Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 49
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC NGẦM
----- o0o -----
4.1. CẤU TẠO VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU:
Công trình có 2 hồ nước ngầm: phục vụ nhu cầu sinh hoạt và nước chữa cháy, được
bố trí ở vị trí giao giữa trục A-B và trục 3-5.
Mỗi hồ kích thước: 8.5 x 6.25 x 4.5m
Chọn chiều dày sơ bộ của bản thành và bản vách là 250mm, bản đáy 300mm, dầm
đáy 400x600mm.
Mực nước cao nhất trong hồ là 3m.
Hồ nước được làm bằng vách bê tông cốt thép chịu lực toàn khối, truyền tải xuống
các dầm đáy.
Mặt bằng hồ nước ngầm
Mặt cắt hồ nước ngầm
Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 50
4.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN:
4.2.1. Bản nắp, dầm nắp:
Vì bản nắp và dầm nắp chính là dầm và sàn tầng 1 của công trình nên được tính
toán và bố trí theo cách tính sàn tầng. Vì vậy không tính riêng cho hồ nước.
4.2.2. Bản thành: (Tính bản vách ngoài trục A)
a. Bản vách ngoài (8.5x4.5m)
Trường hợp bể đầy nước và chưa có đất đắp xung quanh (thử tải)
Tải trọng:
2
/450015.41000 mkgnhp nnn
Sơ đồ tính và nội lực:
Bỏ qua trọng lượng bản thân kết cấu, xét tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn:
α= 9.1
5.4
5.8
1
2
L
L => thiên về an toàn và cũng dễ tính toán ta xem vách như bản 1
phương để tính.
Cắt dải bản 1m tính như cấu kiện chịu uốn sơ đồ như sau:
Sơ đồ tính Momen
Tính thép:
Giá trị tính toán:
Chọn a = 7 h0 = h - a = 25 – 7 = 18cm.
Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 51
Bê tông B25 có: Rb = 145 kg/cm2, Rbt = 10.5 kg/cm2
Thép CIII có: Rs = Rsc = 3650 kg/cm2, 405.0;563.0 RR
Từ M tính:
2
ob
mhbR
M
; )211(5.0 m
;
0
hR
M
A
s
s
Momen
Giá trị M ho b Rb Rs m As Chọn thép As 
(daN.cm)
(cm)
(cm) (MPa)
(MPa)
(cm2)

a
(mm)
chọn
Gối 606153 18.0 100 14.5 365 0.129
0.931
9.91 14 150 10.26
0.57
Nhịp 267839 18.0 100 14.5 365 0.057
0.971
4.20 12 200 5.66 0.31
Trường hợp bể được đắp đất xung quanh và không chứa nước
Chỉ tiêu cơ lý của đất nền
LỚP
ĐẤT
Lực dính C
(kg/cm2)
Góc ma sát
trong φ (độ)
Dung trọng
ướt (T/m3)
Dung trọng đẩy
nổi (T/m3)
Độ ẩm
(%)
I I I I I
CL1 0.0663 1.732 1.538 0.550 80.64
CL2 0.0806 5.442 1647 0.667 54.74
CH 0.6598 18.531 1.898 0.913 33.11
CL3 0.6107 12.700 1.945 0.956 30.66
Tải trọng: ta dùng đất CL1 để tính đất đắp xung quanh bể nước
Mực nước ngầm ở cao trình -0.95m so với mặt đất tự nhiên (ta quy ước cost mặt sân
hoàn thiện bằng mặt đất tự nhiên)
+ Tải tạm thời trên mặt đất, lấy qtth = 1 T/m2 và được quy ra chiều cao tương đương, ta
coi như tải của 1 lớp đất có chiều cao tương đương:
m
q
h
đ
tth
tđ 65.0
1538
1000
- Áp lực đất ở đỉnh vách: do chiều cao htđ < 1m, ta chọn vị trí đỉnh vách áp lực bằng 0.
- Áp lực đất vị trí mực nước ngầm:
200
1/3104
2
453.16.11538
2
45 mkgtgtgnhP dd
Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 52
- Áp lực đất tại chân vách:
+ Áp lực P0 của lớp đất có chiều dày H1 kể từ mặt đất tương đương tới mực nước ngầm
200
0/3104
2
732.1
453.195.065.01538
2
45 mkgtgtgnhp d
+ Áp lực nước ngầm tác dụng lên thành bể:
2
/28051.155.21000 mkghp nn
+ Áp lực đẩy nổi trong nước tác dụng lên thành bể:
200 /1769
2
453.155.2550
2
45 mkgtgtgnhp đnđn
Tổng tải trọng tác dụng tại chân bể nước:
2
2/7678280517693104 mkgpppP nđnod
Sơ đồ tính và nội lực:
Tải trọng Momen
Tính thép:
Giá trị tính toán:
Chọn a = 7 h0 = h - a = 25 – 7 = 18cm.
Bê tông B25 có: Rb = 145 kg/cm2, Rbt = 10.5 kg/cm2
Thép CIII có: Rs = Rsc = 3650 kg/cm2, 405.0;563.0 RR
Từ M tính:
Phần 2: Kết cấu thượng tầng Chương 4: Thiết kế hồ nước ngầm
trang 53
2
ob
mhbR
M
; )211(5.0 m
;
0
hR
M
A
s
s
Momen
Giá trị M ho b Rb Rs m As Chọn thép As 
(daN.cm)
(cm)
(cm) (MPa)
(MPa)
(cm2)

a
(mm)
chọn
Gối 999570 18.0 100 14.5 365 0.191
0.893
15.34
14 100 15.39
0.86
Nhịp 441919 18.0 100 14.5 365 0.094
0.951
7.08 14 200 7.70 0.43
Tổng hợp: Chọn giá trị thép lớn nhất trong 2 trường hợp trên để bố trí:
- Thép dọc 2 lớp: Ø14a100
- Thép ngang theo cấu tạo: Ø12a200
Kiểm tra nứt:
Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt theo công thức sau: Mr Mcrc
Trong đó:
Mr – momen do ngoại lực nằm ở một phía tiết diện đang xét đối với trục song
song với trục trung hòa và đi xa điểm lõi cách xa vùng chịu kéo của tiết diện này
hơn cả;
Mcrc – momen chống nứt của tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi hình
thành vết nứt, được xác định theo công thức:
Mcrc = Rbt,ser.Wpl + Mrp
Với cấu kiện không ứng lực trước Mrp =0;
Wpl – momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến
biến dạng không đàn hồi của bêtông vùng chịu kéo, theo 7.1.2.6 TCVN 356-2005:
'
2bo so so
pl bo
I I I
W S
h x
Với: +x – khoảng cách từ trục trung hòa đến mép chịu nén
+Ibo, Iso, Iso’ – lần lượt là momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích vùng
bê tông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén.
+Sbo – momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo.
+Vị trí trục trung hòa x được xác định theo điều kiện: