Tính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầmTính toán và thiết kế dầm phụ dạng bản dầm
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẦM PHỤ DẠNG BẢN DẦM
Mô tả giới thiệu kết cấu
Mặt bằng dầm sàn thiết kế là sàn tầng điển hình của một nhà công nghiệp Hoạt tải sử dụng tiêu chuẩn trên sàn 10 kN/m , kích thước lưới cột 5000 6600 mm Với công trình này, tải 2 2 trọng sử dụng trên sàn khá lớn, do đó phải bố trí hệ dầm phụ d ày để giảm kích thước ô bản nhằm tăng khả năng chịu lực cho bản sàn Theo đó, trên mỗi nhịp dầm chính bố trí 2 dầm phụ. Nhiệm vụ của dầm phụ là tiếp nhận tải trọng sử dụng từ sàn để truyền lên dầm chính, tường chịu lực và về cột, tiếp đến xuống móng và nền.
Mặt bằng bố trí dầm sàn với các ký hiệu dầm phụ và dầm chính được thể hiện trên Hình 1.1.
B Hình 1.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn
Xét tỉ số l 2 l 1 của các ô bản ta có: l 2 l 1 5000
Kết luận: Các ô bản trên mặt bằng đã cho là ô sàn bản dầm, bản làm việc theo một phương, phương cạnh ngắn Trong trường hợp này, tải trọng chỉ truyền chủ yếu theo phương cạnh ngắn lên dầm phụ, một phần ít tải trọng truyền lên dầm chính.
Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng
- Bê tông: Chọn bê tông có cấp độ bền B20
Cốt thép cho bản sàn: Chọn thép CB240T.
- Cốt dọc chịu lực cho dầm phụ và dầm chính: Chọn cốt thép CB300V;
Bảng 1.1 : Bảng đặc trưng tính toán vật liệu.
Các chỉ tiêu cơ lý,
1.2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
*Chọn chiều dày bản sàn: h =D.b l 1 m = 1
Các lớp cấu tạo sàn được thể hiện trên Hình 1.2.
Hình 1.2 Các lớp cấu tạo sàn
*Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:
- Chiều cao dầm phụ h được chọn sơ bộ theo công thức:dp h =(dp
1 - Lớp gạch ceramic: γ kN/m ; mm; =1,2δ γ kN/m ; % mm; =1,3
3 - Bản bê tông: γ % kN/m ; h mm; =1,1γ
4 - Lớp vữa trát: γ kN/m ; mm; =1,3δ γ g g f,g v v f,v v v b b f,b
- Chiều rộng của dầm phụ được chọn sơ bộ theo công thức: bdp = (
2) 400 = (100mm 200mm) 200mm Chọn b = 200mmdp
- Chiều cao dầm chính h được chọn sơ bộ theo công thức:dc hdc = (
- Chiều rộng của dầm chính được chọn sơ bộ theo công thức: bdc = (
Kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện được thể hiện trong Bảng 1.2.
Tiết diện Sàn Dầm phụ Dầm chính
Kết quả chọn hbmm bdp hdp = 200mm 400mm 2 bdc hdc = 300mm 650mm 2
Bảng 1.2 Kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện
Lập sơ đồ tính toàn cho bản sàn
Tiến hành cắt một dải có bề rộng b=1m theo phương làm việc – phương cạnh ngắn L1 và xem nó là một dầm liên tục nhiều nhịp (chỉ tính cho một dảy điển hình, các dải còn lại tương tự).
Hình 1.2: Sơ đồ tính toán của bản sàn Để tính toán bản sàn, tiến hành cắt một dải có bề rộng 1 m theo phương làm việc – phương cạnh ngắn (Hình 1.2.) và xem như một dầm liên tục 12 nhịp
Gối tựa: Dải tính toán tựa lên tường chịu lực ở gối biên, liên kết này được xem là liên kết khớp; ở các gối giữa dải bản tính toán tựa lên các dầm phụ, liên kết này xem là gối tựa. Để xác định nhịp tính toán cho dải tính toán (Xem như dầm liên tục 12 nhịp), tiến hành vẽ mặt cắt dọc dải tính toán – mặt cắt A-A trên Hình 1.1 Mặt cắt này được thể hiện trên Hình 1.3
Bản sàn được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa, cụ thể như sau:
+ Đối với nhịp biên, nhịp tính toán được lấy từ mép giao với dầm chính đến điểm đặt phản lực gối tựa ở gối biên – đoạn kê lên tường:
+ Đối với nhịp biên, nhịp tính toán được lấy từ mép giao với dầm chính đến điểm đặt phản lực gối tựa ở gối biên – đoạn kê lên tường: l = l - 0b 1 b dp
2= 2200 – 100 – 170 + 60 = 1990mm + Đối với các nhịp giữa nhịp tính toán lấy theo mép trong của dầm phụ: l = l – b = 2200 – 200 = 2000mm0 1 dp
Hình 1.3 sơ đồ xác định nhịp tính toán cho dải bản ( mặt cắt 1-1)
*Sơ đồ tính toán của dải bản có bề rộng 1m như sau:
: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dãy tính toán của bản sàn
Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn và dải tính toán
1.4.1 Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải)
Bảng 1.3:bảng xác định trọng lượng bản thân sàn
Lớp cấu tạo Chiều dày
Trọng lượng riêng Trị tiêu chuẩn
Hệ số độ tin cậy về tải trọng
1.4.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải):
Giá trị hoạt tải tính toán trên 1m2 sàn: ps = p n = 10 1.2 = 12 KN/ms tc p 2
1.4.3 Tải trọng tác dụng lên dải tính toán qs = (g + p ) 1m = (3.685 + 12) 1m = 15.686 kN/ms s
Sơ đồ chất tải trọng lên dải tính toán được thể hiện trên Hình 1.5.
Hình 1.5 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dải tính toán của bản sàn qs = 15.686
Xác định nội lực bản sàn (theo sơ đồ dẻo)
Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo có kể đến sự hình thành khớp dẻo và phân phối lại nội lực giữa các nhịp và các gối 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:
- Mômen âm cực đại ở gối 2:
- Mômen dương cực đại ở các nhịp giữa:
- Mômen âm cực đại ở các gối giữa:
Lực cắt trong bản tính toán được xác định theo các công thức sau:
- Giá trị lực cắt tại bên trái gối 2:
- Đối với các gối giữa:
Hình 1.4: Biểu đồ mômen và lực cắt của dải bản theo sơ đồ dẻo
Tính toán tiết diện cho bản sàn
1.6.1 Tính toán cốt dọc chịu lực
Sử dụng mômen cực đại tại các nhịp và các gối để tính cốt thép chịu lực cho bản sàn Tiết diện tính toán là hình chữ nhật có kích thước: b h= 1000 100mm 2
Giả thiết:a mm,tính h = h –a = 80 – 20 = 60 mm;0 b
Hệ số kiển tra điều kiện hạn chế: m M
Kết quả tính toán cốt thép cho các tiết diện nguy hiểm được thể hiện trong Bảng
Bảng 1.4.Kết quả tính toán và chọn cốt thép cho dải bản
Tiết diện M, kNm m As,mm 2 ,%
Chọn cốt thép ỉ,mm S,mm Asc,mm 2
Nhịp giữa và gối giữa 3.92 0.094
1.6.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn
Khả năng chịu cắt của bản sàn được kiểm tra với gối có giá trị lực cắt lớn nhất – gối 2 bên trái với giá trị lực cắt: Q = 18.64 kNB T
Khả năng chịu cắt của bản sàn được đảm bảo nếu thoả mãn điều kiện sau:
Q = Q = 18.64Kn Q = 0.75RB T = 0.75 0.065= 43.87kN bo btbho 0.9 1000
Kết luận: Bản sàn đủ khả năng chịu cắt.
Bố trí cốt thép cho bản sàn
1.7.1 Cốt thép chịu lực Đối với sàn bản dầm chịu lực chủ yếu theo 1 phương (cạnh ngắn l ) Do đó cốt thép này được1 đặt theo tính toán và bố tính theo phương cạnh ngắn, còn phương l thì bố trí cốt thép phân bố2
1.7.2 Cốt thép chụi mômen âm dọc tường và dọc dầm chính
Dọc theo dầm chính bố trí cốt thép mũ để đảm bảo khả năng chống nứt và chịu lực cho bản sàn (Chịu các giá trị mômen âm mà trong tính toán bỏ qua) Giá trị cốt thép này được xác định theo điều kiện:
As,ct ≥ { ỉ6s200 50%A s, gg = 142 5mm 2 Chọn thộp: ỉ6s200
Cốt mũ dọc tường chịu lực kéo dài cách mép truong của tường một đoạn: lan l ob
Thép mũ bố trí kéo dài cách mép gối một đoạn lan lo Hệ số được lấy phụ thuộc vào tỉ số ps/gs theo điều kiện: α = { 0.25 khi 1< 0 20 khi p g s s p ≤1 s g s 5 lan
Cốt cấu tạo chịu momen âm Cốt phân bố
Cốt cấu tạo Chịu momen âm
Dầm chính Cốt phân bố
-a h bo a) Thép chịu mômen dương, thép phân bố b) cốt mũ
Xét tỉ số: p s g s 12 3.685 = 3.2, lấy hệ số = 0.3 Tức là thép mũ bố trí cách mép gối một đoạn : lan lo = 0.3 2000 = 600mm Chọn l = 600mman
Hình 1.5: Bố trí cốt thép mũ dọc tường biên và dầm chính
Cốt thép phân bố có nhiệm vụ tạo với thép chịu lực thành lưới Ngoài ra, cốt phân bố còn chịu các ứng suất phát sinh do co ngót, do thay đổi nhiệt độ, giảm bề rộng vết nứt, phân bố lại ứng suất khi sàn chịu tác dụng của tải trọng tập trung.
2200= 2.27, ta có 2 l 1 l 2 < 3, do đó cốt thép phân bố được chọn theo cấu tạo theo điều kiện:
Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa:
Hình 1.6: Uốn thép cho bản ỉ8a100 ỉ 6a 20 0 ỉ8a170 ỉ8a100 ỉ 6a 30 0 ỉ8a100 ỉ6a200 ỉ 6a 20 0 ỉ 6a 20 0 ỉ8a170 ỉ8a170 ỉ6a200 ỉ8a100 ỉ8a170 ỉ 6a 30 0 ỉ 6a 20 0
Hình 1.7: Mặt bằng bố trí thép sàn ỉ6 a250 9 a170 8 ỉ8 ỉ8 a1702 ỉ6 a3007 ỉ6 a2509 a170 8 ỉ8 a3007 ỉ6 ỉ8 a1702
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ DẺO
Mô tả giới thiệu kết cấu dầm phụ
- Dầm phụ được bố trí với mục đích giảm kích thước các ô bản.
- Dầm phụ được tính toán theo sơ đồ dẻo, để tận dụng tối đa khả năng chịu lực của vật liệu.
- Theo giải thiết đã chọn ở phần thiết kế sàn kích thước dầm phụ là 200x350mm
- Trong kết cấu, dầm phụ trực tiếp tiếp nhận tải trọng từ bản sàn, sau đó truyền lên dầm chính.
- Dầm phụ được đổ liền khối với bản sàn và gối lên dầm chính ở các nhịp giữa và gối lên tường chịu lực ở hai biên.
Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm phụ
Đã chọn ở phần thiết kế sàn
Lập sơ đồ tính toán
- Sơ đồ tính của dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp.
- Gối tựa của dầm phụ: Tường chụi lực ở hai biên và dầm chính ở các gối giữa
- Liên kết: Liên kết dầm phụ với tường chụi lực được xem là khớp, các dầm chính là liên kết gối tựa của dầm phụ.
- Nhịp tính toán: Dầm phụ được tính theo sơ đồ dẻo, nhịp tính toán được lấy theo mép gối tựa.
- Đối với nhịp biên: lob = l – 2 b dc
- Đối với nhịp giữa: lo = l – b = 5000 – 300 = 4700mm2 dc
Hình 2.1: Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ
- Sơ đồ tính của dầm phụ:
Hình 2.2: Sơ đồ tính toán của dầm phụ
Xác định tải trọng tác dụng lên dầm phụ
Trong trường hợp tổng quát, tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm có: Trọng lượng bản thân; Tĩnh tải do bản sàn truyền vào và hoạt tải do bản sàn truyền vào Tất cả các tải trọng này là tải trọng phân bố đều.
- Trọng lượng bản thân dầm phụ: Giữa dầm phụ và bản sàn có phần bê tông chung, phần bê tông này ta xem thuộc bản sàn Khi đó, trọng lượng bản thân dầm phụ được xác định theo công thức: go = b dp b ( h - dp bh )n = 25 0.2 ( 0.4 – 0.08) 1.1 = 1.76 kNmb
- Tĩnh tải do bản sàn truyền vào: g1 = g l = 3.685 2.2 = 8.107 kN/ms 1
- Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ: gdp = g + g = 1.76 + 8.107 = 9.867 kN/mo 1
- Hoạt tải do bản sàn truyền vào: pdp = ps l = 12 2.2 = 26.4 kN/m1
- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ:
Sơ đồ chất tải trọng lên dầm phụ được thể hiện trên Hình 2.3.
Hình 2.3: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm phụ
Xác định nội lực và vẽ biểu đồ nội lực dầm phụ
Nội lực được tính toán theo sơ đồ dẻo có kể đến lại sự phân phối nội lực khi hình thành khớp dẻo Để xác định mômen M và lực cắt Q cho dầm phụ sử dụng dạng biểu đồ bao mômen và lực cắt lập sẵn. Đối với công trình đã cho, dầm phụ có 3 nhịp, do đó tính toán chỉ tiến hành cho nhịp biên và ẵ nhịp 2 và lấy đối xứng.
2.5.1 Biểu đồ bao mômen Để tính toán, chia mỗi nhịp dầm thành 5 đoạn, đánh số thứ tự 0, 1, 2 … Mỗi đoạn có chiều dài 0,2l (l – nhịp tính toán,với nhịp biên lấy l , với nhịp giữa lấy l ) Tung độ biểu đồ bao 0 0 0b 0 mômen của dầm phụ khi tính toán theo sơ đồ khớp dẻo được xác định theo công thức:
Mi = i dp obq l 2 = 36.26 4.79 = 831.9 kN/mi 2
- Đối với các nhịp giữa và gối giữa:
- Mômen cực đại tại gối 2:
Mi = iqdp (max (lo;l ))ob 2 = = 36.14 4.79 = 831.9 kN/m i 2
Trong đó: i - hệ số cho sẵn tra trên dạng biểu đồ bao mômen đối với các giá trị mômen dương, đối với các giá trị mômen âm tra bảng Phụ lục 10 phụ thuộc vào tỉ số p dp g dp
- Mômen dương ở giữa nhịp biên đạt cực đại tại vị trí cách gối biên một đoạn 0,425l , ob và mômen dương ở các nhịp bằng không ở vị trí cách gối tựa một đoạn 0,15l đối với ob nhịp biên và 0,15l đối với các nhịp giữa.ob
- Mômen âm ở gối 2 bằng không cách mép gối một đoạn kl Trong đó hệ số k được ob tra bảng lập sẵn ở Phụ lục 10 phụ thuộc vào tỉ số : p dp g dp 26.4 9.867=2.67
- Tra bảng lập sẵn ở Phụ lục 10 ta nhận được giá trị k 0.2751
Giá trị hệ số k cũng có thể được xác định theo công thức: k1+α 8(1+α
- Vậy, mômen ở gối 2 bằng không cách mép gối một đoạn: klob = 0.2751 4790 = 1317mm Tung độ biểu đồ bao mômen dầm phụ được tính toán và thể hiện trong Bảng 2.1. Bảng 2.1 Bảng tính tung độ biểu đồ bao mômen dầm phụ
Bảng 2.1:Bảng tính tung độ biểu đồ bao mômen dầm phụ
Nhịp Tiết diện Nhịp, m q l ,kN/dp o 2 m max min Mmax,kN/m M ,kN/mmin
2.5.2 Biểu đồ bao lực cắt
Tung độ cực đại biểu đồ lực cắt được xác định theo công thức:
Trong đó: m – hệ số được lấy như sau: với gối biên Q lấy m=0,4; bên trái gối Q lấy A B T m=0,6; bên phải gối Q ; Q ; Q lấy m=0,5B P
Tung độ lực cắt còn lại QAmin;QBmin,Q* được xác định theo công thức
Các giá trị lực cắt được tính toán và thể hiện trong Bảng 2.2
Bảng 2.2 Bảng tính tung độ biểu đồ bao lực cắt
Biểu đồ bao mômen và lực cắt của dầm phụ được thể hiện trên Hình 2 4.
Hình 2.4 Biểu đồ bao mômen và lực cắt của dầm phụ
Tính toán cốt thép dầm phụ
2.6.1 Tính cốt dọc chịu lực
Sử dụng mômen cực đại tại các nhịp và các gối để tính cốt dọc chịu lực cho dầm phụ Bản sàn đổ toàn khối với dầm, do đó sàn tham gia cùng chịu lực với dầm Trong trường hợp này sàn và dầm liên kết tạo thành tiết diện chữ T, trong đó dầm đóng vai trò là sườn, bản sàn đóng vai trò là cánh Để cánh và sườn có thể làm việc cùng nhau, TCVN5574:2012 quy định phải hạn chế độ vươn của sải cánh Sc Theo đó, độ vươn của sải cánh được hạn chế theo điều kiện:
Chọn độ vươn của sải cánh: S = 450mmc
Kích thước tiết diện chữ T sử dụng để tính cốt dọc chịu lực cho dầm được thể hiện trên Hình
2.5. b=b dp 0 mm h=h dp @0 mm h f ' =h b mm
Hình 2.5: Tiết diện chữ T dùng để tính tiết diện cho dầm phụ
Tại các nhịp chịu tác dụng mômen dương, vùng nén ở trên, cánh chữ T nằm trong vùng nén, vì vậy tại các tiết diện này sử dụng tiết diện chữ T để tính cốt dọc Tại các gối chịu tác dụng của mômen âm, vùng kéo ở trên, vì vậy tại các tiết diện này sử dụng tiết diện chữ nhật hdp b =dp
400 200 mm để cốt dọc chịu lực 2
Tại các nhịp giữa và gối giữa, mômen có giá trị nhỏ, thường cốt thép đặt 1 lớp, vì vậy tại các tiết diện này giả thiết a mm 35 , khi đó tính được chiều cao làm việc của tiết diện tại 2 tiết diện này: ho = h – a = 400 – 35 = 365mm Dầm phụ tính toán theo sơ đồ dẻo, do đó điều kiện hạn chế có dạng: m pl = 0.302
Xác định mômen M ứng với trường hợp trục trung hoà đi qua mép dưới của cánh tiết diện f chữ T:
So sánh mômen ở nhịp biên (M = 75.70 kNm) và mômen ở các nhịp giữa (M =nb ng
50.05kNm) với giá trị mômen M cho thấy, mômen tại các nhịp nhỏ hơn mômen M , vì vậyf f tại các tiết diện này trục trung hoà đi qua cánh, tính toán cốt thép tại tiết diện này được tiết hành tương tự như đối với tiết diện chữ nhật : b ’ h = 1100 400 mmf 2
Bảng 2.3: Kết quả tính cốt dọc chịu lực cho dầm phụ
Chọn thép Chọn Asc,cm 2
Kết quả tính cốt dọc chịu lực cho dầm phụ được thể hiện trong Bảng 1.7.
2.6.2 Tính cốt đai dầm phụ Ở đây các gối có giá trị lực cắt gần tương đương nhau, trong đó lực cắt bên trái tại gối số 2 có giá trị lớn nhất Do đó, ta chỉ tiến hành tính cốt đai cho gối này với lực cắt Q = Q = max T
104.2 kN, các gối khác bố trí tương tự
Dầm phụ chịu tác dụng tải tải trọng phân bố đều (gồm có tĩnh tải g và hoạt tải p ) thiên về dp dp an toàn bỏ qua ảnh hưởng của tải trọng phân bố đều làm giảm lực cắt ở cuối tiết diện nghiêng.
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm: khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm đảm bảo nến thoả điều kiện sau
=> thỏa mãn đk => Bụng dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính.
- Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bêtông
+Điều kiện chịu lực cắt của bêtông tại mép gối tựa:
+ Điều kiện chịu lực cắt của bêtông cuối tiết diện nghiêng Cmax=3ho95mm
Tại tiết diện này xác định được lực cắt Q 65 kN:
1 095 2 85 kN => Không thỏa mãn điều kiện cần tính cốt đai.
- Chọn cốt đai:Chọn đường kớnh cốt đai ỉ = 8mm và số nhỏnh cốt đai n=2 (Tra bảng ta cú: sw asw = 50.3 mm ; A = n a =2 50.3 = 100.6mm ) 2 sw sw 2
- Tính nội lực trong cốt đai trên một đơn vị chiều dài cấu kiện q = và khoảng cách giữa các sw cốt đai theo tính toán s :tt
+ Tính giá trị q :sw qsw Qmax2
4.5R bt b h dp 02 104.2 2 4.5 0.9× ×10 3 ×0 2×0.365 2 = 100.61kN/m +Xác định qsw,min: qsw,min = 0.25Rbt dpb = 0.25 0.9 10 0.2 = 45 kN/m 3 + So sánh qsw,min và q ta có: qsw sw = 100.61 kN/m >qsw,min = 45 kN/m ta lấy q để tính toán sw
+ Tính và kiểm tra điều kiện của giá trị c : o
+ So sánh c = 690 mm và 2h = 730 ta có: c < 2h , khoảng cách giữa các cốt đai được o o o o tính theo công thức:
- Tính khoảng cách tối đa giữa các cốt đai:
- Tính khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:
+Trong đoạn ẳ nhịpdầmgầngốitựa, nơi cú lực cắt lớn, khoảng cỏch giữa cỏc cốt đai theo cấu tạo được xác định theo công thức:
S = ct { 150mm h 2 dp ¿150mm 0mm
+ Trong đoạn còn lại ở giữa dầm, nơi có lực cắt bé:
S = ct { 500mm 3h 4 dp ¿200mm 00mm
- Chọn khoảng cách cốt đai để bố trí:
+ Trong đoạn gần gối tựa:
S = min (S ; Stk tt max ; S ) = min (168 ; 230 ; 150 ) , Chọn S = 150mmct sw
+ Trong đoạn giữa nhịp: S = 200mmsw
2.7 Bố trí cốt thép dầm phụ
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thép cho dầm phụ
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
Mô tả giới thiệu kết cấu
- Dầm chính đổ liền khối với bản sàn và dầm phụ
- Trong sàn bản dầm, bản sàn tựa trực tiếp lên dầm phụ và dầm chính.
- Dầm chính chủ yếu tiếp nhận tải trọng truyền từ dầm phụ sau đó truyền xuống cột và tường chịu lực và sau đó truyền xuống móng.
Dầm chính Dầm phụ Bản sàn
- Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, để tang khả năng chịu lực cho kết cấu.
- Theo giả thiết đã chọn ở phần thiết kế sàn thì kích thước dầm chính là 300x650mm
Hình 3.1 Mặt cắt dọc dầm chính
Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm chính
- Đã chọn ở phần thiết kế sàn.
Lập sơ đồ tính toán
- Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp
- Gối tựa là tượng chịu lực ở 2 biên, các cột ở gối giữa.
+ Dầm chính liên kết với tường chịu lực được xem là liên kết gối tựa.
+ Ở các gối giữa gối lên cột được xem là liên kết khớp.
- Độ cứng của dầm: id E b I d l d 27 10× 3 ×0.3×0.65 3
- Độ cứng của cột: ic E b I c l c 27 10× 3 ×0.3×0.3 3
6.075= 4.622 > 4 => nội lực sinh ra chủ yếu trong dầm, có thể xem côt là liên kết cối tựa của dầm chính.
Hình 3.2: Sơ đồ tính dầm chính
Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính
3.4.1 Trọng lượng bản thân dầm chính
- Diện tích để xác định tải trọng tập trung:
- Trọng lượng bản thân dầm chính:G0 = γbbdcS0Nb = 25 × 0.3 × 1.19 × 1.1 = 9.817 kN
3.4.2 Tải trọng từ dầm phụ truyền lên dầm chính
3.4.3 Hoạt tải từ dầm phụ truyền vào dầm chính
- Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm chính:
Hình 3.3: Sơ đồ chất tải trọng tác dụng lên dầm chính.
Xác định nội lực, tổ hợp nội lực và biểu đồ bao nội lực dầm chính
Sử dụng phầm mềm sap2000 để tính momen và lực cắt
3.5.1 Xét các trường hợp bất lợi của hoạt tải
Hình 3.4: Sơ đồ các hoạt tải gây nội lực bất lợi tác dụng lên dầm chín Bảng 3.1: Kết quả xác định mômen tại các tiết diện của dầm chính
(tra từ phần mềm sap2000)
G dc G dc G dc G dc G dc
Bảng 3.2: Kết quả xác định lực cắt tại các tiết diện của dầm chính
(Tra từ phần mềm sap2000) Đoạn
THBAO: (TH + TH + TH + TH + TH + TH1 2 3 4 5 6):(EVLE)
3.5.2 Biểu đồ bao nội lực dầm chính
Hình 3.5: Biểu đồ bao mômen của dầm chính
Hình 3.6: Biểu đồ bao lực cắt của dầm chính
Tính toán cốt thép dầm chính
3.6.1 Tính cốt dọc chịu lực
- Kích thước tiết diện chữ T sử dụng để tính cốt dọc chịu lực cho dâm chính:
Hình 3.7: Tiết diện chữ T dung để tính cốt dọc cho dầm chính.
S c ≤{ b f' =b dc +2 S b=b h=h c h 00 f' S =h c dc dc H0 (mm) b 00(mm) e0 ( (mm) +2× 480 1260 mm = ) (mm)
- Tại các nhịp, chịu mômen dương (cánh nằm trong vùng nén), tính theo tiết diện chữ T
- Tại các gối, chịu mômen âm (cánh nằm trong vùng kéo), tính theo tiết diện chữ nhật b dc ×h dc 00×650(mm 2 )
- Dầm chính chịu tác dụng của mômen có giá trị tuyệt đối tương đối lớn, cốt dọc nhiều và thường đặt thành 2 lớp, vì vậy giả thiết a 30(mm) , khi đó tính được chiều caolàm việc của tiết diện: h 0 =h a − e0− = 30 620(mm)
- Đối với tiết diện chữ T, xác định M : f
Mng05.4kN/m, Mnb= 428.5kN/m < Mfg2.3(kN/m)
=>Trục trung hòa đi qua cánh => tính theo tiết diện chữ nhật: b f' ×h60×650( mm 2 )
-Kiểm tra điều kiện hạn chế:α α m ≤ R =0.4132
3.6.2 Tính cốt dọc chịu lực Để đơn giản trong tính toán, chọn giá trị lực cắt lớn nhất tại bên phải gối B – Q kN 167.4
KN để tính cốt đai Thiên về an toàn, các gối khác bố trí tương tự.
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm theo điều kiện:
- Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bê tông:
+ Tại cuối tiết diện nghiên:
=> Không thỏa mãn điều kiện
Trong đó: c - hình chiếu của tiết diện nghiêng lên trục của cấu kiện, giá trị này lấy bằng khoảng cách mép gối tựa đến điểm đặt lực tập trung gần nhất a, tức là c=a=l 1 "00mm Khả năng chịu cắt của bê tông ở cuối tiết diện nghiêng không thoả, do đó phải đặt cốt đai theo tính toán.
-Chọn cốt đai:đường kớnh ỉ = 8mm, số nhỏnh n=2, bước cốt đai s0mm a = 0.503cm , A = 1.06cm sw 2 sw 2
Với khoảng cách cốt đai đã bố trí, đi kiểm tra khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng nguy hiểm c 0
- Tính q : sw q sw =na sw R sw s =2×0 503 10× −4 ×210 10× 3
- Tính qsw,min: qsw,min=0.25 Rbtb=0.25 0.9 10× × 3 ×0 3 67 5 kN m= /
- So sánh qsw,min và q ta có: q = 211.2kN/m > qsw sw sw,min = 67.5kN/m, sử dụng q = 211.2kN/m sw để tính toán.
- Tính giá trị c : 0 c 0 =√ 1 5 R 0 75 q bt bh sw 0 2 = √ 1 5×0 9×10 3 ×0 3×0 62 2
So sánh giá trị c với các giá trị 2h = 1240mm và a = 2200mm, ta có:0 0 c0= 991mm < 2h = 1240mm < a = 2200mm0 Điều kiện chịu lực cắt trên tiết diện nghiêng được kiểm tra theo công thức:
=> Đạt stt R sw A sw q sw !0×106
-Tính khoảng cách tối đa giữa các cốt đai: smax = s max =
- Khoảng cách cấu tạo của cốt đai:
4 nhịp dầm gần gối tựa : s ct ≤{ h 3 = 650 3 !6 6 mm
+ Trong đoạn còn lại ở giữa dầm: s sw ≤{500 mm3 h 4 = 1950 4 H7 5 mm
- Chọn khoảng cỏch cốt đai để bố trớ: ỉ=8mm, n=2
+ Khoảng cách cốt đai trong đoạn gần gối tựa (lực cắt lớn): s tk =min (s tt ,s max ,s ct )=min (105.3mm,350 mm,216.6mm 100 mm)+ Khoảng cách cốt đai trong đoạn giữa dầm (lực cắt bé): s = 200mmtk
Tại vị trí dầm phụ liên kết với dầm chính cần phải gia cố cho dầm chính bằng các cốt thép treo dưới dạng cốt thép đai đặt dày, sát với dầm phụ hoặc có thể đặt thép vai bò Từ hai góc dưới của dầm phụ kẻ đường xiên với góc 45 gặp cốt thép dọc của dầm chính sẽ xác định được S là 0 s phạm vi cần đặt cốt treo
Tải tập trung từ dầm phụ truyền vào dầm chính:
Chọn cốt treo dạng đai: ỉ=8mm, n=2 (a = 0.503cmsw 2,Asw = 1.06cm )2
Số cốt đai cần để bố trí: m≥
Thiên về an toàn, chọn 6 cốt đai để bố trí (mỗi bên 3 đai) Sơ đồ bố trí cốt treo dạng đai tại vị trí giao giữa dầm phụ và dầm chính được thể hiện trên Hình 3.8
Hình 3.8 Cốt treo dạng đai cho dầm chính
