Thuyet minh be nuoc ngam

Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 49
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC NGẦM
----- o0o -----
4.1. CẤU TẠO VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU:
 Công trình có 2 hồ nước ngầm: phục vụ nhu cầu sinh hoạt và nước chữa cháy, được
bố trí ở vị trí giao giữa trục A-B và trục 3-5.
 Mỗi hồ kích thước: 8.5 x 6.25 x 4.5m
 Chọn chiều dày sơ bộ của bản thành và bản vách là 250mm, bản đáy 300mm, dầm
đáy 400x600mm.
 Mực nước cao nhất trong hồ là 3m.
 Hồ nước được làm bằng vách bê tông cốt thép chịu lực toàn khối, truyền tải xuống
các dầm đáy.
Mặt bằng hồ nước ngầm
Mặt cắt hồ nước ngầm

trang 50
4.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN:
4.2.1. Bản nắp, dầm nắp:
Vì bản nắp và dầm nắp chính là dầm và sàn tầng 1 của công trình nên được tính
toán và bố trí theo cách tính sàn tầng. Vì vậy không tính riêng cho hồ nước.
4.2.2. Bản thành: (Tính bản vách ngoài trục A)
a. Bản vách ngoài (8.5x4.5m)
Trường hợp bể đầy nước và chưa có đất đắp xung quanh (thử tải)
Tải trọng:
2
/450015.41000 mkgnhp nnn  
Sơ đồ tính và nội lực:
Bỏ qua trọng lượng bản thân kết cấu, xét tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn:
α= 9.1
5.4
5.8
1
2

L
L
=> thiên về an toàn và cũng dễ tính toán ta xem vách như bản 1
phương để tính.
Cắt dải bản 1m tính như cấu kiện chịu uốn sơ đồ như sau:
Sơ đồ tính Momen
Tính thép:
Giá trị tính toán:
Chọn a = 7  h0 = h - a = 25 – 7 = 18cm.

trang 51
Bê tông B25 có: Rb = 145 kg/cm2
, Rbt = 10.5 kg/cm2
Thép CIII có: Rs = Rsc = 3650 kg/cm2
, 405.0;563.0  RR 
Từ M tính:
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



Momen Giá trị M ho b Rb Rs m  As Chọn thép As 
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2
) 
a
(mm)
chọn
Gối 606153 18.0 100 14.5 365 0.129 0.931 9.91 14 150 10.26 0.57
Nhịp 267839 18.0 100 14.5 365 0.057 0.971 4.20 12 200 5.66 0.31
Trường hợp bể được đắp đất xung quanh và không chứa nước
Chỉ tiêu cơ lý của đất nền
LỚP
ĐẤT
Lực dính C
(kg/cm2)
Góc ma sát
trong φ (độ)
Dung trọng
ướt (T/m3)
Dung trọng đẩy
nổi (T/m3)
Độ ẩm
(%)
I I I I I
CL1 0.0663 1.732 1.538 0.550 80.64
CL2 0.0806 5.442 1647 0.667 54.74
CH 0.6598 18.531 1.898 0.913 33.11
CL3 0.6107 12.700 1.945 0.956 30.66
Tải trọng: ta dùng đất CL1 để tính đất đắp xung quanh bể nước
Mực nước ngầm ở cao trình -0.95m so với mặt đất tự nhiên (ta quy ước cost mặt sân
hoàn thiện bằng mặt đất tự nhiên)
+ Tải tạm thời trên mặt đất, lấy qtth = 1 T/m2
và được quy ra chiều cao tương đương, ta
coi như tải của 1 lớp đất có chiều cao tương đương:
m
q
h
đ
tth
tđ 65.0
1538
1000


- Áp lực đất ở đỉnh vách: do chiều cao htđ < 1m, ta chọn vị trí đỉnh vách áp lực bằng 0.
- Áp lực đất vị trí mực nước ngầm:
200
1 /3104
2
453.16.11538
2
45 mkgtgtgnhP dd 















trang 52
- Áp lực đất tại chân vách:
+ Áp lực P0 của lớp đất có chiều dày H1 kể từ mặt đất tương đương tới mực nước ngầm
  200
0 /3104
2
732.1
453.195.065.01538
2
45 mkgtgtgnhp d 














+ Áp lực nước ngầm tác dụng lên thành bể:
2
/28051.155.21000 mkghp nn  
+ Áp lực đẩy nổi trong nước tác dụng lên thành bể:
200
/1769
2
453.155.2550
2
45 mkgtgtgnhp đnđn 














 Tổng tải trọng tác dụng tại chân bể nước:
2
2 /7678280517693104 mkgpppP nđnod 
Tải trọng Momen
Tính thép:
Chọn a = 7  h0 = h - a = 25 – 7 = 18cm.
, Rbt = 10.5 kg/cm2
, 405.0;563.0  RR 
Từ M tính:

trang 53
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



) 
a
(mm)
chọn
Gối 999570 18.0 100 14.5 365 0.191 0.893 15.34 14 100 15.39 0.86
Nhịp 441919 18.0 100 14.5 365 0.094 0.951 7.08 14 200 7.70 0.43
 Tổng hợp: Chọn giá trị thép lớn nhất trong 2 trường hợp trên để bố trí:
- Thép dọc 2 lớp: Ø14a100
- Thép ngang theo cấu tạo: Ø12a200
Kiểm tra nứt:
Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt theo công thức sau: Mr  Mcrc
Trong đó:
 Mr – momen do ngoại lực nằm ở một phía tiết diện đang xét đối với trục song
song với trục trung hòa và đi xa điểm lõi cách xa vùng chịu kéo của tiết diện này
hơn cả;
 Mcrc – momen chống nứt của tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi hình
thành vết nứt, được xác định theo công thức:
Mcrc = Rbt,ser.Wpl + Mrp
 Với cấu kiện không ứng lực trước Mrp =0;
 Wpl – momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến
biến dạng không đàn hồi của bêtông vùng chịu kéo, theo 7.1.2.6 TCVN 356-2005:
 '
2 bo so so
pl bo
I I I
W S
h x
  
 

Với: +x – khoảng cách từ trục trung hòa đến mép chịu nén
+Ibo, Iso, Iso
’
– lần lượt là momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích vùng
bê tông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén.
+Sbo – momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo.
+Vị trí trục trung hòa x được xác định theo điều kiện:

trang 54
+S’
b0 – momen tĩnh của vùng chịu nén đối với trục trung hòa.
+SS0, S’
S0 – momen tĩnh của diện tích cốt thép chịu kéo và cốt thép chịu nén đối với
trục trung hòa.
' '
, , ,f f f fh h b b - chiều cao, bề rộng cánh trên dưới của tiết diện chữ I với tiết diện chữ
nhật ' '
0, 0, 0, 0f f f fh h b b   
Ta có:
3
3
x
bIbo  ;  2
0 xhAI sso 
 2'
0
''
ahAI sso 
 
2
2
xh
bSbo

 ; 0hx 
 
2
'' bt
soso
Axh
SSSbo

 
 
  ''
''
2
'
12
5.0
12
1
ffred
sf
f
hbbA
A
h
a
bb
h
h
bh

















Kết quả kiểm tra được thể hiện ở bảng sau:
Vị trí Thớ ngoài Thớ trong
M (daN.cm) 999570 606153
b(cm) 100 100
h(cm) 25 25
a (cm) 7 7
a’
(cm) 7 7
h0 (cm) 18 18
As (cm2
) 15.39 15.39
A's (cm2
) 15.39 15.39
Es (Mpa) 200000 200000
Eb (Mpa) 30000 30000
Rbt,ser (Mpa) 1.6 1.6
Rb,ser (Mpa) 18.5 18.5
α 6.67 6.67
x=.h0 (cm) 9 9

trang 55
Ibo (cm4
) 25881 25881
Iso (cm4
) 1194 1194
I'so (cm4
) 1862 1862
Sbo (cm3
) 12496 12496
Wpl (cm3
) 18348 18348
Mcrc (daN.cm) 2935691 2935691
Kết luận Không nứt Không nứt
Kết luận: không nứt
b. Bản vách ngang (6.25x4.5m)
Tải trọng: Tải trọng lớn nhất khi thử tải, tức bể chứa đầy nước.
2
/450015.41000 mkgnhp nnn  
2
21 /63281
2
1
mkgllpP n 
Bỏ qua trọng lượng bản thân kết cấu.
Xét tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn: 39.1
5.4
25.6
1
2

L
L
=> Bản hai phương
Sơ đồ tính
l2/l1 α1 α2 β1 β2
1.0 0.0194 0.0216 0.0588 0.0502

trang 56
1.1 0.0211 0.0198 0.0614 0.0480
1.2 0.0228 0.0178 0.0633 0.0435
1.3 0.0243 0.0153 0.0644 0.0418
1.4 0.0257 0.0132 0.0650 0.0396
1.5 0.0271 0.0120 0.0652 0.0357
Bản thành được tính như ô bản 2 phương, chịu tải trọng tam giác.
Moment được tính như sau:
mkgPM .1620632810256.011  
mgPM .848632810134.022  
mkgPM I .4107632810649.01  
mkgPM II .2519632810398.02  
Tính thép:
Chọn a = 7 h0 = h - a = 25 – 7 = 18cm.
, Rbt = 10.5 kg/cm2
, 405.0;563.0  RR 
Từ M tính:
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



) 
a
(mm)
chọn
M1 162000 18.0 100 14.5 365 0.034 0.982 2.51 10 200 3.93 0.22
M2 84800 18.0 100 14.5 365 0.018 0.991 1.30 10 200 3.93 0.22
MI 410700 18.0 100 14.5 365 0.087 0.954 6.55 14 200 7.70 0.43
MII 251900 18.0 100 14.5 365 0.054 0.972 3.94 12 200 5.66 0.31
 Tổng hợp: Giá trị thép tính được tương đối nhỏ, vì thế thiên về an toàn ta bố trí thép
như thép bản vách ngoài trục A (ô bản 8.5x4.5m)

trang 57
4.2.3. Bản đáy:
Cấu tạo bản đáy
Vật liệu
Trọng lượng
riêng (kg/m3
)
Chiều
dày (m)
Hệ số
vượt tải
Tải trọng
tính toán
(kg/m2
)
-Xi măng B5 quét 2 lớp,Vữa xi
măng B5 trộn Sika dày 3cm
2000 0.03 1.1 66
-Sàn bê tông cốt thép dày 30cm 2500 0.3 1.1 825
-Mực nước cao nhất 3m 1000 3 1 3000
Tổng 3891
a. Trường hợp bể đầy nước
 Nhịp tính toán:
L1 = 6.25m ; L2 = 8.5m
Khi đó: α = l2/l1 = 8.5/6.25 = 1.36
 Tải trọng:
P = q x l1 x l2 = 3891x6.25x8.5 = 211491 kg
 Sơ đồ tính: bản đáy được tính như ô sàn đơn 4 cạnh ngàm theo sơ đồ số 9
Số
hiệu
ô
sàn
Cạnh
ngắn
L1
(m
Cạnh
dài
L1
(m)
α
m91 Hoạt Tĩnh
P
M1
m92 tải tải M2
k91 ptt gtt MI
k92 MII
daN/m2
daN/m2
(daN.m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Đầy
nước
6.25 8.5 1.36 0.0210 3000 891 206709 4341
0.0113 2344
0.0454 9380
0.0258 5325
 Nội lực và tính thép:
Chọn a = 7  h0 = h - a = 30 – 7 = 23cm.
, Rbt = 10.5 kg/cm2

trang 58
, 405.0;563.0  RR 
 Từ M tính:
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



) 
a
(mm)
chọn
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
M1 434090 21.0 100 14.5 365 0.068 0.965 5.87 12 150 7.54 0.36
M2 234408 19.0 100 14.5 365 0.045 0.977 3.46 12 200 5.66 0.30
MI 938047 21.0 100 14.5 365 0.147 0.920 13.30 14 100 15.39 0.73
MII 532483 21.0 100 14.5 365 0.083 0.956 7.26 14 200 7.70 0.37
b. Trường hợp chưa có nước
Mực nước ngầm ở cao trình -0.95m so với mặt sân hoàn thiện
Áp lực đẩy nổi tác dụng lên đáy sàn nhà xem như phần hoạt tải khi tính toán.
Lực đẩy nổi được tính như sau:
2
/28051.155.21000 mkgnhp dn  
Trọng lượng bản thân của bản đáy:
2
/891 mkgqbd

Hai tải trọng này có chiều ngược nhau, thiên về an toàn nên không xét qbd
 Tải trọng:
P = (gtt
+ptt
) x l1 x l2 = 2805x6.25x8.5 = 149016kg
 Sơ đồ tính: bản đáy được tính như ô sàn đơn 4 cạnh ngàm theo sơ đồ số 9
Số
hiệu
ô
sàn
Cạnh
ngắn
L1
(m
Cạnh
dài
L1
(m)
α
m91 Hoạt Tĩnh
P
M1
m92 tải tải M2
k91 ptt gtt MI
k92 MII
daN/m2
daN/m2
(daN.m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Không
nước
6.25 8.5 1.36 0.0210 2805 0 149016 3129
0.0113 1690
0.0454 6762
0.0258 3839

trang 59
 Nội lực và tính thép:
Chọn a = 7  h0 = h - a = 30 – 7 = 23cm.
, Rbt = 10.5 kg/cm2
, 405.0;563.0  RR 
 Từ M tính:
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



) 
a
(mm)
chọn
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
M1 312933 23.0 100 14.5 365 0.041 0.979 3.81 12 200 5.66 0.25
M2 168984 22.0 100 14.5 365 0.024 0.988 2.13 10 200 3.93 0.18
MI 676233 23.0 100 14.5 365 0.088 0.954 8.45 14 150 10.26 0.45
MII 383864 23.0 100 14.5 365 0.050 0.974 4.69 12 200 5.66 0.25
Cốt thép bản đáy được bố trí 2 lớp, ta chọn giá trị lớn nhất trong 2 trường hợp trên để bố
trí như sau:
Lớp dưới: phương ngắn: Ø12a150
Phương dài : Ø12a200
Lớp trên: phương ngắn: Ø14a100
c. Kiểm tra võng bản đáy
1
200
l l
f f
 
  
 
Độ võng của bản ngàm bốn cạnh được xác định theo công thức sau:
D
a
q
4
.. 
Trong đó α là hệ số phụ thuộc vào tỉ số (L2/L1) của ô bản:

trang 60
L2/L1 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4
α 0.00126 0.00150 0.00172 0.00191 0.00207
Ta có: L2/L1= 8.5/6.25 = 1.36 tra bảng được α = 0.00206
q = 3891 kg/m2
; a = L1 = 6.25 m
Ta có:
 
10
2
33
2
3
1003125.7
2.0112
3001030
)1(12







hE
D b
Với: Eb = 30.103
MPa; h = 300mm; µ =0,2
Độ võng của ô bản:
  cmfmm
D
a
q 5.27.1
10.03125.7
625
10389100206.0.. 10
4
4
4
 

Kết luận: độ võng của bản đáy nằm trong giới hạn cho phép.
Kết luận: thép bản thành được bố trí như sau:
Lớp dưới: phương ngắn: Ø12a150
Lớp trên: phương ngắn: Ø14a100
4.2.4. Dầm đáy.
a. Hệ dầm đáy và sơ đồ truyền tải:

trang 61
b. Tải trọng tác dụng lên dầm đáy:
Dầm D1 gồm:
Trọng lượng bản thân:
    mkgnbhhg dsđd /3301.125004.03.06.01  
Trọng lượng thành hồ:
  mkgnhbg ttt /22691.1250026.05.425.0  
Tải do bản đáy truyền vào:
mkg
l
qkqp tđ /2644
2
25.6
1086779.0
2
1
1 
Với q là tải bản đáy có xét đẩy nổi:
108628053000891  đnhtbđ qqqq
k là hệ số quy đổi được tính theo công thức sau:
    779.0368.0368.02121 3232
 k
368.0
5.82
25.6
2 2
1





l
l

Tổng tải tác dụng lên dầm D1:
mkgpggG t /524326442269330111 
Dầm D2 gồm:
    mkgnbhhg dsđd /3301.125004.03.06.02  

trang 62
  mkgnhbg ttt /22691.1250026.05.425.0  
mkg
l
qqp tđ /2121
2
25.6
1086
8
5
28
5 1
2 
mkgpggG t /472021212269330222 
Dầm D3 gồm:
    mkgnbhhg dsđd /3301.125004.03.06.03  
  mkgnhbg ttt /22691.1250026.05.425.0  
mkg
l
qqp tđ /4242
2
25.6
1086
8
5
2
28
5
2 1
3 
mkgpggG t /684142422269330333 
c. Tính nội lực
Hệ dầm trực giao do đó có nhiều cách xác định nội lực. Trong thực tế các hệ dầm này
làm việc đồng thời với nhau. Do đó ta giải bài toán hệ dầm này làm việc không gian bằng
cách mô hình bài toán vào Sap2000 (mô hình không gian).

trang 63
Sơ đồ truyền tải
Biểu đồ Moment

trang 64
Biểu đồ lực cắt
BẢNG SỐ LIỆU NỘI LỰC DẦM
Tên dầm Vị trí Lực cắt (Kg)
Momen (M3)
(Kg.cm)
D1
Gối
27833
-4718158
Nhịp 2660243
D2
Gối
14750
0
Nhịp 2365639
D3
Gối
21378
0
Nhịp 3171389
d. Tính thép
Tính cốt dọc
, Rbt = 10.5 kg/cm2
, 405.0;563.0  RR 
Từ M tính:

trang 65
2
ob
m
hbR
M

 ; )211(5.0 m  ;
0hR
M
A
s
s



Đoạn Vị
Trí
Giá trị M a h ho b Rb Rs m  As tt% Chọn thép As ch%
dầm (daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2
) n  n  chọn
D1
Nhịp
2,660,243
7 60 53.0 40 14.5 365 0.163 0.910 15.11 0.71 4 25 19.63 0.93
Gối
C 4,718,158
9 60 51.0 40 14.5 365 0.313 0.806 31.45 1.54 4 20 4 25 32.20 1.58
D2 Nhịp
2,365,639
7 60 53.0 40 14.5 365 0.145 0.921 13.27 0.63 3 25 14.73 0.69
D3 Nhịp
3,171,389
7 60 53.0 40 14.5 365 0.195 0.891 18.40 0.87 4 25 19.63 0.93
Tính cốt đai
, Rbt = 10.5 kg/cm2
Thép CI có: Rsw = 1750 kg/cm2
, 427.0;618.0  RR 
Chọn thép đai Ø8, số nhánh đai n = 2
 Asw = 2x0.503 = 1.005 cm2
Tính Mb:
2
0
1
2
hb
bt
Rnfbb
M  




 
Với: φb2 – hệ số phụ thuộc vào loại bê tông
φf – hệ số ảnh hưởng của cánh tiết diện
φn – hệ số ảnh hưởng của lực dọc
Tính s:
 
Q
bhR
S btnb
2
04
max
1  

0max 2hS 
21
4
Q
ARM
S swswb
tt 
  bR
AR
S
btnfb
swsw
tt
 

1
2
3
2
Sct  h/3
Khoảng cách bố trí:   cm
ct
s
tt
s
tt
ss
bt
S 14,
2
,
1
,
max
min 
Kiểm tra điều kiện chịu nén :

trang 66
011
3.0max hb
b
R
bw
Q  
Bảng tính cốt đai
Đoạn
G.trị
Qmax
a h ho b Chọn thép đai sct Mb smax stt1 stt2 sbt   K.tra
dầm (daN) (cm) (cm) (cm) (cm) n s s (cm) (daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) nén
D1 17,833 6 60 54.5 40 2 8 1.005 20.0 2495010 104.9 55.2 14.0 13 0.0019 1.0677 OK
D2 14,750 6 60 54.0 40 2 8 1.005 20.0 2449440 108.0 79.2 14.0 13 0.0019 1.0677 OK
D3 21,378 6 60 54.0 40 2 8 1.005 20.0 2449440 85.9 37.7 14.0 13 0.0019 1.0677 OK
Bố trí cốt đai như sau:
Đoạn ¼ đầu dầm bố trí đai Ø8a100
Đoạng giữa đàm bố trí đai Ø8a200

Thuyet minh be nuoc ngam

More Related Content

What's hot

Similar to Thuyet minh be nuoc ngam

Thuyet minh be nuoc ngam