Pbl2 kết cấu bê tông cốt thép

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP PBL2: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Giảng viên hương dẫn TS: Phạm Ngọc Vinh Nhóm sinh viên thực : Nhóm Nhóm học phần : 21N70A Lớp : 20X1CLC1 Đà Nẵng, Tháng 9, 2023 CHƯƠNG1: TÍNH TỐN CỐT THÉP BỐ TRÍ TRÊN SÀN * Lựa chọn vật liệu: Hiện vật liệu thép bê tông cốt thép sử dụng phổ biến với lợi dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi Do đó, chọn vật liệu cho cơng trình bê tơng cốt thép Thơng số vật liệu: + Bê tông: - Chọn bê tông cấp độ bền B20 tương ứng với M250 có thơng số sau: + Cường độ chịu nén tính tốn theo TTGH I: Rb = 11.5 m/MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH I: Rbt = 0.90 MPa + Cường độ chịu nén tính tốn theo TTGH II: Rb,ser = 15.0 MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH II: Rbt,ser = 1.35 MPa + Mơ đun đàn hồi : Eb = 27000 MPa - Phạm vi sử dụng: sử dụng cho cấu kiện cột, dầm, sàn + Cốt thép: - Chọn cốt thép loại CB240-T sử dụng làm thép chịu lực cho cấu kiện sàn,đai + Cường độ chịu nén tính tốn theo TTGH I: Rsc = 210 MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH I: Rs = 210 MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH II: Rs,ser = 240 MPa + Mô đun đàn hồi (Es): Es = 2.105 MPa - Cốt thép loại CB300-V sử dụng chịu lực cho cấu kiện cốt thép dọc + Cường độ chịu nén tính tốn theo TTGH I: Rsc = 260 MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH I: Rs = 260 MPa + Cường độ chịu kéo tính tốn theo TTGH II: Rs,ser = 300 MPa + Rsw = 210 Mpa + Mô đun đàn hồi (Es): Es = 2.105 MPa 1.2 Chọn kích thước sơ bộ: 1.2.1 Chọn sơ kích thước sàn : L2 7.8 - Xét tỉ số cạnh bản: = = 2.78 > L1 2.8 L1 : chiều dài cạnh ngắn L2 : chiều dài cạnh dài 7800 2800 2800 8400 2800 2800 2800 8400 2800 2800 2800 8400 2800 2800 2800 8400 33600 Hình Mặt sàn Chiều dày sơ ô sàn xác định theo cơng thức sau: D 1.3 ×2.8=¿ hb = m l = 33 110.30(mm) chọn hb=110 mm Trong đó: - D = 0,8 - 1,4 hệ số phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản, chọn D = 1.3 2800 23400 7800 7800 => Với tỉ số trên, ta xem loại làm việc theo phương (coi làm việc theo phương cạnh ngắn) đươc tính tốn theo sơ đồ khớp dẻo Khi tính tốn ta cắt dải rộng mét theo phương L1 Vì hồn toàn giống nên xem dải cắt dầm liên tục - m – hệ số phụ thuộc liên kết bản: + m = 35 - 45 phương→ m = 43; + m = 30 - 35; phương → m = 33 - l: Là cạnh ngắn ô bản(cạnh theo phương chịu lực ) 1.2.2 Chọn sơ kích thước dầm : - Dầm phụ: hdp = ( 1 1 ~ ) L2 = ( ~ ) x 7800= ( 650 ~ 390 ) mm 12 20 12 20 => Chọn hdp=600 (mm) 1 1 - Chiều rộng: bdp= ( ~ ) hdp= ( ~ ) x 50 = ( 250 ~ 125 ) mm 4 => Chọn bdp= 250 (mm) 1 1 - Dầm chính: hdc = ( ~ ) L = ( ~ ) x3 x 2800 = ( 1050 ~ 700 ) mm 12 12 => Chọn hdc=850 (mm) 1 1 - Chiều rộng: bdc= ( ~ ) hdc =( ~ ) x 800 = ( 400 ~ 200 ) mm 4 => Chọn b= 350 (mm) 1.2.3 Nhịp tính tốn : - Nhịp biên: L0b= L1 -bdp = 2800 - 250=2550 (mm) - Nhịp giữa: L0=L1- bbp= 2800 - 250 = 2550 (mm) Hình Mặt cắt Hình Sơ đồ tính khớp dẻo 1.3 Tính tốn tải trọng tác dụng lên sàn : Tải trọng tính tốn phân bố mặt sàn : gb + qb (kN/m2) 1.3.1 Tĩnh tải (Tải trọng thường xuyên) : Tĩnh tải tải trọng trọng lượng thân lớp sàn, phân bố đơn vị diện tích tính theo cơng thức sau : gb =∑ γ i hi γ f ,i Trong đó: + γi: trọng lượng riêng (kN/m3) + hi: bề dày lớp cấu tạo thứ i + γf ,i: hệ số vượt tải lớp cấu tạo thứ I Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho ô sàn Cấu tạo sàn : Hình : cấu tạo sàn Các lớp cấu tạo Gạch lát ceramic Lớp vữa lát Bản bê tông cốt thép Lớp vữa trát Chiều dày(mm) Trọng lượng riêng (KN/m3) Giá trị tiêu chuẩn gs (KN/m2) Hệ số tin cậy γf Giá trị tính tốn gb(KN/m2) 10 30 110 20 18 25 0,2 0,54 2,25 1,1 1,3 1,1 0,22 0,702 3.025 10 Tổng cộng 18 1,3 0,234 4.181 0,18 3,17 Bảng Tính tốn tĩh tải 1.3.2 Hoạt tải : Hoạt tải tải trọng yêu cầu sử dụng đặt Giá trị tải trọng tính tốn hoạt tải tính theo cơng thức sau : qb= γf × qk,t = 1.3 x 10= 13(kN/m2) Trong đó: + γ f : hệ số tin cậy hoạt tải lấy theo TCVN 2737-2023 +q k ,t : giá trị hoạt tải tiêu chuẩn(kN/m2) 1.3.3 Tổng tải : Tổng tải toàn phần tác dụng lên sàn có bề rộng b=1m - gb x b + pb x b = 4.181 x + 13 x = 17.181 (kN/m) 2.1 Xác định nội lực: Xác định nội lực dải theo sơ đồ khớp dẻo : Mô men uốn nhịp biên gối thứ hai: Mnhb= ± qb ×l b 17.181× 2.55 =± = ± 10.15 (kNm) 11 11 Ở nhịp gối giữa: b Mmax,min= ± 2 q ×l 17.181 ×2.55 =± = ± 6.98 (kNm) 16 16 2.1.2 Lực cắt - Giá trị lực cắt lớn nhất: t QB = 0,6.q b.l b= 0,6 x 17.181 x 2.55 = 26.286 (KN) HÌnh Sơ đồ tính tốn nội lực dải Tính tốn cốt thép: Tính toán cốt thép chịu momen cho dải theo tốn tính cốt đơn 3.1.1 Tính cốt thép chịu moment uốn: a/ chọn a = 25 mm b/ ho = hb – a = 110 – 25 = 85 mm c/ Tính αm,ξm : vị trí gối nhịp biên : αm = M 10.15 ×10 ≤ α pl =0.3 = 2 = 0.12 R b b ho 11.5×1000 ×85 Ta tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo : ξm = 1-√ 1−2 α m = 1-√ 1−2 ×0.12 = 0.128 Diện tích cốt thép cần thiết :  As = ξ Rb b h o 0.128 ×11.5×1000 × 85 = = 595.8 (mm2 ) 210 Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép : µmin = 0.1% ≤ µ = As Rb 11.5 595.8 = =0.7 % ≤ξpl = 0.37× = 0.021 = 2.1% => thoả mãn 210 b ho 1000 ×85 Rs d/ Tính αm,ξm : vị trí nhịp gối : M 7.14 × 10 ≤ α pl =0.3 αm = = = 0.08 R b b ho 11.5×1000 ×85 Ta tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo : ξm = 1-√ 1−2 α m = 1-√ 1−2 ×0.08 = 0.083 Diện tích cốt thép cần thiết :  As = ξ Rb b h o 0.083 ×11.5×1000 × 85 = = 386.34 (mm2 ) 210 Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép : µmin = 0.1% ≤ µ = As Rb 11.5 386.34 = =0.45 % ≤ξpl = 0.37× = 0.021 = 2.1% => thoả mãn 210 b ho 1000 ×85 Rs Bảng Chọn cốt thép cho αm Vị trí Ho=h-a (mm) ξ As µ(%) (mm2) Φ (mm) S (mm) Asc (mm) Gối nhịp biên 85 0.12 0.128 595.8 0.7 80 628.3 Gối nhịp 85 0.08 0.083 386.3 0.45 130 386.7 Vùng giảm 20% Kiểm tra 0.036 αm< αpl ok 0.03 0.3 µmin< µ< µmax ok 140 359.0 309.1 Kiểm tra khả chịu lực cắt Qmax = 0.6qblob = 26.286(kn) ≤ Qbmin = 0.5× R btbho=49500 (kn )  Bê tông đủ khả chịu lực cắt Cốt thép cấu tạo : a/ Cốt thép chịu moment âm đặt theo phương vng góc với dầm : - Thép cấu tạo có tác dụng tránh cho không xuất khe nứt chịu tác dụng moment âm mà tính tốn chưa xét đến làm tăng độ cứng tổng thể As,ct > d6a200 1 As = ×386.3=128.76 mm2 3 - Chọn ϕ 5@150 Độ dài vươn khỏi mép dầm ×l o = 645m Hình Chi tiết thép theo phương vng góc với dầm b/ Cốt thép chịu moment âm đặt theo phương vng góc với dầm phụ : Độ dài đoạn vươn khỏi mép gối tự kê lên dầm phụ biên : l ob = 637.5 mm Độ dài đoạn vươn khỏi mép dầm phụ vlo: Ta có qb/gb = 13/4.181 = 3.1 => v = 1/3 × 2550= 850mm => chọn 820 mm Thép dọc chịu moment âm đặt xen kẽ : lo = 425mm => chọn 400 mm Thép dọc chịu moment dương đặt xen kẽ nhau, khoảng cách từ đầu mút đến mép dầm phụ biên lob = 212.5mm => chọn 210 mm 12 Khoảng cách từ đầu mút đến mép dầm phụ lo= 318.7mm => chọn 320 mm Số lượng cốt thép : As,ct > d6s200 1 As = ×386.3=128.76 mm2 3 - Chọn ϕ6@200 - Cốt thép phân bố bố trí vng góc với cốt thép chịu lực : 2< L2 7.8 = = 2.78 < L1 2.8 As,pb > 30% As = 0.3 ×386.3 = 115.89 mm2 - Chọn ϕ6@200 (Asc = 141.4 mm2) 1.8 Neo uốn cốt thép a/Neo cốt thép -Chiều dài đoạn neo Lan tính ừđầu mút cốt thép đến tiết diện mà tính tốn với tồn khả chịu lực, xác định theo khả truyền lực BT CT -Chiều dài neo Lan đủ để ứng suất cốt thép As đạt đến cường độ Rs -Đoạn neo cốt thép phải đủ dài để lực CT truyền vào liên kết thông qua lực dính CT BT -Biện pháp neo: Neo thẳng (thép có gân), uốn móc (thép trơn), hàn đặt thép ngang, tạo chi tiết neo đầu thép… Hình Neo cốt thép b/Đường kính uốn cốt thép -Để truyền lực qua lại cốt thép bê tơng, phần đầu cốt thép trịn trơn chịu lực kéo phải có móc uốn dạng chữ U chữ L Cốt thép có gờ khơng cần móc bảo đảm lực dính (tuy nhiên uốn móc cần phải đảm bảo cấu tạo) -Đường kính uốn tối thiểu phải đảm bảo để tránh phá hoại nứt vỡ BT nằm phía phần uốn, phá hoại vị trí uốn d bend d Hình Đường kính uốn cốt thép thép trơn - Đối với thép trơn : CB240-T d = 8mm , d = 6mm < 20 mm => dbend = 2,5.d Với d = 8mm => dbend = 20 mm Với d = 6mm => dbend = 15 mm c/Chiều dài neo cốt thép: - Chiều dài neo không nhỏ Lan xác định theo công thức: Lan = α L0,an As,cal/As,ef - Đối với bê tơng CB240-T có cấp độ bền B20 - Tra bảng 3.3 ta có tỉ số chiều dài neo đường kính cốt thép vùng kéo ( Lan/d ) - Đối với cốt thép chịu kéo : α1 = => Bố trí cốt thép ngang + Sct = min[0.75h0;500mm] < B70 + Sct = min[0.75h0;400mm] B70/100 => Sct = min[0.75h0;500mm] = 423.75 mm Chọn cốt thép đai đặt theo cấu tạo với d = 6, s = 400 mm 2.6 Biểu đồ bao vật liệu: - Tính khả chịu lực tiết diện: Chọn C1 = min[d,C0,10mm] Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép dọc 25mm, kiểm tra lại khoảng cách a thực tế: Giữa nhịp biên Cạnh nhịp biên Trên gối Bên trái gối Giữa nhịp B (mm) Cốt thép H0 (mm) As (mm2) ξ αm Mu (kNm) ΔM (%) 2730 2ϕ22+2ϕ20 562.5 1388.6 0.02 0.02 201.05 29% 2730 Uốn 2ϕ22 562.5 628.3 0.009 0.009 91.47 250 Còn 2ϕ20 2ϕ22+2ϕ25 562.5 1742.1 0.22 0.22 226.75 250 Uốn 2ϕ22 562.5 981.8 0.15 0.13 132.81 2730 2ϕ25 3ϕ18 565 763.4 0.01 0.01 111.58 10% 32.5% Bảng Khả chịu lực tiết diện dầm phụ - Xác định mặt cắt lý thuyết : Cốt thép Mặt cắt lý thuyết Thanh thép số 2(đầu bên trái) Thanh thép số 2(đầu bên phải) Thanh thép (đầu bên Cách mép 4713mm trái gối Q (kN) 45,435 qsw (kN/m) 48,07 W tính =¿ 20∅ (mm) 583 Wchọn (mm) 590 440 Cách mép 2023mm trái gối 53,697 48,07 669 440 700 Cách mép trái gối 106,677 64,09 942 440 950 586mm trái) Thanh thép (đầu bên phải) Thanh thép Cách mép phải gối 805mm 77,211 48,07 913 440 920 Cách mép 1796mm phải gối 40,674 48,07 513 360 520 a) Kiểm tra uốn cốt thép Cốt thép số sử dụng kết hợp vừa chịu mô men dương nhịp biên, vừa chịu mơ men âm gối 2, uốn bên trái gối Nếu coi cốt thép số uốn từ gối xuống, điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước 586mm, lớn h0/2 = 282.5 mm, điểm kết thúc uốn cách mép trái gối đoạn 1006 + 586= 1592 mm, nằm tiết diện sau b) Cốt thép cấu tạo Cốt thép số (2∅ 14): Cốt thép sử dụng làm cốt giá nhịp biên, đoạn mơ men âm Diện tích cốt thép 308 mm2, không nhỏ 0,1%bh0 = 0,1% x 250 x 565= 141.25 mm2 a) 4750 820 530 300 690 2280 3Ø16+2Ø25(220.265) 3Ø16 (73.421) 3Ø16 (40.201) 2Ø16(40.201) 1140 2Ø16 (40.201) 2Ø16+2Ø25(100.22) 2590 2270 59.2 54.9 17.1 19.5 70.2 88.8 87.8 63.4 28.4 8.5 67.69 w = 630 w = 2100 67.69 3Ø16 (73.421) w = 770 2Ø16+1Ø20 (65.2) 300 2130 Hình 5.Bố trí cốt thép hình bao vật liệu dầm phụ Dầm 4.1 Sơ đồ tính - Dầm dầm liên tục bốn nhịp, kích thước tiết diện dầm hdc= 900mm, bdc= 350mm Hình Sơ đồ tính tốn dầm - Dầm tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính tốn lấy theo trục, cụ thể sau : L = 3L1= 8400 (mm) - Chọn đoạn dầm kê lên tường chiều dày tường : Cdc=t=340mm 4.2 Xác định tải trọng - Tải trọng từ sàn truyền lên dầm phụ từ dầm phụ truyền lên dầm dạng lực tập trung 4.2.1 Tỉnh tải - Trọng lượng thân dầm chính: Go = bdc(hdc – hb)ℽnl1 = 0.35×(0.9 – 0.11)×25×1,1×2,8 = 21.29(kN) - Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: G1= gdp× L2 = 14.97×7.8 = 116.766 (kN) - Tĩnh tải tính tốn: G= Go + G1 = 21.29 + 116.766 = 138.056 (kN) 4.2.2 Hoạt tải: - Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: P= pdp× L2 = 36.4×7.8= 283.92 (kN) 4.3 Xác định nội lực: 4.3.1 Biểu đồ bao momen 4.3.1.1 Các trường hợp đặt tải: Sơ đồ tính dầm đối xứng, trường hợp đặt tải trình bày hình 4.3.1.2 Xác định biểu đồ momen cho trường hơp tải: - Tung độ biểu đồ momen tiết diện trường hợp đặt tải xác định theo cơng thức : MG= α×G×L= α×138.056×8.4 = 1159.67×α Mpi=α×P×L=α×283.92×8,4=2384,92×α M0= P× L1= 283.92×2.8= 795 (kNm) M1= 795 – 765.51×(1/3)= 539.83 (kNm) M2= 795 – 765.51×(2/3)= 284.66 (kNm) M3= 795 – (765.51-114.48)×(2/3) – 114.48= 246,5 (kNm) M4= 795 – (765.51-114.48)×(1/3) – 114.48= 463.51 (kNm) Bảng 2.6 Tính tốn tổ hợp momen  Tiết diện Gối B Gối C Sơ đồ α MG α Mp1 α Mp2 α Mp3 α i k l m n Mp4 α Mp5 α Mp6 o p Mmax Mmin 0.238 276 0.286 682.09 -0.048 -114.48 0.143 165.83 0.238 567.61 -0.095 -226.57 539.83 -0.031    284.66 -0.063 -73.93 -150.25     643.95    28.62 958.09 161.52 -0.286 -331.67 -0.14 -341.04 -0.14 -341.04 -0.321 -765.51 -0.10 0.079 91.61 -0.127 -302.88 0.206 491.29   246.5    0.111 128.72 -0.111 -264.73 0.222 529.45   463.51    -0.19 -220.34 -0.095 -226.57 -0.095 -226.57 -0.048 -114.48 -0.286 264.75  416.59     492.91    57.24 -226.57 -0.19 -453.13 0.036 85.86 -682.09 0.095 226.57 -0.143 -341.04 733.44 -60.74 -245.81 -1087.18     -226.57    -56.84 582.9 -211.27 Hình Sơ đồ tính mơ men dầm    -198.34 723.39 -136.01 6.23 -902.43 Hình cho hình ảnh chi tiết Mmax Mmin cho nửa dầm ( lợi dụng tính chất đối xứng dầm) Dùng biểu đồ hình xác định mơmen mép gối Mmg Hình Biểu đồ bao mơ men xác định theo phương pháp tổ hợp Mmg= Mg - hc ×(M g+ M ) 2l M3= 91.61+ 246.5 = 338.11 B M mg= 1087.18- 0.4 ×(1087.18+338.11) = 985.37 kNm 2× 2.8 - Tương tự gối C: M Cmg= 799.02 kNm 4.3.2 Xác định biểu đồ bao lực cắt Tung độ biểu đồ bao lực cắt: - Do tác dụng tĩnh tải G: QG = βG = β ×138.056(kN) - Do tác dụng hoạt tải Pi: Qpi = βPi = β × 283.92 (kN) Bảng 2.7 Tính toán tổ hợp lực cắt Lực cắt(kN) QG Giữa nhịp biên β Bên phải gối A 0.714 Bên trái gối B -1.268 Bên phải gối B 1.005 Q 98.57 -39.49 -175.055 138.74 β 0.857 -1.143 0.048 Giữa nhịp Bên trái gối C -0.995 0.684 -137.36 Qp1 -324.52 13.628 -0.143 1.048 -40.601 297.54 -1.321 1.274 -375.058 361.714 -0.095 0.81 -26.972 229.97 -1.190 0.286 -53.94 -337.86 81.201 0 0.036 0.187 0 10.22 53.093 Qmax 328.54 -66.46 -164.83 Qmin 57.96 -130.62 -550.11 Qp2 Qp3 Qp4 Qp5 Qp6 Q 243.319 β -0.143 Q -40.601 β 0.679 Q 192.78 β -0.095 Q -26.972 β 0.810 Q 229.975 β Q -40.601 -40.601 -91.139 -26.972 0 -0.952 13.625 -270.29 -0.726 77.797 -206.12 -1.19 -53.945 -337.86 0.286 81.201 81.201 500.45 81.885 -56.159 152.37 -53.26 -475.22 500.45 328.54 152.37 57.96 -66.46 A -130.62 -164.43 B 81.885 -53.26 -56.159 C -475.22 -550.11 HÌNH BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT DẦM CHÍNH (kN) 4.4 Tính tốn cốt thép dọc - Bê tơng cấp độ bền B20 có Rb= 11,5 MPa ; Rbt= 0,9 MPa; Cốt thép CII có Rs= 260 MPa; Rsc= 260 MPa - Tra phụ lục 9, ℽb2= 1; ℇR= 0.623; αR= 0.429 a) Với momen âm - Tính theo tiết diện chữ nhật b= 350mm; h= 900mm - Ở gối cốt thép dầm phải đặt xuống phía hàng thép dầm phụ nên a lớn Giả thiết a= 70mm, h0= 900-70= 830mm - Tại gối B, với Mmg= 991.53 αm= M 985.37 ×10 = = 0.35< αR= 0.429 R b ×b × h0 11,5 × 350× 8302 £= 1+ √ 1−2 α m 1+ √ 1−2× 0.35 = = 0.77 2 M 985.37 ×10 As = = =5930.03 mm2 R s × £ × h0 260× 0.77 × 830 - Kiểm tra µ% = As 5930.03 = ×100 = 2.04% bdc × h0 350× 830 - Tại gối C với Mmg = 799.02kNm; αm= 0.28 < αR= 0.429; £= 0.83; As= 4460.95; µ%= 1.53 % b) Với momen dương - Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm vùng nén , bề dày cánh hf = 80mm - Giả thiết a= 45mm, h0 = 900 – 50= 850mm - Độ vươn cánh Sf lấy không lớn giá trị bé trị số sau: 1 + ( )ld= × 8.4= 1,4m 6 + Một nửa khoảng cách thơng thủy dầm cạnh nhau: 0,5l= 0,5×7.45 = 3.725m l - Vậy Sf ≤ min(1,4; ) = 1,4m Chọn Sf = 1400mm - Bề rộng cánh b 'f = b + 2Sf = 350 + 2×1400 = 3150mm Mf = Rbb 'f h'f (h0-0.5h'f ) = 11.5×3150×80×(850-0,5×80)= 2347.38×106 Nmm - Mmax= 958.09 kNm < Mf= 2347.38kNm → Trục trung hòa qua cánh - Tính theo tiết diện chữ nhật b = bf = 3150mm, h= 900mm, a= 50mm, h0= 850mm - Tại nhịp biên, với M=958.09 kNm αm = £= M 958.09× 10 = = 0,036 h0t lớn trị số dùng để tính 850mm, an toàn + Với cốt thép chịu momen âm , chiều dày lớp bảo vệ tính đên mép cốt thép phía dầm phụ 40mm ( lớp bảo vệ cốt thép dầm phụ 20mm đường kính cốt thép ϕ20) Tại gối C đặt lớp thép a= 40 + 30 = 55mm, bé a dùng 70mm ( h0t lớn ) , an toàn Tại gối B đặt cốt thép thành lớp , lớp 4ϕ32 ( As1= 3217 mm 2, a1 = 40 + lớp 4ϕ30, khoảng hở 30mm ( As2 = 2827.4 mm2, a2 = 40 + 30 + 30 + a= 32 = 56mm ), 30 = 115mm ) 3217 ×56+2827 , ×115 = 83.59mm 3217+2827 , h0t = 900 – 83.59 = 816.41mm bé giá trị dùng tính tốn 830mm, khơng cần tính tốn lại chênh lệch bé chọn As = 6044.4mm2, lớn trị số tính + Kiểm tra khoảng hở cốt thép ( hàng 4ϕ30 ) Lớp bảo vệ mặt bên chọn c = 34mm > ϕ Khi đặt cốt thép cách khoảng hở: t= b−2c−4 ϕ 350−2 ×32−4 × 30 = = 51.3 ( lớn quy định 30mm) 3 Nên đặt hai gần hai góc ( cách 30mm) để khoảng hở lớn , tiện sử dụng đầm dùi đổ bê tơng 4.5) Tính tốn cốt thép chịu lực cắt - Chọn bê tông B20 : Rb = 11,5 (MPa) ; Rbt = 0,9 (MPa) - Chọn cốt thép dọc nhóm CB300-V: Rs = 260 (MPa); Rsc = 260 (MPa) - Chọn cốt thép đai nhóm CB240-T: Rs = 210 (MPa); Rsw = 170 (MPa) + b = 350 (mm), hdc = 900 (mm) + h0 = hdc – a =900 – 60 = 840 (mm) + L = 3L1 = 8400 (mm) - Chọn cốt đai nhánh ϕ8s60: d=8 (mm), s= 50 ( mm) Asw = 100,531 (mm2) - Bước 1: Kiểm tra khả chịu ứng suất nén : Qmax = max[ QA, QtrB , QBph, QC ] = 550.11 (kN) < φ b 1×Rb×b×h0 = 300 ×11,5×0,35×0,84 = 1014.3 (kN) => Vậy dầm đảm bảo khả chịu ứng suất nén - Bước 2: Kiểm tra khả cắt bê tông: Vị trí lực tập chung đặt cách gối tựa đoạn a = L = L1 = 2800 (mm) Qmax = max[ QA, QtrB , QBph, QC ] = 550.11 (kN) > [ Qbmin, Qb(a)]= 132.3(kN) => Vậy tiết diện bê tông không đủ khả chịu cắt gối A, gối B gối C - Bước 3: Chọn, kiểm tra thông số cốt đai: sct = min[0.5h0, 300mm] = 300(mm), smax = Rbtbh20/Qmax = 404.03(mm) => s = 50 (mm) < min[sct, smax] = 300 qsw = RswAsw/s = 341.8 (N/mm) => qsw = 341.8 (N/mm) > qsw,min = 0.25Rbtb = 78.75 ( N/mm) => Vậy cốt đai chọn thỏa mãn yêu cầu cấu tạo - Bước 4: Kiểm tra khả chịu cắt bê tơng cốt đai: Tính giá trị c3: c3= (2Rbtbh20/qsw)0.5 = 1140.41 Với 3h0 = 2520 (mm) < a = 2800 (mm) Và 2h0 = 1680 (mm) > c3 = 1140.41 (mm) Qu (0) = 2.5Rbtbh0 = 661.5 (kN) 2 Qu (c3) = (4.5Rbtbh 0qsw)0.5 = 584.69 (kN) Qu (3h0) = 0.5Rbtbh0 + 1.5qswh0 = 562.96 (kN) Vậy Qu = min[Q1u (0), Q2u (c3), Q3u (3h0)] = 562.96 (kN) Do QA = 328.54(kN) < Qu = 491.8 (kN) tr QB = 550.11 (kN) > Qu = 368.01 (kN) ph QB = 500.45 (kN) < Qu = 562.96 (kN) QC = 475.22 (kN) < Qu = 562.96 (kN) Kết luận: Với d =8(mm) s = 50 (mm) Cốt đai tiết diện bê tông đủ khả chịu lực cắt gối A, gối phải B, gối C Tuy nhiên, gối trái B khơng đủ khả chịu cắt, cần tính tốn bố trí cốt xiên gối trái B để chịu lực cắt với cốt đai bê tơng - Bước 5: Bố trí/kiểm tra cốt xiên phía trái gối B Góc uốn cho cốt xiên:  = 45° h  800mm,  = 60° hdc > 800mm Tận dụng cốt thép số (d1 = 28mm ) nhịp biên uốn lên chịu moment âm gối biên, đồng thời làm cốt xiên chịu cắt; Thêm vào đó, đặt cốt vai bị có đường kính d2 = 22mm làm cốt xiên chịu cắt Bố trí cốt xiên cho dầm mơ tả hình bên Bây kiểm tra khả chịu cắt tiết diện nghiên nguy hiểm C1, C2, C3 thể hình bên 2800 3@32 3@30 60° 840 60° C1 = 1320 350 C2 = 1450 C3 = 2625 HÌNH BỐ TRÍ CỐT XIÊN CHO DẦM CHÍNH Từ bố trí nhận thấy : C1 = 1320 (mm) < 2ho = 1680 (mm) C2 = 1450 (mm) < 2ho = 1680 (mm) C3 = 2625 (mm) > 3ho = 2520 (mm) - Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện nghiên C1 As,inc1= Q−Qdb 0.75 × Rsw × sinα Qu = Qb +Qsw + Qs.inc1 = 1.5Rbtbho2/C1 + 0.75qswC1 + 0.75RswAs.inc1sin60 = 590.75 (kN) Vậy : Qmax = 550.11 (kN) < Qu = 590.75 (kN) => Vậy dầm đảm bảo khả chịu cắt tiết diện nghiên C1 - Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện nghiên C2 Qu = Qb +Qsw + Qs.inc1 = 1.5Rbtbho2/C2 + 0.75qswC2 + 0.75RswAs.inc1sin60 = 601.43 (kN) Vậy : Qmax = 550.11 (kN) < Qu = 601.43 (kN) => Vậy dầm đảm bảo khả chịu cắt tiết diện nghiên C2 - Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện nghiên C3 Qu = Qb +Qsw + Qs.inc1 = 1.5Rbtbho2/C3 + 0.75qswC3 + 0.75RswAs.inc1sin60 = 799.72 (kN) Vậy : Qmax = 550.11 (kN) < Qu = 799.72 (kN) => Vậy dầm đảm bảo khả chịu cắt tiết diện nghiên C3 Kết luận : Để đảm bảo khả chịu cắt bên trái gối B cần bố trí cốt thép đai ϕ8s50 cốt xiên với cách bố trí hình Tại nhịp biên nhịp có lực cắt bé: Qgnh, biên = 130.62 (kN) < Qbmin = 132.3 (kN) Qgnh, = 81.885 (kN) < Qbmin = 132.3 (kN) Vậy vị trí nhịp biên nhịp tiết diện bê tông đủ khả chịu cắt nên cần bố trí theo cấu tạo Sct = (0.75ho; 500mm) = 500 (mm) Chọn s =500 (mm) d = (mm) 4.6) Tính cốt treo Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm cần bố trí cốt treo để gia cố cho dầm Lực tập trung cho dầm phụ truyền vào dầm là: P1= P + G1 = 283.92 + 116.766 = 400.68 (kN) Cốt treo đặt dạng cốt đai, diện tích tính tốn: Asw = P ×(1− R sw hs hs ) 283.9×(1− ) h0 = h0 = 1192.85 mm2 R sw hs = h dc – hdp = 840 – 600 = 240 (mm) Dùng đai Φ10 có asw = 78.5 mm2, số nhánh n =2, số lượng đai cần thiết là: m= A sw 1192.85 = =7.89 ns a sw 2×78.5 Chọn đai, đặt bên mép dầm phụ đai, đoạn hs = 240 – 80 = 160mm Khoảng cách đai 80mm, đai cách mép dầm phụ 80 mm 4.7 Tính, vẽ hình bao vật liệu a Tính khả chịu lực  Tại nhịp biên: Mơ men dương, tiết diện chữ T có cánh nằm vùng nén, bề rộng cánh b = b’f = 3150 mm, bố trí cốt thép 3Φ30 + 3Φ32, diện tích As = 4533.3 mm2, h0 thực tế tính = 840 mm Rs As 260 × 4533.3 = =0,038 ξ ¿ R b b h0 11.5×3150 ×840 ' x=ξ h0=0.038× 840=31.92mm< hf =80 mm = > Trục trung hòa qua cánh ζ = – 0,5ξ = – 0.5 x 0.038 = 0,981 Mtd = RsAsζh0 = 260 x 4533.3 x 0,981 x 840 = 971.26 x 106 Nmm = 971.26kNm  Tại gối B: Mômen âm, tiết diện chữ nhật b x h = 350 mm x 900 mm, bố trí cốt thép hàng ngoài: 4Φ32, hàng trong: 4Φ30, h0tt = 854 mm ξ¿ Rs As 260 ×6044.4 = =0 , 47