BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC BTCT DÂN DỤNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (721.45 KB, 58 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG SỐ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN
LOẠI DẦM
DP bxh=220x500
DC bxh=300x600
6600
E
6600
C
26400
6600
D
1000
6600
B
A
2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
6000
6000
6000
6000
24000
1
2
3
4
5
Hình 1 : Sơ đồ
mặt bằng sàn
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Bảng 1 : Tập hợp số liệu tính toán
L1
(m)
2,0
L2
(m)
6,6
ptc
(kN/m2)
6,5
Bề
rộng
tường
t
(m)
n
1,2
0,33
Bêtông B20
(MPa)
Sàn
CI
(MPa)
Rb =11,5
Rbt = 0,9
γb=1
Cốt thép
Cốt đai
Cốt dọc
CI
CII
(MPa)
(MPa)
Rs=280
Rs=225
Rsw=175
Eb =27x103
ξR=0,623
αR=0,429
Các lớp cấu tạo như sau :
Hình 2: Cấu tạo các lớp của sàn.
Gạch lát
: δg=10mm;
γg=20kN/m3;
Vữa lót
: δv=15mm;
γv=18kN/m ; γf= 1,3
Bêtông cốt thép : δb= hb
Vữa trát
;
: δv=15mm;
γf= 1,1
3
γbt=25kN/m3; γf= 1,1
γv=18kN/m3;
γf= 1,3
Thuyết minh tính toán
I BẢN SÀN
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
1. Phân loại bản sàn:
Thiết kế bản sàn (sàn có bản loại dầm):
-Dầm phụ có khoảng cách
l1
l2
-Dầm chính có khoảng cách
l2
l1
-Tại ô bản ta xét tỉ số:
= 2,0 (m)
= 6,6 (m)
6, 6
= 3,3 > 2 →
2, 0
=
bản làm việc một phương theo phương cạnh
ngắn
2. Xác định sơ đồ chiều dày bản, dầm kích thước :
a)Sơ bộ chiều dày bản:
Theo công thức thực nghiệm : Với D = (0,8-1,4),
m = (30-35)
Chon D=1, m=30
hb =
D
1
.l1
.2, 0 =
hb
≥ hmin = 70(mm)
m
30
=
0,067 (m)=67 (mm)
chọn Chọn
=80 (mm)
(Thỏa mãn chiều dày bản với sàn nhà dân dụng)
b)Kích thước bản dầm:
Dầm phụ:
1
1
1
1
÷ .6,6 = 0,33 ÷ 0,55(m)
hdp =
÷
.l dp =
20 12
20 12
hdp = 500( mm)
Chọn
bdp = (0.3 ÷ 0.5).h = (0,3 ÷ 0,5).500 = 150 ÷ 250
(mm)
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
bdp = 220(mm)
Chọn
Vậy chọn kích thước dầm phụ là : (22 x 50) (cm)
Dầm chính
1 1
1 1
hdc =
÷ .l dc = ÷ ÷.6 = 0,5 ÷ 0, 75( m)
12 8
12 8
hdc = 600(mm)
Chọn
bdc = (0.3 ÷ 0.5).h = ( 0.3 ÷ 0.5) .600 = 180 ÷ 300
(mm)
bdc = 300(mm)
Vậy chọn kích thước dầm chính là : (30 x 60 ) (cm)
330
165
80
220
1725
1780
1780
2000
2000
2000
1
2
Hình 3 : Mặt cắt ngang kết cấu
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
3. Tính toán nội lực bản sàn:
Bản loại dầm:
l1
-Tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn( ),nên khi tính toán,ta cắt bản thành dải có
bề rộng bằng 1(m),theo phương vuông góc với dầm phụ để xác định nội lực và tính
toán cốt thép theo phương cạnh ngắn
-Phương cạnh dài
l2
,chỉ đặt cốt thép phân bố
Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo,nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. Đoạn bản
kê lên tường là Sb lấy không bé hơn chiều dày hb= 8 (cm)
Lb = L1 −
bdp
2
−
bt hb
+
2 2
2000 −
=
220 330 80
−
+
= 1765(mm)
2
2
2
Lb = 1765 (mm)
Đối với nhịp giữa
Lg = L1 − bdp = 2000 − 220 = 1780(mm)
Lg = 1780 (mm)
Lb và Lg chênh lệch nhau không dáng kể :
4. Xác định tải trọng:
4.1. Tĩnh tải
Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn,
× ×
gs=Σ(n γI δi) . Kết quả tính được trình bày trong bảng 2
Bảng 2: tĩnh tải tác dụng lên sàn
Lớp cấu
tạo
Chiều dày
Gạch
Vữa lát
10
15
δi(mm)
Trọng lượng
riêng
γi(kN/m3)
20
18
Hệ số độ tin cậy
về tải trọng n
1,1
1,3
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
Trị tính
toán
gs(kN/m2)
0,22
0,351
5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Bêtông
cốt thép
Vữa chát
80
15
Tổng cộng
25
1,1
2,2
18
1,3
0,351
3,122
4.2. Hoạt tải
Theo điều kiện 3.2 và 4.3.3 TCVN 2737-1995 Tải phân bố đều trên sàn khi
p tc < 2( KN / m 2 )
p tc > 2( KN / m 2 )
thì chọn hệ số vượt tải n=1,3 còn
chọn n=1,2.vậy
nên
ptc = 6,5( KN / m2 )
Theo đề cho
2( KN / m 2 )
>
nên chọn n=1.2
=> ps=n.ptc=1,2.6,5=7,8 (kN/m2)
4.3.Tổng tải:
Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b= 1 (m) :
qb = (gs+ps).b = (3,122+7,8).1 =10,922 (kN/m)
5. Xác định nội lực:
+Mô men lớn nhất ở nhịp biên:
M
b
max
qb .l02b
11
10,922.(1, 765) 2
11
=
=
+Mô men lớn nhất ở gối thứ 2
−
qb .l02b
11
−
10,922.(1, 765) 2
11
Mg2 =
=
+ ở nhịp giữa và gối giữa:
±
qb .l02
16
±
= 3,09(kNm)
= - 3,09kNm)
10,922.(1, 78) 2
16
±
Mmax,min=
=
= 2,16 (kNm)
+ Lực cắt tại gối A: QA=0,4.qb.lob=0,4.10,922.1,765=7,71(kN)
+ Lực cắt tại bên trái gối B : QTB=0,6.qb.lob=0,6.10,922.1,765=11,57(kN)
+ Lực cắt tại bên phải gối B : QPB=0,5.qb.lob=0,5.10,922.1,765= 9,64(kN)
+ QTB= QPB=0,5.qb.lob=0,5.10,922.1,765 = 9,64(kN)
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
qb =10,922 kN/m
a)
1765
1780
1780
3,09
2,16
2,16
b)
M
3,09
7,71
9,64
2,16
9,64
2,16
2,16
kNm
9,64
c)
Q
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
9,64
9,64
11,57
7
kN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Hình 4 : Biểu đồ bao momen và lực cắt của dải bản.
a) Sơ đồ tính toán; b) Biểu đồ mômen; c) Biểu đồ lực cắt.
6. Tính cốt thép
Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20 : Rb=11,5 MPa
Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI : Rs= 225 MPa
hb
Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật bxh=1000x
Từ các giá trị Mômen ở nhịp và ở gối, vì hb = 80 mm<100mm nên chọn a=15mm,
(a là lớp đệm tính từ tâm cốt thép đến mép ngoài của tường)
α pl = 0, 225
Tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo, hệ số hạn chế vùng nén
Tính cốt thép theo những công thức sau:
h0 = hb − a = 80 − 15 = 65 mm
6
Tại gối biên và nhịp biên, với M = 3,09kNm ( đổi thành 3,09.10 Nmm):
±
αm =
M
3, 09.106
=
= 0, 064 < α pl = 0, 225
Rb .b.ho2 11,5.1000.652
Rb = 11,5( MPa) ≤ 15( MPa)
Khi
ta có
α R = 0,3
và
ζ R = 0,37
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
As =
ξ = 1 − 1 − 2α m
⇒ Diện tích cốt thép :
ξ Rb .b.h0
Rs
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µmin = 0, 05% ≤ µ =
As
γ R
11,5
.100% ≤ µmax = ξ R b b = 0,37.
= 1,89%
bh0
Rs
225
0,3 ≤ µ ≤ 0,9
M
2,16.102
=
= 0, 044
Rb .b.h0 2 11,5.1000.652
Tại nhịp giữa và gối giữa ta tính được: αm =
ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2.0, 044 = 0, 045
As =
ξ Rb .b.h0 0, 045.11,5.1000.65
=
= 149,5
Rs
225
có
µ=
As
149,5
.100% =
.100% = 0, 23% < µ = 0,3%
bh0
1000.65
nên ta chọn
A s = µ .b.h0 =
0, 3.1000.65
= 195mm 2
100
chọn Φ6a140 có
A s = 202, 0mm 2
b1 a s
Và khoảng cách giữa các cốt thép được xác định bởi: s =
thép, với 70mm
As
as
trong đó
là diện tính 1 thanh
Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 3.
Tiết diện
M
αm
ξ
As
µ
Chọn cốt thép
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
∅
2
(kNm)
(mm /m)
%
(mm s(mm)
)
As
(mm2/m)
Nhịp biên
3,09
0,064
0,066
219,3
0,34
8
200
251,5
Gối 2
3,09
0,064
0,066
219,3
0,34
8
200
251,5
Nhịp giữa,
gối gữa
2,16
0,044
0,045
195,0
0,30
6
140
202,0
Bảng 3: thống kê cốt thép.
7. Bố trí cốt thép:
*Với thép dọc chịu momen âm:
ps
7,8
1
=
= 2, 5
g s 3,122
4
Xét tỉ số
<3 nên ta chọn α=
Do đó ta có đoạn vươn của cốt thộp chịu momen âm tính từ mép dầm phụ là:
1
4
α.Lg= .1780 (mm)=445 mm (chọn 450mm).
Cốt thép chịu momen âm trên dầm phụ có thể đặt 2 loại dài ngắn xem kẽ nhau hoặc so le
nhau, đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ là:
1
1
6
6
.Lg= .1780mm=296,67(mm), chọn 300 (mm)
•
thép dọc chịu momen dương được đặt xen kẽ nhau, khoảng cách từ đầu mút của cốt
1
12
1
.1765mm = 147, 08(mm)
12
thép ngắn hơn đến mép tường là:
.Lob=
khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép dầm phụ là:
1 1
8 8
.= .1765mm=220 (mm)
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
, chọn 150(mm)
10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
* Đối với các ô bản có dầm liên kết ở 4 biên được giảm 20% lượng thép so với kết
quả tính được,khi đó As=0,8.2,02cm2=1,62 (cm2 )
Do đó ở các gối giữa và các nhịp giữa ta chọn
µ% =
Φ6a170 ( Asc = 1,663 cm2) với hàm lượng
166,3
.100.% = 0, 26>0,05%
1000 × 65
* Cốt thép cấu tạo chịu Mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính, dọc theo các gối
biên và phía trên dầm chính được xác định như sau:As,ct lớn hơn 50%(diện tích cốt thép tính
toán tại gối tựa giữa của bản là 0,5.2,02=1,01cm2=101 mm2), sử dụng các thanh cốt mũ, đoạn
vươn ra tính từ mép dầm chính là
1
4
1
4
.Lg= .1,78m=0,445 (m).Chọn 450 ( mm)Và chọn thép cấu
tạo lớn hơn hoặc bằng 5 thanh (Φ6a200)
Chọn: Φ6a200 có (As,ct = 1,42cm2)>50%As(gối tựa giữa của bản)=1,01 cm2 (thỏa mãn)
* Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực, chọn theo điều kiện sau:
L2 6, 6
=
= 3,3
L1 2, 0
vì (
>3) nên As,ct > 15% diện tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp biên (nhịp
biên 0,15.2,515=0,38cm2, nhịp giữa 0,15.2,02=0,3( cm2)
Chọn Φ6a200 (có As,ct = 1,42cm2)
* Chọn chiều dài neo nhịp vào gối tựa
Lan ≥ 15d =120mm ⇒ Chọn Lan = 120mm
* Bố trí cốt thép cho bản sàn được thể hiện trên hình sau:
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
C
DP bxh=220x500
E
Ø8
C
Ø6
Ø6
Ø8
Ø8
Ø6
Ø8
Ø6
DC bxh=300x600
6600
Ø6
6600
B
B
C
26400
6600
D
D
B
A
A
1000
6600
D
A
2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
6000
6000
6000
6000
24000
\
1
2
3
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
4
5
12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Hình 5 : Sơ đồ mặt bằng sàn
330
450
560
Ø6a200
560
Ø6a200
410
560
560
410
560
Ø6a200
410
410
80
410
Ø8a400
Ø8a400
Ø6a280
150
1725
220
330
120
1780
330
2000
1780
Ø6a200
220
330
2000
Ø8a400
1
220
330
2000
Ø6a280
Ø6a280
Ø6a280
Ø8a400
2
Ø6a280
Ø8a400
Ø6a280
Ø6a280
Ø8a400
Ø6a280
MẶT CẮT A-A
330
450
A-A
560
Ø6a200
560
Ø6a200
410
560
560
410
410
560
Ø6a200
410
80
410
Ø8a400
Ø8a400
Ø6a340
150
1725
220
330
120
1780
330
2000
1780
330
2000
Ø8a400
1
220
330
2000
Ø6a340
Ø6a340
Ø6a340
Ø8a400
Ø6a200
2
Ø6a340
Ø8a400
Ø6a340
Ø6a340
Ø8a400
Ø6a340
MẶT CẮT B-B
Hình 6 : Mặt cắt A-A và Mặt cắt B-B
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
13
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
300
450
Ø6a200
Ø6a200
500
600
80
450
B
350
Ø6a200
500
80
Ø6a200
E
Hình 7 : Mặt cắt C-C và mặt cắt D-D
8. Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bản:
`
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Điều kiện để bê tông bản chịu toàn bộ lực cắt là:
Qmax=0,6qs.lob=0,6.10,922.1,765=11,57 kN < 0,8Rbt.b.ho=0,8.11,5.1000.65=598 000N=598 kN
(Thỏa mãn)
do đó không cần bố trí cốt đai cho bản sàn
I.
Dầm phụ
1. Sơ đồ tính
1
2
3
4
5
5
6
7
6390
6600
8
9
6300
6600
qdp =24,38 kN/m
Hình 8: Sơ đồ tính dầm phụ
Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp. Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo, Sơ đồ tính là dầm
liên tục 4 nhịp có các gối tựa là tường biên và dầm chính,
Đoạn gối kê lên tường lấy: Sb ≥ 220mm, Chọn 22cm
Theo giả thiết và kích thước dầm chính: bdc× hdc = 300 x 600 (mm)
Ta xác định được các nhịp tính toán dầm phụ,
Nhịp biên: Lấy Lb bằng khoảng cách từ mép dầm chính đến tâm gối tựa trên tường:
Lob= L2 - bdc/2 - bt/2 + Sb/2=6,6 - 0,3/2- 0,33/2 + 0,22/2=6,39 m
Nhịp giữa: Lấy Lg bằng khoảng cách hai mép dầm chính
Lo= L2- bdc=6,6-0,3=6,3 m
2. Tính tải trọng tác dụng lên dầm phụ
* Hoạt tải: Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào:
pdp= ps. l1=7,8.2,0=15,6 (kN/m)
* Tĩnh tải:
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
15
10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
g d p = g1 + g 0
g0 : Trọng lượng bản thân phần sườn của dầm phụ
g0 = n.γbt.bdp.(hdp- hb)
= 1,1.25.0,22.(0,5 - 0,08)
= 2,54 (kN/m)
g1 : Tĩnh tải từ từ bản sàn truyền vào dầm
g1 = gs.l1 = 3,122.2,0 = 6,24 (kN/m)
gdp= go+ g1=2,54+6,24= 8,78(kN/m)
Tải trọng tổng cộng tác dung lên dầm phụ
qdp = gdp + pdp = 8,78+15,6 = 24,38(kN/m)
15,6 kN/m
8,78 kN/m
6390
1
6300
2
3
Hình 9 : Biểu đồ tải trọng tác dụng lên dầm phụ
3. Tính nội lực:
a.Momen uốn:
pdp
g dp
15, 6
8, 78
Tỉ số :
=
=1,78 tra phụ lục 8( sách SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN
KHỐI_GS TS.NGUYỄN ĐÌNH CỐNG) và bằng phương pháp nội suy ta được
β1 β 2
k=0,24 và có được các giá trị :
,
Tung độ của biểu đồ bao mômen (nhánh dương)tính theo công thức sau:
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
M = β1 .qdp .Lob
2
+ Tại nhịp biên:
M = β1 .qdp .Lo
2
+ Tại nhịp giữa:
Tung độ của biểu đồ bao mômen (nhánh âm)
M = β 2 .qdp .Lo
2
+
+ Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa 2 một đoạn là:
x1=k. Lob=0,24.6,39m= 1,53 m
+ Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn là:
Đối với nhịp biên: x2 = 0,15.Lob =0,15.6,39=0,958m
Đối với nhịp giữa: x3 = 0,15.Lo =0,15.6,3=0,945 m
+ Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên 1 đoạn là:
x4 = 0,425Lob = 0,425.6,39= 2,715 (m)
Bảng 4: Tính toán hình bao momen của dầm phụ
Nhịp
Biên
Tiết diện
L
(m)
β
Giá trị của
β1
β2
M max
0
0
0
1
0,065
64,71
2
0,090
89,59
0,091
90,59
3
0,075
74,66
4
0,020
19,91
0,425L
6,39
5(Gối2)
Giữa
Tung độ biểu đồ M (kNm)
6
7
-0,0715
6,3
0,018
0,058
-0,0282
-0,0064
M min
-69,19
17,42
56,12
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
-27,29
-6,19
17
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
0,5L
0,0625
60,48
8
0,058
-0,0034
56,12
-3,29
9
0,018
-0,0222
17,42
-21,48
10(Gối3)
-0,0625
-60,48
a.Tính với lực cắt:
Tung độ biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
Gối thứ nhất:
Q1 = 0,4.qdp.Lob = 0,4.24,38.6,39=62,32 kN
Bên trái gối thứ 2:
Qt2 = 0,6.qdp.Lob =0,6.24,38.6,39=93,47 kN
Bên phải gối thứ 2, bên trái và bên phải gối thứ 3:
Qp2 = 0,5.qdp.Lo =0,5.24,38.6,3=76,80 kN
1
2
3
4
5
5
6
7
6390
6600
8
9
10
6300
6450
A
B
a)
C
qdp =24,38 kN/m
60,48
21,48
17,42
27,29
3,29
56,12
60,48
945
56,12
958
6,19
17,42
74,66
89,59
90,59
64,71
b)
19,91
69,19
69,19
1560
M
kNm
2715
76,80
62,32
c)
Q
76,80
93,47
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
18
kN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Hình 10 : Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ
a) Sơ đồ tính; b)Biểu đồ bao mômen; c) Biểu đồ lực cắt
4. Tính cốt thép
Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 : Rb = 11,5 Mpa
; Rbt = 0,9 Mpa
Cốt thép dọc của đầm phụ sử dụng loại CII:
Rs = 280 Mpa
Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI:
Rsw = 175Mpa
a. Cốt dọc:
•
Tại tiết diện ở nhịp:
- Ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T
(a là chiều dày lớp bảo vệ )
- Giả thiết a=30 mm suy ra: ho = h-a=500mm-30mm=470 mm
- Xác định Sf: Độ vươn lấy không lớn hơn giá trị bé nhất trong các giá trị sau:
(1/6).Lo=1/6.6,3m=1,05m
+ Với bề dày bản hb=80 mm>0,1 hdp=0,1.500mm=50mm nên Sf không vượt quá một nửa
khoảng cách giữa dầm phụ,tức là :
≤
Sf 0,5.(L-bdp)=0,5.(2-0,22)m=0,89m
+
6h b = 6.80 = 480mm = 0, 48m
+
Vậy Sf = min( 1,05; 0,89; 0,48)m. Chọn Sf = 0,48m = 480 mm
- Chiều rộng cánh tính toán:
b ' f = bdp + 2.S f
= 220 + 2.480 = 1180 (mm)
⇒
Kích thước tiết diện chữ T b’f=1180 mm;h’f = 80 mm;b =220mm;h =500 mm
Ta tiến hành kiểm tra vị trí trục trung hòa
M f = Rb × b ' f × h ' f ( h0 − 0,5 × h ' f
)
=11,5.103.2,0.0.08.(0,47-0,5.0,08) =791,2 kNm
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Nhận thấy Mmax=90,59 kNm < Mf =791,2 kNm
⇒
nên trục trung hoà qua cánh, do đó tính cốt
thép theo tiết diện chữ nhật có kích thước ( b’f × hdp) = 2000 × 500 (mm)
220
500
80
1180
Hình 11 : Tiết diện dầm phụ
•
Tại tiết diện ở gối:
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật
(bdp × hdp) = 220 × 500 mm,
Giả thiết a = 30mm ⇒ h0 = h - a = 500-30= 470 mm (với a là bề dày lớp đệm)
αm =
M
≤ α pl = 0,3
Rb .b 'f .ho2
Ta có :
ζ =
1 + 1 − 2α m
2
As =
M
Rs ζho
α pl = 0.3
Rb = 11,5( MPa ) ≤ 15( MPa )
Khi
ta có
ξ pl = 0.37
và
Điều kiện kiểm tra :
µ min = 0,05% ≤ µ =
As
R
≤ µ max = ξ pl . b = 1,52%
bdp ho
Rs
Bảng 5 . Tính cốt thép cho dầm phụ
Tiết diện
M
kNm
h0
mm
αm
90,59
470
0,030
ζ
µ
Chọn thép
µ
As
cm2
%
Chọn
Asc
mm2
%
6,99
0,68
3φ18
7,63
0,74
Nhịp biên
1180×500
0,985
(mặt cắt 2-2)
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Gối B
220×500
69,19
470
0,124
0,933
5,64
0,55
3φ16
6,03
60,48
470
0,020
0,989
4,65
0,45
2φ18
5,09
60,48
470
0,108
0,943
4,87
0,47
3φ16
6,03
0,58
(mặt cắt 4-4)
Nhịp giữa
1180×500
0,49
(mặt cắt 5-5)
Gối C
220×500
0,58
(mặt cắt 6-6)
2Ø25
2Ø25
2Ø25
2Ø25
2Ø25
2Ø25
300
1-1
2-2
3-3
2Ø25
1Ø25
bố trí cốt thép 2Ø25
Tính cốt thép ngang dầm
1Ø25
600
2Ø25
2Ø22
Hình 12: Mặt
2Ø16
43
43
105
53
600
2Ø25
43
600
2Ø25
1Ø25
2Ø22
300 , QT = 93, 47 kN , Q P = 76,80 kN
QA = 62,32kN
B
B
300
300
*Các giá trị lực cắt trên dầm:
4-4
Qmax = QBT = 93,5-5
47 kN
Lấy lực cắt lớn nhất bên trái gối B,
a) Kiểm tra điều kiện hạn chế về chịu lực cắt:
6-6
để tính cốt đai, có ho= 470 mm.
≤ Qb ,min = ϕb 3 Rbt bho
Để dầm không bị phá hoại
lực cắt phải thỏa mãn : Q
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
21
53
300
105
43
43
300
2Ø22
2Ø22
cắt
5.
phụ
600
4Ø22
600
4Ø22
2Ø22
2Ø22
43
600
(Thỏa mãn hàm lượng cốt thép yêu cầu )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
ϕ b 3 = 0,6
; Rbt = 0,9 Mpa, b =220 mm, ho= 470 mm
Với bê tông nặng ta có
Qmax = 93, 47 kN > Qb ,min = 0, 6.0,9.220.470 = 55,836kN
Do đó cần phải tính toán cốt đai
b) Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên:
Qmax = QBT ≤ 0,3ϕ w1ϕ b1 Rb bho
-
Với các hệ số
αµ w
α , µw
ϕ w1 , ϕb1
phụ thuộc vào
, vì ta chưa biết cốt đai nên giả sử
=1,
(Với bê tông nặng dung cốt liệu bé, cấp độ bền không lớn hơn B25, đặt cốt đai thỏa mãn điều
ϕω1.ϕb1 ≈ 1
kiện hạn chế theo yêu cầu cấu tạo thì
)
0,3ϕ w1ϕ b1 Rb bho
ta có : Qmax =93,47 kN<
=0,3.1.11,5.220.470=356,73 kN thỏa mãn
Xác định giá trị của tải trọng thường xuyên phân bố liên tục q1
q1 = g dp +
pdp
2
= 8,78+
15, 6
2
=16,58 kN/m
M b = ϕb 2 Rbt bho2
=2.0,9.220.4702=87,47 kNm
ϕb 2
(Với bê tông nặng hạt nhỏ thì
87, 47.16,58 = 76,16
2 M b q1
Qb1=
= 2.0)
=2
kN
Mb
87, 47
+ Qb1 =
+ 76,16 = 262, 27 kN
ho
0, 470
Qb1 76,16
=
= 126,93
0,6
0, 6
kN;
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
KHOA CÔNG TRÌNH
******
Qmax = 93, 47 kN <
Qb1
= 126,93kN
0, 6
Như vậy, xảy ra trường hợp
qsw =
nên
2
Qmax
− Qb21 93, 47 2 − 76,16 2
=
= 8,39kN / m
4M b
4.87, 47
q sw ≥
Qmax − Qb1
2h0
- Kiểm tra:
, ta có
qsw = 8, 39kN / m <
Qmax − Qb1 93, 47 − 76,16
=
= 18, 41N / m
2h0
2.0, 47
(không thỏa mãn)
Qb min 55,836
=
= 59,4kN / m
2h0
2.0,47
- Kiểm tra
qsw = 8, 39kN / m
>
qsw = 59,4kN / m
Lấy
c. Khoảng cách ( s ) giữa các lớp cốt đai
φ8
Chọn đường kính cốt thép đai
có asw = 50,3 mm2, 2 nhánh
Asw = n.asw = 2.50,3 = 100,6 mm2
S tt =
Rsw Asw 175.100,6
=
= 296,38
q sw
59,4
+khoảng cách tính toán Stt giữa các cốt đai:
+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai ( smax )
smax
mm
φb 4 Rbt bh02 1, 5.0, 9.220.4702
=
=
= 701, 9mm
Qmax
9347
- Khoảng cách cốt đai lấy theo yêu cầu cấu tạo ( sct ) :
- Ở vùng gần gối tựa lấy bằng 1/4 nhịp dầm khi có tải trọng phân bố đều và lấy bằng khoảng
cách từ gối tựa đến lực tập trung gần nhất ( nhưng không nhỏ hơn 1/4 nhịp) :
chiều cao tiết diện h =500mm> 450mm nên
sct ≤ min(h / 3;500 mm)
=min(500/3; 500mm)=min(166,7; 500mm) =160 mm
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CÔNG TRÌNH
******
-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
Trên các phần còn lại của nhịp :
chiều cao tiết diện h =500 mm > 300 mm nên
sct ≤ min(3h / 4;500mm)
=min(3.500/4; 500mm)=min(375; 500mm)=375mm
Giá trị khoảng cách cốt đai bố trí :
s = min (stt , sct , smax)=min(296,38; 160; 701,9 mm)= 160 mm. chọn s=160 mm
φ 8 A sw
Chọn
,
=100,6mm2, qsw = 110,03 (kN/m), khoảng cách cốt thép đai tại gối
q sw
s1= 160 mm, tại giữa nhịp s1=2s1=2.160= 320 mm,qsw2=0,5
=0,5.110,03=55,01 kN/m.
d. kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng
q sw =
-
Rsw Asw 175 N / mm 2 .100,6mm 2
=
= 110,03N / mm
s
160mm
qsw
0,56
=0,56.110,03=61,61 N/mm > q1=16,58 N/mm
Mb
φ
87, 47kNm
2
=
= 2,3m > b 2 ho =
.0, 47m = 1,56m
q1
16,58kN / m
φb3
0, 6
Suy ra C=
Do đó chọn C=1,57m
M b 87 ,47kNm
=
= 56kN
C
1,56m
-
Qb=
>Qmin=55,836kN thỏa mãn
Mb
87 ,47kNm
=
= 0,795m
q sw
110,03kN / m
Tính Co=
<2.ho=2.0,47m=0,94 m
nên ta chọn Co = 0,795
Suy ra Qsw=qsw.Co=110,03.0,795=87,57 kN
*Khả năng chịu lực cắt trên tiết diện nghiêng
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CÔNG TRÌNH
******
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP
DÂN DỤNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. TẠ VĂN PHẤN
Qu=Qb +Qsw=55,836 + 87,57 = 143,4 kN
Lực cắt xuất hiện trên tiết diện nghiêng nguy hiểm:
Q*=Qmax – q1.C =93,47 kN – 16,58kN/m.1,56m=67,6kN
Cốt thép ở phía dưới sau khi cắt , số còn lại khi kéo vào gối đều phải đảm bảo lớn hơn 0,3
diện tích cốt thép giữa nhịp:
φ
φ
* Nhịp biên có 3 18 (As=7,63 cm2),sau khi cắt cốt thép ( cắt 1 18 cách tâm tường là:
0, 08l2 = 0, 08.6600 = 528mm
φ
lấy bằng 530mm ) còn lại neo vào gối là 2 18 có
As=5,09cm2>0,3.7,63=2,289cm2. (thỏa mãn)
φ
φ
2
* Gối B : có 3 16 (As=6,03 cm ) , sau khi cắt cốt thép ( cắt 1 16 cách tâm dầm chính một
0,15.l2 = 0,15.6600 = 990mm
đoạn:
φ
) còn lại neo vào gối là 2 16 có:
As=4,02 cm2>0,6.6,03 cm2 = 3,62 cm2. (thỏa mãn)
φ
φ
* Gối C : có 3 16 (As=6,03 cm2) , sau khi cắt cốt thép ( cắt 1 16 cách tâm dầm chính một
0,15.l2 = 0,15.6600 = 990mm
đoạn:
φ
) còn lại neo vào gối là 2 16 có:
As=4,02 cm2>0,6.6,03 cm2 = 3,62 cm2. (thỏa mãn)
Qmax
φb 4 Rbt bh02 1, 5.0,9.220.4702
≤
=
= 82,52KN
c
795
Điều kiện tại gối :
Sinh viên thực hiện : LÔ VĂN THÀNH 55CXD2
25
