BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG KHOA XÂY DỰNG ---------------- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn : Th.S Phạm Trí Quang Th.S Nguyễn Thanh Hải Sinh viên thực hiện : Huỳnh Trọng Thiện Mã số sinh viên : 20DQ5802011195 Lớp : D20XDK5 Phú Yên, tháng 3 năm 2024 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP PHẦN 1: KẾT CẤU TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI 4.1 Giới thiệu kết cấu Trên mái của công trình được thiết kế một bể nước, để dự trữ nước và từ đó cung cấp nước sử dụng cho toàn bộ các căn hộ trong công trình và cung cấp nước chữa cháy khi có hỏa hoạn xảy ra. Nước từ hệ thống cấp nước chính của thị xã được dẫn vào bể chứa đặt ngầm tại tầng hầm, sau đó được bơm lên bể chứa trên mái thông qua các hệ thống ống dẫn đặt trong các ống gen. Bể nước được phân làm ba loại: bể thấp, bể cao và bể dài thấp. Các bộ phận của bể: bản nắp, dầm nắp có hoặc không có, bản thành, bản đáy, dầm đáy và cột.
A KT-04 500 500 D D OÁNG THOAÙT NÖÔÙC OÁNG THOAÙT NÖÔÙC 7600 7600 i=2% i=2% i=2% i=2% C C i=2% B KT-04 8500 23200 23200 8000 8000 HOÀ NÖÔÙC MAÙI 1500 1500 i=2% B B 8000 B KT-04 7600 i=2% 7600 i=2% i=2% i=2% A A OÁNG THOAÙT NÖÔÙC OÁNG THOAÙT NÖÔÙC 500 500 500 7600 7600 8000 7600 7600 500 38400 1 2 3 4 A 5 6 KT-04 MAËT BAÈNG MAÙI TL: 1/100 Hình 1.1 Mặt bằng tầng mái 2 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP +38.200 SAÂN THÖÔNG 3400 +34.200 7600 7600 8000 7600 7600 38400 1 2 3 4 5 6 MAËT ÑÖÙNG 1-6 TL: 1/100 Hình 1.2 Mặt đứng Hình 1.3 Mặt bằng kết cấu bể nước. 3 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP 4.2 Chọn vật liệu sử dụng và chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện 4.1 Chọn vật liệu sử dụng (theo TCVN 5574:2018) - Bê tông B25 có: + Môđun đàn hồi: Eb = 3 104 ( MPa) + Cường độ chịu nén: Rb = 14.5( MPa) + Cường độ chịu kéo: Rbt = 1.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện 4.1 Tính thể tích và chiều cao bể nước - Sơ bộ tính nhu cầu sử dụng nước của chung cư như sau: Số tầng sử dụng nước sinh hoạt: 16 tầng Số căn hộ trong 1 tầng: 7 căn hộ Số người trong 1 căn hộ: 4 người Tiêu chuẩn dùng nước trung bình: 200 lít/người ngày đêm Tổng lượng nước sinh hoạt: 89600 (l) = 89. 4 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Dựa vào nhu cầu sử dụng nước chọn chứa nước trong 1 bể trên sân thượng, ngày bơm 2 lần. Mặt đáy bể nước cách mặt sàn mái 1,2m.
+ Tiết diện bể: B L = 8 8.6 + Chiều cao bể: H = = 1. Chọn chiều cao bể nước H = 1,5(m) .5 Thể tích của bể là: Wb = 8 8. Như vậy, bể nước của công B 8 B 8 trình thuộc dạng bể thấp.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện a) Chọn chiều dày bản Tính toán các ô sàn theo sơ đồ đàn hồi. Nhịp tính toán tính từ tâm gối tựa này đến tâm gối tựa kia.
Dựa vào tỷ số l2 của ô sàn mà ta tính toán bản loại dầm hoặc bản kê 4 cạnh trong l1 đó: + l1: chiều dài theo phương cạnh ngắn. + l2: chiều dài theo phương cạnh dài. Nếu l2/l1 ≥ 2: bản loại dầm Nếu l2/l1 ≤ 2: bản kê 4 cạnh. Bản nắp làm việc giống bản sàn, chiều dày bản nắp hbn 60mm.
Bản thành làm việc như bản liên kết ngàm với dầm đáy và hai bản thành vuông góc với nó. Bản thành có chiều dày hbt 100mm. Bản đáy làm việc giống như bản sàn, chiều dày bản đáy hbd 150mm. Chọn chiều dày bản theo công thức: Dl hb = m Trong đó: D = 0.4 - Hệ số phụ thuộc vào tải trọng sử dụng m = 30 35 - Đối với bản làm việc một phương 5 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP m = 40 45 - Đối với bản kê 4 cạnh l - Chiều dài cạnh ngắn của ô bản Kết quả chọn sơ bộ chiều dày bản được thể hiện trong bảng 4.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản Cấu kiện L1 (m) L2 (m) L2/l1 D m hbtt ( mm) hbch (mm) Bản nắp 4 4.4 40 140 150 b) Chọn tiết diện dầm - Chiều cao của dầm nắp, dầm đáy được chọn sơ bộ theo công thức: ld hd = md Trong đó: md - Hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng md = 8 12 - Đối với hệ dầm chính, khung một nhịp md = 12 16 - Đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp md = 12 20 - Đối với hệ dầm phụ ld - Nhịp dầm - Bề rộng dầm nắp, dầm đáy được chọn theo công thức: bd = (0.4)hd Kết quả chọn sơ bộ tiết diện dầm nắp, dầm đáy được thể hiện trong bảng 4.
c) Chọn tiết diện cột Chọn kích thước 50 50cm cho cột bể nước 6 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Bảng 4.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm bể nước Kích thước tt Cấu kiện Ký hiệu md ld ( m) h ( mm) d bdch (mm) hdch (mm) DN1 12 8 300 250 450 DN2 20 8,5 500 250 450 Dầm nắp DN3 12 8,5 625 250 450 DN4 12 8 375 250 450 DD1 12 8 300 250 500 DD2 20 8,5 500 250 500 Dầm đáy DD3 12 8,5 1000 250 600 DD4 12 8 600 250 500 Bản đáy 7 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP DN3 DN1 DN2 DN4 DN4 DN3 Bản nắp Hình 4.3 Tính bản nắp 4.1 Sơ đồ tính Bản nắp được chia thành 4 ô bản nhỏ có kích thước (4 4.25)m , ta tiến hành tính toán cho một ô bản rồi bố trí cốt thép tương tự cho các ô bản còn lại.063 2 , d = = 4 3 , bản nắp tính l1 4 hb 100 như bản kê 4 cạnh, ngàm theo chu vi (sơ đồ 9).2 – Sơ đồ tính bản nắp 8 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP 4.2 Xác định tải trọng - Tĩnh tải: bao gồm trọng lượng bản thân các lớp vật liệu cấu tạo. n gbn = i i ni (daN / m 2 ) 1 Bảng 4.3 Tĩnh tải tác dụng lên bản nắp , daN daN daN daN Các lớp cấu tạo , gbntc , n gbntt , gbn , mm m3 m2 m2 m2 Lớp vữa trát mặt 20 1600 32 1.6 Bản bê tông cốt thép 100 2500 250 1.8 Lớp vữa trát 15 1600 24 1.2 - Hoạt tải: Giá trị hoạt tải của bản nắp được tra trong “Bảng 4 khu vực H”, theo TCVN 2737:2023. Có giá trị p tc = 30daN / m 2 Hoạt tải sửa chữa: pbn = p tc n = 30 1.3 = 39(daN / m 2 ) - Tổng tải trọng tác dụng: qbn = gbn + pbn = 347.3 Xác định nội lực Tính toán theo ô bản đơn, sử dụng sơ đồ đàn hồi. Để tính toán, ta cắt 1 dải bản có bề rộng b = 1m theo từng phương.
Giá trị nội lực được tính theo phương pháp tra bảng. b=1m MI M1 b=1m M II M II l1 l1 M2 MI l2 l2 Hình 4.3 – Mômen ở gối và nhịp ô bản kê 4 cạnh - Mômen dương lớn nhất ở giữa bản: M 1 = 1.P ( daNm ) 9 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP M 2 = 2 .P ( daNm ) - Mômen âm lớn nhất ở gối: M I = 1P ( daNm ) M II = 2 P ( daNm ) Trong đó: M 1 , M 2 - Là mômen giữa nhịp của ô bản theo phương l1 , l2. M I , M II - Là mômen tại gối của ô bản theo phương l1 , l2. 1 , 2 , 1 , 2 - Là các hệ số tra bảng, phụ thuộc tỉ số l2 / l1.
P = q l1 l2 (daN ) Duøng M I ñeå tính Duøng M II ñeå tính Duøng M1 ñeå tính l1 Duøng M2 ñeå tính Duøng M I ñeå tính l2 Hình 4.4 – Bố trí cốt thép cho ô bản kê 4 cạnh Bảng 4.4 Tính mômen bản nắp bể nước mái l1 , l2 , qbn , P, Mômen, Các hệ số m m daN / m2 daN daNm 1 0.4 Tính toán và bố trí cốt thép - Bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn có kích thước tiết diện 1000 100mm. - Giả thiết tính toán: 10 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP + Lớp bê tông bảo vệ: c0 = 20mm + b = 1000mm - Bề rộng tính toán của dải bản + hbn = 100mm + h0 = hbn − a - Chiều cao có ích của tiết diện, tùy theo phương đang xét M Tính: m = Rbbh02 + Nếu m R tính: = 1 − 1 − 2 m Rbbh0 Diện tích cốt thép: Astt = (cm2 ) Rs + Nếu m R thì tăng cấp độ bền của bê tông hoặc tăng chiều dày bản rồi tính toán lại đến khi thỏa mãn điều kiện m R. As Kiểm tra hàm lượng cốt thép: % = 100% bh0 min = 0.3 Tính toán cốt thép bản nắp Tiết Mômen, b, a, h0 , Astt , tt , Thép Asch , ch , m diện daNm mm mm mm cm2 chọn cm 2 % % Nhịp 123.524 l2 Thép phân bố (thép đỡ cốt mũ) bố trí 8a300). 11 SVTH: HUỲNH TRỌNG THIỆN LỚP: D20XDK5 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP 4.4 Tính bản thành 4.1 Sơ đồ tính Bản thành liên kết ngàm với dầm đáy và hai cột hai bên, còn cạnh thứ tư tựa đơn.
Các ô bản thành có kích thước (1. Xét tỷ số: l2 / H = 4.67 2 → Bản thuộc bản loại bản dầm, cắt 1 dải theo phương cạnh h, có bề rộng b = 1m , tính toán như một dầm chịu uốn 1 đầu ngàm, 1 đầu tựa đơn. b=1m H L2 Gioù huùt AÙp löïc nöôùc Hình 4.5 – Sơ đồ tính bản thành 4.2 Tải trọng tác dụng lên thành bể - Để đơn giản tính toán, bỏ qua trọng lượng bản thân bản thành và các lớp cấu tạo. - Tải trọng do áp lực nước (phân bố dạng tam giác) tính tại đáy bể: P tc = n h = 1000 1.