bài thi học kỳ i tính toán và bố trí thép sàn

Hình 2.3 : Biểu đồ bao moment và lực cắt2.4-Tính toán cốt thép:Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15 có .Cốt thép bản sàn sử dụng loại CII có ; Chỉ số làm việc là 0.9 Cốt thép theo bài toán

TÍNH TOÁN BẢN SÀN

Xác định tải trọng của sàn

-Lớp sàn gồm 4 lớp chính:

Hình 1,3 Cấu tạo lớp sàn

Ta lập được bảng tính toán và dựa theo công thức : g tt s  (n i     i i )

Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình

Bề dày lớp cấu tạo sàn i(m)

Hệ số vượt tải ni

Vữa lót sàn 0.03 18 1,3 0,702 Ô sàn bê tông cốt thép

Thiết bị đặt trên sàn 0,5 1,2 0,6

Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn g kN m tt s ( / 2 ) 4,623

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản sàn ứng với bản sàn có bề rộng b 1 m : ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Xác định nội lực

Tỷ lệ cao dầm và chiều dày của sàn:

Vậy ta chọn phương án liên kết ngàm cho tất cả các phương ô bản sàn

Dựa theo phụ lục 12 ô số 9-KCBTCT , với r 1,1 ta tra được:

Tổng tải tính toán toàn bản: P q L s ts 1 Lts 2 17,273 5.9 5,5 560.51   KNm

1.3.1 Moment dương lớn nhất ở bản:

1.3.2 Moment âm lớn nhất ở gối :

Tính toán cốt thép

∗Tính toán cốt thép theo trường hợp cấu kiện chịu uốn của tiết diện chữ nhật,với kích thước:

-Chiều ngang là chiều rộng của bản sàn : b = 1000 (mm)

-Chiều cao chính là chiều dày của sàn:

-Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15:

Cường độ chịu nén dọc trục:R b 8, 5MPa. ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Cường độ chịu kéo của bê tông:Rbt0.75MPa.

Môđun đàn hồi: Eb2.3 10 4 MPa

-Cốt thép bản sàn sử dụng loại CII:

Cường độ tính toán của thép:

Hệ số giới han vùng nén:  R 0,6

-Hệ số làm việc là:   b 0,9

-Cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật

 -Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Bảng 1.1: Kết quả tính thép của bản sàn.

 mm 2  Bố trớ A  mm s chọn 2  à s (%)

-Đoạn L k được tính theo công thức 4 nhip k

-Chọn đường kính cốt thép phân bố: 6 và khoảng cách các thanh thép là 300(mm) ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Hình 1.4.a: M t cắắt chi tiếắt thép sànặ

Hình 1.4.b: Mặt bằng chi tiết thép sàn vuông góc với dầm chính ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

1 4.2-Tính toán gia cường lỗ

-Chọn cách gia cường lỗ hình vuông có kích thước cạnh là 4

-Lỗỗ cầần gia cường có kích thước là 2200x2200(mm) Bản sàn có lỗ như nắp để nước, lỗ trên mái thì cần phỉa gia cường thêm thép và bê tông xung quanh lỗ Nên ph i gi i ả ả quyêết bằầng cách làm thêm dầầm ph bằếc ngang (theo phụ ương c nh ngằến).ạ

-Ta có: Sô trông  L 2 4 (2,2) 2 4,84(m ) 4840000(mm ) 500(mm ) 2  2  2

Khi đó 2 ph ương c a lỗỗ gia đủ ược dầầm này ch u l c, ị ự thép trong sườn kích thước ph ụ thu c vào kích thộ ước, hình d ng và v trí lỗỗ trong b n sàn.ạ ị ả Kích thướ ủc c a sườ n bao quanh lỗỗ là (h x b)=(300x200) 

 Ch n thép đai c a sọ ủ ườn là  5 200 a

Hình 1.4.2 gia cường lỗ ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

TÍNH TOÁN DẦM

Tổng tải trọng tính toán

Tổng tĩnh tải lên dầm 2:

Tổng hoạt tải lên dầm 2:

Biếếu đồồ bao moment và bi u đồồ bao l c cắết∗ ể ự :

-Dùng sỗế li u c a ph l c đ xác đ nh tung đ hình bao moment ệ ủ ụ ụ ể ị ộ

L pậ b ng kêết qu tính toán:ả ả x/l 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Tiêết di n ệ 0 1 2 3 4 5 ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

39.369 4.518 -42.098 -99.405 -164.603 -239.989 ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Hình 2.3 : Biểu đồ bao moment và lực cắt

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15 có

Cốt thép bản sàn sử dụng loại CII có ; Chỉ số làm việc là 0.9

Cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật

Tính hệ số cánh tay đòn nội lực:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Thỏa điều kiện kiểm tra hàm lượng cốt thép.

Tại tiết diện ở nhịp (ứng với giá trị moment dương), bản cánh nằm trong vùng chịu nén

 Tiết diện tính toán là tiết diện chữ T.

 Xác định kích thước tiết diện chữ T:

6 6 120 720(mm) 1 _ (L 5500 mm) c s 6 nhip s    h   nhip dam  ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Kích thước tiết diện chữ T :b ' f1740 mm ;h ' f hs 120 mm ;

2.4.hình kích thước tiết diện chữ T

Với momen dương, cốt thép tính toán với tiết diện chữ T

-Xác định vị trí trục trung hòa:

Trục trung hòa qua sườn, tính cốt thép như tiết diện hình chữ nhật lớn:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Với momen âm, cốt thép tính toán với tiết diện hình chữ nhật nhỏ

Tiết diện hình chữ nhật nhỏ :

 ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Từ đó suy ra giá trị:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Bảng 2.2: Kết quả tính thép tại từng tiết diện của dầm phụ.

Chiều dày lớp bảo vệ lấy bằng 25mm,Tính a0.

=> đạt yêu cầu Khoảng hở theo phương ngang của cốt thép: t = > đạt yêu cầu

Chiều dày lớp bảo vệ lấy bằng 25mm Tính a0.

=> đạt yêu cầu Khoảng hở theo phương ngang của cốt thép:

-Đặt thêm thép gia cường: Vì khoảng cách giữa nhịp và gối >400mm nên cần đặt thêm cây thép 216 ,đặt cách gối 300mm ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Hình 2.3: Tiết diện mặt cắt thép dầm phụ

Cốt thép đai dùng nhóm CII có:

Dự kiến dùng cốt đai 6, hai nhánh 

Các hệ số phụ thuộc loại bê tông: Tiết diện chữ T có cánh trong vùng kéo nên Không có lực dọc

Ký hiệu: β: hệ số phụ thuộc loại bê tông (với bê tông nặng = 0,01).β

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

-Kiểm tra điều kiện ứng suất chính nén

Thỏa điều kiện đồng thời.

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai

-Ứng với tải trọng phân bố: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Cấu tạo: he0 mm >450 so với quy định s (500 và ) Vậy trong khoảng Sg-Khoảng cách của các đoạn cốt thép đai trong khoảng Sg là 300.

Trong đoạn giữa dầm, he0 mm > 300mm thì khoảng cách s không lớn hơn 3/4h và

Hình 2.5: Mặt cắt tổng thể ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

TÍNH TOÁN CỘT

3.1-Tính toán theo sơ đồ cột nén đúng tâm:

-Chọn tải từ sàn truyền xuống dầm 2 và tải tiếp theo từ dầm 2 truyền xuống dầm 1 Sau đó tải trọng được truyền xuống cột.

-Chiều dài tính toán ,tiết diện hình chữ nhật có cạnh

Trọng lượng bản thân cột được quy thành lực tập trung ở chân cột là: gc    bc h h nc t i =0,3 0,3 3,2 1,1 25 7,92     kN

→Lực dọc của cột tại giữa nhà là:

-Sử dụng bê tông B15 nên tra được: Rb8,5MPa (chưa kể đến hệ số làm việc).Nói đến hệ số điều kiện làm việc  b 0.9 thì Rb8,5 0,9 7.65  MPa Đổ bê tông theo phương đứng Bố trí thép bằng théo nhóm CII: R s 280MPa

Diện tích tiết diện cột : A300 300 90000  mm 2 Độ mảnh của cột:

      ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Tra phụ lục 10-Kết cấu công trình:    8 Hệ số 0,93

TH cấu kiện nén đúng tâm: Điều kiện ổn định: NNtd  (Rb Ab R A )s st

Ab: Di n tích tiêết di n bê tỗng; ệ ệ A b  A A st v i A là tiêết di n c t;ớ ệ ộ

R b ,R s : C ường đ tính toán vêầ nén c a bê tỗng và cỗết thép;ộ ủ

 1-H sỗế xét đêến đ nh hệ ộ ả ưở ng đ m nh c a cầếu ki n,thộ ả ủ ệ ườ ng g i là h sỗế ọ ệ d cọ c: c nh bé c a tiêết di n ch nh t (TH đ c bi t là hình vuỗng)ạ ủ ệ ữ ậ ặ ệ

Dùng công thức (3-20) với A b  A A st ,Ta có:

Với kết cấu kiện chịu nén lấy:  min 0.5%; max 6% min    max thõa điều kiện

Chọn cốt thép 6 16  có diện tích :

Lớn hơn diện tích đã tính.Xếp thành 2 hàng như hình

Cốt thép đai dùng 12 130a ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

PHẦN B: TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ 2

TÍNH TOÁN DẦM

Tính lại tải trọng dầm phụ

Tải trọng tiêu chuẩn lên dầm:

Trọng lượng bản thân: 0.31 kN/m

Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Kiểm tra tiết diện dầm hình về độ bền

Kiểm tra độ bền chịu uốn tại tiết diện có (giữa dầm):

Kiểm tra độ bền chịu cắt tại tiết diện có (gần gối)

Kiểm tra độ võng của dầm hình:

Dầm chọn đã đạt yêu cầu cả về cường độ và độ võng.

Vì bước nhảy của dậm phụ là 1.1m và số lượng dầm phụ lớn hơn 5 , suy ra dầm chịu tải trọng phân bố đều Đ võng: ộ (đỗếi v i dầầm chính)ớ

1.3.1-Xác định tải trọng lên dầm:

∗Tải trọng tác dụng lên dầm chính gồm: phản lực gối tựa do dầm phụ truyền xuống và trọng lượng bản thân dầm.

∗Do phản lực gối tựa của dầm phụ (ở một bên dầm):

-V i: ớ ,: tải trọng phân bố tiêu chuẩn , tải trọng phân bố tính toán lên dầm phụ.

∗Tải lên dầm chính: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

1.3.2-Nội lực của dầm chính:

+Tại vị trí giữa dầm :

+Tại vị trí gần gối tựa :

Hình 3.1 sơ đồ tính toán dầm chính

∗ Chọn tiết diện dầm 1 (dùng dầm I tổ hợp hàn):

+Tính sơ bộ chiều cao tiết diện dầm:

+Chiều cao nhỏ nhất của tiết diện dầm (với sơ đồ dầm đơn giản, gối tựa khớp):

Với : ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

+Tính sơ bộ chiều dày bụng dầm :

+Chiều cao kinh tế của tiết diện dầm :

+ Xác định kích thứơc của cánh dầm:

Diện tích tiết diện cánh dầm:

1.3.3-Tính các đặc trưng hình học của tiết diện: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Moment tĩnh của bản cánh lấy đối xứng trục trung hòa:

Moment tĩnh của ẵ tiết diện lấy đối xứng trục trung hũa:

Moment quán tính của tiết diện đối với trục x-x:

Moment chống uốn của tiết diện đối với trục x-x:

Moment quán tính của tiết diện đối với trục y-y:

Moment chống uốn của tiết diện đối với trục y-y:

Trọng lượng 1m dầm: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Tính lại nội của dầm (có kể thêm nội lực do trọng lượng bản thân dầm gây ra):

+Tại vị trí giữa dầm:

+Tại vị trí gần gối tựa:

+Tại vị trí cách gối tựa một đoạn:

3.3.1-Kiểm tra tiết diện dầm: Điều kiện bền: Ứng suất pháp ( ứng suất uốn (kéo hoặc nén) tại vị trí giữa dầm) Ứng suất tiếp -tạo ra bởi cắt trực tiếp (tại vị trí gần gối tựa) Ứng suất tương đương (Tại vị trí cách gối tựa một đoạn L/4):

3 8.8 3 0.87 8.9 / 21 / c dc x dc f x td h M h kN cm h h

Vậy các điều kiện trên đều thỏa mãn Điều kiện độ võng: : không cần kiểm tra điều kiện độ võng. Điều kiện ổn định tổng thể:

Dầm chính được bản sàn thép liên kết vào cánh trên chịu nén của dầm nên không cần kiểm tra ổn định tổng thể ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục bộ

Do dầm phụ liên kết vào dầm chính và truyền phản lực lên dầm chính, ta phải kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục bộ Ta chọn kiểu liên kết hàn gối (1) vào bụng dầm chính và bắt bulong bản (1) với bụng dầm phụ (cách này giúp giảm chiều cao xây dựng của hệ dầm):

P – phản lực do dầm phụ truyền vào dầm chính ()

- chiều cao đường hàn liên kết bản (1) vào bụng dầm chính

- chiều dày bản gối (1) Sơ bộ chọn và Điều kiện ổn định cục bộ:

→Bảo đảm ổn định cục bộ

+Đối với bụng dầm gần gối tựa, chủ yếu chịu ứng suất pháp

+Đối với bụng dầm gối tựa, chủ yếu chịu ứng suất tiếp:

+Đối với dầm có tải trọng:

Bản bụng sẽ mất ổn định cục bộ do ứng suất tiếp nên cần đặt sườn đứng, đặt cách nhau

30 30 s b h     mm ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Ki m tra điêầu ki n n đ nh c c b cho b n b ng sau khi đ t sể ệ ổ ị ụ ộ ả ụ ặ ườ ứn đ ng:

Ki m tra b n b ng ỗ (1) vùng có ng suầết tiêếp l n:ể ả ụ ứ ớ

Khỗng có t i tr ng đ ng và b n b ng b o đ m n đ nh c c b dả ọ ộ ả ụ ả ả ổ ị ụ ộ ướ i tác d ng c a ụ ủ ng suầết tiêếp. ứ

Ki m tra b n b ng ỗ (3),(4) và (5) vùng có ng suầết pháp l n:ể ả ụ ứ ớ

 V y điêầu ki n n đ nh c c b c a b n b ng t i hai ỗ trên là đ m b oậ ệ ổ ị ụ ộ ủ ả ụ ạ ả ả

Ki m tra b n b ng ỗ (2) vùng đỗầng th i b nh hể ả ụ ờ ị ả ưở ng c a ng suầết tiêếp và ng suầết ủ ứ ứ pháp

    ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505 x=1.51:

Vì có t i tr ng t p trung c c b tác d ng cánh nén c a dầầm và thì ta có cỗng th c ả ọ ậ ụ ộ ụ ở ủ ứ ki m tra b n b ng dầầm n đ nh nh sau:ể ả ụ ổ ị ư

Vậy bản bụng bảo đảm ổn định cục bộ dưới tác dụng đồng thời của ứng suất pháp và ứng suất tiếp

Tính toán: Với , vị trí M và Q như hình vẽ: Ứng suất pháp tới hạn của bản bụng dầm:

Nên ứng suất pháp tới hạn, xác định theo công thức:

+Với: lấy phụ thuộc vào hệ số t (xem bên dưới -tra bảng 3.6)

-độn mảnh quy ước của bụng (tính trên) Ứng suất tiếp tới hạn của bảng bụng dầm:

+Với: Ứng suất pháp khi mất ổn định của bản bụng do tải tập trung cục bộ tới hạn:

+Với h.2 , tra bảng (3.8) theo và t

4 - Tính liên kết giữa cánh và bụng dầm

Chiều cao của đường hàn: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505 Để chống rỉ chọn chiều cao đường hàn liên kết cánh và bụng dầm là 4 mm ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

CỘT THÉP

Tính các đặc trưng hình học của tiết diện cột chọn

Moomen quán tính của tiết diện đối với trục x và y: ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505

Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và y:

Từ độ mảnh lớn nhất là , tra bảng (4.4):

Kiểm tra các điều kiện

2.3.1 Kiểm tra ổn định tổng thể:

2.3.2 Kiểm tra độ ổn định cục bộ:

∗Điều kiện ổn định cục bộ với bản bụng:

Từ , tra bảng (4.6) ta có: độ mảnh giới hạn của bản bụng

∗Điều kiện ổn định cục bộ với bản cánh:

→ kích thước cột thép đã chọn phù hợp. ĐỒỒ ÁN KẾẾT CẤẾU CỒNG TRÌNH NGUYẾỄN VĂN KỲ -2013505