nước tại đáy bể (thiên về an toàn) 2. Xác định tải trọng Tải trọng tác dụng lên bản thành bao gồm áp lực nước và áp lực gió Áp lực nước: Áp lực nước phân bố trên bản thành dạng hình tam giác. Khi hồ chứa đầy nước thì giá trị áp lực nước tại đáy hồ là: p = ngh = 1,1 ×1000 ´ 1,8 = 1980 (kG/m2). Để đơn giản tính toán ta chuyển áp lực nước hình tam giác thành áp lực phân bố đều có cường độ 1980 kG/m2 Áp lực gió q(gió đẩy) = 65 ´ 1,3 ´ 0,8 ´ 1,38 = 93.3 kG/m2 q(gió hút) = 65 ´ 1,3 ´ 0,6 ´ 1,38 = 70 kG/m2 3. Xác định nội lực và tính cốt thép Ta tính bản thành hồ với trường hợp bất lợi nhất: Bể chứa đầy nước và thành bể chịu áp lực gió hút gây căng thớ trong bản thành hồ nhiều nhất. Bản thành 3x1,8m (loại 8) có tỷ số giữa 2 cạnh là = 1,67 Tra bảng phụ lục 1-19 trong tài liệu của thầy Vũ Mạnh Hùng Ta có: m81 = 0,0290,k81 = 0,0597 m82 = 0,0123,k82 = 0,0293 Aùp lực nước: p = gh.n = 1000 ´ 1,8 ´ 1,1 = 1980 (kG/m2) P = pl1l2 = 1980 ´ 2 ´ 3= 11880 kG Áp lực gió P/= ql1l2 = 70 ´ 2 ´ 3 = 420 kG Moment ở nhip: M1 = m81 ´ P = 0,0290 ´ 11880 = 344,5 (kGm) M2 = m82 ´ P = 0,0123 ´ 11880 = 146,1 (kGm) M /1 = m81 ´ P/ = 0,0290 ´ 420 = 12,2 (kGm) M /2 = m82 ´ P/ = 0,0123 ´ 420 = 5,2 (kGm) => M1 = 344,5 + 12,2 = 356,7 (kGm) => M2 = 146,1 + 5,2 = 151,3 (kGm) Moment ở gối: MI = k81 ´ P = 0,0597 ´ 11880 = 709,2 (kGm) MII = k82 ´ P = 0,0293 ´ 11880 = 348,1 (kGm) M/ I = k81 ´ P/= 0,0597 ´ 420 = 25,1 (kGm) M/ II = k82 ´ P/ = 0,0293 ´ 420 = 12,3 (kGm) => MI = 709,2 + 25,1 = 734,3 (kGm) => MII = 348,1 + 12,3 = 360,4 (kGm) Tính Cốt Thép Thép trong bản được tính theo các công thức của cấu kiện chịu uốn tương tự như phần bản sàn . Dùng bêtông Mac 250 có Rn= 110 (kG/cm2), thép CI có Ra = 2000 (kG/cm2) Giả thiết chọn a = 1.5 cm Chiều dày bản h = 10 cm => h0 = 8.5 cm Từ moment ở nhịp, gối tính ra A = a = 1- Fa = Thép ở nhịp Theo phương cạnh ngắn M1 = 356,7(kGm) A == = 0,045 a= 1- = 1-= 0,046 Fa = == 2,15 (cm2) Þ Chọn f6 a130 (Fa = 2,18 cm2) m = = = 0,26% Theo phương cạnh dài M2 = 151,3(kGm) A === 0,02 a= 1- = 1-= 0,02 Fa = == 0,94 (cm2) Þ Chọn f6 a200 (1,41 cm2) m = = = 0,17% Thép ở gối Theo phương cạnh ngắn MI = 734,3 (kGm) A === 0,092 a= 1- = 1-= 0,097 Fa = == 4,53 (cm2) Þ Chọn f8 a100 (5,03 cm2) m = = = 0,59% b.Theo phương cạnh dài MII = 360,4 (kGm) A === 0,045 a= 1- = 1-= 0,46 Fa = == 2,15 (cm2) Þ Chọn f6,8 a180 (2,18 cm2) m = = = 0,26% VII. TÍNH TOÁN HỆ DẦM NẮP : 1.Chọn sơ bộ kích thước dầm : Chọn sơ bộ tiết diện cột hồ nước : b x h = 200x250 Chọn sơ bộ tiết diện dầm đáy : bxh = 200x350 2. Sơ đồ truyền tải : 2.1. Dầm DN2 : a. Sơ đồ tính  : b. Tải trọng : *Tải trọng phân bố : Do trọng lượng bản thân dầm : gd = b(h- h)gn = 0,20(0,25- 0,08)25001,1 = 93,5 (kG/m) Do bản nắp truyền xuống dưới dạng tải phân bố hình thang quy đổi với : qmax = q x l Với  : = l1 / 2l2 = 3,0/(2x4,2) = 0,357 qmax = 399,5 x 1,5=599,3 (kG/m) Vậy : * Tổng tải phân bố lên dầm DN2 là : q = qtđ + gd = 473,81 + 93,5 = 567,31 (kG/m) c. Xác định Nội lực : DN2(200x250) q=567,31(kG/m) 4200 Moment nhịp : Mmax = ==1,27 (Tm) Moment gối : Mgối = 0.4x Mnhịp = 0.4x1,27= 0,51 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 1,19(T) d. Tính toán cốt thép : Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2), thép CII có Ra=2600 (kG/cm2) Giả thiết, chọn a = 3 cm Chiều cao dầm h = 25 cmÞ ho = h – a = 22 cm, A0 = 0.412 Tính thép : A = a = 1- Fa = Kiểm tra hàm lượng cốt thép : * Bảng tính diện tích cốt thép : Vị trí Tiết diện M KG.cm ho (cm) A Fa (cm2) Chọn Thép Fa chọn µ Nhịp 200x250 1,27x105 22 0,12 0,13 2.42 2Þ14 3,078 0.7 Gối 200x250 0,51x105 22 0,048 0,048 0,89 2Þ12 2,262 0.51 * Tính toán cốt đai chịu cắt : Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông 0.35Rnbho=0.35x110x20x22 = 16940 (kG) > Qmax =1190 (kG) Bê tông không bị phá hoại 0.6Rkbho = 0.6 x8.8 x 20 x 22= 2323(kG)> Qmax = 1190 (kG) Không cần tính cốt đai bố trí cốt đai theo cấu tạo Chọn đai Þ6, fđ = 0.283cm2, hai nhánh n = 2, thép CI có Rađ = 1800 kG/cm2 Uct = = 12,5cm. cho đoạn gần gối dầm Uct ==18,75 cm:cho đoạn giữa dầm Chọn U = 10cm, bố trí đoạn 1/4 từ gối ra, đoạn 2/4 giữa dầm chọn U = 250 cm, * Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên = = 101,9 kG/cm2 Qđb = = = 8333.2 (kG) Vây : Qđb = 8333.2 (kG) = 8.3(T) > Qmax = 1190 (kG) = 1.2 (T) => Thỏa điều kiện cốt xiên , không cần phải bố trí cốt xiên 2.2. Dầm DN1: a. Sơ đồ tính  : b. Tải trọng : * Tải trọng phân bố : Do trọng lượng bản thân dầm : gd = b(h- h)gn = 0,20(0,25- 0,08)25001,1 =93,5 (kG/m) Do bản nắp truyền xuống dưới dạng tải phân bố hình tam giác quy đổi với : qmax = q x l * Tổng tải phân bố lên dầm DN1 là : q = qtđ + gD = 374,5 + 93,5 = 468 (kG/m) c. Xác định Nội lực : q=468(kG/m) DN2(200x250) 3000 Moment nhịp : Mmax = == 0,53 (Tm) Moment gối : Mgối = 0.4x Mnhịp = 0,4x0,53= 0,212 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 0,7(T) d. Tính toán cốt thép : Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2), thép CII có Ra=2600 (kG/cm2) Giả thiết, chọn a = 3 cm Chiều cao dầm h = 25 cmÞ ho = h – a = 22 cm, A0 = 0.412 Tính thép : A = a = 1- Fa = Kiểm tra hàm lượng cốt thép : Bảng tính diện tích cốt thép : Vị trí Tiết diện M KG.cm ho (cm) A Fa (cm2) Chọn Thép Fa chọn µ Nhịp 200x250 0,53x105 22 0,05 0,05 0,93 2Ø12 2,262 0,51 Gối 200x250 0,212x105 22 0,02 0.02 0,37 2Ø12 2,262 0,51 * Tính toán cốt đai chịu cắt : Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông 0.35Rnbho=0.35x110x20x22 = 16940 (kG) > Qmax =700 (kG) bê tông không bị phá hoại 0.6Rkbho = 0.6 x 8.8 x 20 x 22= 2112(kG) < Q= 700 (kG) Không cần tính cốt đai bố trí cốt đai theo cấu tạo Chọn đai Þ6, fđ = 0.283cm2, hai nhánh n = 2, thép CII có Rađ = 1800 kG/cm2 Uct = = 12,5cm. cho đoạn gần gối dầm Uct ==18,75 cm:cho đoạn giữa dầm Chọn U = 10cm, bố trí đoạn 1/4 từ gối ra, đoạn 2/4 giữa dầm chọn U = 250 cm, * Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên = = 101,9 kG/cm2 Qđb = = = 8333.2 (kG) Vây : Qđb = 8333.2 (kG) = 8.3(T) > Qmax = 700 (kG) = 0,7 (T) => Thỏa điều kiện cốt xiên , không cần phải bố trí cốt xiên VIII. TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY DĐ1,DĐ2 1.Chọn sơ bộ kích thước dầm : Chọn sơ bộ tiết diện cột hồ nước : b x h = 200x200 Chọn sơ bộ tiết diện dầm đáy : bxh = 200x350 2. Sơ đồ truyền tải : 2.1. Tính toán dầm DĐ2 a. Sơ đồ tính  : b.Tải trọng : * Tải trọng phân bố : Do trọng lượng bản thân dầm : gd = b(h- h)gn = 0,20(0,35- 0,12)25001,1 = 126,5 (kG/m) Trọng lượng bản thành truyền vào: gt = 2500x0,1x1,55x1,1 = 426,25 (kG/m) * Tải phân bố hình thang truyền từ bản đáy quy đổi: với : qmax = q x l Với  : = l1 / 2l2 = 3,0/(2x4,2) = 0,357 qmax = 2436 x 1,5=3654 (kG/m) Vậy : * Tổng tải trọng phân bố : q = gD + qtđ + gt = 126,5 + 2888,9 + 426,25 =3441,65(kG/m) c. Xác định nội lực : Xét hai trường hợp : Trường hợp 1 : Liên kết hai đầu dầm đáy DĐ2 là hai đầu khớp q=3441.7(kG/m) DĐ1(200x350) 4200 Sơ đồ chất tải Nội Lực : Moment nhịp : Mmax = == 7,59 (Tm) Moment gối : Mgối = 0.4x Mnhịp = 0,4x7,59= 3,04 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 7,23(T) Trường hợp 2 : Liên kết hai đầu dầm đáy DĐ1 là liên kết hai đầu ngàm q=3442(kG/m) DĐ1(200x350) 4200 Sơ đồ truyền tải Nội Lực : Moment nhịp : Mmax = == 2,53 (Tm) Moment gối : Mgối = = = 5,06 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 7,23(T) d.Tính toán cốt thép dầm DĐ2 : Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2), thép CII có Ra=2600 (kG/cm2) Giả thiết, chọn a = 3 cm Chiều cao dầm h = 30 cmÞ ho = h – a = 27 cm, A0 = 0.412 Tính : A = a = 1- Fa = Nếu A0 = 0.412 < A = < 0.5 Tính cốt thép theo bài toán cốt kép Cốt thép chịu nén : Cốt thép chịu kéo : Kiểm tra hàm lượng cốt thép : * Bảng tính cốt thép dầm DĐ2 Tiết diện Tiết diện M KG.cm ho (cm) A a Fa (cm2) Chọn Thép Fa chọn µ Nhịp 200x350 7,59x105 27 0,337 0,429 11,62 3Ø18 2Ø16 11,66 1,8 Gối 200x350 5,06x105 27 0,225 0,258 6,99 2Ø16 2Ø14 7,1 1,1 * Tính toán cốt đai : Kiểm tra điều kiện cốt đai với lực cắt lớn nhất Với : Q = 7,23 (T) = 7230 (kG) k1xRkxbxh0 = 0,6x8.8x20x32 = 3379 (kG) = 3,379 (T) k0xRnxbxh0 = 0,35x110x20x32 = 24640(kG) = 24,64 (T) So sánh k1Rkbh0 = 3,379 (T) < Q <k0Rnbh0 = 24,64 (T) Þ thỏa điều kiện tính toán cốt ngang. Lực cốt đai phải chịu : Chọn đai Ø6 , fđ = 0,283 cm2, hai nhánh n = 2, thép CI có Rađ = 1800 kG/cm2 Khoảng cách tính toán Uct = min (, 15) cm (h < 90 cm) = min(17,5 ; 15 ) cm Þ U = min (Utt, Umax, Uct ) Chọn U = 15cm, bố trí đoạn 1/4 từ gối ra, đoạn 2/4 giữa dầm chọn U = 25 cm, thoã điều kiện nhỏ hơn (3/4)h = 3/4x35 = 26 cm và 28 cm * Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên = = 67,92 kG/cm2 Qđb = = = 9895,8 (kG) Vây : Qđb = 9895,8 (kG) = 9,896 (T) > Qmax = 7230 (kG) = 7,23 (T) => Thỏa điều kiện cốt xiên , không cần phải bố trí cốt xiên 3.2. Tính toán dầm DĐ1 a.sơ đồ tính : b. Tải trọng : * Tải trọng phân bố : Do trọng lượng bản thân dầm : gd = b(h- h)gn = 0,20(0,35- 0,12)25001,1 = 126,5 (kG/m) Trọng lượng bản thành truyền vào: gt = 2500x0,1x1,55x1,1 = 426,25 (kG/m) Tải trọng bản đáy phân bố tam giác truyền xuống dầm DĐ1 là : với : qmax = q x l = 2436 x 1,5=3654 (kG/m) => Tổng tải trọng phân bố : q = gd + qtđ + gt = 126,5 + 2283,75 + 426,25 =2836,5(kG/m) c. Xác định nội lực : Xét hai trường hợp : Trường hợp 1 : Liên kết hai đầu dầm đáy DĐ1 là hai đầu khớp q=2836,5(kG/m) DĐ2(200x350) 3000 Sơ đồ truyền tải Nội Lực : Moment nhịp : Mmax = == 3,19 (Tm) Moment gối : Mgối = 0.4x Mnhịp = 0,4x3,19= 1,28 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 4,26(T) Trường hợp 2 : Liên kết hai đầu dầm đáy DĐ1 là liên kết hai đầu ngàm q=2836,5(kG/m) DĐ2(200x350) 3000 Sơ đồ truyền tải Nội Lực : Moment nhịp : Mmax = == 1,06 (Tm) Moment gối : Mgối = = = 2,13 (Tm) Lực cắt : Qmax = = = 4,26(T) d. Tính toán cốt thép dầm DĐ1 : Dùng bêtông Mac 250 có Rn=110 (kG/cm2), thép CII có Ra=2600 (kG/cm2) Giả thiết, chọn a = 3 cm Chiều cao dầm h = 35 cmÞ ho = h – a = 32 cm, A0 = 0.412 Tính thép : A = a = 1- Fa = Bảng tính cốt thép dầm DĐ1 Tiết diện Tiết diện M KG.cm ho (cm) A a Fa (cm2) Chọn Thép Fa chọn µ Nhịp 200x350 3,19x105 32 0,142 0,154 4,17 3Ø14 4,617 0,7 Gối 200x350 2,13x105 32 0,095 0,1 2,71 2Ø14 3,078 0,48 * Tính toán cốt đai : Kiểm tra điều kiện cốt đai với lực cắt lớn nhất Với : Q = 4,26 (T) = 4260 (kG) k1xRkxbxh0 = 0,6x8.8x20x32 = 3379 (kG) = 3,379 (T) k0xRnxbxh0 = 0,35x110x20x32 = 24640(kG) = 24,64 (T) So sánh k1Rkbh0 = 3,379 (T) < Q <k0Rnbh0 = 24,64 (T) Þ thỏa điều kiện tính toán cốt ngang. Lực cốt đai phải chịu Chọn đai Þ6 , fđ = 0,283 cm2, hai nhánh n = 2, thép CI có Rađ = 1800 kG/cm2 Khoảng cách tính toán Uct = min (, 15) cm (h < 90 cm) = min(17,5 ; 15 ) cm Þ U = min (Utt, Umax, Uct ) Chọn U = 15cm, bố trí đoạn 1/4 từ gối ra, đoạn 2/4 giữa dầm chọn U = 25 cm, thoã điều kiện nhỏ hơn (3/4)h = 3/4x35 = 26 cm và 63 cm * Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên = = 67,92 kG/cm2 Qđb = = = 4260,5 (kG) Vây : Qđb = 4260,5 (kG) > Qmax = 4260 (kG) => Thỏa điều kiện cốt xiên , không cần phải bố trí cốt xiên IX .TÍNH TOÁN BỀ RỘNG KHE NỨT Việc tính toán bề rộng khe nứt do chịu lực trong thực tế thường dùng các công thức thực nghiệm , tiêu chuẩn TCVN 5574 –1991 đưa ra công thức sau để tính toán bề rộng khe nứt theo mặt cắt thẳng góc . ( đơn vị mm) Với kết cấu chịu áp lực của chất lỏng dùng thép CII thì : an [ an ]= 0.25 mm Trong đó : K : Hệ số cấu kiện ( Cấu kiện chịu uốn k = 1 ) C : Hệ số tải trọng ( Tải trọng dài hạn c = 1.5 ) : Hệ số bề mặt cốt thép ( Cốt thép có gờ = 1 ) p : Hệ số tỷ lệ cốt thép ( Với p = min ( 100 x µ và 2 )) Þ : đường kính cốt thép , đơn vị mm Ea : Mođun đàn hồi của thép : Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại mặt cắt có khe nứt ( đối với cấu kiện chịu uốn ) Mc : Moment do tải trọng tiêu chuẩn Fa : Diện tích cốt thép chịu kéo Trong trường hợp chung z1 = g1xh0 , Đối với mặt cắt chữ nhật đặt cốt đơn Lấy : g1 = 0.4 + 0.5x g g : Hệ số cánh tay đòn dùng để tính toán cốt thép Fa, hoặc để kiểm tra khả năng chịu lực trong cấu kiện chịu uốn 1 . Tính toán khe nứt tại chân thành bể ngàm với đáy bể (dầm đáy ): Mc = 734,3 (kGm) ,Chọn Þ8 a160 (Fa = 3.14 cm2), ho = 8.5 cm, µ = 0.369 Lấy g1 = 0.9 , = > z1 = g1x h0 = 0.9 x 8.5 = 7.65 cm = 76.5 mm = > Ứng suất tại mặt cắt có khe nứt : Ea = 2.1x106 ( kG/cm2 ) P = min ( 100 x 0.369 và 2 ) Lấy p = 2 Vậy : = > an = 0,13 (mm)< [an] = 0.25 (mm ) Thoã điều kiện về khe nứt bản thành 2 . Tính toán khe nứt tại mép bản đáy ngàm với dầm đáy : Mc = 1144,9 (kGm) , Chọn Þ10 a120 (Fa = 6,54 cm2) , ho = 10,5 cm , µ = 0,623 Lấy g1 = 0.9 , = > z1 = g1xh0 = 0.9 x10.5 = 9.45 cm = 94.5 mm = > Ứng suất tại mặt cắt có khe nứt : Ea = 2.1x106 ( kG/cm2 ) P = min ( 100x0.623 và 2 ) Lấy p = 2 Vậy : = > an = 0,079 (mm)< [an] = 0.25 (mm ) Thoã điều kiện về khe nứt bản thành * Vị trí khe nứt như sau :