Bài tập lớn kết cấu thép ĐH GTVT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (706.96 KB, 36 trang )
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
II: THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
!"#
$"%&'
(
)
!"#*+,
-
)
)!"#%,
-
)
./#
)
0/12
1
1
)
34%56,7.
89:;.
41*1<!=#:>!5?0
@ABC#0
4@D0
45?E8
41*F%FGHIJ!!KL
)9:;1;%FGH1<!=#:>1M5!N#
)O1*#+PFGH
)MHHFGH
) 9:;1;%FGHI1<!=#:>1M5!N#QQQ0
.41*F%FGH:!3
.9:;3
.4F%FGH:!3
04!=&AR
0/!=%SDT;A+@R
0/!=%:!"#!NJU"%1UAL
34!=&:1VJ,!
84,#5*1!NWQQQQQQQQQQQQQ
841*F%FGHQQQQQQQQQQQQQQQ
8/!=&AHQQQQQQQQQQQQQQR
III. PHẦN BẢN VẼ QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
BÀI TẬP LỚN BÊ TÔNG CỐT THÉP
X!1!PYZXE[#+\]*!
!1!PZ^_`^J!
aEZL)
HZ@%b!@*HF/.
I-NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
ĐỀ BÀI:4!UU#:'@@;H!,:c
P@FGH'!@cHHH:2%!PdJ!
Se1!&F5!N#!,:;
SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
!"#*!;HZfLLLgh
4i,!#%,!Zj
(
f).g[kh
]J,!SD@@!UUZ]lR
)]N&FmH:'Zf
.]N&FH7F@DZ
fL)R
0]N&FH7F5?Z
E
fL.0
3]N&FH7F:1VZ
n
fL.
8$"%UJ,Z
-
f0LLgh
R/,!KIZfLLLgh
L^1VHGHIJ,!Zo
H
fk8LL
$P@TZ-p
f )gqh
FGHg;#5A1*m#JhD`4`0.TZ-
+
f)Lgqh
4!P##r!UUZ4[3sL.
II-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG:
A-PHẦN BẢN TÍNH:
4!5?E<!=#:>@D!=#:>5?
41*F%FGHIJ!!K
)4D%J!!!J&tWg!=&A1*:1Vh
.4FGHIE<!=#:>1M5!N#
041*F%F:!
34FGH,
B- PHẦN BẢN VẼZ
E<:J!!N
E<!=#:>@D!=#:>5?!=#:>1M5!N#
$TFGH
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
)4FP1M5!N#
Bài làm
I – CHON MẶT CẮT NGANG:
c
1
1
h
v2
v1
w
b
v2
v1
f
h
h
h
b
b
b
b
h
1.1. Chiều cao dầm h:
s!"#:6D:!"#!N':1*:!"#!N:
1V@'1!ª t«ng cèt thÐp!!"#:a,a:!"#
!N':bu:J+P##1":1V
s!"#:6@+:B!%P&#F!"#*!;H
D@A!!NZ
s!"#vmDC#+:;IC#+%bZ
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
4%P&e:T&!"#ZfLLLgh
1.2. Bề rộng sườn dầm:b
w
4J!%PF!I!"#%I&':6:;%D
1*A&#mGI#+!Pe:7+Ò%&'@
:B!%P&#F!"#*!!"#%
(
*+:6I+U#D+P##
!@&\:BP@1!m56F
4D+P##:T!"#%&'
(
fLLgh
1.3. Chiều dày bản cánh: h
f
!"#*+,HW#1*:!"#!N;#5?WI1;%
SD1*&?!;#5?B=1!HM
4!P##rC#+:;
-
3.4D!!N
f
f8Lgh
1.4. Chiều rộng bản cánh b
!"#%,5*H,:6!,!U!:"#
In:TD:!"#!N:#*!TZfLLLgh
1.5.Chọn kích thước bầu dầm: b
1
, h
1
/#H,!wA1*1!NF%FGHI%P
C#+U:;g&F56,"
*+5HP@,1Nh4#+1M+e:7+!U56FGH
I5*!P#PH,!D!!N
5
f)LLgh
5
fLgh
1.6.Kích thước vát:b
v1
, h
v1,
b
v2
, h
v2
.
4Z
1
f
1
fLLgh
1
f
1
f.Lgh
)
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
2000.0
180.0
400.0
200.0
150.0
150.0
100.0
100.0
1000.0
1.7. Tính sơ bộ trọng lượng bản thân của dÇm trên 1(m) dài:
xn!NZ
`fg0LLy)LLh
8L
ygLLLsLs8Lh LLyLL LLy.L .Ly
)LL L =598500 (mm
2
) = 0.5985(m
2
)
(
f` γ
fL.R8. ).f)00 .g[kh
4%:TZ
γ
f).g[k
h
Z4%56%!PIP@
1.8 xác định mặt cắt ngang tính toán:
* Xác định bề rộng cánh tính toán:
$"%:F!1!P%@5m+C#%;&Fvm
%%;&F&#Z
- 1!5*!"#*!;H.
s/,!!KZfLLLgh
s5"+J1*"%&'Z
-
y
(
f 8LyLLf 0Lgh
EM+"%K#!N#5*Z
D
fLLLgh
* Quy đổi tiết diện tính toán:
^=:!,!UUC#+:B!!U!N1"
:!,D#+P&#ZX!K#+P!"#!"#%
D
1*
.
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
!"#*+
(
n:TT!"#*+#1*!"#*+,C#+:B!
&#Z
EM+&#!C#+:B!&<5*Z
2000.0
192.5
400.0
200.0
547.5
260.0
Mặt cắt ngang tính toán
II. TÍNH VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LƯC:
2.1Công thức tổng quát:
@A!%;@D5?J!Ai D%J!
!!J':Z
0
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
@A!%;@D5?J!A!D%J!
!!J&t#Z
@D1*5?J!!U!N!mb:6D@A&#Z
4%:TZ
Z4,!%%,!:U#5HHI#1*!N%P#
Z4,!%:"#,71*,$44#
Zn!N:',e@DJ!A!
:4B:J!&F!N:',e5?A!
:n!N:',e5?A!gH5h
!
Z]J,!A1!:,@D!A!
E!
Z]J,!A1!:,5?J!A!
E
Z]N&FH7F@D5?g:a,N&F5*
xDh
fR /[kg,!%%,!:"#h
fZ]N&FmH:'gN&F%!U!,I]sR h
]N&FS#5m+czfL.
Z]N&F:!"#{,!%S:;c@A|
f
} 5
E! :' C#F 5 1* %J ! ' : !Z
fLR.|
}
fL.|
5
fLR.
E!%J!!!J&tWHJ!v!Z f
2.2 Vẽ đường ảnh hưởng mômen, lực cắt:
s!"#*!;HZfgh
s!*L:Jc#P_!:J&<T!"#*!5*gh
s^',eDJ!!U!NZ
3
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
45MH,&#Z
S!gh a
!
`
!
!
%#
!
D
!
^
!
n
[k [k [ [
L .)). )88 3.8 )L R0 088 0
L R08 RR.) 3 0 0R3388 )00)RR
L 3L. 38R 08 88R3L .R0 )
) )) L) ). .0R0 0 RR)3 000.)
. .. L. .. . .0) L 8. 088R)L
Vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ:
2.3Tính lực cắt:
^',e5?J!!U!NZ
8
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
Bảng giá trị lực cắt Z
S!gh 5!gh
`
1!
`
1!
1!
%#
1!
D
E
!
^
E
!
n
[k [k [ [
L L .. .. ) 8 38 ).RL3L L3L
RR )) )) )03RR )383 80L . )0
88 . .L) )008 ))8 L.L30
33 0R. .) 3 .8.3 )003 .83L
) )) 00 R8 .R.8 0L88 8 0 3 .33)
. .. .. L 3. 0)L3. 33 0008 30R
41<!=#:>5?e%J!!!J':Z
R
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
4
5
9
.
0
7
0
3
8
6
.
0
3
3
3
1
4
.
4
2
8
2
4
6
.
1
6
7
1
8
3
,
6
3
8
1
2
2
.
0
6
7
4
5
9
.
0
7
0
3
8
6
.
0
3
3
3
1
4
.
4
2
8
2
4
6
.
1
6
7
1
8
3
,
6
3
8
1
2
2
.
0
6
7
III-Tính và bố trí cốt thép dọc chủ tại mặt cắt giữa nhịp:
^7+5**!`
&
1*F%FGHI!U!NK4F
GH:!UZ
fL 8. ([h
fLLLgh
D
fLLLgh fLLgh
’
-
fR.gh f)Lgqh
f )gqh
X!,&t!"#K#!N#I Z
fgL8 LRhh=gL8 LRhLLLfg8LL RLLh.
X!,:;Z f83Lgh.
X!,&t%W%#*GH!IC#TZ
DA1!%'6H:!C#GH!I,5*Z
-
~ fL 8.g[h
44]:!C#
4D!U!NbMLLLSLLLg
h
yh•
Z
L
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
•
ۥ
f~F%FGH:
yh•Z
4!NFGHI!UZ
qHH1*F%GHZ
q ‚
g
h F ‚
g
h
R 8) )L8
83 R )8
. .L 3 .3L
HZ
yFF%Z
yF!N#ZƒR
y4B!NFGH?UZ )L8g
h
y:6F%&#Z
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
200.0
100.0
100.0
210.0
400.0
50.0
50.0
50.0
132.0
34.0
34.0
140.0
*Kiểm tra lại tiết diện:
X!,&t44]C#
4!"#1„;#GC#+:B!Z
Vậy điều giả sử là đúng.
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
*KiÓm tra lượng cốt thép tối đa:
EM+*56FGHF!:,a
*Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:
4…5N*56FGH†fLLR 0~
EM+*56FGHF!!=#,a
@DZ
[1M+
%
~
#
fL 8.g[h‡Dầm đủ khả năng chịu mô men
Thoả mãn.
IV.Xác định vị trí cắt thép chủ,vẽ biểu đồ bao vật liệu:
4.1 lý do và nguyên tắc cắt cốt thép
^=!U!NGH&F56FGH!1!TD5
m&<556:6:!H„6H1!bD
4J!_!H,!S:;5J!!NFGH1;%44]!"#
F!A&#m:1*D
4.2 lập các phương án cắt cót thép:
n:TT,&#Z
F5 F
`&ˆ5J!
E;%44]
&
/[
%
/[
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
L )L8 L08 ‰# 88L )83 33
L 8)L ..08 ‰# 8R) L.) R)80.
8 3 L).) ‰# 8R3. 8)8 30 3
0 3L) . ) ‰# RL 0) .3380
4.3 Xác đinh vị trí cắt cốt thép dọc chủ và biểu đồ bao vật liệu:
a.Hiệu chỉnh biểu đồ bao momen:
2000.0
192.5
400.0
200.0
547.5
260.0
^=:,,:!"#!N1"56FGHF!!=#!N#{&#Z
4%:TZ
I
g
:DC#I!U!N#+P:F!1!44]:
4 :
)
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
* Z':;#G!#FgqhE!P@…%'Tth= lmy:
f
r
=0,63 =
s[!&#+#:!=#:>@D:#S:;1;% 1*
.
Ta cã:
;
s9:;:!=!!K:'LR 1*:'
#
J!1;%F!
:JS
fL3
s9:;:!=!!K:' 1*:'#J!1;%F!
:JS
fLR0
s4dF!:U1;%S
!N#{:'
#
*)k
#
s4d1;%S
:U1;%S
F!c:'c
s4d1;%S
:U!K!K#+P:'
#
.
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
721
962
1.2Mcr
0.9Mcr
1100
2
403.196
697.788 899.170
991.473
1023.852
BIỂU ĐỒ MÔ MEM ĐÃ HIỆU CHỈNH (KNm)
b. Xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ và vẽ biểu đồ bao vật liệu
*Xác định điểm cắt lí thuyết:
^!=5O#+U5*:!=*J!:TD+P##1"#F@F
GH*!^T5*!:!=I!=#:>D#1*!=#:>
D%
*Xác định điểm cắt thực tế:
- 4!"#*!%!=!IFH;#5
Z4%;&F*++:B!1!
dFGH;#Ge:7+:=:!,{1!!
FGHH%1*e*%P1*&tWm,FGH
5
5m+!v%;S%!!%;&#Z
xh
xh
4%:T`
f8)gh5*!N&ốR
fRgh5*:'R
EM+l
db
=478.8 (mm).
y]N&F:!"#{5*w5
ZL
y]N&F:!"#{5*!,5
Z
E!Z
0
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
`
f )8gmm
2
hZn!N!UD
`
f )L8gmm
2
) Zn!N?UF%?U
l
d
=500 (mm).
s4:JG*!PDC#+:;5
Z
4d:!=5O#+UG*!1"HDv:J5
!"#
*!*+5m+!%;5m%!%;&#Z
y!"#K#!N#I!U!NZ
&
f88Lgh
y.5:':;f. Rf8.gh
ykL5!"#*!;HfLLLkLf Lgh
y!"#*!H%!=5?5
f.LLgh
5
f88Lgh4chọn l
1
=1000(mmh
FGH;#GT=G*!c#FC#71*U
2%P@;#G1!!"#*!%!=!l
d
!!UU
T=G*!5!PW5P:F!!NIFGH
Biểu đồ bao vật liệu là:
642.1
848.55
1054.1
124.187
Mr
1100/2
403.196
697.788
889.71
1023.852
991.473
500.0
200.0
1000.0
500.0
V-Tính toán và bố trí cốt đai:
5.1Xác định mặt cắt tính toán:
3
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
4{FGH:!e:6!5*m56!m5*
F!:Jc!"#K#!N#;#
1
Z
!"#;#K#!N#
1
5*%;&F5m%!%;&#Z
yh/,!K6H5?G1*6H5?G#FZ
gh
+) LR
&
f f8 gh
+) L3fL3 LLLf3Lgh
EM+ d
1
= 897.14 (mm).
[!&#+#+UT!5?J!F!:J
1
TZ
5.2Tính toán bố trí cốt thép đai
Tính góc θ và hệ số β:
y9:;A&#m:;%P@&'Z
y4 f~5*6H5O
y9:;T!PIA&#mGIθ1*N&FβZ
yX!,&t%;&FTŠf)L
Z)L
fR
y4!UJFGH;#GD@AZ
1
f8R3)gh
‹
&
fL
.
g[k
h
8
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
`
f3L)g
hgEbJ!
1
{ˆ0h
4%,:6Z 45J!Z f3. L
s
4!UHW%,:6Z
45J!Z f3. L
s
4m+!%;IF>
S
!W.
EM+5m+ . 4%,:6β = 1.7813
-Khả năng chịu lực cắt của bêtôngZ
- Khả năng chịu lực cắt danh ®Þnh cần thiết của cốt thép ®aiZ
-Xác định khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhấtZ
f)Lgqh
1
f8R3)gh
E
&
f8R 8)(N).
Zn!NFGH:!g
h
FGH:!5*&FL
n!NF®ai5*Z 3f3 g
h
EM+:6Z
4,F%F:!5*ZfLLgh
sKiểm tra lượng cốt thép đai tối thiÓuZ
6FGH:!F!!=#Z
R
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
* f3 g
h~ f)0LRg
h
‡Thoả mãn điều kiện cốt thép tối thiểu
-KiÓm tra khoảng cách tối đa của cốt thép đaiZ
4TZ
n1M+,!KFGH:!H,!,a:!"#!NZ
fLLgh 4,a
-Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thep dọc không bị chảy dưới tác dụng tổ
hợp của mô men, lực dọc trục và lực cắt:
/, w ;# I F GH :! Z
4TZ
f~
Thoả mãn.
L
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
Vậy ta chọn cốt thép đai có số hiệu D10, bố trí với bước đều S=200 (mm)
VI. Tính toán kiểm soát nứt:
6.1 Kiểm tra mặt cắt có bị nứt k?
4J!mbb#Œ1*!%;!5?P@T=;A+
@EbU:=!=&AH,!!=%SDT;A
+@
^=SDT;A+@'!!H7FA&#m
%P5*#+U1*A&#mG-
p
IP@
M;!5*A!:
4%:TZ
-
%
ZA&#mGIP@
-
%
fL0 Z':;#G!#FIP@
: DC#I!U!N#+P
M
a
: m@D5m%m#!Ne!!:J:!UJ
4D%P:a:6Z
z
f g
)
h
•
f3L0L gh
f088R)Lg[h
f~
Vậy tiết diện đã bị nứt
6.2 Tính toán kiểm soát nứt
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
@A!=%Z
4%TZ-
&
5*,w;#G5m%FGHe%J!!!
J&tWZ
y
Z!"#HP@d;#G*!„:U7
mDF%FGHT
f.Lgh
y`Zn!NHP@T„%71!FGH;#G1*
:6e!I1*:'Ž&&1!%W%#
*!&F56
y4@&F"%1UA•f LLLLg[kh
4db1<TZ
yhL0-
+
fL0S)Lf.gqh
-
&
f.gqh
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
h9:;A&#m%FGH;#Ge%J!!!J&tW
1!5*{N@:#:*>!IFGH1*P@Z
Chọn n = 7
X!,&t44]:!C#Z!U!NbKM
2000.0
192.5
200.0
nAs
ds
x
807.5
9:;44]?1*q4Di1!44]c@Z
X!,!%:6x=133.453gvahx= -157.3g5J!h
yhDC#I!U!N!:a;AZ
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
4A&#m%FGHe%J!!!J&tWZ
EM+-
&
f RL3q€-
&
f.q
Dầm đảm bảo điều kiện hạn chế bề rộng vết nứt.
VII.Tính toán độ võng do hoạt tải gây ra.
x@A!=%Z
^1VA'!T=:6!&tW@AI5O#+U
:*>!@DC#IT=:65m+cDC#
#+Pz
:F!1!m#!NAcDC#K#!N#z
D
:F!1!m#!N:aADC#K#!N#T=:6c
@A&#Z
zf!•z
|z
D
‘
z
Z@DC#!U!N#+Pz
f g
)
h
z
D
Z@DC#*K#!N#:F!1!m#!N:aA
4%:T:
Z@DC#!U!N!:aAZ f g
)
hZ
Z@DAg[h fR 3 g[h
)
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu bê tông cốt thép
Z@D5m%m#!Pe!!:J:!UJg5m+D
%J!!!J&tWh: M =688.940 (kNm).
zfzDf8LR LLg)h
s9:;@:#:*>!IP@Z
s9:;:1VJ,!I5*Z
(
5D
f
fL. R f)0.[k
s9:;:1VSD,!!UUZ
(
%#
f gyzh
S
%#
fL. . .fLR 3.g[kh
s^1VJ,!7+%e!K;H&<5*Z
s^1V@#IJ,!Z
=> Điều kiện hạn chế độ võng của dầm là thoả mãn.
.
Đ Anh Đi _Công Trnh Giao thông thnh ph k52
