Tính toán kết cấu Trạm bơm Hoàng Nguyên, huyện Phú Xuyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.67 MB, 44 trang )
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn
CONSULT Corp.81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
Mục lục
chơng 1...................................................................................................................................3
Tính toán kết cấu cống vào bể hút....................................................................3
I.Tài liệu tính toán..........................................................................................................3
II.tính toán nội lực..........................................................................................................3
1.Sơ đồ tính toán.................................................................................................................3
2.Tảt trọng tính toán...........................................................................................................3
3.Tính toán nội lực..............................................................................................................5
III.Tính toán cốt thép.....................................................................................................5
1.Bản đáy cống...................................................................................................................5
2.Tấm nắp cống..................................................................................................................6
chơng 2.................................................................................................................................12
Tính toán kết cấu cống tiêu phải, trái vào bể hút trạm bơm.......12
I.Tài liệu tính toán........................................................................................................12
II.Tính toán kết cấu.......................................................................................................12
1.Sơ đồ tính toán...............................................................................................................12
2.Tảt trọng tính toán.........................................................................................................12
3.Tính toán nội lực............................................................................................................13
4.Tính toán cốt thép..........................................................................................................14
III.Tính toán kết cấu Dàn van.................................................................................17
1.Sơ đồ tính toán...............................................................................................................17
2.Tải trọng tính toán.........................................................................................................17
3.Tính toán nội lực............................................................................................................17
4.Tính toán cốt thép..........................................................................................................20
chơng 3.................................................................................................................................22
Tính toán kết cấu bể hút.........................................................................................22
I.Tài liệu tính toán........................................................................................................22
II.Tính toán kết cấu.......................................................................................................22
1.Sơ đồ tính toán...............................................................................................................22
2.Tảt trọng tính toán.........................................................................................................22
3.Tính toán nội lực............................................................................................................23
4.Tính toán cốt thép..........................................................................................................25
chơng 4................................................................................................................................28
Tính toán kết cấu nhà trạm..................................................................................28
I.Tài liệu tính toán........................................................................................................28
II.Tính toán kết cấu.......................................................................................................28
1.Sơ đồ tính toán...............................................................................................................28
2.Tải trọng tính toán.........................................................................................................28
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
1
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn
CONSULT Corp.81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
5.Tính toán
nội lực............................................................................................................30
6.Tính toán cốt thép..........................................................................................................32
chơng 5.................................................................................................................................37
Tính toán kết cấu bể xả............................................................................................37
I.Tài liệu tính toán........................................................................................................37
II.Tính toán kết cấu.......................................................................................................37
1.Sơ đồ tính toán...............................................................................................................37
2.Tải trọng tính toán.........................................................................................................37
3.Tính toán nội lực............................................................................................................38
4.Tính toán cốt thép..........................................................................................................41
chơng 6.................................................................................................................................44
Tính toán ổn định nền móng..................................................................................44
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
2
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
chơng 1
Tính toán kết cấu cống vào bể hút
I.
Tài liệu tính toán
Các số liệu tính toán tra theo tiêu chuẩn TCVN4116-1985; TCVN 27371995 và TCVN 5571-1991 Kn = 1,15;
nc = 1;
ma = 1,1;
m b = 1,15;
m b 4 =0,9;
o=0,6;
Ao
=0,42;
àmin
=0,1%;
Ra
=2700kg/cm 2 ;
R a đ =R a x =2150kg/cm 2 Rn=90kg/cm 2 ; R k =7,5kg/cm 2 ; R c k = 11,5kg/cm2;
Tài liệu về địa chất khu vực công trình (xem cùng báo cáo khảo sát địa
chất)
II. tính toán nội lực
1. Sơ đồ tính toán
- Cắt 1m theo chiều dài cống để tính toán, ta tính cho các trờng hợp sau:
Trờng hợp 1: Cống vừa thi công xong
Trờng hợp 2: Cống bên phải dẫn nớc, 1 bên trái không dẫn nớc
Trờng hợp 3: Cả 2 khoang cống đều dẫn nớc
2. Tảt trọng tính toán.
a) Trờng hợp 1.
- Tải trọng bản đáy q1:
q1 = 1,05*1*0,40*2,5 = 1,05 T/m
- Tải trọng tấm nắp q2:
q2 = 1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- Tải trọng tờng đứng q3:
q3 = 1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- Tải trọng đất đắp trên đỉnh cống q4:
q4 = 1,1*1*2,60*1,85 = 5,15 T/m
- Tải trọng lớp bê tông mặt đờng q5:
q5 = 1,05*1*0,20*2,5 = 0,525 T/m
- áp lực ngang phía đáy của đất q6:
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
3
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
q6 = 1,2*1*4,60*0,5*1,85 = 2,89 T/m
- áp lực ngang phía đỉnh của đất q7:
q7 = 1,2*1*2,60*0,5*1,85 = 4,61 T/m
- Phản lực nền r:
r = q1+q2+2*(q3+q4+q5)*(H-td-tn)/B
r = 1,05+0,79+2*(0,79+5,15+0,525)*(1,85-0,35-0,3)/2,1
r = 6,31 T/m
b) Trờng hợp 2.
Ngoài các lực tính toán q1ữq7, còn có các lực tác động vào cống sau
- Tải trọng thẳng đứng của nớc tác dụng lên bản đáy q8:
q8= 1*0,8*1,0 = 0,8 T/m
- áp lực nớc tác dụng vào thành cống q9
+ Dới đáy: q9= 1*0,8*0,8*1,0 = 0,8 T/m
+ Tại H=0,8m: q9 = 0
- áp lực đẩy ngợc q10 = Mnmin-(-0,6)=0,5+0,6=1,1 T/m
- Phản lực nền bên trái r:
r = q1+q2+2*(q3+q4+q5)*(H-td-tn)/B+q10
r = 1,05+0,79+2*(0,79+5,15+0,525)*(1,85-0,35-0,3)/2,1+1,1
r = 7,41 T/m
- Phản lực nền bên phải r:
r = q1+q2+2*(q3+q4+q5)*(H-td-tn)/B-q8+q10
r = 1,05+0,79+2*(0,79+5,15+0,525)*(1,85-0,35-0,3)/2,1-0,8+1,1
r = 6,61 T/m
c) Trờng hợp 3.
Ngoài các lực tính toán q1ữq7, còn có các lực tác động vào cống sau:
- Tải trọng thẳng đứng của nớc tác dụng lên bản đáy q8:
q8= 1*0,8*1,0 = 0,8 T/m
- áp lực nớc tác dụng vào thành cống q9
+ Dới đáy: q9= 1*0,8*0,8*1,0 = 0,8 T/m
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
4
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
+ Tại H=0,8m: q9 = 0
- áp lực đẩy ngợc q10 = Mnmin-(-0,6)=0,5+0,6=1,1 T/m
- Phản lực nền:
r = q1+q2+2*(q3+q4+q5)*(H-td-tn)/B-q8+q10
r = 1,05+0,79+2*(0,79+5,15+0,525)*(1,85-0,35-0,3)/2,1-0,8+1,1
r = 6,61 T/m
3. Tính toán nội lực.
Việc tính toán nội đợc tính toán bằng phần mềm SAP 2000. Kết quả tính toán nội lực
nh sau:
III. Tính toán cốt thép.
1. Bản đáy cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x40)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra: lấy nội lực lớn nhất trong các trờng hợp tính toán ở
trên: M = 1,07 T.m, Q = 4,08 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,010
m b .R n .b.h 2o
= 0,010
àminbho = 3,70 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 0,89 cm2
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 516/m (10,055cm2)
Fa= 516/m (10,055cm2)
Thép phân bố chọn 514/m = 7,695cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 1,231 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 13,12 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang:
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
5
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
Tính:
k1.mb4.Rk.b.h0 = 16,20T
Kn.nc.Q = 4,692 T
0,25.mb3.Rn.b.h0 = 83,25 T
Do k1.mb4.Rk.b.h0 > Kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 không cần đặt cốt ngang
- Kiểm tra nứt:
Wqđ = Jqđ/(h-xn) = 29.087 cm3
xn = (b.h2/2+ n.Fa.ho + n.F'a.a')/(b.h + n.(Fa+F'a)) = 20,0 cm
Jqđ = b.x3n/3 + b.(h-xn)3/3 + n.Fa.(ho-xn)2 + n.F'a.(xn-a')2= 581.471 cm4.
Tính:
Mn = mh..Rck.Wqđ = 5,85 T.m > nc.Mc = 1,07 T.m
Kết cấu không bị nứt
2. Tấm nắp cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x30)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra: lấy nội lực lớn nhất trong các trờng hợp tính toán ở
trên: M = 1,20 T.m, Q = 4,93 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,021
m b .R n .b.h 2o
= 0,021
àminbho = 2,70 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 1,38 cm2
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 514/m (7,695cm2)
Fa= 514/m (7,695cm2)
Thép phân bố chọn 512/m = 5,655cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 1,38 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 7,31 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
6
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
Trờng hợp 1: Biểu đồ mô men M (Tm), lực cắt Q (T) và lực dọc N (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
7
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
Trờng hợp 2: Biểu đồ mô men M (Tm), lực cắt Q (T) và lực dọc N (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
8
ARICO
Công ty cổ phần T vấn Xây Dựng Nông nghiệp và Phát triển
thôn
CONSULT Corp.nông
81 - 83 Khơng thợng - Đống Đa - Hà nội
Tel: (84).43.564.0660 - (84).43.852.2007 - Email:
Trờng hợp 3: Biểu đồ mô men M (Tm), lực cắt Q (T) và lực dọc N (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
9
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang:
Tính:
k1.mb4.Rk.b.h0 = 12,150 T
Kn.nc.Q = 5,67 T
0,25.mb3.Rn.b.h0 = 60,75 T
Do k1.mb4.Rk.b.h0 > Kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 không cần đặt cốt ngang
- Kiểm tra nứt:
Wqđ = Jqđ/(h-xn) = 16.231 cm3
xn = (b.h2/2+ n.Fa.ho + n.F'a.a')/(b.h + n.(Fa+F'a)) = 15,0 cm
Jqđ = b.x3n/3 + b.(h-xn)3/3 + n.Fa.(ho-xn)2 + n.F'a.(xn-a')2= 243.468 cm4.
Tính:
Mn = mh..Rck.Wqđ = 3,27 T.m > nc.Mc = 1,20 T.m
Kết cấu không bị nứt
a) Thành cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x30)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra:
M = 1,17 T.m, N = 6,26 T
- Độ lệch tâm: e o = M/N = 18,69cm
lo/h = 1,85/0,3 = 7,40 < 10 không có tính uốn dọc=1
Xét uốn dọc:
.e 0 = 18,69cm > 0,3.ho = 14,10cm
e = e 0 + h/2 - a = 18,69 + 30/2 3 = 30,89cm
e = e 0 - h/2 + a= 18,69 - 30/2 + 3 = 6,89cm
Kết cấu chịu nén lệch tâm lớn:Tính toán thép cho tr ờng hợp đối xứng
xn = Kn*nc*N/(mb*Rn*b) = 0,82 cm
k n .n c .N.e m b .R n .b.h 2o .A o
= 0,91cm 2 < à m i n bho = 2,7cm 2
Fa= F =
'
m a .R a .( h o a' )
'
a
+ Chọn Fa = F a = 514/m (7,695cm 2 )
Thép phân bố chọn 512/m = 5,655cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
k n .n c .N + m a .R a .Fa m a .R 'a .Fa'
x=
= 0,82cm
m b .R n .b
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
10
Kiểm tra:
Tính:
x = 0,82cm < 2a = 2.3 = 6cm
k n .n c .N.e = 50,58 T
N g h = m a .R a .F a .(h o -a) = 426,611 T
Kiểm tra:
N g h > k n .n c .N.e
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra nứt:
W q đ = J q đ /(h-x n )=16.293 cm 3
x n = (b.h 2 /2+ n.F a .ho + n.F' a .a')/(b.h + n.(F a +F' a ))=15 cm
J q đ = b.x 3 n /3 + b.(h-x n ) 3 /3 + n.F a .(h o -x n ) 2 + n.F' a .(x n -a') 2 =244.391cm 4
Tính:
Nn =
l .R ck
eo
1 = 24,30 T > n c .N c = 6,26 T
Wqd Fqd
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
11
chơng 2
Tính toán kết cấu cống tiêu phải, trái vào bể hút trạm bơm
I.
Tài liệu tính toán
Các số liệu tính toán: nh đã nêu ở chơng I
II. Tính toán kết cấu
1. Sơ đồ tính toán
Tính toán cho trờng hợp thi công xong, trong cống không có nớc. Cắt 1m dài cống để tính toán,
khi đó sơ đồ tính toán nh sau:
mặt cắt tính toán
Sơ đồ lực tác dụng
Ghi chú
2. Tảt trọng tính toán.
- Tải trọng bản đáy q1:
q1 = n*b*h*bt=1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- Tải trọng tấm nắp q2:
q2 = n*b*h*bt= 1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- Tải trọng tờng bên q3:
q3 = n*b*h*bt= 1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- áp lực ngang phía đỉnh của đất q4:
q4 = n*H*tg2(45o-/2)*d = 1,2*0,85* tg2(45o-11o45/2)*1,85 = 1,25 T/m
- áp lực ngang phía đáy của đất q5:
q5= n*H*tg2(45o-/2)*d = 1,2*2,8* tg2(45o-11o45/2)*1,85 = 4,11 T/m
- Tải trọng đất đắp trên đỉnh cống q6:
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
12
q6 = n*b*h*d = 1,1*1*0,50*1,85 = 1,02 T/m
- Tải trọng lớp bê tông q7:
q7 n*b*h*bt= 1,05*1*0,20*2,5 = 0,53 T/m
- Phản lực nền r:
r = q1+q2+2*(q3+q6+q7)*(H-td-tn)/B = 7,3 T/m
3. Tính toán nội lực.
Việc tính toán nội đợc tính toán bằng phần mềm SAP 2000. Kết quả tính toán nội lực nh sau:
Biểu đồ mô men M (Tm) và lực dọc N (T) tính toán
Biểu đồ lực cắt Q (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
13
4. Tính toán cốt thép.
a) Bản đáy cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x30)cm. Nội lực do tải trọng tính toán gây ra, chọn nội lực
lớn nhất tính toán ở trên có:M = 0,98 T.m và Q = 4,23 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,016 = 0,017
m b .R n .b.h 2o
àminbho = 2,70 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 1,36 cm2.
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 514/m (9,695cm2)
Fa= 514/m (7,695cm2)
Thép phân bố chọn 512/m = 5,625cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 1,08 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 5,88 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang:
Tính:
k1.mb4.Rk.b.h0 = 12,15 T
Kn.nc.Q = 4,65 T
0,25.mb3.Rn.b.h0 = 60,75 T
Do k1.mb4.Rk.b.h0 > Kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 không cần đặt cốt ngang
- Kiểm tra nứt:
Wqđ = Jqđ/(h-xn) = 16.293 cm3
xn = (b.h2/2+ n.Fa.ho + n.F'a.a')/(b.h + n.(Fa+F'a)) = 15,0 cm
Jqđ = b.x3n/3 + b.(h-xn)3/3 + n.Fa.(ho-xn)2 + n.F'a.(xn-a')2= 244.392 cm4.
Tính: Mn = mh..Rck.Wqđ = 2,28 T.m > nc.Mc = 0,98 T.m
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
14
b) Tấm nắp cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x30)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra, chọn nội lực lớn nhất trong các trờng hợp tính toán
ở trên:
M = 0,54 T.m
Q = 1,52 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,009 = 0,009
m b .R n .b.h 2o
àminbho = 2,70 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 0,74 cm2
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 514/m (7,695cm2)
Fa= 514/m (7,695cm2)
Thép phân bố chọn 512/m = 5,665cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 0,59 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 5,88 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang:
Tính:
k1.mb4.Rk.b.h0 = 12,15 T
Kn.nc.Q = 1,67 T
0,25.mb3.Rn.b.h0 = 60,75 T
Do k1.mb4.Rk.b.h0 > Kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 không cần đặt cốt ngang
- Kiểm tra nứt:
Wqđ = Jqđ/(h-xn) = 16.293 cm3
xn = (b.h2/2+ n.Fa.ho + n.F'a.a')/(b.h + n.(Fa+F'a)) = 15,0 cm
Jqđ = b.x3n/3 + b.(h-xn)3/3 + n.Fa.(ho-xn)2 + n.F'a.(xn-a')2= 244.392 cm4.
Tính: Mn = mh..Rck.Wqđ = 3,28 T.m > nc.Mc = 0,54 T.m
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
15
c) Thành cống.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x30)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra: chọn nội lực lớn nhất trong các trờng hợp tính toán
ở trên
M = 0,54 T.m, N = 3,06 T
- Độ lệch tâm: e o = M/N = 17,65cm
lo/h = 1,95/0,30 = 13 > 10 có tính uốn dọc:
Xét uốn dọc:
=
1
k n .n c .N l 0
1
400.m b .R n .F h
2
=
1,0054
.e 0 = 17,74cm > 0,3.ho = 8,10cm
e = e 0 + h/2 - a = 17,74 + 30/2 3 = 29,74cm
e = e 0 - h/2 + a= 17,74 - 30/2 + 3 = 5,74cm
Kết cấu chịu nén lệch tâm lớn:Tính toán thép cho tr ờng hợp đối xứng
xn = Kn*nc*N/(mb*Rn*b) = 0,38 cm
'
Fa= Fa =
k n .n c .N.e m b .R n .b.h 2o .A o
= 0,36cm 2 > à m i n bho = 2,70cm 2
'
m a .R a .( h o a' )
+ Chọn Fa = F a = 514/m (7,695cm 2 )
Thép phân bố chọn 512/m = 5,655cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Kiểm tra:
Tính:
x = 0,38cm < 2a = 2.3 = 6cm
k n .n c .N.e = 19,83 T
N g h = m a .R a .F a .(h o -a) = 426,61 T
Kiểm tra:
N g h > k n .n c .N.e
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra nứt:
W q đ = J q đ /(h-x n )=16.293 cm 3
x n = (b.h 2 /2+ n.F a .ho + n.F' a .a')/(b.h + n.(F a +F' a ))=15,00 cm
J q đ = b.x 3 n /3 + b.(h-x n ) 3 /3 + n.F a .(h o -x n ) 2 + n.F' a .(x n -a') 2 =244.391cm 4
Tính:
Nn =
l .R ck
eo
1 = 26,34 T > n c .N c = 3,06 T
Wqd Fqd
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
16
III. Tính toán kết cấu Dàn van
1. Sơ đồ tính toán
Tính toán cho trờng các trờng hợp sau:
Trờng hợp 1: Mới thi công xong;
Trờng hợp 2: Khi cửa van đợc kéo lên ;
mặt cắt tính toán
Sơ đồ lực tác dụng
Ghi chú
2. Tải trọng tính toán.
a) Trờng hợp 1
- Tải trọng bản thân dầm q1
q1 =n*b*h*bt= 1,05*0,2*0,35*2,5 = 0,18 T/m
- Tải trọng sàn q2:
q2 = n*b*h*bt= 1,05*1,0*0,10*2,5 = 0,26 T/m
- Tải trọng cột q3:
q3 = n*b*l*bt = 1,05*0,20*0,20*2,5 = 0,11 T/m
b) Trờng hợp 2
Ngoài các tải trọng q1, q2 và q3 tính ở trên còn có tải trọng do lực kéo cửa van P khi thực hiện kéo 1
cửa van lên.
P = n*G = 1,3*1,45 = 1,89 T
Trong đó:
+ n hệ số vợt tải, n = 1,3
+ G: Lực kéo cửa van, G = 1,45 T
- Hoạt tải : ngời đứng trên sàn 300kg/m2
3. Tính toán nội lực.
Việc tính toán nội đợc tính toán bằng phần mềm SAP 2000. Kết quả tính toán nội lực
nh sau:
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
17
Trờng hợp 1: Biểu đồ mô men M (Tm), lực cắt Q (T) và lực dọc N (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
18
Trờng hợp 1: Biểu đồ mô men M (Tm), lực cắt Q (T) và lực dọc N (T) tính toán
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
19
4. Tính toán cốt thép.
a) Dầm.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (20x35)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra: chọn nội lực lớn nhất trong các trờng hợp tính toán
ở trên có:
M = 0,69 T.m
Q = 1,57 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,043
m b .R n .b.h 2o
= 0,044
àminbho = 0,64 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 0,68 cm2.
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 216 (4,022cm2)
Fa= 216 (4,022cm2)
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 0,79 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 4,19 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang:
Tính:
k1.mb4.Rk.b.h0 = 2,84 T
Kn.nc.Q = 1,81 T
0,25.mb3.Rn.b.h0 = 14,40 T
Do k1.mb4.Rk.b.h0 > Kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 không cần đặt cốt ngang
- Kiểm tra nứt:
Wqđ = Jqđ/(h-xn) = 4.889 cm3
xn = (b.h2/2+ n.Fa.ho + n.F'a.a')/(b.h + n.(Fa+F'a)) = 17,50 cm
Jqđ = b.x3n/3 + b.(h-xn)3/3 + n.Fa.(ho-xn)2 + n.F'a.(xn-a')2= 85.552 cm4.
Tính: Mn = mh..Rck.Wqđ = 0,98 T.m > nc.Mc = 0,69 T.m
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
20
b) Cột.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (20x20)cm
Nội lực do tải trọng tính toán gây ra, từ biểu đồ nội lực tính toán chọn kết quả nội lực
lớn nhất để tính toán, có:
M = 0,09 T.m, N = 2,27 T
- Độ lệch tâm: e o = M/N = 11,27 cm
lo/h = 2,17/0,20 = 10,85 > 10 có tính uốn dọc:
Xét uốn dọc:
=
1
k n .n c .N l 0
1
400.m b .R n .F h
2
=
1,02
.e 0 = 4,05cm < 0,3.ho = 5,10cm
e = e 0 + h/2 - a = 4,05 + 20/2 3 = 11,05cm
e = e 0 - h/2 + a= 4,05 + 20/2 + 3 = -2,95cm
Kết cấu chịu nén lệch tâm bé::Tính toán thép cho tr ờng hợp đối xứng
xn = 0,8*(0,3ho-eo)+oho = 12,94 cm
'
Fa= Fa =
k n .nc .N .e mb .Rn .b.x.(ho . x / 2)
= -6,72cm 2 < à m i n bho = 0,35cm 2
ma .Ra' .(ho a' )
+ Chọn Fa = F a = 218 (5,09cm 2 )
Thép đai chọn 56/m = 1,415cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Kiểm tra:
Tính:
x = 12,94cm > 2a = 2.3 = 6cm
k n .n c .N.e = 27,93 T
N g h = m a .R a .F a .(h o -a) = 2,53 T
Kiểm tra:
N g h > k n .n c .N.e
Kết cấu đảm bảo yêu cầu chịu lực
- Kiểm tra nứt:
W q đ = J q đ /(h-x n )=1.770 cm 3
x n = (b.h 2 /2+ n.F a .ho + n.F' a .a')/(b.h + n.(F a +F' a ))=10,00 cm
J q đ = b.x 3 n /3 + b.(h-x n ) 3 /3 + n.F a .(h o -x n ) 2 + n.F' a .(x n -a') 2 =17.698cm 4
Tính:
Nn =
l .R ck
eo
1 = 102,91 T > n c .N c = 2,27 T
Wqd Fqd
Kết cấu không bị nứt
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
21
chơng 3
Tính toán kết cấu bể hút
I.
Tài liệu tính toán
Các số liệu tính toán: nh đã nêu ở chơng I
II. Tính toán kết cấu
1. Sơ đồ tính toán
- Tính toán cho trờng hợp thi công xong, cắt 1m chiều dài bể hút để tính toán. Khi đó sơ đồ tính
toán nh sau:
Mặt cắt tính toán
Sơ đồ lực tác dụng
Ghi chú
2. Tảt trọng tính toán.
- Tải trọng bản đáy q1:
q1 =n*b*h*bt= 1,05*1*0,40*2,5 = 1,05 T/m
- Tải trọng tờng bên q2:
q2 = n*b*d*bt= 1,05*1*0,30*2,5 = 0,79 T/m
- Tải trọng lớp đất đắp q3:
q3 = n*b*d*d= 1,1*1*1,30*1,85 = 0,92 T/m
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
22
- áp lực ngang phía đỉnh của đất q4:
Phía đỉnh: q4 = 0
Phía đáy: q4 = n*H*tg2(45o-/2)*d = 1,2*2,4* tg2(45o-11o45/2)*1,85 = 3,53 T/m
- Phản lực nền r:
Đoạn hai bên lng tờng
r = q1+q3+q2*(H-td-tn)/b = 1,05+0,92+0,79*(2,4-0,40-0,3)/1,35 = 2,96 T/m
Đoạn lòng bể hút
r = q1=1,05 T/m
3. Tính toán nội lực.
Trong quá trình tính toán kết cấu, coi tờng đợc đặt trên nền đất, đợc giả thiết đặt trên hệ lò
xo có độ cứng Ks. Xác đinh hệ số nền để khai báo spring trong chơng trình SAP 2000.
Hệ số nền đợc xác định theo công thức:
K = AS + BS Z n = 18748 KN/m3.
Trong đó:
As : phụ thuộc vào chiều sâu của móng;
Bs: Hệ số phụ thuộc độ sâu
Z : Độ sâu đang khảo sát, Z= 1,03m
As và Bs đợc xác định theo công thức:
As=C(c*Nc*Sc+0,5**B*N*S) và Bs = C*(*Nq)
Với chỉ tiêu cơ lí của đất nền ta tính đợc:
C
tn
w
Nc
Nq
Sc
As
Bs
N
kp
S
(kg/cm2)
(độ)
(g/cm3)
1,87
12o21
0,189
11,15 3,50 1,81 15,53 1,3 0,8 16053 2617
Việc tính toán nội đợc tính toán bằng phần mềm SAP 2000. Kết quả tính toán nội lực
nh sau:
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
23
BiÓu ®å m« men M (Tm)
BiÓu ®å lùc c¾t Q (T)
Phô lôc tÝnh to¸n kÕt cÊu c«ng tr×nh: C¶i t¹o, N©ng cÊp tr¹m b¬m Hoµng Nguyªn
24
Biểu đồ lực dọc N (T)
4. Tính toán cốt thép.
a) Bản đáy.
Kích thớc mặt cắt: bxh = (100x40)cm. Nội lực do tải trọng tính toán gây ra: M = 4,48
T.m; Q = 1,51 T
- Ta có kết cấu chịu uốn:
Tính A =
k n .n c .M
= 0,042
m b .R n .b.h 2o
= 0,043
àminbho = 3,70 cm2
Fa =
mb .Rn
.b.ho . = 3,80 cm2.
ma .Ra
+ Chọn
Fa= 514/m (7,695cm2)
Fa= 514/m (7,695cm2)
Thép phân bố chọn 512/m = 5,655cm2
- Kiểm tra cờng độ kết cấu:
Tính:
kn.nc.M = 5,15 T.m
Mgh = mb.Rn.b.ho2.A = 10,19 T.m
Kiểm tra:
Mgh > kn.nc.M
Phụ lục tính toán kết cấu công trình: Cải tạo, Nâng cấp trạm bơm Hoàng Nguyên
25
