II. Mỏi vỏ trụ
2. Bể chứa trụ.
2.2. Những giải pháp kết câu:
Chúng ta sẽ xem xét những sơ đồ khuôn khổ của các giải pháp kết cấu, các dạng kết cấu tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất.
Mái của bể chứa trịn có thể là vỏ trịn xoay có sườn cứng hoặc khơng có sườn cứng, mái phẳng hoặc là hệ mái liên hợp. Mái vịm bằng BTCT tồn khối chi phí vật liệu ít hơn nhưng thi cơng tương đối phức tạp. Mái vịm cấu tạo từ các cấu kiện lắp ghép sẽ làm việc như một kết cấu không gian, sau khi đã liên kết các mối nối. Các cấu kiện lắp ghép được tính tốn với tải lắp ghép sẽ làm tăng chi phí vật liệu so với kết cấu toàn khối.
Bể chứa tồn khối có sơ đồ cấu tạo được thể hiện trên hình 3.2.1 được cấu tạo từ mái không sườn được đỡ bởi những cột cùng với mũ cột phía trên và phía dưới, tường phẳng dạng hình trụ, và đáy phẳng khơng sườn. ở các bể có dung tích nhỏ khả năng chống nứt của tường được đảm bảo bởi BT khơng ƯST, cịn đối với các bể có dung tích hơn 500m3 cần BT ƯST.
Mái khơng sườn có đặc tính bởi chiều cao thơng thủy khơng cao dẫn đến sự chôn không sâu của bể chứa cũng như làm giảm chiều cao bề mặt tiếp xúc của thành bể với áp lực đất cũng như áp lực của nước ngầm tác dụng lên thành bể. Mái khơng sườn cứng (khơng dầm) có bề mặt phẳng nhẵn từ phía dưới, đây là điều kiện đảm bảo sự thơng thống khơng gian tốt trên cao trình của chất lỏng được chứa bên trong.
11
Hình 3.2.1 Bể chứa trụ trịn BTCT tồn khối cùng với mái không sườn.
1- Tường (thành bể); 2- Lỗ thăm; 3- Mái không sườn; 4- Cột; 5- Mũ cột; 6- Đáy bể; 7- Rãnh thoát
Bể chứa BTCT mái không sườn
- Ngồi ra cịn sử dụng các giải pháp kết cấu khác như sử dụng bể chứa trụ đổ tồn khối với mái có sườn (dầm mái), các cột có bước 6x6m và lớn hơn, hoặc mái kupol tựa lên tường bao, đáy bể cùng độ dốc từ mép chân tường đến tâm của bể nhưng với những nguyên nhân khác nhau mà chúng khơng cịn được áp dụng rộng rãi như các giải pháp kết cấu tiêu chuẩn
12
Bể chứa BTCT mái có sườn (dầm)
Bể chứa lắp ghép: Xem xét 1 giải pháp kết cấu bể chứa trụ lắp ghép… xem hình 3.2.2
13
Hình 3.2.2 Sơ đồ lắp ghép mái của bể chứa trụ
1- Tường trụ (thành trụ); 2- Cột; 3- Dầm vành (theo phương vòng tròn);
4- Tấm bản tròn phẳng; 5- Tấm bản hình thang có gờ chạy theo chu vi.
Tường (thành bể) được cấu tạo từ những tấm panel lắp ghép đúc sẵn có chiều dài bằng chiều cao của bể chứa. Tấm panel được đặt dựng đứng vào khe rãnh giữa hai gờ của đáy chạy vòng theo chu vi bể chứa (xem hình 3.2.3)
a, b, c, Hình 3.2.3. Các chi tiết của bể trụ lắp ghép.
a- Cấu tạo tường (thành bể); b- Liên kết cứng của tường với đáy bể; c- Liên kết khớp động của tường với đáy bể.
1- Lớp bê tơng phun; 2- Thép căng vịng; 3- Tấm panel tường; 4- Đáy bể; 5- Bê tơng đá dăm nhóm nhỏ; 6- Lớp san bằng của dung dịch;
7- Nhựa đường matit; 8- Dung dịch xi măng amian.
Những mối nối đứng giữa các tấm panel tường được đổ đầy bằng bê tơng. Sau khi có được mối nối bằng bê tơng có cấp độ bền khơng nhỏ hơn 70% so với thiết kế, tường (thành bể) được nén (ép) từ bên ngoài bởi thép kéo trước, với sự kết thúc của quá trình kéo tường được phun BT bảo vệ.
Sử dụng những tấm panen tường với chiều rộng định mức 3,14 hoặc 1,57m (xem hình 3.2.4). Với chiều rộng như vậy theo chu vi của bể ta có thể phân bố các tấm panel tường bằng với 1 số nguyên bằng với đường kính D của bể hặc là 2D. Để
14
thuận tiện cho thao tác hàn và đổ bêtông chèn khe người ta để bề rộng tối thiểu giữa panel là 140mmm, khe hở này được đổ đầy bằng bê tơng có mác khơng nhỏ hơn mác của bê tơng tấm panen.
Bề dầy của tường (thành bể) thường được ấn định vào khoảng δ=120..200mm. Trong những bể chứa có bán kính R≥12m, bề mặt ngồi của tấm panel được làm cong sao cho khi chúng liên kết với nhau tạo thành hình trụ, bề mặt bên trong được làm phẳng. Bể chứa với bán kính R≤9m thì cả 2 bề mặt của tấm panel được làm cong xem hình 3.2.4a.
Hình 3.2.4. Tấm panel tường của bể trụ.
a- Dạng chung; b- Sự đặt cốt
Trên hình 3.2.5 là sơ đồ cấu tạo bể chứa trịn dùng chứa nước ngọt có dung tích 45000m3 được xây dựng ở Okland (Mỹ) có đường kính 62,2m, cao 12,2m, chiều dày thành bể thay đổi từ đáy lên đỉnh bể là 0,6 đến 0,3m. Để giảm chiều cao của tường, phần đáy bể cấu tạo thành một hình chóp cụt lật ngược (xem hình 3.2.5). Thành bể được đặt cốt thép ƯLT cho cả phương đứng lẫn phương ngang, liên kết thành bể với đáy bể là liên kết đàn hồi. (xem hình 3.2.6)
15
Hình 3.2.5. Bể chứa trịn bêtơng cốt thép ứng lực trước, V=45000m3
Hình 3.2.6. Liên kết giữa vành tựa của mái với thân vỏ trụ bể chứa; Liên kết đàn hồi của thành bể với đáy bể
a, Vị trí đệm đàn hồi trước khi căng cáp ƯLT; b, Sau khi căng cáp.
Để thành bể và đáy bể có thể chuyển vị dễ dàng, khi căng cáp ƯLT người ta đặt vào vùng tiếp xúc giữa thành và đáy bể 1 lớp cao su tổng hợp, lớp cao su này cịn đóng vai trị chống thấm cho đáy bể. Cấu tạo như vậy cho phép khi kéo cáp ƯLT quanh thành bể chứa thì tồn bộ thành bể chứa sẽ được nén trước 1 cách đều đặn. Nếu chúng ta liên kết cứng thành bể với đáy bể thì khi kéo cáp ƯLT thành bể khơng được ép chặt vì vậy độ kín tại các mối nối sẽ khó được bảo đảm. Mặt khác, quanh vùng vành tựa ở đáy có khả năng xuất hiện mơmen uốn do căng cáp ƯLT gây ra và lực tác động của các tải trọng khác, do vậy tại các vùng này dễ xuất hiện các vết nứt.
16