Thuyết minh đồ án Kết cấu bê tông cốt thép 1 Tính toán cốt thép cho sàn sườn toàn khối bản dầm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.59 MB, 39 trang )
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
1. Yêu cầu đồ án. ………………………………………………………….. 03
1.1 Sơ đồ mặt bằng sàn: …………………………………………….. 03
1.2 Yêu cầu:………………………………………………….............. 03
2. Các số liệu tính toán…………………………………………………..... 04
3. Tính toán và kết quả…………………………………………………..
05
3.1 Bản sàn……………………………………………………........
05
3.1.1 Phân loại sàn:………………………………………………………
05
3.1.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện:.................................. 05
3.1.2.1 Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:.................................... 05
3.1.2.3 Xác định sơ bộ tiết diện của dầm chính:……………………
06
3.1.3 Sơ đồ tính:…………………………………………………………..
06
3.1.4 Xác định tải trọng:………………………………………………….. 07
3.1.4.1 Tĩnh tải:……………………………………………………… 07
3.1.4.2 Hoạt tải:……………………………………………………...
07
3.1.4.3 Tổng tải:……………………………………………………..
07
3.1.5 Xác định nội lực…………………………………………………….
07
3.1.5.1 Momen lớn nhất ở nhịp biên:……………………………….
07
3.1.5.2 Moment lớn nhất ở gối thứ hai:……………………………..
07
3.1.5.3 Moment lớn nhất ở nhịp giữa và gối giữa:…………………….
07
3.1.6 tính cốt thép…………………………………………………………………..
……… 08
3.1.6.1 Tính cốt thép chịu lực:…………………………………………………
08
3.1.6.1.1 Nhịp biên, gối thứ 2:………………………………………
08
3.1.6.1.2 Nhịp giữa, gối giữa:……………………………………….. 09
3.1.6.2 Bố trí cốt thép:…………………………………………….....
10
3.2 DẦM PHỤ………………………………………………………
13
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 1
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.2.1 Sơ đồ tính:…………………………………………………………… 13
3.2.2 Xác định tải trọng…………………………………………………… 13
3.2.2.1 Tĩnh tải:……………………………………………………..... 13
3.2.2.2 Hoạt tải:……………………………………………………… 14
3.2.2.3 Tổng tải:……………………………………………………… 14
3.2.3 Xác định nội lực……………………………………………………... 14
3.2.3.1 Biểu đồ bao moment:………………………………………… 14
3.2.3.2 Biểu đồ bao lực cắt:………………………………………….. 15
3.2.4 Tính cốt thép………………………………………………………… 16
3.2.4.1 Cốt dọc:……………………………………………………… 16
3.2.4.2 Cốt ngang:…………………………………………………… 18
3.2.4.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm:………………………… 20
3.3 DẦM CHÍNH…………………………………………………… 24
3.3.1 Sơ đồ tính:…………………………………………………………… 24
3.3.2 Xác định tải trọng:………………………………………………….
24
3.3.3 Xác định nội lực:……………………………………………………
25
3.3.3.1 Các trường hợp đặt tải:………………………………………. 25
3.3.3.2 Biểu đồ bao moment:……………………………………….... 25
3.3.4 Tính cốt thép:……………………………………………………….
31
3.3.4.1 Cốt dọc:……………………………………………………… 31
3.3.4.2 Cốt ngang:……………………………………………………. 33
3.3.4.3 Cốt treo:……………………………………………………… 35
3.3.4.4 Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm:………………………… 35
3.4 BẢNG THỐNG KÊ CỐT THÉP:…………………………….. 38
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO:………………………………………….. 39
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 2
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI BẢN DẦM
DVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH
: Thái Thanh Phương
MSSV
: 131713015
Lớp
: DB13XD04
Mã đề
: ACB
1. Yêu cầu đồ án.
1.1 Sơ đồ mặt bằng sàn:
1.2 Yêu cầu:
- Tính toán cốt thép cho sàn sườn toàn khối bản dầm.
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 3
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
- Tính toán cốt thép dầm phụ.
- Tính toán cốt thép dầm chính.
- Thuyết minh (1 quyển A4).
- Bản vẽ A1.
2. Các số liệu tính toán.
- Chiều dài L1 = 2,2 (m).
- Chiều dài L2 = 5,4 (m).
- Tải trọng tạm thời Pc = 3 (kN/m2).
- Hệ số vượt tải np = 1,2.
- Bê tông có cấp độ bền B15, Rb = 8,5 (MPa), Rbt = 0,75( MPa), γbt = 1.
- Cốt thép bản và thép đai dầm dùng thép CI, Rs = 225 (MPa),
Rsw = 175 (MPa).
- Cốt thép dọc trong dầm dùng thép CII, Rs = 280 (MPa).
Bảng tổng hợp số liệu tính toán:
Cốt thép
L1 (m)
2,2
L2 (m)
5,4
Pc
(kN/m2)
3
np
Bê tông
BT 15
MPa
1,2
Rb=8,5
Rbt=0,75
γbt=1
Cốt
dọc
d≥10
(MPa)
Sàn
d≤10
(MPa)
Cốt đai
d≤10
(MPa)
Rs=225
Rsw=175 Rs=280
Các lớp cấu tạo sàn như sau:
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 4
Trường đại học Trà Vinh
Lớp cấu tạo sàn
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
Khối lượng riêng
γi (kN/m3)
20
18
25
18
Chiều dày δi (m)
Gạch Ceramic
Vữa lót
Bê tông cốt thép
Vữa trát
0,010
0,030
0,080
0,015
Hệ số vượt tải
γf,i
1,2
1,1
1,1
1,1
3. Tính toán và kết quả.
3.1 Bản sàn.
3.1.1 Phân loại sàn:
Xét tỷ số hai cạnh ô bản 𝛼 =
L2
L1
=
5,4
2,2
= 2,45 > 2 nên bản thuộc loại bản
dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn.
3.1.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện:
3.1.2.1 Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:
hs =
D
∗ L > hmin
m 1
Trong đó:
- Hs chiều dày bản sàn.
- m – hệ số phụ thuộc vào loại bản.
- Bản loại dầm làm việc một phương nên có m = (30
- D – hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = ( 0.8
35) chọn m = 33
1.4 ) chọn D = 1,2.
- hmin = 60 mm chiều dày tối thiểu của bản sàn trong nhà dân dụng.
hs =
D
1,2
∗ L1 =
∗ 2,2 = 0,08 ( m )
m
33
Vậy chọn hs = 0,08 ( m ) = 80 (mm).
3.1.2.2 Xác định sơ bộ tiết diện của dầm phụ:
hdp = (
1
1
1
1
÷
÷
) ∗ Ldp = (
) ∗ 5,4 = ( 0,45 ÷ 0,3375 ) (m)
12 16
12 16
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 5
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
Vậy chọn hdp = 0,35 ( m ) = 350 (mm).
bdp = (
1 1
1 1
÷ ) ∗ hdp = ( ÷ ) ∗ 0,35 = ( 0,175 ÷ 0,088 ) (m)
2 4
2 4
Vậy Chọn bdp = 0,2 ( m ) = 200 (mm).
3.1.2.3 Xác định sơ bộ tiết diện của dầm chính:
hdc = (
1
1
1
1
÷
) ∗ Ldc = ( ÷
) ∗ 6,6 = ( 0,825 ÷ 0,55) ( m )
8 12
8 12
Vậy chọn hdc = 0,60 ( m ) = 600 (mm).
bdc = (
1 1
1 1
÷ ) ∗ hdc = ( ÷ ) ∗ 0,6 = ( 0,3 ÷ 0,15 ) (m)
2 4
2 4
Vậy chọn bdc = 0,2 ( m ) = 200 (mm).
3.1.3 Sơ đồ tính:
Tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn ( L1 ), 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. Xem bản như một
dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm bao quanh và cột.
- 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:
+ Đối với nhịp biên
L0b = L1 − 𝑏𝑑𝑝 = 2,2 − 0,2 = 2,0 (m)
+ Đối với nhịp giữa
L0g = L1 - bdp = 2,2 – 0,2 = 2,0 ( m ).
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 6
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.1.4 Xác định tải trọng:
3.1.4.1 Tĩnh tải:
Chiều dày
δi (m)
Lớp cấu tạo sàn
Gạch bông
Vữa lót
Bê tông cốt thép
Vữa trát
0,010
0,030
0,080
0,015
Khối lượng
riêng γi
(kN/m3)
20
18
25
18
Hệ số vượt tải
γf,i
1,2
1,1
1,1
1,1
Tổng cộng
Trị tính
toán
gs (kN/m2)
0,24
0,594
2,2
0,297
3,331
3.1.4.2 Hoạt tải:
- Hoạt tải tính toán
Pst = P c × np = 3 × 1,2 = 3,6 ( kN/m2 )
3.1.4.3 Tổng tải
- Tải trọng toàn phần
q = g s + Pst = 3,331 + 3,6 = 6,931 ( kN/m2 )
- Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dãi bản có chiều rộng b = 1m
qs = q × b = 6,931 × 1 = 6,931 ( kN/m )
3.1.5 Xác định nội lực.
3.1.5.1 Momen lớn nhất ở nhịp biên:
M𝐧b
qs × L20b 6,931 × 2,02
=
=
= 2,52 ( kNm )
11
11
3.1.5.2 Moment lớn nhất ở gối thứ hai:
𝑀𝑔2
𝑞𝑠 × 𝐿20𝑏
6,931 × 2,02
=−
=−
= − 2,52(𝑘𝑁𝑚)
11
11
3.1.5.3 Moment lớn nhất ở nhịp giữa và gối giữa:
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 7
Trường đại học Trà Vinh
𝑀𝑛𝑔 = 𝑀𝑔𝑔
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
𝑞𝑠 × 𝐿20 6,931 × 2,02
=±
=
= ±1,733 (𝑘𝑁𝑚)
16
16
Ps
gs
L0b= 2000
L0= 2000
𝑞𝑠 𝐿20
= 1,733
16
𝑞𝑠 𝐿20𝑏
= 2,52
11
𝑞𝑠 𝐿20𝑏
= 2,52
11
3.1.6 tính cốt thép.
3.1.6.1 Tính cốt thép chịu lực:
- Từ các giá trị momen ở nhịp và ở gối tính cốt thép, giả thiết chọn a =
0,015 m. Tính cốt thép theo các công thức sau:
- Chiều cao làm việc của bê tông: h0 = hs – a = 0,08 – 0,015 = 0,065 (m).
3.1.6.1.1 Nhịp biên, gối thứ 2:
𝛼𝑚 =
𝑀𝑛𝑏,𝑔2
≤ 𝛼𝑝𝑙 = 0,3
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ02
2,52 × 106
=
= 0,074 ≤ 0,3 (𝑡ℎỏ𝑎)
1 × 8,5 × 1.000 × 652
𝜉 = 1 − √1 − 2 × 𝛼𝑚 = 1 − √1 − 2 × 0,074 = 0,07
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 8
Trường đại học Trà Vinh
𝐴𝑠 =
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
𝜉 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ0 0,07 × 1 × 8,5 𝑥 1.000 × 65
=
= 172 (𝑚𝑚2 /𝑚)
𝑅𝑠
225
μmin = 0,05%
μt =
As
b×h0
172
× 100% =
μmax = ξpl ×
γb ×Rb
Rs
1000×65
× 100% = 0,265%
× 100% = 0,37
1×8,5x103
225x103
× 100% = 1,4%
μmin = 0,05% ≤ μt = 0,265% ≤ μmax = 1,4% (thỏa).
3.1.6.1.2 Nhịp giữa, gối giữa:
𝛼𝑚 =
𝑀𝑛𝑔,𝑔𝑔
≤ 𝛼𝑝𝑙 = 0,3
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ02
1,733 × 106
=
= 0,048 ≤ 0,3 (thỏa)
1 × 8,5 × 1.000 × 652
ξ = 1 − √1 − 2 × αm = 1 − √1 − 2 × 0,048 = 0,049
As =
ξ × γb × R b × b × h0 0,049 × 1 × 8,5 × 1.000 × 65
=
= 120 (mm2 /m)
Rs
225
μmin = 0,05%
μt =
As
b×h0
× 100% =
μmax = ξpl ×
γb ×Rb
Rs
120
1000×65
× 100% = 0,185%
× 100% = 0,37 ×
1×8,5
225
× 100% = 1,4%
μmin = 0,05% ≤ μt = 0,185% ≤ μmax = 1,4% (thỏa)
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 9
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
Bảng tóm tắt kết quả tính toán cốt thép:
Tiết
diện
Nhịp
biên
Gối
thứ 2
Nhịp
giữa
Gối
giữa
M
(kNm)
αm
2,674
Chọn cốt thép
d
a
Asc
(mm) (mm) (mm2/m)
ξ
As
(mm2/m)
μ (%)
0,074
0.077
172
0,29
6
160
177
2,674
0,074
0,077
172
0,29
8
200
251
1,733
0,048
0,049
120
0,185
6
200
141
1,733
0,048
0,049
120
0,185
8
200
251
3.1.6.2 Bố trí cốt thép:
- Xét tỉ số:
𝑃𝑠
𝑔𝑠
=
3,6
3,331
= 1,08; chọn 𝛼 = 0,25; 𝛼𝐿𝑜 = 500 (𝑚𝑚)
Chọn 500 (mm)
- Cốt thép chịu moment âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính
được xác định như sau:
∅6𝑎200
𝐴𝑠,𝑐𝑡 = {
50%𝐴𝑠𝑔𝑔 = 0,5 × 120 = 60 (𝑚𝑚2 )
Chọn ∅8𝑎200 (Asc=251 (mm2))
- Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau:
𝑙2
= 2,45
𝑙1
Chọn 𝐴𝑠,𝑝𝑏 ≥ 20%𝐴𝑠 = 0,2 × 189 = 37,8 (𝑚𝑚)2
Chọn ∅6𝑎300 (Asc= 94(mm2))
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 10
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
Bảng vẽ mặt bằng sàn, các mặt cắt ngang:
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 11
Trường đại học Trà Vinh
GVHD: Nguyễn Thành Công
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 12
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.2 DẦM PHỤ
3.2.1 Sơ đồ tính:
- Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo.
- Sơ đồ tính là dầm liên tục năm nhịp có các gối tựa là các dầm chính.
- Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa
+ Đối với nhịp biên:
𝐿𝑜𝑏 = 𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 = 5.400 − 200 = 5.200 (𝑚𝑚)
+ Đối với các nhịp giữa:
𝐿𝑜 = 𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 = 5.400 − 200 = 5.200 (𝑚𝑚)
3.2.2 Xác định tải trọng.
3.2.2.1 Tĩnh tải:
+ Trọng lượng bản than dầm phụ:
𝑔0 = 𝑏𝑑𝑝 (ℎ𝑑𝑝 − ℎ𝑠 )𝑛𝑔 𝛾𝑏 = 0,2(0,35 − 0,08)1,1 × 25
= 1,485 (𝑘𝑁/𝑚)
+ Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:
𝑔1 = 𝑔𝑠 𝑙1 = 3,331 × 2,2 = 7,328 (𝑘𝑁/𝑚)
+ Tổng tĩnh tải:
𝑔𝑑𝑝 = 𝑔0 + 𝑔1 = 8,813 (𝑘𝑁/𝑚)
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 13
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.2.2.2 Hoạt tải:
- Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào:
𝑝𝑑𝑝 = 𝑝𝑠 𝐿1 = 3,6 × 2,2 = 7,92 (𝑘𝑁/𝑚)
3.2.2.3 Tổng tải:
Tải trọng tổng cộng: 𝑞𝑑𝑝 = 𝑔𝑑𝑝 + 𝑝𝑑𝑝 = 16,733 (𝑘𝑁/𝑚)
3.2.3 Xác định nội lực.
3.2.3.1 Biểu đồ bao moment:
Tỷ số:
𝑃𝑑𝑝
𝑔𝑑𝑝
=
7,92
8,813
= 0,899
- Tung độ tại các biểu đồ bao moment được tính theo công thức:
𝑀 = 𝛽𝑞𝑑𝑝 𝐿0 2 (đối với nhịp biên l0=lob), (𝛽- tra bảng phụ lục 12)
- Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
𝑥1 = 𝑘𝐿𝑜𝑏 = 0,193 × 5,20 = 1,004 (𝑚) (k – tra bảng phụ lục 12)
- Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
+ Đối với nhịp biên:
𝑥2 = 0,15𝐿𝑜𝑏 = 0,15 × 5,20 = 0,78 (𝑚)
+ Đối với nhịp giữa:
𝑥3 = 0,15𝐿𝑜 = 0,15 × 5,20 = 0,78 (𝑚)
- Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:
𝑥4 = 0,425𝐿𝑜𝑏 = 0,425 × 5,20 = 2,21 (𝑚)
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 14
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
* Tung độ của biểu đồ bao moment được tóm tắt trong bảng sau:
Nhịp
Biên
Tiết diện
L0(m)
qdpL02
(kN/m)
𝛽𝑚𝑎𝑥
𝛽𝑚𝑖𝑛
0
0
1
0,065
29,41
2
0,090
40,721
0,091
41,174
3
0,075
33,935
4
0,020
9,049
0,425lob
5,2
452,466
-0,0715
-32,351
6
0,018
-0,018
8,144
-8,144
7
0,058
0,017
26,243
7,692
0,5L0
0,0625
8
5,2
452,466
9
0,012
26,243
5,430
0,018
-0,010
8,144
-4,525
-0,0625
11
12
28,279
0,058
10
Giữa
𝑀𝑚𝑖𝑛
0
5
Thứ 2
𝑀𝑚𝑎𝑥
5,2
452,466
0,5L0
-28,279
0,018
-0,011
8,144
-4,977
0,058
-0,016
26,243
7,239
0,0625
28,279
3.2.3.2 Biểu đồ bao lực cắt:
- Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
+ Gối thứ 1:
Q1 = 0,4qdpL0b = 0,4 x 18,721 x 5,20 = 38,94 (KN)
+ Bên trái gối thứ 2:
Q2T = 0,6qdpL0b = 0,6 x 18,721 x 5,20 = 58,41 (KN)
+ Bên trái và bên phải các gối giữa:
Q2P = Q3T = Q3P = 0,5qdpL0 = 0,5 x 18,721 x 5,2 = 48,675 (KN)
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 15
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.2.4 Tính cốt thép.
3.2.4.1 Cốt dọc:
- Tại tiết diện ở nhịp:
Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là
tiết diện chữ T.
Xác định Sf:
𝐿1 − 𝑏𝑑𝑝 2.200 − 200
=
= 1.000 (𝑚𝑚)
2
2
𝑆𝑓 ≤ 𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 5.400 − 200
=
= 867 (𝑚𝑚)
6
6
6ℎ𝑓′ = 6 × 80 = 480 (𝑚𝑚)
{
+ Chọn Sf = 480 mm
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 16
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
+ Chiều rộng bản cánh:
𝑏𝑓′ = bdp + 2Sf = 200 + 2 x 480 = 1.160 (mm)
+ Kích thước tiết diện chữ T:
(𝑏𝑓′ = 1.160 mm; hS = 80 mm; b = 200 mm; h = 350 (mm))
+ Xác định vị trí trục trung hòa:
Giả thiết a = 45mm; h0 = h – a = 350 – 45 = 305 (mm.)
Mf = γb × R b × b′f × hs × (h0 −
hs
)
2
= 1 × 8,5 × 103 × 1,160 × 0,08 × (0,305 −
0,08
)
2
= 209,032 (kNm)
- Nhận xét: M < Mf nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo cấu kiện
tiết diện chữ nhật lớn b 'f x hdp = ( 1.160 x 350) (mm).
- Tại tiết diện ở gối:
Tương ứng với giá trị môment âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo
tiết diện chữ nhật (bdb x hdp) = 200 x 350 mm.
* Tính toán cốt thép trong dầm phụ như sau:
- Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế:
αm =
M
γb ×Rb ×b×h20
GVHD: Nguyễn Thành Công
≤ αR = 0,439 (αR - Tra bảng)
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 17
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
- Tính cốt thép:
𝜉 = 1 − √1 − 2𝛼𝑚 ≤ 𝜉𝑅 = 0,65 (𝜉𝑅 - Tra bảng)
Ast =
ξ×γb ×Rb ×b×h0
Rs
(mm2)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μmin = 0,05% ≤ μ% =
Ast
ξR × γb × R b
≤ μmax =
× 100%
bh0
RS
0,65 × 1 × 8,5
× 100% = 1,973%
280
- Theo phương pháp tính trên ta có kết quả như sau:
=
Chọn cốt thép
Tiết diện
Nhịp biên
(1160x350)
Gối 2
(200x350)
Nhịp giữa
(1160x350)
Gối 3
(200x350)
M
ξ
𝛼m
(kNm)
Ast
(mm2)
41,174 0,0449
0,046
494
32,351
0,205
0,232
430
28,279
0,031
0,031
332
28,279
0,179
0,199
369
Chọn
2d14
2d12
3d14
2d14
1d12
2d14
1d12
𝜇t
Asc
(mm2)
534
(%)
0,14
462 0,735
421 0,094
421 0,604
3.2.4.2 Cốt ngang:
- Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối thứ 2 có lực cắt lớn nhất Q = 59,645 KN.
- Chọn cốt đai ∅6 2 nhánh (Asw = 28,3 mm2, thép CI Rsw = 175 MPa, Rbt = 0,75
MPa )
- Khả năng chịu lực cắt của bê tông
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 18
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
Q b = φb3 γb R bt bh0 = 0,6 × 1 × 0,75 × 103 × 0,2 × 0,305
= 27,45 (𝑘𝑁)
+ Vì Q > Qb phải tính cốt đai
+ Tính cốt đai:
q1 = g + 0,5p = 8,813 + 7,92 × 0,5 = 12,773 (𝑘𝑁/𝑚)
+ Đặt :
M0 = φb2 γb R bt bh20 = 2 × 1 × 0,75 × 103 × 0,2 × 0,3052
= 27,908 (𝑘𝑁𝑚)
- Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán là:
stt = nAsw R sw (
1
Q2
− q1
4M0
1
) = 2 × 28,3 × ( 59,6452
)
−12,773
4 ×27,908
= 320,879(mm)
qsw = nAsw
R sw
175
= 2 × 28,3 ×
= 30,868
stt
320,879
- Kiểm tra:
Q b1 = 2√M0 q1 = 2√27,908 × 12,773 = 37,761 (kN)
qsw.min =
Q−Qb1
2h0
=
59,645×103 −37,761×103
2×305
= 35,875
qsw = 30,868 < qsw.min (không thỏa). Lấy qsw.min = 35,875 để tính
+ Vì
q1
0,56
=
12,773
0,65
= 19,651 < qsw.min = 35,875 nên
M0
27,908 × 106
√
c0 = √
=
= 1.476 (mm)
q1
12,773
+ Vì c0 > 2h0 = 610 (mm) nên lấy c0 = 2h0 = 610 (mm)
Tính lại
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 19
Trường đại học Trà Vinh
qsw = Q
√c0
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
− q1 = 59,645 ×
M0
√610
27,908
− 12,773 = 40,01q
qsw.min = 40,01
stt =
nAsw R sw 2 × 28,3 × 175
=
= 247,56 (mm)
qsw
40,01
Khoảng cách lớn nhất của cốt đai:
smax
φb4 γb R bt bh20 1,5 × 1 × 0,75 × 200 × 3052
=
=
= 350,92 (mm)
Q
59,645 × 103
Theo cấu tạo
h
sct = = 175 chọn sct = 150 (mm)
2
Khoảng cách bố trí là:
Min( Smax; Stt; Sct)= 150 (mm)
Kiểm tra điều kiện chịu nén:
φb = 1 − 0,01γb R b = 1 − 0,01 × 1 × 8,5 = 0,915
φw1
ES
Asw
21 × 104
28,3
=1+5 ×
×
=1+5 ×
×
Eb
b × s
23 × 103
200 × 150
= 1,043
Q = 59,645 (kN) < 0,3φb φw1 γb R b bho = 0,3 × 0,915 × 1,043 × 1 ×
8,5 × 103 × 0,2 × 0,305 = 148,448 (kN) thỏa
Kết luận: chọn s = 150mm bố trí trên đoạn L/4 ở đầu dầm.
Trong đoạn L/2 ở giữa dầm có Q nhỏ nên cốt đai đặt theo cấu tạo: d = 6;
s = 200mm.
3.2.4.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm:
- Khả năng chịu lực tại tiết diện ở nhịp biên:
𝑥1 = 𝑎0 +
𝑑1
2
= 25 +
14
2
= 32(mm)
𝑎𝑡ℎ = 𝑥1 = 32(mm) < 𝑎𝑔𝑡 = 45(mm) (Đạt)
→ ℎ0 = h - 𝑎𝑡ℎ = 350 – 32 = 318(mm)
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 20
Trường đại học Trà Vinh
Tính: ξ =
𝑅𝑠 × 𝐴𝑠
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ0
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
=
280 × 534
1 ×8,5 ×1.160 ×318
= 0,048 < 𝜉𝑅 = 0,65 (Đạt)
𝛼𝑚 = ξ × (1 – 0,5 × ξ) = 0,048 × (1 – 0,5 × 0,048) = 0,047
[𝑀] = 𝛼𝑚 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × b × ℎ 20 = 0,047 × 1 × 8,5 × 1.160 × 3182
[𝑀] = 46.862.884 (Nmm) = 46,863 (kN.m) > M = 41,171 (kNm) (Thỏa).
- Khả năng chịu lực tại tiết diện ở gối thứ 2:
𝑥1 = 𝑎0 +
𝑑1
2
= 25 +
14
2
= 32(mm)
𝑎𝑡ℎ = 𝑥1 = 32(mm) < 𝑎𝑔𝑡 = 45(mm)
→ ℎ0 = h - 𝑎𝑡ℎ = 350 – 32 = 318(mm)
Tính: ξ =
𝑅𝑠 × 𝐴𝑠
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ0
=
280 × 462
1 ×8,5 ×200 ×318
= 0,24 < 𝜉𝑅 = 0,65 (Đạt)
𝛼𝑚 = ξ × (1 – 0,5 × ξ) = 0,24 × (1 – 0,5 × 0,24) = 0,2112
[𝑀] = 𝛼𝑚 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × b × ℎ 20 = 0,2112× 1 × 8,5 × 200 × 3182
[𝑀] = 36.307.560 (Nmm) = 36,308 (kN.m) > M = 32,351 (kNm) (Thỏa).
- Khả năng chịu lực tại tiết diện ở nhịp giữa:
𝑥1 = 𝑎0 +
𝑑1
2
= 25 +
14
2
= 32(mm)
𝑎𝑡ℎ = 𝑥1 = 32(mm) < 𝑎𝑔𝑡 = 45(mm) (Đạt)
→ ℎ0 = h - 𝑎𝑡ℎ = 350 – 32 = 318(mm)
Tính: ξ =
𝑅𝑠 × 𝐴𝑠
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ0
=
280 × 421
1 ×8,5 ×1.160 ×318
= 0,038 < 𝜉𝑅 = 0,65 (Đạt)
𝛼𝑚 = ξ × (1 – 0,5 × ξ) = 0,038 × (1 – 0,5 × 0,038) = 0,037
[𝑀] = 𝛼𝑚 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × b × ℎ 20 = 0,037 × 1 × 8,5 × 1.160 × 3182
[𝑀] = 36.892.058 (Nmm) = 36,892 (kN.m) > M = 28,279 (kNm) (Thỏa).
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 21
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
- Khả năng chịu lực tại tiết diện ở gối giữa:
𝑥1 = 𝑎0 +
𝑑1
2
= 25 +
14
2
= 32(mm)
𝑎𝑡ℎ = 𝑥1 = 32(mm) < 𝑎𝑔𝑡 = 45(mm)
→ ℎ0 = h - 𝑎𝑡ℎ = 350 – 32 = 318(mm)
Tính: ξ =
𝑅𝑠 × 𝐴𝑠
𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ0
=
280 × 421
1 ×8,5 ×200 ×318
= 0,218 < 𝜉𝑅 = 0,65 (Đạt)
𝛼𝑚 = ξ × (1 – 0,5 × ξ) = 0,218 × (1 – 0,5 × 0,218) = 0,194
[𝑀] = 𝛼𝑚 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × b × ℎ 20 = 0,194× 1 × 8,5 × 200 × 3182
[𝑀] = 33.350.695 (Nmm) = 33,351 (kN.m) > M = 28,279 (kNm) (Thỏa).
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 22
Trường đại học Trà Vinh
GVHD: Nguyễn Thành Công
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 23
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
3.3 DẦM CHÍNH
3.3.1 Sơ đồ tính:
- Dầm chính tính theo sơ đồ đàn hồi.
- Sơ đồ tính là dầm liên tục ba nhịp tựa lên cột.
Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:
L = 3L1 = 3 x 2.200 = 6.600 (mm)
3.3.2 Xác định tải trọng:
Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính
dưới dạng lực tập trung.
3.3.2.1 Tĩnh tải:
- Trọng lượng bản thân dầm chính:
Go = ng × γbt × bdc × [(hdc - hs ) × L1 – (hdp - hs ) × bdp ]
= 1,1 x 25 x 0,2 [(0,6 – 0,08) x 2,2 – (0,35 – 0,08) x 0,2]
= 5,995 (kN)
- Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
𝐺1= g dp × L2 = 8,813 x 5,4 = 47,59 (kN)
- Tổng tĩnh tải:
G = Go + 𝐺1 = 5,995 + 47,59 = 53,585 (kN)
3.3.2.2 Hoạt tải:
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 24
Trường đại học Trà Vinh
Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
- Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
P = Pdp × L2 = 7,92 × 5,4 = 42,768 (kN)
3.3.3 Xác định nội lực:
3.3.3.1 Các trường hợp đặt tải:
3.3.3.2 Biểu đồ bao moment:
- Tiến hành giải nội lực cho dầm bằng phần mềm tính toán SAP2000 v10.0.1.
- Để lường trước được những trường hợp tải trọng nguy hiểm có thể xảy ra ta
lần lượt giải riêng từng trường hợp tải trọng rồi tiến hành tổ hợp tải trọng.
- Tổ hợp tải trọng: lấy tĩnh tải cộng lần lượt các hoạt tải ta được các tổ hợp thành
phần:
GVHD: Nguyễn Thành Công
SVTH: Thái Thanh Phương
Trang 25
