KẾT CẤU BỂ CHỨA BÊ TÔNG CỐT THÉP

1 KẾT CẤU BỂ CHỨA BTCT  Khái qt  Ngun lý tính tốn bể chứa chất lỏng  Tháp nước TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM TS. NGUYỄN THANH NGHỊ Th i l ng: 6 ti tờ ượ ế 2 1. KHÁI QUÁT 1.1. PHÂN LOẠI  Theo yêu cầu sử dụng: bể chứa nước (nước sinh hoạt, nước sản xuất, nước thải) bể chứa nhiên liệu,  Theo công nghệ xây dựng: bể toàn khối, bể lắp ghép hay bán lắp ghép; dùng bêtông thường hay bêtông ứng lực trước  Theo hình dạng, kích thước: trụ tròn, lăng trụ (mặt bằng chữ nhật, vuông), hình đặc biệt; bể nhỏ (V<1000 m 3 ), bể trung bình (V<10000m 3 ), bể lớn và rất lớn (V>100000 m 3 ),  Vị trí: ngầm, nổi, trên mái  Có nắp, không nắp 3 1. KHÁI QUÁT 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG  Dung tích bể (chứa nước sạch, nước thải, hệ thống xử lý, ) → tính toán tùy yêu cầu, mục đích sử dụng  Chọn hình dạng và kích thước của bể → cần so sánh các phương án về các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật. Theo kinh nghiệm:  Bể nước ngầm: V = 2000 ÷ 3000 m 3 thì bể trụ tròn kinh tế hơn bể chữ nhật; khi V = 5000 ÷ 6000 m 3 thì dùng bể chữ nhật  Chi phí xây dựng, khối lượng vật liệu → tùy chiều cao và chiều sâu bể  Chiều cao tăng → tăng áp lực nước lên thành bể  Chiều sâu chôn bể ngầm → tăng áp lực đất. Ở những nơi có mực nước ngầm cao, việc xây dựng càng trở nên phức tạp.Bể càng đặt sâu, áp lực nước ngầm lên đáy bể càng lớn. 4 1. KHÁI QUÁT Dung tích và kích thước tiêu chuẩn của bể nước tròn V (m 3 ) 100 150 250 500 1000 2000 3000 6000 D (m) 6,5 8 10 12 18 24 30 42 H (m) 3,6 3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 Dung tích và kích thước tiêu chuẩn của bể nước chữ nhật V (m 3 ) 100 250 500 1000 2000 3000 6000 10000 20000 A×B (m) 6×6 6×12 12×1 2 12×1 8 18×24 24×30 36×36 48×48 66×66 H (m) 3,6 3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8  Một số kích thước bể chứa điển hình (dựa trên các nghiên cứu khảo sát kinh tế-kỹ thuật của Nga) 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 5 1. KHÁI QUÁT  So sánh  Bể tròn: khó bố trí mặt bằng, tốn đất; chịu lực hợp lý  Bể chữ nhật: dễ bố trí mặt bằng; thành bể chịu kéo, uốn  Thi công: toàn khối, lắp ghép, bán lắp ghép. Lắp ghép: tiết kiệm bêtông và cốt thép khoảng 15 ÷ 20%, thi công nhanh, giá thành giảm khoảng 5 ÷ 7%  Kích thước bể phù hợp với các sơ đồ kết cấu bể, trước hết là hệ lưới cột đỡ sàn nắp bể, ví dụ:  Bể chứa chữ nhật toàn khối: lưới cột 6 × 6m có dầm, và lưới cột 4 × 4m không dầm; thành cao ≤ 4m có thể không cần sườn, thành cao > 4m nên có sườn.  Bể tròn ngầm: mái phẳng (không dầm) gối lên cột có mũ cột tại đầu và chân, thành không sườn, sàn đáy không dầm. Nếu dung tích hơn 500m 3 , nên dùng bêtông ứng lực trước để chống nứt. 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 6 Precast circular tank 1_cylindrical wall; 2_columns; 3_ring beams; 4_round flat slab; 5_trapezoidal slabs with ribs around the periphery In-situ circular tank with a flat-slab roof 1_wall; 2_flat-slab roof; 3_floor; 4_columns; 5_capitals; 6_pit; 7_manhole 1. KHÁI QUÁT 1.2. ĐẶC ĐIỂM, PHẠM VI SỬ DỤNG 7 1. KHÁI QUÁT 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 8 Bể chữ nhật toàn khối (a) Mặt bằng; (b) Mặt cắt bể, nắp có dạng sàn sườn (c) Mặt cắt bể, nắp có dạng sàn không dầm 1. KHÁI QUÁT 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 9 1. KHÁI QUÁT Bể chữ nhật lắp ghép (a) Mặt bằng; 1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 10 Bể chữ nhật lắp ghép (b) Mặt cắt bể, nắp có dạng sàn sườn (c) Mặt cắt bể, nắp có dạng sàn không dầm 1. KHÁI QUÁT 1.2. ĐẶC ĐIỂM, PHẠM VI SỬ DỤNG [...]... LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.2 BỂ TRỤ TRỊN b Bể chịu áp lực của đất (a) Bể đặt trên mực nước ngầm (b) Bể đặt dưới mực nước ngầm 26 2 NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.2 BỂ TRỤ TRỊN c Hướng dẫn cấu tạo cốt thép Thành bể tồn khối: Cốt thép vòng: xác định theo lực vòng N Nếu N là lực nén thì BT và cốt thép vòng cùng làm việc như cấu kiện chịu nén đúng tâm Nếu N là lực kéo thì cốt thép vòng sẽ... NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.2 BỂ TRỤ TRỊN c Hướng dẫn cấu tạo cốt thép Đáy bể: Chiều dày bản đáy: 10 ÷ 30cm Tại phần nối giữa thành và đáy, có thể tăng chiều dày đáy gấp đơi (hoặc hơn nữa)  tạo thành móng hình vành khun Đặt thép: lưới ơ vng (cách khoảng < 20cm), hoặc thép vòng và thép hướng tâm Kiểm tra chống chọc thủng 28 c Hướng dẫn cấu tạo cốt thép Bể ngầm Cốt thép đáy bể (phương án đặt... BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.1 TẢI TRỌNG b Một số tổ hợp tải trọng  Bể chứa đầy nhưng chưa đắp đất  Bể rỗng có đắp đất  Bể chứa một phần hoặc đầy, có đất đắp  Bể đầy có gió cùng chiều áp lực thủy tĩnh  Bể rỗng chịu gió  vv c Tổ hợp nội lực  Tổ hợp cơ bản 1  Tổ hợp cơ bản 2  Tổ hợp đặc biệt 20 2 NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.2 BỂ TRỤ TRỊN a Bể chịu áp lực thủy tĩnh 21 2 NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA... tiết kiệm vật liệu Bể chứa nước (Pháp) 8000 m3 , khơng dự ứng lực Chi tiết cắt ngang thành bể hai lớp 16 1 KHÁI QT 1.3 U CẦU ĐỐI VỚI BỂ CHỨA  Bể chứa nước sinh hoạt và sản xuất: o Nếu dùng ứng lực trước và bêtơng có độ đặc chắc cao > chống nứt và chống thấm Khơng sợ nước ngọt ăn mòn bêtơng o Nếu bể chứa nước thải chưa được xử ký > cần tn thủ các u cầu chống ăn mòn bêtơng o Chọn mác bêtơng tùy u cầu... trong bêtơng; chú ý chất lượng cốt liệu; giảm tỷ lệ N/X, đầm chặt 17 1 KHÁI QT 1.3 U CẦU ĐỐI VỚI BỂ CHỨA  Bể chứa nhiên liệu: ngồi các u cầu trên, còn phải o Khơng cho phép nứt trong các kết cấu chịu lực o Khơng để nhiệt độ ảnh hưởng đến chất lỏng trong bể o Bêtơng phải có khả năng chống ăn mòn o Chống thẩm thấu, đặc biệt tại các mạch nối o Chống cháy nổ > bể chìm hoặc nửa nổi nửa chìm o Nhiên liệu chứa. .. và đổ bêtơng sau  Thành bể, móng, đáy, vành đai đỡ mái, tấm mái: bêtơng ứng lực trước Ví dụ 2 Bể chứa nước (Mỹ), dung tích 45000m3, mái vỏ cầu  Đường kính bể 62,2m; chiều cao bể 12,2m; chiều dày thành bể ở đáy là 0,6m và ở đỉnh tường là 0,5m Liên kết khớp trượt giữa thành và đáy (bằng đệm cao su chạy liên tục xung quanh thành bể)  có hiệu quả trong việc gây ứng suất trước trong bêtơng thành bể ,... 2.2 BỂ TRỤ TRỊN a Bể chịu áp lực thủy tĩnh Tính thành hồ Cắt từng dải thành hồ cao 1m tại cao độ z và coi áp lực thủy tónh trong dải đó không đổi (pz)  Lực kéo Tz trong thành hồ: Tz = π/2 ∫p z R.dβ sin β = p z R 0  Cốt thép vòng chòu kéo cho dải đang xét: Faz = Tz Ra 22 2 NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.2 BỂ TRỤ TRỊN a Bể chịu áp lực thủy tĩnh Thành bể có thể đúc tồn khối với bản đáy, hoặc cấu. .. hoặc nửa nổi nửa chìm o Nhiên liệu chứa trong bể khơng bị thay đổi các đặc trưng lý hóa trong một thời gian dài, và khơng gây những tác động hóa học tới bêtơng 18 2 NGUN LÝ TÍNH TỐN BỂ CHỨA CHẤT LỎNG 2.1 TẢI TRỌNG a Các trường hợp tải trọng  Trọng lượng bản thân kết cấu bể, các lớp hồn thiện, …  Áp lực thủy tĩnh của chất lỏng  Áp lực đất quanh bể (bể ngầm, bể nổi đắp đất)  Nước ngầm  Gió  Nhiệt độ... QT 11 1 KHÁI QT 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG 12 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG Ví dụ 1 Bể chứa dầu, dung tích 30000m3, đặt chìm dưới mặt đất  Đáy: bản BTCT liền khối  Thành và nắp: BTCT lắp ghép Tấm tường đúc sẵn có cốt thép ứng lực trước, kích thước 21x9,64 m; dày 15,7÷ 26 cm; mỗi cấu kiện nặng 10 tấn  Các tấm tường liên kết nhau bằng cách hàn các cốt thép φ10 chờ sẵn, cách khoảng... suất trước trong bêtơng thành bể , kể cả ở vùng giáp các biên 13 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG Bể chứa nhiên liệu 30 000m3 đặt ngầm bằng BTCT 14 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG Bể chứa nước (Mỹ) 45000 m3 , mái vỏ cầu Liên kết khớp giữa thành và đáy 15 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, PHẠM VI SỬ DỤNG  Ví dụ 3 Thành BT 2 lớp: bên trong là 16 vỏ trụ lồi vào trong chịu trực tiếp áp lực thủy tĩnh; thành . (m) 6×6 6 12 12×1 2 12 1 8 18×24 24×30 36×36 48×48 66×66 H (m) 3,6 3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8  Một số kích thước bể chứa điển hình (dựa trên các nghi n cứu khảo sát kinh tế-kỹ thuật của. 1000 200 0 3000 6000 D (m) 6,5 8 10 12 18 24 30 42 H (m) 3,6 3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 Dung tích và kích thước tiêu chuẩn của bể nước chữ nhật V (m 3 ) 100 250 500 1000 200 0 3000 6000 10000 200 00 A×B. 1_cylindrical wall; 2_columns; 3_ring beams; 4_round flat slab; 5_trapezoidal slabs with ribs around the periphery In-situ circular tank with a flat-slab roof 1_wall; 2_flat-slab roof; 3_floor; 4_columns; 5_capitals;