Trong một công trình nhà cao tầng, việc cung cấp nước có vai trò hết sức quan trọng. Các bể nước đóng vai trò chủ đạo trong việc cung cấp và xử lí nước. Công trình gồm hai loại bể nước: Bể nước đặt ở tầng hầm nhận nước từ hệ thống cấp nước của thành phố và bơm lên bể nước mái. Bể nước mái cung cấp nước cho toàn bộ công trình. Chọn tính toán bể nước mái. 1.1 KÍCH THƯỚC, GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Kích thước bể: Tính toán dung tích bể theo nhu cầu dùng nước của công trình Số người dùng nước tính toán: (người) Tiêu chuẩn cấp nước nhà văn phòng là (lítngườingày đêm) Hệ số không điều hòa ngày dùng nước lớn nhất Hệ số xét đến dịch vụ: Lượng nước dự phòng chữa cháy trong 10 phút là 2,5(ls), lưu lượng nước chữa cháy là: Lưu lượng nước cấp trong 1 ngày đêm: Chọn bơm nước lên bể hai lần trong ngày, ta có dung tích bể cần thiết: Chọn kích thước lọt lòng đáy bể: Dài Rộng Chiều cao cột nước hữu ích: Chọn chiều cao bể:
THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI Trong cơng trình nhà cao tầng, việc cung cấp nước có vai trò quan trọng Các bể nước đóng vai trò chủ đạo việc cung cấp xử lí nước Cơng trình gồm hai loại bể nước: Bể nước đặt tầng hầm nhận nước từ hệ thống cấp nước thành phố bơm lên bể nước mái Bể nước mái cung cấp nước cho tồn cơng trình Chọn tính tốn bể nước mái 1.1 KÍCH THƯỚC, GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Kích thước bể: Tính tốn dung tích bể theo nhu cầu dùng nước cơng trình Số người dùng nước tính toán: N = 900 (người) qtb = 15 Tiêu chuẩn cấp nước nhà văn phòng (lít/người/ngày đêm) Hệ số khơng điều hòa ngày dùng nước lớn K ngd− max = 1,2 a = 10% Hệ số xét đến dịch vụ: Lượng nước dự phòng chữa cháy 10 phút 2,5(l/s), lưu lượng nước chữa Qdpc = 2,5× 10× 60 = 1,5(m3 / ngd) 1000 cháy là: Lưu lượng nước cấp ngày đêm: 900× 15× 1,2 Qo = Qsh + Qdv + Qdpc = 1,1× ( ) + 1,5 = 19,32(m3) 1000 Chọn bơm nước lên bể hai lần ngày, ta có dung tích bể cần thiết: Q b = 0,6× (19,32 − 1,5) + 1,5 = 12,19(m3) Chọn kích thước lọt lòng đáy bể: 3,85(m) + Dài 3,4(m) Rộng Chiều cao cột nước hữu ích: 12,19 H= = 0,93 ≈ 1(m) 3,4× 3,85 + KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page Chọn chiều cao bể: hb = H + hc + hd = + 0,1 + 0,2 = 1,3(m) Với hd chiều cao dềnh nước 1.1.2 Vị trí đặt bể: Bể đặt vị trí phía cầu thang bộ, vị trí trục (6-6a)-(D-E) 1.1.3 Giải pháp kết cấu: Bể đổ toàn khối, đặt hệ dầm, cột Nắp bể có lỗ thăm, kích thước 600x600(mm) Hình 4.1: Mặt cắt bể nước mái 1.1.4 Vật liệu sử dụng: 1.1.4.1 Bê tông Sử dụng bê tơng B25, thơng số tính tốn: Rb = 14,5( Mpa) ; Rbt = 1,05( Mpa ) ; Eb = 30000( Mpa ) 1.1.4.2 Cốt thép Ø < 10 Cốt thép loại AI ( ): Rs = 225(MPa ) Rsc = 225( MPa ) Rsw = 175( MPa ) Es = 210000( MPa ) ; ; ; KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page Cốt thép loại AII ( Ø ≥ 10 ): Rs = 280(MPa ) Rsc = 225( MPa ) Rsw = 280( MPa) Es = 210000( MPa ) ; ; ; 1.2 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU 1.2.1 Chọn kích thước cột: Sơ chọn kích thước cột 300x300(mm) 1.2.2 Chọn kích thước dầm: Bao gồm có dầm nắp dầm đáy Tiết diện dầm chọn sơ theo chiều dài nhịp dầm tải trọng Kích thước dầm chọn sơ bảng sau: Kích thước dầm h(mm) b(mm) Dn1 3500 300 200 Dầm nắp Dn2 3950 300 200 Dd1 3500 400 200 Dầm đáy Dd2 3950 400 200 Bảng 4.1: Kích thước dầm bể nước Dầm Nhịp dầm 1.2.3 Chọn kích thước nắp, thành, đáy: Chọn chiều dày nắp là: hbn = 100(mm) Chọn chiều dày thành là: Chọn chiều dày đáy là: hbt = 100(mm) hbd = 120(mm) 1.2.4 Phân loại bể Bể hình chữ nhật, có kích thước: a = 4150(mm) Chiều dài bể: b = 3700(mm) Chiều rộng bể: h = 1520(mm) Chiều cao bể: Ta có h < 2a a < 2b suy bể thuộc loại bể thấp 1.3 TÍNH TỐN BẢN NẮP Bản nắp liên kết cứng với dầm nắp, tính tốn theo sơ đồ đàn hồi, kích thước nắp lấy sau: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page L1 = 3500(mm) L2 = 3950(mm) hbn = 100(mm) , , Hình 4.2: Mặt nắp 1.3.1 Tải trọng tác dụng 1.3.1.1 Tĩnh tải Bao gồm trọng lượng thân lớp cấu tạo Các lớp cấu tạo Trị tiêu chuẩn gtc (daN/m2) 10 1800 18 100 2500 250 Tổng 268 Bảng 4.2: Tĩnh tải tác dụng lên nắp Chiều dày (mm) Vữa trát Bản BTCT KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI TL riêng (daN/m3) Hệ số vượt tải n 1,3 1,1 Trị tính tốn gtt (daN/m2) 23,4 275 298,4 Page 1.3.1.2 Hoạt tải Theo TCVN 2737-1995, giá trị hoạt tải sửa chữa tiêu chuẩn là: Giá trị hoạt tải tính tốn: ptc = 75(daN / m2 ) ptt = 1,3× 75 = 97,5(daN / m2) 1.3.1.3 Tổng tải trọng tác dụng Tổng tải trọng tiêu chuẩn: qtc = gtc + ptc = 268+ 75 = 343(daN / m2 ) Tổng tải trọng tính tốn: qtt = gtt + ptt = 298,4 + 97,5 = 395,9(daN / m2) 1.3.2 Sơ đồ tính 1.3.2.1 Liên kết Bản nắp đổ toàn khối với dầm nắp tỉ số dầm nắp nắp: hdn 300 = =3 hbn 100 nên ta xem liên kết nắp với dầm nắp liên kết ngàm 1.3.2.2 Sơ đồ tính Bản nắp có cạnh ngàm, tỉ số L2 3950 = = 1,13 < L1 3500 , tính tốn phương Chọn tính tốn theo đơn Cắt dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn phương cạnh dài để tính tốn: Sơ đồ tính: Hình 4.3 : Sơ đồ tính nắp KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 1.3.3 Tính nội lực Nội lực phương tính theo sơ đồ liên kết ngàm cạnh: M = α n × P (daN m / m) M = α d × P (daN m / m) Mô men nhịp: ; M I = β n × P( daN m / m) M = β d × P ( daN m / m) Mô men gối: ; α n9,α d9, β n9, β n9 + Các giá trị tra theo sơ đồ 9(4 cạnh ngàm) (tham khảo + PL17 [12]) P = q× L1 × L2 - tồn tải phân bố nắp Bảng tổng hợp nội lực nắp Các thông số ô Tên ô L1 (mm ) Bản nắp L2 (mm) 3500 3950 Moment (daN.m/m) Các hệ số qtt (daN/m2) α n9 = 0,0197 M1 = 108,0 α d9 = 0,0155 M2 = 84,68 β n9 = 0,0456 MI = β d9 = 0,0359 MII = 395,9 249,7 196,4 Bảng 4.3: Nội lực nắp 1.3.4 Tính cốt thép: Tính tốn cốt thép cho dải rộng 1m Chọn lớp bảo vệ c = 15(mm) , giả thiết a = 20(mm); h0 = h − a = 100 − 20 = 80(mm) Cơng thức tính tốn: αm = M Rbbho2 s= bas As = 1 2ì m à= Asc × 100% b× ho μhợp lí As = ξ Rbbh0 Rs = (0,3÷ 0,9)% Kết tính tốn cốt thép Tên M (daN.m/m) KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI h0 ξ Asyc Thép chọn Asch Page Hàm Bản nắp (mm ) Ø (mm ) s (mm) (mm2) lượng (μ%) (mm) M1 = 108,06 80 0,0105 54,3 150 188,4 0,24 M2 = 84,68 80 0,0081 41,8 150 188,4 0,24 MI = 249,74 80 0,0245 126,2 200 251,2 0,31 MII = 196,41 80 0,0189 97,6 200 251,2 0,31 Bảng 4.4: Thép nắp Cốt thép phân bố chọn Ø6s250 1.3.5 Bố trí cốt thép 1.3.5.1 Cốt thép tăng cường lỗ thăm nắp Cốt thép tăng cường lỗ thăm nắp lấy lượng thép phạm vi lỗ nắp Vị trí lỗ mép dầm, ta tăng cường lớp lớp Chọn tăng cường lớp 3Ø8, lớp 3Ø8 Chi tiết gia cường thể vẽ 1.3.5.2 Đoạn neo cốt thép Chiều dài đoạn neo cốt thép Lan không nhỏ lmin, Lan = (ωan * lan : Rs + ∆ an )Þ Rb * lan = λanÞ + Cốt thép tròn trơn chịu kéo vùng bê tông chịu kéo: 225 Lan = (1,2 + 11)Þ = 29,6Þ 14,5 * lan = 20Þ lmin = 250mm Với cốt thép Ø8 chọn chiều dài đoạn neo thép chịu kéo vùng bê tông chịu kéo 250mm + Cốt thép tròn trơn chịu kéo vùng bê tông chịu nén: 225 Lan = (0,8 + 8)Þ = 20,4Þ 14,5 * lan = 15Þ lmin = 200mm Với cốt thép Ø6 chọn chiều dài đoạn neo thép chịu kéo vùng bê tông chịu nén 200 1.4 TÍNH TỐN BẢN THÀNH KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page Do nắp có kết cấu dầm nắp bên nên tải trọng từ nắp dầm nắp chịu truyền vào hệ cột Bỏ qua trọng lượng thân thành Theo phương ngang, xem thành làm việc chịu uốn túy tác dụng áp lực nước tải trọng gió 1.4.1 Tải trọng tác dụng b = 1(m) Cắt dải theo phương đứng có bề rộng Tải trọng tác dụng lên thành bao gồm áp lực nước tải trọng gió Áp lực nước: Áp lực nước tính tốn tính theo cơng thức: pn = n× ω × b× h (daN/m) Trong đó: ω = 1000(daN / m3) + Trọng lượng riêng nước + + Hệ số vượt tải với chất lỏng : Chiều cao tính áp lực nước h Xét trường hợp nguy hiểm nước hồ đạt cao nhất, + h = 1,3(m) n= Biểu đồ áp lực nước có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu Áp lực nước tính tốn lớn đáy bể: pn = n× ω × b× h = 1× 1000× 1× 1,3 = 1300(daN / m) Tải trọng gió: Tải trọng gió tính tốn xác định theo cơng thức: W = n× w0 × k × c× b Trong đó: + Cơng trình thành phố Sóc Trăng tỉnh Sóc Trăng thuộc vùng áp lực gió IIw0 = 83(daN / m2 ) A, giá trị áp lực gió tiêu chuẩn + k hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình; cơng trình thành phố bị che chắn mạnh, thuộc dạng địa C Cao trình k = 1,0078 đỉnh thành 46,30m, tra “Bảng 5” TCVN 2737-1995 c = +0,8 + c hệ số động Với mặt thẳng đứng, với phía đón gió c = −0,6 với phía khuất gió (gió hút) KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page + n = 1,2 hệ số độ tin cậy tải trọng Ta có giá trị tải trọng gió tính tốn: Wd = 1,2× 83× 1,0078× 0,8× 1= 80,30(daN / m) Tải trọng gió đẩy: Wh = 1,2× 83× 1,0078× 0,6× 1= 60,23(daN / m) + Tải trọng gió hút: Ta chọn trường hợp tải nguy hiểm để tính toán: + Trường hợp hồ đầy nước chịu tải trọng gió hút gây nguy hiểm cho thành + hồ + Trường hợp hồ khơng có nước, chịu tải trọng gió đẩy gây nguy hiểm cho thành ngồi 1.4.2 Sơ đồ tính: Liên kết thành với dầm đáy với cột xem liên kết ngàm Vì thi cơng thi cơng thành xong tạo mạch ngừng đáy dầm nắp, dầm nắp nắp thi công sau, nên liên kết thành với dầm nắp xem liên kết khớp Xét hai thành (1300x3400) (1300x3850) phương Cắt dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính tốn.Sơ đồ tính trường hợp hồ đầy nước chịu tải trọng gió hút: Hình 4.4: Sơ đồ tính trường hợp hồ đầy nước chịu tải trọng gió hút (daN/m) Sơ đồ tính trường hợp hồ khơng có nước, chịu tải trọng gió đẩy: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page Hình 4.5: Sơ đồ tính trường hợp hồ khơng có nước, chịu tải trọng gió đẩy (daN/m) 1.4.3 Tính nội lực: Mơ men thành tính tốn theo phương pháp cộng tác dụng nội lực trường hợp tải trọng gây Vì hệ siêu tĩnh, nên ta sử dụng bảng tra cơng thức tính nội lực có sẵn theo “ Bảng 4- Sổ tay thực hành kết cấu cơng trình-PGS-PTS Vũ Mạnh Hùng” 1.4.3.1 Nội lực tính tốn thành trường hợp hồ đầy nước chịu tải gió hút Chịu áp lực nước: Hình 4.6: Mơ men thành chịu áp lực nước KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 10 Bề rộng vết nứt dài hạn acrc2 mở rộng vết nứt kết cấu chịu tác dụng tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn acrc1 Bề rộng vết nứt ngắn hạn mở rộng vết nứt kết cấu chịu tác dụng đồng thời tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời ngắn hạn dài hạn Điều thể qua công thức: acrc1 = acrc.1t − acrc.1d + acrc2 Trong đó: + + acrc.1t acrc.1d bề rộng khe nứt tác dụng ngắn hạn toàn tải trọng bề rộng khe nứt ban đầu tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn tác dụng ngắn hạn Theo TCVN 2737:1995, mục 2.3.4 có quy định tải trọng tạm thời dài hạn có bao gồm áp lực hơi, chất lỏng, chất rời bể chứa Như áp lực nước bao gồm thành phần hoạt tải dài hạn, suy ra: acrc.1t − acrc.1d = Vậy tính tốn bề rộng vết nứt đáy bao gồm bề rộng vết nứt dài hạn acrc2 Mục 4.2.7 Tiêu chuẩn quy định tác dụng tải trọng tiêu chuẩn mà vết nứt khơng hình thành khơng cần tính toán theo điều kiên mở rộng vết nứt ngắn hạn dài hạn kết cấu có cấp chống nứt cấp Vì ta cần kiểm tra bề rộng vết nứt vị trí ngàm acrc2 1.5.6.3.2 Tính bề rộng khe nứt tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn Với kết cấu chịu áp lực chất lỏng có phần tiết diện chịu nén yêu cầu cấp acrc2 = 0,2(mm) chống nứt cấp có giá trị bề rộng giới hạn là: Tổng tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn: qc = gtc + gntc = 412 + 1300 = 1712(daN / m2 ) Tổng tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn theo phương L1 L42 3,954 q = 4q = × 1712 = 1059,12(daN / m) L1 + L2 3,504 + 3,954 c c KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 27 Giá trị mô men tác dụng dài hạn tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn ngàm tính với tải trọng theo phương L1: qcL2 1059,12× 3,502 Mcrc2 = 1 = = 1081,19(daN.m) 12 12 Tính + + + + + ξ cấu kiện chịu uốn: M 1081,19× 104 δ = crc2 = = 0,0648 bh0 Rb.ser 1000× 952 × 18,5 β lấy 1,8 bê tơng nặng E 21× 104 = s= =7 Eb 30ì 103 = 0,0083 α ' × 502,4 As × 0,15 × ,25 v ϕf = = = 0,0987 bh0 1000× 95 ν tải trọng tác dụng dài hạn nhân với hệ số 1,25 độ ẩm môi trường >75% (cơng trình thành phố Sóc Trăng có độ ẩm trung bình 83%) λ = ϕ f = 0,0987 + ξ= x = h0 Ta có: Tính: + + Ta có: σs 1 = = 0,2377 1+ 5(δ + λ ) 1+ 5(0,0648+ 0,0987) β+ 1,8+ 10à 10ì 0,0083ì : 0,23772 z = 1− h = − × 95 = 87(mm) 2( ϕ + ξ ) × (0,0987 + 0,2377) f Mcrc21081,19(daN.m) Mcrc2 1081,19× 104 σs = = = 158,31(N / mm2) Asz 785× 87 Tính bề rộng khe nứt tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 28 Với tải trọng tác dụng dài hạn ϕl = 1,6 − 1,5µ = 1,6 − 1,5× 0,0083 = 1,58755 bê tông nặng điều kiện độ ẩm tự nhiên σ acrc2 = δϕlη s 20(3,5− 100µ ) d Es = 1× 1,58755× 1× Ta có 158,31 × 20× (3,5− 100× 0,0083) × 10 = 0,14(mm) 21× 10 acrc2 = 0,14(mm) < acrc2 = 0,2(mm) Vậy đáy bể nước đạt yêu cầu cấp chống nứt cấp kết cấu chịu áp lực chất lỏng có phần tiết diện chịu nén 1.5.7 Kiểm tra độ võng đáy Điều kiện tính tốn kiểm tra độ võng toàn phần cấu kiện bé độ võng giới hạn: ff=< f lấy theo bảng TCVN 5574 - 2012: Cấu kiện dạng có l ≤ 6m có f = 200 1.5.7.1 Kiểm tra độ võng đáy theo công thức cấu kiện khe nứt vùng kéo Theo mục 7.4.1.1 TCVN 5574 – 2012 quy định: “Biến dạng (độ võng, góc xoay) cấu kiện kết câu bê tông cốt thép cần tính tốn theo cơng thức học kết cấu, giá trị độ cong đưa vào tính tốn xác định theo dẫn 7.4.1.2” ứng với đoạn cấu kiện mà vùng kéo khơng hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện Mục 7.4.1.2 TCVN 5574 – 2012 quy định: “Đối với đoạn cấu kiện mà vùng kéo khơng hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện: xác định vật thể đàn hồi” 1.5.7.2 Công thức tính tốn Tính võng cho đáy nhịp kiểm tra không xảy vết nứt ff= sh + fl Độ võng sàn toàn phần: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 29 Với + fl độ võng tác dụng tải trọng dài hạn, bao gồm tác dụng tải trọng thường xuyên phần dài hạn tải trọng tạm thời fsh + độ võng tác dụng tải trọng ngắn hạn tác dụng phần lại tải trọng tạm thời Theo TCVN 2737:1995, mục 2.3.4 có quy định tải trọng tạm thời dài hạn có bao gồm áp lực hơi, chất lỏng, chất rời bể chứa Như áp lực nước bao gồm thành phần hoạt tải dài hạn, suy độ võng đáy bể bảo gồm độ võng tác dụng tải trọng dài hạn, bao gồm tác dụng tải trọng thường xuyên phần dài hạn tải trọng tạm thời Cắt dải đáy có bề rộng 1m để tính tốn c Với trường hợp sơ đồ tính hai đầu ngàm ta có độ võng qi l fi = 384 Bi Độ cứng chống uốn cấu kiện bê tơng cốt thép khơng có vết nứt tính cấu kiện đàn hồi : B = ϕ b1EbI red Trong đó: + + + ϕ b1 : hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến nhanh bê tông, lấy 0,85 bê tông nặng Eb : Mô đun đàn hồi bê tông I red : Mơ men qn tính tiết diện quy đổi trục trọng tâm tiết diện, tiết diện bê tơng phải trừ diện tích cốt thép μ% >3% α= diện tích cốt thép nhân với hệ số B ϕ b1EbI red Bsh = = Độ cứng dài hạn: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI ϕ b2 Es Eb ϕ b2 Page 30 Với ϕ b2 hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến dài hạn bê tông đến biến dạng cấu kiện khơng có khe nứt vùng kéo Đối với bê tông nặng, Bảng 33-TCVN 5574 – 2012 sau: + + ϕb2 lấy theo ϕ b2 = Khi tác dụng tải trọng không kéo dài Khi tác dụng tải trọng kéo dài thì: ϕ b2 = độ ẩm môi trường 40-75% ϕ b2 = độ ẩm 40% ϕb2 = 2× 0,8 = 1,6 độ ẩm lớn 75% Công trình thành phố Sóc Trăng, có độ ẩm trung bình 83%, 1.5.7.3 Kết tính tốn 1.5.7.3.1 Số liệu tính tốn: ϕ b2 = 1,6 Ơ đáy Chiều dày (mm) Lớp bảo vệ (mm) Trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo (mm) Diện tích cốt thép dải 1m (mm2) 120 20 502,4 L1(mm) 3500 L2(mm) 3950 TLBT+các lớp cấu tạo (daN/m2) 412 Hoạt tải nước tiêu chuẩn (daN/m2) Bảng 4.9: Số liệu tính tốn 1300 24 1.5.7.3.2 Độ võng tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn Tải trọng tác dụng dài hạn quy theo phương cạnh ngắn: 3,954 q = × (412 + 1300) = 1712(daN / m) (3,954 + 3,504 ) c Tính độ cứng dài hạn: b× h03 1× 0,963 I red = = = 7,37× 10−5(m4) 12 12 Bl = ϕb1EbI red 0,85× 3× 109 × 7,37× 10−5 = = 117459(daN.m2 ) ϕb2 1,6 KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 31 Độ võng tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn: c q1 L1 1712× 3,504 f3 = = × 103 = 5,70(mm) 384 Bsh 384 117459 Độ võng giới hạn tra theo bảng TCVN 5574-2012, với cấu kiện dạng có nhịp bé 6m, 1 f = L= 3500 = 17,5(mm) 200 200 ff= = 5,70(mm) < f = 17,5(mm) Độ võng toàn phần Suy đáy bể nước đảm bảo điều kiện độ võng 1.6 TÍNH TOÁN HỆ DẦM 1.6.1 Tải trọng tác dụng: Xét trường hợp nguy hiểm thi công đáy dầm đáy trước, sau đặt thép chờ thi cơng thành, xem dầm đáy chịu tải trọng thân thành Tải trọng tác dụng lên dầm đáy bao gồm: tải trọng thân tải trọng phần bố từ sàn, tải trọng thân thành Với hệ dầm đáy, tải trọng theo phương ngang nhỏ so với tải trọng truyền từ đáy, để đơn giản ta xét tải trọng theo phương đứng 1.6.1.1 Trọng lượng thân dầm Tải trọng thân dầm nắp: gd = n× γ bt × bd × hd ( daN / m) Phần tải trọng tính tốn phần mềm, với hệ số Seft Weight Multiplier 1,1 1.6.1.2 Tải trọng thân thành Khi tính thành, xem áp lực ngang tác dụng tồn lên thành, nhịp tính tốn thành lấy lọt lòng bể Khi tính tải trọng thành ta lấy lọt lòng hai dầm nắp dầm đáy Tải trọng thân thành: gbt = n× γ bt × δ bt × hbt = 1,1× 2500× 0,1× 0,82 = 225,5( daN / m) 1.6.1.3 Tải trọng phân bố từ Các dầm đỡ nhận tải trọng phân bố truyền từ nắp đáy Tải trọng tính tốn phân bố: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 32 + + Trên nắp: Trên đáy: qttbn = 395,9(daN / m2 ) qttbd = 1771,6(daN / m2 ) Bản nắp đáy có kích thước (3500x3950)mm đổ toàn khối với dầm Bản làm việc phương nên diện truyền tải lên dầm đỡ có dạng hình thang theo phương cạnh dài dạng tam giác theo phương cạnh ngắn (L1 chiều dài cạnh ngắn) Hình 4.11: Sơ đồ truyền tải từ dầm đỡ Bảng kết tải trọng truyền từ nắp đáy dầm nắp dầm đáy: Tiết diện Dầ qb L1(m (da m) N/ b(m h(m m) m) Dn1 200 300 3950 Dn2 200 300 3500 Dd1 200 400 3950 Dd2 200 400 3500 m KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI m) qt (daN/ Dạng truyề n tải m) Hình 395, 692,8 thang Tam giác Hình 177 3100, 1,6 30 thang Tam giác Page 33 Bảng 4.10: Tải trọng từ tác dụng lên dầm 1.6.2 Sơ đồ tính Hình 4.12: Sơ đồ tải trọngtác dụng lên dầm Dn1, Dd1 (daN/m) KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 34 Hình 4.13: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm Dn2, Dd2 (daN/m) 1.6.3 Tính nội lực: Chọn tính tốn hệ dầm nắp dầm đáy phần mềm Sap 2000v14 Xem liên kết phần tử dầm cột với nút cứng Nội lực phân phối cho phần tử dầm cột nút cứng phụ thuộc vào độ cứng chúng Kết nội lực từ phần mềm: Hình 4.14 : Mô men dầm Dn1 Dd1 (daN.m) KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 35 Hình 4.15 : Lực cắt dầm Dn1 Dd1 (daN) Hình 4.16: Mơ men dầm Dn2 Dd2 (daN.m) KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 36 Hình 4.17: Lực cắt dầm Dn2 Dd2 (daN) Bảng nội lực dầm: Dầm Dầ m nắp Dn1 Dầ m đáy Dd1 Dn2 Dd2 Mô men(daN.m) Nhịp Gối 516,48 802,93 380,71 Lực cắt(daN) 1087,99 579,21 894,98 2318,7 3014,26 1703,5 1223,90 Bảng 4.11: Nội lực dầm 4290,19 3492,39 1.6.4 Tính cốt thép chịu lực: 1.6.4.1 Cơng thức tính tốn: Cốt thép Ø αm = ≥ 10 AII, cốt thép AII, bê tông B25: M Rbbho2 As = = 1 2ì m ; àmin = 0,05 àmax = R ì ; R = 0,595 Rbbh0 Rs à= ; Asc ì 100% bì ho AS ì 100% max = 3,08% b × h0 γ b × Rb 1× 14,5 × 100%=0,595 × × 100% = 3,08% γ s × Rs 1× 280 Với 1.6.4.2 Kết tính tốn cốt thép KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 37 Chọn lớp bảo vệ cốt thép 25(mm) Giả thuyết M (daN.m) b (mm ) Nhịp 516,48 200 Gối 802,93 Nhịp 380,71 Gối 579,21 Nhịp 2318,71 Gối 3014,26 Nhịp 1703,58 Gối 1223,90 Dầm Dn1 Dn2 Dd1 Dd2 h0 (mm) ξ a = 35(mm) Ast (mm2) 70,51 0,0257 200 265 0,0402 110,43 51,79 200 265 0,0189 79,20 200 265 0,0289 234,1 200 365 0,0619 307,4 200 365 0,0813 170,5 200 365 0,0451 121,7 200 365 0,0322 Bảng 4.12: Thép dầm 265 Thép chọn Asc (mm2) μ% 2Ø12 226 0,42 2Ø12 226 0,42 2Ø12 226 0,42 2Ø12 226 0,42 3Ø12 339 0,46 3Ø12 339 0,46 3Ø12 339 0,46 3Ø12 339 0,46 1.6.5 Bố trí cốt thép 1.6.5.1 Neo cốt thép: Chiều dài đoạn neo cốt thép Lan không nhỏ lmin, Lan = (ωan * lan : Rs + ∆ an )Þ Rb * lan = λanÞ Với thép dầm Ø12, thép có gờ ta có: + Chiều dài đoạn neo cốt thép chịu kéo vùng bê tông chịu kéo: 280 Lan = (0,7 + 11)Þ = 24,5Þ 14,5 * lan = 20Þ lmin = 250mm Chọn neo thép dầm chịu kéo vùng bê tông chịu kéo 30Ø + Chiều dài đoạn neo cốt thép chịu kéo vùng bê tông chịu nén: 280 Lan = (0,5 + 8)Þ = 17,6Þ 14,5 * lan = 12Þ lmin = 200mm Chọn neo thép chịu kéo vùng bê tông chịu nén 20Ø KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 38 1.6.5.2 Điểm cắt thép Cốt thép chịu mơ men âm, vị trí cắt cách mép gối đoạn L/4 Cốt thép chịu mơ men dương, vị trí cắt cách mép gối đoạn L /6 1.6.6 Tính cốt đai Chọn tính cốt đai cho dầm nắp Dn1 dầm đáy Dd1, sau ta dùng kết tính tốn bố trí cho dầm lại có giá trị lực cắt nhỏ Dn2 Dd2 1.6.6.1 Số liệu tính tốn Bê tơng B25 có Rb=14,5 MPa , Rbt=1,05 Mpa, Rsw=175Mpa ϕn = Không kể đến lực dọc lấy Tra bảng hệ số để tính tốn cốt thép đai, ứng với bê tông nặng ta được: ϕb2 = 2; ϕb3 = 0,6; ϕb4 = 1,5; β = 0,01; 1.6.6.2 Kiểm tra khả chịu cắt Dầm Dn1: Khả chịu lực cắt bê tông cốt đai: Qb = 0,5ϕb (1 + ϕ n ) Rbt bh0 = 0,5 ×1,5 ×1× 1, 05 × 200 × 269 = 42367,5 ( N ) = 4236, 75( daN ) Qmax = 1087,99(daN ) < Qb = 4236, 75 ( daN ) Bê tông dầm đủ khả chịu lực cắt Dầm Dd1: Khả chịu lực cắt bê tông cốt đai: Qb = 0,5ϕb (1 + ϕ n ) Rbt bh0 = 0,5 ×1,5 × 1× 1, 05 × 200 × 369 = 58117,5 ( N ) = 5811, 75(daN ) Qmax = 4290,19(daN ) < Qb = 5811, 75 ( daN ) Bê tông dầm đủ khả chịu lực cắt 1.6.6.3 Kiểm tra khả chịu ứng suất nén dầm ϕ w1 = ϕ b1 = 1− β Rb = 1− 0,01× 14,5 = 0,855 ; ; Dầm Dn1: Khả chịu ứng suất nén bê tơng: Qbt = 0,3ϕw1ϕ b1Rbbh0 = 0,3× 1× 0,855× 14,5× 200× 269 = 200096(N) = 20009,6(daN) Qmax = 1087,99(daN) < Qbt = 20009,6(daN) Bê tông đủ khả chịu ứng suất nén KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 39 Dầm Dd1: Khả chịu ứng suất nén bê tơng: Qbt = 0,3ϕw1ϕ b1Rbbh0 = 0,3× 1× 0,855× 14,5× 200× 369 = 274480(N) = 27448(daN) Qmax = 4290,19(daN) < Qbt = 27448(daN) Bê tông đủ khả chịu ứng suất nén 1.6.6.4 Cấu tạo cốt đai Dầm đủ khả chịu lực cắt nên ta không cần tính cốt đai, chọn bố trí cốt đai theo cấu tạo Chọn bố trí cốt đai sau: + Dầm Dn1 Dn2: L Đoạn đầu dầm bố trí Ø6a150 Đoạn dầm bố trí Ø6a250 + Dầm Dd1 Dd2: L ∗ Đoạn đầu dầm bố trí Ø6a100 ∗ Đoạn dầm bố trí Ø6a200 ∗ ∗ 1.7 TÍNH TỐN HỆ CỘT 1.7.1 Tải trọng tác dụng: Thực tế hệ cột chịu tất tải trọng bao gồm áp lực nước, tải trọng gió trọng lượng thân bể 1.7.2 Nội lực Để đơn giản tính tốn, xem cột chịu nén tâm Khi lực dọc cột P = 10285,29(daN ) Lực dọc lớn chân cột là: 1.7.3 Tính cốt thép: Tính tốn cốt thép dọc: Tiết diện cột 300x300(mm) Bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc Diện tích cốt thép cột theo cơng thức chịu nén tâm là: N − Rb × Ab 10285,29 − 14,5× 300× 300 ϕ Ast = = 0,25 ddọc max = 0,25× 16 = 4(mm) Page 40 Chọn cốt đai Ø6 + Khoảng cách cốt đai: ∗ Trong vùng nối thép dọc: a < 10 Ødọc < 200 với cốt thép chịu nén Chọn bố trí Ø6a100 chỗ nối thép cột ∗ Các vị trí lại a < 12Ødọc Chọn bố trí Ø6a150 cho vị trí lại KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 41 ... 3500 , tính tốn phương Chọn tính tốn theo đơn Cắt dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn phương cạnh dài để tính tốn: Sơ đồ tính: Hình 4.3 : Sơ đồ tính nắp KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 1.3.3 Tính. .. , tính tốn phương Chọn tính tốn theo đơn Cắt dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn phương cạnh dài để tính tốn: Sơ đồ tính: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI Page 18 Hình 4.10 : Sơ đồ tính đáy 1.5.3 Tính. .. Phân loại bể Bể hình chữ nhật, có kích thước: a = 4150(mm) Chiều dài bể: b = 3700(mm) Chiều rộng bể: h = 1520(mm) Chiều cao bể: Ta có h < 2a a < 2b suy bể thuộc loại bể thấp 1.3 TÍNH TỐN