Tổng quan về thiết kế hồ nước mái

CHÖÔNG 4 THIEÁT KEÁ HOÀ NÖÔÙC MAÙI 4.1. COÂNG NAÊNG VAØ CAÁU TAÏO HOÀ NÖÔÙC MAÙI + Coâng naêng Cung caáp toaøn boä nöôùc sinh hoaït cho toøa nhaø Cung caáp nöôùc phuïc vuï cho coâng taùc cöùu hoûa + Sô ñoà caáu taïo hoà nöôùc Hình 4.1 Maët baèng baûn naép hoà nöôùc maùi Hình 4.2 Maët caét ngang hoà nöôùc maùi Hình 4.3 Maët caét doïc hoà nöôùc maùi 4.2. XAÙC ÑÒNH SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC CAÙC BOÄ PHAÄN HOÀ NÖÔÙC MAÙI 5.2.1. Choïn sô boä chieàu daøy baûn naép, baûn thaønh vaø baûn ñaùy Chieàu daøy caùc baûn naép, baûn thaønh vaø baûn ñaùy ñöôïc choïn theo coâng thöùc sau trong ñoù: D = 0,81,4 – laø heä soá kinh nghieäm phuï thuoäc vaøo taûi troïng m = 3035 – ñoái vôùi baûn 1 phöông m = 4045 – ñoái voái baûn keâ 4 caïch l – laø nhòp cuûa oâ baûn ñoái vôùi baûn 1 phöông vaø laø caïnh ngaén cuûa oâ baûn ñoái vôùi baûn keâ 4 caïch Choïn hb laø moät soá nguyeân theo cm, ñoàng thôøi phaûi ñaûm baûo ñieàu kieän caáu taïo hb > hmin hmin = 5 cm ñoái vôùi nhaø maùi baèng, hmin = 6 cm ñoái vôùi nhaø daân duïng vaø hmin = 7 cm ñoái vôùi saøn nhaø coâng nghieäp Chieàu daøy caùc oâ baûn ñöôïc choïn theo baûng 5.1. Teân caáu kieän D ln (m) m htính (cm) hchoïn (cm) Baûn naép 0,8 4,00 40 8,0 10 Baûn thaønh 1,4 1,75 30 8,2 10 Baûn ñaùy 1,4 4,00 40 14,0 15 Baûng 4.1 Xaùc ñònh chieàu daøy baûn naép, baûn thaønh vaø baûn ñaùy 4.2.2. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm Chieàu cao tieát dieän daàm h ñöôïc choïn theo coâng thöùc trong ñoù: ld – laø nhòp daàm ñang xeùt md = 1220 – ñoái vôùi daàm phuï md = 812 – ñoái vôùi daàm chính Beà roäng tieát dieän daàm ñöôïc choïn theo coâng thöùc Chieàu cao vaø beà roäng daàm ñöôïc choïn theo baûng 5.2. Teân caáu kieän ld (m) m htính (cm) hchoïn (cm) btính (cm) bchoïn (cm) Kích thöôùc daàm bxh (cm) D1 8 16 50 50 25,0 25 25x50 D2 8 16 50 50 25,0 25 25x50 D3 8 14 57 60 30,0 30 30x60 D4 8 14 57 60 30,0 30 30x60 D5 4 8 50 50 25,0 25 25x50 D6 4 8 50 50 25,0 25 25x50 D7 4 10 40 40 20,0 20 20x40 D8 4 10 40 40 20,0 20 20x40 Baûng 4.2 Xaùc ñònh kích thöôùc tieát dieän daàm 4.2.3. Xaùc ñònh sô boä tieát dieän coät Choïn sô boä tieát dieän coät: Coät C1: 30x30 cm Coät C2: 30x30 cm. 4.3. XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG 4.3.1. Baûn naép + Tónh taûi Goàm troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn naép Ñöôïc tính toaùn cuï theå trong baûng 5.3 STT Caùc lôùp caáu taïo g (daN/m3) d (mm) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) 1 Lôùp vöõa traùt 1800 20 1,3 36 46,8 2 Baûn BTCT 2500 100 1,3 250 275 3 Lôùp vöõa traùt 1800 15 1,3 30 35,1 ∑gbntt 356,9 Baûng 4.3 Troïng löôïng caùc lôùp caáu taïo baûn naép + Hoaït taûi Theo TCVN 2737 – 1995, ôû baûng 3 muïc 4.3.1 thì hoaït taûi söûa chöõa maùi laø ptc = 75 daN/m2, vôùi heä soá ñoä tin caäy n = 1,3 => ptt = ptc.n = 75.1,3 = 97,5 (daN/m2) + Toång taûi troïng taùc duïng leân baûn naép qbn = gbntt + ptt = 356,9 + 97,5 = 454,4 (daN/m2). 4.3.2. Baûn ñaùy + Tónh taûi Goàm troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn ñaùy Ñöôïc tính toaùn cuï theå trong baûng 5.4 STT Caùc lôùp caáu taïo g (daN/m3) d (mm) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) 1 Ñaù Granit 2000 10 1,2 20 24 2 Lôùp vöõa loùt taïo doác 1800 50 1,3 90 117 3 Lôùp BT choáng thaám 2000 30 1,1 60 66 4 Baûn BTCT 2500 150 1,1 375 412,5 5 Lôùp vöõa traùt 1800 15 1,3 30 35,1 ∑gbñtt 575 654,6 Baûng 4.4 Troïng löôïng caùc lôùp caáu taïo baûn ñaùy + Taûi troïng nöôùc qntt = = 1,1.1000.1,75 = 1925 (daN/m2) + Toång taûi troïng taùc duïng leân baûn ñaùy qbñtt = gbñtt + qntt = 654,6 +1925 = 2579,6 (daN/m2). 4.3.3. Baûn thaønh + Tónh taûi Goàm troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn thaønh Ñöôïc tính toaùn cuï theå trong baûng 5.5 STT Caùc lôùp caáu taïo g (daN/m3) d (mm) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) 1 Ñaù Granit 2000 10 1,2 20 24 2 Lôùp vöõa loùt taïo doác 1800 50 1,3 90 117 3 Lôùp BT choáng thaám 2000 30 1,1 60 66 4 Baûn BTCT 2500 100 1,1 250 275 5 Lôùp vöõa traùt 1800 15 1,3 30 35,1 ∑gbttt 517,1 Baûng 4.5 Troïng löôïng caùc lôùp caáu taïo baûn thaønh + Taûi troïng gioù Theo TCVN 2737 – 1995, taûi troïng gioù ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc W = n.k.c.Wo (daN/m2) trong ñoù: Wo – laø giaù trò aùp löïc gioù laáy theo baûn ñoà phaân vuøng phuï luïc D vaø ñieàu 6.4 k – laø heä soá tính ñeán söï thay ñoåi cuûa aùp löïc gioù theo ñoä cao laáy theo baûng 5 c – laø heä soá khí ñoäng laáy theo baûng 6. Coâng trình xaây döïng ôû thaønh phoá Hoà Chí Minh thuoäc vuøng IIa ta coù: Wo = 95 – 12 = 83 (daN/m2) Coâng trình xaây döïng ôû ñòa hình bò che chaén maïnh (daïng ñòa hình C), taïi ñoä cao z = 60,5 m => k = 1,0825 Theo baûng 6 TCVN 2737 – 1995, heä soá kkhí ñoäng c laø Phía gioù ñaåy: c = + 0,8 Phía gioù huùt: c = - 0,6 Heä soá ñoä tin caäy n = 1,2 => Phía gioù ñaåy: W = 1,2.1,0825.0,8.83 = 86,3 (daN/m2) Phía gioù huùt: W = 1,2.1,0825.0,6.83 = 64,7 (daN/m2). 4.4. TÍNH TOAÙN CAÙC BOÄ PHAÄN HOÀ NÖÔÙC MAÙI 4.4.1. Baûn naép Ta coù tyû soá caïnh daøi treân caïnh ngaén laø , neân oâ baûn thuoäc oâ baûn ñôn keâ 4 caïnh 4.4.1.1. Sô ñoà tính Xeùt tyû soá chieàu cao daàm naép vôùi beà daøy baûn naép > 3, neân oâ baûn naép coù sô ñoà tính laø 2 caïnh lieân keát ngaøm vôùi daàm naép vaø 2 caïnh töïa ñôn leân baûn thaønh hoà nöôùc maùi, sô ñoà tính ñöôïc theå hieän ôû hình 5.4 Hình 4.4 Sô ñoà tính baûn naép 4.4.1.2. Xaùc ñònh noäi löïc Caùc giaû thieát tính toaùn: Caùc oâ baûn keâ ñöôïc tính nhö caùc baûn ñôn. Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa caùc oâ baûn keá caän Tính baûn theo sô ñoà ñaøn hoài. Kích thöôùc oâ baûn laáy töø truïc daàm ñeán truïc daàm Caét moät daûi baûn roäng 1 meùt theo caû hai phöông caïch ngaén vaø caïch daøi oâ baûn ñeå tính + Moâmen nhòp: M1 = i1.P : laø moâmen döông lôùn nhaát taïi giöõa nhòp theo phöông caïch ngaén M2 = i2.P : laø moâmen döông lôùn nhaát taïi giöõa nhòp theo phöông caïch daøi + Moâmen goái: MI = i1.P : laø moâmen aâm lôùn nhaát taïi goái theo phöông caïch ngaén MII = i2.P : laø moâmen aâm lôùn nhaát taïi goái theo phöông caïch daøi trong ñoù: P = qbn.l1.l2 : laø toång taûi troïng taùc duïng leân oâ baûn + qbn = gbntt + ptt = 454,4 (daN/m2) gstt, ptt: laø tónh taûi vaøhoaït taûi taùc duïng leân oâ baûn => P = 454,4.4.4 = 7270,4 (daN) + i1, i2, i1, i2: laø caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng 1.19 soå tay thöïc haønh keát caáu coâng trình cuûa PGS.PTS.VUÕ MAÏNH HUØNG, phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1. OÂ baûn saøn Kích thöôùc Tæ soá l2/l1 i1 i2 i1 i2 l2 (m) l1 (m) S1 4 4 1,00 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 Baûng 4.6 Xaùc ñònh caùc heä soái1, i2, i1, i2 OÂ baûn saøn Taûi troïng P (daN) Caùc heä soá Giaù trò moâmen (daN.m) i1 i2 i1 i2 M1 M2 MI MII S1 7270,4 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 130,1 130,1 303,2 303,2 Baûng 4.7 Xaùc ñònh caùc giaù trò moâmen theo caû 2 phöông 4.4.1.3. Tính toaùn coát theùp Choïn chieàu daøy lôùp beâ toâng baûo veä laø a = 1,5 cm Chieàu cao tính toaùn laøho = h – a = 10 -1,5 = 8,5 cm Beà roäng tính toaùn cuûa daûi baûn laø b = 100 cm Löïa choïn vaät lieäu nhö baûng 5.8 Beâ toâng B25 Coát theùp AI Rb (daN/m2) Rbt (daN/m2) Eb (daN/m2) Rs (daN/m2) Rsc (daN/m2) Es (daN/m2) 1,45.1 1,05.1 30.1 2,25.1 2,25.1 210.1 Baûng 4.8 Ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng tính toaùn + Trình töï tính toaùn Coâng thöùc tính toaùn: . Vôùi M laø momen taïi vò trí tính theùp Kieåm tra ñieàu kieän = 0,439. Neáu thoûa maõn ( töùc laø= 0,651 thì töø tra baûng theo TCVN 356 - 2005 phuï luïc E coù ñöôïc ) Dieän tích coát theùp yeâu caàu Neáu thì taêng kích thöôùc tieát dieän hoaëc ñaët coát keùp Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: Khi Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.9 OÂ baûn saøn Giaù trò moâmen (daN.m/m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) s S1 M1 130,1 0,0124 0,9938 0,68 8 200 1,00 0,12 Thoûa M2 130,1 0,0124 0,9938 0,68 8 200 1,00 0,12 Thoûa MI 303,2 0,0289 0,9856 1,61 10 200 2,36 0,28 Thoûa MII 303,2 0,0289 0,9856 1,61 10 200 2,36 0,28 Thoûa Baûng 4.9 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp baûn naép Taïi vò trí loã thaêm ôû treân baûn naép coù Ascaét = 0,85 theo caû 2 phöông caïnh daøi vaø caïnh ngaén. Ta gia cöôøng 2 F12 (As = 2,26 cm2 > 1,5. Ascaét = 1,5.0,85 = 1,28 cm2) cho caû 2 phöông caïnh daøi vaø caïnh ngaén cuûa baûn naép. Ñoaïn neo theùp cho caû 2 phöông laø: Lneo 40d = 40.12 = 480 mm => choïn Lneo = 500 mm. 4.4.2. Baûn thaønh 4.4.2.1. Taûi troïng Baûn thaønh laø moät caáu kieän chòu neùn uoán ñoàng thôøi. Löïc neùn trong baûn thaønh chæ do troïng löôïng baûn thaân thaønh vaø cuûa baûn naép gaây leân, ñeå ñôn giaûn ta xem baûn thaønh chæ chòu uoán vaø kieåm tra laïi coát theùp baûn thaønh theo caáu kieän chòu neùn leäch taâm Baûn thaønh coù tyû soá caïnh daøi chia caïnh ngaén luoân lôùn hôn 2 (theo phöông caïnh ngaén vaø caïnh ngaén cuûa hoà nöôùc maùi: ld/ln = 4/1,6 = 2,5 > 2) neân baûn thaønh thuoäc baûn loaïi daàm Sô ñoà taûi troïng taùc duïng vaøo baûn thaønh ñöôïc trình baøy trong hình 5.5 Hình 4.5 Sô ñoà taûi troïng taùc duïng leân baûn thaønh Tröôøng hôïp taûi troïng baát lôïi nhaát leân baûn thaønh laø khi chòu taùc ñoäng cuûa gioù huùt. Neân ta duøng taûi troïng naøy ñeå xaùc ñònh noäi löïc trong baûn thaønh. 4.4.2.2. Sô ñoà tính Baûn laøm vieäc moät phöông, caét moät daûi baûn roäng 1 m ñeå tính toaùn Tính baûn theo sô ñoà ñaøn hoài, kích thöôùc laáy töø tim daàm ñeán tim baûn naép Sô ñoà tính nhö hình 5.6 Hình 4.6 Sô ñoà tính baûn thaønh 4.4.2.3. Xaùc ñònh noäi löïc Bieåu ñoà noäi löïc do gioù vaø aùp löïc nöôùc gaây ra ñöôïc theå hieän nhö hình 5.7 Hình 4.7 Bieåu ñoà moâmen do gioù vaø aùp löïc ngang cuûa nöôùc gaây ra MWhgối = (daN.m) MWhnhịp = (daN.m) Mqngối = (daN.m) Mqnnhịp = (daN.m) Moâmen döông lôùn nhaát ôû nhòp vaø moâ men aâm lôùn nhaát ôû goái do gioù vaø nöôùc gaây ra laø Mnhòp = MWhnhịp + Mqnnhịp = 11,65 + 146,67 = 158,32 (daNm) Mgoái = MWhgối + Mqngối = 20,7 + 328,53 = 349,23 (daNm) 4.4.2.4. Tính toaùn coát theùp Caùc giaû thieát tính toaùn: - Choïn a = 1,5 cm: laø chieàu daøy lôùp beâ toâng baûo veä => ho = h – a = 10 - 1,5 = 8,5 cm: laø chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän Baûn thaønh ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán, söû duïng vaät lieäu nhö baûng 5.8, coâng thöùc tính toaùn vaø kieåm tra haøm löôïng coát theùp gioáng nhö ôû phaàn baûn naép muïc 5.4.1.c Keát quaû tính toaùn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.10. OÂ baûn saøn Giaù trò moâmen (daN.m/m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) s Baûn thaønh Mnhòp 158,32 0,0151 0,9925 0,83 8 200 1,51 0,18 Thoûa Mgoái 349,23 0,0333 0,9832 1,86 10 200 2,36 0,28 Thoûa Baûng 4.10 Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp baûn thaønh 4.4.2.5. Kieåm tra coát theùp baûn thaønh theo caáu kieän chòu neùn leäch taâm Cắt moät daûi baûn roäng 10 cm ñeå kieåm tra Vôùi: Moâment M = 349,23.0,1 = 34,923 (daNm) Lực docï do troïng löôïng baûn thaân bản thaønh truyeàn vaøo N = 517,1.0,1 .0,1 = 5,171 (daN) Tieát dieän kieåm tra laø bxh = 10x10 (cm2) lo = 1,25.H = 0,7.1,6 = 1,12 (m) = 112 (cm) Ñoä maûnh => xeùt ñeán uoán doïc a = a’ = 1,5 (cm) ho = h – a = 10 – 1,5 = 8,5 (cm) As = 2,36 (cm2); As’ = 1,51 (cm2) eo = + ea = + 0,1 = 6,85 (m) = 685 (cm) = 0,046 I = = 833,33 (cm4) Vôùi ( = 1 vôùi beâ toâng naëng; Ml = M) =>= 7384 (daN) Heä soá uoán doïc e = .eo + - a = 685 + - 1,5 = 688,5 (cm) e’ = .eo - - a = 685 - - 1,5 = 678,5 (cm) = 1,32 (cm) = 0,155 < = 0,605 => kieåm tra theo coâng thöùc N.e < N.e = 5,171.685 = 3425 (daN.cm) = 34,25 (daN.m) = = 14,5.105.0,1.0,0132.(0,085-0,5.0,0132) + 225.105.2,36.10-4.(0,085-0,015) = 521,8 (daNm) => N.e < . Vaäy baûn thaønh ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.4.2.6. Kieåm tra söï môû roäng veát nöùt ôû baûn thaønh (traïng thaùi giôùi haïn 2) (Theo TCVN 356 – 1995) = 0,3 trong ñoù: - laø giaù trò beà roäng veát nöùt giôùi haïn cuûa caáu kieän caáp 3: coù moät phaàn tieát dieän chòu neùn = 1 – ñoái vôùi caáu kieän chòu uoán vaø neùn leäch taâm = 0,28% < 2% = 1,6 – 15.= 1,6 – 15.0,28% = 1,558 – ñoái vôùi beâ toâng naëng = 1,4 – ñoái vôùi coát theùp trôn Es = 210.108 (daN/m2) ) As = Taûi troïng tieâu chuaån taùc duïng leân baûn thaønh laø Taûi troïng tieâu chuaån do gioù: Whtc == 59,92 (daN/m2) AÙp löïc nöôùc taïi ñaùy hoà: gntc = 1750 (daN/m2) Noäi löïc tieâu chuaån: MWhgối = (daN.m/m) MWhnhịp = (daN.m/m) Mqngối = (daN.m/m) Mqnnhịp = (daN.m/m) Vaäy: Mgtc = 19,17 + 298,67 = 308,84 (daN.m/m) Mnhtc = 10,79 + 133,33 = 144,12 (daN.m/m) Keát quaû tính toaùn kieåm tra söï môû roäng veát nöùt ñöôïc trình baøy ôû baûng 5.11. OÂ baûn saøn Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Z1 (cm) ss (daN/cm2) acrc (mm) acrcgh (mm) Nhaän xeùt Baûn thaønh Mg 308,84 0,0295 0,9853 2,36 8,38 1563 0,223 0,3 THOÛA Mnh 144,12 0,0138 0,9931 1,51 8,44 1131 0,155 0,3 THOÛA Baûng 4.11 Keát quaû tính toaùn vaø so saùnh söï môû roäng veát nöùt ôû baûn thaønh Vaäy coát theùp treân ñuû khaû naêng chòu söï môû roäng veát nöùt ôû baûn thaønh 4.4.3. Baûn ñaùy 4.4.3.1. Sô ñoà tính Xeùt tyû soá caïnh ngaén treân caïnh daøi = 1 baûn thuoäc loaïi baûn keâ 4 caïnh Xeùt lieân keát giöõa daàm vôùiø baûn ñaùy theo tyû soá chieàu cao daàm treân chieàu daøy baûn ñaùy > 3 => baûn ñaùy lieân keát ngaøm vôùi heä daàm ñaùy Sô ñoà tính oâ baûn ñaùy nhö hình 5.8. Hình 4.8 Sô ñoà tính baûn ñaùy 4.4.3.2. Xaùc ñònh noäi löïc - OÂ baûn ñöôïc tính nhö oâ baûn ñôn, khoâng xeùt ñeán söï aûnh höôûng cuûa caùc oâ baûn beân caïnh - OÂ baûn ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài. Nhòp tính toaùn laø khoaûng caùch giöõa 2 truïc daàm - caét moät daûi baûn coù beà roäng 1 m theo caû 2 phöông caïnh daøi vaø caïnh ngaén cuûa oâ baûn ñeå tính toaùn Ta coù: qbñtt = 2854,6 (daN/m2) => P = qbñtt.ld.ln = 2854,6.4.4 = 45673,6 (daN) + Moâmen nhòp: M1 = i1.P : laø moâmen döông lôùn nhaát taïi giöõa nhòp theo phöông caïch ngaén M2 = i2.P : laø moâmen döông lôùn nhaát taïi giöõa nhòp theo phöông caïch daøi + Moâmen goái: MI = i1.P : laø moâmen aâm lôùn nhaát taïi goái theo phöông caïch ngaén MII = i2.P : laø moâmen aâm lôùn nhaát taïi goái theo phöông caïch daøi Vôùi i1, i2,i1,i2: laø caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng 1.19 soå tay thöïc haønh keát caáu coâng trình cuûa PGS.PTS.VUÕ MAÏNH HUØNG, phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1. OÂ baûn saøn Kích thöôùc Tæ soá ld/ln i1 i2 i1 i2 ln (m) ld (m) S2 4,00 4,00 1,00 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 Baûng 4.12 Xaùc ñònh caùc heä soá i1,i2,i1,i2 OÂ baûn saøn Taûi troïng P (daN) Caùc heä soá Giaù trò moâmen (daN.m) i1 i2 i1 i2 M1 M2 MI MII S2 45673,6 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 817,56 817,56 1904,6 1904,6 Baûng 4.13 Gía trò noäi löïc moâmen trong oâ baûn ñaùy 4.4.3.3. Tính toaùn coát theùp Caùc giaû thieát tính toaùn: - Choïn a = 1,5 cm: laø chieàu daøy lôùp beâ toâng baûo veä => ho = h – a = 15 - 1,5 = 13,5 cm: laø chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän Baûn thaønh ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán, söû duïng vaät lieäu nhö baûng 5.8, coâng thöùc tính toaùn vaø kieåm tra haøm löôïng coát theùp gioáng nhö ôû phaàn baûn naép muïc 5.4.1.c Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.14. OÂ baûn saøn Giaù trò moâmen (daN.m/m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) s S2 M1 817,56 0,0309 0,9815 2,74 10 200 3,92 0,23 THOÛA M2 817,56 0,0309 0,9815 2,74 10 200 3,92 0,23 THOÛA MI 1904,6 0,0721 0,9627 6,51 12 160 6,78 0,5 THOÛA MII 1904,6 0,0721 0,9627 6,51 12 160 6,78 0,5 THOÛA Baûng 4.14 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp baûn ñaùy 4.4.3.4. Kieåm tra söï môû roäng veát nöùt ôû baûn ñaùy (traïng thaùi giôùi haïn 2) (Theo TCVN 356 – 1995) = 0,2 trong ñoù: - laø giaù trò beà roäng veát nöùt giôùi haïn cuûa caáu kieän caáp 3: coù moät phaàn tieát dieän chòu neùn = 1 – ñoái vôùi caáu kieän chòu uoán vaø neùn leäch taâm = 0,5% < 2% = 1,6 – 15.= 1,6 – 15.0,5% = 1,525 – ñoái vôùi beâ toâng naëng = 1,4 – ñoái vôùi coát theùp trôn Es = 210.108 (daN/m2) ) As = Taûi troïng tieâu chuaån taùc duïng leân baûn ñaùy laø qtc = 575 + 1925/1,1 = 2325 daN/m2 Ptc = qtc .ld.ln = 2325.4.4 = 37200 (daN). Vậy: M1 = i1.P = 0,0179.37200 = 665,9 (daNm/m) MI = i1.P = 0,0417.37200 = 1551,2 (daNm/m) M2 = i2.P = 0,0179.37200 = 665,9 (daNm/m) MII = i2.P = 0,0417.37200 = 1551,2 (daNm/m) Keát quaû tính toaùn kieåm tra söï môû roäng veát nöùt ñöôïc trình baøy ôû baûng 5.15. OÂ baûn Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Z1 (cm) ss (daN/cm2) acrc (mm) acrcgh (mm) Nhaän xeùt S2 M1 665,9 0,0252 0,9874 3,92 13,33 1274 0,181 0,3 THOÛA MI 1551,2 0,0587 0,9697 6,78 13,09 1748 0,232 0,3 THOÛA M2 665,9 0,0252 0,9874 3,92 13,33 1274 0,181 0,3 THOÛA MII 1551,2 0,0587 0,9697 6,78 13,09 1748 0,232 0,3 THOÛA Baûng 4.15 Keát quaû tính toaùn vaø so saùnh söï môû roäng veát nöùt ôû baûn ñaùy 4.4.4. Daàm naép vaø daàm ñaùy 4.4.4.1. Xaùc ñònh taûi troïng Troïng löôïng baûn thaân daàm Daàm D1 (25x50): gD1 = 0,25.0,5.2500.1,1 = 343,75 (daN/m) Daàm D2 (25x50): gD2 = 0,25.0,5.2500.1,1 = 343,75 (daN/m) Daàm D3 (30x60): gD3 = 0,3.0,6.2500.1,1 = 495 (daN/m) Daàm D4 (30x60): gD4 = 0,3.0,6.2500.1,1 = 495 (daN/m) Daàm D5 (25x50): gD5 = 0,25.0,5.2500.1,1 = 343,75 (daN/m) Daàm D6 (25x50): gD6 = 0,25.0,5.2500.1,1 = 343,75 (daN/m) Daàm D7 (20x40): gD7 = 0,2.0,4.2500.1,1 = 220 (daN/m) Daàm D8 (20x40): gD8 = 0,2.0,4.2500.1,1 = 220 (daN/m) Taûi troïng töø baûn naép (baûn ñaùy) truyeàn vaøo daàm naép (daàm ñaùy): Taûi troïng truyeàn vaøo trong daàm döôùi daïng taûi hình tam giaùc. Caùc taûi troïng tam giaùc ñöôïc quy veà thaønh taûi troïng töông ñöông phaân boá ñeàu leân daàm theo coâng thöùc sau qtñ = .q.B trong ñoù: B – laø beà roäng nhaän taûi töø oâ baûn truyeàn vaøo daàm q – laø taûi troïng töø oâ baûn truyeàn vaøo Sô ñoà truyeàn taûi troïng töø oâ baûn vaøo daàm naép vaø daàm ñaùy ñöôïc theå hieän trong hình 5.9 vaø 5.10 Hình 4.9 Sô ñoà truyeàn taûi troïng töø baûn naép vaøo trong daàm naép Hình 4.10 Sô ñoà truyeàn taûi troïng töø baûn ñaùy vaøo trong daàm ñaùy Taûi troïng töø baûn naép truyeàn vaøo trong daàm D1 vaø D2 laø qbntñ = .q.B = .454,4.4 = 1136 (daN/m) Taûi troïng töø baûn naép truyeàn vaøo trong daàm D7 vaø D8 laø qbntñ = .q.B = .454,4.2 = 568 (daN/m) Taûi troïng töø baûn ñaùy truyeàn vaøo trong daàm D3 vaø D4 laø qbñtñ = .q.B = .2579,6.4 = 6449 (daN/m) Taûi troïng töø baûn ñaùy truyeàn vaøo trong daàm D5 vaø D6 laø qbñtñ = .q.B = .2579,6.2 = 3224,5 (daN/m) Taûi troïng töø baûn thaønh truyeàn vaøo trong daàm D5 vaø D6 laø qbttñ = qbntñ + gbt = 497 + 517,1.4 = 2636,4 (daN/m) Toång taûi troïng taùc duïng vaøo daàm D1 vaø D2 laø qD1 = qbntñ + gD1 = 1136 + 343,75 = 1479,75 (daN/m) qD2 = qbntñ + gD2 = 1136 + 343,75 = 1479,75 (daN/m) Toång taûi troïng taùc duïng vaøo daàm D3 vaø D4 laø qD3 = qbñtñ + gD3 = 6449 + 495 = 6944 (daN/m) qD4 = qbñtñ + gD4 = 6449 + 495 = 6944 (daN/m) Toång taûi troïng taùc duïng vaøo daàm D5 vaø D6 laø qD5 = qbñtñ + gD5 + qbttt = 3224,5 + 343,75 + 2636,4 = 6204,65 (daN/m) qD6 = qbñtñ + gD6 + qbttt = 3224,5 + 343,75 + 2636,4 = 6204,65 (daN/m). Toång taûi troïng taùc duïng vaøo daàm D7 vaø D8 laø qD7 = qbntñ + gD7 = 568 + 220 = 788 (daN/m) qD8 = qbntñ + gD8 = 568 + 220 = 788 (daN/m) 4.4.4.2. Sô ñoà tính Heä daàm tröïc dao D1, D2 vaø D3, D4; heä daàm bieân D5, D6 vaø D7, D8 vaø heä coät cuûa baûn ñaùy tính nhö heä khung, ñöôïc theå hieän ôû hình 5.11 Hình 4.12 Sô ñoà heä khung cuûa baûn ñaùy 4.4.4.3. Xaùc ñònh noäi löïc Noäi löïc heä daàm naép vaø heä daàm ñaùy ñöôïc xaùc ñònh baèng phaàn meàn SAP 2000 + Noäi löïc heä daàm naép vaø heä daàm ñaùy ñöôïc theå hieän trong hình 5.13, hình 5.14, hình 5.15 vaø hình 5.16 ñôn vò söû duïng laø N, m Hình 4.13 Bieåu ñoà moâmen heä daàm naép bieân vaø daàm ñaùy bieân Hình 4.14 Bieåu ñoà moâmen heä daàm tröïc dao naép vaø heä daàm tröïc dao ñaùy Hình 4.15 Bieåu ñoà löïc caét heä daàm bieân naép vaø heä daàm bieân ñaùy Hình 4.16 Bieåu ñoà löïc caét heä daàm tröïc dao naép vaø heä daàm tröïc dao ñaùy Keát quaû noäi löïc trong caùc heä daàm: - Daàm D1 vaø D2: Moâmen nhòp lôùn nhaát Mnh = 5055 (daN.m) Moâmen goái lôùn nhaát Mg = 6783 (daN.m) Löïc caét lôùn nhaát ôû goái Qg = 5919 (daN) - Daàm D3 vaø D4: Moâmen nhòp lôùn nhaát Mnh = 28075 (daN.m) Moâmen goái lôùn nhaát Mg = 27477 (daN.m) Löïc caét lôùn nhaát ôû goái Qg = 27776 (daN) - Daàm D5 vaø D6: Moâmen nhòp lôùn nhaát Mnh = 5193 (daN.m) Moâmen goái lôùn nhaát Mg = 9847 (daN.m) Löïc caét lôùn nhaát ôû goái Qg = 13725 (daN) - Daàm D7 vaø D8: Moâmen nhòp lôùn nhaát Mnh = 569 (daN.m) Moâmen goái lôùn nhaát Mg = 1097 (daN.m) Löïc caét lôùn nhaát ôû goái Qg = 1621 (daN). 4.4.4.4. Tính coát theùp doïc * Daàm D1, D2 tính vôùi tieát dieän chöõ nhaät bxh = 25x50 (cm2) Caùc giaû thieát tính toaùn: Giaû thieát a = 5 cm => ho = h – a = 50 – 5 = 45 cm Daàm tröïc dao ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.16 Beâ toâng B25 Coát theùp AII Rb (daN/m2) Rbt (daN/m2) Eb (daN/m2) Rs (daN/m2) Rsc (daN/m2) Es (daN/m2) 1,45.1 1,05.1 30.1 2,8.1 2,8.1 210.1 Baûng 4.16 Ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng tính toaùn + Trình töï tính toaùn Coâng thöùc tính toaùn: . Vôùi M laø momen taïi vò trí tính theùp Kieåm tra ñieàu kieän = 0,432. Neáu thoûa maõn ( töùc laø= 0,632 thì töø tra baûng theo TCVN 356 - 2005 phuï luïc E coù ñöôïc ) Dieän tích coát theùp yeâu caàu Neáu thì taêng kích thöôùc tieát dieän hoaëc ñaët coát keùp Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: Khi Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.17 Daàm Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) D1, D2 Mnh 5055 0,0689 0,9645 4,16 3f14 4,62 0,41 THOÛA Mg 6873 0,0936 0,9508 5,74 3f16 6,03 0,54 THOÛA Baûng 4.17 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp daàm D1, D2 * Daàm D3, D4 tính vôùi tieát dieän chöõ nhaät bxh 30x60 (cm2) Caùc giaû thieát tính toaùn: Giaû thieát a = 6 cm => ho = h – a = 60 – 6 = 54 cm Daàm tröïc dao ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.16 Coâng thöùc tính toaùn coát theùp gioáng nhö coâng thöùc tính toaùn daàm D3, D4 Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.18 Daàm Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) D3 Mnh 28075 0,2213 0,8734 21,26 4f28 24,63 1,52 THOÛA Mg 27477 0,2166 0,8765 20,73 3f30 21,21 1,31 THOÛA D4 Mnh 28075 0,2213 0,8734 21,26 4f28 24,63 1,52 THOÛA Mg 27477 0,2166 0,8765 20,73 3f30 21,21 1,31 THOÛA Baûng 4.18 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp daàm D3 , D4 * Daàm D5, D6 tính vôùi tieát dieän chöõ nhaät bxh = 25x50 (cm2) Caùc giaû thieát tính toaùn: Giaû thieát a = 5 cm => ho = h – a = 50 – 5 = 45 cm Daàm tröïc dao ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.16 Coâng thöùc tính toaùn coát theùp gioáng nhö coâng thöùc tính toaùn daàm D5, D6 Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.19. Daàm Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) D5 Mnh 5193 0,0707 0,9635 4,28 3f16 6,03 0,54 THOÛA Mg 9847 0,1341 0,9277 8,42 3f20 9,42 0,84 THOÛA D6 Mnh 5193 0,0707 0,9635 4,28 3f16 6,03 0,54 THOÛA Mg 9847 0,1337 0,9277 8,42 3f20 9,42 0,84 THOÛA Baûng 4.19 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp daàm D5 , D6 * Daàm D7, D8 tính vôùi tieát dieän chöõ nhaät bxh = 20x40 (cm2) Caùc giaû thieát tính toaùn: Giaû thieát a = 5 cm => ho = h – a = 40 – 5 = 35 cm Daàm tröïc dao ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.16 Coâng thöùc tính toaùn coát theùp gioáng nhö coâng thöùc tính toaùn daàm D7, D8 Keát quaû tính toaùn vaø choïn coát theùp ñöôïc trình baøy trong baûng 5.20. Daàm Giaù trò moâmen (daN.m) am z As (cm2) Theùp choïn As (cm2) m (%) Nhaän xeùt F (mm) D7 Mnh 569 0,016 0,9920 0,59 2f14 3,08 0,44 THOÛA Mg 1097 0,0309 0,9845 1,14 2f14 3,08 0,44 THOÛA D8 Mnh 569 0,016 0,9920 0,59 2f14 3,08 0,44 THOÛA Mg 1097 0,039 0,9845 1,14 2f14 3,08 0,44 THOÛA Baûng 4.20 Keát quaû tính toaùn vaø löïa choïn coát theùp daàm D7 , D8 4.4.4.5. Tính coát theùp ñai * Tính coát ñai cho daàm D1, D2 Soá lieäu tính toaùn coát ñai: Daàm tieát dieän chöõ nhaät bxh = 25x50 (cm2) Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.21 Beâ toâng B25 Coát theùp AI Rb (daN/m2) Rbt (daN/m2) Eb (daN/m2) Rs (daN/m2) Rsc (daN/m2) Es (daN/m2) 1,45.1 1,05.1 30.1 2,25.1 2,25.1 210.1 Baûng 4.21 Ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng tính toaùn Tra baûng 4.1 saùch tính toaùn thöïc haønh caáu kieän BTCT cuûa GS.TS.NGUYEÃN ÑÌNH COÁNG, ta coù: = 2; = 0,6; = 1,5; = 0,01 – ñoái vôùi beâ toâng naëng Tieát dieän daàm D1, D2: b = 25 cm; h = 50 cm Coù a = 5 cm => ho = h – a = 50 – 5 = 45 cm Tieát dieän chöõ nhaät:= 0 Khoâng keå ñeán aûnh höôûng cuûa löïc doïc:= 0 + Kieåm tra ñieàu kieän tính toaùn Qo = = 0,5.1,5.1,05.105.0,25.0,45 = 8859 (daN) QA = Qmax = 5919 (daN) Khoâng caàn tính coát ñai, ñaët coát theùp ñai theo yeâu caàu caáu taïo. * Tính coát ñai cho daàm D3 , D4 Soá lieäu tính toaùn coát ñai Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.19 vaø Rsw = 175 MPa Tra baûng 4.1 saùch tính toaùn thöïc haønh caáu kieän BTCT cuûa GS.TS.NGUYEÃN ÑÌNH COÁNG, ta coù: = 2; = 0,6; = 1,5; = 0,01 – ñoái vôùi beâ toâng naëng Tieát dieän daàm D3, D4: bxh = 30x60 (cm2) Coù a = 6 cm => ho = h – a = 60 – 6 = 54 cm Tieát dieän chöõ nhaät:= 0 Khoâng keå ñeán aûnh höôûng cuûa löïc doïc:= 0 + Kieåm tra ñieàu kieän tính toaùn Qo = = 0,5.1,5.1,05.105.0,3.0,54 = 12758 (daN) QA = Qmax = 27776 (daN) > Qo = 12758 (daN) => Caàn phaûi tính coát ñai + Kieåm tra veà ñieàu kieän öùng suaát neùn chính Giaû thieát= 1,05; = 1 -.Rb = 1 – 0,01.30 = 0,7 Qbt = = 0,3.1,05.0,7.1,45.106.0,3.0,54 = 51795 (daN) QA = 27776 (daN) Thoûa maõn ñieàu kieän haïn cheá Ñoàng thôøi QA = 27776 (daN) < 0,7. Qbt = 36257 (daN). Daàm chòu löïc caét khoâng quaù lôùn, duøng phöông phaùp thöïc haønh ñeå tính toaùn + Tính toaùn coát theùp ñai Mb == 2.1,05.105.0,3.0,542 = 18371 (daN.m) C* = (m) > 2.ho = 2.0,54 = 1,08 (m) Laáy C = C* = 2,77 (m) vaø Co = 2.ho = 1,08 (m) Qb = (daN) Qbmin = = 0,6.1,05.105.0,3.0,54 = 10206 (daN) => Qb < Qbmin. Laáy Qb = 10206 (daN) qsw1 = = 16269 (daN/m) qsw1 = = 9450 (daN/m) Laáy qsw = max(qsw1,qsw2) = 16269 (daN/m) Choïn coát theùp ñai f8, 2 nhaùnh, Asw = 2.50,3 = 100,6 mm2 s == 0,108 (m) = 108 (mm) => Choïn s = 100 mm + Ñieàu kieän caáu taïo sct min (; 150 mm) khi h < 450 mm sct min (; 300 mm) khi h 450 mm Vaäy choïn coát theùp ñai f8s100 ñeå boá trí cho daàm. * Tính coát ñai cho daàm D5 , D6 Soá lieäu tính toaùn coát ñai Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.19 vaø Rsw = 175 MPa Tra baûng 4.1 saùch tính toaùn thöïc haønh caáu kieän BTCT cuûa GS.TS.NGUYEÃN ÑÌNH COÁNG, ta coù: = 2; = 0,6; = 1,5; = 0,01 – ñoái vôùi beâ toâng naëng Tieát dieän daàm D5, D6: bxh = 25x50 (cm2) Coù a = 5 cm => ho = h – a = 50 – 5 = 45 cm Tieát dieän chöõ nhaät:= 0 Khoâng keå ñeán aûnh höôûng cuûa löïc doïc:= 0 + Kieåm tra ñieàu kieän tính toaùn Qo = = 0,5.1,5.1,05.105.0,25.0,45 = 8859 (daN) QA = Qmax = 13725 (daN) > Qo = 8859 (daN) => Caàn phaûi tính coát ñai + Kieåm tra veà ñieàu kieän öùng suaát neùn chính Giaû thieát= 1,05; = 1 -.Rb = 1 – 0,01.30 = 0,7 Qbt = = 0,3.1,05.0,7.1,45.106.0,25.0,45 = 35969 (daN) QA = 13253 (daN) Thoûa maõn ñieàu kieän haïn cheá Ñoàng thôøi QA = 13725 (daN) < 0,7. Qbt = 25178 (daN). Daàm chòu löïc caét khoâng quaù lôùn, duøng phöông phaùp thöïc haønh ñeå tính toaùn + Tính toaùn coát theùp ñai Mb == 2.1,05.105.0,25.0,452 = 10631 (daN.m) C* = (m) > 2.ho = 2.0,45 = 0,9 (m) Laáy C = C* = 1,6 (m) vaø Co = 2.ho = 0,9 (m) Qb = (daN) Qbmin = = 0,6.1,05.105.0,25.0,45 = 7088 (daN) => Qb < Qbmin. Laáy Qb = 7088 (daN) qsw1 = = 7374 (daN/m) qsw1 = = 7876 (daN/m) Laáy qsw = max(qsw1,qsw2) = 7876 (daN/m) Choïn coát theùp ñai f8, 2 nhaùnh, Asw = 2.50,3 = 100,6 mm2 s == 0,223 (m) = 223 (mm) => Choïn s = 200 mm + Ñieàu kieän caáu taïo sct min (; 150 mm) khi h < 450 mm sct min (; 300 mm) khi h 450 mm Vaäy choïn coát theùp ñai f8s200 ñeå boá trí cho daàm. * Tính coát ñai cho daàm D7, D8 Soá lieäu tính toaùn coát ñai: Daàm tieát dieän chöõ nhaät bxh = 20x40 (cm2) Löïa choïn vaät lieäu tính toaùn nhö baûng 5.19 Tra baûng 4.1 saùch tính toaùn thöïc haønh caáu kieän BTCT cuûa GS.TS.NGUYEÃN ÑÌNH COÁNG, ta coù: = 2; = 0,6; = 1,5; = 0,01 – ñoái vôùi beâ toâng naëng Tieát dieän daàm D7, D8: b = 25 cm; h = 50 cm Coù a = 5 cm => ho = h – a = 50 – 5 = 45 cm Tieát dieän chöõ nhaät:= 0 Khoâng keå ñeán aûnh höôûng cuûa löïc doïc:= 0 + Kieåm tra ñieàu kieän tính toaùn Qo = = 0,5.1,5.1,05.105.0,2.0,4 = 6300 (daN) QA = Qmax = 1621 (daN) Khoâng caàn tính coát ñai, ñaët coát theùp ñai theo yeâu caàu caáu taïo. 4.4.5. Tính coát theùp coät Hình 4.17 Bieåu ñoà löïc doïc heä daàm ñaùy vaø heä coät Löïc neùn lôùn nhaát taïi chaân coät: Coät C1: N1 = 25430 daN Coät C2: N2 = 64206 daN Coät hoà nöôùc maùi chuû yeáu chòu löïc neùn, neân ta chæ xaùc ñònh löïc neùn truyeàn xuoáng chaân coät vaø tính coát theùp cho coät theo caáu kieän chòu neùn ñuùng taâm laø ñuû Tính coát theùp coät Khaû naêng chòu neùn cuûa coät: Coät C1: NC1 = Rb.b.h = 14,5.105.0,3.0,3 = 130500 (daN) Coät C2: NC2 = Rb.b.h = 14,5.105.0,3.0,3 = 130500 (daN) Ta thaáy khaû naêng chòu neùn cuûa coät laø lôùn hôn nhieàu so vôùi löïc doïc tính toaùn ñöôïc, do ñoù coát theùp coät ñöôïc boá trí theo caáu taïo. Coät C1: Boá trí 4F16 Coät C2: Boá trí 4F16 Boá trí coát theùp coät xem baûn veõ keát caáu.