Chương 1: TỔNG QUAN I. GIỚI THIỆU THUYẾT MINH TÍNH TOÁN BỒN CHỨA TƯ VẤN Đ THỰC HIỆN: 1.1 Tải trọng tính toán 1.1 Tĩnh tải - Tải trọng bản thân kết cấu bồn chứa: xác định theo kích thước và tính chất vật liệu, hệ số tính toán là 1,1: + Kết cấu BTCT: cọc, đài móng, vách đỡ; + Kết cấu thép: Dầm, đáy bồn, thành bồn, mái, các chi tiết (cửa, ống, lan can.); - Tải trọng các vật liệu công nghệ (cao su bọc lót, sơn, gạch chịu acid.): xác định theo kích thước và tính chất vật liệu, hệ số tính toán là 1,2.2 Hoạt tải - Hoạt tải dài hạn: thiết bị g n trên bồn chứa (van, đồng hồ đo.); - Hoạt tải ng n hạn: + Sản phẩm chứa trong bồn (acid): xác định theo tính chất sản phẩm và chiều cao chứa; + Hoạt tải sửa chữa, vận hành (người, máy móc): lấy 200kg cm2, hệ số tính toán là1,2 1.3 Tải trọng gió - Tải trọng gió tác dụng lên bồn chứa theo phương vuông góc với thành bồn, Giá trị tính toán được xác định theo TCVN 2737-1995, vùng IV,B, địa hình A.2 Tính toán nền móng 1.1 Tính sức chịu tải của cọc - Thông số cọc: 9 + Cọc ống BTCT dự ứng lực, đường kính cọc D400/250; + Cốt thép chủ 10ø7,1, cốt thép đai ø3,2; + Bê tông mác M600. - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu: P = φ*(Rs*Fs + Rb*Fb) = 0,365*(14200*3,96 + 250*766) = 90,42 (T) Trong đó: + φ: là hệ số uốn dọc của cọc, φ = 0,365 (tra bảng, phụ thuộc vào chiều dài tính toán của cọc ltt); + ltt: là chiều dài tính toán của cọc, ltt = 10 + 6D = 12+ 6*0,4 = 14,4m; + lo = 0,3m (là chiều dài cọc từ đáy đài đến đáy lớp đất yếu); + Rs: là cường độ chịu nén tính toán của thép dọc, Rs = 14200 kG/cm2; Fs: là diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc, Fs = 3,96cm2; + Rb: là cường độ chịu nén tính toán của bê tông, Rb = 250kG/cm2; + Fb: là diện tích tiết diện ngang của bê tông, Fb = 766 cm2. - Sức chịu tải của cọc theo đất nền: được thiết kế đảm bảo ≥80 tấn.
Chiều dài cọc dự kiến là 35 m để đảm bảo sức chịu tải thiết kế của cọc. Chiều dài thực tế của cọc được xác định sau khi có kết quả nén tĩnh và trong quá trình ép đại trà (theo lực ép tối thiểu là 50T).2 Tính toán móng cọc 1.1 Vật liệu sử dụng: - Bê tông móng M300 có: + Cường độ chịu nén: Rb = 130kG/cm2; + Mô đun đàn hồi: Eb = 290000kG/cm2. - Cốt thép nhóm AII có: + Cường độ chịu nén: Rs = 2800kG/cm2; + Mô đun đàn hồi: Es = 2100000kG/cm2.2 Nội lực tính toán: Nội N (T) Qy (cm) Mx (T.m) Trị sốlực tính toán 6233,3 54,34 407,7 Trị số tiêu chuẩn 0 5240,2 2 47,28 9 354,6 1.3 Xác định số lượng cọc:2 0 0 - Số lượng cọc trong đài móng là: n = k*N/P = 1,2*6233,3/80 = 93,5 cọc Trong đó: + k: là hệ số kể đến sự chịu tải lệch tâm; + N: là t ng lực đứng tác dụng lên nền cọc; + P: là sức chịu tải tính toán của cọc. Căn cứ vào số lượng cọc tính toán và diện tích đáy đài tối thiểu (D = 20,7m) → chọn số lượng cọc là 104 cọc bố trí theo các đường tròn đồng tâm.4 Ki m tra s c chịu tải củ cọc - Chiều cao đài móng: h = 0,6m.
- Lực truyền xuống các đầu cọc: ∑ Trong đó: + nc: là số lượng cọc trong đài móng (nc = 104); + ymax: là khoảng cách lớn nhất từ tim cọc biên đến trục x (trục vuông góc với phương tính và đi qua tâm đài móng); 11 + yi: là khoảng cách từ tim cọc thứ i đến trục x. Mặt bằng bố trí cọc trong đài móng ∑ ( ) ( ) M x 409, 79 0, 6 * 54, 372 440, 413(T.m) tt ymax 10, 0(m) 12 ( ) ( ) ( ) Mặt bằng xác định yi 13 - Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 1,1.35 = 7,37 (T) ( ) ( ) Vậy thỏa mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc biên, p lực nhỏ nhất tác dụng lên cọc là > 0 nên không cần kiểm tra điều kiện chống nh .5 Ki m tra cường độ nền đất Độ lún của móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước hình trụ, có mặt c t là hình chữ nhật. Trị tính toán thứ 2 trung bình trung bình của trọng lượng thể tích đất tính từ đáy khối món quy ước trở lên: ∑ ∑ Giá trị trung bình của góc ma sát của các lớp đất tính từ đáy khối móng quy ước trở lên: ∑ ∑ Trong đó: + φi: là trị số góc ma sát của lớp đất thứ i n m trong phạm vi khối móng quy ước; + hi: là chiều dày lớp đất thứ i n m trong phạm vi khối móng quy ước. 14 Bảng tính giá trị , hi hi TT Lớp đất (m) (T/m) (m) (0C) 1 Cát lấp 3,00 1,500 3,00 0,00 Sét pha lẫn vỏ sò, 2 dẻo chảy đến dẻo 8,00 1,670 8,00 6,57 Sét màu xám, dẻo 3 chảy đến dẻo mềm 12,67 1,550 12,67 6,30 Sét kẹp cát, dẻo 4 cứng đến nửa cứng 5,33 1,800 5,33 14,2 Cát mịn đến nhỏ, 5 chặt vừa 5,12 1,85 5,12 29,52 Cát hạt vừa lẫn sạn, 6 chặt vừa đến chặt >6,16 1,850 >6,16 29,50 Kết quả = 1,687 = 11,594 Góc truyền tải của cọc vào trong đất nền nhờ lực ma sát là: Chiều sâu từ đáy đài đến đáy khối móng quy ước: HM = 35 – 0,15 = 34,85 m Khoảng cách giữa hai tim cọc ngoài cùng theo phương đường kính của đài móng: D0 = 20,00 m Đường kính khối móng quy ước: Diện tích đáy khối móng quy ước: Chiều cao khối móng quy ước: Trị tiêu chuẩn của trọng lượng khối móng quy ước được tính toán và thể hiện trong bảng: 15 Bảng tính trọng lượng khối móng quy ước STT Đại lượng tính toán Ký γ h K.
lượng hiệu (T/m3) (m) (T) Trị tiêu chuẩn của trọng lượng cọc Ptc 1 (không kể phần n m trong đài C 2,5 34,75 6,649 móng) Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 2 trong phạm vi từ đáy lớp bê tông 2 1,500 2,30 1454,388 lót móng đến đáy lớp cát lấp Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 3 trong phạm vi lớp sét pha lẫn vỏ 3 1,670 8,00 5632,063 sò, dẻo chảy đến dẻo mềm Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 4 trong phạm vi lớp sét màu xám, 4 1,550 12,67 8278,837 dẻo chảy đến dẻo mềm Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 5 trong phạm vi lớp sét kẹp cát, 5 1,800 5,33 4044,462 dẻo cứng đến nửa cứng Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 6 trong phạm vi lớp cát mịn đến 6 1,850 5,12 3993,031 nhỏ, chặt vừa Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 7 trong phạm vi lớp cát hạt vừa lẫn 7 1,850 1,58 1232,225 sạn, chặt vừa đến chặt 12 Trọng lượng khối móng quy ước Ntc 25326,502 qư Trị tiêu chuẩn của lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước: Mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm đáy khối móng quy ước: ( ) 16 Độ lệnh tâm: Áp lực tiêu chuẩn đáy móng:. / Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy khối quy ước: ( ) Trong đó: + mi; m2: lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền và của công trình, tra bảng; m1 = 1,3 và m2 = 1 + A, B, D: là các hệ số phụ thuộc vào trị tính toán thứ hai của góc ma sát trong của đất, tra bảng với φII = 29,50 độ; A = 1,108; B = 5,425; D = 7,812; 17 + γII: là trị tính toán thứ hai của trọng lượng thể tích của lớp đất n m trực tiếp dưới đáy khối móng quy ước: γII =1,850 T/m3; + γ'II: là trị tính toán thứ hai trung bình của trọng lượng thể tích của đất kể từ đáy khối móng quy ước trở lên: γ'I = 1,687 T/m3; + cII: là trị tính toán thứ hai của lực dính đơn vị của lớp đất n m trực tiếp dưới đáy khối khối móng quy ước: cII =0,11 T/m2; + Ktc: là hệ số tin cậy, Ktc = 1 ( ) ( ) Kiểm tra điều kiện bền: R = 1741,273 (T/m2) > 70,744 T/m2 1.2*1741,273 = 2089,5276 (T/m2) > 71,934 T/m 18 Cường độ đất nền dưới đáy móng được đảm bảo, vậy có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính.6 Ki m tr độ lún củ móng cọc Bảng tính ứng suất bản thân nền z γ hi STT Tại đáy lớp đất (m) (T/m3) (m) (T/m2) 1 Cát lấp 3,00 1,500 3,00 4,500 2 Sét pha lẫn vỏ sò, dẻo chảy đến dẻo 11,00 1,670 8,00 17,860 3 Sét màu xám, dẻo chảy đến dẻo mềm 23,67 1,550 12,67 37,493 4 Sét kẹp cát, dẻo cứng đến nửa cứng 29,00 1,800 5,33 47,093 5 Cát mịn đến nhỏ, chặt vừa 34,12 1,850 5,12 56,559 6 Cát hạt vừa lẫn sạn, chặt vừa đến chặt 35,45 1,850 1,33 59,026 Tại đáy khối móng quy ước 59,026 (T/m2) Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước: Chia nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp có chiều dày b ng: 19 Bảng tính phạm vi tác dụng gây lún của móng Tại điểm 9 có σbt > 10 * σgl → giới hạn nền được lấy đến điểm 9 với độ sâu z = 37,648m kể từ đáy khối móng quy ước. Độ lún của nền tính theo công thức: ∑ ∑ ( ) = 0,0501 (m) = 5,01 (cm) < [ ]=8cm Trong đó: + βi: là hệ số. Theo quy phạm, lấy βi = 0,8; + μi: là hệ số nở hông của lớp đất thứ i; + σi: là ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i; + hi: là chiều dày lớp phân tố thứ i, (hi = 4,706m); 20 + E0i: là môđun biến dạng của lớp đất thứ i, (E0i = 7000T/m2).3 Tính toán kết cấu thép thành bể 1.1 Tính dầm đáy bể - Chọn dầm đỡ đáy bồn là dầm I250x125x6x9 có: + Trọng lượng bản thân: g = 29,6 kg/m; + Mô men chống uốn: Wx = 311,5 cm3; + Cường độ tính toán của vật liệu: R = 2100kg/cm2; + Hệ số điều kiện làm việc: γ = 0,9 - Tải trọng tác dụng: q = n* qs * Li = 1,2*17,63*0,5 = 10,578 T/m.
Trong đó: + n: là hệ số vượt tải (n = 1,2); + qs: là tải trọng phân bố trên sàn đáy bồn (kể cả trọng lượng thép – chiều dày tôn đáy chọn là 16mm): qs = qsp + qkct = 10 *1,75 + 0,016*7,85 = 17,63 T/m2 + Li: là khoảng cách giữa các dầm (Li = 0,5m).
