ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (728.89 KB, 45 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1:
KẾT CẤU SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
LỚP: XB10
MSSV: 10610300080
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 4-2012
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 2
MỤC LỤC
Trang
A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 4
B. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN 5
CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI 5
1. Mô tả các bộ phận của sàn sườn 5
2. Tải trọng tác dụng lên sườn 5
CHƯƠNG 2. BẢN SÀN 5
1. Phân loại bản sàn 5
2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 5
3. Sơ đồ tính 6
4. Xác đinh tải trọng 8
5. Xác định nội lực 8
6. Tính cốt thép 9
7. Bố trí cốt thép 10
CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ 13
1. Sơ đồ tính 13
2. Xác đinh tải trọng 13
3. Xác định nôi lực 14
4. Tính cốt thép 16
5. Biểu đồ vật liệu 19
CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH 23
1. Sơ đồ tính 23
2. Xác đinh tải trọng 23
3. Xác định nôi lực 24
4. Tính cốt thép 29
5. Biểu đồ vật liệu 33
CHƯƠNG 5. THỐNG KÊ VẬT LIỆU 39
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 3
Phụ lục: Sử dụng kiến thức cơ kết cấu để tính toán và xác định biểu đồ mômen
của từng trường hợp tổ hợp tải trọng trong dầm chính của đồ án môn học bê tông
cốt thép 1. 41
Tài liệu tham khảo 45
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 4
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT) 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN
BTCT TOÀN KHỐI
A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
Số thứ tự trong danh sách lớp: 40.
Tra theo bảng số liệu từ “Nhiệm vụ đồ án môn học kết cấu BTCT 1”, số liệu của đồ án như
sau:
Bảng 1: Bảng tổng hợp số liệu của đồ án
Mã
số đề
bài
Bước dầm
phụ L
1
(m)
Bước
dầm
chính L
2
(m)
Hoạt tải
tiêu chuẩn
p
c
(kg/m
2
)
Hệ số
vượt tải
của hoạt
tải n
p
Chiều dày
tường bao
quanh
(mm)
Kích thước
tiết diện cột
BTCT
(mm)
Sơ đồ mặt
bàng sàn
40 2,0 4,4 500 1,2 300 500x500 Sơ đồ 1
Sơ đồ 1:
Hình 1. Sơ đồ mặt bằng sàn
Vật liệu:
- Bê-tông: Chọn bê tông có mác 250 (B20), có R
b
= 11,5 MPa, R
bt
= 0,9 MPa.
- Cốt thép: dùng thép sợi với các mác thép:
Loại CI: Cốt thép bản sàn, cốt cấu tạo, cốt đai.
Loại CII hoặc CIII: Cốt dọc dầm phụ, cốt dọc dầm chính.
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 5
- Giả sử sàn có cấu tạo như sau:
Bảng 2: Bảng số liệu các lớp cấu tạo của sàn
Phân lớp cấu tạo
Bề dày lớp
(mm)
Trọng lượng riêng
(kN/m
3
)
Hệ số độ tin cậy
về tải trọng
Gạch ceramic
10
g
20
g
1,2
f
Vữa lót
25
vl
18
vl
1,3
f
Bê tông cốt thép
bt b
h
25
bt
1,1
f
Vữa trát
20
vt
18
vt
1,3
f
B. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN:
CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI
1. Mô tả các bộ phận của sàn sườn:
Sàn có kích thước 18m*13,2m, sàn có 08 dầm phụ và 02 dầm chính. Dầm phụ có 3 nhịp, mỗi
nhịp khoảng 4,4m. Dầm chính cũng có 03 nhịp, mỗi nhịp khoảng 6,0m. Dầm chính gối lên
tường chịu lực dày 300mm và cột kích thước mặt cắt ngang 500mm*500mm.
2. Tải trọng tác dụng lên sàn sườn:
Tải trọng tác dụng lên sàn sườn bao gồm tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải gồm trọng lượng của sàn,
dầm phụ, dầm chính, hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn được lấy bằng 500 kg/m
2
.
CHƯƠNG 2. BẢN SÀN
1. Phân loại bản sàn:
Xét tỷ số 2 cạnh ô bản:
2
1
4,4
2,2 2
2,0
L
L
, bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương
theo cạnh ngắn.
2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn:
Xác đinh sơ bộ chiều dày của bản sàn:
- Chọn các hệ số như sau:
D: hệ số phụ thuộc tải trọng, chọn D = 1.
M: hệ số phụ thuộc vào loại bản, với bản dầm chọn m = 32.
1
1
2000 62,5
32
b
D
h L
m
(mm)
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 6
Chọn h
b
=70 mm.
Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ:
2
1 1 1 1 1 1
.4,4 366,67 275
12 16 12 16 12 16
dp dp
h L L
(mm)
Chọn h
dp
= 300 mm.
1 1 1 1
.300 150 75
2 4 2 4
dp dp
b h
(mm)
Chọn b
dp
= 200 mm.
Xác định sơ bộ kích thước dầm chính:
1
1 1 1 1 1 1
3 .3.2,0 750 500
8 12 8 12 8 12
dc dc
h L L
(mm)
Chọn h
dc
= 600 mm.
1 1 1 1
.600 300 150
2 4 2 4
dc dc
b h
(mm)
Chọn b
dc
= 300 mm.
3. Sơ đồ tính:
Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có chiều rộng b = 1 m (hình 2). Xem bản như một dầm
liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phụ (hình 3).
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 7
1 2 3 4
5
6 7 8 9 10
A B C D
DAÀM CHÍNH
DAÀM PHUÏ
Hình 2. Dải được cắt để tính toán
1 2 3
Hình 3. Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản dầm
Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.
Đoạn bản kê lên tường
( ,120) (70,120)( )
b b
C h mm
chọn C
b
=120 mm.
,
Đối với nhịp biên:
1
200 300 120
2000 1810( )
2 2 2 2 2 2
dp
b
ob
b
Ct
L L mm
Đối với nhịp giữa:
1
2000 200 1800( )
ob dp
L L b mm
Độ chênh lệch giữa L
ob
và L
b
là không đáng kể, khoảng 0,56%.
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 8
4. Xác định tải trọng:
4.1. Tĩnh tải:
Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:
,
( )
s f i i i
g
Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.
Bảng 3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Lớp cấu tạo
Bề dày
lớp
i
(mm)
Trọng
lượng riêng
i
(kN/m
3
)
Trị tiêu
chuẩn
c
s
g
(kN/m
2
)
Hệ số độ tin
cậy về tải
trọng
,
f i
Trị tính
toán
s
g
(kN/m
2
)
G
ạch ceramic
10
20
0,2
1,2
0,24
V
ữa lót
25
18
0,45
1,3
0,5
8
Bê tông c
ốt thép
70
25
1,75
1,1
1,93
V
ữa trát
20
18
0,36
1,3
0,47
Tổng cộng 2,76 3,22
4.1.1. Hoạt tải:
Hoạt tải tính toán:
,
1,2 5 6,0
s f i c
p p
kN/m
2
4.2. Tổng tải:
Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1 m:
( ) (3,22 6,0) 1 9,22
s s s
q g p b
kN/m
5. Xác định nội lực:
Mômen lớn nhất ở nhịp biên:
2 2
ax
1 1
9,22 1,81 2,75
11 11
m s ob
M q L
(kN.m)
Mômen lớn nhất gối thứ 2:
2 2
min
1 1
9,22 1,80 2,72
11 11
s o
M q L
(kN.m)
Mômen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa:
ax
min
2 2
1 1
9,22 1,80 1,87
16 11
m
s o
M q L
(kN.m)
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 9
gs
ps
M
kNm
Hình 4. Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn
6. Tính cốt thép:
- Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (M250): R
b
=11,5 MPa.
- Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI, R
s
=225 MPa.
- h
b
= 70 mm < 100 mm, nên chọn a =15 mm.
0
70 15 55( )
h h a mm
- R
b
= 11,5 MPa < 15 MPa, nên lấy
0,3
pl
và
0,37
pl
.
- Tính hệ số tính toán cốt thép
m
theo công thức
2
0
m
b b
M
R bh
.
- Tính hệ số tính toán cốt thép
theo công thức
1 1 2
m
- Tính diện tích cốt thép A
s
theo công thức:
0
b b
s
s
R bh
A
R
- Tính hàm lượng cốt thép theo công thức:
0
s
A
bh
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo
min
và
ax
m
, được xác định như sau:
min
0,05%
ax
0,9.11,5
0,37 1,7%
225
b b
m pl
s
R
R
Từ các giá trị mômen ở nhịp và gối, tính cốt thép theo các công thức sau:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 10
Đường kính cốt thép d h
b
/10 = 7 mm, chọn d = 6 mm.
Bảng 4: Tính toán cốt thép cho bản sàn
Tiết diện
M
(kNm)
m
A
s
(mm
2
/m)
(%)
Chọn cốt thép
d (mm)
@ (mm)
A
sc
(mm
2
/m)
Nhịp biên 2,75 0,088 0,092 233 0,42 6 120 236
Gối 2 2,72 0,087 0,091 230 0,42 6 120 236
Nhịp giữa, gối giữa 1,87 0,060 0,062 156 0,28 6 180 157
7. Bố trí cốt thép:
- Đối với các ô bản dầm có liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên hình 5 được giảm 20%
lượng thép so với kết quả tính được. Ở các gối giữa và các nhịp giữa:
A
s
= 0,8*156=124 mm
2
Chọn d6@200 (A
sc
=141 mm
2
)
- Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác
định như sau:
,s ct
A
d6@200
50%A
s
gối giữa = 0,5*156=78 mm
2
Chọn d6@200
- Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau:
2
1
2
,
4,4
2 2,2 3
2,0
20% 0,2 230 46
s pb st
L
L
A A mm
Chọn d6@300 (A
sc
=94 mm
2
).
- Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L
an
=120 mm
10d
N Bấ TễNG CT THẫP 1 SVTH: NGUYN THANH LN
GVHD: TH.S TRN QUC HNG Trang 11
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B C D
Vuứng giaỷm coỏt theựp
A A
B B
C
C
D
D
Hỡnh 5. Vựng gim ct thộp
- h
b
= 70 mm < 80 mm: ct thộp nhp v gi tỏch riờng
4
6 a 120
2
6 a 120
4
6 a 120
6 a 300
5
1
6 a 120
2
6 a 120
1
6 a 120
3
6 a 120
4
6 a 120
2
6 a 120
3
6 a 120
4
6 a 120
MT CT A A
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 12
4
6 a 120
2
6 a 200
3
6 a 120
4
6 a 120
4
6 a 200
2
6 a 200
1
6 a 120
3
6 a 120
4
6 a 200
6 a 300
5
1
6 a 120
2
6 a 200
MẶT CẮT B – B
310
6
6 a 300
6 a 200
3
70
300
120
220
300
460 300 460
6
6 a 300
6 a 200
7
MẶT CẮT C – C MẶT CẮT D – D
Hình 6. Bố trí cốt thép bản sàn
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 13
CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ
1. Sơ đồ tính:Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp có
các gối tựa là dầm chính và tường biên (hình 7,8).
A
B
C D
Hình 7. Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ
C
dp
– đoạn dầm phụ kê lên tường, chon C
dp
=220 mm.
Nhịp tính toán của dầm phụ tính theo mép gối tựa.
- Đối với các nhịp biên:
2
300 300 220
4400 4210
2 2 2 2 2 2
dp
dc
ob
C
b
t
L L mm
- Đối với nhịp giữa:
2
4400 300 4100
o dc
L L b mm
A B
C
Hình 8. Sơ đồ tính của dầm phụ
2. Xác định tải trọng:
2.1. Tĩnh tải:
- Trọng lượng bản thân dầm phụ:
,
( ) 1,1 25 0,2 (0,3 0,07) 1,27
o f g bt dp dp b
g b h h
kN/m
- Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào dầm phụ:
1 1
3,22 2,0 6,44
s
g g L kN/m
- Tổng tĩnh tải truyền vào sàn:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 14
1
1,27 6,44 7,7
dp o
g g g kN/m
2.2. Hoạt tải:
Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào:
1
6,0 2,0 12,0
dp s
p p L kN/m
2.3. Tổng tải:
Tải trọng tổng cộng:
12 7,7 19,7
dp dp dp
q p g kN/m
3. Xác định nội lực:
3.1. Biểu đồ bao mômen:
Tỷ số
12,0
1,56
7,7
dp
dp
p
g
Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mômen tính theo công thức sau:
2
0
dp
M q L
(Với nhịp biên thay L
o
bằng L
ob
)
Các hệ số
, k – tra ở phụ lục 8, giáo trình Đồ án môn học Kết cấu bê tông: Sàn sườn toàn
khối loại bản dầm.
Vì bảng tra chỉ có kết quả tra cho tỷ lệ p
dp
/g
dp
=1,5 và 2,0. Do đó với tỷ lệ p
dp
/g
dp
=1,56 ta phải
nội suy. Kết quả nội suy như bảng 5:
Bảng 5: Bảng tra và nội suy các hệ số
, k
dp
dp
p
g
Hệ số
ax
m
tại các tiết diện
k
1 2 0,425L 3 4 6,9,11 7,8,12 0,5L
0,065 0,090 0,091 0,075 0,02 0,018 0,058 0,0625
Hệ số
min
tại các tiết diện
5 6 7 8 9 10 11 12,13
1,50 -0,0715 -0,0260 -0,0030 0,0000 -0,0200 -0,0625 -0,0190 0,0040 0,228
2,00 -0,0715 -0,0300 -0,0090 -0,0060 -0,0240 -0,0625 -0,0230 -0,0030 0,250
1,56 -0,0715 -0,0265 -0,0037 -0,0007 -0,0205 -0,0625 -0,0195 -0,0032 0,231
Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 6.
- Mômen âm M
min
= 0 ở nhịp biên cách mép gối tựa thứ hai một đoạn:
x
1
= kL
ob
= 0,231.4,210 = 0,973 m.
- Mômen dương M
max
= 0 cách mép gối tưa một đoạn:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 15
Đối với nhịp biên:
x
2
= 0,15L
ob
= 0,15.4,210 = 0,632 m.
Đối với nhịp giữa:
x
3
= 0,15L= 0,15.4,10 = 0,615 m.
- Mômen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:
x
4
= 0,
425Lob
= 0,425.4,210 = 1,789 m.
Bảng 6: Xác định tung độ biểu đồ bao mômen của dầm phụ
Nhịp Tiết diện L
o
(m)
q
dp
L
o
2
(kNm)
ax
m
min
M
max
(kNm)
M
min
(kNm)
Biên
0
4,21 349,16
0,0000 0
1 0,0650 22,7
2 0,0900 31,4
0,425L
o
0,0910 31,8
3 0,0750 26,2
4 0,0200 7,0
5 -0,0715 -25,0
Thứ 2
6
4,10 331,16
0,0180 -0,026 6,0 -8,6
7 0,0580 -0,009 19,2 -3,0
0,5L
o
0,0625 20,7
8 0,0580 -0,0007 19,2 -0,2
9 0,0180 -0,0205 6,0 -6,8
10 -0,0625 -20,7
Giữa
11
4,10 331,16
0,0180 -0,0195 6,0 -6,5
12 0,0580 0,0032 19,2 1,1
0,5L
o
0,0625 20,7
3.2. Biểu đồ bao lực cắt:
Tung độ biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
- Gối thứ nhất:
Q
1
= 0,4*q
dp
*L
ob
= 0,4*19,7*4,21 = 33,18 kN
- Bên trái gối thứ 2:
Q
2
T
= 0,6*q
dp
*L
ob
= 0,6*19,7*4,21 = 49,76 kN
- Bên phải gối thứ 2:
Q
2
P
= 0,5*19,7*4,1 = 40,39 kN
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 16
1 2 3 4 5 6
7
14131211109
8
150
M
Q
kNm
kN
Hình 9. Biểu đồ bao mômen và lực cắt của dầm phụ
4. Tính cốt thép:
- Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (M250): R
b
=11,5MPa, R
bt
=0,9MPa.
- Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: R
s
= 280MPa.
- Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: R
sw
= 175Mpa.
4.1. Cốt dọc:
a. Tại tiết diện ở nhịp:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T.
- Xác định độ vươn của bản cánh S
f
:
2
1
'
1 1
( ) (4400 300) 683,33
6 6
1 1
( ) (2000 200) 900
2 2
6 6 70 420
dc
f dp
f
L b mm
S L b mm
h mm
Chọn S
f
= 420 mm
- Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán:
b
f
’
= b
dp
+ 2S
f
= 200 + 2*420 = 1040 mm
- Kích thước tiết diện chữ T (b
f
’
=1040 mm; h
f
’=70 mm; b = 200 mm; h = 300 mm)
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 17
- Xác định vị trí trục trung hòa:
Giả thiết a = 45 mm => h
o
=h-a = 300-45 = 255 mm
'
' '
0
70
( ) 0,9 11,5 1,040 0,07 (255 ) 165,77
2 2
f
f b b f f
h
M R b h h kNm
Nhận xét: M<M
f
, nên trục trung hòa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật
b
f
’*h
dp
= 1040 mm*300 mm
b. Tại tiết diện ở gối:
Tương tự giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b
dp
*h
dp
=
200 mm*300 mm.
Hình 10. Tiết diện tính cốt thép dầm phụ
a) Tiết diện ở nhịp b) Tiết diện ở gối
Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 7.
Bảng 7. Tính cốt thép dọc cho dầm phụ
Tiết diện
M
(kNm)
m
A
s
(mm
2
)
(%)
Chọn cốt thép
Chọn A
sc
(mm
2
)
Nhịp biên 31,8 0,0454 0,0465 465 0,91% 3d14 462
Gối 2 (200*300) 25,0 0,1857 0,2072 398 0,78% 2d12+1d14 380
Nhịp giữa 20,8 0,0297 0,0302 302 0,59% 2d14 308
Nhận xét: các giá trị
m
đều thỏa mãn
m
<
pl
=0,3
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
min ax
0
0,9 11,5
0,05% 0,37 1,37%
280
s b b
m pl
s
A R
bh R
4.2. Cốt ngang:
Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 49,76kN.
Kiểm tra điều kiện tính toán:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 18
3 0
3
(1 )
0,6 (1 0 0) 0,9 0,90 10 200 (300 45) 24,79
b f n b bt
R bh
kN
3 0
(1 )
b f n b bt
Q R bh
=> Bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt.
Chọn cốt đai d6 (a
sw
= 28 mm
2
), số nhánh cốt đai n=2.
Xác định bước cốt đai:
2
2 0
w w
2
2
3 2
4 (1 )
4 2 (1 0 0) 0,9 0,90 200 (300 45)
175 2 28
(49,76 10 )
334
b f n b bt
tt s s
R bh
s R na
Q
mm
2
4 0
ax
2
3
(1 )
1,5 (1 0) 0,9 0,90 200 (300 45)
49,76 10
318
b n b bt
m
R bh
s
Q
mm
300
150
2 2
150
dp
ct
h
mm
s
mm
Chọn s =150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm.
Kiểm tra:
-
4
w
w1
3
21.10 2 28
1 5 1 5 1,09 1,3
23.10 200 150
s s
b
E na
E bs
-
b1
1 1 0,01 0,9 11,5 0,897
b b
R
w1 0
3
0,3
0,3 1,09 0,897 0,9 11,5.10 0,2 0,255
154,06
b b b
R bh
kN
Ta có, Q<154,06 kN, dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính
h
dp
= 300 mm, chọn s
ct
= 150 mm bố trí cho đoạn L/2 giữa dầm.
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 19
5. Biểu đồ vật liệu:
5.1. Tính khả năng chịu lực của tiết diện:
Trình tự tính như sau:
- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích A
s
.
- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a
o
= 25 mm; khoảng thông thủy giữa 2
thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 25 mm.
- Xác định a
th
=> h
oth
= h
dp
– a
th
.
- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:
(1 0,5 )
s s
m m b b oth
b b oth
R A
M R bh
R bh
Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 8.
Bảng 8. Tính khả năng chịu lực của dầm phụ
Tiết diện Cốt thép
A
s
(mm
2
)
a
th
(mm)
h
oth
(mm)
m
M
(kNm)
M
(%)
Nhịp biên
(1040*300)
3d14
Cắt 1d14 còn 2d14
462 32 268 0,045 0,044 33,9 6,58%
308 32 268 0,030 0,039 22,8
Gối 2
(200*300)
Bên trái
2d12+1d14 380 31 269 0,191 0,173 25,8 3,38%
Cắt 1d14 còn 2d12 226 31 269 0,114 0,107 16,1
Gối 2
(200*300)
Bên phải
2d12+1d14 380 31 269 0,191 0,173 25,8
Cắt 1d14 còn 2d12 226 31 269 0,114 0,107 16,1
Nhịp giữa
(1040*300)
2d14 308 32 268 0,030 0,029 22,8 9,46%
5.2. Xác định tiết diện cắt lý thuyết:
- Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng.
- Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen.
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 20
Bảng 9. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết
Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN)
Nhịp biên
bên trái
(đoạn 0,2L
thứ hai)
3
(1d14)
22,7
31,4
22,8
10
842
10 10,3
Nhịp biên
bên trái
(đoạn 0,2L
thứ tư)
3
(1d14)
26,2
7
11,8
842
632
632 22,8
Gối thứ 2
(Bên trái)
2
(1d14)
25
973
627
16,1
627 25,7
Gối thứ 2
(Bên phải)
2
(1d14)
8,6
820
445
16,1
25
445 20,0
5.3. Xác định đoạn kéo dài W:
Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 21
,
0,8
5 20
2
s inc
sw
Q Q
W d d
q
Trong đó:
- Q – lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen;
- Q
s,inc
– 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
s,inc
= 0;
- q
sw
– khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết,
w w
w
s s
s
R na
q
s
;
trong đoạn dầm có cốt đai d6@150 thì:
w
175 2 28
65,33
150
s
q
- d – đường kính cốt thép được cắt
Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng 10.
Bảng 10. Xác định đoạn kéo dài W của dầm phụ
Tiết diện Thanh thép Q (kN) q
sw
(kNm) W
tính
(mm) 20d (mm) W
ch
ọn
(mm)
Nhịp biên 3 (1d14) 10,3 65,33 133 280 280
Nhịp biên 3 (1d14) 22,8 65,33 210 280 280
Gối thứ 2 (bên trái) 2 (1d14) 25,7 65,33 227 280 280
Gối thứ 2 (bên phải) 2 (1d14) 20,0 65,33 192 280 280
Kết quả bố trí cốt thép và biểu đồ vật liệu của dầm phụ được thể hiện trên hình 11.
5.4. Kiểm tra neo, nối cốt thép:
Nhịp biên bố trí 3d14 có A
s
= 462 mm
2
, neo vào gối 2d14 có A
s
= 308 mm
2
> 1/3*465 = 155
mm
2
.
Nhịp giữa bố trí 2d12 + 1d14 có A
s
= 380 mm
2
, neo vào gối 2d12 có A
s
= 226 > 1/3*380 =
126,67 mm
2
.
Chọn chiều dài đoạn nối vào gối biên kê tự do là 160 mm và vào các gối giữa nhịp là 400 mm.
Tại nhịp 1 nối 2 thanh số 1 (2d12). Chọn chiều dài đoạn nối là 300 mm > 20d = 240mm.
N Bấ TễNG CT THẫP 1 SVTH: NGUYN THANH LN
GVHD: TH.S TRN QUC HNG Trang 22
2390 3
114
4660
4
214
4900
5
214
1650
2
114
6910
1
212
200
4
214
3
114
MAậT CAẫT 1-1
200
300
1
212
70
4
214
MAậT CAẫT 2-2
2
114
1
212
200
70
300
5
214
MAậT CAẫT 3-3
1
212
200
70
300
6 a 150
6
1 2 3 4 50 6 7
MAậT CAẫT DOẽC DAM PHUẽ TL 1:25
3860 350 300 445 1605
850 1820 1540 300 2050
280 280
280 280
300
220
160
3470 1650 1330
160 462 2390 1648
2450
1 2 3
1 2 3
33,9kNm
22,8kNm
22,8kNm
16,1kNm
25,8kNm
16,1kNm
Hỡnh 11. B trớ thộp v biu vt liu ca dm ph
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 23
CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH:
1. Sơ đồ tính:
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.
C
dc
– đoạn dầm chính kê lên tường, chọn C
dc
= 300 mm.
Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ tim cột đến tim cột
L=3L
1
= 3*2000 = 6000 mm
1
4
7
10
P
G
P
G
P
G
P
G
P
G
P
G
Hình 12. Sơ đồ tính của dầm chính
2. Xác định tải trọng:
Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền vào dầm chính dưới dạng lực
tập trung.
So
Hình 13. Xác định tải trọng tác động lên dầm chính
2.1. Tĩnh tải:
- Trọng lượng bản thân dầm chính:
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 24
0 , 0
1,1 25 0,3 (2 (0,6 0,07) 0,2 (0,3 0,07) 8,4
f g bt dc
G b S kN
- Tĩnh tải từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
1 2
7,7 4,4 33,9
dp
G g L kN
- Tĩnh tải tính toán:
1
8,4 33,9 42,3
o
G G G kN
2.2. Hoạt tải:
Tĩnh tải tác dụng lên dầm chính là tĩnh tải từ dầm phụ truyền vào:
2
12,0 4,4 52,8
dp
P p L kN
3. Xác định nội lực:
3.4. Biểu đồ bao mômen:
2.4.1. Các trường hợp đặt tải:
Sơ đồ tính dầm đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày trên hình 14.
2.4.2. Xác định biểu đồ mômen cho từng trường hợp tải:
Tung độ của biểu đồ mômen tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo
công thức:
42,3 6,0 253,5
M GL
52,8,0 6,0 316,8
pi
M PL
- hệ số tra phụ lục 9 – giáo trình Đồ án môn học Kết cấu Bêtông – sàn sườn tòan khối loại
bản dầm. (Hoặc xác định theo kết quả tính toán ở phần phụ lục đính kèm ở phần cuối Đồ án
này).
Do tính chất đối xứng nên chỉ cần tính toán cho 2 nhịp. Kết quả tính biểu đồ mômen cho từng
trường hợp tải được trình bày trong bảng 11.
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN
GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 25
G G G G G G
P P P P
P P
P P P P
P P
(a)
MG
(b)
MP1
(c)
MP2
(d)
MP3
(e)
MP4
1 4 7 10
5
6 8 92 3
Hình 14. Các trường hợp đặt tải của dầm 3 nhịp
Bảng 11. Xác định tung độ biểu đồ mômen (kNm)
Tiết diện
2 3 Gối 4 5 6 Gối 7
Sơ đồ
(a)
0,224 0,156 -0,267 0,067 0,067 -0,267
M
G
56,8 39,5 -67,7 17,0 17,0 -67,7
(b)
0,289 0,244 -0,133 -0,133
M
p1
91,6 77,3 -42,1 -42,1 -42,1
(c)
-0,044 -0,089 -0,133 0,200 0,200
M
p2
-13,9 -28,2 -42,1 63,4 63,4
(d)
-0,311 -0,089
M
p3
72,8 39,9 -98,5 30,5 54,0 -28,2
(e)
0,044 -0,178
M
p4
4,6 9,3 13,9 -9,5 -33,0 -56,4
Trong sơ đồ d và e bảng tra không cho các trị số
tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo
phương pháp cơ học kết cấu:
S
ơ đ
ồ d
1
2
3
4
M2
M3
Đoạn dầm 1-4:
M
2
= 105,6 – 98,5/3 = 72,8 kNm
M
3
= 105,6 – 2*98,5/3 = 39,9 kNm
4
5
6
7
M2
M3
Đoạn dầm 4-7:
M
5
= 105,6 – 28,2 – 2*(98,5 – 28,2)/3 = 30,5
kNm
M
6
= 105,6 – 28,2 – (98,5 – 28,2)/3 = 54,0
kNm
