Đồ án Kỹ Sư Xây Dựng

Đồ án Kỹ Sư Xây Dựng .

MỤC LỤC

Trang PHẦN I

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

1.1 Đặc điểm kiến trúc 2

1.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư công trình 21.1.2 Tổng quan về kiến trúc công trình 31.2 Đặc điểm kết cấu

CHƯƠNG 2

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.2 Giải pháp kết cấu cho công trình 61.2.1 Phân tích khái quát chịu lực về nhà cao tầng nói

sang tiêu chuẩn Hoa Kỳ 102.4 Trình tự tính toán kết cấu 12

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI 13

3.2 Sơ bộ chọn kích thước các bộ phận của hồ nước

3.2.3 Chọn tiết diện cột 15

3.3 Tính toán các bộ phận hồ nước mái 15

3.4 Bố trí thép hồ nước 42

CHƯƠNG 4

4.2 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện cầu thang 434.3 Tải trọng tác dụng lên bản thang 454.4 Tính toán các bộ phận của cầu thang 47

5.3.1 Xác định sơ bộ tiết diện cột và vách cứng 655.3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình 665.3.3 Khối lượng tham gia dao động 685.3.4 Tính toán tần số dao động riêng 695.3.5 Kiểm tra chu kỳ dao động cơ bản của công trình 77

CHƯƠNG 6

6.1.1 Tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió 78

6.1.2 Tính toán thành phần động tải trọng gió 796.1.3 Kết quả tải trọng gió tác động lên công trình theo

6.1.4 Cách nhập tải trọng gió vào mô hình công trình

85

CHƯƠNG 7

THIẾT KẾ SÀN PHẲNG (KHÔNG CÓ MŨ CỘT) 88

7.2 Nguyên tắc tính toán 907.2.1 Các giả thuyết khi tính toán cho mô hình nhà cao

7.2.2 Nguyên tắc tính toán cơ bản 917.2.3 Phân tích sự làm việc của sàn không dầm 927.3 Tính toán sàn tầng điển hình (sàn tầng 8) 92

CHƯƠNG 8

8.1.1 Thiết kế thép cho cột 1118.1.2 Xây dựng biểu đồ tương tác cho cột 1838.1.3 Kiểm tra cột chịu nén lệch tâm xiên 189

CHƯƠNG 9

THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH 191

9.2 Một số vai trò của tầng hầm 193

9.3 Xác định phương án móng 1939.4 Thiết kế móng cọc ép 1949.4.1 Các loại tải trọng dùng tính toán và sơ bộ kích thướt

1949.4.2 Xác định sức chịu tải của cọc ép 1979.4.2.1 Theo cường độ vật liệu 1979.4.2.2 Theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

197 9.4.3 Mặt bằng bố trí cọc 2009.4.3.1 Tính toán sơ bộ tiết diện đài cọc 200

9.4.3.2 Mặt bằng bố trí móng 201

9.4.4.1 Kiểm tra khả năng chịu lực 2039.4.4.2 Kiểm tra khả năng chịu lực khi cẩu lắp 2049.4.5 Kiểm tra ổn định đất nền 206

CHƯƠNG 10

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 25310.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh 25310.2 Kiểm tra chống lật 254

PHẦN III

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT CÔNG TRÌNH

1.1 Nhiệm vụ,yêu cầu thiết kế 256

1.2 Đặc điểm về kiến trúc, qui mô công trình

1.4.2 Nguồn điện thi công 257

1.4.3 Tình hình cung ứng vật tư 257

1.4.4 Nguồn nhân công xây dựng lán trại công trình 257

258

CHƯƠNG 2

CÁC CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

2.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công 259

2.1.1 Giải phóng mặt bằng 259

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

1.1 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC

1.1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH

Hiện nay dân số thế giới nói chung và dân số ViệtNam nói riêng đang ngày tăng lên một cách nhanh chóng.Chính vì lý do đó mà nhu cầu về nhà ở cũng tăng lênđáng kể Mặt khác cùng với sự phát triển về dân số nềnkinh tế nước ta cũng không ngừng tăng trưởng, nhu cầu vềđời sống vật chất và tinh thần của người dân ngày càngnâng cao Việc xây dựng các nhà cao tầng có thể đáp ứngđược các nhu cầu này bởi các đặc điểm sau đây

1.1.2 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

a) Tên công trình

TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI AN BÌNH

b) Địa điểm xây dựng

Công trình được xây dựng ở BÌNH DƯƠNG

c) Qui mô công trình

- Diện tích khu đất: 2546.05 m2

- Chiều cao công trình tính đến sàn mái: 46.2 m (tính từmặt đất tự nhiên)

- Chiều cao công trình tính đến đỉnh mái: 49.4 m (tính từmặt đất tự nhiên)

- Công trình có tổng cộng: 15 tầng kết hợp trung tâmthương mại, siêu thị, tiện ích… bao gồm:

+ Tầng hầm: chiều cao tầng hầm là 3.6m gồm cócác phòng kỹ thuật, phòng điện, kho, chỗ để xe máy,chỗ để xe hơi, diện tích mặt bằng 1998 m2

+ Tầng trệt cao 4 m, và lầu 1 cao 3.2m dùng làm siêuthị, diện tích mặt bằng 1998 m2

+ Lầu 2 tới 13: chiều cao tầng 3.2 m, diện tích mặtbằng 2035 m2 Diện tích mặt sàn 40700 m 2

+ Tầng kỹ thuật: gồm phòng kỹ thuật thang máyvà hồ nước mái chứa nước sinh hoạt và phòng cháychữa cháy

d) Điều kiện tự nhiên

Đặc điểm khí hậu BÌNH DƯƠNG được chia thành hai mùa rõ rệt

* Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có

- Nhiệt độ trung bình : 25oC

- Nhiệt độ thấp nhất : 20oC

- Nhiệt độ cao nhất : 36oC

- Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4)

- Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5)

- Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)

- Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%

- Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%

- Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%

- Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

* Mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4)

- Nhiệt độ trung bình : 27oC

- Nhiệt độ cao nhất : 40oC

* Gió

- Vào mùa khô:

 Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%

 Gió Đông : chiếm 20% - 30%

- Vào mùa mưa:

 Gió Tây Nam : chiếm 66%

Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2,15m/s

Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11,

ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ

1.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU

Trong khoảng thời gian gần đây nước ta đã xảy ra mộtsố trận động đất nhẹ, tuy nhiên vẫn chưa có thiệt hại nàođáng kể Đối với công trình nhà cao tầng việc ảnh hưởng

do tải động đất gây ra tương đối lớn gây ảnh đến chấtlượng công trình nhưng nước ta nằm trong vùng ít có khảnăng xảy ra động đất nếu có cũng chỉ là những dư chấnnhẹ mà thôi Vì vậy nên công trình Trung Tâm Thương Mại AnBình không tính toán đến khả năng chịu lực động đất củakết cấu bên trên

Nhằm tạo đường nét hiện đại, không gian rộng côngtrình ứng dụng các giải pháp thiết kế và thi công tiến bộnhất hiện nay như móng cọc khoan nhồi, sàn bêtông khôngdầm…

CHƯƠNG 2

CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

2.1 Giải pháp giao thông

Sảnh và hành lang nối giữa các phòng là giải phápgiao thông theo phương ngang của các tầng của công trình

Giao thông theo phương đứng giữa các tầng gồm cósáu buồng thang máy và hai cầu thang bộ phục vụ thoáthiểm Cầu thang thoát hiểm được bố trí gần các buồngthang máy và thông với sảnh chính thuận lợi cho việc thoáthiểm khi có sự cố cháy nổ, từ tầng trệt lên lầu 2 có hệ

thống thang cuốn phục vụ thuận tiện khách hàng di lại muasắm.

2.2 Hệ thống chiếu sáng

Cửa sổ được bố trí đều khắp bốn mặt của công trìnhvà do diện tích mặt bằng công trình lớn nên chỉ 1 bộphận công trình nhận được hầu hết ánh sáng tự nhiên vàoban ngày, những nơi ánh sáng tự nhiên không thể đến đượcthì sử dụng chiếu sáng tự nhiên, còn ban đêm sử dụngchiếu sáng nhân tạo là chủ yếu

2.3 Hệ thống điện

Công trình sử dụng nguồn điện khu vực do tỉnh cungcấp Ngoài ra còn dùng nguồn điện dự trữ phòng khi có sựcố là một máy phát điện đặt ở tầng kỹ thuật nhằmđảm bảo cung cấp điện 24/24 giờ cho công trình

Hệ thống điện được đi trong các hộp gen kỹ thuật Mỗitầng đều có bảng điều khiển riêng cung cấp cho từng phầnhay khu vực Các khu vực đều có thiết bị ngắt điện tự độngđể cô lập nguồn điện cục bộ khi có sự cố

2.4 Cấp nước

Công trình có hồ nước mái, sử dụng nước từ trạm cấpnước thành phố, sau đó bơm lên hồ nước mái, rồi phânphối lại cho các tầng Bể nước này còn có chức năng dựtrữ nước phòng khi nguồn nước cung cấp từ trạm cấp nước

bị gián đoạn (sửa chữa đường ống v v ) và quan trọng hơnnữa là dùng cho công tác phòng cháy chữa cháy

2.5 Thoát nước

Công trình có hệ thống thoát nước mưa trên sàn kỹthuật, nước mưa, nước sinh hoạt ở các căn hộ theo cácđường ống kỹ thuật dẫn xuống tầng hầm qua các bể lắnglọc sau đó được bơm ra ngoài và đi ra hệ thống thoát nướcchung của tỉnh Tất cả hệ thống đều có các điểm để sửachữa và bảo trì

2.6 Phòng cháy chữa cháy

Công trình có trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháycho nhà cao tầng theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622-78 “Phòngcháy chữa cháy cho nhà và công trình yêu cầu thiếtkế”.Công trình còn có hệ thống báo cháy tự động và bìnhchữa cháy bố trí ở khắp các tầng, khoảng cách xa nhất từcác phòng có người ở đến lối thoát gần nhất nằm trongquy định, họng chữa cháy được thiết lập riêng cho cao ốc…

CHƯƠNG 1

CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép TCXDVN 356 –2005

- Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

-1.2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

1.2.1 Phân tích khái quát hệ chịu lực về nhà cao tầng nói chung

Hệ chịu lực của nhà cao tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng truyền chúng xuống móngvà nền đất Hệ chịu lực của công trình nhà cao tầng nói chung được tạo thành từ các cấu kiện chịu lực chính là sàn, khung và vách cứng

Hệ tường cứng chịu lực (Vách cứng): Cấu tạo chủ yếu trong hệ kết cấu công trình chịu tải trọng ngang: gió Bố trí hệ tường cứng ngang và dọc theo chu vi thang máy tạo thành hệ lõi cứng chịu lực và làm tăng độ cứng chống xoắn cho công trình

Vách cứng là cấu kiện không thể thiếu trong kết cấu nhà cao tầng hiện nay Nó là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặc biệt là các tải

trọng ngang xuất hiện trong các công trình nhà cao tầng với những lực ngang tác động rất lớn

Sự ổn định của công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc.Như vậy vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tải trọng ngang

Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem như một thanh ngàm ở móng

Vì công trình được tính toán chịu tải trọng gió (gió động) nênbố trí thêm 4 vách cứng ở 4 góc của công trình tăng khả năng chịu tải trọng ngang của công trình

Hệ khung chịu lực: Được tạo thành từ các thanh đứng (cột ) và ngang (sàn ) liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối khung không gian

1.2.2 kết cấu cho công trình chịu gió động

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẻ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được chọn như sau:Kết cấu móng dùng hệ móng cọc khoan nhồi

Kết cấu sàn phẳng (sàn dự ứng lực BTCT dày 25 cm) Sàn

đáy tầng hầm dày 30 cm

Kết cấu theo phương thẳng đứng là hệ thống lõi cứng cầu thang bộ và cầu thang máy

Các hệ thống lõi cứng được ngàm vào hệ đài

Công trình có mặt bằng hình chữ nhật: L x B = 51 x 47 m, tỉ số L/B = 1,1 Chiều cao nhà tính từ mặt móng H = 52.4 m do đó ngoài tải đứng khá lớn, tải trọng ngang tác dụng lên công trình cũng rất lớn và ảnh hưởng nhiều đến độ bền và độ ổn định của ngôi nhà Từ đó ta thấy ngoài hệ

khung chịu lực ta còn phải bố trí thêm hệ lõi, vách cứng đểchịu tải trọng ngang

Tải trọng ngang (chủ yếu xét gió động) do hệ lõi cứng chịu Xét gió động tác dụng theo nhiều phương khác nhau nhưng ta chỉ xét theo 2 phương chính của công trình là đủ và

do một số yêu cầu khi cấu tạo vách cứng ta bố trí vách cứng theo cả hai phương dọc và ngang công trình

Toàn bộ công trình là kết cấu khung + vách cứng chịu lực bằng BTCT

Tường bao che công trình là tường gạch trát vữa ximăng Bố trí hồ nước mái trên sân thượng phục vụ cho sinh hoạt và cứu hỏa tạm thời

Sử dụng 3 loại thép

CIII, Ra = Ra' = 365 Mpa, Ea = 200000 Mpa

CII, Ra = Ra' = 280 Mpa, Ea = 210000 Mpa

CI, Ra = Ra' = 225 Mpa, Ea = 210000 Mpa

2.2 CHƯƠNG TRÌNH VÀ PHẦN MỀM

- ETAB 9.5.0 Phân tích kết cấu tổng thể không gian

- SAP 2000 11,

- SAFE 12.2.0

- Các bảng tính Excel

2.3 TẢI TRỌNG

2.3.1 Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên công trình

Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu:

Về mặt truyền lực: đảm bảo cho giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị…)

Yêu cầu cấu tạo: Trong tính toán không xét việc sàn bị

giảm yếu do các lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện, nước, thông gió,…)

Yêu cầu công năng: Công trình sẽ được sử dụng làm chung

cư cao cấp nên các hệ tường ngăn (không có hệ đà đỡ riêng) có thể thay đổi vị trí mà không làm tăng đáng kể nội lực và độ võng của sàn

Ngoài ra còn xét đến yêu cầu chống cháy khi sử dụng…

Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàncó thể tăng đến 50% so với các công trình khác

 Các loại hoạt tải sử dụng cho công trình: lấy theo TCVN 2737-1995

TT LOẠI HOẠT TẢ I ĐƠN VỊ TẢ I TRỌNG TIÊ U

1 Khu vực phòng ở, ăn,vệ sinh daN/m 2 200 1.2

2 Sảnh, cầu thang daN/m 2 300 1.2

3 Nước (hồ nước máí) daN/m 3 1000 1.2

5 Khu vực phòng khách, daN/m 2 200 1.2

6 Khu vực văn phòng daN/cm 2 200 1.2

8 Khu vực phòng họp,lễ tân daN/cm 2 400 1.2

10 Khu vực của hàng bách hoá daN/cm 2 400 1.2

2.3.2 Tải trọng ngang tác dụng lên công trình

Tải trọng ngang gồm tải trọng gió và tải trọng động đất ở đồ án này không xét tải trọng động đất

- Tải trọng gió gồm gió tĩnh và gió động, được tính toántheo TCVN 229-1999

2.3.3 Các trường hợp tải trọng tác động

3 TUONG SUPER DEAD Tải trọng tường

4 HOANTHIEN SUPER DEAD Tải trọng hoànthiện

5 GIOTINHX WIND Gió tĩnh theo phươngX

6 GIOTINHY WIND Gió tĩnh theo phươngY

7 GIODONGX WIND Gió động theophương X

8 GIODONGY WIND Gió động theophương Y

2.3.4 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

Để đơn giản quá trình tính toán, ta khai báo thêm 1 số tổ hợp trung gian như sau:

Tổ

hợp Loại Thành phần hợp tảiTrường

Cấu trúc các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán :

Tổ

TH2 ADD 1.TTT+1GIOXTH3 ADD 1.TTT-1GIOXTH4 ADD 1.TTT+1GIOYTH5 ADD 1.TTT-1GIOYTH6 ADD 1.TTT+0,9HT+0,9GIOXTH7 ADD 1.TTT+0,9HT-0,9GIOXTH8 ADD 1.TTT+0,9HT+0,9GIOYTH9 ADD 1.TTT+0,9HT-0,9GIOYBAO ENVE (TH1,TH2, …, TH9)

2.3.5 Quy đổi tương đương vật liệu và tải trọng từ tiêu chuẩn việt nam sang tiêu chuẩn hoa kỳ

Phần tính toán sàn tầng điển hình và khung trong bài có sử dụng các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Hoa Kì ACI 318 Do đó, việc cần làm là sử dụng các giá trị đầu vào đúng (vật liệu, tải trọng)

a Quy đổi cường độ vật liệu

Cường độ đặc trưng được dùng trong ACI 318 - 02 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lăng trụ v ới xác suất đảm bảo 95%

Cường độ đặc trưng (cấp độ bền) được dùng trong TCXDVN 356:2005 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương cũng với xác suất đảm bảo 95%

Theo phần A3 của phụ lục A, TCXDVN 356:2005, cường độ mẫu lăng trụ có thể được quy đổi từ cường độ đặc trưng mẫu lập phương (cấp độ bền) qua công thức:

Cường độ thép trong ACI 318 – 02 là giới hạn chảy trong thí nghiệm kéo thép Trong tiêu chuẩn Việt Nam, giá trị tương ứng là

b Quy đổi gần đúng giá trị nội lực tính toán giữa tiêu chuẩn việt nam và tiêu chuẩn hoa kì

Hệ số tổ hợp tải trọng cho việc tính toán kết cấu theo tiêu chuẩn Hoa Kì được cho trong bảng sau:

Trường hợp tải

Trường hợp cơ bản

(D+L)

U = 1,4D + 1,7L

U = 1,2(D+F+L) + 1,6(L+H) + 0,5(Lrhoặc S hoặc R)

Trường hợp có tải

trọng gió (W) hoặc tải

trọng động đất (E)

U = 0,75(1,4D + 1,7L) + (1,6W hoặc 1E)

U = 0,9D + (1,6W hoặc 1E)Khi có tải trọng do áp

lực đất (H) U = 1,4D + 1,7L + 1,7H

Tải trọng do niết độ,

lún, từ biến, co ngót

của bê tông (T)

U = 0,75(1,4D + 1,7L + 1,7H) nhưng không nhỏ hơn giá trị U = (1,4D + T)Tải trọng do chất lỏng

tác dụng (F) U = 1,4D + 1,7L + 1,7FU = 0,9D + 1,7H

Trong các tổ hợp tải trọng nêu trên:

- D là tĩnh tải;

- L là hoạt tải;

- W là tải trọng gió;

- Lr là hoạt tải trên mái che;

- S là tải trọng tuyết;

- R là tải trọng do mưa;

- E là tải trọng do lực động đất;

- F là tải trọng cho chất lỏng, nước;

- T là tải trọng do nhiệt độ

So sánh tổ hợp tải trọng cơ bản trong hai tiêu chuẩn:

ACI:

TCVN:

Gần đúng, có thể lấy nội lực tính được từ TCVN 2737:1995 nhân với hệ số 1,35 trước khi tính toán theo ACI

2.4 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Trình tự tính toán toàn bộ kết cấu cho một công trình sàn ứng lực trước như sau

- Bước 1: tính toán các kết cấu phụ ( cầu thang, hồ

nước …);

- Bước 2: xây dựng mô hình công trình phân tích động lực

học của kết cấu;

- Bước 3: sử dụng kết quả phân tích động lực học tính

toán các tải trong đặc biệt tác dụng lên công trình (gió…);

- Bước 4 : khai báo tải trọng gió vào mô hình công trình;

- Bước 5 : tính toán sàn không dầm với kết quả tải

trọng ngang ( gió) vừa phân tích;

- Bước 6 : tiến hành giải khung phân tích nội lực kết

cấu

- Bước 7 : tính toán khung (cột, vách…) ở đây chỉ tính

cột

- Bước 8 : tính toán móng.

- Bước 9: kiểm tra ổn định tổng thể công trình.

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI

Trình tự tính toán:

Giới thiệu chung;

Sơ bộ chọn kích thước tiết diện hồ nước; Tính toán các bộ phận của hồ nước ; Bố trí cốt thép.

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hồ nước mái cung cấp nước sinh hoạt cho tòa nhà vàphục vụ cho công tác cứu hỏa Sơ bộ tính nhu cầu dùngnước của chung cư như sau:

số tầng sử dụng nước sinh hoạt 15

số căn hộ trong 1 tầng 18

số người trong 1 căn hộ 4

nhu Cầu nước sinh hoạt 200 lít/người/ngày-đêm

tổng lượng nước sinh hoạt 216000 lít = 216 m³ Dựa vào nhu cầu sử dụng đó ta bố trí 1 hồ nước mái

trên sân thượng (có vách ngăn) Kích thước như sau:

Hình 3.1: Mặt bằng hồ nước mái

3.2 SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN CỦA HỒ NƯỚC MÁI

3.2.1 Chọn chiều dày bản

Chọn chiều dày bản theo công thức:

hb = (3.1)trong đó:

D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạttải sử dụng;

m = 30÷ 35 – đối với bản một phương;

m = 40÷ 45 – đối với bản kê 4 cạnh;

l – nhịp cạnh ngắn của ô bản

Bảng 3.1: Chiều dày bảnCấu kiện D l(m) m h t (m) h c (cm)

Bản thành 1.4 2.2 35 0.088 12

Bản đáy 1.4 3.5 40 0.1225 14 3.2.2 Chọn tiết diện dầm

Chiều cao của dầm nắp được chọn sơ bộ theo công thức sau:

h d= 1m

d l d

(3.2)trong đó:

md - hệ số phụ thuộc vào tính chất củakhung và tải trọng;

md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung mộtnhịp;

md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiềunhịp;

md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ;

3.2.3 Chọn tiết diện cột

Chọn kích thước 30x30cm cho 4 cột hồ nước.

3.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN HỒ NƯỚC MÁI

b Sơ đồ tính bản nắp

Bản nắp được chia thành 4 ô bản S1 như trên hình

4.1.Các ô bản S1 được tính như bản kê 4 cạnh ngàm (liên kết với D1, D2, D3, D4 hd/hb >3)

Hình 3.2: Sơ đồ tính bản nắp

c Xác định nội lực bản nắp

Các ô bản nắp thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính toán theo ô bản đơn, dùng sơ đồ đàn hồi

Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn vàcạnh dài để tính toán

Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục dầm

Momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

m91, m92 – 9 là loại ô bản, 1(hoặc 2) là phương

của ô bản đang xét

Momen âm lớn nhất trên gối:

MI = k91.P

MII= k92.PCác hệ số m91, m92, k91, k92 được tra bảng phụ thuộcvào tỉ số

d Tính thép:

Ô bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết tính toán:

- a1= 1,5cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt théptheo phương cạnh

ngắn đến mép bê tông chịu kéo;

- a2 = 2cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài

đến mép bê tông chịu kéo;

- h0 - chiều cao có ích của tiết diện ( h0 =

hbn – a), tùy theo

phương đang xét;

- b = 100 cm - bề rộng tính toán của dải bản

Bảng 3.5: Đặc trưng vật liệu

Bê tông B25 Cốt thép CI

Rb

(Mpa) (Mpa)Rbt (Mpa)Eb (Mpa)Rs (Mpa)Rsc (Mpa)Es14.5 1.02 30x103 0.427 0.618 225 225 21x104

Các bước tính toán cốt thép

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

ho (cm )

Þ a A schọn

(m m) (mm) (cm

2 ) Nhịp

L2 1.807 100 6.5 0.029 0.030 1.25 4 8 200 2.51 3 0.39 OK

Cốt thép gia cường cho lỗ thăm được tính theo công thức:

Fgc = 1.5xFc = 1.5x(46) = 1.5x1.13 = 1.695 cm2Chọn thép gia cường là 212 có Fgc = 2.26 cm2 cho mỗi phương,đoạn neo là:

lneo≥ 30d = 30x12 = 360 mm

3.3.2 Tính bản đáy

a Tải trọng tác dụng lên bản đáy

Bảng 3.7: Tải trọng bản đáy hồ nướcCác lớp cấu

tạo

(m) (kN/m 3) Hệ sốđộ tin

Aùp lực thuỷ

b Sơ đồ tính bản đáy

Bản đáy được chia thành 4 ô bản S1 như trên hình

4.1.Các ô bản S1 được tính như bản kê 4 cạnh ngàm (liên kết với các dầm D5, D6, D7, D8 hd/hb >3)

Hình 3.3: Sơ đồ tính bản đáy

c Xác định nội lực bản đáy

Các ô bản đáy thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính toán theo ô bản đơn, dùng sơ đồ đàn hồi

Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắnvà cạnh dài để tính toán.

Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục dầm

Momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

m91, m92 – 9 là loại ô bản, 1(hoặc 2) là phương

của ô bản đang xét

Momen âm lớn nhất trên gối:

MI = k91.P

MII= k92.PCác hệ số m91, m92, k91, k92 được tra bảng phụ thuộcvào tỉ số

Ô bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết tính toán:

- a1= 2cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép

theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo;

- a2 = 2.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt

thép theo phương cạnh dài đến mép bê tông chịu kéo;

- h0 - chiều cao có ích của tiết diện ( h0 =

hbn – a), tùy theo

phương đang xét;

- b = 100 cm - bề rộng tính toán của dải bản

Bảng 3.9: Đặc trưng vật liệu

Bê tông B25 Cốt thép CI

Rb

(Mpa) (Mpa)Rbt (Mpa)Eb (Mpa)Rs (Mpa)Rsc (Mpa)Es

14.5 1.05 30x103 0.427 0.618 225 225 21x104

Các bước tính toán cốt thép

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

2 ) Nhịp

Các bước kiểm tra

Bước 1: Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt theo

7.1.2.4 TCVN 356-2005:

Mr  Mcrc (3.3)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

(3.4) 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:

(3.5)

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:

S’b0 – momen tĩnh của vùng chịu nén đối với trục trung hòa;

SS0, S’S0 – momen tĩnh của diện tích cốt thép chịu kéovà cốt thép chịu nén đối với trục trung hòa

(3.6)

- chiều cao, bề rộng cánh trên dưới của tiết

diện chữ I với tiết diện chữ nhật

trong đó:

acrcgh – bề rộng khe nứt giới hạn của cấu kiện

ứng với cấp chống nứt cấp 3, có một phần tiết diện chịu nén, lấy theo bảng 1

TCVN 356 – 2005,

acrcgh = 0.2 mm (cấp chống nứt cấp 3);

acrc – bề rộng khe nứt thẳng góc với trục dọccủa cấu kiện

Theo mục 7.2.2.1 TCVN 356 – 2005

(3.8) trong đó:

 = 1 – cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm;

1 = 1.2 – hệ số kể đến tác dụng tải trọng

thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn trong trạng thái bảo hoà nước;

η = 1.3 – cốt thép thanh tròn trơn;

s – ứng suất trong các thanh cốt thép;

z - là khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiết

diện cốt thép S đến điểm đặt của lực trong vùng chịu nén của tiết diện bê tôngphía trên vết nứt, theo 7.4.3.2 TCVN 356 –

2005 :

(3.9) với tiết diện chữ nhật hf = 0, f =0,

Es – mođun đàn hồi của thép ( Ea = 210000 Mpa);

 – hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo và không

lớn hơn 0.02;

d – đường kính cốt thép chịu lực

Tính toán với tải trọng tiêu chuẩn gtc = 24,73 kN/m2 đã tính ở

bảng 3.7 nội dung tính toán được trình bày trong các bảng

Bảng 3.13: Kiểm tra ứng suất

(3.10) Bản đáy làm viêc 2 phương Cắt dải bản có bề rộng 1m mỗi phương xem như dầm đơn giản có độ võng là f1 và f2 độ võng tại giũa ô bản:

ftổng = f1 + f2

(3.11)Theo 7.4.4.1

TCVN-356-2005 độ võng biến dạng uốn gây ra

xác định theo công thức :

(3.12)Trong đó:

Mx - momen uốn tại taiết diện x do tác dụng của lực đơn vị đặt theo hướng chuyển vị cần xác định của cấu kiện tại tiết diện x trên chiều dài nhịp cần tìm độ võng;

- độ cong toàn phần tại tiết diện x do tải trọng

võng gây nên Xác định tương ứng với những đoạn có vết nứt và không có vết nứt

Với cấu kiện chịu uốn, tĩnh định, có tiết diện không đổi sau khi phân tích ta đưa về được công thức đơn giản như sau:

(3.13)

m hệ số sơ đồ phụ thuộc vào gối tựa và tải trọng Tra

bảng phụ lục F TCVN 356-2005

Lấy m = 5/48

Tại vị trí giữa bản đáy không xuất hiện vết nứt theo

7.4.2.1 TCVN 356-2005 độ cong toàn phần tại giữa nhịp xác định như sau:

(3.14)

Trong đó: - tương ứng là độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn và do tải trong thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, được xác định theo các công thức:

Trong đó:

M - momen do ngoai lực tương ứng;

b1 = 0,85 – hệ số ảnh hưởng từ biến ngắn hạn của bê tông;

b2 = 2 – hệ số ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông đến biến dạng cấu kiện không có vết nứt, lấy theo bang33 TCVN 356-2005;

Ired – momen quán tính của tiết diện quy đổi đối với trọng tâm của nó;

Ired = Ib + I’b + IS +I’S

(3.15)Nội lực:

Bảng 3.15: Nội lực toàn bộ tải trọng

Bảng 3.17: Kiểm tra võng

Cấu kiện Bản đáy

Mtổng(kN m) dh 8.102 4.908

độ tin

cậy n

gtc(kN/m2) g

tt(kN/

m2)Lớp gạch men

k = 1,.0198 - hệ số ảnh hưởng độ cao và dạng địa hình;

(lấy ở +49 m=45.6+2.8+0.6 m và dạng địa hìnhC)

Ch = 0.6 - hệ số khí động;

n = 1,2

Suy ra: Wh = 0,83.1,0198.0,6 = 0,6717 kN/ m

Whtt = 0,6717.1,2 = 0,806kN/ m2

Các trường hợp tác dụng của tải trọng tác dụng lên thành hồ:

hồ đầy nước, có gió hút;

hồ không có nước, có gió đẩy;

Xét tiết diện chịu uốn dưới tác dụng của tải trọng gió và nước Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ, xét trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là :

hồ nước đầy, có gió hút

Tải trọng tác dụng lên dải bản bề rộng b = 1m như sau:

tại cao trình nắp hồ nước qtc = b.Whtc = 1.0,6717 =0,6717 kN/m ;

qtt = b.Whtt = 1.0,806 =0,806 kN/m ; tại cao trình đáy hồ nước qtc =b.Pntc + b.Whtc = 1.20+1.0,6717 =20,6717 kN/m;

qtt =b.Pntt + b.Whtt = 1.22+1.0,806 = 22,806 kN/m

b Sơ đồ tính

Xét tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn:

+ Trục 3 - 4: => Bản một phương

+ Trục C - D : => Bản một phương

Cắt dải bản 1m tính như cấu kiện chịu uốn sơ đồ như sau:

Hình 3.4: sơ đồ tính bản thành

c Xác định nội lưc

Sử dụng phần mềm sap V.11 kết quả như sau:

Hình 3.5: nội lực tính thép bản thành

Þ a A schọn

(m m) (mm) m(c2 ) Bụn

g 2.77 100 10 0.019 0.019 1.24 3 8 200 2.51 0.251 OK

Gối 6.26 10

0 10 0.043 0.044 2.84 5 8 160 3.14 0.314 OK

e Kiểm tra nứt bản thành

Tính toán với tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên bản thành:

tại cao trình nắp hồ nước qtc = 0,6717 kN/m ; tại cao trình đáy hồ nước qtc = 20,6717 kN/m2

Nội lực như sau:

Hình 3.6: nội lực kiểm tra nứt bản thành

Kiểm tra nứt tương tự bản đáy kết quả như sau:

Bảng 3.20: kiểm tra hình thành vết

Kết luận Không Nứt Không nứt

Bản thành không xuất hiện vết nứt nên không cần kiểm tra sự mở rộng khe nứt

3.3.4 Tính dầm nắp

Hình 3.7: mặt bằng dầm nắp

a Sơ đồ tính và tải trọng

Hệ dầm trực giao do đó có nhiêù 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 V.11(mô hình không gian) Hệ dầm trực giao liên kết khớpvới 4 cột hồ nước

Trọng lượng bản thân dầm do máy tự tính

Tổng tải trọng bản nắp là: 3,994 (kN/m2)

Bản nắp truyền vào dầm Dn2 có dạng hình tam giác :

Hình 3.8: tải trọng dầm nắp (kN/m)

b Nội lực

Hình 3.9: biểu đồ momen toàn bộ dầm nắp (kNm)

Hình 3.10: biểu đồ lực cắt toàn bộ dầm nắp (kN)

Hình 3.11: biểu đồ momen và lực cắt từng dầm của

bản nắp

c Tính thép

Tính cốt dọc

Giả thiết tính toán:

- a = 4 cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đếnmép bê tông chịu kéo;

Bảng 3.23: Đặc trưng vật liệu

Các bước tính toán cốt thép

α > 0,5 tăng tiết diện dầm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

ξR

cm As

tt cm2 Chọn thép μ% Kiể

m tra

Þ số than h

Tính cốt đai (theo các mục 6.3.2.1 tới 6.2.3.4 TCVN 356-2005)

Bước 1: Chọn số liệu đầu vào

- Chọn cấp độ bền của bê tông: Rb, Rbt, Eb

- Chọn loại cốt đai: Rsw, Es

- Tra bảng tìm: b2, b3, b4 , 

Bước 2: Kiểm tra về điều kiện tính toán

QA Qo = 0.5 b4 (1 + n)Rbtbho (3.16)

Trong đó:

Rbt – cường độ tính toán về kéo của bê tông;

b, ho – bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diệân;

b4 – hệ số phụ thuộc loại bê tông;