Tài liệu Luận văn: " Mạng lưới cấp nước đô thị" pptx

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

74
B: THIẾT KẾ BỂ CHỨA NƯỚC
3.6 Thông số thiết kế ban đầu:
3.6.1 Dung tích bể chứa:
- Bể chứa là công trình dữ trữ và điều hòa nước cho trạm bơm cấp II,nhằm đảm
bảo cấp nước cho khu vực
-Dựa vào kết quả EPANET 2.0, ta có bể hình tròn đường kính 20 m; cao trình đáy
bể: 0 (m); mực nước cao nhất so với đáy bể là 4.64trong đó bao gồm nước dùng cho
chữa cháy và xả cặn.
- Dung tích bể (tổng cộng) : W
bể
=
3
2
m96.1456 3.14 4.64
4
20
=××
3.6.2 Phương án thiết kế bể chứa:
-Phương án : Bể chữ nhật 2 ngăn để tiện sửa chữa và vệ sinh bể , xây dựng nữa
chìm:.(nằm trong đất 2.5m nổi 2.5m)
- Với dung tích bể được tính toán ở trên, ta chọn sơ bộ bể chữ nhật có kích thước
đáy 16m x 20m
- Dung tích bể chữ nhật:
3CN
be
m 1600 5 20 16 =××=W
=> Chọn B =16m, L = 20m, H = 5m

3.6.3 Chọn vật liệu và kích thước bể:
Vật liệu làm bể:
* Bể được xây bằng bê tông cốt thép:
+ Bê tông B20 → R
n
= 1.15 kN/cm
2
; R
k
= 0.09 kN/cm
2
.
+ d >10mm : thép A-II , R
a
=R’
a
= 2800daN/cm
2
(=28kN/cm
2
).
+ d ≤ 10mm : thép A-I , R
a
=R’
a
= 2300daN/cm
2
(=23kN/cm
2
)

-Kích thước sơ bộ bể:
* Chọn sơ bộ kích thức bể chứa như sau:
Phần tử vỏ:
+ Bề dày nắp bể: 8cm.
+ Bề dày thành biên: 20 cm.
+ Bề dày thành ngăn: 20cm.
+ Bề dày đáy bể: 30 cm.
Phần tử dầm :
+ Dầm nắpD1: 25 cm × 30cm.
+ Dầm đáy: 30 cm × 40 cm.
+ Dầm nắp D2: 20cmx20 cm
+ Cột : 25cm × 25cm.
3.6.4 - Tổ hợp tải trọng:
3.6.4.1 Xác đònh tải trọng:
+Các loại tải trọng tác dụng lên bể chứa
-Tải trọng bản thân: Hệ số tin cậy n=1.1
- Tải trọng sửa chữa: 0.75 kN/m
2
, hệ số tin cậy n=1.2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

75
- p lực nước: Áp lực nước bao gồm áp lực ngang tác dụng vào thành bể
và trọng lượng nước lên đáy bể, hệ số yin cậy n=1.0
- p lực đất:p lực đất theo phương ngang tác dụng vào thành bể , hệ
số tin cậy n=1.15
3. 6.4.2 :Xét các trường hợp tổ hợp tải trọng sau :
+ Tổ hợp 1 :

TH1 = tónh tải x1,1 + áp lực nước x1,0
+ Tổ hợp 2 :
TH2 = tónh tải x1,1 + áp lực đất x1,15
+ Tổ hợp 3 :
TH3 =1(tónh tải x1,1) +0.9(áp lực nước x1,0) + 0.9(áp lực đất x1,15)
+ Tổ hợp 4 :
TH4 = 1(tónh tải x1,1) + 0.9(áp lực nước x1,0) +0.9( áp lực đất x1,15)
+0.9( sửa chữa x 1,2)
+ Tổ hợp 5 :( trường hợp sửa chữa, 1 ngăn đầy nước, 1 ngăn không có nước.)
TH5 = 1(tónh tải x1,1) + 0.9(áp lực nước x1,0) + 0.9(áp lực đất x1,15) +
0.9(sửa chữa x 1,2)
+ Tổ hợp 6 : biểu đồ bao của các tổ hợp trên.
3.7 - Kiểm tra khả năng chòu tải của đất nền:
3.7.1 Đòa chất khu vực đặt bể chứa nước

Lớp
γ (kN/m
3
) γ ’(kN/m
3
)
c (kN/m
2
)
ϕ
0
1
18.32 24
2
14.793 4.688 7.37 7

3b
18.42 9.01 2.7 24
3a
19.15 9.75 2.8 27.5
4
18.82 8.98 14.9 12.5
5
18.95 9.6 2.8 29

3.7.2: Khả năng chòu tải của đất nền :
)......(
.
*
21
cDDBbA
k
mm
R
f
tc
II
++= γγ
Với : - ϕ = 7
o
→ A = 0.1264 , B = 1.437, D = 3.826
- m
1
, m
2
, k

tc
lấy bằng 1
- =γ 14.793 kN/m
3
688.4* =γ kN/m
3

- c = 7.37kN/m
2

- D
f
= 2.5m
- b : bề rộng bản đáy, sơ bộ chọn b = 16m
=> 37.7*826.3688.4*5.2*437.1793.14*16*1264.0 ++=
II
R = 74.95kN/m
2



PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

76
3.7.3 Kiểm tra khả năng chòu tải của đất nền :
3.7.3.1: Tổng tải trọng truyền xuống nền :
Trọng lượng bản thân: P
z

= 6535 (kN)
Trọng lượng nước: P
w
= 15696(kN)

∑
=
tt
N 22231kN
( trọng lượng được tính toán bằng chương trình SAP2000)
=> áp lực truyền xuống nền : ===
15.1*20*16
22231
nF
N
p
tc
tc
60.41 kN/m
2

⇒ p
tc
< R
tc
: Nền đủ khả năng chòu lực .

3.7.3.2 - Xác đònh áp lực ngang của đất :
Áp lực ngang của đất được xác đònh theo công thức sau :
)

2
45(..
2
ϕ
γ −=
o
a
tghP
Với : - γ = 14.793kN/m
3
, trọng lượng riêng của đất.
- ϕ = 7
o
, góc ma sát trong của đất.
- h : độ sâu
=> P
a
= 11.5.h ( kN/m
2
)
3.7.3.3- Hệ số nền:
Hệ số nền được xác đònh theo công thức của Terzaghi – Hansen :
zNNBNck
qCN
...40)...5,0..(40 γγ
γ
++= (kN/m
2
)
Với : - γ = 14.793kN/m

2
,trọng lượng riêng của đất
- c = 7.37kN/m
2
, lực dính của đất
- B = 16m, z =2.5m
- 151.87 =→=
c
o
Nϕ , 001.2=
q
N , 6.0=
γ
N

mmkNk
N
//25.82035.2*001.2*793.14*40)6.0*16*793.14*5.0151.8*37.7.(40
2
=++=→
3.7.4 Kiểm tra đẩy nổi:
-p lực đẩy nổi tính trong trường hợp nguy hiểm nhất là bể vừa thi công xong trong
bể không chứa nước
- Mực nước ngầm nằm ở cao trình +0.5 Bể chứa nằm ở cao trình 0.00
- p lực đẩy nổi: )(1600105.02016 kNabhp
dn
=×××== γ
- Tổng tải theo phương đứng: P
z
= 6535 (kN)

Vậy : p
z
> p
n
: Bể đảm bảo điiều kiện đẩy nổi:
3.8 - TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ CỐT THÉP BỂÛ CHỨA:
3.8.1 Mô phỏng tính toán :
- Thực hiện mô phỏng tính toán bể chứa , xem bản đáy như là một móng bè đặt trên
nền đàn hồi , Bằng chương trình SAP2000 V9.03.


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

77




v Công thức tính toán:
- Cấu kiện chịu uốn:

2
0
m
bb
M
Rbh
α

γ
=
Thép AII , bê tông B20, Tra bảng ta có : 0.429
R
α = 0.623
R
ξ =
Nếu
mR
αα≤ tính theo cốt đơn

2
0
0
mb
ssbb
Mbh
RARbh
αγ
ξγ
=
=

..
sso
MRAhζ=
Nếu
mR
αα> : tính theo cốt kép
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

78

2'
00
'
0
(')
mbscs
ssbbscs
MbhRAha
RARbhRA
αγ
ξγ
=+−
=+

Với: 1(12.)
m
ξα=−−
Kiểm tra:
min
0,05%
.
s
A
bh
µµ=>=

- Cấu kiện chịu kéo .()
sstot
NRAkN≤ =>
s
s
N
A
R
≥
- Các kí hiệu khi lấy nội lực từ sap
♦Thành bể , nắp và bản đáy:
+ F
11
: Lực kéo, nén theo phương 1, tức là theo phương cạnh dài của bể đối với
bản đáy,nắp; theo phương ngang đối với thành.(kN/m)
+ F
22
: Lực kéo nén theo phương 2 , vuông góc với phương 1 và cùng nằm trong
mặt phẳng của phần tử.(kN/m)
+ M
11
-Momen xoay quanh trục 2 (trong mặt phẳng 2-3) (kN.m/m).
+ M
22
-Momen xoay quanh trục 1 (trong mặt phẳng 1-3) (kN.m/m).
+ V
13
-Lực cắt trong mặt phẳng 1-3 (kN/m).
+ V
23

-Lực cắt trong mặt phẳng 2-3 (kN/m).
♦Các dầm nắp và đáy:
- Phương 1 là phương dọc trục dầm.
+ M
2-2
: Momen uốn quanh trục 2 (Trục vuông góc với trục 1, hướng lên)
+ M
3-3
: Momen uốn quanh trục 3
+ F
2-2
: Lực cắt theo phương 2.
+ F
3-3
: Lực cắt theo phương 3.
- Kết cấu bể đối xứng nên ta chỉ tính một nửa kết cấu; phần còn lại bố trí cốt thép
như phần đã tính.
3.8.2 -Tính toán bản nắp:
-Có δ =10 cm có các tải trọng tác dụng là: tải trọng sửa chữa, trọng lượng bản thân
truyền xuống.
-Tính toán cốt thép trên một bản dài; tiết diện b×h = 100cm×10cm, bề dày lớp bảo
vệ a =a’ = 1.5 cm; h
0
= 8.5 cm
- Kết quả nội lực sau khi tính toán bằng chương trình SAP2000:

F11 F11- F22 F22- M11 M11- M22 M22-
(kN) (kN) (kN) (kN) (kN.m) (kN.m) (kN.m) (kN.m)
58.17 -17.73 61.22 -21.62 3.5 -8.25 2.48 -6.57

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD :TS LƯU XN LỘC
SVTH : PHẠM ĐÀO VIỆT MSSV:80404751

79

F11

M11
Nắp bể được tính như ô bản làm việc theo 2 phương vì vậy ta cắt một dải có bề
rộng 1m để tính thép cho bản nắp . Ta tính nắp bể theo cấu kiện chòu uốn:
* Theo phương 1-1 : (Phương cạnh ngắn): L
ng
= 16m
+ Kiểm tra:


===
10010
733.17
100* x
N
n
δ
σ
0.018 kN/cm
2
< 1.15kN/cm
2

10010
17.58
100* x
P
==
δ
τ
=0.06 kN/cm
2
< 0.09kN/cm
2
+ Cốt thép theo phương 1-1


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version