Tải bản đầy đủ
11 KIỂM TRA NỨT BẢN THÀNH VÀ BẢN ĐÁY

11 KIỂM TRA NỨT BẢN THÀNH VÀ BẢN ĐÁY

Tải bản đầy đủ

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Thành và đáy bể được tính toán theo cấu kiện chịu uốn nên vết được tính toán theo sự mở
rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện.
6.11.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt
Lý thuyết tính toán điều kiện hình thành vết nứt theo mục 7.1.2.4, TCVN 5574-201233

M ≤ M crc = R bt ,ser × Wpl
Trong đó:
-

M là momen do ngoại lực trên tiết diện đang xét (lấy tải tiêu chuẩn), có thể lấy gần
đúng bằng cách lấy moment tính toán chia cho hệ số n=1.15
Mcrc là momen chống nứt của tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi hình thành
vết nứt.
+ Vật liệu bêtông B30 Rb,ser=22 MPa, Rbt,ser=1.8 MPa
+ Momen kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét
đến biến dạng đàn hồi của bêtông vùng kéo :

Wpl =

2(I b0 + αIs0 + αI 's0 )
+ Sb0
h−x

Xác định trục trung hòa:

 a'
bh + 2 1 − ÷αA 's
x
h

ξ=
= 1−
; A red = bh + α(A s + A 's ) → x = ξ × h o
ho
2A red
Ibo, Iso, I’so – lần lượt là momen quán tính của tiết diện vùng bêtông chịu nén, của diện tích
thép chịu kéo và diện tích thép chịu nén đối với trục trung hoà.
Sbo – momen tĩnh của diện tích vùng bêtông chịu kéo đối với trục trung hoà
2

3
bx 3
 x  bx
I b0 =
+ bx  ÷ =
; Is0 = A s (h − x − a) 2
12
3
2

I 's0 = A 's (x − a ') 2 ; Sb0 =

b(h − x) 2
E
;α = s
2
Eb

Chú ý: Tải trọng tác dụng lên bản đáy bể nước gồm có: trọng lượng bản thân, tải trọng các
lớp hoàn thiện, tải trọng dài hạn của nước, dó đó kết cấu chỉ hình thành vết nứt dài hạn →
tính acrc2 để kiểm tra bề rộng vết nứt.
Tính toán theo trạng thái giới hạn 2 sử dụng tải tiêu chuẩn, nội lực tiêu chuẩn để tính toán.
Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán, sinh viên tạm tính nội lực tiêu chuẩn bằng cách lấy nội
lực tính toán chia cho hệ số, tạm lấy hệ số n = 1.15
33 Tra công thức theo mục 7.1.2.4, TCVN 5574–2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép–Tiêu chuẩn thiết kế
GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 207 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Bảng 6. - Bảng thống kê momen tiêu chuẩn bản thành
Vị trí

Moment tính
toán (kNm)

Hệ số n

Moment tiêu
chuẩn (kNm)

Nhịp

12.33

1.15

10.72

Gối

22.74

1.15

19.77

Nhịp

5.6

1.15

4.88

Gối

16.37

1.15

14.23

Phương
Đứng (cạnh ngắn)

Ngang (cạnh dài)

Bảng 6. - Bảng thống kê momen tiêu chuẩn bản đáy
Vị trí

Moment tính toán (kNm)

Hệ số n

Moment tiêu chuẩn (kNm)

Nhịp

25.1

1.15

21.83

Gối

32.7

1.15

28.43

6.11.1.1 Bản thành
Bảng 6. - Bảng kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt bản thành
Các đặc trưng

Giá trị tính toán

Giá trị tính toán

Theo phương cạnh ngắn (3m)

Theo phương cạnh dài (6m)

Đơn vị

Gối

Nhịp

Gối

Nhịp

Rbt.ser

1.80

1.80

1.80

1.80

MPa

Es

200000

200000

200000

200000

MPa

E's

200000

200000

200000

200000

MPa

Eb

32500

32500

32500

32500

MPa

b

1000

1000

1000

1000

mm

h

200

200

200

200

mm

a

45

45

35

35

mm

a'

45

45

35

35

mm

Thép chịu kéo

Ø10a150

Ø10a150

Ø10a200

Ø10a200

Thép chịu nén

Ø10a150

Ø10a150

Ø10a200

Ø10a200

As

523

523

393

393

mm2

A's

523

523

393

393

mm2

M

19.77

10.72

14.23

4.88

kN.m

h0

165

165

175

175

mm

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 208 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Giá trị tính toán

Giá trị tính toán

Các đặc
h'0 trưng

165

165

175

175

Đơn
mmvị

α

6.15

6.15

6.46

6.46

-

α'

6.46

6.46

6.46

6.46

-

Ared

206597.8

206597.8

205078.8

205078.8

mm2

ξ

0.502

0.502

0.502

0.502

-

x

82.91

82.91

87.77

87.77

mm

Ib0

1.90E+08

1.90E+08

2.25E+08

2.25E+08

mm4

Is0

3.52E+06

3.52E+06

2.99E+06

2.99E+06

mm4

I's0

1.20E+06

1.20E+06

1.55E+06

1.55E+06

mm4

Sb0

6.86E+06

6.86E+06

6.30E+06

6.30E+06

mm3

Wpl

1.06E+07

1.06E+07

1.08E+07

1.08E+07

mm3

Mcrc

19.09

19.09

19.51

19.51

kN.m

Mcrc ≥M

Nứt

Không nứt

Không nứt

Không nứt

Tiết diện xuất hiện vết nứt, phải kiểm tra bề rộng vết nứt.

6.11.1.2 Bản đáy
Bảng 6. - Bảng kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt bản đáy
Các đặc trưng

Giá trị tính toán

Đơn vị

Nhịp (6m)

Gối (6m)

Rbt.ser

1.80

1.80

MPa

Es

200000

200000

MPa

E's

200000

200000

MPa

Eb

32500

32500

MPa

b

1000

1000

mm

h

300

300

mm

a

46

46

mm

a'

46

46

mm

Thép chịu kéo

Ø12a200

Ø12a200

Thép chịu nén

Ø12a200

Ø12a200

As

565

565

mm2

A's

565

565

mm2

M

21.83

28.43

kN.m

h0

264

264

mm

h'0

264

264

mm

α

6.15

6.15

-

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 209 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Giá trị tính toán

Các đặc trưng
α'

6.46

6.46

Đơn vị
-

Ared

307125.5

307127.7

mm2

ξ

0.501

0.501

-

x

132.30

132.30

mm

Ib0

7.72E+08

7.72E+08

mm4

Is0

9.80E+06

9.80E+06

mm4

I's0

5.24E+06

5.24E+06

mm4

Sb0

1.41E+07

1.41E+07

mm3

Wpl

2.44E+07

2.44E+07

mm3

Mcrc

43.90

43.90

kN.m

Mcrc ≥M

Không nứt

Không nứt

6.11.2 Kiểm tra mở rộng vết nứt bản đáy
Bề rộng vết nứt được xác định theo mục 7.2.2 TCVN 5574-2012:

a crc = δϕ1η

σs
20(3.5 − 100µ) 3 d
Es

Trong đó:

δ

hệ số, lấy đối với:
-

ϕl

Cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm lấy bằng 1
Cấu kiện chịu kéo lấy bằng 1.2

hệ số, lấy khi có tác dụng của:
-

Tải trọng tạm thời ngắn hạn, tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và
tải trọng tạm thời dài hạn =1
Tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn đối với kết
cấu làm từ bêtông nặng trong điều kiện độ ẩm tự nhiên lấy bằng

η

là hệ số lấy như sau:
-

µ

Đối với cốt thép thanh có gờ =1;
Đối với cốt thép thanh tròn trơn =1.3

là hàm lượng cốt thép của tiết diện nhưng không lớn hơn 0.02 (2%)

d là đường kính cốt thép, tính bằng mm
Es là module đàn hồi của cốt thép
GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 210 -

1.6 − 15µ

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

σs

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

là ứng suất trong các thanh cốt thép S lớp ngoài cùng, đối với cấu kiện chịu uốn

σs

σs =
tính như sau:

M
Asz

M là momen của tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản trong 1m bề rộng
As là diện tích cốt thép
z là khoảng cách từ trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực vùng tiết
diện bêtông chịu nén phía trên vết nứt, xác định như sau

h 'f


α
ϕf + ξ 2 ÷
(b 'f − b)h 'f +
A 's

ho
x
1
2
ν
÷; ϕf =
z = h o 1 −
; ξ=
=
≤1
2(ϕf + ξ) ÷
bh o
h o β + 1 + 5(∆ + λ )


÷
10µα


h 'f = 2a '

h 'f = 0

hoặc
có cốt thép S’.

β = 1.8

α=

đối với cấu kiện hình chữ nhật tương ứng khi có hoặc không

đối với bêtông nặng.

Es
;
Eb

∆=

M
;
R b,ser bh o2


h' 
λ = ϕf  1 − f ÷
 2h o 

ν

- hệ số đàn hồi dẻo của vùng nén phụ thuộc vào độ ẩm môi trường và tác dụng của
tải trọng.
-

ν = 0.45

Khi chịu tác dụng ngắn hạn của tải trọng
với mọi loại bêtông.
Khi chịu tác dụng dài hạn của tải trọng, đối với bêtông nặng và nhẹ: độ ẩm môi
trường 40-75%

ν = 0.15

; độ ẩm môi trường dưới 40%

ν =0.1

Bảng 6. - Bảng kiểm bề rộng vết nứt bản thành
Giá trị tính toán
Các đặc trưng

Theo phương ngắn (l=3m)

Theo phương dài (l=6m)

Đơn vị

Gối

Nhịp

Gối

Nhịp

Rb.ser

22

22

22

22

MPa

Es

200000

200000

200000

200000

MPa

E's

200000

200000

200000

200000

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 211 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Giá trị tính toán
Các đặc trưng

Theo phương ngắn (l=3m)

Theo phương dài (l=6m)

Đơn vị

Gối

Nhịp

Gối

Nhịp

Eb

32500

32500

32500

32500

MPa

b

1000

1000

1000

1000

mm

h

250

200

250

200

mm

a

45

45

35

35

mm

a'

45

45

35

35

Thép chịu kéo

Ø10a150

Ø 10a150

Ø 10a200

Ø 10a200

Thép chịu nén

Ø 10a150

Ø 10a150

Ø 10a200

Ø 10a200

As

523

523

393

393

mm2

A's

523

523

393

393

mm2

M

19.77

10.72

14.23

4.88

kN.m

h0

215

165

225

175

mm

h'0

215

165

175

175

µ

0.0024

0.0032

0.0017

0.0022

-

α

6.154

6.154

6.154

6.154

-

α'

6.154

6.154

6.154

6.154

ν

0.15

0.15

0.15

0.15

-

h'f

-

-

-

-

mm

b'f

1000

1000

1000

1000

mm

Δ

0.019

0.018

0.013

0.007

-

λ

0.05

0.07

0.036

0.046

φf

0.05

0.07

0.04

0.05

-

ß

1.8

1.8

1.8

1.8

-

ξ

0.09

0.11

0.07

0.09

-

z

209

159

219

170

mm

δ

1.00

1.00

1.00

1.00

-

φ1

1.56

1.55

1.57

1.57

η

1.00

1.00

1.00

1.00

-

d

10

10

10

10

mm

σs

1.81E+02

1.29E+02

1.65E+02

7.32E+01

N/mm2

acrc2

0.20

0.14

0.19

0.08

mm

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 212 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Giá trị tính toán
Các đặc trưng

Theo phương ngắn (l=3m)

Theo phương dài (l=6m)

Đơn vị

Gối

Nhịp

Gối

Nhịp

[acrc2]

0.20

0.20

0.20

0.20

mm

acrc2 ≤ [acrc2]

Thỏa

Thỏa

Thỏa

Thỏa

-

6.12 THIẾT KẾ THÉP GIA CỐ LỖ THĂM TRÊN BẢN NẮP
6.12.1 Lập mô hình
Trong mô hình 3D bể nước tiến hành khoét lỗ thăm và vẽ 2 dầm bo có kích thước tiết diện
bxh=100mm x 200mm trên bản nắp của bể. Ta được mô hình sau đây:

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 213 -

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016

Hình 6. - Mô hình bể nước dùng trong tính toán thép gia cố miệng lỗ thăm

6.12.2 Kết quả nội lực

Hình 6. - Biểu đồ 3D momen M33 của phần tử dầm bo quanh miệng lỗ thăm
GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH
GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG

- 214 -