25
Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng Chöông 5 : TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU BEÅ CHÖÙA 5.1. Thoâng soá thieát keá ban ñaàu 5.1.1. Thoâng soá kích thöôùc Döïa vaøo keát quaû töø chöông 2, thoâng qua vieäc söû duïng chöông trình Epanet ñeå tính toaùn maïng löôùi caáp nöôùc, ta coù caùc thoâng soá kích thöôùc beå chöùa nhö sau : - Beå hình vuoâng caïnh 15 m - Chieàu saâu nöôùc 5 m, beå ñaët nöûa ngaàm döôùi maët ñaát, cao trình ñaùy beå laø +0.0 m, cao trình möïc nöôùc max = +5.0 m, cao trình maët ñaát = +2.5 m. - Theå tích nöôùc : 1050 m 3 . Sô boä choïn kích thöôùc caùc tieát dieän nhö sau : - Phaàn töû voû : + Ñaùy beå : daøy 30cm + Thaønh beå : daøy 20cm + Naép beå : daøy 10cm - Phaàn töû daàm : + Coät trong : 30×30cm + Coät thaønh beå : 50×30cm + Coät goùc : 30×30cm + Daàm naép : 40×30cm Moâ hình beå chöùa trong SAP Coät goùc Daàm naép Naép beå Coät trong Coät thaønh Thaønh beå Ñaùy beå Hình 5.1 : Moâ hình beå chöùa trong Sap SVTH : Voõ Duy Trung - 68 -

TINH TOAN BE CHU NHAT.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

Chöông 5 :

TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU BEÅ CHÖÙA

5.1. Thoâng soá thieát keá ban ñaàu 5.1.1. Thoâng soá kích thöôùc

Döïa vaøo keát quaû töø chöông 2, thoâng qua vieäc söû duïng chöông trình Epanet ñeå tính toaùn maïng löôùi caáp nöôùc, ta coù caùc thoâng soá kích thöôùc beå chöùa nhö sau :

- Beå hình vuoâng caïnh 15 m- Chieàu saâu nöôùc 5 m, beå ñaët nöûa ngaàm döôùi maët ñaát, cao trình ñaùy beå laø +0.0 m, cao

trình möïc nöôùc max = +5.0 m, cao trình maët ñaát = +2.5 m.- Theå tích nöôùc : 1050 m3. Sô boä choïn kích thöôùc caùc tieát dieän nhö sau : - Phaàn töû voû :

+ Ñaùy beå : daøy 30cm+ Thaønh beå : daøy 20cm+ Naép beå : daøy 10cm

- Phaàn töû daàm : + Coät trong : 30×30cm+ Coät thaønh beå : 50×30cm+ Coät goùc : 30×30cm+ Daàm naép : 40×30cm

• Moâ hình beå chöùa trong SAP Coät goùc Daàm naép Naép beå

Coät trong Coät thaønh Thaønh beå Ñaùy beå

Hình 5.1 : Moâ hình beå chöùa trong Sap

SVTH : Voõ Duy Trung - 68 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

Hình 5.2 : Maët baèng vaø maët caét beå chöùa

5.1.2. Vaät lieäu a. Beâ toâng

Beâtoâng B20 (M250) :- Rbn = 15MPa ≈ 14715kN/m2 ; Rbtn = 1.4 MPa ≈ 1373.4kN/m2 (nhoùm A); - Rb = 11.5 MPa ≈ 11281.5kN/m2 ; Rbt = 0.9 Mpa≈ 882.9kN/m2 (nhoùm A);- Eb = 27×103 Mpa ≈ 264.87×105kN/m2

b. Coát theùp- d > 10mm : theùp A-II

+ Rs = Rsc = 280 MPa ≈ 2.747×105kN/m2

+ Es = 21×104 MPa ≈ 2.06×108kN/m2

- d ≤ 10mm : theùp A-I + Rs = Rsc = 225 MPa ≈ 2.207×105kN/m2

+ Es = 21×104 MPa ≈ 2.06×108kN/m2

5.2. Xaùc ñònh taûi troïng vaø toå hôïp taûi troïng5.2.1. Caùc loaïi taûi troïng taùc duïng leân beå chöùa

SVTH : Voõ Duy Trung - 69 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- Taûi troïng baûn thaân : heä soá tin caäy n =1.1- Taûi troïng söûa chöõa : 0.75kN/m2 , heä soá tin caäy n = 1.2- AÙp löïc nöôùc : aùp löïc nöôùc bao goàm aùp löïc ngang taùc duïng vaøo thaønh ñaøi vaø troïng löôïng nöôùc

taùc duïng leân ñaùy beå chöùa, heä soá tin caäy n = 1.0- AÙp löïc ñaát : aùp löïc ngang cuûa ñaát taùc duïng vaøo thaønh ñaøi, heä soá tin caäy n = 1.15

5.2.2. Toå hôïp taûi troïng Xeùt caùc tröôøng hôïp toå hôïp taûi troïng sau : - Toå hôïp 1 : TH1 = tónh taûi ×1.1 + aùp löïc nöôùc ×1.0- Toå hôïp 2 : TH2 = tónh taûi ×1.1 + aùp löïc ñaát ×1.15- Toå hôïp 3 : TH3 = tónh taûi ×1.1 + aùp löïc nöôùc ×1.0 + aùp löïc ñaát ×1.15- Toå hôïp 4 : TH4 = tónh taûi ×1.1 + aùp löïc ñaát ×1.15 + söûa chöõa ×1.2- Toå hôïp bao : bieåu ñoà bao cuûa caùc toå hôïp treân.

5.2.3. Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa ñaát neàn - Khaû naêng chòu taûi cuûa ñaát neàn :

1 2 ( )II II f I IItc

mmR Ab BD Dc

kγ γ= + +

Vôùi : - ϕ = 3.5o → A = 0.0533 , B = 1.213 , D = 3.4624 - m1, m2, ktc laáy baèng 1

- I IIγ γ= = 14.88kN/m3

- cII = 7.1613kN/m2 - Df = 2.5m - b : chieàu daøi baûn ñaùy, b = 15m

→ 0.0533 14.88 1.213 2.5 14.88 3.4624 7.1613 70.71IIR = × + × × + × = kN/m2

- Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa ñaát neàn :

Toång taûi troïng truyeàn xuoáng neàn : 1.1 15988.47ttbt nN N N kN= + =∑ , bao goàm :

+ Taûi troïng baûn thaân : Nbt = 4307.7kN+ Troïng löôïng nöôùc : Nn = 11250kN

( keát quaû laáy töø Sap)

→ aùp löïc truyeàn xuoáng neàn : 2

15988.4753.37

1.2 1.2 15.8

tttc N

pF

= = =×

kN/m2

⇒ ptc < Rtc : neàn ñuû khaû naêng chòu löïc .- Xaùc ñònh aùp löïc gaây luùn taïi taâm ñaùy beå :

Pgl = tcp - γ h = 53.37 - 14.88× 2.5 = 16.17 kN/m2

5.2.4. Heä soá neàn - Chuùng ta coù theå söû duïng coâng thöùc ñöôïc ñöa ra bôûi J.E.Bowles, keát hôïp coâng thöùc cuûa

Terzaghi, Hansen :

( )0.5 nn C qK C cN BN C N Zγγ γ= + +

- Trong ñoù : + Kn : heä soá neàn (kN/m3)+ C : heä soá phuï thuoäc vaøo heä thoáng ñôn vò, vôùi heä thoáng SI (System International),

SVTH : Voõ Duy Trung - 70 -

NEAR
Underline
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

thì C = 40, do ñoù coâng thöùc coù theå vieát thaønh :

( )40 0.5 40 nn C qK cN BN N Zγγ γ= + +

+ c : löïc dính cuûa ñaát, c = 7.1613kN/m2

+ γ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát, γ = 14.88kN/m3

+ B : beà roäng moùng, B = 15m+ Z : ñoä saâu ñang khaûo saùt, Z = 2.5m+ n : chæ xeùt ñeán trong tröôøng hôïp coù tieán haønh thöïc nghieäm. Trong tröôøng hôïp coù tieán

haønh thöïc nghieäm thì n laø heä soá duøng ñeå hieäu chænh cho keát quaû tính toaùn Kn baèng coâng thöùc coù giaù trò gaàn ñuùng vôùi keát quaû thöïc nghieäm. Trong tröôøng hôïp khoâng tieán haønh thí nghieäm thì laáy n = 1

+ Nc , Nγ , Nq : caùc heä soá phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong ϕ cuûa ñaátVôùi ϕ = 3.5o 6.045, 1.37, 0.29c qN N Nγ⇒ = = =

( ) ( )340 7.1613 6.045 0.5 14.88 15 0.29 14.88 1.37 2.5 5064 /NK kN m⇒ = × × + × × × + × × =

5.2.5. Xaùc ñònh aùp löïc ngang cuûa ñaát AÙp löïc ngang cuûa ñaát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau :

2 452

oaP htg

φγ = − ÷ ( kN/m2)

Vôùi : - γ = 14.88kN/m3, troïng löôïng rieâng cuûa ñaát, - ϕ = 3.5o , goùc ma saùt trong cuûa ñaát,- h : ñoä saâu

→ Pa = 13.17h (kN/m2)

h (m) 0 0.5 1 1.5 2 2.5Pa (kN/m2) 0 6.585 13.17 19.755 26.34 32.925

5.3. Tính toaùn noäi löïc vaø coát theùp beå chöùa5.3.1. Moâ phoûng tính toaùn

- AÙp löïc nöôùc taùc duïng vaøo thaønh beå vaø ñaùy beå (phaàn töû Shell) ñöôïc gaùn theo daïng aùp löïc maët (Surface Pressrue) :+ Maët taùc duïng : maët 5 maøu tím, maët trong beå.+ Phöông : cuøng chieàu truïc 3 maøu xanh, vuoâng goùc vôùi thaønh beå, ñi töø trong ra ngoaøi.

- AÙp löïc ngang cuûa ñaát ñöôïc taùc duïng vaøo thaønh ñaøi (phaàn töû Shell) ñöôïc gaùn theo daïng aùp löïc maët (Surface Pressrue ) :+ Maët taùc duïng : maët 6 maøu ñoû, maët tieáp xuùc vôùi ñaát.+ Phöông : ngöôïc chieàu truïc 3 maøu xanh.

- Taûi söûa chöõa : ñöôïc gaùn cho naép beå vaø ñaùy beå theo daïng löïc phaân boá ñeàu (Uniform Load), phöông taùc duïng theo chieàu cuûa taûi troïng baûn thaân.

Caùc giaù trò noäi löïc xuaát ra nhö sau : - Ñoái vôùi phaàn töû daàm ( Frame) :

- P : löïc doïc truïc (Axial Force)

SVTH : Voõ Duy Trung - 71 -

NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- M2 : moment 2-2 naèm trong maët phaúng 1-3, uoán quanh truïc 2- M3 : moment 3-3 naèm trong maët phaúng 1-2, uoán quanh truïc 3- V2 : löïc caét theo phöông truïc 2 (Shear 2-2)- V3 : löïc caét theo phöông truïc 3 (Shear 3-3)

- Ñoái vôùi phaàn töû voû ( Shell) : - M22 : moment uoán quanh truïc 1 (maøu ñoû)- M11 : moment uoán quanh truïc 2 (maøu traéng)- F11 : löïc theo phöông truïc 1

SVTH : Voõ Duy Trung - 72 -

NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- F22 : löïc theo phöông truïc 2

5.3.2. Caùc coâng thöùc tính toaùn caùc caáu kieäna. Caáu kieän chòu keùo

- Ñuùng taâm : ,s s totN R A≤ (kN) As,tot : dieän tích tieát dieän toaøn boä coát theùp doïc

- Ñoä leäch taâm cuûa löïc doïc N ñoái vôùi troïng taâm cuûa tieát dieän quy ñoåie0 = e01+ea

vôùi e01 = M/N : ñoä leäch taâm tính toaùnea : ñoä leäch taâm ngaãu nhieân

- Leäch taâm tieát dieän chöõ nhaät:+ Neáu löïc doïc ñaët trong khoaûng giöõa caùc hôïp löïc trong coät theùp S vaø S’

SVTH : Voõ Duy Trung - 73 -

NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

)'( 0' ahARNe ss −≤ vôùi e = 0.5h-e0-a

)'( 0' ahARNe ss −≤ vôùi e’=0.5h+e0-a’

+ Neáu löïc doïc ñaët ngoaøi khoaûng giöõa caùc hôïp löïc trong coät theùp S vaø S’'

0 0( 0.5 ) ( ')b sc sNe R bx h x R A h a≤ − + − vôùi e = e0-0.5h+a’

Trong ñoù, chieàu cao vuøng chòu neùn x ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :bxRNARAR bsscss =−− ' (neáu 0hx Rξ> laáy 0hx Rξ=

vôùi ,

1 (1 )1.1

RsR

sc u

ωξ σ ωσ

=+ − tính theo muïc 6.2.2.3 TCVN 356:2005)

b. Caáu kieän chòu uoán ' '

0 0( 0.5 ) ( )b sc sM R bx h x R A h a≤ − + −

bxRARAR bsscss =− '

c. Caáu kieän chòu neùn leäch taâm tieát dieän chöõ nhaät bbARN α≤

- Trong ñoù : Ab - dieän tích vuøng beâ toâng chòu neùn

• Khi 0

R

x

hξ ξ= ≤

'0 0( 0.5 ) ( ')b sc sNe R bx h x R A h a≤ − + −

bxRARARN bsscss =−+ '

• Khi Rh

x ξξ >=0

: ñoái vôùi caáu kieän laøm töø beâ toâng coù caáp nhoû hôn hoaëc baèng B30, coát theùp

nhoùm CI, A-I, CII, A-II, CIII, A-III, x ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :

bxRARAN bsscss =−+ 'σ ; vôùi sR

s Rhx

−−

= 11

/12 0

ξσ

Khi tính toaùn caáu kieän chòu neùn leäch taâm, caàn xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä cong (khi ñoä maûnh l/ho>8) ñeán ñoä beàn, ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän (36), (40), (65) baèng caùch nhaân e0 vôùi heä soá η.

- Tính ,

1 (1 )1.1

RsR

sc u

ωξ σ ωσ

=+ −

0.623Rξ→ = ( tra baûng )

- Tính 0

x

hξ =

- Vôùi chieàu cao vuøng chòu neùn x ñöôïc xaùc ñònh töø coâng thöùc : bxRARARN bsscss =−+ '

SVTH : Voõ Duy Trung - 74 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

5.3.2. Tính toaùn noäi löïc vaø coát theùp cho phaàn töû daàm (Frames) a. Daàm treân

- Kích thöôùc : 40×30cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng leân daàm : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Troïng löôïng naép+ Taûi söûa chöõa

- Caùc giaù trò noäi löïc max ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

Löïc doïc truïc P (Axial Force)

Löïc caét V2 (Shear Force 2-2)

Moment M3 (Moment 3-3)• Giaù trò :

-Caáu kieän chòu moment

M3 gaây uoán, löïc caét V2 vaø löïc doïc P gaây keùo :

+2 R

b o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

46.2196 0.100 0.105 4.800 4Φ14 6.156 0.555

SVTH : Voõ Duy Trung - 75 -

Axial Force (kN)

Shear 2-2 (kN)

Moment 3-3(kNm)

P V2+ V2- M3+ M3-49.605 42.262 -29.589 46.2196 -49.7127

NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

49.7127 0.107 0.114 5.186 4Φ14 6.156 0.555- Kieåm tra kích thöôùc tieát dieän daàm :

0 0 max0.35 11281.5 0.3 0.37 438.29 42.262bk R bh kN Q kN= × × × = > =

→ Neân khoâng thay ñoåi kích thöôùc tieát dieän daàm

- Kieåm tra ñieàu kieän löïc caét :

1 0 max0.6 882.9 0.3 0.37 58.8 42.262btk R bh kN Q kN= × × × = > =→ Boá trí coát ñai theo caáu taïo : Þ8a200

- Kieåm tra khaû naêng chòu löïc keùo cuûa daàm :5 4

, 49.605 2.747 10 6.156 10 169.1s s totN R A kN kN−≤ ⇔ ≤ × × × =• Boá trí coát theùp cho daàm naép :

Hình 5.3 : Coát theùp daàm naép

• Nhaän xeùt : Ta nhaän thaáy daàm chuû yeáu chòu uoán do troïng löôïng baûn thaân vaø taûi troïng töø saøn naép beå truyeàn xuoáng, daàm cuõng chòu keùo do aùp löïc nöôùc taùc duïng leân thaønh beå. Moment M22 coù nhöng khaù nhoû, khoâng ñaùng keå. Moment M33 lôùn taïi nhòp gaàn töôøng do phaûi chòu taûi troïng töø saøn naép beå vaø aùp löïc nöôùc taùc duïng leân thaønh beå.

b. Coät thaønh beå - Kích thöôùc : 50×30cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng leân coät : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi troïng töø saøn naép truyeàn xuoáng + AÙp löïc nöôùc taùc duïng

- Caùc giaù trò noäi löïc max ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

SVTH : Voõ Duy Trung - 76 -

NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight
NEAR
Highlight

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

Löïc doïc P (Axial Force) Löïc caét V2(Shear Force 2-2) Moment M3 (Moment 3-3)• Giaù trò :

Axial Force (kN)

Shear 2-2 (kN)

Moment 3-3(kNm)

P V2+ V2- M3+ M3--25.437 68.57 -69.947 110.3089 -32.2091

- Caáu kieän chòu moment M3 gaây uoán, löïc caét V2 vaø löïc doïc P gaây neùn :

+2 R

b o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

110.309 0.148 0.160 9.289 4Φ18 10.18 0.72232.2091 0.043 0.044 2.551 2Φ14 3.078 0.218

- Kieåm tra kích thöôùc tieát dieän coät :

0 0 max0.35 11281.5 0.3 0.47 556.74 69.947bk R bh kN Q kN= × × × = > =

SVTH : Voõ Duy Trung - 77 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

→ Neân khoâng thay ñoåi kích thöôùc tieát dieän coät

- Kieåm tra ñieàu kieän löïc caét :

1 0 max0.6 882.9 0.3 0.47 74.69 69.947btk R bh kN Q kN= × × × = > =→ Boá trí coát ñai theo caáu taïo : Þ8a200

- Kieåm tra khaû naêng chòu löïc neùn cuûa coät :25.437 11281.5 0.24 0.44 1191.33b bN R A kN kN≤ ⇔ ≤ × × =

• Boá trí coát theùp cho coät thaønh beå :

Hình 5.4 : Coát theùp coät thaønh beå• Nhaän xeùt : Gioáng nhö daàm naép coù moment M2 nhöng khoâng lôùn. Coät thaønh chòu taùc duïng chuû

yeáu laø moment M3 do aùp löïc nöôùc taùc duïng leân thaønh beå vaø coät thaønh beå khi ñoù nhö moät daàm chòu moät phaàn moment töø thaønh beå truyeàn sang.

SVTH : Voõ Duy Trung - 78 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

c. Coät trong - Kích thöôùc : 30×30cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng leân coät : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi troïng töø saøn naép truyeàn xuoáng - Caùc giaù trò noäi löïc max ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

Löïc doïc P (Axial Force) Löïc caét V2(Shear Force 2-2) Moment M3 (Moment 3-3)• Giaù trò :

Axial Force(kN)

Shear 2-2(kN)

Shear 3-3(kN)

Moment 2-2(kNm)

Moment 3-3(kNm)

P V2 V3 M2 M3-160.297 3.407 -3.407 11.0243 -11.0243

- Caáu kieän chuû yeáu chòu löïc doïc P gaây neùn :2160.297 11281.5 0.24 649.8b bN kN R A kN= ≤ = × =

→ Boá trí coát theo caáu taïo : 4Þ14

SVTH : Voõ Duy Trung - 79 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- Kieåm tra khaû naêng chòu Moment uoán cuûa coät :

+2 R

b o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

11.0243 0.045 0.046 1.521 2Φ14 3.078 0.380- Kieåm tra ñieàu kieän löïc caét :

1 0 max0.6 882.9 0.3 0.27 42.9 3.407btk R bh N Q kN= × × × = > =→ Boá trí coát ñai theo caáu taïo : Þ8a200

• Boá trí coát theùp cho coät trong beå :

Hình 5.5 : Coát theùp coät trong beå

SVTH : Voõ Duy Trung - 80 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Kieåm tra xuyeân thuûng cuûa coät trong ñoái vôùi ñaùy beå :

Hình 5.6 : Kieåm tra xuyeân thuûng

- Löïc gaây xuyeân thuûng :

( )2 2160.29725 0.3 5 0.84 337.98

25tt

xt ngoaithapxuyenP p S kN = × = + × − = ÷

- Löïc choáng xuyeân thuûng :20.75 0.75 882.9 0.84 467.23cx bt xungquanhcuathapxuyenP R S kN= × × = × × =

- Vaäy coät trong khoâng gaây xuyeân thuûng ñaùy beå.• Nhaän xeùt : Coät trong chuû yeáu chòu neùn do taûi troïng töø saøn naép truyeàn xuoáng. Löïc caét vaø

moment coù nhöng khoâng ñaùng keå.

SVTH : Voõ Duy Trung - 81 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

d. Coät goùc beå - Kích thöôùc : 30×30cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng leân coät : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi troïng töø saøn naép truyeàn xuoáng - Caùc giaù trò noäi löïc max ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

Löïc doïc P (Axial Force) Löïc caét V2(Shear Force 2-2) Moment M3 (Moment 3-3)• Giaù trò :

Axial Force(kN)

Shear 2-2(kN)

Shear 3-3(kN)

Moment 2-2(kNm)

Moment 3-3(kNm)

P V2 V3 M2 M323.858 3.816 3.816 2.8469 2.8469

- Caáu kieän chuû yeáu chòu löïc doïc P gaây neùn :223.858 11281.5 0.24 649.8b bN kN R A kN= ≤ = × =

→ Boá trí coát theo caáu taïo : 4Þ14

SVTH : Voõ Duy Trung - 82 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- Kieåm tra khaû naêng chòu Moment uoán cuûa coät :

+2 R

b o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

2.8469 0.012 0.012 0.386 2Þ14 3.078 0.380- Kieåm tra ñieàu kieän löïc caét :

→ Boá trí coát ñai theo caáu taïo : Þ8a200 • Boá trí coát theùp cho coät goùc beå :

Hình 5.7 : Coát theùp coät goùc beå

• Nhaän xeùt : Coät goùc chòu löïc khoâng ñaùng keå. Ta boá trí 4 coät goùc naøy chuû yeáu laø ñeå lieân keát thaønh beå vaø thuaän tieän hôn trong khaâu thi coâng beå chöùa.

SVTH : Voõ Duy Trung - 83 -

1 0 max0.6 882.9 0.3 0.27 42.9 3.816btk R bh N Q kN= × × × = > =

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

5.3.3. Tính toaùn noäi löïc vaø coát theùp cho phaàn töû voû (Shell)a. Naép beå

- Beà daày : 10cm , laáy a = a’ = 1.5cm- Löïc taùc duïng : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi söûa chöõa - Xeùt moät daûi baûn saøn naép ñieån hình :

SVTH : Voõ Duy Trung - 84 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

- Caùc giaù trò noäi löïc ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

F11max

(kN/m)F11min

(kN/m)F22max

(kN/m)F22min

(kN/m)M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)28.375 -1.374 26.689 1.221 3.820 -4.821 1.798 -0.929- Voøm naép chuû yeáu chòu uoán vaø chòu keùo :

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

3.82 0.047 0.048 2.086 Þ10a200 3.925 0.4624.821 0.059 0.061 2.651 Þ10a200 3.925 0.462

- Coát theùp chòu keùo : 4 2 2max11 28.375

1.286 10 1.286220700s

s

FA m cm

R−= = = × =

• Boá trí theùp cho saøn naép :

Hình 5.8 : Coát theùp saøn naép beå

• Nhaän xeùt : Naép beå chòu uoán do taûi troïng baûn thaân vaø hoaït taûi gaây neân. Chòu keùo do aùp löïc nöôùc taùc duïng vaøo thaønh gaây ra löïc taùc duïng vaøo naép beå.

SVTH : Voõ Duy Trung - 85 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

b. Thaønh beå- Beà daày : 20cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi troïng töø saøn naép truyeàn xuoáng+ AÙp löïc nöôùc vaø aùp löïc ñaát taùc duïng

- Xeùt boán daûi thaønh beå ñieån hình sau :

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi coät goùc beå - daûi 1 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

F11max

(kN/m)F11min

(kN/m)F22max

(kN/m)F22min

(kN/m)M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)79.7418 -36.1857 63.4678 -76.4919 47.7543 -4.7905 9.4701 -15.5819

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

47.7543 0.146 0.159 11.110 Þ12a100 11.31 0.6654.7905 0.015 0.015 1.033 Þ12a200 5.655 0.3339.4701 0.029 0.029 2.058 Þ12a200 5.655 0.333

15.5819 0.048 0.049 3.420 Þ12a200 5.655 0.333+ Coát theùp chòu keùo theo phöông truïc 1 (naèm ngang) :

4 2 2max11 79.74182.9 10 2.9

274700ss

FA m cm

R−= = = × =

+ Coát theùp chòu keùo theo phöông truïc 2 (thaúng ñöùng) :

4 2 2max22 76.49192.785 10 2.785

274700ss

FA m cm

R−= = = × =

+ Kieåm tra öùng suaát neùn trong beâ toâng :min22 76.4919

764.919 11281.50.1 1n

FkPa kPa

δ= = = <

×

=> Thoûa

SVTH : Voõ Duy Trung - 86 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi coät thaønh beå - daûi 2 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

F11max

(kN/m)F11min

(kN/m)F22max

(kN/m)F22min

(kN/m)M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)42.2816 -9.1786 -1.9962 -45.8932 8.3890 -11.1522 29.9952 -31.1233

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

8.3890 0.026 0.026 1.820 Þ12a200 5.655 0.33311.1522 0.034 0.035 2.430 Þ12a200 5.655 0.33329.9952 0.092 0.097 6.749 Þ12a100 11.31 0.66531.1233 0.095 0.101 7.017 Þ12a100 11.31 0.665

+ Coát theùp chòu keùo theo phöông truïc 1 (naèm ngang) :

4 2 2max11 42.28161.539 10 1.539

274700ss

FA m cm

R−= = = × =

+ Kieåm tra öùng suaát neùn trong beâ toâng :min22 45.8932

458.932 11281.50.1 1n

FkPa kPa

δ= = = <

×

=> Thoûa• Giaù trò noäi löïc ôû daûi giöõa thaønh beå - daûi 3 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

F11max

(kN/m)F11min

(kN/m)F22max

(kN/m)F22min

(kN/m)M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)41.5238 -8.1348 -5.5555 -40.6740 8.0307 -14.1266 40.1534 -33.3661

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

8.0307 0.025 0.025 1.741 Þ12a200 5.655 0.33314.1266 0.043 0.044 3.094 Þ12a200 5.655 0.33340.1534 0.123 0.132 9.205 Þ12a100 11.31 0.66533.3661 0.102 0.108 7.554 Þ12a100 11.31 0.665

+ Coát theùp chòu keùo theo phöông truïc 1 (naèm ngang) :

4 2 2max11 41.52381.512 10 1.512

274700ss

FA m cm

R−= = = × =

+ Kieåm tra öùng suaát neùn trong beâ toâng :min22 40.6740

406.740 11281.50.1 1n

FkPa kPa

δ= = = <

×

=> Thoûa

SVTH : Voõ Duy Trung - 87 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi bieân - daûi 4 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

F11max

(kN/m)F11min

(kN/m)F22max

(kN/m)F22min

(kN/m)M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)50.2910 -9.4853 -5.9286 -53.7775 6.5432 -17.0630 32.7161 -28.2531

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

6.5432 0.020 0.020 1.415 Þ12a200 5.655 0.33317.0630 0.052 0.054 3.755 Þ12a200 5.655 0.33332.7161 0.100 0.106 7.398 Þ12a100 11.31 0.66528.2531 0.087 0.091 6.338 Þ12a100 11.31 0.665

+ Coát theùp chòu keùo theo phöông truïc 1 (naèm ngang) :

4 2 2max11 50.29101.83 10 1.83

274700ss

FA m cm

R−= = = × =

+ Kieåm tra öùng suaát neùn trong beâ toâng :min22 53.7775

537.775 11281.50.1 1n

FkPa kPa

δ= = = <

×

=> Thoûa Chuù thích : Mmax : laøm caêng thôù trong ; Mmin : laøm caêng thôù ngoaøi Boá trí theùp cho thaønh beå chöùa :

Hình 5.9 : Coát theùp thaønh beå

SVTH : Voõ Duy Trung - 88 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

c. Ñaùy beå- Beà daày : 30cm , laáy a = a’ = 3cm- Löïc taùc duïng : + Troïng löôïng baûn thaân

+ Taûi troïng töø thaønh beå truyeàn xuoáng+ Taûi troïng 4 coät trong truyeàn xuoáng+ AÙp löïc nöôùc+ AÙp löïc ñaát

- Xeùt boán daûi ñaùy beå ñieån hình sau :

SVTH : Voõ Duy Trung - 89 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi thaønh beå - daûi 1 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)51.2166 -71.6520 20.5166 -15.2263

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

51.2166 0.062 0.064 7.135 Þ12a100 11.31 0.41971.6520 0.087 0.091 10.123 Þ12a100 11.31 0.41920.5166 0.025 0.025 2.802 Þ12a200 5.655 0.20915.2263 0.019 0.019 2.072 Þ12a200 5.655 0.209

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi coät trong - daûi 2 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)18.3902 -31.0564 51.0429 -71.5938

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

18.3902 0.022 0.023 2.508 Þ12a200 5.655 0.20931.0564 0.038 0.039 4.269 Þ12a200 5.655 0.20951.0429 0.062 0.064 7.110 Þ12a100 11.31 0.41971.5938 0.087 0.091 10.114 Þ12a100 11.31 0.419

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi giöõa - daûi 3 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)14.9250 -6.4905 37.0050 -33.6601

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

14.9250 0.018 0.018 2.031 Þ12a200 5.655 0.2096.4905 0.008 0.008 0.879 Þ12a200 5.655 0.209

37.0050 0.045 0.046 5.107 Þ12a200 5.655 0.20933.6601 0.041 0.042 4.635 Þ12a200 5.655 0.209

SVTH : Voõ Duy Trung - 90 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Giaù trò noäi löïc ôû daûi bieân - daûi 4 ( xeùt trong taát caû caùc tröôøng hôïp )

M11max

(kN-m/m)M11min

(kN-m/m)M22max

(kN-m/m)M22min

(kN-m/m)31.3677 -5.6085 27.6879 -31.0400

2 Rb o

M

R bhα α= ≤ ; 1 1 2ξ α= − − ;

s b o sA R bh Rξ= ;

min 0.05%µ = ;

max 5%µ =

M(kNm)

α ξ sA

(cm2)sA choïn (cm2) s

o

A chon

bhµ =

Þ sA

31.3677 0.038 0.039 4.313 Þ12a200 5.655 0.2095.6085 0.007 0.007 0.759 Þ12a200 5.655 0.209

27.6879 0.034 0.034 3.798 Þ12a200 5.655 0.20931.0400 0.038 0.038 4.267 Þ12a200 5.655 0.209

• Chuù thích : Mmax : laøm caêng thôù treân ; Mmin : laøm caêng thôù döôùi

SVTH : Voõ Duy Trung - 91 -

Chöông 5 : Tính toaùn keát caáu beå chöùa GVHD : Th.S Ñaëng Quoác Duõng

• Boá trí theùp ñaùy beå nhö sau :

Hình 5.10 : Coát theùp ñaùy beå

SVTH : Voõ Duy Trung - 92 -