tính toán thiết kế dầm cầu

Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
Mục lục

Trang
1. Nhiệm vụ đồ án
2. Số liệu tính toán của vật liệu
3. Lựa chọn sơ bộ kích thớc các bộ phận
4. Tính toán bản
5. Tính toán dầm phụ
6. Tính toán dầm chính
Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
1
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép

I nhiệm vụ đồ án :
Thiết kế sàn sờn ( sàn ,dầm chính ,dầm phụ ) có số liệu nh sau :
1.1 Sơ đồ hệ dầm sàn ( xem hình vẽ ).
1.2 kích thớc l
1
= 2,4m và l
2
= 5,7m .
1.3 .Hệ tờng chịu lực có chiều dày t = 35cm .
1.4 Cấu tạo mặt sàn ( xem hình vẽ )
hoạt tải sàn P
tc

= 1000 KG/m
2
1.5 Vật liệu sử dụng :
Bê tông : Mác BT M200. có R
n
= 90 KG/cm
2
; R
k
= 7,5KG/cm
2
Thép : Đờng kính
<
10mm dùng thép nhóm AI có :
R
a
= 2100 KG/cm
2
, R
ađ
= 1700 KG/cm
2
Đờng kính

10mm dùng thép nhóm AII có :
R
a
= R
a
= 2700 KG/ cm

2
, R
ax
= 2150 KG/ cm
2
mặt bằng sàn tl:1:200
2
1
1
240024002400
570057005700 5700 5700
2
7200 7200
350
350
d
c
b
a
6
5
4321
II Tính toán bản sàn .
1. Sơ đồ bản .
Xét tỉ số 2 cạnh ô bản
237,2
4,2
7,5
1
2

>==
l
l
Xem bản làm việc theo 1 phơng . Ta có sàn sờn toàn khối bản loại dầm . Dầm chính từ trục 2
đến trục 5 . Dầm phụ là các dầm dọc.
Để tính bản , ta cắt ra 1 dải rộng b = 1 m vuông góc với dầm phụ và xem nh một dầm liên
tục .
Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
2
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
2 . Chọn kích th ớc sơ bộ :
-Tính chiều dày bản sàn
h
s
= D
M
L
= 1,4
35
4,2
= 0,096 m.
chọn h
s
= 10cm .
- Dầm phụ : h
dp
=

)(6057,07,5
15
1
10
1
2
cmml
==ì=
b
dp
= 22cm
- Dầm chính : h
dc
=
9
1
3l
1
=0,8 (m).
b
dc
= 33cm.
3.Nhịp tính toán của bản .
- Nhịp giữa : l
g
= l
1
- b
dp
= 2,4 - 0,22 =2,18( m)

- Nhịp biên : l
b
=
)(165,2
2
1,0
2
35,0
2
22,0
4,2
222
1
m
ht
b
l
b
p
d
=+=+

- Chênh lệch giữa các nhịp :
%100
18,2
165,218,2

= 0,7%.
4.Tải trọng trên bản.
- Hoạt tải tính toán : p

tt
= 1,2.1000 = 1200 kG/cm
2
.
-Tĩnh tải đợc tính toán và ghi trong bảng sau : Dựa vào hình 2
vữa trát ximăng cát dày 1,5cm
bản bê tông cốt thép dày 10cm
vữa lót ximăng cát dày 3cm
gạch lát dày 2cmgạch lát dày 2cm
Hình 2: cấu tạo sàn

Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
3
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
Stt Tờn lp


( m)

(/m
3
)
g
tc
(T/m
2
)

n
g
tt
(T/m
2
)
01
Gch lỏt nn
Ceramic
0.02 2 0.04 1.1 0.044
02 Va lút xi mng cỏt
0.03 1.8 0.054 1.3 0.0702
03
Sn BTCT 0.1 2.5 0.25 1.1 0.275
04
Va trỏt xi mng
cỏt
0.015 1.8 0.027 1.3 0.0351

cng 0.4243
Tải trọng toàn phần : q
b
= 1200+424,3= 1624,3kG/m
2
.
Chọn q
b
= 1625KG/m
2
Tính toán với dải bản rộng b = 1m , có q

b
= 1625kG/m.
*Sơ đồ tính sàn:
175
175
2165 2180 2180
692kg.
m
692 kg.
m
483kg.
m
483 kg.
m
483kg.
m
h
ình 3
. sơ đồ tính toán của dải bản
110110 110 110 110 110
a
B C D
2400 2400 2400
5.Tính nội lực(M):
- Mômen ở nhịp giữa :

).(483
16
18,21625
16

2
2
mKG
lq
MM
gb
gnhg
=
ì
=
ì
==
- Mômen ở nhịp biên và gối thứ hai :

).(692
11
165,21625
11
2
2
mKG
lq
MM
bb
gbnhb
=
ì
=
ì
==

1. Tính toán cốt thép cho sàn:
Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
4
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
- Chọn a
o
= 15=> h
o
= 100 15 = 85=8,5cm.
- Bê tông M200 có R
n
=90 KG/cm
2
.
- Thép AI có R
a
=2100 KG/cm
2
Tra bảng ta có: a
d
=0,37 => A
dẻo
= 0,3
- Tại gối thứ 2 và nhịp biên :
A =
12,0
5,810090

69200
..
2
2
=
ìì
=
on
hbR
Mgb
< A
dẻo
= 0,3.


=0,5x(1+
)21 A

=0,94
F
a
=
12,4
5,894,02100
69200
..
=
ìì
=
oa

b
hR
M

(cm
2
).


%5,0
5,8100
12,4100
%
=
ì
ì
=
à
Kiểm tra hàm lợng cốt thép : 0.3<
%5,0%
=
à
<0,9% (Tho món)
Chọn
8

có f
a
= 0,5 cm
2

.
Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là:
)(1.12
12.4
5,0100
cm
F
fb
a
a
a
=
ì
=
ì
=

Chọn a=12cm
-Tại các nhịp giữa và gối giữa: M
g
=48300(KG.cm)
A =
07,0
5,810090
48300
2
2
=
ìì
=

ìì
on
hbR
Mg
<A
deo
=0,3
=>

=0,5
ì
(1+
)21 A

= 0,96.
F
a
=
82,2
5,896,02100
48300
..
=
ìì
=
oa
hR
Mg

(cm

2
).
Dùng thép
6

có f
a
=0,283cm
2

)(10
82,2
283,0100
cm
F
fb
a
a
a
=
ì
=
ì
=
Chọn a=10 cm. F
a
=2,83 cm
2
( Tra bảng II sàn BTCT)
Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng đợc phép giảm 20% cốt thép có :

F
a
=0,8
ì
2,82=2,26 (cm
2
)
*Kiểm tra hàm lơng cốt thép
%3,0
8100
26,2100
%
=
ì
ì
=
à
-Điều kiện: 0,3
3,0%
=
à
0,9 (Tho món)

* Kiểm tra lại chiều cao làm việc h
0
:
- Chiều dày của bản = 10 cm theo quy phạm chọn a
bv
= 10 mm
Với cốt

cmhmma
o
6,8)(14
2
8
10:8
==+=

Với cốt
cmhmma
o
7,8)(13
2
6
10:6
==+=

Tất cả đều xấp xỉ nhau và nghiêng về phía lớn hơn so với trị số đã dùng tính toán ở bản
là:8,5cm
*Cốt thép chịu mômen âm đặt theo cấu tạo :
Ta có :P
b
= 1200 <3
ì
g
b
=1273 (KG/m )
Lấy đoạn dài tính toán cốt thép 0,25l
g
= 0,25

ì
2,18= 0,55(m)
Đoạn dài từ mút cốt thép đến trục dầm sẽ là : x=0,55+ 0,22/2 = 0,66 (m) .
2. Cốt thép đặt theo cấu tạo.
Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
5
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
Cốt thép âm đợc đặt theo phơng vuông góc với dầm chính do có những bản chịu mômen
âm nhng trong tính toán đã bỏ qua.Đó là dọc theo các gối biên,vùng bản phía dầm
chính.Do vậy cần thiết phải đặt cốt thép cấu tạo để chịu mômen âm nói trên,tăng độ cứng
tổng thể tránh vết nứt do mômen đó gây ra.
Quy định, số lợng thanh thép khong ít hơn:
+
)41,1(65
2
cmF
a
=

+50% cốt chịu lực gối giữa=
)(41.182,2%50
2
cm
=ì

Dùng các thanh cốt mũ , đoạn dài đến mép dầm chính
.55,018,2

4
1
lg
4
1
m
==
tính đến
trục dầm 0,55 +
2
33,0
= 0,72m . chiều dài toàn bộ đoạn thẳng 1,44m kể đến móc vuông 7cm
.Chiều dài toàn thanh 1,44+2x0,08 = 1,6(m)=160(cm)
Cốt thép phân bố ở phía dới chọn

6 a 300 có diện tích tiết diện trong mỗi mét bề rộng của
bản là 0,283.100/20 = 1,42 cm
2
> 20% cốt chịu lực (nhịp biên :
0,2x4,12= 8,24 cm
2
; nhịp giữa : 0,2x2,83= 0,57 cm
2
).
Cốt phân bố phía dới chọn
6

,a=25(cm)
Từ
)(132,1

25
100283,0
2
cm
a
bf
F
F
fb
a
a
a
a
a
=
ì
=
ì
=
ì
=
Cách chọn này thoả mãn điều kiện lớn hơn 20% cốt chịu lực ở :
+Nhịp giữa
)(452,026,22,0
2
cmF
a
=ì=
+Nhịp biên
)(824,012,42,0

2
cmF
a
=ì=
III Tính toán dầm phụ.
1. Sơ đồ tính .
- Dầm phụ là dầm liên tục 5 nhịp đợc gối lên các dầm chính.
- Đoạn gối lên tờng lấy là

d
= 220mm .
- Nhịp tính toán :
+ Nhịp giữa : l
g
= l
2
- b
dc
=5,7-0,33= 5,37m.
+ Nhịp biên : l
b
= l
2
-
47,5
2
22,0
2
35,0
2

33,0
7,5
222
=+=+
abb
tdc
m.
- Chênh lệch giữa các nhịp:
%83,1%100
47,5
37,547,5
=ì

Sơ đồ tính dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo:
Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
6
Trờng đại học dân lập hải phòng
Bộ môn xây dựng
đồ án bê tông cốt thép
1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 10 11
220
220
110
5470
5370
5700 5700
175 175
8170
11313

9427
8987,41
2514
8987,41
2181
7026
7571,5
7571,5
5815
820 820
9192
13790
11280
11280
11280
3096
5370
5700
11438,52
1430
1272
7026
909
2181
3089
2181
12
545
7026
h

ình 5.
sơ đồ tính toán và nội lựC TRONG DầM PHụ
350
2. Xác định tải trọng :
+ Khoảng giữa của các dầm đều nhau: l
1
=2,4 m
+ Hoạt tải tác dụng lên dầm .
P
dp
= p
b
.l
1
= 1200x2,4 =2880 kG/m .
+ Tĩnh tải tác dụng lên dầm.

mKGhhbg
bdpdp
/3031,12500)1,06,0(22,01,125001)(
0
=ììì=ìììì=


)/(13213034,23,424
01
mKGglgg
bdp
=+ì=+ì=
=> Tải trọng toàn phần tác dụng lên dầm:

q
dp
= p
dp
+ g
dp
= 1321+ 2880 = 4201 kG/m.
Xét tỉ số :
2880
1321
dp
dp
p
g
=
=2,2

3. Tính toán nội lực :
+Tung độ hình bao mômen tính theo công thức:
M=

.q
d
.l
2
-Tra bảng để lấy hệ số

và kêt quả tính toán trình bày trong bảng 1.
-Mômen âm ở nhịp biên bị triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn :
x=k.l

b
= 0.0262.5,47=1,43m :(k
dp
dp
g
p

,k=0,262 Tra bảng III Sàn BTCT)
-Mômen dơng triệt tiêu cách mép gối tựa giữa đoạn : 0,15.
8,037,5.15,0
==
g
l
Tại nhịp biên:
82,047,5.15,0.15,0
==
b
l
(m)
+ Lực cắt:

Q
A
= 0,4q
dp
l
b
=
919247,542014,0
=ìì

(KG) .
Q
B
T
= 0,6.q
dp
.l
b
=
1379047,542016,0
=ìì
(KG).
Q
B
P
= Q
C
P
= Q
C
T
= 0,5.q
dp
.l
g
=
1128037,542015,0
=ìì
(KG).
+ Hình bao mômen và biểu đồ lực cắt thể hiện hình 5 :

Bảng1: Tính toán hình bao mô men của dầm phụ:

Sv: V Công Hải
GVHD: Nguyễn Mạnh Cờng
7