Đồ án thiết kế môn học Bê Tông Cốt Thép I - P2

Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
CHƯƠNG I
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
1. Sơ đồ mặt bằng kết cấu.
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 1
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
2. Vật liệu:
* Bê tông Cấp độ bền : B20 (M250)
-
b
R
= 1150
2
/KN m
-
bt
R
= 900
2
/KN m
-
7
b
E 27.10=
2
/KN m
* Thép
- Thép CI
+
s sc
R =R

= 225 Mpa
+ R
sw =
175 MPa
+
s
E
= 21.10
4
Mpa
+
R
ζ
= 0.645 (Tra bảng)
+
R
α
= 0.473
- Thép CII
+
s sc
R =R
= 280 Mpa
+ + R
sw =
225 MPa
+
s
E
= 21.10

4
Mpa
+
R
ζ
= 0.623
+
R
α
= 0.429
3. Tải trọng.
* Tĩnh tải:
- Tải trọng bản thân bản.
Lớp vật liệu
Bề dày
(
δ
-mm)
KL riêng
(
3
KN / mγ −
)
HS vượt tải
GTTC
(
3
KN / m
)
GTTT

(
3
KN / m
)
Gạch 12 20 1.1 0.24 0.264
Vữa lót 15 18 1.2 0.27 0.324
Bản BTCT 100 25 1.1 2.5 2.75
Vữa trát 10 18 1.2 0.18 0.216
Tổng 3.19 3.554
* Hoạt tải
P = 8 KN/m
2
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 2
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
CHƯƠNG II
LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ
1. Chọn chiều dày bản.
Xét tỉ số
2
1
l 5830
2.2 2
l 2650
= = >
nên xem bản làm việc theo một phương
Chiều dày bản:
b t
1
h l
m

=
Trong đó:
- m = (30:35)
- l
t
= 2650 mm Chiều dài tính toán (Chiều dài nguyên thủy)
h
b
= 2650/30 = 88.33 mm
Chọn h
b
= 100 mm
Chọn các lớp vật liệu trong bản.
- Lớp gạch lót dày 12 mm
- Lớp Vữa lót trên dày 15 mm
- Bản BTCT dày 100 mm
- Lớp vữa trát dưới dày 10 mm
2. Chọn kích thước dầm phụ.
Chiều cao:
dp t
1
h l
m
=
Trong đó:
- m = (12:20)
- l
t
= 5830 mm Chiều dài tính toán (Chiều dài nguyên thủy)
h

b
= (291 : 485) mm
Chọn h
dp
= 400 mm
Bề rộng : b
dp
= (0.25 – 0.5)h
dp
Chọn b
dp
= 200 mm
3. Chọn kích thước dầm chính.
Chiều cao:
dc t
1
h l
m
=
Trong đó:
- m = (12:20)
- l
t
= 2*l
1
2650*2 = 5300 mm Chiều dài tính toán (Chiều dài nguyên thủy)
h
b
= (441 : 662) mm
Chọn h

dc
= 600 mm
Bề rộng : b
dp
= (0.25 – 0.5)h
dp
Chọn b
dc
= 300 mm
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 3
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN BẢN SÀN
1. Xác định sơ đồ tính.
Hình 3.1 Sơ đồ tính bản sàn.
- Sơ đồ tính như dầm liên tục (Siêu tĩnh) Tính theo sơ đồ dẻo
- Lấy dải bản rộng b = 1 m để tính toán.
- Chiều dài nhịp giữa: l = lo = l
1
– b
dp
= 2650-200 = 2450 mm
- Chiều dài nhịp biên : l
b
= l
1
– 1.5b
dp
= 2650.1.5*200 = 2350 mm
2. Tải trọng tác dụng.

- Hoạt tải
P = 8 KN/m
2
- Tĩnh tải
G = 3.554 KN/m
2
* Tải trọng toàn phần
Q =(g=p)b = (3.554 = 8 )1 = 11.554 KN/m
2
3. Tính nội lực bản sàn.
- Xét tỉ số
b
l k
2450 2350
4% 10%
l 2450
−
−
= = <
nên áp dụng công thức với sơ đồ lập sẵn
theo [1]
-
2 2
b
ql 11.544*2.35
M 5.79KNm
11 11
= = =
-
2 2

ql 11.544*2.45
M 4.33KNm
16 16
= = =
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 4
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
Hình 3.2 Biểu đồ momen bản sàn.
4. Tính toán cốt thép.
- Xem bản làm việc như cấu kiện chịu uốn tiết diện chử nhật hxb = 0.1x1 m.
- Thép được dùng là thép CI
+
R
ζ
= 0.645
+
R
α
= 0.473
Hình 3.3 Mặt cắt tính toán cốt thép bản sàn.
Chọn a
o
= 20 mm
h
o
= 100-20 =80 mm
a) Tính cốt thép tại giữa nhịp biên (monen dương) và gối số (2) (momen âm).
M = 5.79 KNm
2 2
b o
M 5.79

0.078
R .b.h 11500.1.0.08
α = = =
<
R
0.473α =
m
1 1 2 1 1 2*0.078ζ = − − α = − −
=0.09
3 2
b o
S
.R .b.h
0.09*11500*0.08
As 0.386*10 m
R 225000
−
ζ
= = =
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 5
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
b
min max R
s
R
R
µ < µ < µ = ζ
Trong đó:
min

µ
= 0.05%
3
s
o
A
0.368*10
0.46%
b.h 1*0.08
−
µ = = =

b
max
S
R
R
µ = ζ
Vì
R
α < α
nên
max
µ < µ
Thép sử dụng là thép CI
φ
8 có f
a
=0.503 cm
2

Tính khoảng cách giữa các thanh thép:
4
3
s
b.fa 1*0.503*10
a 0.144m
A 0.368*10
−
−
= = =
Chọn a = 0.1 m
Vậy trong 1m có 10
φ
8 có f
a
=5.03 cm
2
b) Tính cốt thép cho momen dương các nhịp gữa và các gối giữa.
M = 4.33 KNm
2 2
b o
M 4.33
0.0588
R .b.h 11500.1.0.08
α = = =
<
R
0.473α =
m
1 1 2 1 1 2*0.0588ζ = − − α = − −

=0.061
3 2
b o
S
.R .b.h
0.061*11500*0.08
As 0.249*10 m
R 225000
−
ζ
= = =
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
b
min max R
s
R
R
µ < µ < µ = ζ
Trong đó:
min
µ
= 0.05%
3
s
o
A
0.249*10
0.31%
b.h 1*0.08
−

µ = = =

b
max
S
R
R
µ = ζ
Vì
R
α < α
nên
max
µ < µ
Thép sử dụng là thép CI
φ
8 có f
a
=0.503 cm
2
Tính khoảng cách giữa các thanh thép:
4
3
s
b.fa 1*0.503*10
a 0.202m
A 0.249*10
−
−
= = =

Chọn a = 0.2 m
Vậy trong 1m có 8
φ
8 có f
a
=0.2515 cm
2
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 6
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
c) Chọn thép cấu tạo và tính toán bố trí thép trong bản sàn.
Lựa chọn cách bố trí theo sơ đồ sau:
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thép trong bản
Xét
p 8
0.257 3
g 3.554
= = <
Chọn: v = 0.25
* Tính toán,chọn chiều dài các thanh thép.
- Tính chiều dài các thanh thép:
Thanh số (1):
= l
2
– a
bv
= 2650-20 = 2630 mm
Chiều dài các đoạn móc neo lấy bằng 8d chọn bằng 70 mm
Tính toán và chọn thép cấu tạo được bố trí như sau:
Hình 3.5 Bố trí thép trong bản.
• Chọn cốt thép phân bố

φ
6 a 250
• Chọn thép bố trí cho momen âm xuất hiện tại đầu tường và trên dầm chính
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 7
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
d) Kiểm tra khả năng chịu lực cắt.
Tính toán lực cắt theo: (2.8[1])
Qb = 0.6.q.lt = 0.6*11.554*2.35 = 16.277 KN
Q = 0.6.q.lt =0.5*11.544*2.45 = 14.111 KN
Khả năng chịu lực cắt phẳng: Q <= Qbo
Qbo =
0
...5.0 hbR
btbt
φ
2
/11500
5.1
mKNR
bt
bt
=
=
φ
Qbo = 0.5*1.5*11500*1*0.08 = 690 KN > max(Q,Qb) = 16.277 KN
Do không có lực tập trung nên không kiểm tra khả năng chịu lực cắt thủng.
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 8
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN DẦM PHỤ

1. Sơ đồ tính toán.
Hình 4.1 Sơ đồ tính toán dầm phụ.
- Sơ đồ tính như dầm liên tục (Siêu tĩnh) Tính theo sơ đồ dẻo
- Chiều dài nhịp giữa: l = lo = l
1
– b
dp
= 5830 - 300 = 5530 mm
- Chiều dài nhịp biên : l
b
= l
1
– 1.5b
dp
= 5830 - 1.5*300 = 5380 mm
- Độ chênh lệch giữa 2 nhịp:
%10%9.0
5530
53805530
<=
−
2. Tải trọng tác dụng.
Cắt bản có bề rộng bằng l1 = 2650 để tính toán. Sao cho trục của mặt cắt trùng với trục của
dầm trục.
a) Hoạt tải.
m/KN44.252.1*2650*8n.l.pP
1d
===
b) Tĩnh tải.(g
d

)
- Tỉnh tải do bản thân bản sàn:
2bs
m/KN554.3g =
- Xét trên bản được cắt để tính toán.
m/KN39.965.2*544.3g
1
==
- Tỉnh tải do bản thân dầm phụ.
( )
( )
m/KN65.11.1*25*1.04.0*2.0n.hh bg
bsdpdp0
=−=γ−=
m/KN0416.113916.965.1ggg
10d
=+=+=
* Tải trọng tính toán.
m/KN4816.360416.1144.25gpq
dddp
=+=+=
Chọn
)m/KN(5.36q
dp
=
để tính toán.
3. Tính nội lực, biểu đồ bao monen.
Do lực tác dụng và kết cấu đối xứng nên ta tính cho ½ dầm.
Tính toán theo sơ đồ dẻo nên dùng công thức và sơ đồ lập sẳn.
2

dp
l.q.M β=
β
: tra bảng phụ lục [1]
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 9
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
Hình 4.2 Sơ đồ tính toán biểu đồ bao cho ½ dầm phụ
a) Tính toán với nhánh M
max
của biểu đồ bao.
Ta có : q
d
= 36.5 KN/m
: l = 5.53 m
: l
b
= 5.38 m
Tính toán ta được bảng kết quả sau:
Điểm
β
M
Max
(KN.m
Nhịp biên Nhịp giữa
1
2
2*
3
4
6,9

7,8
7*
0.065
0.090
0.091
0.075
0.020
0.018
0.058
0.062
68.67059
95.08235
96.13882
79.2353
21.12941
20.09165
64.73977
69.20458
Bảng 4.1 Bảng tính kết quả M
max
b Tính toán với nhánh M
min
của biểu đồ bao.
Ta có:
2.2
11
44.25
g
p
==

Tra bảng, nội suy , tính toán được bảng kết quả sau:
Điểm
β
M
Min
KN.m)
5
6
7
-0.0715
-0.033
-0.01
-79.8085
-36.8347
-11.162
Bảng 4.2 Kết quả tính toán M
min
.
Tính toán các giá trị khác:
Hệ số k tra được k = 0.26
0.15 l
b
= 0.15*5380 = 870 mm
1/5 l
b
= 5380/5 = 1076 mm
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 10
Đố Án BêTông Cốt Thép GVHD: Phạm Tiến Cường
1/5l = 5530/5 = 1106 mm
0.15l = 0.15*5530 =829.5

k.l
b
= 0.26*5380 = 1398 mm
0.425l
b
= 0.425*5380 = 2286 mm
Từ các kết quả tính toán trên ta vẽ biểu đồ bao momen sau:
Hình 4.3 ½ biểu đồ bao momen dầm phụ.
4. Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.
Ta chỉ tính cho ½ dầm rối lấy phản xứng qua trục thẳng đứng đi qua trung điểm của dầm
Q
1
= 0.4q
d
.l
b
= 0.4*36.5*5.380 = 78.54 KN
Q
min
= 0.35 q
d
.l
b
= 0.35*36.5*5.380 = 68.7 KN
Q
2T
= -0.6q
d
.l
b

= 0.6*36.5*5.380 = -117.8 KN
Q
2P
= 0.5q
d
.l
b
= 0.5*36.5*5.530 = 100.9 KN
Hình 4.4 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.
5. Tính cốt thép dọc.
Dùng thép CII.
a) Tính cho momen âm tại gối.
M = 79.8 KN.m
Mặt cắt dầm bxh = 200x400 mm (Vì Bê tông chịu nén tốt, chịu kéo kém)
Giả thiết a
0
= 50 mm
Thực hiện: SV.Vương Ngọc Ánh – CD04074 Trang 11