Chương 5
TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI
CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI
Hồ nước mái có nhiệm vụ cung cấp toàn bộ nước sinh hoạt cho tòa nhà và phục vụ cho công tác cứu hỏa. Sơ bộ tính nhu cầu dùng nước của chung cư như sau: Cứ một người một ngày đêm dùng 200l, công trình có 12 tầng, mổi tầng ước tính có khoảng 30 người làm việc, sinh hoạt. Do đó lượng nước yêu cầu mổi ngày cần cấp cho tòa nhà là:
Vyc = 200x12x30 = 72000(lít) = 72 (m3)
Dựa vào nhu cầu sử dụng đó ta bố trí 1 hồ nước mái trên sân
21 trang |
Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1515 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Trụ sở công ty cổ phần xây dựng số 5, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thượng (xem bản vẽ mặt bằng mái). Kích thước hồ nước mái được thể hiện cụ thể trên hình 5.1. Thể tích hồ nước mái là:
Vhồ = 8x8x1.2 = 76.8 (m3)
Vì vậy việc bơm nước vào hồ nước mái sẽ diễn ra 1 ngày bơm một lần
Hình 5.1: Mặt bằng bản nắp hồ nước mái
Hình 5.2: Mặt bằng bản đáy hồ nước mái
2
3
Hình 5.3: Mặt cắt ngang hồ nước mái
XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN CỦA HỒ NƯỚC MÁI
5.2.1. Chọn chiều dày bản
Sơ bộ chọn chiều dày bản theo công thức:
hb =
trong đó:
D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số phụ thuộc hoạt tải sử dụng;
m = 30÷ 35 – đối với bản một phương;
m = 40÷ 45 – đối với bản kê 4 cạnh;
l – nhịp cạnh ngắn của ô bản.
Do đó chiều dày ô bản được sơ bộ xác định theo Bảng 5.1
Bảng 5.1: Chiều dày ô bản
Xác định sơ bộ kích thước dầm nắp (DN), dầm đáy (DĐ1, DĐ2)
Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo công thức sau:
hd =
trong đó:
md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng:
md = 12 16 - đối với dầm khung nhiều nhịp;
md = 8 12 - đối với dầm khung một nhịp;
md = 12 16 - đối với dầm phụ;
ld: nhịp dầm.
Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau:
Kích thước dầm được trình bày trong Bảng 5.2
Bảng 5.2: Xác định tiết diện dầm nắp (DN), dầm đáy (DĐ1, DĐ2)
Xác định tiết diện cột
Chọn sơ bộ tiết diện cột: Cột C1: 30x30
Cột C2: 25x30
5.3. TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN CỦA HỒ NƯỚC MÁI
5.3.1. Bản nắp
a. Tải trọng tác dụng lên bản nắp
- Tĩnh tải: Gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo. Được thể cụ thể trong Bảng 5.3
Bảng 5.3: Xác định tĩnh tải
- Hoạt tải: Hoạt tải sửa chữa lấy theo bảng 3/[1] ptc = 75 kG/m2
=> pbn = n.ptc = 1.3x75 = 97.5 kG/m2
- Tổng tải trọng tác dụng:
qbn = gbn + pbn = 301.9 + 97.5 = 399.4 kG/m2
b. Sơ đồ tính bản nắp
Bản nắp được chia thành 4 ô bản S1. Mỗi ô bản S1 được quan niệm như bản kê 4 cạnh có 2 cạnh liên kết ngàm, 2 cạnh liên kết khớp.
Hình 5.4: Sơ đồ tính bản nắp
c. Xác định nội lực bản nắp
Các giả thiết tính toán:
- Các ô bản S1 thuộc ô bản số 6 trong 11 loại ô bản, không xét đến sự ảnh hưởng của ô bản bên cạnh;
- Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi.
Khi đó, moment dương lớn nhất giữa bản được xác định như sau:
M61 = m61.P
M62 = m62.P
moment âm lớn nhất trên gối:
MI = k61.P
MII = k62.P
trong đó:
P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản đang xét, P = qbn.ln.ld;
m61, m62, k61, k62 : Các hệ số được tra bảng 1-19/[25], phụ thuộc vào tỉ số ld/ln.
Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 5.4
Bảng 5.4: Nội lực trong các ô bản S1
d. Tính toán cốt thép bản nắp
Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn.
Các giả thiết tính toán:
a1 = 1.5 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép phương 1 đến mép bê tông chịu kéo;
a2 = 2 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương 2 đến mép bê tông chịu kéo;
h0: chiều cao tính toán của tiết diện (h0 = h-a) tùy theo phương đang xét
b = 100 cm: bề rộng tính toán của dải bản.
Các đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 4.4.
Tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng thép tương tự phần 4.3.1.
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 5.5
Bảng 5.5: Tính toán cốt thép cho bản nắp
Kí hiệu
M (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
A
α
Fa (cm2)
chọn thép
m %
Kiểm trammin<m<mmax
f (mm)
a (cm)
Fa chọn (cm2)
S1
M1
172
100
6.5
0.031
0.032
1.17
6
20
1.4
0.22
thỏa
M2
172
100
6
0.037
0.037
1.27
6
20
1.4
0.23
thỏa
MI
399
100
6.5
0.073
0.076
2.78
8
16
3.14
0.48
thỏa
MII
399
100
6
0.085
0.089
3.03
8
16
3.14
0.52
thỏa
Cốt thép gia cường cho lỗ thăm được tính theo công thức:
Fgc 1.5xFc = 1.5x(4ø6) = 1.5x1.13 = 1.695 cm2
Chọn 2f12, ( 2.26 cm2) cho mỗi phương, đoạn neo là :
Lneo 30d = 30x12 = 360 mm. Chọn lneo = 400 mm.
5.3.2. Tính dầm đỡ bản nắp (dầm DN)
a. Tải trọng tác dụng
Tải trọng tác dụng lên dầm đỡ bản nắp gồm tĩnh tải và hoạt tải.
Sơ đồ truyền tải được thể hiện ở Hình 5.5
Hình 5.5: Sơ đồ truyền tải vào dầm DN
- Trọng lượng bản thân dầm:
gd = n.gd.bd.hd = 1.1 x 2500 x 0.25 x 0.42 = 289 kG/m.
- Tải từ bản nắp truyền vào có giá trị lớn là:
g = gbn = 301.9 (kG/cm2)
Qui đổi thành tải tương đương (có dạng hình tam giác)
kG/m
q
q
g
d
D1
Hình 5.6: Sơ đồ đặt tải lên dầm DN
b. Sơ đồ tính
Hệ dầm đỡ bản nắp là hệ dầm trực giao, quan niệm liên kết giữa dầm DN với cột C2 là liên kết khớp
Hình 5.7: Sơ đồ tính hệ dầm đỡ bản nắp
c. Xác định nội lực hệ dầm trực giao
Dùng chuơng trình tính tóan kết cấu Sap V.10 để xác định nội lực.
Kết quả thể hiện ở Hình 5.8
Mmax = 10262 kGm.
Hình 5.8: Biểu đồ moment của hệ dầm đỡ bản nắp (kGm)
Qmax =5130 kG.
Hình 5.9: Biểu đồ lực cắt của hệ dầm trực giao (kG)
d. Tính toán cốt thép
Tính cốt thép dọc: dầm được tính toán như cấu kiện chịu uốn.
Các giả thiết tính toán:
a = 5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo;
h0: chiều cao tính toán của tiết diện
h0 = h-a = 50 - 5 = 45cm;
b = 25 cm: bề rộng tính toán của dải bản.
Các đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 4.4.
Tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng thép tương tự phần 4.3.1. Hàm lượng cốt thép hợp lý trong dầm: 0.8 – 1.5%
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 5.6
Bảng 5.6: Tính toán cốt thép cho dầm đỡ bản nắp
Dầm
M (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
A
α
Fa (cm2)
Chọn thép
m %
Kiểm trammin<m<mmax
f (mm)
Số thanh
Fa chọn (cm2)
DN
10262
25
45
0.156
0.170
8.90
20
3
9.43
0.84
thỏa
Tính cốt đai: cốt đai được tính theo [11].
Dùng lực cắt Qmax = 6120 kG để tính toán cốt đai của dầm DN.
Kiểm tra điều kiện:
k1Rkbh0 < Q < k0Rnbh0
k1Rkbh0 = 0.6x10x25x50 = 7500 kG
k0Rnbh0 = 0.3x130x25x50 = 56875 kG
Suy ra : Q < k1Rkbh0 = 7500 kG
và: Q < k0Rnbh0 = 56875 kG
Do đó dầm đủ khả năng chịu cắt. Cốt đai được bố trí theo cấu tạo.
Khoảng cách cấu tạo: cho dầm có h>450 mm
Cho đoạn gần gối tựa:
act ≤ cm
act ≤ 15 cm
Cho đoạn giữa dầm:
act ≤ cm
Chọn bước cốt đai nhỏ nhất trong các điều kiện trên, ta chọn f6 a=150 trong khoảng ¼ nhịp dầm tính từ gối tựa và đai f6a=300 ở đoạn giữa dầm.
5.3.3. Tính toán bản đáy
Tải trọng tác dụng
Tải trọng tác dung lên bản đáy gồm trọng lượng bản thân và trọng lượng nước.
Bảng 5.9: Tĩnh tải tác dụng lên bản đáy
Trọng lượng nước:
gnước = n.g.h = 1x1000x1.2 = 1200 kG/m2
Tổng tải trọng tác dụng:
qbđ = gbđ + gnước = 488.9 + 1200 = 1688.9 kG/m2.
Sơ đồ tính bản đáy
Bản đáy được chia thành các ô bản S2 như Hình 5.2
Quan niệm mỗi ô bản S2 liên kết ngàm các dầm
Hình 5.10: Sơ đồ tính bản đáy
Xác nội lực trong ô bản
Các giả thiết tính toán:
- Các ô bản S1 thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản;
- Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi.
Khi đó, moment dương lớn nhất giữa bản được xác định như sau:
M91 = m91.P
M92 = m92.P
moment âm lớn nhất trên gối:
MI = k91.P
MII = k92.p
trong đó:
- P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản đang xét, P = qbđ.ln.ld;
- m91, m92, k91, k92 : Các hệ số được tra bảng 1-19/[25], phụ thuộc vào tỉ số ld/ln.
Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 5.10
Bảng 5.10: Nội lực trong ô bản S2
Kí hiệu
ld/ln
m91
m92
k91
k92
P (kG)
M1 (kGm/m)
M2(kGm/m)
MI (kGm/m)
MII (kGm/m)
S2
1
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
27022
484
484
1127
1127
d. Tính toán cốt thép bản đáy
Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn.
Các giả thuyết tính toán:
a = 1,5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương 1 đến mép bê tông chịu kéo;
- a = 2 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương 2 đến mép bê tông chịu kéo;
- h0: chiều cao tính toán của tiết diện
h0 = h - a ;
- b = 100 cm: bề rộng tính toán của dải bản.
Các đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 4.4.
Tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng thép tương tự phần 4.3.1.
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 5.11
Bảng 5.11: Tính toán cốt thép cho bản đáy
Kí hiệu
M (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
A
α
Fa (cm2)
Chọn thép
m %
Kiểm trammin<m<mmax
f (mm)
a (cm)
Fa chọn (cm2)
S2
M1
484
100
12.5
0.024
0.024
1.70
8
20
2.52
0.20
thỏa
M2
484
100
12
0.026
0.026
1.78
8
20
2.52
0.21
thỏa
MI
1127
100
12.5
0.055
0.057
4.03
10
18
4.36
0.35
thỏa
MII
1127
100
12
0.060
0.062
4.21
10
18
4.36
0.36
thỏa
e. Kiểm tra nứt bản đáy (theo trạng thái giới hạn 2)
Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện an (mm) được xác định theo công thức:
(mm)
trong đó:
- k = 1: cấu kiện chịu uốn;
- C = 1.5: hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn;
- h = 1: hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép;
- Ea = 2100000 (kG/cm2): modun đàn hồi của cốt thép;
- P = 100µmin : hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo;
- d : đường kính cốt thép;
- sa = : ứng suất trong các thanh cốt thép
M: moment
Fa: diện tích cốt thép
z =h x (h – (a +a’));
Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 5.12 và Bảng 5.13
Bảng 5.12 Nội lực tiêu chuẩn trong các ô bản đáy
Kí hiệu
ld/ln
m91
m92
k91
k92
P
(kG)
M1 (kGm)
M2(kGm)
MI (kGm)
MII (kGm)
S2
1
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
27022
484
484
1127
1127
Bảng 5.13 Kiểm tra bề rộng khe nứt bản đáy
Mtc (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
z (cm)
Fa (cm2)
d (mm)
m
ss (kG/mm2)
an (mm)
Kiểm tra
M1
484
100
12.5
11
1.70
8
0.00136
25.8
0.248
Thỏa
M2
484
100
12
11
1.78
8
0.00142
24.8
0.238
Thỏa
MI
1127
100
12.5
11
4.03
10
0.00323
25.4
0.248
Thỏa
MII
1127
100
12
11
4.21
10
0.00337
24.3
0.237
Thỏa
5.3.4. Tính dầm đỡ bản đáy
Tải trọng tác dụng
Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng vào dầm đáy được thể hiện ở Hình 5.11
Hình 5.11: Sơ đồ truyền tải vào dầm đáy
Tĩnh tải
- Trọng lượng bản thân dầm:
gDĐ1 = g.bd.hd.n = 2500x0.25x0.56x1.1 = 385 kG/m
gDĐ2 = g.bd.hd.n = 2500x0.3x0.56x1.1 = 462 kG/m.
- Tải trọng tác dụng lên bản đáy có giá trị là:
gbđ = gbđ + gnước = 488.9 + 1078= 1566.9 kG/m2 Qui đổi thành tải phân bố đều tương đương tác dụng lên các dầm DĐ1, DĐ2 theo qui tắc hình tam giác, với giá trị lớn nhất là:
kG/m.
- Tĩnh tải do bản thành truyền vào dầm DĐ2:
Bảng 5.14 Tải trọng bản thân bản thành
gbt = gbttt .h = 378.9x1.2 = 454.68 kG/m
Hoạt tải
Do bản đáy không chịu đồng thời tải trọng do nước và hoạt tải sửa chữa nên ta bỏ qua giá trị hoạt tải.
Ngoài ra dầm DĐ2 còn chịu 1 lực tập trung giữa dầm do dầm nắp truyền xuống (qua cột C2), chính là phản lực VD1 = 6.12T và lực từ bản nắp truyền xuống hình tam giác, qui về tải tương đương gtd1=377.4 kG/m
b. Sơ đồ tính
Tính hệ dầm đỡ bản đáy theo sơ đồ hệ dầm trực giao (các dầm giữa liên kết với dầm biên, các dầm biên liên kết với cột hồ nước). Mô hình tính xem như liên kết ngàm để tìm moment cho gối và xem như liên kết khớp để tính moment ở nhịp (thiên về an toàn).
Hình 5.11: Sơ đồ tính hệ dầm đáy
c. Xác định nội lực
Dùng chuơng trình tính tóan kết cấu SAP2000 V.10.01 để xác định nội lực trong dầm. Kết quả thể hiện ở Hình 5.13 và Hình 5.14
MgDĐ2 = 36,79 Tm
MDĐ2 = 64.4 Tm
MDĐ1 = 27.94 Tm
Hình 5.12: Biểu đồ moment của hệ dầm đỡ bản đáy (Tm)
Q = 23,16 T
Hình 5.13: Biểu đồ lực cắt của hệ dầm đỡ bản đáy (T)
Kết quả nội lực thể hiện cụ thể trong Bảng 5.13
Bảng 5.13: Nội lực trong dầm đáy
Kí
hiệu
Nhịp dầm (m)
Mmax+
(Tm)
Mmax-
(Tm)
Qmax
(T)
DĐ1
8
26.4
8.02
17.208
DĐ2
8
64.4
36.79
23.16
d. Tính toán cốt thép cho dầm đỡ bản đáy
- Cốt thép dọc: Dầm được tính toán như cấu kiện chịu uốn.
Các giả thuyết tính toán:
- a = 6cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo;
- h0 = h-a= 70 – 6 = 64 cm chiều cao tính toán của tiết diện;
- b : bề rộng tính toán của dải bản.
Các đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 4.4.
Tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng thép tương tự phần 4.3.1
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 5.14
Bảng 5.16: Tính toán cốt thép cho dầm đỡ bản đáy
Dầm
M (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
A
α
Fa (cm2)
chọn thép
m %
Kiểm trammin<m<mmax
f (mm)
Số thanh
Fa chọn (cm2)
DĐ1
27940
25
54
0.295
0.359
22.53
28
4
24.63
1.82
thỏa
DĐ2nh
36790
30
64
0.230
0.266
23.67
28
4
24.63
1.28
thỏa
DĐ2g
64400
30
64
0.403
0.560
49.91
32
6
48.26
2.51
thỏa
Tính cốt đai: cốt đai được tính theo [11].
Dùng lực cắt Qmax = 23164 kG để tính toán cốt đai của dầm .
Kiểm tra điều kiện:
k1Rkbh0 < Q < k0Rnbh0
k1Rkbh0 = 0.6x10x30x64 = 11520 kG
k0Rnbh0 = 0.3x130x30x64 = 74880 kG
Suy ra : Q > k1Rkbh0 = 11520 kG
và: Q < k0Rnbh0 = 74880 kG
Do đó dầm không đủ khả năng chịu cắt. Lực cắt cốt đai phải chịu là:
Khoảng cách cấu tạo: cho dầm có h>450 mm
cm
Chọn đai thép AI có Ra=1800 kG/cm2, đai f8 có fđ = 0.503 cm2, đai 2 nhánh n=2
Khoảng các tính toán của cốt đai:
cm
cm
Khoảng cách cấu tạo: cho dầm có hd ≥ 450 mm
Cho đoạn gần gối tựa:
act ≤ cm
act ≤ 30 cm
Cho đoạn giữa dầm:
act ≤ cm
act ≤ 50 cm
Chọn bước cốt đai nhỏ nhất trong các điều kiện trên, ta chọn f8 a=200 trong khoảng ¼ nhịp dầm tính từ gối tựa và đai f8a=300 ở đoạn giữa dầm.
5.3.5. Tính toán bản thành
Tải trọng tác dụng lên bản thành
- Tĩnh tải
Bề dày bản thành dày 100.
Theo Bảng 5.14, trọng lượng bản thân bản thành lấy là gbttt = 378.9 kG/m.
- Áp lực thủy tĩnh tại chân bản thành
gnước = n.g.h = 1.1x1000x1.2 = 1320 kG/m2.
- Tải trọng gió
Chỉ xét trường hợp bất lợi nhất khi bản thành chịu gió hút. Tính toán theo [1]
W = W0.k.C.n
trong đó:
W0 = 83 kG/m2 - áp lực gió tiêu chuẩn khu vực II-A;
k = 1.405 - hệ số ảnh hưởng độ cao và dạng địa hình (lấy ở +35.8 m và dạng địa hình A;
Ch = 0.6 - hệ số khí động;
n = 1.2
Suy ra: W = 83x1.405x0.6x1.2 = 86 kG/ m2
Sơ đồ tính bản thành
Bản thành là cấu kiện chịu nén uốn đồng thời. Lực nén trong bản thành gây ra bởi trọng lượng bản thân của nó và lực nén lệch tâm do bản nắp truyền xuống. Để đơn giản ta xem bản thành chỉ chịu uốn, tức là chỉ chịu tải trọng gió hút và áp lực thủy tĩnh. Sau khi chọn cốt thép cho bản thành ta sẽ kiểm tra lại trường hợp bản thành chịu nén lệch tâm.
Xét tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn:
+ Trục 2 - 3: => Bản một phương
+ Trục B - C : => Bản một phương
Cắt một dãy bản rộng B = 1m theo phương liên kết để tính. Ta có sơ đồ tính như sau:
86 kG/m2
15.48 kGm
Hình 5.13. Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên bản thành
Xác định nội lực bản thành
15.48 kGm
86 kG/m2
8,7 kGm
Hình 5.14. Biểu đồ moment do gió hút tác dụng lên bản thành
1320 kG/m2
126.72 kGm
56.57 kGm
Hình 5.15. Biểu đồ moment do áp lực thủy tĩnh tác dụng lên bản thành
Ta có:
MW gối kGm
MW nhịp kGm
Mnước gối kGm
Mnước nhịp kGm
Moment dương lớn nhất ở nhịp do nước và gió gây ra ở vị trí chênh lệch nhau không nhiều. Do đó ta lấy tổng giá trị 2 moment này để tính thép nhằm đơn giản việc tính toán và thiên về an toàn, lấy tổng moment ở vị trí ngàm của hai biểu đồ để tính cốt thép chịu moment âm sau đó bố trí cốt thép cho bản thành.Như vậy:
Giá trị momen tại gối của bản thành:
M gối = MW gối + Mnước gối = 15.48 + 126.72 = 142.2 kGm
Giá trị momen tại nhịp của bản thành:
M nhịp = MW nhịp + Mnước nhịp = 8.7 + 56.57 = 65.27 kGm
Tính thép cho bản thành
Bản thành được tính như cấu kiện chịu uốn.
Các giả thuyết tính toán:
a = 1,5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo
h0: chiều cao tính toán của tiết diện
h0 = h-a = 10 -1,5 = 8,5 cm ;
b = 100cm: bề rộng tính toán của dải bản.
Các đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 5.19
Tính toán cốt thép và kiểm tra hàm lượng thép tương tự phần 4.3.1.
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 5.20
Bảng 5.19: Đặc trưng vật liệu
Bảng 5.20: Tính toán cốt thép cho bản thành
M (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
A
α0
Fa (cm2)
chọn thép
m %
Kiểm trammin<m<mmax
f (mm)
a (cm)
Fa chọn (cm2)
M1
142
100
8.5
0.015
0.015
0.73
6
20
1.42
0.17
thỏa
M2
65
100
8.5
0.007
0.007
0.34
6
20
1.42
0.17
thỏa
Kiểm tra bản thành chịu nén lệch tâm
Bản thành chịu lực nén N = 621.125 kG do bản nắp truyền xuống (chính bằng lực qui đổi tương đương do tĩnh tải và hoạt tải bản nắp truyền vào bản thành.
Kiểm tra bản thành làm việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm. Kết quả trình bày trong bảng 5.21
Bảng 5.21: Kiểm tra khả năng chịu lực của bản thành chịu nén lệch tâm
f. Kiểm tra nứt bản thành (theo trạng thái giới hạn 2)
Theo [2], tính toán tương tự phần 5.3.3.e.
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên bản thành:
+ Áp lực thủy tĩnh tại chân bản thành
gnước = n.g .h = 1000x1.2 = 1200 kG/m2
+ Tải trọng gió
Wtc = W0.k.C
với: W0 =83 kG/m2 - áp lực gió tiêu chuẩn khu vực II-A;
k = 1.405 - hệ số ảnh hưởng độ cao và dạng địa hình;
(lấy ở +38.5m và dạng địa hình A)
Ch = 0.6 - hệ số khí động;
Suy ra: Wtc = 83x1.405x0.6 = 70kG/ m2
Ta có:
MW gối kGm
MW nhịp kGm
Mnước gối kGm
Mnước nhịp kGm
Giá trị momen tiêu chuẩn tại gối của bản thành:
M gối = MW gối + Mnước gối = 12.6 + 115.2 = 127.8 kGm
Giá trị momen tiêu chuẩn tại nhịp của bản thành:
M nhịp = MW nhịp + Mnước nhịp = 7.09 + 51.43 = 58.52 kGm
Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện an (mm) được xác định theo công thức:
(mm)
trong đó:
- k = 1: cấu kiện chịu uốn;
- C = 1.5: hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn;
- h = 1: hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép;
- Ea = 2100000 (kG/cm2): modun đàn hồi của cốt thép;
- P = 100µmin : hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo;
- d : đường kính cốt thép;
- sa = : ứng suất trong các thanh cốt thép
M: moment
Fa: diện tích cốt thép
z =h x (h – (a +a’));
Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 5.22.
Bảng 5.22: Kiểm tra bề rộng khe nứt bản thành
Mtc (kGm)
b (cm)
h0 (cm)
z (cm)
Fa (cm2)
d (mm)
m
ss (kG/mm2)
acrc (mm)
Kiểm tra
Mg
127.8
100
8.5
7
1.42
6
0.00167
12.9
0.166
Thỏa
Mnh
58.5
100
8.5
7
1.42
6
0.00167
5.9
0.076
Thỏa
5.3.6. Cột hồ nước
Hồ nước mái có:
+ 4 cột ở góc.Tiết diện C1 (300x300), các cột C1 chịu toàn bộ tải trọng hồ nước.
+ 4 cột ở giữa, tiết diện C2 (250x300), có tác dụng đỡ dầm nắp.
Tải trọng tác dụng lên cột hồ nước
+ Tải trọng bản thân
gC1 = 0.3x0.3x2.2x2500x1.1 = 544.5 kG
+ Tải trọng do các bộ phận của hồ nước truyền vào
Mỗi cột C1 sẽ chịu ¼ tổng tải trọng hồ nước, bao gồm:
Khối lượng bản nắp: gbn = 399.4x8x8 = 25561.6 kG
Khối lượng bản đáy: gbd = 488.9x8x8 = 31289.6 kG
Khối lượng bản thành: gbt = 378.9 x1.2x2(8+8) = 14549.8 kG
Khối lượng của nước khi hồ chứa đầy:
gnước = 8x8x1.2x1000x1.2= 92160kG
Khối lượng của các dầm:
gD1 = 289x8 = 2312 kG
gD2 = 385x8 = 3080 kG
gD3 = 462x8 = 3696 kG
+ Tải trọng do gió
Mỗi cột C1 chịu 1 lực gió đẩy tác dụng là:
G = Wđ.h. = 83x1.405x0.8x1.2x1.2 x = 537.4 kG
Lực gió tác dụng đặt cách chân cột 1 đoạn là: a=1+= 1.6 m
Nội lực trong cột
Các lực tác dụng đưa về chân cột là:
N = gC1 +(gbn + gbd + gbt + gnước + 2gD1 + 2gD2 + 2gD3)
N = 544.5 + 43162.3 = 43706.8kG
M = G.a = 537.4x1.2= 644.9 kGm
Q = G = 537.4 kG
Tính toán cốt thép cột hồ nước
Khả năng chịu nén của cột bêtông ứng với tiết diện đã chọn là:
C1: Rn.b.h = 130x30x30 = 117000kG
C2: Rn.b.h = 130x25x30 = 97500 kG
So với lực nén tác dụng tại chân cột ta thấy bản thân bêtông cột đã đủ khả năng chịu lực.
Do đó không cần tính cốt thép mà đặt thép theo cấu tạo. Chọn 2f16 cho mỗi bên cột (4 f16 cho toàn cột), bố trí đối xứng cho C1 và C2.
5.3.7. Kết luận
Các kết quả tính toán đều thoả mãn các điều kiện kiểm tra. Vậy các giả thiết ban đầu là hợp lý.
5.4. BỐ TRÍ CỐT THÉP HỒ NƯỚC MÁI
Cốt thép hồ nước mái được bố trí trong bản vẽ KC 02/08.
._.