Đồ án môn học kết cấu bêtông cốt thép 1

<span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>2.1.3/ Sơ đồ tính: </b>

tựa là tường biên và các dầm phụ.

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa cụ thể như sau: Đối với nhịp biên:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Do chênh lệch giữa 2 nhịp tính toán rất nhỏ (0.47%) nên nội lực trong bản được tính tốn theo sơ đồ khớp dẻo được xác định như sau:

- Moment lớn nhất ở nhịp giữa và các gối giữa:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>2.1.6/ Tính cốt thép: </b>

Bêtơng có cấp độ bển chịu nén B20: R<small>b </small>= 11.5 MPa nên α<small>pl</small> = 0.3 và <small>pl</small> = 0.37. Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI: R<small>s</small> = 225 MPa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

- Do ảnh hưởng của hiệu ứng vịm nên lượng cốt thép ở các ơ bản có dầm liên kết ở bốn biên

<b>(Các ơ bản ở vùng gạch chéo trong hình 3) sẽ được giảm bớt cốt thép so với kết quả tính được</b>

(Do hiệu ứng vịm sinh ra lực xơ ngang làm giảm moment trong bản), cụ thể như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

 Chọn d6a300 (A<small>sc</small> = 94 mm<small>2</small> ).

- Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L<small>an </small>= 120 mm  10d Bố trí thép cho bảng sàn được bố trí trong hình 4.

<i><b>Hình 4. Bố trí thép cho bảng sàn</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>2.2/ Tính dầm phụ: 2.2.1/ Sơ đồ tính:</b>

Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm chính.

<i><b>Hình 5. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ</b></i>

C<small>dp</small> – Đoạn dầm kê lên tường, chọn C<small>dp</small> = 220 mm. Nhịp tính tốn của dầm phụ lấy theo mép gối tựa. Đối với nhịp biên:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Do chênh lệch giữa 2 nhịp tính tốn của dầm phụ rất nhỏ <i>L<small>o</small></i> ¹⁰% nên tung độ biểu diễn biểu đồ bao moment của dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo được xác định như sau:

<i>M</i>   <i>q</i> <i>L</i> (Đối với nhịp biên <i>L<small>o</small></i> <i>L<small>ob</small></i>). Kết quả tính tốn được tóm tắt trong bảng ??.

Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn:

<small>1</small> <i>_ob</i> 0.27 6.340 1.7118

Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn: Đối với nhịp biên:

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i><b>nh 7. Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ</b></i>

<b>2.2.4/ Tính cốt thép:</b>

Bêtơng có cấp độ bển chịu nén B20: R<small>b </small>= 11.5 MPa, R<small>bt</small> = 0.9 MPa nên α<small>pl</small> = 0.3 và <small>pl</small> = 0.37. Cốt thép dọc của dầm sử dụng loại CII: R<small>s</small> = 280 MPa.

Cốt thép đai của dầm sử dụng loại CI: R<small>sw</small> = 175 MPa. a. Cốt dọc:

+ Tại tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với tiết diện chịu moment dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén nên cùng tham gia chịu lực với sườn, tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Nhận xét: M < M<small>f</small> nên trục trung hịa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

<small>'</small><i>_f_dp</i> 1160 500

+ Tại tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo, cốt thép tính theo tiết diện chữ nhật <small>200 500</small>

<i><b>Hình 8. Tiết diện tính cốt thép dầm phụ ở nhịp và gối</b></i>

Kết quả cốt thép được tóm tắt trong bảng 5:

Ta có: <i><small>m</small></i> <small></small><i><small>pl</small></i> <small></small>^0.3 (Thỏa điều kiện hạn chế). Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q=144.1 kN. Kiểm tra điều kiện tính tốn:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

 Bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính tốn cốt đai để chịu lực cắt.

<i>a. Tính khả năng chịu lực của tiết diện:</i>

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích A<small>s</small>.

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc a<small>0</small> = 25 mm; Khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t=30 mm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i><b>Bảng 6. Tính khả năng chịu lực của dầm phụ</b></i>

<i>b. Xác định tiết diện cắt lý thuyết:</i>

- Vị trí tiết diện cắt lý thuyết - x - được xác định theo tam giác đồng dạng ( sử dụng autocad). - Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết - Q - lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao moment.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i><b>Bảng 7. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết</b></i>

Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN)

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

10 (2d14)

c. Xác định đoạn kéo dài W:

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Q- Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết;

Q<small>s,inc</small> – Khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc, mọi cốt xiên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Q<small>s,inc</small>=0;

q<small>sw </small>– Khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết,

Ta có bảng tính độ dài đoạn kéo dài W như sau:

<i><b>Bảng 8. Xác định đoạn kéo dài W của dầm phụ</b></i>

<small>Tiết diện</small> ^Thanh_thép _(kN)^Q ^q<small>sw</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<small>Nhịp biên bên phải</small>

d. Kiểm tra neo, nối cốt thép

Nhịp biên bố trí 6d16 có A<small>s</small> = 12.06 cm<small>2</small>, neo vào gối 2d16 có đoạn neo vào gối biên kê tự do là 160 mm và các gối giữa là 320mm.

Tại nhịp 2, nối thanh số 5a và 5b (2d12). Chọn chiều dài đoạn nối là 240mm ²⁰<i>^d</i> ²⁴⁰<i>^mm</i>.

<b>2.3/ Tính dầm chính: 2.3.1/ Sơ đồ tính:</b>

Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như một dầm liên tục có 3 nhịp tựa lên tường biên và các cột.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i><b>Hình 9. Sơ đồ tính dầm chính</b></i>

Nhịp tính tốn lấy khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:

Sơ đồ tính dầm chính đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày trên hình ?? . - Xác định biểu đồ moment cho từng trường hợp tải:

Tung độ của biểu đồ moment tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:

80.34 7.05 566.40

<i><small>G</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

181.04 7.05 1276.33

 - Hệ số tra phụ lục 9.

Do tính chất đối xứng, nên chỉ cần tính cho 1,5 nhịp. Kết quả tính biểu đồ moment cho từng trường hợp tải được trình bày trong bảng 9.

Các trường hợp tải cho dầm 3 nhịp.

<i><b>Hình 10. Các trường hợp đặt tải cho dầm 3 nhịp</b></i>

- Ta có: Sơ đồ (d) và (e) đối xứng, (g) và (f) đối xứng nên ta có thể tính giá trị moment của sơ đồ (e) và (g) thông qua (d) và (f).

- Trong các sơ đồ (a), (b), (c), (d) và (f) bảng tra không có giá trị  tại một số tiết diện, phải nội suy theo cơ học kết cấu:

Do tính chất đối xứng về tải trọng phân bố trên chiều dài nhịp nên:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

- Xác định biểu đồ bao moment:

<i><b>Bảng 9. Xác định tung độ biểu đồ bao moment</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<i><b>Hình 11. Biểu diễn biểu đồ moment thành phần và biểu đồ bao moment (kNm).</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i><b>Hình 10. Biểu đồ bao moment (kNm)</b></i>

<i>b. Biểu đồ bao lực cắt:</i>

- Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải: Tính và vẽ biểu đồ lực cắt:

Ta có quan hệ giữa moment và lực cắt: M’ = Q = tan  .

Xét 2 tiết diện a và b cách nhau 1 đoạn x, chênh lệch moment của 2 tiết diện là <i>M</i> <i>M<small>a</small></i>  <i>M<small>b</small></i> .

Do đó lực cắt giữa 2 tiết diện đó là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i><b>Hình 11. Biểu đồ bao lực cắt (kN)</b></i>

<i>KẾT QUẢ TỔ HỢP NỘI LỰC BẰNG SAP2000</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i>Biểu đồ bao moment (kNm)</i>

<i>Biểu đồ bao lực cắt (kN)</i>

<b>2.3.4/ Tính cốt thép:</b>

Bêtơng có cấp độ bển chịu nén B20: R<small>b </small>= 11.5 MPa, R<small>bt</small> = 0.9 MPa nên α<small>pl</small> = 0.3 và <small>pl</small> = 0.37. Cốt thép dọc của dầm sử dụng loại CII: R<small>s</small> = 280 MPa.

Cốt thép đai của dầm sử dụng loại CI: R<small>sw</small> = 175 MPa.

a. Cốt dọc:

- Tại tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

- Tại tiết diện ở gối:

Tương ứng giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt theo tiết diện chữ nhật b<small>dc </small>x h<small>dc </small>= 300x800 mm.

Giả thiết a<small>gối</small> = 80 mm  h<small>o</small> = h – a<small>gối</small> = 800 - 80 = 720 mm. Kết quả tính tốn cốt thép được tóm tắt trong bảng 12.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Q<small>b0</small> = <small>0.6</small><i><small>R bh</small>_bt</i> <small>00.6 0.9 10</small> ³<small>0.3 0.75 121.5</small> <i><small>kN</small></i>

 Cần phải tính tốn và bố trí cốt đai chịu lực. Xác định cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

Kết luận: Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính. Khả năng chịu lực của cốt đai:

: Khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A và D, nếu có cốt xiên chỉ là do uốn cốt dọc lên để chịu moment.

 <i><small>QB C</small></i><small>,</small><i><small>Qs b</small></i><small>w</small> : Khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B và C. Xác định bước cốt đai lớn nhất cho phép:

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<i>a. Tính khả năng chịu lực của tiết diện:</i>

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép có diện tích A<small>s</small>.

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc a<small>0,nhịp</small> = 25 mm và a<small>0, gối</small> = 40 mm; Khoảng cách thông thủy theo phương chiều cao dầm của 2 thanh thép t = 30 mm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<i>b. Xác định tiết diện cắt lý thuyết:</i>

<i><b>Bảng 14. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết</b></i>

Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN)

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<i>c. Xác định đoạn kéo dài W:</i>

Kết quả đoạn kéo dài W được tóm tắt trong bảng sau:

<i>d. Kiểm tra neo nối cốt thép:</i>

Nhịp biên bố trí 4d22 + 4d25 có A<small>s</small> = 26.13 cm<small>2</small> , neo vào gối 2d25 có A<small>s</small> = 9.82 cm<small>2</small>

<small>3</small>^ . Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên kê tự do là 330 mm và các gối giữa là 500mm. Tại nhịp biên nối thanh số 5 (2d22) và 6 (2d25), chọn chiều dài đoạn nối là 500mm

20<i>d</i> 500<i>mm</i>

  . Tại nhịp 2, nối thanh số 6 (2d25) chọn chiều dài đoạn nối là 500mm

20<i>d</i> 500<i>mm</i>

</div>