PL02 tinh toan be nuoc 250m3

PHỤ LỤC TÍNH TỐN BỂ NƯỚC 250M3 PHỤ LỤC A TÍNH TỐN TẢI TRỌNG PHỤ LỤC A1 – TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 2737 - 1995, Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272 – 2005 : Tiêu chuẩn thiết kế cầu 2.1 THƠNG SỐ CƠNG TRÌNH Kích thước Bể Hd = 0.00 tn = 0.20 tt = 0.25 MNTK =2.65 Ht = 3.05 Hb = 3.50 dx = 0.5 m td = 0.25 Hình minh họa Hd Ht tn td tt tv dx Hb D MNTK Chiều dày lớp phủ Bể Chiều cao thông thuỷ Bề dày nắp Bề dày đáy Bề dày thành Bề dày vách Chiều dài phần mở rộng đáy Chiều cao Bể Chiều sâu đáy Bể Chiều cao MNTK 2.2 Mặt cắt ngang đường Bể Chiều rộng đường Chiều rộng xe chạy Số thiết kế Chiều dày áo đường Bề dày lớp tạo dốc = = = = = = = = = = 3.05 0.2 0.25 0.25 0.25 0.5 3.5 2.65 B= W= NL = hao duong = htd = (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (làn) (m) (m) 2.3 Thông số đất lấp γd = 1.86 (t/m3) Trọng lượng riêng đất đắp Góc ma sát đất φ = 10.5 (độ) Hnn = 0.46 (m) Chiều sâu mực nước ngầm (so với mặt đất tự nhiên) (Theo Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình, thời điểm khảo sát, chiều sâu mực nước đất xuất độ sâu 2.0m2.2m Tuy nhiên TVTK giả thiết thời điểm bất lợi mực nước ngầm cao đến độ sâu đáy rãnh thoát nước trạng) TẢI TRỌNG 0 q1 qd21 0.00 qn 2.6 Z (m) qd2 qd3 qd2 qd22 4.48 1/3 3.1 Trọng lượng thân Bể (BT) Trọng lượng thân Bể chương trình tính tốn phân tích kết cấu tự động tính tốn theo thơng số đây: γbt = 2.5 Trọng lượng riêng bê tông cốt thép: (t/m3) 3.2 Tải trọng nước bể (ALN) Áp lực nước lớn 1m2 xác định theo công thức: qn = Hn n (t/m2) Trong đó: Hn = 2.65 (m) Chiều cao mực nước Bể n = (t/m3) Trọng lượng riêng nước qn = 2.65 (t/m2) Tính cho m2 3.3 Tải trọng đất (ALD) 3.3.1 Tải đất lấp Tải trọng đất lấp 1m2 tính theo cơng thức: q1 = Hd d (t/m2) Trong đó: Hd = (m) Chiều cao đất đắp d = 1.86 (t/m) Trọng lượng đất đắp bão hòa nước q1 = (t/m2) Tính cho m2 3.3.2 Tải áp lực đất Theo điều 3.11.5.1, Áp lực đất giả thiết phân bố tuyến tính tỷ lệ với chiều sâu đất lấy bằng: (Mpa) [F-3.11.5.1-1] p = kh γs g z (x10-9) Trong đó: kh = ko = 1-sin(φ) = 0.818 Hệ số áp lực ngang đất lấy ko điều 3.11.5.2 với tường không uốn cong hay dịch chuyển γs = 1860 (kg/m3 Tỷ trọng đất z (mm) Chiều sâu mặt đất g = 9.81 (m/s3) Hằng số trọng lực => Tải trọng tác dụng 1m2 sau: z1 = Tại: (mm) q21 = (MPa) z2 = 3000 (mm) q22 = 0.045 (MPa) 0.00 (t/m2) 4.48 (t/m2) = = 3.3.3 Áp lực đứng đất tác dụng lên phần mở rộng đáy Áp lực đất thẳng đứng xác định theo công thức: q3 = Hd d (t/m2) Trong đó: Hd = -2.75 (m) Chiều cao đất đắp γd = 1.86 (t/m) Trọng lượng đất đắp q3 = -5.1 (t/m2) 3.4 Tĩnh tải (TT) 3.4.1 Tải hoàn thiện bể Tên lớp Lớp vữa lót #75 Các lớp chống thấm Tổng lớp 3.4.2 Tải tường Tên lớp Lớp vữa trát #75 Tường Kiến trúc mặt Tổng lớp Chiều cao tường: Tải phân bố chiều dài (Tải Tiêu chuẩn): 3.5 Chiều dày lớp t (mm) 50 55 Chiều dày lớp t (mm) 15 220 235 H= 2.9 (m) q = 1.418 (T/m) Hoạt tải Loại sàn Sàn trồng cỏ Sàn phòng bơm 2/3 Trọng lượng Tải trọng tiêu Hệ số vượt tải riêng chuẩn γ ptc (t/m3) (t/m2) 1.3 0.09 1.8 1.3 0.009 1.8 0.10 Tải trọng tính toán ptt (t/m2) 0.12 0.01 0.13 Trọng lượng Tải trọng tiêu Hệ số vượt tải chuẩn riêng γ ptc (t/m3) (t/m2) 1.8 0.027 1.3 2.1 0.462 1.1 1.8 1.1 0.49 Tải trọng tính tốn ptt (t/m2) 0.04 0.51 0.00 0.54 Tải trọng tiêu Hệ số vượt tải ptc (t/m2) 1.2 0.5 1.2 Tải trọng ptt (kN/m2) 0.6 3.6 Áp lực đẩy ngược tác dụng lên đáy bể (DN) Dưới tác dụng lực bên trên, đáy Bể chịu áp lực đẩy ngược với giá trị sau: qdn = n x Hb (t/m2) Trong đó: n = (t/m3) Trọng lượng riêng nước Hb= 2.65 (m) Chiều cao mực nước Bể qdn = 2.65 (t/m2) Tính cho m2 TỔ HỢP TẢI TRỌNG Tên tổ hợp COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 TT 1.3 1.3 1.3 HT ALN 1.1 1.2 1.1 ALD Ghi DN 1.1 1.1 1.1 KIỂM TRA ĐẨY NỔI Trường hợp thi cơng khơng có nước bể STT I 10 11 II Cấu kiện Thành phần chống đẩy Nắp bể Đáy bể Thành bể (Dài) Thành bể (Rộng) Vách bể (Ngang) Dầm nắp (Ngang) Dầm nắp (Dọc) Đất đắp nắp bể Đất đắp phần chân khay có để góc mở Phần bê tơng chân khay Nhà bơm Tổng chống đẩy Thành phần đẩy Lực đẩy Tổng đẩy Kết luận: Tải trọng BT 1.1 1.1 1.1 Dài (m) Rộng (m) Dày (m) 17.65 17.65 17.65 6.1 6.1 6.5 5.75 6.6 6.6 3.05 3.05 3.05 0.25 0.25 0.2 0.25 0.25 0.25 0.25 0.4 0.4 5.48 3.5 Tải trọng (T) SL Thể tích (m3) Dung trọng (T/m3) Trọng lượng (T) 1 2 1 23.30 29.12 26.92 9.30 9.30 0.65 0.58 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 1.70 58.2 72.8 67.3 23.3 23.3 1.6 1.4 0.0 78 0.86 67.1 1 1.50 9.5 5.0 329.5 17.65 6.6 2.54 Dài (m) 18.25 18.25 18.25 7 49 17.65 5.48 Rộng (m) 7 2.8 2.8 2.8 0.5 6.6 6.6 3.5 Dày (m) 0.2 0.25 0.25 0.25 0.25 2.5 2.65 1 296 -1.0 -295.9 -295.9 Bể không bị đẩy ÁP LỰC TRUNG BÌNH DƯỚI ĐÁY BỂ STT Cấu kiện Nắp bể Đáy bể Thành bể (Dài) Thành bể (Rộng) Vách bể (Ngang) Đất đắp nắp bể Đất đắp phần mở rộng Nước bể Hoạt tải trồng cỏ 10 Nhà bơm Tổng trọng lượng bể (T) Áp lực trung bình đáy bể (T/m2) 3/3 Tải trọng (T) SL Thể tích (m2) 25.55 31.94 25.55 9.80 9.80 61 309 1 Dung trọng (T/m3) 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 1.70 1.70 1.00 0.00 Trọng lượng (T) 63.9 79.8 63.9 24.5 24.5 0.0 104.1 308.7 0.0 5.0 674.4 4.4 PHỤ LỤC A2- TÍNH TỐN HỆ SỐ NỀN THEO BOWLES TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Foundation Analysis And Design 5th, Josep E Bowles THÔNG SỐ MĨNG Hình dạng móng Chiều rộng móng Chiều dài móng Cốt đáy móng Rectangular B = 7.6 m L = 18.65 m H= m SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT: Góc ma sát Lực dính Trọng lượng riêng φ = 11.0 c = 17.1 γ = 18.60 (o) KN/m2 KN/m3 TÍNH TỐN HỆ SỐ NỀN Hệ số dự báo theo cơng thức: ks Trong đó: As = 24.(c.Nc.sc + 0,5.g.B.Ng.sg) Bs = 24.(g.Nq.sq) Z= n= Xác định thông số: φ = 11 (o) c = 17.1 KN/m2 γ = 18.6 KN/m3 B = 7.6 Nc,Ng,Nq: Nc = 10.26 Ng = 3.04 Nq = 1.46 sc,sg,sq: sc = 1.3 sg = 0.8 sq = Hệ số nền: = As + Bs.Zn Hệ số phụ thuộc chiều sâu móng Hệ số phụ thuộc vào độ sâu Độ sâu móng Hệ số điều chỉnh cho phù hợp với đường cong thực nghiệm Góc ma sát Lực dính Trọng lượng riêng Chiều rộng móng Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát đất móng Các hệ số phụ thuộc vào hình dạng móng ks = 11555 KN/m3 PHỤ LỤC B MODEL TÍNH TỐN SAP2000 SAP2000 v15.2.1 - File:Be nuoc 250m3 - 3-D View - Kgf, m, C Units 6/15/20 18:18:24 PHỤ LỤC C TÍNH TỐN PHẦN MĨNG PHỤ LỤC C1.1 – SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN MÓNG TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 9379 – 2012 : Kết cấu xây dựng – Nguyên tắc tính toán TCVN 9362 – 2012 : Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình TÀI LIỆU THAM KHẢO Phân tích thiết kế móng - Joseph E.Bowle THƠNG SỐ VỀ MĨNG Hình dạng móng SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Lớp đất Mô tả đất Độ sâu (m) -10 B= L= D= 7.6 18.65 (m) (m) (m) BH6 Sét pha nâu vàng, xám trắng, dẻo Bùn sét pha màu xám tro, xám đen Sét pha màu xám ghi, xám xanh, dẻo -15 Cạnh bé đế móng Cạnh lớn đế móng Chiều sâu chơn móng -5 SPT Bề dày 9 hi (m) 9 10 Trọng Góc ma sát lượng riêng γw φ (deg.) 10.5 4.6 9.5 (t/m3) 1.86 1.66 1.85 15 0 5 Độ sâu (m) Chữ nhật Vuông 10 15 20 Lực dính Mođun biến dạng c E (t/m2) 1.71 0.6 1.63 (t/m2) 985.00 150.00 808.00 10 15 Có nước Cao độ đáy ngầm lớp 23 m 14 23 1 20 25 30 10 15 20 25 25 Sơ đồ lớp đất Sức chịu tải cho phép (t/m2) SỨC CHỊU TẢI CHO PHÉP CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI ĐÁY MĨNG NƠNG Đáy móng đặt vào lớp đất (Sét pha nâu vàng, xám trắng, dẻo cứng) Sức chịu tải cực hạn đất đáy móng nơng tính theo TEZAGHI sau: qu = c.Nc.sc + γ'.D.Nq + 0,5.γ.B.Nγ.sγ = 43.729254 (t/m2) Trong đó: Lực dính đất đáy móng c = 1.71 (t/m2) γ = 1.86 Trọng lượng riêng đất nằm đáy móng (t/m3) γ' = 1.86 Trọng lượng riêng trung bình lớp đất nằm chiều sâu đặt móng (t/m3) D= (m) Độ sâu chơn móng B = 7.60 (m) Cạnh bé móng Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát đất móng Nc = 9.93 (o) Ở φ = 10.5 Nq = 2.87 Nγ = 1.33 Các hệ số phụ thuộc vào hình dạng móng sc = 1.3 sq = sγ = 0.6 → Sức chịu tải cho phép đất đáy móng: qa = qu / Fs + γ' D = 20.16 1/3 (t/m2) (Fs = Hệ số an toàn) C1_Kiem tra nen.xls PHỤ LỤC D TÍNH TỐN PHẦN THÂN PHỤ LỤC D1.1 – KIỂM TRA BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BẢN ĐÁY: Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thực hành cấu kiện Bê tơng cốt thép – GS TS Nguyễn Đình Cống – Nhà xuất Xây dựng THƠNG SỐ BẢN Kích thước: Xét mét bề rộng Chiều cao Ф12 @200 b= h= 1000 250 (mm) (mm) Ф12 @200 250 200 150 100 50 0 at = ab = 35 35 (mm) (mm) Ф12 @200 Vật liệu: Bê tông Cốt thép Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo cốt thép B22.5 (M300) CB400-V Rb = 13 Rs = 350 Ф12 @200 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 900 1000 250 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tiết diện chịu moment âm (mPa) (mPa) TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC ξR = ω / [ + R s / σsc,u (1-ω / 1.1) ] = 0.793 Hệ số giới hạn chiều cao làm việc vùng chịu nén: Trong đó: ω = 0.896 Đặc trưng tính chất biến dạng vùng bê tơng chịu nén ω = α - 0.008 Rb α= Hệ số lấy sau: - bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng α=1 - bê tông tổ ong chưng áp α=0.85 - bê tông tổ ong không chưng áp α=0.75 σsc,u = 500 (Mpa) Ứng suất giới hạn cốt thép vùng bê tông chịu nén Khả chịu lực tiết diện chịu moment dương: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: ξR = 0.0728 (mm) (cm2) cho nên: 209 5.655 0.073 0.964 39.86 0.164 93.2 39.9 209 5.655 0.073 0.964 39.86 0.164 93.2 39.9 (mm) (cm2) cho nên: h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (-) = ξ > ξR ξR = 0.793 > h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (+) = Khả chịu lực tiết diện chịu moment âm: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép: Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: 100 Tiết diện chịu moment dương Lớp bảo vệ cốt thép: Phía Phía ξR = 0.0728 ξ > ξR ξR = 0.793 > (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC Điều kiện kiểm tra: Mmax Trong đó: Mmax : Mgh : ≤ Mgh Moment uốn bất lợi mà tiết diện phải chịu, lấy theo tổ hợp nội lực hình bao moment Khả chịu lực tiết diện trạng thái giới hạn Kết kiểm tra: Mmax (+) = 32.0 (kN.m/m) < Mgh (+) = 39.9 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 80% PASS Mmax (-) = 35.5 (kN.m/m) < Mgh (-) = 39.9 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 89% PASS max = 89% 1/4 PHỤ LỤC D1.2 – KIỂM TRA BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BẢN NẮP, Hs = 200) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thực hành cấu kiện Bê tơng cốt thép – GS TS Nguyễn Đình Cống – Nhà xuất Xây dựng THƠNG SỐ BẢN Kích thước: Xét mét bề rộng Chiều cao Ф12 @200 b= h= 1000 200 (mm) (mm) Ф12 @200 250 200 150 100 50 0 at = ab = 35 35 (mm) (mm) Ф12 @200 Vật liệu: Bê tông Cốt thép Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo cốt thép B22.5 (M300) CB400-V Rb = 13 Rs = 350 Ф12 @200 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 900 1000 250 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tiết diện chịu moment âm (mPa) (mPa) TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC ξR = ω / [ + R s / σsc,u (1-ω / 1.1) ] = 0.793 Hệ số giới hạn chiều cao làm việc vùng chịu nén: Trong đó: ω = 0.896 Đặc trưng tính chất biến dạng vùng bê tông chịu nén ω = α - 0.008 Rb α= Hệ số lấy sau: - bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng α=1 - bê tông tổ ong chưng áp α=0.85 - bê tông tổ ong không chưng áp α=0.75 σsc,u = 500 (Mpa) Ứng suất giới hạn cốt thép vùng bê tông chịu nén Khả chịu lực tiết diện chịu moment dương: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: ξR = 0.0958 (mm) (cm2) cho nên: 159 5.655 0.096 0.952 29.96 0.164 53.94 30 159 5.655 0.096 0.952 29.96 0.164 53.94 30 (mm) (cm2) cho nên: h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (-) = ξ > ξR ξR = 0.793 > h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (+) = Khả chịu lực tiết diện chịu moment âm: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép: Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: 100 Tiết diện chịu moment dương Lớp bảo vệ cốt thép: Phía Phía ξR = 0.0958 ξ > ξR ξR = 0.793 > (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC Điều kiện kiểm tra: Mmax Trong đó: Mmax : Mgh : ≤ Mgh Moment uốn bất lợi mà tiết diện phải chịu, lấy theo tổ hợp nội lực hình bao moment Khả chịu lực tiết diện trạng thái giới hạn Kết kiểm tra: Mmax (+) = 23.0 (kN.m/m) < Mgh (+) = 30.0 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 77% PASS Mmax (-) = 15.0 (kN.m/m) < Mgh (-) = 30.0 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 50% PASS max = 77% 2/4 PHỤ LỤC D1.3 – KIỂM TRA BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP (THÀNH THÉP ĐỨNG, Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thực hành cấu kiện Bê tông cốt thép – GS TS Nguyễn Đình Cống – Nhà xuất Xây dựng THƠNG SỐ BẢN Kích thước: Xét mét bề rộng Chiều cao Ф12 @150 b= h= 1000 250 (mm) (mm) Ф12 @150 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 at = ab = 35 35 (mm) (mm) Ф12 @150 Vật liệu: Bê tông Cốt thép Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo cốt thép B22.5 (M300) CB400-V Rb = 13 Rs = 350 Ф12 @150 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 900 1000 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tiết diện chịu moment âm (mPa) (mPa) TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC ξR = ω / [ + R s / σsc,u (1-ω / 1.1) ] = 0.793 Hệ số giới hạn chiều cao làm việc vùng chịu nén: Trong đó: ω = 0.896 Đặc trưng tính chất biến dạng vùng bê tông chịu nén ω = α - 0.008 Rb α= Hệ số lấy sau: - bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng α=1 - bê tông tổ ong chưng áp α=0.85 - bê tông tổ ong không chưng áp α=0.75 σsc,u = 500 (Mpa) Ứng suất giới hạn cốt thép vùng bê tông chịu nén Khả chịu lực tiết diện chịu moment dương: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: ξR = 0.0971 (mm) (cm2) cho nên: 209 7.54 0.097 0.951 52.48 0.164 93.2 52.5 209 7.54 0.097 0.951 52.48 0.164 93.2 52.5 (mm) (cm2) cho nên: h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (-) = ξ > ξR ξR = 0.793 > h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (+) = Khả chịu lực tiết diện chịu moment âm: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép: Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: 100 Tiết diện chịu moment dương Lớp bảo vệ cốt thép: Phía Phía ξR = 0.0971 ξ > ξR ξR = 0.793 > (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC Điều kiện kiểm tra: Mmax Trong đó: Mmax : Mgh : ≤ Mgh Moment uốn bất lợi mà tiết diện phải chịu, lấy theo tổ hợp nội lực hình bao moment Khả chịu lực tiết diện trạng thái giới hạn Kết kiểm tra: Mmax (+) = 40.0 (kN.m/m) < Mgh (+) = 52.5 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 76% PASS Mmax (-) = 20.0 (kN.m/m) < Mgh (-) = 52.5 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 38% PASS max = 76% 3/4 PHỤ LỤC D1.4 – KIỂM TRA BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP (THÀNH THÉP NGANG, Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thực hành cấu kiện Bê tông cốt thép – GS TS Nguyễn Đình Cống – Nhà xuất Xây dựng THƠNG SỐ BẢN Kích thước: Xét mét bề rộng Chiều cao Ф12 @200 b= h= 1000 250 (mm) (mm) Ф12 @200 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 at = ab = 35 35 (mm) (mm) Ф12 @200 Vật liệu: Bê tông Cốt thép Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo cốt thép B22.5 (M300) CB400-V Rb = 13 Rs = 350 Ф12 @200 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 900 1000 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tiết diện chịu moment âm (mPa) (mPa) TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC ξR = ω / [ + R s / σsc,u (1-ω / 1.1) ] = 0.793 Hệ số giới hạn chiều cao làm việc vùng chịu nén: Trong đó: ω = 0.896 Đặc trưng tính chất biến dạng vùng bê tông chịu nén ω = α - 0.008 Rb α= Hệ số lấy sau: - bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng α=1 - bê tông tổ ong chưng áp α=0.85 - bê tông tổ ong không chưng áp α=0.75 σsc,u = 500 (Mpa) Ứng suất giới hạn cốt thép vùng bê tông chịu nén Khả chịu lực tiết diện chịu moment dương: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: ξR = 0.0728 (mm) (cm2) cho nên: 209 5.655 0.073 0.964 39.86 0.164 93.2 39.9 209 5.655 0.073 0.964 39.86 0.164 93.2 39.9 (mm) (cm2) cho nên: h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (-) = ξ > ξR ξR = 0.793 > h0 = As = ξ = (Rs As) / (Rb b ho) = ζ = - 0.5 ξ = Mgh (+) = As Rs ζ ho = αm = ξR (1 - 0.5 ξR) = Mgh (+) = αm Rb b ho2 = Mgh (+) = Khả chịu lực tiết diện chịu moment âm: Chiều cao làm việc tiết diện Diện tích tiết diện cốt thép: Hệ số ξ ≤ ξR Khả chịu lực tiết diện khi: Khả chịu lực tiết diện khi: Thấy: 100 Tiết diện chịu moment dương Lớp bảo vệ cốt thép: Phía Phía ξR = 0.0728 ξ > ξR ξR = 0.793 > (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) (kN.m/m) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC Điều kiện kiểm tra: Mmax Trong đó: Mmax : Mgh : ≤ Mgh Moment uốn bất lợi mà tiết diện phải chịu, lấy theo tổ hợp nội lực hình bao moment Khả chịu lực tiết diện trạng thái giới hạn Kết kiểm tra: Mmax (+) = 20.0 (kN.m/m) < Mgh (+) = 39.9 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 50% PASS Mmax (-) = 25.0 (kN.m/m) < Mgh (-) = 39.9 (kN.m/m) Hệ số sử dụng 63% PASS max = 63% 4/4 PHỤ LỤC D2.1 – KIỂM TRA VÀ TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT (BẢN ĐÁY: Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Tính tốn thực hành Cấu kiện Bê tông cốt thép theo TCXDVN 356 – 2005, Tập (GS Nguyễn Đình Cống, Nhà xuất Xây dựng) THÔNG SỐ CẤU KIỆN 2.1 Cấu kiện Bề rộng tiết diện Chiều cao tiết diện Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu kéo Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu nén Chiều cao làm việc cốt thép chịu kéo 2.2 Vật liệu Bê tông: Cường độ chịu Nén bê tông Cường độ chịu Kéo bê tông Môđun đàn hồi Cốt thép: Ứng suất nén trước BT co ngót Mơđun đàn hồi b h a a' ho = = = = = 1000 250 35 35 209 Cốt thép chịu Фtb = 12 A's = 678.584 Ф12 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) nén (mm) (mm2) 41 250 Rbser = Rbtser = Eb = σsc = Es = B22.5 (M300) 16.7 (Mpa) 1.5 (Mpa) 29000 (Mpa) CIII (AIII) CB400-V 40 (Mpa) 200000 (Mpa) NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT KIỂM TRA M1 = 21 Moment uốn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn M2 = Moment uốn tải trọng (TT) tạm thời ngắn hạn M = M1 + M2 = 30 Mô men uốn (KN.m) (KN.m) (KN.m) Ф12 41 As = 678.584 (mm2) Фtb = 12 (mm) Cốt thép chịu kéo 1000 (Hình minh họa, phi tỷ lệ) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT THẲNG GÓC Theo mục 7.1.2.4 TCVN 5574-2018, Tính tốn cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm theo hình thành vết nứt thực theo điều kiện Mr ≤ Mrc = Rbtser Wpl - Mrp Trong đó: Là mô men ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa qua điểm lõi Mr cách xa vùng chịu kéo tiết diện Mcrc Là mô men chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt Xác định Mrc: Hệ số quy đổi diện tích cốt thép diện tích bê tơng tương đương: Diện tích tiết diện tính đổi Moment tĩnh Ared lấy trục qua mép chịu nén Khoảng cách từ trọng tâm O tiết diện đến mép chịu nén Moment quán tính Ared lấy trục qua trọng tâm → Moment chống uốn tiết diện lấy mép chịu kéo Bán kính lõi Moment chống uốn dẻo Moment ứng lực P trục dùng để xác định Mr Cấu kiện chịu uốn bê tông cốt thép Khả chống nứt Kiểm tra: Mr= M= 30 (KN.m) > α = Es / Eb = Ared = b.h + α.(As+A's) = Sred = b.h2/2 + α(A's.a'+ As.ho) = xo = Sred / Ared = Ired = Ib + I'b + α.Is + α.I's = Is = As (ho - xo)2 = I's = A's (xo - a')2 = Ib = b.(h - xo)3/3 = I'b = b.xo3/3 = Wred = Ired / (h - xo) = ro = Wred / Ared = Wpl = γ.Wred = 1.75 Wred = Mrp = σsc As (ho-xo+rpl) - σsc A's (xo - a' - rpl) = rpl = ro = Mcr = Rbtser.Wpl - Mrp = Mrc = 6.89655 259360 3.2E+07 124.892 1.4E+09 4800439 5483315 6.5E+08 6.5E+08 1.1E+07 42.3141 1.9E+07 2.14011 42.3141 26.668 26.668 (KN.m) Cấu kiện bị nứt Cần kiểm tra bề rộng vết nứt 1/10 (mm2) (mm3) (mm) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm3) (mm) (mm3) (kN.m) (mm) (kN.m) TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT THẲNG GĨC 5.1 Cơng thức tính bề rộng vết nứt thằng góc với dọc trục cấu kiện Theo mục 7.2.2.1 TCVN 5574-2018, bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc, mm, xác định theo công thức: acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) (Para 7.2.2.1, TCVN 5574-2018) Trong đó: δc = δc Hệ số cấu kiện Với cấu kiện chịu uốn —› δc = + Cấu kiện chịu uốn nén lệch tâm δc = 1.2 + cấu kiện chịu kéo φl Hệ số tác dụng tải trọng: φl = + Tải trọng tạm thời ngắn hạn tác dụng ngắn hạn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn + Tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn kết cấu làm từ: φl = 1.6 - 15 μ = 1.5513 Bê tông nặng điều kiện độ ẩm tự nhiên φl = 1.2 Bê tông nặng trạng thái bão hịa nước φl = 1.75 Bê tơng nặng trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.75 Bê tông hạt nhỏ nhóm A φl = Bê tơng hạt nhỏ nhóm B φl = 1.5 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C φl = 1.5 Bê tông nhẹ bê tông rỗng φl = 2.5 Bê tông tổ ong φl = 1.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước φl = 1.6 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hòa nước φl = 1.2 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước φl = 1.2 Bê tơng nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước φl = 2.1 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 2.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước khơ phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi (Giá trị φl bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng, bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước nhân với hệ số 0.8; trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi nhân với hệ số 1.2) η Hệ số bề mặt cốt thép: —› η= + Với cốt thép có gờ η= + Với cốt thép tròn trơn η = 1.3 + Với cốt thép sợi có gờ cáp η = 1.2 + Với cốt thép trơn η = 1.4 σs = M / (As.Zb) = σs Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp μ = As /(b.ho) = 0.0032 μ Tỷ số cốt thép chịu kéo Φ Đường kính trung bình cốt thép chịu kéo Φ = 12 5.2 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tiêu chuẩn dài hạn M1 = Moment uốn tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn φl = 1.6 - 15 μ = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 21 1.5513 0.15 1.8 0.02879 0.06214 0.07464 0.12054 187.836 164.754 25.192 41 0.96839 159.546 0.1799 5.3 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tạm thời ngắn hạn M2 = Moment uốn tải trọng tạm thời ngắn hạn φl = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = → Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt ∆acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 0.45 1.8 0.01234 0.02071 0.02488 0.14278 191.1 69.403 29.8404 41 0.9676 67.154 0.0488 2/10 (kN.m) (dài hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) (kN.m) (ngắn hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) 5.4 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tổng tải trọng acr(1) = arc + ∆acr = 0.2287 (mm) 5.5 Kiểm tra bề rộng vết nứt Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu: (Cấp - Kết cấu chịu áp lực chất lỏng, phần tiết diện chịu nén) Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo an toàn cho cốt thép: (Cấp - Ở đất có mực nước ngầm thay đổi) acr1 = 0.3000 (mm) acr(1) = 0.2287 (mm) < PASS Kiểm tra: acr2 = 0.2000 (mm) acr = 0.1799 (mm) < PASS 3/10 acr1 acr2 acr1 acr2 = = = = 0.3000 0.2000 0.3000 0.2000 (mm) (mm) (mm) (mm) PHỤ LỤC D2.3 – KIỂM TRA VÀ TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT (BẢN NẮP: Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Tính tốn thực hành Cấu kiện Bê tông cốt thép theo TCXDVN 356 – 2005, Tập (GS Nguyễn Đình Cống, Nhà xuất Xây dựng) THÔNG SỐ CẤU KIỆN 2.1 Cấu kiện Bề rộng tiết diện Chiều cao tiết diện Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu kéo Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu nén Chiều cao làm việc cốt thép chịu kéo 2.2 Vật liệu Bê tông: Cường độ chịu Nén bê tông Cường độ chịu Kéo bê tông Môđun đàn hồi Cốt thép: Ứng suất nén trước BT co ngót Mơđun đàn hồi b h a a' ho = = = = = 1000 200 35 35 159 Cốt thép chịu Фtb = 12 A's = 678.584 Ф12 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) nén (mm) (mm2) 41 200 Rbser = Rbtser = Eb = σsc = Es = B22.5 (M300) 16.7 (Mpa) 1.5 (Mpa) 29000 (Mpa) CIII (AIII) CB400-V 40 (Mpa) 200000 (Mpa) NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT KIỂM TRA M1 = 14 Moment uốn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn M2 = Moment uốn tải trọng (TT) tạm thời ngắn hạn M = M1 + M2 = 14 Mô men uốn (KN.m) (KN.m) (KN.m) Ф12 41 As = 678.584 (mm2) Фtb = 12 (mm) Cốt thép chịu kéo 1000 (Hình minh họa, phi tỷ lệ) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT THẲNG GÓC Theo mục 7.1.2.4 TCVN 5574-2018, Tính tốn cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm theo hình thành vết nứt thực theo điều kiện Mr ≤ Mrc = Rbtser Wpl - Mrp Trong đó: Là mơ men ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa qua điểm lõi Mr cách xa vùng chịu kéo tiết diện Mcrc Là mô men chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt Xác định Mrc: Hệ số quy đổi diện tích cốt thép diện tích bê tơng tương đương: Diện tích tiết diện tính đổi Moment tĩnh Ared lấy trục qua mép chịu nén Khoảng cách từ trọng tâm O tiết diện đến mép chịu nén Moment quán tính Ared lấy trục qua trọng tâm → Moment chống uốn tiết diện lấy mép chịu kéo Bán kính lõi Moment chống uốn dẻo Moment ứng lực P trục dùng để xác định Mr Cấu kiện chịu uốn bê tông cốt thép Khả chống nứt Kiểm tra: Mr= M= 14 (KN.m) < α = Es / Eb = Ared = b.h + α.(As+A's) = Sred = b.h2/2 + α(A's.a'+ As.ho) = xo = Sred / Ared = Ired = Ib + I'b + α.Is + α.I's = Is = As (ho - xo)2 = I's = A's (xo - a')2 = Ib = b.(h - xo)3/3 = I'b = b.xo3/3 = Wred = Ired / (h - xo) = ro = Wred / Ared = Wpl = γ.Wred = 1.75 Wred = Mrp = σsc As (ho-xo+rpl) - σsc A's (xo - a' - rpl) = rpl = ro = Mcr = Rbtser.Wpl - Mrp = Mrc = 6.89655 209360 2.1E+07 99.8659 7E+08 2372903 2855198 3.3E+08 3.3E+08 7017849 33.5205 1.2E+07 1.66414 33.5205 16.758 (mm2) (mm3) (mm) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm3) (mm) (mm3) (kN.m) (mm) (kN.m) 16.758 (KN.m) Cấu kiện không nứt Không cần kiểm tra bề rộng vết nứt 4/10 TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT THẲNG GĨC 5.1 Cơng thức tính bề rộng vết nứt thằng góc với dọc trục cấu kiện Theo mục 7.2.2.1 TCVN 5574-2018, bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc, mm, xác định theo công thức: acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) (Para 7.2.2.1, TCVN 5574-2018) Trong đó: δc = δc Hệ số cấu kiện Với cấu kiện chịu uốn —› δc = + Cấu kiện chịu uốn nén lệch tâm δc = 1.2 + cấu kiện chịu kéo φl Hệ số tác dụng tải trọng: φl = + Tải trọng tạm thời ngắn hạn tác dụng ngắn hạn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn + Tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn kết cấu làm từ: φl = 1.6 - 15 μ = 1.53598 Bê tông nặng điều kiện độ ẩm tự nhiên φl = 1.2 Bê tông nặng trạng thái bão hịa nước φl = 1.75 Bê tơng nặng trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.75 Bê tông hạt nhỏ nhóm A φl = Bê tơng hạt nhỏ nhóm B φl = 1.5 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C φl = 1.5 Bê tông nhẹ bê tông rỗng φl = 2.5 Bê tông tổ ong φl = 1.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước φl = 1.6 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hòa nước φl = 1.2 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước φl = 1.2 Bê tơng nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước φl = 2.1 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 2.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước khơ phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi (Giá trị φl bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng, bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước nhân với hệ số 0.8; trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi nhân với hệ số 1.2) η Hệ số bề mặt cốt thép: —› η= + Với cốt thép có gờ η= + Với cốt thép tròn trơn η = 1.3 + Với cốt thép sợi có gờ cáp η = 1.2 + Với cốt thép trơn η = 1.4 σs = M / (As.Zb) = σs Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp μ = As /(b.ho) = 0.0043 μ Tỷ số cốt thép chịu kéo Φ Đường kính trung bình cốt thép chịu kéo Φ = 12 5.2 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tiêu chuẩn dài hạn M1 = Moment uốn tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn φl = 1.6 - 15 μ = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 14 1.53598 0.15 1.8 0.03316 0.07651 0.09811 0.14163 138.025 149.474 22.5193 41 0.95789 143.18 0.1547 5.3 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tạm thời ngắn hạn M2 = Moment uốn tải trọng tạm thời ngắn hạn φl = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = → Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt ∆acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 0.45 1.8 0.0255 0.0327 0.1776 141.634 28.2377 41 0.95613 0 5/10 (kN.m) (dài hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) (kN.m) (ngắn hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) 5.4 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tổng tải trọng acr(1) = arc + ∆acr = 0.1547 (mm) 5.5 Kiểm tra bề rộng vết nứt Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu: (Cấp - Kết cấu chịu áp lực chất lỏng, phần tiết diện chịu nén) Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo an toàn cho cốt thép: (Cấp - Ở đất có mực nước ngầm thay đổi) acr1 = 0.3000 (mm) acr(1) = 0.1547 (mm) < PASS Kiểm tra: acr2 = 0.2000 (mm) acr = 0.1547 (mm) < PASS 6/10 acr1 acr2 acr1 acr2 = = = = 0.3000 0.2000 0.3000 0.2000 (mm) (mm) (mm) (mm) PHỤ LỤC D2.4 – KIỂM TRA VÀ TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT (THÀNH THÉP ĐỨNG, Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Tính tốn thực hành Cấu kiện Bê tông cốt thép theo TCXDVN 356 – 2005, Tập (GS Nguyễn Đình Cống, Nhà xuất Xây dựng) THÔNG SỐ CẤU KIỆN 2.1 Cấu kiện Bề rộng tiết diện Chiều cao tiết diện Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu kéo Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu nén Chiều cao làm việc cốt thép chịu kéo 2.2 Vật liệu Bê tông: Cường độ chịu Nén bê tông Cường độ chịu Kéo bê tông Môđun đàn hồi Cốt thép: Ứng suất nén trước BT co ngót Mơđun đàn hồi b h a a' ho = = = = = 1000 250 35 35 209 Cốt thép chịu Фtb = 12 A's = 904.779 Ф12 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) nén (mm) (mm2) 41 250 Rbser = Rbtser = Eb = σsc = Es = B22.5 (M300) 16.7 (Mpa) 1.5 (Mpa) 29000 (Mpa) CIII (AIII) CB400-V 40 (Mpa) 200000 (Mpa) NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT KIỂM TRA M1 = 29 Moment uốn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn M2 = Moment uốn tải trọng (TT) tạm thời ngắn hạn M = M1 + M2 = 29 Mô men uốn (KN.m) (KN.m) (KN.m) Ф12 41 As = 904.779 (mm2) Фtb = 12 (mm) Cốt thép chịu kéo 1000 (Hình minh họa, phi tỷ lệ) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT THẲNG GÓC Theo mục 7.1.2.4 TCVN 5574-2018, Tính tốn cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm theo hình thành vết nứt thực theo điều kiện Mr ≤ Mrc = Rbtser Wpl - Mrp Trong đó: Là mô men ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa qua điểm lõi Mr cách xa vùng chịu kéo tiết diện Mcrc Là mô men chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt Xác định Mrc: Hệ số quy đổi diện tích cốt thép diện tích bê tơng tương đương: Diện tích tiết diện tính đổi Moment tĩnh Ared lấy trục qua mép chịu nén Khoảng cách từ trọng tâm O tiết diện đến mép chịu nén Moment quán tính Ared lấy trục qua trọng tâm → Moment chống uốn tiết diện lấy mép chịu kéo Bán kính lõi Moment chống uốn dẻo Moment ứng lực P trục dùng để xác định Mr Cấu kiện chịu uốn bê tông cốt thép Khả chống nứt Kiểm tra: Mr= M= 29 (KN.m) > α = Es / Eb = Ared = b.h + α.(As+A's) = Sred = b.h2/2 + α(A's.a'+ As.ho) = xo = Sred / Ared = Ired = Ib + I'b + α.Is + α.I's = Is = As (ho - xo)2 = I's = A's (xo - a')2 = Ib = b.(h - xo)3/3 = I'b = b.xo3/3 = Wred = Ired / (h - xo) = ro = Wred / Ared = Wpl = γ.Wred = 1.75 Wred = Mrp = σsc As (ho-xo+rpl) - σsc A's (xo - a' - rpl) = rpl = ro = Mcr = Rbtser.Wpl - Mrp = Mrc = 6.89655 262480 3.3E+07 124.857 1.4E+09 6405818 7305496 6.5E+08 6.5E+08 1.1E+07 42.5193 2E+07 2.87082 42.5193 26.425 26.425 (KN.m) Cấu kiện bị nứt Cần kiểm tra bề rộng vết nứt 7/10 (mm2) (mm3) (mm) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm3) (mm) (mm3) (kN.m) (mm) (kN.m) TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT THẲNG GĨC 5.1 Cơng thức tính bề rộng vết nứt thằng góc với dọc trục cấu kiện Theo mục 7.2.2.1 TCVN 5574-2018, bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc, mm, xác định theo công thức: acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) (Para 7.2.2.1, TCVN 5574-2018) Trong đó: δc = δc Hệ số cấu kiện Với cấu kiện chịu uốn —› δc = + Cấu kiện chịu uốn nén lệch tâm δc = 1.2 + cấu kiện chịu kéo φl Hệ số tác dụng tải trọng: φl = + Tải trọng tạm thời ngắn hạn tác dụng ngắn hạn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn + Tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn kết cấu làm từ: φl = 1.6 - 15 μ = 1.53506 Bê tông nặng điều kiện độ ẩm tự nhiên φl = 1.2 Bê tông nặng trạng thái bão hịa nước φl = 1.75 Bê tơng nặng trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.75 Bê tông hạt nhỏ nhóm A φl = Bê tơng hạt nhỏ nhóm B φl = 1.5 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C φl = 1.5 Bê tông nhẹ bê tông rỗng φl = 2.5 Bê tông tổ ong φl = 1.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước φl = 1.6 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hòa nước φl = 1.2 Bê tơng hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước φl = 1.2 Bê tơng nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước φl = 2.1 Bê tơng hạt nhỏ nhóm A trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 2.4 Bê tơng hạt nhỏ nhóm B trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông hạt nhỏ nhóm C trạng thái bão hịa nước khơ phiên thay đổi φl = 1.8 Bê tông nhẹ bê tơng rỗng trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi φl = Bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước khô phiên thay đổi (Giá trị φl bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng, bê tơng tổ ong trạng thái bão hịa nước nhân với hệ số 0.8; trạng thái bão hịa nước khơ ln phiên thay đổi nhân với hệ số 1.2) η Hệ số bề mặt cốt thép: —› η= + Với cốt thép có gờ η= + Với cốt thép tròn trơn η = 1.3 + Với cốt thép sợi có gờ cáp η = 1.2 + Với cốt thép trơn η = 1.4 σs = M / (As.Zb) = σs Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp μ = As /(b.ho) = 0.0043 μ Tỷ số cốt thép chịu kéo Φ Đường kính trung bình cốt thép chịu kéo Φ = 12 5.2 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tiêu chuẩn dài hạn M1 = Moment uốn tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn φl = 1.6 - 15 μ = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 29 1.53506 0.15 1.8 0.03975 0.08285 0.09952 0.13884 185.936 172.382 29.0166 41 0.96774 166.821 0.1798 5.3 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tải trọng tạm thời ngắn hạn M2 = Moment uốn tải trọng tạm thời ngắn hạn φl = Hệ số tác dụng tải trọng: v= Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 34 TCVN 5574-2018 Hệ số xác định theo mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018, với bê tông nặng nhẹ β= Hệ số xác định theo công thức (165) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 δ = M / (b.h2o.Rbser) = λ = φf (1 - a'/ho) = Hệ số xác định theo công thức (166) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 φf = (α.A's/2v) / (b.ho) = Hệ số xác định theo công thức (167) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 → Hệ số xác định theo công thức (164) mục 7.4.3.2 TCVN 5574-2018 ξ = / [β + (1+5(δ+λ)) / (10.μ.α)] = → Giá trị tính theo cơng thức (169) TCVN 5574-2018 Zb = (1 - (2.a' φf / ho + ξ2)/(2.(φf + ξ))) ho = σs = M/(As.Zb) = Tính ứng suất cốt thép chịu kéo lớp x = ξ ho = Giá trị tính theo mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 ang = Lớp ngồi As có δn = (h-x-ang ) / (h-x-a) = Theo mục theo công thức (152) mục 7.2.2.2 TCVN 5574-2018 σs = → Ứng suất cốt thép chịu kéo lớp → Bề rộng vết nứt ∆acr = δc φl η σs / Es 20 (3.5 - 100 μ) Φ (1/3) = 0.45 1.8 0.02762 0.03317 0.17819 187.808 37.2419 41 0.96625 0 8/10 (kN.m) (dài hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) (kN.m) (ngắn hạn) ≤ (mm) (MPa) (mm) (mm) (MPa) (mm) 5.4 Tính bề rộng vết nứt tác dụng tổng tải trọng acr(1) = arc + ∆acr = 0.1798 (mm) 5.5 Kiểm tra bề rộng vết nứt Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu: (Cấp - Kết cấu chịu áp lực chất lỏng, phần tiết diện chịu nén) Theo Bảng TCVN 5574-2018, giá trị khe nứt giới hạn để đảm bảo an toàn cho cốt thép: (Cấp - Ở đất có mực nước ngầm thay đổi) acr1 = 0.3000 (mm) acr(1) = 0.1798 (mm) < PASS Kiểm tra: acr2 = 0.2000 (mm) acr = 0.1798 (mm) < PASS 9/10 acr1 acr2 acr1 acr2 = = = = 0.3000 0.2000 0.3000 0.2000 (mm) (mm) (mm) (mm) PHỤ LỤC D2.4 – KIỂM TRA VÀ TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT (THÀNH THÉP NGANG, Hs = 250) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Tính tốn thực hành Cấu kiện Bê tông cốt thép theo TCXDVN 356 – 2005, Tập (GS Nguyễn Đình Cống, Nhà xuất Xây dựng) THÔNG SỐ CẤU KIỆN 2.1 Cấu kiện Bề rộng tiết diện Chiều cao tiết diện Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu kéo Chiều dày lớp bảo vệ vùng chịu nén Chiều cao làm việc cốt thép chịu kéo 2.2 Vật liệu Bê tông: Cường độ chịu Nén bê tông Cường độ chịu Kéo bê tông Môđun đàn hồi Cốt thép: Ứng suất nén trước BT co ngót Mơđun đàn hồi b h a a' ho = = = = = 1000 250 35 35 209 Cốt thép chịu Фtb = 12 A's = 678.584 Ф12 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) nén (mm) (mm2) 41 250 Rbser = Rbtser = Eb = σsc = Es = B22.5 (M300) 16.7 (Mpa) 1.5 (Mpa) 29000 (Mpa) CIII (AIII) CB400-V 40 (Mpa) 200000 (Mpa) NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT KIỂM TRA M1 = Moment uốn TT thường xuyên TT tạm thời dài hạn M2 = Moment uốn tải trọng (TT) tạm thời ngắn hạn M = M1 + M = Mô men uốn (KN.m) (KN.m) (KN.m) Ф12 41 As = 678.584 (mm2) Фtb = 12 (mm) Cốt thép chịu kéo 1000 (Hình minh họa, phi tỷ lệ) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT THẲNG GÓC Theo mục 7.1.2.4 TCVN 5574-2018, Tính tốn cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm theo hình thành vết nứt thực theo điều kiện Mr ≤ Mrc = Rbtser Wpl - Mrp Trong đó: Là mơ men ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa qua điểm lõi Mr cách xa vùng chịu kéo tiết diện Mcrc Là mô men chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt Xác định Mrc: Hệ số quy đổi diện tích cốt thép diện tích bê tơng tương đương: Diện tích tiết diện tính đổi Moment tĩnh Ared lấy trục qua mép chịu nén Khoảng cách từ trọng tâm O tiết diện đến mép chịu nén Moment quán tính Ared lấy trục qua trọng tâm → Moment chống uốn tiết diện lấy mép chịu kéo Bán kính lõi Moment chống uốn dẻo Moment ứng lực P trục dùng để xác định Mr Cấu kiện chịu uốn bê tông cốt thép Khả chống nứt Kiểm tra: Mr= M= (KN.m) < α = Es / Eb = Ared = b.h + α.(As+A's) = Sred = b.h2/2 + α(A's.a'+ As.ho) = xo = Sred / Ared = Ired = Ib + I'b + α.Is + α.I's = Is = As (ho - xo)2 = I's = A's (xo - a')2 = Ib = b.(h - xo)3/3 = I'b = b.xo3/3 = Wred = Ired / (h - xo) = ro = Wred / Ared = Wpl = γ.Wred = 1.75 Wred = Mrp = σsc As (ho-xo+rpl) - σsc A's (xo - a' - rpl) = rpl = ro = Mcr = Rbtser.Wpl - Mrp = Mrc = 6.89655 259360 3.2E+07 124.892 1.4E+09 4800439 5483315 6.5E+08 6.5E+08 1.1E+07 42.3141 1.9E+07 2.14011 42.3141 26.668 (mm2) (mm3) (mm) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm4) (mm3) (mm) (mm3) (kN.m) (mm) (kN.m) 26.668 (KN.m) Cấu kiện không nứt Không cần kiểm tra bề rộng vết nứt 10/10 ... vào hình dạng móng ks = 11555 KN/m3 PHỤ LỤC B MODEL TÍNH TỐN SAP2000 SAP2000 v15.2.1 - File :Be nuoc 250m3 - 3-D View - Kgf, m, C Units 6/15/20 18:18:24 PHỤ LỤC C TÍNH TỐN PHẦN MĨNG PHỤ LỤC C1.1