I. IV.1. CẤU TẠO CẦU THANG
V.4. TÍNH TOÁN BẢN THÀNH
Chọn sơ bộ chiều dày thành hồ δbt =12cm Chiều rộng B1= B2= 8m
Chieàu cao H= 2.25m. Xeùt tyû soá BH1 = = >82 4 2
Do đó bản thành làm việc một phương. Để tính toán ta cắt dải bản bề rộng 1m để tính.
V.4.2. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG
Để đơn giản tính toán, bỏ qua trọng lượng bản thân bản thành. Trọng lượng bản thân chỉ gây lực nén cho bản thành, xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải trọng tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và gió.
- Tải trọng ngang của nước
Xét trường hợp nguy hiểm nhất khi mực nước trong hồ đạt cao nhất, biểu đồ áp lực nước có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu .
pn=n× ×γn H=1.1x1000x2.25x1m=2475daN/m - Tải trọng gió tác động
TPHCM thuộc vùng áp lực gió II-A , lấy giá trị áp lực gió W0 = 83daN/m2 Đáy bể có cao trình + 5.4m, nắp bể có cao trình + 56.65m.
Theo tiêu chuẩn xây dựng TCVN 2737-1995 “Tải trọng và tác động”, giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:
W(z)= n.c.kt(z).W0 (Lực/diện tích)
Trong đó:
n: Hệ số độ tin cậy n=1.2
c: Hệ số khí động
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 67
c=0.8 đối với gió đẩy
c=0.6 đối với gió hút
Cao trình m
K Cđẩy Chút Wđẩy daN/m2
Whuùt
daN/m2
54 1.486 0.8 0.6 117.44 89.16
56.65 1.496 0.8 0.6 119.68 89.76
Bảng 4.8. Bảng kết quả tính toán áp lực gió Để đơn giản trong tính toán, ta đều chọn Wđẩy= 119.68 daN/m2, Whút= 89.76 daN/m2 IV.4.3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
1. Sơ đồ tính
Cạnh dưới ngàm vào bản đáy.
Cạnh trên tựa đơn do có hệ dầm nắp bao theo chu vi.
Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán.
ơ Trường hợp 1: Hồ đầy nước + giú hỳt
Hình 4.14. Sơ đồ tính và dạng biểu đồ nội lực cho trường hợp1 Trường hợp 2: Hồ không có nươc + gió đẩy.
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 68 Hình 4.15. Sơ đồ tính và dạng biểu đồ nội lực cho trường hợp 2
2. Nội lực
Dùng phương pháp cộng tác dụng, sử dụng công thức trong bảng tra
“sổ tay kết cấu công trình” ta có nội lực cho từng trường hợp tải như sau
Trường hợp 1: Hồ đầy nước + gió hút - Mô men tại ngàm phía thành trong
2 2 2 2
. . 2475 2.25 89.76 2.25
892.11
15 8 15 8
n h
g
p H W H x x
M = + = + = daN.m
- Mô men tại nhịp phía thành ngoài
2 2 2 2
. 9. . 2475 2.25 9 89.76 2.25
404.85
33.6 128 33.6 128
n h
n
p H W H x x x
M = + = + = daN.m
Trường hợp 2: Hồ không có nước + gió đẩy - Mô men tại ngàm phía thành trong
2 2
. 119.68 2.25
75.73
8 8
d g
W H x
M = = = daN.m
- Mô men tại nhịp phía thành ngoài
2 2
9. . 9 119.68 2.25 128 128 42.6
d n
W H x x
M = = = daN.m
3. Tính toán cốt thép - Cốt thép thành trong
Bố trí cốt thép thành trong chạy suốt chiều cao lấy mô men ngàm của trường hợp hồ đầy nước dể tính thép.
- Cốt thép thành ngoài
Bố trí cốt thép thành ngoài chạy suốt chiều cao thì lựa chọn giữa mô men nhịp trong trường hợp hồ đầy nước và mô men ngàm do gió đẩy trong trường hợp hồ không có nước để tìm mô men lớn nhất để tính thép.
Giả thiết a= 2cm, h0= h-a= 12-2= 10 cm
ơ Tớnh toỏn cốt thộp theo cụng thức
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 69
2
. . 0 m
b f
M R b h α =
1 1 2 m ξ = − − α AS = b. .f 0
s
R b h R ξ
Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán được trình bày trong bảng sau Bê tông c p đ b n B25 C t thép AI Rb
daN/cm2
Rbt
daN/cm2
Eb
daN/cm2 αR
Rs daN/cm2
Rsc daN/cm2
ES
daN/cm2 145 10.5 2.7.105 0.437 2250 2250 2.1.106
Bảng 4.9. Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Kết quả tính toán cốt thép được trình bày trong bảng 4.10
Moâmen daN.m
b cm
h0
cm αm ζ AS
cm2
Theùp chọn
AS chọn
cm2
à
%
Mnhòp 404.85 100 10 0.035 0.036 1.47 φ6a150 1.69 0.17
Mgoái 892 100 10 0.078 0.081 3.32 φ8a150 3.35 0.34
Bảng 4.10. Tính toán cốt thép bản thành - Kiểm tra hàm lượng cốt thép
àmin = 0,05%<à= AS/bho <àmax= ξRRb/RS = 0,645.115/2800 =2.65 %.
Vậy hàm lượng cốt thép tính toán thỏa mãn.
Cốt thép cấu tạo chọn φ6a200
IV.4.4. KIỂM TRA NỨT BẢN THÀNH (THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2).
Theo TCVN 356:2005trang 106 phần 7.2.2.1, ta có
acrc < acrc3 acrc3 = 0.2 mm
. . .l s20(3.5 100 ).3 crc
s
a d
E
δ ϕ η σ − à
=
Trong đó:
acrc - khe nứt giới hạn của cấu kiện cấp 3, có một phần tiết diện chịu nén, lấy theo bảng 1 trang 14 TCVN 356:2005
δ = 1 - cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm ϕl = 1.2 - hệ số kể đến tác dụng tải trọng dài hạn
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 70 η = 1.3 - hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép;lấy bằng 1.3 đối với thanh thép tròn trơn
Es - môđun đàn hồi của thép ( Es = 21x104 MPa) d - đường kính cốt thép chịu lực
à - hàm lượng cốt thộp dọc chịu kộo
σs - ứng suất trong các thanh cốt thép lớp ngoài cùng Đối với cấu kiện chịu uốn σs tính theo công thức
s s. M
σ = A z
z - cánh tay đòn của nội ngẫu lực tính theo công thức
( )
'
2 0
1 0
2
f f
f
h
z h h
ϕ ξ ϕ ξ
+
= − +
h'f =0 -Cấu kiện chữ nhật
ϕf =0 -Không có cốt thép chịu nén => z = (1 1 )
2xζ ho
−
ξ = 1 2
1 5( ) 1.8 10
δ λ àα
+ +
+
max 2
, . . 0 b ser
M R b h
δ = λ= 0 (vì h'f , ϕf )
max
. . 0 S
b
A M
R ζ h
=
0
min( ; 0.02) .
AS
à= b h .
4 3
21 10 27 10 7.77
S b
α= E = × =
Ε × Tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thành
Tải gió: Whtc = 89.76/1.2 =74.8 daN/m2
Áp lực nước tại đáy hồ: gntc = 2250/1.1= 2250 daN/m2 Nội lực tiêu chuẩn
MWhgoái = . 2 74.8 22 37.4
8 8
tc
Wh l = × = daN.m
SVTH: ẹinh Vaờn Sụn MSSV: 20661170 Trang 71 MWhnhòp =9. .2 9 74.8 22 21.04
128 128
tc
Wh l = × × = daN.m
Mqngoái = . 2 2250 22 600
15 15
tc
p ln = × = daNm
Mqnnhòp = .2 2250 22 267.85 33.6 33.6
tc
p ln = × = daNm
Mô men tại ngàm phía thành trong
. 2 . 2 2250 22 74.8 22
15 8 15 8
tc tc
n h
g
p H W H x x
M = + = + =637.4 daN.m
Mô men tại nhịp phía thành ngoài
. 2 9. . 2 2250 22 9 74.8 22
33.6 128 33.6 128
tc tc
n h
n
p H W H x x x
M = + = + = 288.89 daN.m
Bê tông nặng có B25, ta có bảng số liệu sau
Bê tông c p đ b n B25 C t thép AI Rb
daN/cm2
Rbt
daN/cm2
Eb
daN/cm2 αR
Rs daN/cm2
Rsc daN/cm2
ES
daN/cm2 145 10.5 2.7.105 0.437 2250 2250 2.1.106
Bảng 4.11. Giá trị tiêu chuẩn của B20
MTC daN.m
b cm
h0 cm
d mm
AS
cm2 δ ζ δ s
daN/cm2 Ζt
cm 100à acrc
mm Kieồm
tra acr ≤
acr3 Mg 600 100 10 8 3.32 0.04 0.54 2991.8 7.3 0.2610.04 0.2 Mn 288.89 100 10 6 1.470.019 0.52 3121.74 7.4 0.1120.02 0.2
Thỏa Thỏa Bảng 4.12. Kiểm tra bề rộng khe nứt bản thành