Đồ án bê tông cốt thép 1 (l1=3m ,l2=7,2m)

đồ án bê tông 1

Bê tông B

Nhóm cốt thép

Ai

Chiều dày tờng bê tông cốt thép bt

(mm)

Sơ đồ Kết cấu

Sàn, cốt

Tra bảng:

2 , 7 l

-Xem bản làm việc theo một phơng.Ta có sàn sờn toàn khối bản dầm.

2 Chọn sơ bộ kích thớc các bộ phận sàn

* Giả thiết chiều dày bản.

Sàn thuộc loại bản dầm khi nhịp tính toán không chênh lệch quá

chiều rộng b = 1m Sơ đồ tính bản sàn là dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tờng biên và các dầm phụ.

Bản sàn đợc tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa, cụ thể nhịp tính toán đợc xác định nh sau:

γn 25(kN/m),n1,1kN/m),n1,1 ),n31,1

γn4 18(kN/m),n1,1kN/m),n1,1 ),n2 4 1,3

* TÜnh t¶i do c¸c líp cÊu t¹o sµn:

) 2 (kN/m),n1,1kN/m),n1,1 2

0,2 1.1 01 0 20 1 n 1 δ 1 γn 1

, 0 1,3 01 0 8 1 4 n 4 δ 4 γn 4

-6 Xác định nội lực trong bản sàn

Mômen tại các gối và nhịp đợc tính theo sơ đồ đàn hồi:

* T¹i nhÞp biªn vµ gèi biªn

+ T¹i gèi biªn : M = 8,64 kNm

2 0

8,64 10

0,10311,5 1000 85





-¸p dông c«ng thøc :  0,5.(kN/m),n1,11 1 2 m)

6 s

8,58 10

0,10311,5 1000 85

5,94 10

0,07111,5 1000 85

-6 s

s s

+Thép dọc chịu mômen âm đợc đặt xen kẽ nhau, đoạn vơn lên

6 lo =

1

+Thép dọc chịu mômen dơng đợc đặt xen kẽ nhau, khoảng cách

từ đầu uốn phía trên của cốt thép xiên đến mép tờng là:

1

7 lo =

1

Chọn thép 6,s=150mm có diện tích trên mỗi mét của bản là:

Chọn thép 6,s=250mm có diện tích trên mỗi mét của bản là:

a Biểu đồ bao mômen

Chia mỗi nhịp tính toán làm 5 đoạn bằng nhau,tại tiết diện chia:

* Với nhánh dơng giá trị tung độ mômen(mômen gây căng thớ

dp p g

1,70914,743

8(kN/m),n1,114,743 )8(kN/m),n1,1 )

44

-4 Xác định cốt thép dọc.

a) Với mômen âm:

Vì cánh nằm trong vùng chịu kéo nên trong tính toán bỏ qua.Ta tính theo tiết diện hình chữ nhật có kích thớc bxh = 220mm x 600 mm

M

mm

R  h

1134(kN/m),n1,1 ) 280.0,990.565

756,6(kN/m),n1,1 ) 280.0,993.565

2 20 + 2 22 1 20 + 2

22+1 16

2 22+2 20Diện tích 1140,4 mm2 1008,4 mm2 763,4 mm2 823,1 mm2 763,4 mm2

2 1 20 + 2 22 1 20 + 2 20 1 18 + 2 18 1 20 + 2 20 2 18+1 18Diện tích 1140,4 mm2 1008,4 mm2 763,4 mm2 823,1 mm2 763,4 mm2

Nhận xét và lựa chọn:

thiên về an toàn Sự chênh lệch về tiết diện các thanh thép không lớn Tiết diện các thanh thép chọn nhỏ nhằm tăng lực dính giữa cốt thép và

bê tông Có thể phối hợp khá tốt thép giữa các vùng, nhịp và gối Cụ thể theo nh dự kiến là cắt và uốn thép trong dầm phụ, nhằm tiết kiệm.Nên chọn phơng án 1,với phơng án này có thể thực hiện cắt và uốn thép dễ dàng, đảm bảo sự kinh tế và an toàn.

Nh vậy QA> Qbmin nên cần tính cốt đai.

+ Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên:

Qmax= QT <0.3 w1 .b1R b h b 0 0,3.1,0.11,5.220.569 431871N=431,871kN

Với bêtông nặng dùng cốt liệu bé, cấp độ bền không lớn hơn B25, đặt cốt

đai thỏa mãn điều kiện hạn chế theo yêu cấu cấu tạo thì   w1 b1 1,0

 kN > Qmax=167,52 (kN)

1 0

128,209

118,416 343,7390,569

Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai:

S ≤ min(Stt; Sct ;Smax)=min(160;200;574,003)mm=160mm

Chọn thép 6,s=160mm

* Tại các gối khác do các lực cắt bé hơn nên tính đợc Stt lớn hơn nhng theo

điều kiện cấu tạo vẫn chọn S=160 mm

* Kiểm tra điều kiện cờng độ trên tiết diện nghiêng:

Trong đoạn l 1 1,750m tính từ gối bố trí 6a160,

Asw=2.28,3=56,6mm2

56,6

0,001608 220.160

sw A

b s



4 3

21.10

7,7727.10

Kết quả tính toán khả năng chịu lực ghi trong bảng dới,mọi tiết diện đều

đợc tính toán theo trờng hợp tiết diện đặt cốt đơn(với tiết diện chịu mômen dơngthay b bằng bf)

0

Bảng khả năng chịu lực của các tiết diện

Tiết diện Số lợng và diện tích cốt thép

-Trên gối C 1 20 + 2 18;As=823,1 570 0,159 0,920 120,857Cạnh gối C Cắt 1 20 còn 2 18;As=508,9 571 0,098 0,951 77,376Giữa nhịp giữa 2 18 + 1 18;As=763,4 571 0,012 0,994 121,320Cạnh nhịp giữa Uốn1 18 còn 2 18;As=508,9 571 0,008 0,996 81,037

b Xác định mặt cắt lí thuyết của các thanh:

+ Cốt thép số 2(đầu bên phải): sau khi cắt cốt thép số 2 tiết diện gần gối Bnhịp thứ 2 còn lại cốt thép số 3(20) ở phía trên,khả năng chịu lực ở phía trên là94,159 (kN.m).Biểu đồ bao vật liệu cắt biểu đồ bao mômen ở điểm H đây là mặtcắt lí thuyết của cốt thép số 2.Bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồngdạng xác định đợc khoảng cách từ điểm H đến gối B là 719mm (hình vẽ)

+Xét đoạn kéo dài w2: Bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồngdạng ta có lực cắt tơng ứng tại H:

Q = 109,08kN tại khu vực này cốt đai đợc bố trí là 6a160:

175.56,6

61,906160

sw sw sw

R A q

s

Do tại khu vực cắt cốt thép số 2 không bố trí cốt xiên nên Qs,inc=0

, 2

2

s inc

sw

Q Q w

Chọn w2=700 mm,điểm cắt thực tế

- Cách mép gối B một đoạn là:719+700=1419mm

Chọn là 1420mm

- Cách trục định vị một đoạn là: 1419+150=1569mm

Chọn là 1570mm

Tiến hành tơng tự cho các cốt thép khác,ta có kết quả nh trong bảng sau:

Mặt cắt lí thuyết của các cốt thép

Cốt thép số 3 (đầu bên trái) cách mép trái gối B là:1658mm W3t=930mmCốt thép số 3 (đầu bên phải) cách mép phải gối B là:985mm W3=885mmCốt thép số 5 (đầu bên trái) cách mép phải gối B là: 940mm W5t=575mmCốt thép số 5 (đầu bên phải) cách mép trái gối C là:940mm W5=575mmCốt thép số 7 (đầu bên trái) cách mép trái gối C là:735mm W7t=975mmCốt thép số 7 (đầu bên phải) cách mép phải gối C là: 719mm W7=990mm

c Kiểm tra chịu uốn

Cốt thép số 2 đợc sử dụng kết hợp vừa chịu mômen dơng ở nhịp biên vừachịu mômen âm tại gối B,nó đợc uốn tại bên trái gối B

Nếu coi cốt thép số 2 đợc uốn từ trên gối xuống, điểm bắt đầu uốn cáchtiết diện trớc 539mm,lớn hơn h0/2 = 284,5mm,điểm kết thúc uốn cách gối B một

đoạn 539+539=1078mm,nằm ra ngoài tiết diện sau

Biểu đồ và cách bố trí thép đợc thể hiện chi tiết trong bản vẽ

-8 Kiểm tra về neo cốt thép.

Cốt thép ở phía dói sau khi đợc uốn,cắt ,số còn lại khi kéo vào gối đềuphải đảm bảo lớn hơn 1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp:

* Nhịp biên 1 22 + 2 22;As=1140,4mm2 uốn 1 22 còn

As=760,3mm2=66,7% > 50% As khi vào gối

* Nhịp giữa 1 18 + 2 18;As=763,4mm2 cắt 1 18 còn

As=508,9mm2=66,7% > 50% As khi vào gối

*Điều kiện tại gối:

4 0 1,5.0,90.220.569

84,49651138

b bt max

R bh Q

Dầm chính chịu trọng lợng bản thân là phân bố đều, nhng để đơn giảntrong tính toán cho phép qpb đều thành tải tập trung, có điểm đặt trùng với G1 Kíhiệu là G0

a Biểu đồ bao mômen

Sơ đồ tính dầm chính đối xứng, nên ta có các trờng hợp đặt tải nh sau:

-*Xác định biểu đồ mômen uốn do tĩnh tải G:

Tra phụ lục 12 đợc hệ số  :

Do tính chất đối xứng nên ta chỉ cần tính cho 1,5 nhịp Kết quả tính biểu

đồ mômen cho từng trờng hợp đặt tải đợc trình bày theo bảng sau

Tiết diện

-Tung độ của biểu đồ bao mômen : Mm),n1,1ax M G m),n1,1axM Pi

Mm),n1,1ax M G m),n1,1inM Pi

Tại gối C : M mg 640,600 kNm

b Biểu đồ bao lực cắt

Tiến hành làm tơng tự nh biểu đồ bao mô men:

+ Do tác dụng của tảI trọng G: QG   G    125,949(kN/m),n1,1 kN )

+ Do tác dụng của hoạt tảI Pi :Q Pi .P  181, 44(kN/m),n1,1kN)

Hệ số  tra ở bảng phụ lục 12 Các trờng hợp chất tải lấy nh hình vẽ chấttải biểu đồ bao mô men Kết quả thể hiện trong bảng dới

Tung độ biểu đồ lực cắt đối với từng trờng hợp chất tải (kN):

Lực

cắt

( kN )

Bên phảigối A

Giữa nhịpbiên

Bên trái gốiB

Bên phảigối B

Giữa nhịp2

Bên tráigối C

-Tra b¶ng phô lôc 9,víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng  b2 1,0.HÖ sèvïng nÐn lµ  R 0,623 ;  R 0,429; R 0,785

a TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu m«men d¬ng.

* TiÕt diÖn tÝnh to¸n lµ tiÕt diÖn ch÷ T cã c¸nh n»m trong vïng nÐn LÊy

+So s¸nh: Mmax= 736,808 < Mf = 3073,95kNm.VËy trôc trung hoµ ®i quac¸nh

*TÝnh to¸n cèt thÐp theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt b = b’f = 3300 mm; h = 900mm; a

s

M As

M As

A

b h

0,05%

b Tính toán cốt thép chịu mômen âm

Tính toán theo tiết diện chữ nhật có kích thớc b  h = 300  900 (mm)

ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống dới hàng trên cùng của thépdầm phụ nên a khá lớn

Giả thiết a=70mm;h0=900-70=830mm

mg m

s

M As

mg m

s

M As

A

b h

Bảng bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm

245,421 140,983

0,804140,983

b

Q Q

Q

+Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c líp cèt ®ai:

 TÝnh kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c cèt ®ai

b bt max

 Nªn bè trÝ cèt ®ai 8 , 2 nh¸nh , kho¶ng c¸ch s=200 t¹i khu vùc gÇn gèi A

*T¹i bªn ph¶i gèi B:Qp

357,732 140,983

1,537140,983

Nên lực phân bố mà cốt đai phải chịu đợc tính theo công thức:

1 0

357,732 140,983

126,753 /1,71

b sw

+ Khoảng cách giữa các lớp cốt đai:

 Tính khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai

b bt max

Gỉa sử áp dụng cốt đai 8,2 nhánh,s=200mm tại bên trái gối B

Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm tại khu vực này:

Lực cắt mà cốt đai chịu đợc:

175.100,6

88,025 /200

Qu= 291,505kN<QB =401,652kN

 Nh vậy phần bên trái gối B ,trong đoạn l1 phải bố trí cốt xiên

b.Cấu tạo và tính toán cốt xiên

* Bố trí các lớp cốt xiên:

- Trong đoạn dầm dài l1 bên tráI gối B, bố trí 2 lớp cốt xiên:

+ Đặt 2 thanh 25 làm lớp cốt xiên thứ nhất: As,inc=981,8mm2

+ Cốt dọc 2 28 vừa chịu mômen M+ ở nhịp đợc uốn vừa chịu mômen M

-kết hợp làm cốt thép xiên,có diện tích As,inc=1321,5mm2

+ Các thanh cốt xiên này thuộc nhóm CII nên Rsw=225MPa

- Với chiều cao dầm h=900mm,góc hợp bởi cốt xiên và trục dầm lấy= 600.+ Đầu lớp cốt xiên thứ nhất cách mép gối tựa một đoạn

s=700mm<smax=827,617mm (khoảng cách tính theo phơng trục dầm)

- Cuối lớp cốt xiên thứ nhất cách đầu lớp cốt xiên thứ 2 một đoạn

s=400mm

Cuối lớp cốt xiên thứ 2 cách tiết diện Q>Qu một đoạn s=870mm

*Kiểm tra điều kiện cờng độ đối với lớp cốt xiên thứ 1

-1

394,753

263,1681,5

 Thoả mãn điều kiện cờng độ

* Kiểm tra điều kiện cờng độ đối với lớp cốt xiên thứ 2

 Thỏa mãn điều kiện cờng độ

*Kiểm tra điều kiện cờng độ đối với mặt cắt nguy hiểm C0

-394,753

138,5092,85

2 0

855 600.(kN/m),n1,11 ) 287,589.10 (kN/m),n1,11 )

855 1153,239175

s

sw

sw

h P

n a

Chän n = 11 ®ai, bè trÝ mçi bªn dÇm phô 5 ®ai, trong ®o¹n hs = 255mm, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt treo lµ 51 mm,®ai trong cïng c¸ch mÐp dÇm phô lµ 41mm

đợc tính toán theo trờng hợp tiết diện đặt cốt đơn(với tiết diện chịu âm dơng thay

b bằng bf)

0

Bảng khả năng chịu lực của các tiết diện

Tiết diện Số lợng và diện tích cốt thép

As=2213,3Uốn 2 28 còn 2 25;As=981,8

856 857

0,0190,008

0,9900,996

525,178234,650

Trên gối B 4 28 + 4 25;As=4426,5 817 0,439 0,780 789,832Cạnh trái gối B Cắt 2 25 còn 4 28 + 2

-Uốn 2 28 còn 2 28;As=1231,5 846 0,118 0,941 274,506Cạnh phải gối B Cắt 2 28 còn 4 25+2 28;

As=3195Cắt 2 25 còn 2 28+2 25;

As=2213,3

828 846

0,3130,212

0,8430,894

624,804468,712

Cạnh phải gối B Cắt 2 25 còn 2 28;As=1231,5 846 0,118 0,941 274,506

Cạnh nhịp 2 Cắt 2 22 còn 2 25+1

22;As=1361,9Cắt 1 22 còn 2 25;As=981,8

857857

0,0120,007

0,9940,993

324,840

233,943Trên gối C 3 28 + 3 25;As=3319,9 820 0,328 0,836 637,240Cạnh gối C Cắt 1 28 + 1 25 còn 2 28+2

25;As=2213,3Cắt 2 25 còn 2 28;As=1231,5

820 846

0,2190,118

0,8900,941

452,274

274,506Uốn 1 30 còn 2 30;As=1413,7 845 0,135 0,932 311,736

b.Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh:

Sau khi cắt cốt thép số 8 tiết diện giữa nhịp thứ 2 còn lại cốt thép số 9(225) ở phía dới ,khả năng chịu lực là 233,943 kN.m.Biểu đồ bao vật liệu cắt biểu

đồ bao mômen ở điểm H.Bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạngOBD,OGH,OEF,ta xác định đợc khoảng cách từ điểmH đến trục gối B là2167mm,mép gối B là 1967mm,nh hình vẽ

- Xác định điểm kéo dài cốt thép:

-Tại khu vực cắt cốt thép số 8 không có cốt xiên do điểm uốn cốt thép sốcách mép gối phải B là 1095mm < 2167mm, nên khu vực này không có cốtxiên:Qs,inc=0

Q là độ dốc của biểu đồ mômen:

qsw= 175.100,6

135,423 /130

-8.Kiểm tra uốn cốt thép:

Tại biên trái gối B cốt thép số 3 đợc uốn lên kết hợp chịu mômen uốn ở gối

B Nếu xét uốn từ dới lên điểm bắt đầu uốn cách trục gối B 1 đoạn 2130mm,điểmkết thúc uốn cách trục gối B một đoạn 2130-430=1700mm.Nếu xét uốn từ trênxuống,điểm bắt đầu uốn cách trục gối B một đoạn 1700mm, đảm bảo điều kiệncách tiết diện trớc một đoạn 494mm>0,5h0=428mm.điểm kết thúc uốn cách trụcgối B một đoạn 2164mm đảm bảo nằm ra ngoài tiết diện (hình vẽ)

8 Kiểm tra về neo cốt thép.

Chi tiết về uốn cốt thép đợc thể hiện trên bản vẽ

Cốt thép ở phía dới sau khi đợc uốn cắt số còn lại khi kéo vào gối đều phảI

đảm bảo lớn hơn1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp:

Nhịp biên:

2 28+4 25 uốn 2 28 , còn 4 25 diện tích còn 73,6% khi vào gối

Nhịp giữa:

2 25+3 22 , cắt 3 22 còn 2 25 diện tích còn 80,5% khi vào gối

*Điều kiện tại gối:

4 0 1,5.0,9.300.855

173,1371710

b bt max

R bh Q

c



Tại gối A: Qmax=245,421kN ,nh vậy la=15 =15.28=375mm

Tại gối B, phía nhịp biên kéo vào 2 28,nhịp giữa kéo vào 2 22, các cốtthép này đặt chồng lên nhau tối thiếu 20d, d là giá trị trung bình đờng kính cốtthép Lấy đoạn chập lên nhau là 500mm, bề rộng cột là 400mm, nên đầu mút cốtthép còn kéo dài qua mép cột một đoạn 0,5 ( 500-400)=50mm

9 Cốt thép cấu tạo.

Cốt thép cấu tạo chọn thép số 15 (2 14) có diện tích cốt thép là307,9mm2, không nhỏ hơn 0,1.b.h0=0,1%.300.855 = 256,5mm2 Cốt thép này đ-

ợc sử dụng làm cốt giá ở nhịp biên trong đoạn không có mômen âm

Cốt thép cấu tạo chọn thép số 16 (2 14) làm cốt thép phụ đặt thêm ở mặtbên trên suốt chiều dài dầm, do dầm cao hơn 700mm, đảm bảo để khoảng cáchgiữa các lớp cốt dọc không nhỏ hơn 400mm Diện tích cốt thép là 307,9mm2,không nhỏ hơn 0,1.b.h0=0,1%.300.855 = 256,5mm2

Hình bao vật liệu và bố trí thép trong dầm chính đợc trình bày trong bản

chiều dài(m)

Trọng ợng(kg)

l-1 cấu kiện Toàn bộBản

Hµm lîng cèt thÐp trong1m3 bª t«ng (kG/m3)

V1:thể tích phần sờn của dầm,tính với tiết diện bx(h-h0),dùng V1 để tính Vs.

V2:thể tích dầm,tính với tiết diện bxh,dùng V2 để tính hàm lợng thép trongdầm