Đồ án bê tông cốt thép 1 kết cấu bê tông cốt thép 1
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (463.8 KB, 25 trang )
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
Lời cảm ơn
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nhà trường đã tạo điều kiện cho em
học tập và nghiên cứu đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1”; đồng thời, tỏ lòng cảm ơn
đến giảng viên hướng dẫn đã nhiệt tình chỉ dẫn và hỗ trợ hồn thành đồ án này!
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, đất nước ta đang trên đà
phát triển, từ một nền văn minh nông nghiệp lúa nước bước qua kỷ nguyên của sự hiện
đại trong công nghiệp và dịch vụ. Để đạt được mục tiêu trọng đại này, hơn ai hết, đất
nước ta phải tiến hành trên phát triển nhiều lĩnh vực, trong số đó, một trong những
nhiệm vụ cấp thiết đi đôi với cách mạng kiến thiết nước nhà là xây dựng cơ sở vật
chất, cơ sở hạ tầng như mở rộng đường bộ, hệ thống cấp thốt nước, cầu cống, cơng
sở,… chúng là nền tảng cũng như tiền đề thúc đẩy nền kinh tế, còn là minh chứng rõ
ràng nhất cho sự thịnh vượng và chất lượng cuộc sống. Bên cạnh đó, nhu cầu xây dựng
về nhà ở cũng như các cơng trình cơng cộng, các hệ thống phức hợp cơng trình cũng
ngày một gia tăng ở hiện tại và trong tương lai. Vì lẽ đó, lĩnh vực xây dựng cơng trình
giao thơng, nhà ở cũng ngày một đi lên mạnh mẽ trong những năm gần đây song song
đó là u cầu về chất lượng cơng trình cũng gia tăng trên thị trường. Để có được
những cơng trình thẩm mỹ và bền bĩ theo thời gian, một trong những yếu tố quyết định
chính là: Kết cấu của bê tông cốt thép . Là một sinh viên ngành xây dựng cần phải
nhận thức được sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tông cốt thép đối với cơng trình;
nắm được các tính chất cơ lý của vật liệu bê tơng cốt thép; phương pháp tính tốn theo
trường hợp giới hạn các cấu kiện chịu uốn, kéo, nén, cắt; cũng như là bố trí cấu tạo
thép trong các cấu kiện cơ bản. Nhận thức được điều đó, với sự hướng dẫn của Thầy
em đã thực hiện đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1” để nghiên cứu, học tập, trau dồi
kiến thức chuyên môn ngày một tốt hơn.
1
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
Mục lục
CHƯƠNG 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN............................................................................2
CHƯƠNG 2. BẢN SÀN................................................................................................3
2.1. Phân loại bản sàn................................................................................................3
2.2. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện........................................................................3
2.2.1. Xác định sơ bộ chiều bản sàn.......................................................................3
2.2.2. Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ......................................................3
2.2.3. Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính....................................................4
2.3. Sơ đồ tính............................................................................................................4
2.4. Xác định tải trọng...............................................................................................4
2.4.1. Tĩnh tải.........................................................................................................4
2.4.2. Hoạt tải.........................................................................................................5
2.4.3. Tổng tải........................................................................................................5
2.5. Xác định nội lực..................................................................................................6
2.6. Tính cốt thép.......................................................................................................6
CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ...............................................................................................8
CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH........................................................................................15
4.1. Sơ đồ tính..........................................................................................................15
4.2. Xác định tải trọng.............................................................................................15
4.2.1. Tĩnh tải.......................................................................................................15
4.2.2. Hoạt tải.......................................................................................................15
4.3. Xác định nội lực dựa vào phần mềm SAP2000.................................................15
4.3.1. Xác định các trường hợp đặt tải.................................................................15
4.3.2. Xác định biểu đồ bao momen.....................................................................17
4.3.3. Xác định biểu đồ bao lực cắt......................................................................19
4.4. Tính cốt thép.....................................................................................................19
4.4.1. Tính cốt thép dọc.......................................................................................19
4.4.2. Tính cốt thép đai........................................................................................20
4.4.3. Tính cốt treo...............................................................................................20
4.4.4. Tính đoạn neo cốt thép...............................................................................21
4.5. Biểu đồ bao vật liệu..........................................................................................21
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................23
2
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
CHƯƠNG 1. SỐ LIỆU TÍNH TỐN
Cho mặt bằng dầm sàn đề I5b :
+ Kí hiệu đầu tiên: I – cho biết mặt bằng sàn dạng thứ I.
+ Kí hiệu thứ hai: 2 – cho biết nhịp l1 = 2.9m.
+ Kí hiệu thứ 3: b – cho biết nhịp l2 = 6.1m.
+ Hoạt tải tác dụng lên sàn ptc = 200 daN/m2
HÌNH 1. 1-1Mặt
bằng sàn
Bảng 1-1. Tổng hợp số liệu đề bài
l1
l2
(m)
(m)
2.9
6.1
Bêtông B20
(MPa)
γ bt =¿
1
Rb=
11.5
Rbt=
0.90
Ptc
Cốt thép
(daN/m2)
Cốt dọc
(MPa)
200
3
Cốt đai
(MPa)
CB240T
Rs=Rsc
=210
Rsw=170
CB300V
Rs=Rsc
=260
Rsw=210
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
CHƯƠNG 2. BẢN SÀN
2.1. Phân loại bản sàn
-
Xét tỉ số hai cạnh ô bản
l2 6100
=2,1>2
=
l 1 2900
Như vậy bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn.
Khi tính tốn cần cắt ra một dãy có bề rộng b=1m theo phương vng góc dầm
phụ. Sơ đồ tính xem như dầm liên tục, gối tựa là các dầm phụ.
2.2. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện
2.2.1. Xác định sơ bộ chiều bản sàn
Bảng 2-2. Sơ bộ kích thước sàn
SÀN
Chiều cao bản sn
hs
CễNG THC TINH
( 301 ữ 351 ) ìl
1
1
( ữ ) ì2900
30 35
hs =
KấT QUA
CHON
(96.67 ữ 82.86)
h s=90
1
h s 80 mm
h s ⋮ 10 mm
2.2.2. Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ
Bảng 2-3. Sơ bộ kích thước dầm phụ
DẦM PHỤ
Chiều cao dầm phụ
h dp
CÔNG THỨC TÍNH
( 121 ÷ 201 )× l
1
1
¿ ( ÷ ) ×6100
12 20
h dp =
KẾT QUẢ
CHỌN
(508.33 ÷ 305)
h dp =400
(200 ÷ 100)
b dp =200
2
h dp ≥ 300 mm
h dp ⋮ 50 mm
Bề rộng dầm ph
b dp
(
b dp=
)
1 1
ữ ì hdp
2 4
( 12 ữ 14 ) ×400
b dp ≥ 200
b dp ⋮ 50
4
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
2.2.3. Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính
Bảng 2-4. Sơ bộ kích thước dầm chính
DẦM CHÍNH
CƠNG THỨC TÍNH
Chiều cao dầm chính
h dc
( 18 ữ 121 )ì 3 l
1 1
( ữ ) ×8700
8 12
h dc =
KẾT QUẢ
CHỌN
(1087.5 ÷725)
h dc=800
(400÷ 200)
b dc=300
1
h dc ≥300 mm
h dc ⋮ 50 mm
Bề rộng dầm chính
b dc
( 12 ữ 41 ) ì h
1 1
( ữ ) ×650
2 4
b dc=
dc
b dc ≥200 mm
b dc ⋮ 50 mm
2.3. Sơ đồ tính
- Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải bản có chiều rộng b = 1 m ( hình 1), xem bản
như 1 dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ.
- Bản sàn được tính theo sơ đồ biến dạng dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối
tựa.
+ Nhịp biên:
l ob=l 1−
b c bdp
300 200
− =2900−
−
=2650 mm
2
2
2
2
+ Nhịp giữa:
l og=l 1−bdp=2900−200=2700 mm
Xét sự chênh lệch giữa chiều dài tính tốn các nhịp:
∆=
l og −l pb
2700−2650
X 100=
X 100=1.9 %
l og
2700
2.4. Xác định tải trọng
2.4.1. Tĩnh tải
- Xác định trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo sàn:
Do dãy bản rộng 1m nên : gb = ∑ ni . γ i . δ i .1 (KN/m)
Trong đó:
+ n - hệ số vượt tải
5
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
+ γ i – KN/m3
+ δ i – bề dày lớp (mm)
Các lớp cấu tạo sàn như sau:
Hình 2-1. Các lớp cấu tạo sàn
Bảng 2-5. Tải trọng các lớp cấu tạo sàn
Lớp cấu tạo
Chiều Trọng lượng
dày δi
riêng γi
(m)
(kN/m3)
Tải tiêu
chuẩn gsc
(kN/m2)
Hệ số độ tin cậy
về tải trọng γf,i
Tải tính
tốn gs
(kN/m2)
1 Gạch ceramic
0,015
20
0,3
1,1
0,33
2 Hồ dầu
0,005
18
0,09
1,3
0,117
3 Vữa lót
0,03
18
0,54
1,3
0,702
4 Bê tơng cốt
thép
0,08
25
2
1,1
2,2
5 Vữa trát
0,015
18
0,27
1,3
0,351
Tởng cộng
3,03
3,7
2.4.2. Hoạt tải
- Hoạt tải tính tốn:
ps = p × n p =2× 1,2=2.4 (kN/m2)
tt
tc
Trong đó : ptc : hoạt tải tiêu chuẩn , ptc = 200 daN/m2 =2 KN/m2
np : hệ số vượt tải n = 1.2 (Theo mục 4.3.3 – TCVN 2737:1995)
2.4.3. Tổng tải
- Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1 m:
6
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
q=(g +p)×b=( 3,7+ 2.4 ) ×1=6.1 (kN/m2)
2.5. Xác định nợi lực
Bảng 2-6. Gía trị momen bản sàn
Nhịp tính
tốn l0
Tải trọng tính
tốn
Cơng thức
Gía trị
momen
(kNm)
(m)
2
Nhịp biên
Gối thứ 2
2.75
2,7
6.1
6.1
q ×l t
M=
11
M=
4.19
−q × l 2t
11
-
4.04
2
Nhịp giữa và
các gối giữa
M =±
2.7
6.1
Hình 2-2. Sơ đồ tính bản Hình 2-3.
Biểu đồ momen của bản sàn
Hình 2-4. Biểu đồ lực cắt bản sàn
7
q ×l t
16
±2.78
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
2.6. Tính cớt thép
- Tính tốn cốt thép theo trường hợp cấu kiện chịu uốn, tiết diện hình chữ nhật,
tiết diện (bxh) = ( 1000 x 90 )
- Chọn a = 30 (mm), h0 =h – a=90 – 30=60 mm
- Dùng bê tông B20: Rb = 11.5 MPa ; Rbt = 0,9 MPa ; Eb x 10-3 = 27.5 MPa
- Thép CI - CB240T: RS =RSC = 210 MPa ; RSW = 170 MPa ;
- Cơng thức tính tốn:
α m=
M
M
=
2
γ b × Rb ×b × h0 1× 11.5 ×1000 ×602
ξ m=1−√ 1−2 α m
ξ m <ξ R =
0.8
0.8
=
=0,615
Rs
210
1+
1+
5
E s x εb 2
2 x 10 x 0.0035
-
Điều kiện:
-
Diện tích cốt thép As
A s=
-
ξ m × γ b × R b × b ×h 0
( mm2)
Rs
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Μ min =0,1 % ≤ μ=
μmax =ξ R
As
γb x R b
×100 ≤ μ max=ξ R
b ×h 0
Rs
γ b x Rb
11,5
=0.615 ×
×100=3.37 %
Rs
210
Bảng 2-7. Tính cớt thép sàn
Chọn cốt thép
Tiết diện
M
(kNm)
αm
εm
As
(mm2)
d
mm
a
mm
Aschọn
mm2
μchon
∆
(%)
(%)
Nhịp biên
4.19
0.101 0.107 351.57
8
140
359
0.60
2.07
Gối thứ 2
4.04
0.098 0.103 338.43
8
140
359
0.60
5.73
Nhịp giữa,
gối giữa
2.78
0.067 0.069 226.71
8
210
235
0.40
3.53
-
Khả năng chống cắt của sàn nhịp biên, gối thứ hai
+ Chọn a=30 mm (Khoảng cách từ mép bê tông tới tâm cốt thép chịu lực)
8
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
+ Chiều cao làm việc của bản : h0 =h – a=90 – 30=60 mm
+ Lực cắt lớn nhất của sàn
Q ≤Qb 1 =0,6 × Rbt × b× ho =0,6 ×0,9 × 0.001×1000 × 60=32.4 (kN)
+ Giá trị lực cắt lớn nhất
Qmax =max ( 0,4 × q ×l o ; 0,6 × q ×l o ; 0,5 ×q × l o )
¿ max ( 0,4 × 6.1× 2,65 ;0,6 ×6.1 ×2,65 ; 0,5 ×6.1 ×2,7 )
¿ max ( 6.47 ; 9.70 ; 8.235 ) =9.70 (kN)
Qmax < Qb 1
Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt , khơng cần bố trí cốt đai .
- Tính đoạn neo cốt thép ( mục 10.3.5.5 TCVN 5574:2018 )
lan
lan
Hình 2-5. Đoạn neo cớt thép
{
15 d s=15 × 8=120 mm
200 mm
l an ≥
A
0.3× Lo , an × s , cal
A s , ef
+ Lớp trên : Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo
π × 82
×210
As× Rs
4
mm
=311.11
=1×
l an=α ×l o , an=1×
Rbond ×u s
1,5 ×1 ×0,9 × 8 π
chọn lan=350 mm
+ Lớp dưới : Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tơng chịu nén
π ×82
× 210
A s × Rs
4
mm
=233.33
=0,75 ×
l an =α ×l o , an=0,75 ×
R bond ×u s
1,5× 1× 0,9 ×8 π
-
chọn lan=250 mm
Cốt thép phân bố Apb:
A pb ≥20 % A s (với
A pb ≥20 % ×359=72 mm2
Chọn Ø6a250 (
- Bố trí cốt thép
=101 mm2)
9
)
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
+ Đặt cốt thép mũ cách mép dầm một đoạn bằng:
1
1
×l 1= × 2900=725 mm
4
4
Chọn bằng 750mm.
CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ
3.1. Sơ đồ tính
Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo.
Sơ đồ tính là dầm liên tục 4 nhịp có các gối tựa là dầm chính.
Hình 3-6. Mặt cắt dầm phụ
- Nhịp tính tốn dầm phụ lấy theo mép gối tựa.
+ Đối với nhịp biên:
l ob=l 2−
b c b dc
300 300
− =6100−
−
=5800mm
2 2
2
2
+ Đối với các nhịp giữa:
l og=l 2−bdc =6100−300=5800mm
Do nhịp biên và nhịp giữa đều nhau .
chọn lo=5800 mm để tính
Hình 3-7. Sơ đồ tính dầm phụ
3.2. Xác định tải trọng
3.2.1. Tĩnh tải
- Trọng lượng bản thân dầm phụ. Không kể phần bản sàn dày 80mm, hệ số độ
tin cậy ng 1,1 và trọng lượng riêng γ=25kN/m :
3
go =n × γ bt ×b dp × ( hdp −hb )=1,1 ×25 × 0,2× ( 0,4−0,09 )=1.705 (kN/m)
-
Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào :
gS =g ×l 1=3,7 × 2,9=10.73 (kN/m)
- Tởng tĩnh tải:
gd =go +g S=1.705+10.73=12.435(kN/m)
3.2.2. Hoạt tải
- Hoạt tải tính tốn từ bản sàn truyền vào:
pd = ps ×l 1=2.4 × 2.9=6.96 (kN/m)
3.2.3. Tổng tải
- Tải trọng tổng cộng:
q d= p d + gd =6.96+12.435=19.40(kN/m)
3.3. Xác định nội lực
10
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
3.3.1. Biểu đờ bao momen
Tỷ số:
-
pd
6.96
≈ 0.56 tra bảng và nội suy được k = 0.171
=
gd 12.435
Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mơ men tính theo cơng thức sau:
M =β ×q d ×l 02 (đối với nhịp biên Lo =Lob)
- hệ số tra phụ lục 8 (Trang 165 - Kết cấu BTCT, NGUYỄN ĐÌNH CỚNG).
+ Kết quả tính tốn được tóm tắt:
- Mơmen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
x 1=k ×l 0 =0,171× 5,8=0.9918 (m)
-
Mơ men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
x 2=0,15 ×l 0 =0,15× 5,8=0,87(m)
-
Momen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:
x 3=0,425 ×l 0 =0,425× 5,8=2,465 (m)
Bảng 3-8. Xác định biểu đồ momen dầm phụ
Nhịp
1
Tiết diện
lo
q d .l o2
(m)
(kNm)
β max
M max
M min
(KNm)
(KNm)
0
0
0
1
0,065
42.42
2
0,090
58.74
0,091
59.39
3
0,075
48.95
4
0,02
13.05
2*(0.425Lo)
5.8
652.616
5
2
β min
-0,0715
-46.66
6
0,018
-0.0112
11.75
-7.31
7
0,058
0.0213
37.85
13.90
7*(0.5Lo)
8
5.8
652.616
9
0,0625
40.79
0,058
0.0222
37.85
14.49
0,018
0.0018
11.75
1.17
10
-0,0625
Hình 3-8. Biểu đồ bao momen dầm phụ
11
-40.79
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
3.3.2. Biểu đờ bao lực cắt
- Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
+ Gối thứ 1:
Q1=0,4 ×q d ×l0=0,4 ×19.40 ×5,80=45.01 (kN)
+ Bên trái gối thứ 2:
Q =0,6× q d ×l 0=0,6 × 19.40× 5,80=67.51 (kN)
tr
2
+ Bên phải gối thứ 2 và gối thứ 3:
Q =Q 3 =0,5× q d ×l o=0,5× 19.40× 5,80=56.26 (kN)
ph
2
tr
+ Gối 3,4 lấy đối xứng qua.
Hình 3-9. Biểu đồ lực cắt dầm phụ
3.4. Tính cớt thép
- Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa
- Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CB300V: Rs = 260 MPa
- Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CB240T: Rsw = 170 MPa
Kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn:
h0 =2×
√
√
M
59.39 ×1000
=2×
=¿ 16.07 (cm)
Rb × b
11,5 × 20
Vậy h0 < hdp thỏa
3.4.1. Cớt thép dọc
Tại tiết diện ở nhịp và Tại tiết diện ở gối
-
Tính cốt thép theo tiết diện chữ T: b ' f =2 S f + bdp ; Sf =6 × h'f
+ Mf= γ b b' f Rb h' f (ho −0.5 h' f )=1*11.5*103*1.28*0.09*(0.36-0.5*0.09)= 417.312
kNm
+M = 59.39 kNm
Vì : M < Mf => Nên trục trung hòa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ
nhất lớn b 'f ×h dp =1280× 400
-
Tại tiết diện ở gối tương ứng với giá trị âm, bản cánh chịu kéo nên ta tính theo
tiết diện hình chữ nhật nhỏ b x h = 200x400 nhằm đảm bảo tính khả năng chịu
lực và độ an tồn cao hơn khi ta tính theo tiết diện lớn.
12
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
+ Giả thiết a = a’ = 40 mm ho = h – a = 400 – 40 = 360 mm
+ Công thức tính tốn:
α m=
M
M
=
2
3
2
γ b R b b h0 1×11,5 ×10 ×0.2 ×0,36
ξ m=1−√ 1−2 α m
+ Điều kiện:
ξ m <ξ R =0,614
α R =ε R− ( 1−0.5 ε R ) =0.614−( 1−0.5∗0.614 )=0.417
Nếu α R >α m => tính theo tiết diện đơn
+ Diện tích cốt thép As
A s=
ξ m × γ b × R b × b ×h 0 ξ m ×1 ×11,5 × 20× 36
2
(c m )
=
Rs
260
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μmin =0,1 % ≤ μ=
As
Rb
11,5
×100 ≤ μmax =ξ R =0,614 ×
×100=2.72%
b × h0
Rs
260
Bảng 3-9. Tính cớt thép dầm phụ
Tiết diện
Chọn cốt thép
M
(kN.m)
αm
Nhịp
biên
(200x400)
59.39
0.2
0.23
732.46
1.06
Gối 2
(200x400)
46.66
0.16
0.18
573.23
0.84
Nhịp giữa
(200x400)
40.79
0.14
0.15
477.69
0.67
Gối giữa
(200x400)
40.79
0.14
0.15
477.69
0.67
ξm
As
(mm2)
∆
μ( %)
Loại thép
3.61
3∅16+2∅1
0
760
3∅16
603
0.57
2∅16+1∅1
0
480
0.57
2∅16+1∅1
0
480
4.92
Đk :∆ ≤ ( 20−25 ) %
3.4.2. Cốt thép đai
- Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối hai có lực cắt lớn nhất
Q max = 67.51 kN = (QtrB ¿
-
Khả năng chịu lực cắt của bê tông Qb.
Q b=φb 1 × Rb ×b × h0=0,3× 1× 11,5 ×10 ×0.2 ×0.36=248.4 kN
3
13
Asc
(mm2)
(%)
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
Vì Qmax < Qb , bê tông đủ khả năng chịu lực cắt, không cần tính cốt đai chống cắt cho
dầm.
- Tính theo tải phân bố đều
Q ≤Qb , 1+Q sw (1)
+ Qb , 1=0,5 × R bt × b ×h o=0,5 ×0,9 ×10 3 × 0.2× 0,36=¿32.4 kN
+ Qsw =qsw × ho =
R sw × A sw
×ho
Sw
Chọn ∅6 (a sw =28.3), nhánh đai n=2
A sw=n× a sw =2 x 28.3=56.6 mm2
-
Từ (1) 61.23 ≤ 48.6+
170× 56,6
× 0,36
Sw
Sw ≤ 274.26mm (*)
* Vùng gối :
{
h o 360
S g ´ô i ≤ 2 = 2 =180 (**)
300 mm
Từ (*) , (**) chọn S g ´ơ i=¿ 150mm
* Vùng bụng :
{
3 ho 3 ×360
Snhip ≤ 4 = 4 =270 (***)
500 mm
Từ (*) , (***) chọn Snhip =250 mm
3.4.3. Đoạn neo cớt thép
- Tính đoạn neo cốt thép ( mục 10.3.5.5 TCVN 5574:2018 )
{
15 d s=15 ×16=240 mm
200 mm
l an ≥
A s , cal
lan=α × Lo ,an ×
A s ,ef
+ Lớp trên : Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo
2
π ×16
×260
As× Rs
4
mm
l an=α ×l o , an=1×
=577.78
=1×
Rbond ×u s
2 ×1 ×0,9 ×16 π
chọn lan=¿ 600 mm
+ Lớp dưới : Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu nén
2
π ×16
× 260
A s × Rs
4
433.33mm
=¿
l an=α ×l o , an=0,75 ×
=0,75 ×
R bond ×u s
2× 1× 0,9 ×16 π
14
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
chọn lan=¿ 450 mm
3.5. Biểu đồ bao vật liệu
- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As.
- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép a 0=25mm , khoảng cách giữa hai
thanh thép theo phương chiều cao lớp dưới dầm t = 25 mm Xác định
A s 1 × t1 + A s 2 × t2
A s1 + A s 2
a tt =
h0 =h−att
ξ=
Rs× AS
γ b R b b h0
α m=ξ(1−0,5 ξ)
-
Tính khả năng chịu lực
[ M ] ¿ α m × γ b × Rb ×b × h20
Bảng 3-10. Cắt thép và xác định biểu đờ bao vật liệu
Vị trí
Nhịp
biên
As
att
(mm2) (mm)
h0
(mm)
3∅16+2∅1
0
760
35
365
Cắt 2 Ø10
Cịn 3Ø16
603
33
367
603
33
367
402
33
367
2∅16+2∅1
0
534
33
367
Cắt 2Ø10
Cịn 2Ø16
308
33
367
534
33
367
308
33
367
Thép
3Ø16
Gối thứ
Cắt 1Ø16
2
Còn 2Ø16
Nhịp
giữa
Gối giữa 2∅16+2∅1
0
Cắt 2Ø10
15
[Mgh]
(KN.m)
0.235
0.208
63.63
0.186
0.168
52.19
0.186
0.168
52.19
0.124
0.116
35.98
0.172
0.157
48.74
0.124
0.116
35.98
0.172
0.157
48.74
0.124
0.116
35.98
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
Cịn 2Ø16
Hình 3-10. Tham khảo cắt thép theo kinh nghiệm
Hình 3-11. Mặt cắt ngang dầm phụ
CHƯƠNG 1. DẦM CHÍNH
1.1. Sơ đờ tính
- Dầm chính là dầm liên tục 5 nhịp được tính theo sơ đồ đàn hồi
- Chọn tiết diện dầm: bdc = 300 mm, hdc = 800 mm.
- Tiết diện cột: 300x300 mm.
Hình 4-12. Mặt cắt dầm chính
-
Nhịp tính tốn:
bc
=3× 2900=8700 (mm)
2
+ Đối với nhịp giữa: l og=3 l 1=3 ×2900=8700 (mm)
+ Đối với nhịp biên: lob =3 l 1 +
Do nhịp biên và nhịp giữa chênh lệch < 10%, nên xem là dầm đều nhịp.
Suy ra chọn l o=8700(mm) để tính tốn
1.2. Xác định tải trọng
1.2.1. Tĩnh tải
- Trọng lượng bản thân dầm chính (quy về lực tập trung):
- SO =(hdc-hs)l1-(hdp-hs)bdc =2.9*0.71-0.2*0.31=1.997 m
16
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
Go =n× γ bt × bdc ×( h dc−h b ¿=1 × 25× 0,3×1.997=14.98 (kN)
-
Tĩnh tải dầm phụ truyền xuống:
G1=gd × l 2=12.435 ×6.1=75.854 (KN)
-
Tổng tĩnh tải tập trung:
G=G o+ G1=14.98+75.435=90.42 (KN)
1.2.2. Hoạt tải
- Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
Pdc = pdp ×l 2=6.96 ×6.1=42,456 (KN)
1.3. Xác định nợi lực dựa vào phần mềm SAP2000
1.3.1. Xác định các trường hợp đặt tải
Sơ đồ tính dầm chính đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày như hình 4.2
Hình 4-13. Các trường hợp đặt tải của dầm 5 nhịp
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
Z
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
X
4 2.46
Z
4 2.46
4 2.46
Z
X
17
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
9 0.42
Z
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
X
Z
X
18
4 2.46
4 2.46
4 2.46
Z
4 2.46
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
Z
4 2.46
Z
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
Z
X
Z
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
Z
X
4 2.46
4 2.46
4 2.46
4 2.46
Z
X
1.3.2. Xác định biểu đồ bao momen
Sơ đồ tính dầm chính đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày ở mục 4.3.1
Sử dụng phần mềm SAP2000 đối với dầm chính 5 nhịp, ta có:
- Thống kê giá trị nội lực sau khi xét đến sự làm việc chung của dầm - cột
Bảng 4-11. Thống kê giá trị momen và lực cắt từ SAP2000
Mômen (kNm)
Lực cắt (kN)
-
Gối 1
Nhịp biên
Gối 2
Nhịp giữa
Gối giữa
0
298.80
341.16
176.13
277.97
110.67
-
159.63
-
152.47
Biểu đồ bao momen của dầm chính sau khi sử dụng Sap2000
Bảng 4-12. Xác định biểu đờ bao momen dầm chính
Vị trí x
(m)
x=2.7
x=5.4
x=8.1
x=10
x=13.5
x=16.2
x=18.9
x=21.6
EU (max)
(kNm)
298.80 238.82
143.18
39.75
165.74
52.76
11.74
190
EU (min)
(kNm)
175.25 106.37
243.40
55.15
36.27
130.75
68.09
63.20
Hình 4-14. Biểu đồ momen của từng trường hợp đặt tải
284.30
X
-326.82
201.55
X
112.03
161.67
X
70.13
-246.60
131.24
282.09
-326.82
Z
-276.21
303.49
33.74
-209.20
44.41
298.80
-272.99
Z
19
174.26
-272.99
159.47
-209.20
176.13
-276.21
175.25
Z
201.55
20
Z
-340.33
X
X
297.11
-293.04
175.93
-268.58
198.58
-208.87
63.63
X
155.39
303.08
-277.30
-277.65
166.11
54.41
297.35
180.64
-256.16
143.90
-277.77
X
36.47
-222.85
-226.24
58.47
-208.04
196.41
X
-227.17
Z
197.85
Z
X
192.34
96.39
-274.12
46.84
298.45
186.61
-277.97
137.73
-258.35
180.79
301.82
-280.62
44.76
X
75.80
-290.86
82.81
293.25
279.17
-340.33
145.80
174.67
-271.90
158.46
-213.65
73.83
162.07
-341.16
277.64
79.34
-209.81
173.70
-275.08
175.60
X
159.47
107.98
-224.15
166.13
-271.56
176.69
Z
X
303.49
-341.16
-277.97
176.13
298.80
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
Z
Z
Z
Z
Z
Hình 4-15. Biểu đờ bao momen dầm chính
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
1.3.3. Xác định biểu đồ bao lực cắt
- Biểu đồ bao lực cắt của dầm chính sau khi sử dụng Sap2000
Hình 4-16. Biểu đờ bao lực cắt dầm chính
91.97
140.82
-181.16
-144.53
133.78
X
-152.47
-159.63
-110.67
125.97
162.93
Z
1.4. Tính cớt thép
- Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa
- Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CB300V: Rs = 260 MPa
- Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CB240T : Rsw = 170 MPa
1.4.1. Tính cốt thép dọc
Tại tiết diện ở nhịp và Tại tiết diện ở gối
- Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b dc ×h dc=300 × 800 mm
+ Giả thiết a = 50 mm ho = h – a = 800 – 50 = 750 mm
+ Cơng thức tính tốn:
0,8
=0,583
260/200000
1+
0,0035
M
M
α m=
=
2
3
2
γ b R b b h0 1×11.5 ×10 ×0,3 ×0,75
ξr=
ξ m=1−√ 1−2 α m
+ Điều kiện: ξ m <ξ r =0,583
+ Diện tích cốt thép As
A s=
ξ m × γ b × R b × b ×h 0 ξ m ×1 ×11,5 × 30× 75
2
(c m )
=
Rs
260
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μmin =0,1 % ≤ μ=
+ 1 ≤ SF=
As
Rb
11,5
×100=¿2.58%
×100 ≤ μmax =ξ r =0,583×
b × h0
Rs
260
Asc
≤ 1,3
A st
Bảng 4-13. Tính cốt thép dầm chính
Tiết diện
M
(kNm)
αm
Nhịp biên
(200 x 700)
298.80
0.154
ξm
0.168
As
(cm2)
μ
(%)
16.72
0.76
21
Chọn cốt thép
Chọn
Asc
(cm2)
3Ø25+2Ø12 16.99
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
Gối 2
(200 x 700)
341.14
0.176
0.195
19.41
0.87
4Ø25
19.63
Nhịp giữa
(200 x 700)
176.13
0.091
0.096
9.55
0.44
3Ø25
14.73
Gối giữa
(200 x 700)
277.97
0.143
0.155
15.43
0.71
3Ø25+1Ø12 15.86
1.4.2. Tính cốt thép đai
- Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối hai có lực cắt lớn nhất
Q max = 162,93 kN
- Khả năng chịu lực cắt của bê tông Qb.
Qb=φb 1 × Rb ×b × h0=0,3× 11,5 ×103 ×0,3 × 0,75=776.25 kN
Vì Qmax < Qb , bê tơng đủ khả năng chịu lực cắt, khơng tính cốt đai chống cắt cho
dầm.
- Tính theo tải phân bố đều
Q ≤Q b , 1+Q sw
(1)
+ Qb , 1=0,5 × R bt × b ×h o=0,5 ×0,9 ×10 3 × 0,3× 0,75=101.25 KN
+ Q sw =qsw × ho =
-
R sw × A sw
×ho
Sw
Chọn ∅ 8 (a sw =50,3), nhánh đai n=2
A sw=n× a sw =2× 50,3=100,6 mm2
Từ (1) 162.93 ≤101.25+
170 ×100,6
× 0,75
Sw
Sw ≤207,95 mm (*)
* Vùng gối:
{
h o 750
S g ´ô i ≤ 2 = 2 =375 (**)
300 mm
Từ (*) , (**) chọn S g ´ô i=200 mm
* Vùng bụng:
Snhip ≤
{
3 ho 3 ×750
=
=562.5
(***)
4
4
500 mm
Từ (*) , (***) chọn Snhip =200 mm
1.4.3. Tính cốt treo
- Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:
22
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
P1=Pdc +G1=42.456+75.854=118.31 kN
-
Phạm vi đặt cốt thép treo
Ss =( hdc +hdp ) ×2+b dp=( 800−400 ) ×2+ 200=1000 mm
-
Tởng diện tích cốt treo hai bên
A ss =
-
P1
F
=
R sw Rsw
Sử dụng thép đai ∅=¿ 8 , số nhánh 2 thì số cốt treo cần thiết:
105,51
π × 82
×2 ×n ≥ A ss =
4
170 ×10−3
n ≥ 6,92 chọn n =8
Vậy mỗi bên dầm phụ bố trí 4 vịng đai , bước đai là 50mm.
1.4.4. Tính đoạn neo cớt thép
- Tính đoạn neo cốt thép (mục 10.3.5.5)
{
15 d s=15 ×25=375 mm
200 mm
l an ≥
A
l an=α × Lo ,an × s , cal
A s ,ef
+ Lớp trên: Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tơng chịu kéo
π ×∅2
× 260
As× Rs
4
mm
l an=α ×l o , an=1×
=1×
Rbond ×u s
2 ×1 ×0,75 ×∅ π
∅=25 tính l an =¿ 1083 mm chọn l an =¿ 1000 mm
∅=12 cắt ở nhịp nên khơng tính đoạn neo
+ Lớp dưới: Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tơng chịu nén
π ×252
× 260
A s × Rs
4
mm
l an=α ×l o , an=0,75 ×
=813
=0,75 ×
R bond ×u s
2× 1× 0,75 ×25 π
chọn lan=¿ 800 mm
1.5. Biểu đờ bao vật liệu
- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As.
- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép a 0=40 mm.
- Xác định
a tt =
A s 1 × t1 + A s 2 × t2
A s1 + A s 2
23
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1
h0 =h−att
ξ=
Rs× AS
γ b R b b h0
α m=ξ(1−0,5 ξ)
-
Tính khả năng chịu lực
[ M ] ¿ α m × γ b × Rb ×b × h20
Bảng 4-14. Cắt thép và xác định biểu đờ bao vật liệu
Vị trí
As
(mm
2
)
Thép
3Ø25+3Ø12
Nhịp
biên
Gối
thứ 2
Nhịp
giữa
Gối
giữa
1811
Cắt 3Ø12
Cịn 3Ø25
1472
4Ø25
1963
Cắt 2Ø25
Cịn 2Ø25
981
3Ø25
1472
Cắt 1Ø25
Còn 2Ø25
981
3Ø25
1472
Cắt 1Ø25
Còn 2Ø25
981
att
(mm)
h0
(mm)
51
749
0.273
0.236
304.48
0.220
0.196
257.09
0.294
0.251
328.64
0.147
0.136
178.47
0.220
0.196
257.09
0.147
0.136
178.47
0.237
0.209
274.20
0.147
0.136
178.47
[Mgh]
(KN.m)
755
45
755
45
755
45
45
755
755
45
755
45
755
45
Hình 4-17. Mặt cắt ngang dầm chính
24
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
Gs.Ts.Ngũn Đình Cống “Sàn sườn bê tơng toàn khới”, NXB Xây Dựng,
2011.
2.
TCVN 5574-2018 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép”, NXB Xây Dựng,
2018
3.
TCVN 2737-1995 “Tải trọng và tác động”, NXB Xây Dựng, 2007
25
