kết cấu hồ nước

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
CHƯƠNG 3 :
KẾT CẤU HỒ NƯỚC
A /. TÍNH BẢN :
1) Bản đáy hồ nước :
Chọn chiều dày bản đáy là 12 cm để thiết kế .
a/ Tải trọng :
• Tónh tải :
STT Vật liệu
Chiều dày
(m)
γ
(KG/cm
2
)
n
Tónh tải
tính toán
(KG/m
2
)
1 Lớp gạch men 0.01 20 (KG/cm
2
) 1.1 22
2 Lớp vữa lót 0.02 1800 (KG/m
3
) 1.2 44
3 Lớp chống thấm 0.01 20 (KG/m
2
) 1.1 22

4 Bản đáy BTCT 0.12 2500 (KG/m
3
) 1.1 330
5 Lớp vữa trát 0.01 1800 (KG/m
3
) 1.2 22
Tổng cộng 0.16 g
tt
= 440
* Hoạt tải : tải trọng do bơm nước ( cao 2 m )
p
tt
= n × γ × h = 1 × 1000 × 2 = 2000 (KG/m
2
)
* Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy :
q
t t
= p
tt
+ g
tt
= 2000 + 440 = 2440 (KG/m
2
)
b/ Sơ đồ tính :
Bản làm việc theo 2 phương
2
1
l

l
=
4.8
3.3
= 1.45 < 2 .
Tính toán theo sơ đồ dàn hồi với bản đơn .Tra bảng các hệ số ứng với sơ
đồ 9 ( bản ngàm 4 cạnh ).
PHẦN KẾT CẤU – Chương 3 : HỒ NƯỚC Trang
17
DĐ1
D
Đ
2
C1
B1
2 3
6600
4
8
0
0
Cột 300x300
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
c/ Nội lực :
Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số m
91
;m
92
; k

91
; k
92
M
1
= m
91
× q
S
× l
1
× l
2
; M
2
= m
92
× q
S
× l
1
× l
2

M
I
= k
91
× q
S

× l
1
× l
2
; M
II
= k
92
× q
S
× l
1
× l
2
Giả thiết : a
bv
= 2 cm ; → h
o
= 10 cm .
Các công thức tính toán : A =
2
o
M
Rn b h× ×
; γ = 0.5 × (1+ 1 2A− )
o
M
Fa
Ra h
γ

=
× ×
; µ %
o
Fa
b h
=
×
với thép AII : Ra = 2700 (KG/cm
2
)
Bêtông mác 300 : Rn = 130 (KG/cm
2
)
C.dài Hệ số Phương 1 Phương 2
l
1
m
L
2
M
M
91
m
92
K
91
K
92
M

1
Kg.m
M
I
kg.m
M
2
kg.m
M
II
kg.m
3.3 4.8 1.45 0.021 0.010 0.047 0.022
812 1817 387 850
d/ Tính thép :
Vò trí
M
Kg.
m
h
o
cm
A
γ
Fa
(cm
2
)
Chọn
Fa
chọn

(cm
2
)
µ%
P.ngắn Gối 1817 10 0.140 0.924 7.28 φ10 a100 7.85 0.785
Nhòp 812 10 0.062 0.968 3.11 φ8 a150 3.35 0.335
P.dài Gối 850 10 0.065 0.966 3.26 φ8 a150 3.35 0.335
Nhòp 387 10 0.030 0.985 1.46 φ8 a200 2.50 0.250
e/ Kiểm tra nứt ở bản đáy :
Theo TCVN 5574 – 1991 :
• Cấp chống nứt cấp 3 : a
gh
= 0.25 mm.
• Khi tính với tải trọng dài hạn giảm đi 0.05 mm nên a
gh
= 0.20 mm
• Kiểm tra nứt theo điều kiện : a
n
≤ a
gh

Với : a
n
= K × C × η ×
a
a
E
σ
( 70 – 20×P )
3

d
K : hệ số phụ thuộc loại cấu kiện ; cấu kiện uốn K = 1.
C : hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn C = 1.5
η : phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép, thép thanh tròn trơn
η=1.3 ; thép có gân η = 1
E
a
: 2.1 × 10
6
(KG/cm
2
) .
σ
a
=
1
tc
M
Fa Z×
=
0
( . )
tc
M
Fa h
γ
; M
tc
= M
tt

×
0.907
tc
tt
tt
q
M
q
=
; Z
1
= γ × h
o
P = 100 µ
d : đường kính cốt thép chòu lực .
PHẦN KẾT CẤU – Chương 3 : HỒ NƯỚC Trang
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Vậy : a
n
=
3
6
1 1.5 1
(70 20 100 )
2.1 10
a
d
σ µ

× ×
− ×
×
BẢNG KIỂM TRA NỨT ĐÁY HỒ
Vò trí
M
tc
Kgm
H
o
C
m
Fa
Cm
2
A
γ
Z
1
(cm)
σ
a
KG/cm
2
100µ
a
n
(mm)
Pngắn Gối
1648

10
7.85
0.127 0.932 9.32 2253
0.785
0.126
Nhòp
736
10
3.35
0.057 0.971 9.71 2263
0.335
0.136
P.dài Gối
771
10
3.35
0.059 0.970 9.70 2373
0.335
0.136
Nhòp
351
10
2.50
0.027 0.986 9.86 1424
0.250
0.172
Ta thấy a
n
< a
gh

nên đáy hồ thỏa mãn điều kiện về khe nứt .
2) Tính bản thành hồ :
Chọn chiều dày thành bản hồ là 12 cm để thiết kế .
a/ Tải trọng :
• p lực nước phân bố hình tam giác .
p lực nước lớn nhất ở đáy hồ : q
n
tt
= n×γ×h = 1.1×1000× 2 = 2200
(KG/cm
2
)
• Tải trọng gió : xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ .
Xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ :
Gió đẩy q
đẩy
tt
= 160 (KG/m
2
) Gió hút q
hút
tt
= 120 (KG/m
2
)
b/ Sơ đồ tính :
Bản làm việc theo kiểu bản một phương với
2
1
4.8

2.4
2
l
l
= =
> 2 ; vì vậy cắt
một dãy có bề rộng 1 m theo phương cạnh ngắn để tính .
Sơ đồ tính : dầm một đầu ngàm , một đầu khớp chòu tải phân bố tam giác .
Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành hồ :
 Hồ đầy nước , không có gió .
 Hồ đầy nước có gió đẩy .
 Hồ đầy nước, có gió hút .
 Hồ không có nước , có gió đẩy (hút) .
Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ , ta thấy
trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là : Hồ đầy nước + gió hút .
PHẦN KẾT CẤU – Chương 3 : HỒ NƯỚC Trang
19
nhòp
2
m
M
p=2 (T/m)
q=0.12 (T/m)
M
g
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
c/ Nội lực :
Mg = -0.59 (T.m) = - 59000 (KG.cm)
Mnhòp = 0.273 (T.m) = 27300 (KG.cm)

d/ . Tính thép :
Moment gối lớn nên dùng Mg để tính cốt thép cho thành bể ; dự kiến đặt
thép 2 lớp chòu cả Mnhòp (thiên về an toàn) để dễ thi công và chòu Mg theo chiều
ngược lại khi hồ không có nước .
M
(KGcm)
Ho
(cm)
A
γ
Fa
(cm
2
)
Chọn
Fa chọn
(cm
2
)
µ%
59000 10 0.045 0.976 2.239 φ8 a250 2.50 0.25
Kiểm tra khe nứt :
M
tc
KGcm
Ho
Cm
Fa
(cm
2

)
A
γ
Z
1
(cm)
σ
a
(kg/cm
2
)
100 µ
d
(mm)
a
n
(mm)
53513 10 2.50 0.045 0.976 9.76 2193 0.25 8 0.2
Ta thấy a
n
< a
gh
nên thành hồ thỏa mãn điều kiện về khe nứt .
3) Tính bản nắp hồ :
Chọn bề dày bản nắp là 8 cm để thiết kế .
a/ Kích thước :
b/ Tải trọng :
Trọng lượng bản thân nắp hồ : g
tt
= 1.1 × 0.08 × 2500 = 220 (KG/m

2
)
PHẦN KẾT CẤU – Chương 3 : HỒ NƯỚC Trang
20
DN
C1
B1
2 3
6600
4800
Cột 300x300
DN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001
Hoạt tải sửa chữa : p
tt
= 1.3 × 75 = 97.5 (KG/m
2
)
⇒ tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp : q
tt
= 220 + 97.5 = 317.5 (KG/m
2
)
c/ Sơ đồ tính :
Bản làm việc theo 2 phương :
2
1
6.6
1.375

4.8
l
l
= =
< 2; tính toán theo sơ đồ đàn
hồi với bản đơn , các hệ số tra bảng với sơ đồ 9 m
91
;m
92
; k
91
; k
92
M
1
= m
91
× q
S
× l
1
× l
2
; M
2
= m
92
× q
S
× l

1
× l
2

M
I
= k
91
× q
S
× l
1
× l
2
; M
II
= k
92
× q
S
× l
1
× l
2
Giả thiết : a
bv
= 1.5 cm ; → h
o
= 6.5 cm .
Các công thức tính toán : A =

2
o
M
Rn b h× ×
; γ = 0.5 × (1+ 1 2A− )
o
M
Fa
Ra h
γ
=
× ×
; µ %
o
Fa
b h
=
×
với thép AII : Ra = 2700 (KG/cm
2
)
Bêtông mác 300 : Rn = 130 (KG/cm
2
)
C.dài Hệ số Phương 1 Phương 2
l
1
m
L
2

M
m
91
m
92
K
91
k
92
M
1
KG.m
M
I
KG.m
M
2
KG.m
M
II
KG.m
4.8 6.6 1.37 0.021 0.011 0.047 0.025
211 473 111 252
d/ Tính thép :
Vò trí
M
KGm
h
o
cm

A
γ
Fa
(cm
2
)
Chọn
Fa
chọn
(cm
2
)
µ%
Cạnh
Ngắn
Gối 473 6.5 0.086 0.955 2.82 φ8 a150 3.35 0.52
Nhòp 211 6.5 0.038 0.980 1.23 φ8 a150 3.35 0.52
Cạnh
Dài
Gối 252 6.5 0.046 0.976 1.47 φ8 a150 3.35 0.52
Nhòp 111 6.5 0.020 0.989 0.64 φ8 a200 2.51 0.39
B/ TÍNH HỆ ĐÀ :
1/ Tính hệ đà nắp : chọn sơ bộ tiết diện đà
PHẦN KẾT CẤU – Chương 3 : HỒ NƯỚC Trang
21
ĐN2 (200×350)
ĐN1(200×300)


Đ

N
1
(
2
0
0

×
3
0
0
)
C1
B1