ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNGDỰ ÁN HỒ NƯỚC MÁI

Đây chính là đồ án tốt ngiệp khoa xây dựng dân dụng.Các đồ án này do các Kỹ Sư tham gia các dự án lớn tạo nên.Với mục đích gúp đỡ những sinh viên định hướng bảo vệ tốt nghiệp thành công.Đồ án này được đánh giá rất cao bởi các doanh nghiệp .Nớ cóng thể dùng cho bất kì loại đồ án nào bởi tính sáng tạo của nó rất cao.

CHƯƠNG III: TÍNH TỐN HỒ NƯỚC MÁI

III.1 KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC:

MẶ T BẰ NG BỐ TRÍ DẦ M ĐÁ Y MẶ T BẰ NG BỐ TRÍ DẦ M NẮ P

MẶ T CẮ T B-B MẶ T CẮ T A-A

III.1.1Chọn chiều dày bản:

− Chọn tiết diện sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, ta xác định sơ bộ chiều dày sàn theo cơng thức:

1

m

D

h =

Trong đĩ:

+ m= 40÷45 :đối với bản kê bốn cạnh

+ D= 0,8÷1,4 : phụ thuộc vào tải trọng

 Dựa vào chiều dài cạnh ngắn ta chọn được chiều dày sàn như sau:

+ Chiều dày bản thành ta chọn 12cm

÷

10cm => chọn 8cm

+ Chiều dày bản đáy =1/40 ldai vàhbđ>100 => chọn 12cm.

III.2 TÍNH BẢN NẮP:

III.2.1 Sơ đồ tính:

− Trên nắp bản ta chừa lổ sửa chữa 0,6x0,6m, nhưng khi tính tải trọng để đơn giản ta khơng trừ

− Xét tỷ số hai cạnh của bản thành,  = 4/4 = 12, bản làm việc theo hai phương.

− Ta có 3δb = 3*80 = 240hd = 300 bản liên kết ngàm với dầm, tính theo ô bản số 2 trong sổ tay kết cấu

Vũ Mạnh Hùng

Hình 3.2:Sơ đồ tính

III.2.2 Tải tác dụng:

a Tải trọng thường xuyên:

Bảng 3.1: Tải trọng tác dụng

Tải tính toán (daN/m 2 )

Vữa trát mặt có

b Tải trọng tạm thời:

Tải trọng sửa chữa là 75 daN/m2

p = n75 = 1,3*75 =97,5 daN/m2

Tổng tải trọng tác dụng:

q = 313,6 + 97,5 = 411,1 daN/m2

III.2.3 Xác định nội lực:

− Tra bảng sổ tay kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng xác định các giá trị nội lực:

− Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số m91 ;m92 ; k91 ; k92

Mn1 = m91 qs l1l2 ; Mn2 = m92 qs l1 l2

Mg1 = k91 qs l1 l2 ; Mg2 = k92 qs l1 l2

Bảng 3.2: Nội lực tính toán

(daNm) (daNm) M n2 (daNm) M g1 (daNm) M g2

1 4 4 411,10 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 117,74 117,74 274,29 274,29

III.2.4 Tính toán cốt thép:

a Số liệu tính toán :

− Bê tông cấp độ bền B20 :tra bảng Rb = 115 daN/cm2 ; Rbt = 9 daN/cm2

− Thép AI : Rs = 2250 daN/cm2

− Chọn ao = 1,5 cm ; ho=8 – 1,5 = 6,5 cm

b Tính toán và bố trí thép:

− Công thức tính toán:

+ Hệ số

m

α

=

2

o

b bh

R

M

Với ho=h-ao

⇒

ξ1= 2αm

1− −

⇒

γ=

1 0,5− ξ

+ Diện tích cốt thép: As=

0

. h

R

M

sγ

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ%=x100 ; µmin=0.05% <µ% < µmax=1.4%

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

Bảng 3.3: Kết quả cốt thép bản nắp

bả

n

Vị trí

M (daNm )

h (cm )

b (cm )

ho (cm )

αm ξ γ A tt s

(cm 2)

Thép Chọ n

A s ch

1

Gối

0,05 6

0,05 8

0,97

Ф8 a200 2,51 0,39 Gối

0,05 6

0,05 8

0,97

Ф8 a200 2,51 0,39 Nhịp

0,02 4

0,02 4

0,98

Ф6 a200 1,41 0,22 Nhịp

0,02 4

0,02 4

0,98

Ф6 a200 1,41 0,22

III.3 TÍNH BẢN THÀNH:

III.3.1 Sơ đồ tính :

− Xét tỷ số hai cạnh của bản thành

+ Theo phương ngang: = L2/L1= 8,0/1,5 = 5,33> 2

+ Theo phương dọc:  = L2/L1 = 8,0/1,5 = 5,33> 2

 Vậy bản làm việc 1 phương

− Cắt bản thành thành từng dãi bề rộng 1m ta có sơ đồ tính là dầm đơn giản một đầu ngàm tại đáy một khớp tại nắp

III.3.2 Tải trọng tác dụng :

− Áp lực thủy tĩnh của nước (Tại đáy hồ):

p = H = 1000*1,5 =1500kg/m2

− Tải trọng gió:

W=W0nck Địa hình thuộc vùng IIA: địa hình C + W0 giá trị áp lực gió = 83 daN/m2

. + n = 1,3 hệ số vượt tải

+ c : hệ số khí động, đón gió c=0.8, hút gió c=0.6.

+ k : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió tra bảng =0,95 (ở độ cao Z = 36.90m)

Wh=83 x 1,3 x 0,6 x 0,95 = 61,50 daN/m2

Wđ=83x1,3x0,8x0,95=82,01 daN/m2

− Hồ đầy nước và không có gió

− Hồ đầy nước và có gió đẩy

− Hồ đầy nước và có gió hút

− Hồ không có nước và có gió đẩy

− Hồ không có nước và có gió hút

− Thiên về an toàn ta xét trường hợp: Hồ đầy nước và có gió hút

 Ta có: q = p + Wh= 1500+61,5 =1561,5 daN/m2

III.3.3 Xác định nội lực:

− Để dễ tính toán và thiên về an toàn ta cho áp lực nước phân bố đều trên thành bể và có giá trị q

− Tra bảng sổ tay kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng xác định các giá trị nội lực:

Mg= 8

2

qh

=

8

5

,

1

5

,

1561 × 2

= 439,17 daNm

Mn= 128

9 2

qh

=

128

5

,

1

5

,

1561

= 247,03 daNm

III.3.4 Tính toán cốt thép:

a Số liệu tính toán:

− Bê tông cấp độ bền B20 : tra bảng Rb = 115 daN/cm2 ; Rbt = 9 daN/cm2

− Thép CI : Rs = 2250 daN/cm2

− Chọn a0 = 2 cm ; h0=12 – 2 = 10 cm

b Tính toán và bố trí thép:

− Công thức tính toán:

+ Hệ số

m

α

=

2

o

b bh

R

M

Với ho=h-ao

⇒

ξ1= 2αm

1− −

⇒

γ,5= ξ

0

1−

+ Diện tích cốt thép: As=

0

. h

R

M

sγ

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ%=x100 ; µmin=0.05% <µ% < µmax=1.4%

Bảng 3.4: Kết quả cốt thép bản thành

Vị trí

M (daNm )

h (cm )

b (cm )

ho (cm )

αm ξ γ A tt s

(cm 2)

Thé p chọn

A s ch

Gối  439,17 12 100 10 0,038 0,039 0,981 1,99 Ф8

a200 2,51 0,25

Nhịp 247,03 12 100 10 0,021 0,021 0,999 1,12 Ф6

a200 1,41 0,14

III.4 TÍNH BẢN ĐÁY:

III.4.1 Sơ đồ tính :

− Xét tỷ số hai cạnh của bản đáy: = 4,0/4,0 = 12 => bản làm việc theo hai phương

− Ta có 3δb = 3*120 = 360hd = 400 bản liên kết ngàm với dầm, tính theo ô bản số 9 trong sổ tay kết cấu của Vũ mạnh Hùng

Hình 3.3:Sơ đồ tính

III.4.2 Tải tác dụng:

a Tải trọng thường xuyên:

Bảng 3.5: Tải trọng tính toán

Tải tính toán

q tt (daN/m 2 )

b Tải trọng tạm thời:

p = nh = 1,2*1000*1,3 =1560 daN/m2

Tổng tải trọng tác dụng:

qs = 413,8 + 1560 = 1973,8 daN/m2

III.4.3 Xác định nội lực:

a Số liệu tính toán :

− Bê tông cấp độ bền B20 :tra bảng Rb = 115 daN/cm2 ; Rbt = 9 daN/cm2

− Thép CI : Rs = 2250 daN/cm2

− Chọn ao = 2 cm ; ho=12 – 2 = 10 cm

− Tra bảng sổ tay kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng xác định các giá trị nội lực:

− Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số m91 ;m92 ; k91 ; k92

Mn1 = m91 qs l1l2 ; Mn2 = m92 qs l1 l2

Mg1 = k91 qs l1 l2 ; Mg2 = k92 qs l1 l2

Bảng 3.6: Nội lực tính toán

(m)

l 2

(m)

q s

(daNm)

M n2

(daNm)

M g1

(daNm )

M g2

(daNm)

1 4,0 4,0 1973,8 0,017

9 0,0179 0,0417 0,0417 565,29 565,29 1316,92 1316,92

III.4.4 Tính toán cốt thép:

b Tính toán và bố trí thép:

− Công thức tính toán:

+ Hệ số

m

α

=

2

o

b bh

R

M

Với ho=h-ao

⇒

ξ1= 2αm

1− −

⇒

γ,5= ξ

0

1−

+ Diện tích cốt thép: As=

0

. h

R

M

sγ

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ%= o

schon

h b

A

x100 ; µ

min=0.05% <µ% < µmax=1.4%

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

Bảng 3.7: Kết quả cốt thép bản đáy

Ô

bả

n

Vị trí

M (daNm )

h (cm )

b (cm )

ho (cm )

αm ξ γ A tt s

(cm 2)

Thé p chọn

A s ch

1

1316,92 12 100 10 0,115 0,123 0,939 6,23 Ф10

a125

6,28 0,63

Gối 2 1316,92 12 100 10 0,115 0,123 0,939 6,23 Ф10

a125 6,28 0,63 Nhịp

1 565,29 12 100 10 0,049 0,050 0,975 2,68

Ф8 a180 2,79 0,28 Nhịp

2 565,29 12 100 10 0,049 0,050 0,975 2,68

Ф8 a180 2,79 0,28

III.5 TÍNH DẦM ĐÁY, DẦM NẮP:

III.5.1 Sơ đồ tính và tải trọng:

− Chọn kích thước dầm DD1:

h = (1/12

÷

1/20)L= (666

÷

400), chọn h =500

B = (1/2

÷

1/4)h=(300

÷

150), chọn b= 300

⇒ Chọn kích thước dầm DD1 là: (300x500)mm

÷

÷

666), chọn h =750

B = (1/2

÷

1/4)h=(300

÷

150), chọn b= 300

⇒ Chọn kích thước dầm DD2 là: (300x750)mm

a Tải trọng:

− Do bảnđáy truyền vào

− Diện tích truyền tải như hình vẽ:

− Tải phân bốđều trên sàn có giá trị :

qs=1973,8 (daN/m)

− Khi truyền vào dầm dạng tam giác có giá trị:

MB TRUYỀ N TẢ I TỪ SÀ N VÀ O DẦ M

− Xác định tải trọng dầm DD1

+ Trọng lượng bản thân : ta khơng tính chương trình sẽ tự tính

+ Trọng lượng bản đáy truyền vào

− Xác định tải trọng tác dụng lên dầm DD2

+ Trọng lượng bản thân : ta khơng tính chương trình sẽ tự tính

+ Trọng lượng bản đáy truyền vào

+ Trọng lượng bản thân thành bể truyền vào dạng phân bố đều

Gt = 0.12 x 2 x 2500 x 1.1 = 660 daN/m

− Chọn kích thước dầm nắp là (200x300)mm

b Các cấu trúc tổ hợp:

− TH1 = 1TT + 1HT + 1 NƯỚC

− TH2 = 1TT + 1GX

− TH3 = 1TT + 1GXX

− TH4 = 1TT + 1GY

− TH5 = 1TT + 1GYY

− TH6 = 1TT + 0.9HT + 0.9NƯỚC + 0.9GX

− TH7 = 1TT + 0.9HT + 0.9NƯỚC + 0.9GXX

− TH8 = 1TT + 0.9HT + 0.9NƯỚC + 0.9GY

− TH9 = 1TT + 0.9HT + 0.9NƯỚC + 0.9GYY

− THBAO = 1TH1 + 1TH2 +1TH3 +1TH4 +1TH5 +1TH6 +1TH7 +1TH8 +1TH9

c Xác định nội lực:

− Ta xác định nội lực của các dầm bằng sự hỗ trợ của chương trình sap2000, mơ hình cĩ dạng sau:

Biểu đồ bao moment

 Nội lực dầm DN1:

Biểu đồ momen dầm DN1( Tm )

 Nội lực dầm DN2:

Biểu đồ momen dầm DN2( Tm )

 Nội lực dầm DD1:

Biểu đồ momen dầm DD1( Tm )

 Nội lực dầm DD2:

Biểu đồ momen dầm DD2( Tm )

III.5.2.Tính toán cốt thép dọc:

a Số liệu tính toán :

− Bê tông cấp độ bền B20 :tra bảng Rb = 115 daN/cm2 ; Rbt = 9 daN/cm2 ;Eb = 27x104 daN/cm2

− Thép CII : Rs = 2800 daN/cm2 ; Rsc = 2800 daN/cm2

Rsw = 2250 daN/cm2 ;Es = 21x105 daN/cm2

− Chọn ao = 2.5 cm

b Tính toán và bố trí thép:

− Công thức tính toán:

+ Hệ số

m

α

= 2

o

b b h

R

M

Với ho=h-ao

⇒

ξ1= 2.αm

1− −

⇒

γ,5= ξ

0

1−

+ Diện tích cốt thép: AR. .hs= 0

M

sγ + Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ%= o

schon

h b

A

x100 ; µ

min<µ% < µmax

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

Bảng 3.9: Kết quả cốt thép dầm nắp

trí

M (daNm )

h (cm )

b (cm )

ho (cm )

αm ξ γ A tt s

(cm 2)

Thép chọn

A s ch

DN

1

Nhị

0,18 4

0,20 5

0,89

2Ф1 6 1Ф1 6

6,03 1,09

1

0,12 9

0,93

2Ф1 4 1Ф1 4

4,61 0,84

DN

2

Nhị

0,39 8

0,54 8

0,72

4Ф2

0

0,30 7

0,84

3Ф1

DD

1

Nhị

0,21 7

0,24 7

0,87

3Ф2

2

0,16 6

0,91

3Ф2

DD

2

Nhị

0,48 2

0,81 0

0,59

8Ф2

9

0,30 6

0,84

3Ф2

III.5.3.Tính toán cốt đai:

− Ta chọn dầm có lực cắt lớn nhất trong các dầm nắp và dầm đáy để tính toán, sau đó lấy kết quả bố trí cho các dầm khác:

Biểu đồ lực cắt dầm DN2( Tấn)

Biểu đồ lực cắt dầm DD2(Tấn)

a Tính cốt đai cho dầm nắp:

− Tiết diện chịu lực cắt lớn nhất tại gối: Qmax= 3980 daN

− Bê tông cấp độ bền B20 tra bảng:

ϕb2 = 2,0 ; ϕb3 = 0,6 ; ϕb4 = 1,5 ; β = 0,01 ; ϕf = 0 ; ϕn = 0

− Kiểm tra điều kiện tính toán thép đai cho dầm

Qo = 0,5ϕb4(1+ ϕn)Rbtbh0 = 0,75x9x20x27,5 = 3712,5 daN

⇒ Qo< Qmax = 3980 daN

⇒ Cần phải tính thép đai cho dầm

− Kiểm tra ứng suất nén chính cho dầm

Giả thiết: ϕw1 = 1,05 ; ϕb1 = 1 - βRb = 1- 0,01x11,5 = 0,885

Qbt = 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 = 0,3x1,05x0,885x115x20x27,5 = 17632,52 daN

⇒Qbt> Qmax = 3980 daN

⇒Thoả mãn điều kiện hạn chế

− Tính toán cốt thép đai cho dầm

+ Ta có:

Mb=ϕb2(1+ϕf + ϕn)Rbtbh0 = 2x9x20x27,52 = 272250 daNcm

cm x

cm

x Q

M

C b 136,81 2 27,5 55

3980

272250 2

2

max

Lấy C=C∗= 136,81 cm, C0= 2h0= 2x27,5= 55 cm

daN C

M

81 , 136

272250=

=

=

Qbmin=ϕb3(1+ϕf + ϕn)Rbtbh0 = 0,6x9x20x27,5 = 2970 daN

Lấy Qb nhỏ hơn Qbmin nên lấy Qb=Qmin =2970 daN

cm daN C

Q Q

55

2970 3980

0

max

cm daN x

h

Q

q b

5 , 27 2

2970

2 0

min

qsw= max(qsw1, qsw2)= 54 daN/cm;

 Chọn cốt thép đai ∅6, 2nhánh, Asw= 2x0,283= 0,566 cm2;

2250 0,566

23,58 54

sw sw

sw

R A x

s

q

cm

+ Điều kiện cấu tạo: khi h <450mm, s ≤ min (150;h/2)= (150;150)

 Vậy ta chọn cốt đai cho dầm:

+ Đoạn dầm gần gối tựa bố trí trong đoạn ag với ∅6a150

m l

4

1 4

1

=

=

=

+ Đoạn giữa dầm bố trí với ∅6a200

b Tính cốt đai cho dầm đáy:

− Tiết diện chịu lực cắt lớn nhất tại gối: Qmax= 19956 daN

− Bê tông cấp độ bền B20

ϕb2 = 2,0 ; ϕb3 = 0,6 ; ϕb4 = 1,5 ; β = 0,01 ; ϕf = 0 ; ϕn = 0

− Kiểm tra điều kiện tính toán thép đai cho dầm

Q0 = 0,5ϕb4(1+ ϕn)Rbtbh0 = 0,75x9x30x72,5 = 14681,25 daN

⇒ Q0 < Qmax = 19956 daN

⇒ Cần phải tính thép đai cho dầm

− Kiểm tra ứng suất nén chính cho dầm

Giả thiết: ϕw1 = 1,05 ; ϕb1 = 1 - βRb = 1- 0,01x11,5 = 0,885

Qbt = 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 = 0,3x1,05x0,885x115x30x72,5 = 69728,59 daN

⇒Qbt>Qmax

⇒Thoả mãn điều kiện hạn chế

− Tính toán cốt thép đai cho dầm

+ Ta có:

Mb=ϕb2(1+ϕf + ϕn)Rbtbh0 = 2x9x30x72,52 = 2838375 daNcm

cm x

cm

x Q

M

C b 284,46 2 72,5 145

19956

2838375 2

2

max

Lấy C=C∗= 284,46 cm, C0= 2h0= 2x72,5= 145 cm

daN C

M

46 , 284

2838375=

=

=

Qbmin=ϕb3(1+ϕf + ϕn)Rbtbh0 = 0,6x9x30x72,5 = 11745 daN

Lấy Qb nhỏ hơn Qbmin nên lấy Qb =Qmin = 11745 daN

cm daN C

Q Q

145

11745 19956

0

max

cm daN x

h

Q

q b

5 , 72 2

11745

2 0

min

qsw= max(qsw1, qsw2)= 81 daN/cm;

 Chọn cốt thép đai ∅8, 2nhánh, Asw= 2x0,503= 1,006 cm2;

cm

x q

A

R

s

sw

sw

81

006 , 1

=

=

 Điều kiện cấu tạo: khi h > 450mm, s ≤ min (300;h/3)= (300;250)

 Vậy ta chọn cốt đai cho dầm:

+ Đoạn dầm gần gối tựa bố trí trong đoạn ag với ∅8a150

m l

4

1 4

1

=

=

=

+ Đoạn giữa dầm bốtrí với ∅8a200