TÍNH TOÁN THIẾT kế bể nước mái

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI Chọn sơ kích thước bể nước Lượng nước cần dùng cho tòa nhà:  Số người sử dụng nước: Mỗi tầng gồm có hộ Số người trung bình cho hộ người Tổng số người N = 13 × × = 416 người  Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt: 4.1 Qsh = q sh N 200  416 k ngày.max =  1.2 = 99.8  100 m3 /ngày.đêm 1000 1000 Trong qsh = 200 (l/người.ngày đêm) lấy theo tiêu chuẩn (TCVN 33 : 2006) cung cấp nước sinh hoạt cho vùng nội đô giai đoạn 2020 - kngày.max lấy theo tiêu chuẩn TCVN 33 : 2006 : kngày.max = 1.1 ÷ 1.2  Lưu lượng nước phục vụ việc chữa cháy: - Qcc = q cc  n   3600 10   3600  = = 72 m /ngày.đêm 1000 1000 Trong qcc = 10 (l/s) lấy cho khu chung cư có đám cháy 5000 người Thời gian tính chữa cháy cho ngày Tổng lưu lượng nước cung cấp cho cơng trình: Q = Q sh + Qcc = 100 +72 = 172 m3 /ngày.đêm Chọn lựa hồ nước nước bơm lần ngày Vậy thể tích lượng nước cần thiết cho ngày: 172 m3 /ngày.đêm Hồ nước thiết kế đặt sân thượng cơng trình Chọn kích thước mặt L × B = × 16 m      Chiều cao đài bể: H dai = V = 1.34 m Chọn chiều cao đài bể Hđài = 1.5 m LB  Chọn sơ kích thước hồ nước mái sau L × B × H = 16× × 1.5 m, đáy bể cao cao trình sàn tầng thượng 1m  Bể nước mái đổ bê tơng tồn khối, có nắp đậy Lỗ thăm nắp bể nằm góc có kích thước 600 × 600 mm  Xét bể nước mái cơng trình ta có: - L 16 = =2 h 1.5  Vậy thành thuộc loại làm việc phương, sơ đồ tính sau: Hình 4.10: Lực tác dụng vào thành bể Hình 4.11: Sơ đồ tính biểu đồ Moment 4.3.2.3 Tính tốn nội lực Vì thành hồ làm việc dầm theo phương nằm ngang khơng tính tốn, đặt thép cấu tạo  Cắt dãy có chiều rộng 1m để tính Sơ đồ tính hình vẽ:  Một cách gần theo phương pháp cộng tác dụng ta có: - Moment nhịp gối M n  M n1  M n 9W  h P  h    1.2 kN.m 128 33.6 M g  M g1  M g  W  h2 P  h2   2.64 kN.m 15 4.3.2.4 Tính tốn bố trí cốt thép  Chọn a = 25 mm ho = 150 - 25 = 125 mm b = 1000 mm  Áp dụng cơng thức tính tốn: αm =  R b  b  h o M ,       m , As  R b ×b×h o Rs Bảng 4.5: Kết tính tốn cốt thép thành bể M As Asbt Kí hiệu (KN.m) Mg1 1.2 0.0053 0.0053 0.427 Ø8a200 2.51 Mn 2.64 0.0117 0.0118 0.951 Ø8a200 2.51 αm ξ Bố trí (cm2 ) (cm2) 4.3.3 Tính tốn đáy 4.3.3.1 Tải trọng tác dụng  Tĩnh tải Gồm trọng lượng thân lớp cấu tạo đáy bể sau: Bảng 4.6: Tĩnh tải đáy STT Lớp cấu tạo Gạch lát Lớp vữa láng Bản BTCT Lớp chống thấm Khốilượng riêng, qtc (kN/m3 ) 20 18 25 18 Tổng Hệ số vượt tải, n 1.2 1.3 1.1 1.3  Hoạt tải nước: P = γn × H × np = 10 × 1.5 × 1.1= 16.5 kN/m2 4.3.3.2 Mơ hình, tính tốn đáy: Chiều dày, δ (mm) 15 20 200 10 Tĩnh tải qtt (kN/m2 ) 0.360 0.468 5.5 0.234 6.562 Hình 4.12: Mơ hình đáy safe Hình 4.13: Chia dãy strip Hình 4.14: Momen dãy strip theo phương x Hình 4.15: Momen dãy strip theo phương x  Tính tốn tương tự nắp ta có kết sau: Bảng 4.7: Tính tốn thép đáy Kí hiệu MgA Mn SĐ1 MgB Mg1 Mn Mg3 MgB Mn SĐ2 MgC Mg1 Mn Mg3 M αm ξ Chọn (cm2 ) kN.m -0.799 23.291 -12.42 -7.009 30.162 -1.111 -12.42 2.492 -12.42 -6.986 24.438 -0.944 As 0.0033 0.095 0.0507 0.0286 0.1231 0.0045 0.0507 0.0102 0.0507 0.0285 0.0997 0.0039 0.0033 0.1 0.0521 0.029 0.1318 0.0045 0.0521 0.0103 0.0521 0.0289 0.1052 0.0039 0.28 5.16 4.36 2.43 6.81 0.38 4.36 0.86 4.36 2.42 5.43 0.33 Ø8 Ø12 Ø8 Ø8 Ø12 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø12 Ø8 a200 a200 a100 a200 a160 a200 a100 a200 a100 a200 a200 a200 As chọn cm2 μ (%) 2.56 5.65 5.03 2.56 7.07 2.56 5.03 2.56 5.03 2.56 5.65 2.56  Kiểm tra độ võng đáy: Hình 4.16: Chuyển vị đáy (m)  Giá trị chuyển vị lớn nhất: fsàn = 1.65 cm Khi nhịp sàn nằm khoản m  L  10 m [f] = 25 mm (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông bê tông cốt thép) fsàn = 1.6 cm < [f] = 2.5 cm  Giá trị võng đáy thỏa mãn giới hạn cho phép Kiểm tra yêu cầu độ chống nứt Theo TCVN 5574 – 2012, mục 4.2.7: Bảng 1-Cấp chống nứt giá trị bề rộng vết nứt giới hạn để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu - Cấp chống nứt cấp : acrc2 = 0.3 mm - Kiểm tra nứt theo điều kiện : acrc  acrc2 Với : a crc   l s 20 (3.5  100  )3 d Es  : hệ số phụ thuộc loại cấu kiện ; cấu kiện uốn  =  l : hệ số kể đến tác dụng tải trọng dài hạn  l = 1.2  : phụ thuộc tính chất bề mặt cốt thép: Thép tròn trơn =1.3 ; Thép có gân  = Thép AIII có Es =  104 (MPa) M tc M tc ; s   As z As  ho  Mtc = Mtt /1.15= 0.87Mtt ; h 'f  f   ho  1 , h'f  2 f    1.5   f   5(   ) e  11.5 s ,tot  10 ho Vì khơng có lực dọc nên :  f  ,     1  5(   )  10    1.8 : bê tông hạt nặng  M bh Rb , ser d: đường kính cốt thép chịu lực 1×1.2×1  s  20(3.5  100 ) d Vậy: an = 20×104 Bảng 4.1: Kết kiểm tra vết nứt đáy hồ nước Vị trí M tc kN.m ho cm As cm2 ξ  z (cm) s MPa 100 acrc (mm) Nhịp Gối 26.2 10.8 13 13 7.07 5.03 0.30539 0.23 0.847 0.988 11.1 17.79  Vậy tất vị trí thoả yêu cầu chống nứt 4.3.3.3 Tính tốn thép dầm đáy  Tính tốn cốt thép dọc: Hình 4.17: Momen dầm đáy Hình 4.18: Lực cắt dầm đáy 3365.8 1505.3 0.54 0.65 0.39 0.19 Bảng 4.7: Tính tốn thép dầm đáy DẦM Kí hiệu DĐ1 DĐ2 DĐ3 DĐ4 DĐ5 DĐ6 M (KN.m) αm ξ As (cm2 ) μ (%) Bố trí Asbt (cm2 ) Mg1 -36.64 0.0259 0.0262 1.78 0.104 2Ø22 7.599 Mn 137.42 0.0972 0.1024 6.956 0.407 2Ø22 7.599 Mg2 -127.69 0.0903 0.0948 6.44 0.377 2Ø22 7.599 Mg1 -106.06 0.075 0.078 5.299 0.310 2Ø22 7.599 Mn -40.46 0.0286 0.029 1.97 0.115 2Ø12 2.261 Mg2 -106.06 0.075 0.078 5.299 0.310 2Ø22 7.599 Mg1 -151.48 0.0776 0.0809 6.46 0.321 2Ø22 7.599 Mn 337.87 0.760 4Ø25 17.4 Mg2 -151.48 0.0776 0.0809 6.46 0.321 2Ø22 7.599 Mg1 -224.90 0.1152 0.1227 9.798 0.487 3Ø22 11.398 Mn 506.49 0.2594 0.3063 24.458 1.217 5Ø25 24.531 Mg2 -224.90 0.1152 0.1227 9.798 0.487 3Ø22 11.398 0.0035 0.0035 0.103 0.006 2Ø22 7.599 0.173 0.1913 15.275 Mg1 1.40 Mn 135.58 0.3415 0.437 12.847 0.751 4Ø22 15.198 Mg2 -79.44 0.2001 0.2255 6.629 0.388 2Ø22 7.599 Mg1 -85.06 0.2143 0.2441 7.176 0.420 2Ø22 7.599 Mn -31.83 0.0802 0.0837 2.461 0.144 2Ø14 3.077 Mg2 -85.06 0.2143 0.2441 7.176 0.420 2Ø22 7.599  Tính cốt đai: Lực cắt lớn dầm: Q= 210,27 kN (D20) Chọn côt thép làm cốt dai: dws=6, số nhánh n=2, Rsw=175Mpa Khả chịu cắt bê tông: b (1   f  n ) Rbt bho  0.6  (1   0) 1.05  300  670 /1000  126.63kN 450mm Cốt đai vungv L/2 nhịp: sct  3h /4 500 mm với h>300mm Khả chịu cắt cốt đai bê tông: A 28.3 qsw  Rsw n w  175    49.48 s 200 Qwb  b 2 b Rbt bh02 qsw Chọn giá trị nhỏ giá trị vừa tìm Kiểm tra diều kiện ứng suất chính: b   0.01 b Rb  w1   Es nAw Eb bs Q  0.3b w1 b Rb bh Kết tính cốt đai cho dầm đáy bể: Bảng 4.8: Kết tính cốt đai dầm đáy Qmax Qbt s tt s max Kí hiệu Kiểm tra (kN) (kN) (mm) (mm) DĐ1 163.705 107.73 Tính 302.181 937 DĐ2 112.735 107.73 Tính 637.196 1361 DĐ3 172.904 126.63 Tính 374.266 1226 DĐ4 232.6 229.736 Tính 211.998 923 DĐ5 48.991 46.62 Tính 948 880 DĐ6 20.609 46.62 Cấu tạo s ct (mm) 200 200 233.3 233.3 200 200 s chọn (mm) 200 200 230 200 200 200 qsw 49.525 49.525 43.06 49.525 49.525 49.525 Qwb (kN) 106.7 201.3 220.7 236.6 106.7 106.7 Q (kN) 362.6 362.6 501 501 101.9 101.9 ... 4.1: Mặt bố trí dầm nắp Hình 4.2: Mặt bố trí dầm đáy Tính tốn thiết kế bể nước Sử dụng phần mềm Safe v12.3.2 để tính tốn nội lực nắp, đáy bể nước 4.3.1 Bản nắp 4.3.1.1 Tải trọng tác dụng  Tĩnh...b Rb bh Kết tính cốt đai cho dầm đáy bể: Bảng 4.8: Kết tính cốt đai dầm đáy Qmax Qbt s tt s max Kí hiệu Kiểm tra (kN) (kN) (mm) (mm) DĐ1 163.705 107.73 Tính 302.181 937 DĐ2 112.735 107.73 Tín...ể Hình 4.11: Sơ đồ tính biểu đồ Moment 4.3.2.3 Tính tốn nội lực Vì thành hồ làm việc dầm theo phương nằm ngang khơng tính tốn, đặt thép cấu tạo  Cắt dãy có chiều rộng 1m để tính Sơ đồ tính hình vẽ