Wolddabt.ltdat.d19X5.Docx

DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v ĐỒ ÁN MÔN HỌC vi Chương 1. THIẾT KẾ SÀN BẢN DẦM THEO SƠ ĐỒ KHỚP DẺO 1 1.1. Giới thiệu về kết cấu và phân loại bản sàn 1 Mặt bằng kết cấu sàn: 2 1.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 4 1.2.1. Chọn vật liệu sử dụng 4 Chú thích: ξpl, αpl: tra ở bảng 5.2 giáo trình 4 1.2.2.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 4 1.3. Lập sơ đồ tính bản sàn(theo sơ đồ khớp dẻo) 7 1.3.1. Xác định nhịp tính toán của bản 7 1.3.2.Sơ dồ tính 8 1.4. Xác định tải trọng tác dụng lên dải bản tính toán 8 1.4.1 Tải trọng thường xuyên( Tĩnh tải – trọng lượng bản thân sàn). 9 1.4.2 Tải trọng tạm thời ( Hoạt tải) 10 1.4.3. Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dải bản 10 1.5. Tính toán nội lực,vẽ biểu đồ nội lực 10 1.6.Tính toán cố thép cho bản sàn 13 1.6.1 Cốt thép chịu lực 13 1.62 Kiểm tra khả năng chịu cắt bản sàn 15 1.7. Bố trí cốt thép cho bản sàn 16 1.7.1 Chọn lớp bê tông bảo vệ 16 1.7.2 Xác định cốt thép chịu momen âm dọc tường và dọc dầm chính 17 1.7.3 Cốt thép phân bố 19 1.7.4 Uốn và neo cốt thép 20 Chương 2. THIẾT KẾ DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ DẺO 21 2.1 Mô tả giới thiệu dầm phụ 21 2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng 21 2.3 Lập sơ đồ tính dầm phụ 21 2.4 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm phụ 23 2.4.1 Trọng lượng bản thân dầm phụ 23 2.4.2 Tải trọng từ bản sàn truyền vào dầm 24 2.5 Xác định nội lực và vẽ biểu đồ nội lực 25 2.5.1 Biểu đồ bao momen 25 2.5.2 Biểu đồ bao lực cắt 28 2.6 Tính cốt thép 28 2.6.1 Cốt thép dọc chịu kéo 28 2.6.2 Tính cốt đai 34 Chương 3. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI 37 3.1 Mô tả giới thiệu dầm chính 37 3.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng 37 3.3 Lập sơ đồ tính dầm chính 38 3.4 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính 39 3.4.1 Tỉnh tải 39 3.4.2 Hoạt tải 40 3.5 Xác định nội lực, tổ hợp nội lực và vẽ biểu đồ bao nội lực 41 3.5.1 Các trường hợp gây bất lợi 41 3.5.2 Xác định nội lực bằng phương pháp tra bảng 42 3.5.3 Vẽ biểu đồ nội lực của các trương hợp tải trọng 43 3.5.4 Tổ hợp momen, vẽ các trương hợp tổ hợp (biểu đồ momen thành phần), biểu đồ bao momen và lực cắt. 44 3.6. Tính cốt thép 49 3.6.1. Cốt dọc 49 3.6.2 Cốt đai 56 3.6.3 Cốt treo 58 3.7 Biểu đồ vật liệu 59 3.7.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện 59 3.7.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết và đoạn kéo dài W 60 3.8 Bố trí cốt thép cho dầm chính. 67 Tài liệu tham khảo 68 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Hệ sàn sườn 2 Hình 1.2. Hệ sàn ô cờ 3 Hình 1.3. Hệ sàn bêtông ứng lực trước 4 Hình 1.4. Tấm Panel lắp ghép 5 Hình 1.5. Lắp ghép tấm Panel vào công trình 6 Hình1.6.Sàn Bubble Deck 7 Hình 1.7.Tấm Sàn thép liên hợp PRODECK- Dự án Cầu vượt 8 Hình 1.8. Hệ sàn Uboot Beton 9 Hình 1.9 Mặt bằng kết cấu dầm sàn 13 Hình 1.10 Chênh lệch giữa các nhịp 18 Hình 1.11 Biểu đồ nội lực cho dải bản tính toán 22 Hình 1.12 Cốt thép mũ cấu tạo 28 Hình 1.13 Uốn neo cốt thép tròn trơn cho bản sàn 30 Hình 2.1MẶt cắt dọc dầm phụ 32 Hình 2.2Sơ đồ tính dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo 33 Hình 2.3 Phần bê tông chung giữa bản sàn và dầm phụ 34 Hình 2.4 Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm phụ 34 Hình 2.5 Dạng biểu đồ bao momen dầm phụ(sơ đồ khớp dẻo) 36 Hình 2.6 Biểu đồ bao momen dầm phụ( sơ đồ khớp dẻo) 37 Hình 2.7 Dạng biểu đồ bao lực cắt 38 Hình 2.8 Sơ đồ xác định kích thước tiết diện chữ T 39 Hình 3.1 MẶt cắt dọc dầm chính lớn 47 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán dầm chính 49 Hình 3.3 Xác định trọng lượng bản thân dầm chính quy về tải tập trung 50 Hình 3.4 Các trường hợp đặt tải cho dầm chính 51 Hình 3.5 Biểu đồ bao momen 55 Hình 3.6 Biểu đồ bao lực cắt 58 Hình 3.7 Sơ đồ xác định kích thước tiết diện chữ T 59 Hình 3.8 Xác định momem ở mép gối 63 Hình 3.9 Bố trí cốt đai cho dầm 68 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.2.Bảng xác định trọng lượng bản thân sàn 19 Bảng 1.3 Giá trị nội lực trên các tiết diện quan trọng của dải bản 21 Bảng 1.4 BẢng tính cốt thép sàn 25 Bảng 1.5 Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ 26 Bảng 2.1 Bảng tính giá trị tung độ biểu đồ bao momen 36 Bảng 2.2. Tiết diện tính toáncốt thép dầm phụ 40 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp tính toán cốt thép dọc dầm phụ 43 Bảng 3.1 Kết quả xác dịnh tung độ hệ số và tung độ momen (kNm) 52 Bảng 3.2 Biểu đồ momen uốn của các trương hợp tải 53 Bảng 3.3. Tiết diện tính toáncốt thép dầm chính 60 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp tính toán cốt thép dọc dầm phụ 64

THIẾT KẾ SÀN BẢN DẦM THEO SƠ ĐỒ KHỚP DẺO

Giới thiệu về kết cấu và phân loại bản sàn

Sàn phẳng bêtông cốt thép được dùng rất rộng rãi trong xây dựng, ví dụ như :sàn và mái cửa nhà, bản thang, bản chiếu nghỉ cầu thang, bản mặt cầu, mặt cầu cảng, tường và đáy các bể chứa hình chữ nhật, móng bè (sàn phẳng lật ngược) v.v… Các cấu kiện cơ bản của Sàn phẳng là bản và dầm.Gối đỡ dầm có thể là tường hoặc cột.

Trong kết cấu nhà, sàn trực tiếp nhận tải trọng,sau đó chuyển xuống dầm phụ, tiếp đến là dầm chính, cột, sau đó là xuống móng Ngoài ra, sàn còn đóng vai trò vách cứng tiết nhận tải trọng ngang (gió, động đất,…) để truyền vào các kết cấu thẳng đứng như cột, vách cứng, lỡi cứng, v.v… qua đó truyền xuống móng.

Phương án sàn trong đồ án: Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối.

Kích thước tất cả các ô bản: l 1  2 ; m l 2  4.9 m Xét tỷ số:

4.9 2.45 2 2 l l    nên tất cả các ô bản đều là bản loại dầm.

− Các dầm qua trục A-B-C-D-E là dầm chính (có 3 dầm chính), dầm chính có 9 nhịp và mỗi nhịp cách nhau một đoạn l 1 = 3*2m Vuông góc với dầm chính là dầm phụ (có 6 dầm phụ), dầm phụ có 4 nhịp và mỗi nhịp cách nhau một đoạn l 2=4.9 Có 6 cột

− Sàn được chia ra làm 36 ô bản, kích thước ô bản: l 1 × l 2 =2m×4.9m.

− Chiều dài tường chịu lực: t mm = 330(mm).

Mặt bằng kết cấu sàn:

Mặt bằng thể hiện dải bản b00

Hình 1.9 Mặt bằng kết cấu dầm sàn

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

1.2.1 Chọn vật liệu sử dụng

Chọn bê tông có cấp độ bền B20 - Loại bê tông này có cường độ tương đối cao và có thể chế tạo trong điều kiện thường, không đòi hỏi cao về công nghệ, hệ số điều kiện làm việc của bê tông γb  1.

Chọn cốt thép dọc chịu lực cho dầm ta sử dụng thép CB400V, đối với cốt đai và thép sàn ta sử dụng thép CB240T.

Bảng 1.1.1.Các đặc trưng của vật liệu

Vật liệu Bê tông Cốt thép

Hệ số ξpl, αpl ξpl = 0.37 αpl =0.302 Chú thích: ξpl, αpl: tra ở bảng 5.2 giáo trình

1.2.2.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện a) Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn:

Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào chịp của phương làm việc(thường là cạnh ngắn),vật liệu sử dụng,tải trọng tác dụng,yêu cầu về hạn chế độ võng,hạn chế bề rộng vết nứt,yêu cầu về chống rung và chống ồn,yêu cầu sử dụng và yêu cầu kiến trúc,môi trường

Theo kinh nghiệm,chiều dày bản sàn hb được chọn sơ bộ theo công thức sau:

212\* MERGEFORMAT (.) trong đó: D(0.8 1.4) m – hệ số phụ thuộc vào loại ô bản,với sàn bản dầm; l1 - cạnh ngắn của ô bản(hoặc nhịp làm việc); hmin chiều dày tối thiểu của ô bản.

+ m : hệ số phụ thuộc vào loại bản, bản loại dầm nên chọn m = 35

+ D : hệ số phụ thuộc vào tải trọng D  (0.8 1.4)   chọn D  1.1

+ hmin : chiều dày tối thiểu của bản sàn theo TCVN 5574:2018 thì hmin`mm đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất. b) Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm phụ

Kích thước tiết diện ngang của dầm phụ thuộc vào nhịp dầm,loại dầm(dầm đơn giản,dầm liên tục,dầm công xôn,dầm chính,dầm phụ,…),vật liệu sử dụng(loại bê tông),tải trọng tác dụng,yêu cầu kiến trúc,yêu cầu hạn chế độ võng và bề rộng khe nứt v.v

Có nhiều phương pháp đễ chọn sơ bộ tiết diện dầm.Đễ đơn giản ta tiến hành chọn theo kinh nghiệm.

Theo kinh nghiệm,chiều cao của dầm phụ hsp và bề rộng dầm phụ bsp được chọn sơ bộ theo công thức sau:

Với ldp – Nhịp dầm phụ

Chiều cao của dầm phụ lấy theo bội số của 50mm và tối thiểu là 300 mm,với sơ đồ trên thì ldp=l2=4,9m

 chọn: b dp  200 mm c) Chọn sơ bộ tiết diện dầm chính

Tương tự như dậm phụ,theo kinh nghiệm tiết diện của dầm chính (hsc x bsc) được sơ bộ theo công thức sau:

Với ldc là nhịp của dầm chính,theo sơ đồ trên thì :

Bảng 1.1.2.Chọn kích thước tiết diện sơ bộ

Tiết diện Sàn Dầm phụ Dầm chính

HSp mm dp b  h dp 0  400m m b dc  h dc 00  600mm

Lập sơ đồ tính bản sàn(theo sơ đồ khớp dẻo)

1.3.1 Xác định nhịp tính toán của bản

Bản sàn cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b=1m- đó là một dầm độc lập, liên tục, nhiều nhịp, và có các gối tựa là tường và các dầm phụ.

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa

Nhịp tính toán của bản được xác định như sau

515\* MERGEFORMAT (.) Đối với các nhịp giữa, nhịp tính toán lấy theo mép của dầm phụ

+ l0b :Nhịp tính toán của nhịp biên (mm);

+ l0 : Nhịp tính toán của nhịp giữa (mm);

+ l1 :Chiều dài cạnh ngắn của ô bản (mm);

+ bsp :Bề rộng của dầm phụ (mm);

+ cb : Chiều dày đoạn bản gối lên tường (mm), chọn cb ≥ (hb 0mm);

+ t : Chiều dày của tường (mm), t30mm.

Lập sơ đồ tính là chuyển từ mô hình thật sang mô hình tính toán,theo đó cần xác định các liên kết, gối tựa và nhịp tính toán. Đối với sàn bản dầm,tải trọng hầu như chỉ truyền theo một phương (phương cạnh ngắn), chính vì vậy tính toán chỉ tiền hành theo phương này(phương cạnh dài chỉ đặt thép cấu tạo) Tiến hành cắt bản sàn theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng 1m và xem đó là một dầm độc lập ,liên tục,nhiều nhịp và có các gối tựa là tường (ở biên) và dầm phụ.

Hình 1.1 Chênh lệch giữa các nhịp

Do đó chênh lệch không đáng kể xem l 0  l 0b đễ tính toán

Xác định tải trọng tác dụng lên dải bản tính toán

Sàn chịu tác dụng 2 loại tải trọng theo phương đứng:tải trọng thường xuyên(trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn),và tải trọng tạm thời.

1.4.1 Tải trọng thường xuyên( Tĩnh tải – trọng lượng bản thân sàn)

Hình1.11.Các lớp cấu tạo sàn

Trọng lượng bản thân sàn được xác định dựa vào các lớp cấu tạo theo công thức sau:

Trong đó:  i - trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i ;  i - chiều dày của lớp vật liệu thứ i ;  f i , - hệ số tin cậy của lớp vật liệu thứ i.

Kết quả tính toán trọng lượng bản thân sàn được lập thành bảng.

Bảng 1.3.Bảng xác định trọng lượng bản thân sàn

Trị tiêu chuẩn, tc g s (kN/m 2 )

1.4.2 Tải trọng tạm thời ( Hoạt tải)

Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn được xác định dựa vào hoạt tải tiêu chuẩn và hệ số độ tin cậy:

Trong đó: p s - hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn;  f p , - hệ số tin cậy của hoạt tải(tra bảng TCVN 2737-1995) Theo TCVN 2737-1995 ,với các hoạt tải có giá trị

200 / 2 tc p s  daN m thì hệ số tin cậy  f p , =1,3 Với các hoạt tải có p s tc  200 daN m / 2 thì hệ số tin cậy  f p , =1,2

Theo đề bài cho: p s tc  990 daN m / 2  p tc 990 1, 2 1188  daN m/ 2 11.88kN m/ 2

1.4.3 Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dải bản

Tổng tải trọng phân bố đều trên dải tính toán (bề rộng 1m):

Tính toán nội lực,vẽ biểu đồ nội lực

Bản sàn được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo,tức là có kể đến sự hình thành khớp dẻo,phân phối nội lực giữa các nhịp và các gối.

Trong trường hợp đều nhịp hoặc chênh lệch không quá 10%, giá trị mômen cực đại tại các nhịp và các gối của dải tính toán được xác định như sau:

- Mômen dương cực đại ở nhịp biên:

- Moomen dương cực đại ở gối 2:

- Moomen dương cực đại ở các nhịp giữa và gối giữa:

Lực cắt trong dải bản tính toán được xác định theo công thức sau:

- Lực cắt bên trái gối 2 bên trái

- Giá trị lực cắt tại bên phải gối 2 và các gối giữa

Bảng 1.4 Giá trị nội lực trên các tiết diện quan trọng của dải bản

Hình 1.2 Biểu đồ nội lực cho dải bản tính toán

Tính toán cố thép cho bản sàn

Tiết diện tính toán là hình chữ nhật bẹt b h  b  1000  h b

Hình 1 1.1 Tiết diện tính toán của dải bản

- C mm – Lớp bê tông bảo vệ;

- Giả thiết a$mm –khoảng cách từ trọng tâm cốt chịu kéo đến mép ngoài cùng chịu kéo;

- h 0   h a  70 24 46   mm – chiều cao làm việc của tiết diện; a)Nhịp biên và gối 2

Bản sàn được tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính toán cốt thép theo bài toán đặt cốt đơn  m   pl

Ta thấy:  m  0.183   pl  0.302 (Hệ số  m và  pl được lấy theo bảng 1.1)

Diện tích cốt thép tính toán cần thiết:

   mm 2 Hàm lượng cốt thép tính toán:

Chọn thép  8 90 a có tổng tiết diện thép bố trí A s ch  559 mm 2

Hàm lượng cốt thép bố trí:

 % b)Nhịp giữa và gối giữa

Bản sàn được tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính toán cốt thép theo bài toán đặt cốt đơn  m   pl

Ta thấy:  m  0.125   pl  0.302 (Hệ số  m và  pl được lấy theo bảng 1.1)

   mm 2 Hàm lượng cốt thép tính toán:

Chọn thép  8 140 a có tổng tiết diện thép bố trí A s ch  359 mm 2

Bảng 1.5 BẢng tính cốt thép sàn

Nhịp giữa và gối giữa

1.62 Kiểm tra khả năng chịu cắt bản sàn

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn theo công thức sau:

Trong đó: Q max : lực cắt lớn nhất trong bản max 16, 239

Vậy bê tông sàn đủ khả năng chịu cắt,nên ta không cần đặt cốt đai(thay đổi tiết diện,cấp độ bền bê tông,hoặc nhóm cốt thép).

Bố trí cốt thép cho bản sàn

1.7.1 Chọn lớp bê tông bảo vệ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ phụ thuộc vào:loại và đương kính cốt thép; vai trò của cốt thép trong kết cấu; loại kết cấu; kích thước tiết diện; loại và cấp độ bền của bê tông; điều kiện làm việc của kết cấu; v.v

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ C được quy định trong TCVN 5574:2018; được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép và giá trị C 0

Bảng 1.6 Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ Điều kiện làm việc của kết cấu nhà C 0 ,mm

1.Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (dưới 40%) 20

2.Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm nâng cao (từ 25

4.Trong đất (khi không có các biên pháp bảo vệ bổ sung),trong móng khi có lớp bê tông lót

40 Như vậy chiều dày lớp bê tông bảo vệ là 20mm

1.7.2 Xác định cốt thép chịu momen âm dọc tường và dọc dầm chính Ở dọc các biên tường tham gia chịu lực, trong tính toán quan niệm là khớp, do đó không có momen âm tại vị trí bản giao với tường.

Ngoài ra dọc theo các dầm chính trong thực tế vẫn xuất hiện momen âm do bản sàn truyền tải trọng lên dầm chính( trong quan niệm tính toán bản sàn chỉ truyền lên dầm phụ theo phương cạnh ngắn và không truyền lên dầm chính).

Vì vậy,dọc theo tường biên và các dầm chính cũng phải bố trí cốt thép mũ cấu tạo đễ đảm bảo khả năng chống nứt, chịu lực cho bản sàn va tăng độ cứng tổng thể của bản sàn Giá trị cốt thép này được xác định theo điều kiện

 Chọn thép mũ cấu tạo  6 200 a

Thép mũ cấu tạo dọc theo tường: kéo dài cách mép gối tựa một đoạn là

Thép mũ cấu tạo dọc theo dầm chính:kéo dài cách mép gối một đoạn là l an  l 0 hệ số  được lấy dựa vào tỷ số s s p g theo điều kiện sau: cốt phân bố

=3.715 nội suy ta được k=0.282 hoặc có thể tính theo công thức sau:

Hình 2.9 Dạng biểu đồ bao momen dầm phụ(sơ đồ khớp dẻo)

Momen dương lớn nhất cách gối biên một đoạn L=0.425 l 0 b  1995.375 mm ;

Momen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn(Nhánh dương của biểu đồ bao momen Hình 2.5 có dạng đường parabol và có các giá trị bằng 0 ở cách mép gối tựa một đoạn 0.15 l 0 (0.15 l 0b ):

Momen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn (Nhánh âm của biểu đồ bao momen ở nhịp biên(nhịp 1) sát gối tựa thứ 2 được coi là một đường thẳng và có giá trị bằng không ở cách mép gối tựa một đoạn kl 0b );

Bảng 2.7 Bảng tính giá trị tung độ biểu đồ bao momen

Hình 2.10 Biểu đồ bao momen dầm phụ( sơ đồ khớp dẻo) 2.5.2 Biểu đồ bao lực cắt

Hình 2.11 Dạng biểu đồ bao lực cắt

- Bên trái gối B: Q B T  Q D P  0.6( q dp  l 0 b ) 90.062  (kN)

- Bên phải gối B và lực cắt ở mép các gối tựa phía trong:

Tính cốt thép

2.6.1 Cốt thép dọc chịu kéo

Bản sàn đổ liền khối với dầm phụ và phối hợp với dầm phụ tạo thành tiết diện chữ

T, ở đây bản sàn đóng vai trò là cánh Tại các tiết diện giữa nhịp, cánh của tiết diện chữ T nằm trong vùng nén do đó tính toán lấy theo tiết diện chữ T Còn lại các gối chịu momen âm ( căng thớ trên) ,vùng nén nằm ở dưới, vùng kéo nằm ở trên, do đó tại các gối bỏ qua sự làm việc của cánh, tính toán được tiến hành theo tiết diện chữ nhật b dp  h dp

- Xác định kích thước tiết diện chữ T đễ tính toán:

Kích thước tiết diện chữ T được tính toán như sau: b b  dp ; h h  dp ;h ' f h b

Bề rộng bản cánh b ' f 2S c b dp , với Sc được lấy theo điều kiện hạn chế về độ vươn của sải cánh như sau( Theo TCVN 5574:2018 ở mục 8.1.2.3.4 trang 58):

Hình 2.12 Sơ đồ xác định kích thước tiết diện chữ T

- Xác định vị trí trục trung hòa:

C%mm – lớp bê tông bảo vệ;

Giả thiết a5mm – khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép ngoài cùng chịu kéo; h0=h-a@0-3565mm – chiều cao làm việc của tiết diện;

Momen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh:

Momen lớn nhất ở nhịp: M  M nb  64.131 kNm

Ta thấy Mf>M do đó trục trung hòa đi qua cánh

 Tiết diện tính toán là hình chữ nhật lớn b ' f h dp

Bảng 2.8 Tiết diện tính toáncốt thép dầm phụ

Nhịp biên,nhịp giữa Gối 2, gối giữa a)Cốt thép chịu momen dương-Nhịp biên

Dầm phụ được tính nội lực theo sơ dồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính toán cốt thép theo bài toán đặt cốt đơn:  m   pl

Ta thấy  m  0.0402   pl  0.302 do đó thỏa điều kiện hạn chế

Hàm lượng cốt thép tính toán:

 Chọn thép 2 16 1 14    có tổng diện tích thép bố trí là A s ch  555.9 mm 2

Xác định trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo theo thực tế:

35 tt gt tt gt a a  mmh h

: Thiên về an toàn b)Cốt thép chịu momen dương (nhịp giữa)

 Chọn thép 2 16  có tổng diện tích thép bố trí là A s ch  4.02 mm 2

 Xác định trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo theo thực tế:

: Thiên về an toàn c)Cốt thép chịu momen âm(Gối 2):

 Chọn thép 2 14 1 14    có tổng diện tích thép bố trí là A s ch  462 mm 2

: Thiên về an toàn d) Cốt thép chịu momen âm(Gối giữa)

35 tt gt tt gt a a  mmh h : Thiên về an toàn

Bảng 2.9 Bảng tổng hợp tính toán cốt thép dọc dầm phụ

Bước 1: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dải giữa các vết nứt nghiêng ở bụng dầm

Dải nghiêng ở bụng dầm giữa các vết nứt không bị phá hoại do ứng suất nén chính. Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

- Khả năng chịu cắt cảu bê tông ở mép gối tựa ( với C=0.6h0)

Bê tông ở vùng mép gối tựa đảm bảo khả năng chịu cắt.

- Khả năng chịu cắt của bê tông ở cuối tiết diện nghiêng

Dầm phụ chịu tải trọng phân bố đều: C C  max  3 h 0 ,

Chọn C=3*h 0  3 0.365 1.095( ) m Độ lớn gần đúng lực cắt ở cuối tiết diện nghiêng:

Bê tông ở vùng cuối tiết diện nghiêng không đảm bảo khả năng chịu cắt:

 Kết luận: Cần phải tính toán cốt đai cho dầm.

- Lực phân bố trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài:

,đễ thiên về an toàn cho q=0;

- Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện:

- Tính lại q sw sau khi có C 0

- Bước cốt đai theo tính toán:

266.266 90.062 max ax w bt m s R bh mm

- Bước đai theo yêu cầu cấu tạo: Đoạn gần gối tựa: 0

 Chọn  8 150 a cho đoạn gần gối tựa, đoạn còn lại  8 200 a

2.7 Bố trí cốt thép cho dầm phụ

THIẾT KẾ DẦM CHÍNH THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI

Mô tả giới thiệu dầm chính

Dầm chính có thể kê lên tường ở gối biên và kê lên cột ở các gối giữa Cột và dầm chính thường được đổ bê tông toàn khối tạo nên khung bê tông cốt thép với liên kết giữa cột và dầm là liên kết cứng Dầm chính có nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng của dầm phụ truyền vào,sau đó truyền xuống cột và xuống móng và nền.

Như trên mặt bằng kết cấu dầm sàn ( Hình 1.9), với sơ đồ mặt bằng như trên : có 3 dầm chính lớn, mỗi dầm có 3 nhịp, một nhịp dài bằng 3 l 1  6 m

Trong kết cấu này,bản sàn liên kết với dầm ở phần trên của tiết diện dầm và tạo thành tiết diện chữ T.

Hình 3.13 MẶt cắt dọc dầm chính lớn

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng

Đã trình bày ở mục 1.2.1 và 1.2.2c

Lập sơ đồ tính dầm chính

Lập sơ đồ tính dầm chính là chuyển từ kết cấu thật thành sơ đồ tính, xác định các gối tựa và liên kết và xác định các nhịp tính toán Dầm chính được tính theo sơ đồ dàn hồi. Ở dây có thể xác định một cách gần đúng nội lực trong dầm chính bằng cách xem dầm chính là một dầm liên tục nhiều nhịp có gối tựa là tường và các cột Mức độ chính xác trong trường hợp này có thể chấp nhận được khi độ cứng đơn vị của dầm lớn hơn 4 lần độ cứng đơn vị của cột:

182Equation Section (Next)1912Equation Chapter (Next) Section 1

Trong đó : I I d , c là momen quán tính chính của dầm và cột; l l d , c tương ứng là chiều dài của dầm và cột; E b mô đun đàn hồi của bê tông.

Vì vậy trong trường hợp này,độ cứng của dầm lớn hơn rất nhiều so với độ cứng của cột, do đó dưới tác dụng của tải trọng lên dầm, nội lực chủ yếu sinh ra trong dầm, do đó có thể xem cột là gối tựa đơn giản cho dầm.

Hình 3.14 Sơ đồ tính toán dầm chính

Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính

Tỉnh tải tác dụng lên dầm chính bao gồm: Trọng lượng bản thân dầm, tỉnh tải do dầm phụ truyền vào.

- Trọng lượng bản thân dầm chính (quy về tải tập trung):

Trọng lượng bản thân dầm chính là tải trọng phân bố đều Tuy nhiên, giá trị tải trọng này không lớn, nội lực sinh ra do trọng lượng bản thân nhỏ hơn rât nhiều so với nội lực gây ra bởi tải tập trung( tỉnh tải và hoạt tải) do dầm phụ truyền vào Vì vậy, đễ đơn giản trong tính toán, tiến hành quy đổi trọng lượng bản thân của dầm chính ở dạng phân bố đều về tải tập trung đặt tại điểm giao nhau giữa dầm phụ và dầm chính Ngoài ra giữa dầm phụ, dầm chính , bản sàn có phần bê tông chung, phần chung này đã được tính trong dầm phụ và sàn, vì vậy khi tính trọng lượng bản thân dầm chính bỏ qua phần bê tông chung này tức là chỉ tính phần trọng lượng của dầm còn lại sau khi trừ dầm phụ và dầm chính – phần gạch chéo như trên Hình 3.3.

Hình 3.15 Xác định trọng lượng bản thân dầm chính quy về tải tập trung

- Tỉnh tải do dầm phụ truyền về dưới dạng lực tập trung:

- Tổng tỉnh tải tập trung tác dụng lên dầm chính:

Hoạt tải tập trung từ dầm phụ truyền lên dầm chính:

Xác định nội lực, tổ hợp nội lực và vẽ biểu đồ bao nội lực

3.5.1 Các trường hợp gây bất lợi

Hoạt tải chất bất lợi được xét theo nguyên tắc: Muốn tìm momen cực đại ở nhịp nào thì chất hoạt tải lên nhịp đó và cách nhịp, muốn tìm momen cực đại ở gối bất kỳ, chất hoạt tải lên 2 nhịp bên cạnh và cách nhịp.

Tận dụng tính đối xứng của dầm để giảm số lượng của các trường hợp tải(các trường hợp chất hoạt tải). Đễ tìm giá trị nội lực nguy hiểm nhất tại mỗi tiết diện dầm, cần phải xét các trường hợp đặt tải như sau:

G dc G dc G dc G dc G dc G dc

Hình 3.16 Các trường hợp đặt tải cho dầm chính

Tổ hợp(TT+HT1) cho giá trị momen dương cực đại ở nhịp 1 và 3

Tổ hợp(TT+HT2) cho giá trị momen dương cực đại ở nhịp 2

Tổ hợp(TT+HT3) cho giá trị momen âm cực tiểu ở gối 2

Tổ hợp(TT+HT3dx) cho giá trị momen âm cực tiểu ở gối 3

Tổ hợp(TT+HT4) cho giá trị momen dương cực đại ở gối 2

Tổ hợp(TT+HT4dx) cho giá trị momen dương cực đại ở gối 3 Đễ xác định giá trị nội lực ứng với các trường hợp đặt tải ( TT,HT1…) có thể thực hiện bằng cách dùng bảng tra lập sẵn hay dùng phương pháp PTHH (Sap 2000, Steadedpro,…).

3.5.2 Xác định nội lực bằng phương pháp tra bảng

Có thể xác định nội lực bằng phương pháp tra bảng trong phụ lục cho sẵn, theo đó tung độ biểu đồ momen tại tiết diện bất kỳ được xác định theo công thức:

Trong đó: hệ số  tra trong bảng lập sẵn Phụ luc 11 cho trường hợp dầm 3 nhịp.

Bảng 3.10 Kết quả xác dịnh tung độ hệ số và tung độ momen (kNm)

Trong các sơ đồ 2,3,4,5 bảng tra không cho các hệ số  tại một số tiết diện, phải nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu(đễ tìm giá trị momen tại các tiết diện trung gian ta thực hiện phương pháp treo biểu đồ momen khi biết các giá trị momen tại 2 đầu của dầm (gối) rồi dùng quan hệ tam giác đồng dạng đễ nội suy giá trị đó.

3.5.3 Vẽ biểu đồ nội lực của các trương hợp tải trọng

Sử dụng phần mềm Sap2000 hổ trợ việc tính toán và vẽ biểu đồ nội lực:

Bảng 3.11 Biểu đồ momen uốn của các trương hợp tải

3.5.4 Tổ hợp momen, vẽ các trương hợp tổ hợp (biểu đồ momen thành phần), biểu đồ bao momen và lực cắt

Từ các giá trị momen đã tính được cho các trường hợp tải trọng (Bảng 3.1),Tiến hành tổ họp momen theo cấu trúc: M i M g M pl kết quả tổ hợp được thể hiện dưới bảng sau:

Hình 3.17 Biểu đồ bao momen

- Biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải:

Ta có quan hẹ giữa momen và lực cắt: “Đạo hàm của momen chính là lực cắt” vậy ta có : M '  tg 

Xét 2 tiết diện a và b cách nhau một đoạn x=2m, chênh lệch momen của 2 tiết diện là  M  M a  M b Do đó lực cắt giữa 2 tiết diện đó là:

Kết quả tính toán được thể hiện dưới bảng sau:

- Vẽ các trường hợp lực cắt

- Xác định biểu đồ bao lực cắt:

Kết quả tính toán được thể hiện dưới bảng sau:

- 164.5 3 -Vẽ các trường hợp bao lực cắt:

Biểu đò bao lực cắt thành phần

Hình 3.18 Biểu đồ bao lực cắt

Tính cốt thép

Bản sàn đổ liền khối với dầm chính và phối hợp với dầm chính tạo thành tiết diện chữ T, ở đây bản sàn đóng vai trò là cánh Tại các tiết diện giữa nhịp, cánh của tiết diện chữ T nằm trong vùng nén do đó tính toán lấy theo tiết diện chữ T Còn lại các gối chịu momen âm ( căng thớ trên) ,vùng nén nằm ở dưới, vùng kéo nằm ở trên, do đó tại các gối bỏ qua sự làm việc của cánh, tính toán được tiến hành theo tiết diện chữ nhật b dc  h dc

- Xác định kích thước tiết diện chữ T đễ tính toán:

Kích thước tiết diện chữ T được tính toán như sau: b b  dc ; h h  dc ;h ' f h b

Bề rộng bản cánh b ' f 2S c b dc , với Sc được lấy theo điều kiện hạn chế về độ vươn của sải cánh như sau( Theo TCVN 5574:2018 ở mục 8.1.2.3.4 trang 58):

Hình 3.19 Sơ đồ xác định kích thước tiết diện chữ T

- Xác định vị trí trục trung hòa:

C%mm – lớp bê tông bảo vệ;

Giả thiết a`mm – khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép ngoài cùng chịu kéo; h0=h-a`0-60T0mm – chiều cao làm việc của tiết diện;

Momen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh:

Momen lớn nhất ở nhịp: M  M nb  272.788 kNm

Ta thấy Mf>M do đó trục trung hòa đi qua cánh

 Tiết diện tính toán là hình chữ nhật lớn b ' f h dp

Nhịp biên,nhịp giữa Gối 2, gối giữa a)Cốt thép chịu momen dương-Nhịp biên

Dầm chính được tính nội lực theo sơ dồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế khi tính toán cốt thép theo bài toán đặt cốt đơn:  m  R

Ta thấy  m 0.0714 R 0.3911 do đó thỏa điều kiện hạn chế

: Thiên về an toàn b)Cốt thép chịu momen dương nhịp giữa

 Chọn thép 3 20  có tổng diện tích thép bố trí là A s ch  942 mm 2

 Xác định trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo theo thực tế: att (25 20)

60 tt gt tt gt a a  mmh h : Thiên về an toàn c)Cốt thép chịu momen âm (gối 2)

Xác định momen ở mép gối:

Hình 3.20 Xác định momem ở mép gối

80 tt gt tt gt a a  mmh h : Thiên về an toàn d) Cốt thép chịu momen âm(Gối giữa)

80 tt gt tt gt a a  mmh h : Thiên về an toàn

Bảng 3.13 Bảng tổng hợp tính toán cốt thép dọc dầm phụ

Bước 1: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của dải giữa các vết nứt nghiêng ở bụng dầm

Dải nghiêng ở bụng dầm giữa các vết nứt không bị phá hoại do ứng suất nén chính. Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

- Khả năng chịu cắt cảu bê tông ở mép gối tựa ( với C=0.6h0)

Bê tông ở vùng mép gối tựa đảm bảo khả năng chịu cắt.

- Khả năng chịu cắt của bê tông ở cuối tiết diện nghiêng

Dầm chính hịu tải trọng phân bố đều: C C  max  3 h 0 ,

Chọn C=3*h 0  3 0.52 1.56( ) m Độ lớn gần đúng lực cắt ở cuối tiết diện nghiêng:

Bê tông ở vùng cuối tiết diện nghiêng đảm bảo khả năng chịu cắt:

 Kết luận: Cần phải bố trí cốt đai cho dầm theo cấu tạo.

- Bước đai theo yêu cầu cấu tạo:

- Lực phân bố trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài:

,đễ thiên về an toàn cho q=0;

- Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện:

- Tính lại q sw sau khi có C 0

- Bước cốt đai theo tính toán:

340.992 214.105 max bt ma w x s R bh mm

 Chọn  8 100 a cho đoạn gần gối tựa, đoạn còn lại  8 200 a

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn đai  10 có a sw  78.54 mm 2 ,n= 2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết:

Chọn m=6 đai,bố trí mỗi bên dầm phụ 2 đai, trong đoạn h s  150 mm => khoảng cách giữa các cốt treo là 50mm

Hình 3.21 Bố trí cốt đai cho dầm

Biểu đồ vật liệu

3.7.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As.

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a nhip  25 mm a ; goi  40 mm ;khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo chiều đứng của dầm là t%mm.

Xác định a thực tế: si i th si

Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau:

3.7.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết và đoạn kéo dài W

Q: lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao momen;

Q : khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc,

Q  R A ; q sw : khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết, q sw  R na sw s sw

Với cốt đai đã chọn 8 200a thì

  d: đường kính cốt thép được cắt; chọn W d.

- Tại Nhịp biên bên trái: tiết diện cắt lý thuyết 1 16  cây số 2

Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết :

Q  2  kN Đoan kéo dài W: cắt 16 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Tại nhịp biên bên trái: tiết diện cắt lý thuyết 2 16  cây số 3

Q  2  kN Đoan kéo dài W: cắt 216 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Nhịp biên bên phải: tiết diện cắt lý thuyết 1 16  cây số 2

  Đoan kéo dài W: cắt 16 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Nhịp biên bên phải: tiết diện cắt lý thuyết 2 16  cây số 3

Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết:

Q   kN Đoan kéo dài W: cắt 16 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Gối B bên trái: tiết diện cắt lý thuyết 1 20  cây số 5

Q   N Đoan kéo dài W: cắt 20 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Gối B bên trái: tiết diện cắt lý thuyết2 20  cây số 6

Q   kN Đoan kéo dài W: cắt 220 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

- Gối B bên phải: tiết diện cắt lý thuyết 1 20  cây số 5

- Gối B bên phải: tiết diện cắt lý thuyết 2 20  cây số 6

- Gối C bên trái: tiết diện cắt lý thuyết 2 16  cây số 7

  Đoan kéo dài W: cắt 216 không có cốt xiên nên Q s inc ,  0

Bảng Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Tên cấu kiện Thể tích bê tông m 3 Trọng lượng cốt thép(KG) Hàm lượng cốt thép trong 1m 3 bê tông

Trọng lượng cốt thép trên 1m 2 diện tích mặt sàn 23.2 KG/m 2

 Thê tích toàn sàn nhân 60% lớn hơn hoặc bằng thể tích bản sàn thì đạt hiệu quả về kinh tế

 43.58760&.15 ≥ 24.26 → hiệu quả về kinh tế

Tiêu đề	Đồ Án Môn Học
Tác giả	Lê Thành Đạt
Người hướng dẫn	GVHD: Đỗ Thị Kim Oanh
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	đồ án

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	1,56 MB
File đính kèm	Bê Tông Cốt Thép 1.rar (22 MB)