đồ án bê tông cốt thép 1 một công trình nhà công nghiệp có sơ đồ mặt bằng sàn như đã cho

Dầm phụ là dầm 3 nhịp,các nhịp giữa kê lên dầm chính,các nhịp biên kê lên tường biên.Đoạn dầm phụ kê lên tường lấy :Sdp220 mm... Tính toán dầm chính1.. + Nhịp tính toán ở nhịp giữa bằ

cét250x250

Bảng 1: Tổng hợp số liệu tính toán

Ptc(kN/m )2

Hệ sốn

Bê tôngB20(MPa)

Cốt thépSàn

Cốt đaiCI(MPa)

Cốt dọcCII(MPa)

Rb = 11,5Rbt = 0,9

 

n = 1,1+ Vữa lát: δ = v 25mm, γ =18 kN/mv 3 , n = 1,3

+ Bê tông cốt thép:  bhb, 325 / ,

+ Vữa trát: δ = vt 15mm, γ =18 kN/mvt 3 , n = 1,3 * Vật liệu:

+ Bê tông B20: R = 11,5 MPab R = 0,9 MPabt E = 27b10-3 MPa.

+ Cốt thép C : R = 225 MPa, R = 175 MPa, R = 225 MPa, E = 21Isswscs10-4 MPa., R0, 645, R0, 437

+ Cốt thép C : R = 280 MPa, R = 225 MPa, R = 280 MPa, E = 21IIsswscs10-4 MPa., R0,623, R0,429

I.Tính toán bản sàn

2.1, Phân loại bản sàn.

Xét tỉ số 2 cạnh cơ bản

6,8 2,19 23,1

Xem bản làm việc 1 phương, bản thuộc loại bản dầm.

2.2, Tính toán sơ bộ kích thước cấu kiện.

a) Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:

mVới :+D(0,8 1, 4) :hệ số phụ thuộc tải trong→Chọn D 1 Trong đó L13100 mm.

+ m 30 35  :hệ số phụ thuộc vào điều kiện lien kết ô bản

1 3100

30

- Nhịp biên: 1222

=

200 330 903100

= 2880 mm.- Chênh lệch giữa các nhịp:

2900 2880 100% 1%2880

l ll

ikN / m

    

qgpxb3, 2393, 48 1 6, 72 kN / m.

a)Sơ đồ tính toán b)Biểu đồ mômen

2.6, Tính cốt thép

Bê tông cấp độ bền chịu nén B20: Rb11,5 MPa.Cốt thép bản sàn sử dụng CI: Rs225 MPa.Tra bảng:  R 0,437; R 0,645; pl 0,3.

Giả thiết a=15mm cho mọi tiết diện,nên chiều cao làm việc của bản là:gt

R b.h 11.5 1000 75

1 1 2 1 1 2 0.113 0.12R bh 0.12 11.5 1000 75

*Tại gối biên:M 5,13 kNm 

R b.h 11.5 1000 75

1 1 2 1 1 2 0.115 0.113R bh 0.113 11.5 1000x75

*Tại nhịp giữa, gối giữa:M 3.48 kNm 

R b.h 11.5 1000 75

1 1 2 1 1 2 0.079 0.082R bh 0.082 11.5 1000x75

a.Cốt thép chịu lực: Đặt theo phương vuông góc với dầm phụ

+ Chọn 8 130 a cho nhịp biên và gối biên.+ Chọn 6 110 a cho nhịp giữa và các gối tựa.

+ Kiểm tra điều kiện chọn thép ở trên: Khoảng cách cốt thép 70 a 200 với150

h  mm việc chọn như trên là hợp lý.

Đốối v i nh ng ố b n các nh p gi a (đớữả ởịữc liên kêốt toàn khốối v i dầầm t i c 4 c nh) thì cốốt thép ch u l c ượớạ ảạịựđược gi m tốối đa 20% di n tch so v i tnh toán ảệớ  2

A 0,8 272,42 217,94 mm Chọn thép: 6a130 có As=217mm2

Kế quả tính toán được thể hiện ở bảng sau:

Các giá trị trong bảng đều thỏa mãn* Cốt thép chịu monen âm:

 Chọn 6 200 a có diện tích trên 1 mét dài của bản 2

1,41cm thỏa mãn điều kiện.

- Đoạn vươn ra :

+ Tính từ mép dầm chính là: 0,25 lg 0,25 625mm Chọn0,25lg640mm

+ Tính từ trục dầm chính: 0,25lg0,5bdc640 0,5 300 790   mm

*Cốt thép phân bố: được bố trí vuông góc với cốt thép chịu lực.

ss pb

khi 2121

+ 200 s 300mm

;

 Chọn 6 250 a có diện tích trên 1 met dài của bản là 2

1,13cm đảm bảo yêu cầu.

 Để liên kết các cốt thép chịu mômen âm của vùng bản gần dầm phụ và dầm chính cần bố trí các thanh 6 có khoảng cách s 250 300 chọn 6 250 a

Ø8a130 1Ø6a130 26

3

a bmÆt c¾t sµn

tû lÖ :1/251-1

II.DẦM PHỤ.1.Sơ đồ tính.

Dầm phụ là dầm 3 nhịp,các nhịp giữa kê lên dầm chính,các nhịp biên kê lên tường biên.Đoạn dầm phụ kê lên tường lấy :Sdp220 mm

Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo

Theo giả thiết và kích thước dầm chính: b x h = 300 x 800 mm Ta xác định được các nhịp tính toán dầm phụ:

6595 6500 100% 1,01% 10%6595



2.Tính toán tải trọng tác dụng lên dầm phụ.

g  gL 3,239.3,1 8,7453 kN / m Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ :

1,03g 10,5053

Tra phụ lục 8 và nội suy ta được k = 0,276

-Tung độ của biểu đồ bao mômen tính theo công thức sau:

2dpM.q L +Trong đó: β phụ thuộc hệ số k, (tra bảng)

-Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa 2 một đoạn là:

+ Đối với nhịp biên:x20,15.Lb0,15 6,595 0,98 m 

+ Đối với nhịp giữa:x30,15.Lg0,15 6,5 0,975 m   

-Mômen dương lớn nhất cách gối tựa biên 1 đoạn là:

 

Q Q Q 0,5.q L 0,5 21,29.6,5 69,2 kN Bảng xác định tung độ của biểu đồ bao mômen của dầm phụ:

Nhịp Tiếtdiện

2dpq L(

Giá trị của  Tung độ của biểuđồ M (kNm)max

Biên0

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20, Rb11,5 MPa ;R bt0,9 MPa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs280 MPa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw175 MPa

a.Cốt dọc:

*Với mômen âm (tiết diện ở gối)

Tính theo tiết diện chữ nhật b= 200 mm,h= 400 mm.

11 22

  

11 211 2 0,1320,92

65, 95 10 550 .280.0,92.365

mm2

100% 0,6%200 365

Ab h

Tại gối D : Giống gối B vì dầm 4 nhịp

*Với mômen dương (tiết diện ở nhịp)

Tính theo tiết diện chữ T ,có cánh nằm trong vùng nén ,bề dày cánh 'fb

h h90mm.Giả thiết a=35mm ,h0  h a 400 35 365mm

-Xét: bdp

0,23 0,1h 400 

→Độ vươn của cánh Sfxác định như sau: f

S lấy không lớn hơn giá trị bé nhất trong các trị số sau:

Vậy chọn: S 1000mmfBề rộng cánh :

M KNm M KNm Trục trung hòa đi qua cánh.

Vậy ta tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật : b hf dp2200 400mm

Tại nhịp biên: Với M 99,08 kNm :

11 22

  

= 0,88

b f0

0,012 0,3;R b h 11,5 2000 365

11 20,2

  

M 65,95 10

R h 280 0,99 365

Gối CAtt

1Ø18

2Ø20

1Ø20

NHỊP BIÊN GỐI B NHỊP GIỮA GỐI C

Hình 9: Bố trí cốt thép chịu lực trong các tiết diện chính của dầm

Cắt thép theo kinh ngiệm :+ Với momen dương: - Cắt thanh 1Φ20:

 Cách mép tường một đoạn là: 0,08.l =0,08.6800= 544mm2

Cách gối một đoạn là: 0,08.l = 0,08.6800 = 544 mm2+ Với moment âm:

- Cắt thanh 1Φ18 cách gối B và C một đoạn là: 0,15.l = 0,15.6800= 21020mm

Tiết diệnCốt thép%AsVị trí cắt(mm)

Nhịp biên(bên trái) Cắt 1 20 còn 2 20 66,67 0,08L=544

Gối B Cắt 1 18 còn 2 16 64 0,15L=1020Gối C Cắt 1 18 còn 2 14 60,8 0,15L=1020

Q Q 107,2 kN để tính cốt đai.*) Tính lại h0

Chiều dày lớp bảo vệ

Bê tông không đủ khả năng chịu cắt,phải tính cốt đai chịu lực cắt.

-Kiểm tra điều kiện hạn chế

Q Q 0,3  .R b.h 0,3 1 11,5 10   0,2 0,365 324,3 

Các tham số vật liệu: Bê tông nặng => b22;b30,6;b41,5+ Bước đai lớn nhất S : max

  

C T

hS   

 mm ; lấySC T= 300mm

+ Bước đai tính toán Stt :

Chọn cốt đai 6 có asw = 28,3 mm2, số nhánh cốt đai n = 2 Ta có:∅

107, 2.10

36,12/8 8.0,9.200.365

kN mR b h

bts

sws wsw

R A

 

2 2.0,9.200.365 148336,12

Đoạn dầm giữ nhịp : 33 400

 Chọn s =300 mm

- Bố trí cốt đai trong đoạn 2 ở giữa dầm.

(2 16+1 16)W8=430

tû lÖ :1/20

IV Tính toán dầm chính1 Sơ đồ tính toán.

+ Dầm chính là dầm liên tục 4 nhịp, kê lên tường biên và các cột.+ Dầm chính có kich thước như đã giả thiết: (bh) = (300700) mm.+ Đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày tường là 330 mm + Nhịp tính toán ở nhịp giữa bằng nhịp tính toán ở biên và bằng 6,8m

a Tĩnh tải tập trung.

+ Trọng lượng bản thân dầm:

0 dc(dcb).25.1,1.1

G b h hl= 0,3.(0,7 - 0,09).25.1,1.3,1 = 10,74 kN.+ Từ dầm phụ truyền vào

a Biểu đồ bao momen.

* Các trường hợp đặt tải: Sơ đồ các trường hợp đặt tải trình bày như hình vẽ.

Tung độ biểu đồ momen tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:

82,21.6,8 559,03 73,3.6,8 498, 44.

GPi

tiết diện,phải tính nội suy theo phương pháp của cơ học kết cấu.Tính M0 của dầm đơn giản kê lên hai gối tự do

M PL 73,3.3,1 227,23 kNm

+ Sơ đồMp1: Đoạn dầm BC :

Đoạn dầm BC

255,9239, 2 96, 433

255,9 239,2 61,5 61,5 135,13

2 33,8 22,533

1 33,8 136,9 136,9 803

Gối C

M =M +M1GP1 312,8 245,5 -201,3 -77,5 -77,5 -178,4M =M +M2GP2 56,6 -10,7 -201,3 178,4 178,4 -178,4M =M +M3GP3 266,66 154,23 -338,2 100,7 159,9 -267,5M =M +M4GP4 101,76 80,3 -65,2 1,7 -55,2 -51,47

MMIN 56,6-10,7-338,2-77,5-77,5-267,5

* Xác định momen mép gối:Chọn kích thước cột là 300x300 mm.+ Gối B:

150 150

Bp

Ta có quan hệ giữa momen và lực cắt là : “Đạo hàm của momen chính là lực cắt”.Vậy ta có M’ = Q.

Xét 2 tiết diện a và b cách nhau đoạn x, chênh lệch momen của hai tiết diện là M = M - M Do đó, lực cắt gữa hai tiết diện đó là: ab

Q =

+ Xác định tung độ biểu đồ lực cắt:Đoạn

A - 1 1 - 2 2 - B B - 3 3 - 4 Sơ đồ

Q1 = QG + Q1P 145,95 -32,05 -212,64 58,95 0Q2 =Q + QG2P 23,96 -32,04 -90,77 180,81 0Q3 = Q + QG3P 123,98 -53,54 -234,47 208,95 28,2Q4 = Q + QG 4P 45,46 -4,87 -69,29 31,85 -27,1

Qmax 145,95-4,87-69,29208,9528,2

Qmin 23,96-53,54-234,4731,85-27,1

a Tại tiết diện ở nhịp chịu momen dương.

Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén.+ Giả thiết a = 50 mm  h = 700 – 50 = 650 mm.o+ Xác định Sf:

Chọn S = 1050 mm.f

+ Bề rộng cánh: b’f=2.Sf + b = 2.1050 + 300 = 2400 mm.dc

 Tiết diện chữ T: (b’ = 2400; h’ff=hb=90 ;b=300 ; h = 700 mm)+ Xác định vị trí trục trung hòa:

312,8.10 ' 11,5.2400.650

312,8 101743 .280.0,986.650

mm2

100% 0,9%300 650

Ab h

R b h  =0,015<R 0, 429

2 2

178, 4 10988 .280.0,992.650

mm2

300 650

Ab h

b Tại tiết diện ở nhịp chịu momen âm.

+ Ta tính theo tiết diện chữ nhật (bh) = (300700) mm.

+ Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của thép dầm phụ nên a khá lớn

Giả thiết a = 70mm  h =700 – 70 = 630 mm.o* Tại gối B có M = M = 338,2 kNmt

mm2 s

2240 100% 1,1%300 630

Ab h

* Kết quả tính toán cốt thép dọc được thể hiện ở bảng dưới:

Tiết diệnM (kNm)h0

thép là 30mm- Nhịp biên:

11, 36 30 0.5 20 6, 28 30 20 30 0,5 205817,64

30 20.0,5 30670

- Tại gối B :

15, 2 38 0.5 22 12,32 38 22 30 0,5 2873, 6227,52

hott (mm)t (mm)

Nhịp biên7006501923 3 22 2 20   4366754

Các giá trị lực cắt nguy hiểm trên dầm:

Vậy bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính toán cốt đai chịu lực cắt.

* Bước cốt đai theo cấu tạo:

+ Đối với đoạn đầu dầm:

SCT3min ;500

Rb hS

  

; Tính cho bên trái gối B: max T 234,47

Rb hS

* Bước đai tính toán:

Chọn cốt đai 8 có asw = 50,3 mm2, số nhánh cốt đai n = 2 Ta có:∅

234, 47.10 0,9.300.63051 /

530,6345

+ Kiểm tra điều kiện đảm bảo ứng suất nén chính:

Trong đó: Với

 Bê tông ko bị nén vỡ bởi ứng suất chính

+ Kiểm tra khả năng chịu cắt tối thiểu của bê tông và cốt đai:

22 0,9 300 630163680

bbtswsw

Tại những chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố để tránh sự tập trung ứng suất gây ra sự phá hoại dầm chính.

+ Lực tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính:122,1 58,86 10,74 170,22

6.Tính toán cắt cốt thép và vẽ hình bao vật liệu.

a.Khả năng chịu lực của tiết diện:

+ Ở gối lấy abv30 mm

,khoảng cách giữa 2 hàng cốt thép là t 30 mm Ở nhịp: Tiết diện chữ T b'f h 2400 700mm

Ở gối :Tiết diện chữ nhật b h 300 700mm  

Xác định :

siA aa

 m  MkNm

Nhịp biên2400x700

b.Xác định vị trí cắt lí thuyết

Tiết diện Thanh

Nhịpbiên(bên trái)

Cắtlần1

Nhịpbiên(bên phải)

1 22

245,4 136x

Gối biên(bên trái)

Cắtlần1

Gối biên(bên phải)

Cắt1 lần

c.Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức: 2 sw 5 20

sTrong đoạn dầm có cốt đai

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng sau:

Nhịp biên(bên trái)

(bên phải) 1 22 152,2 80,2 1048 440 1050Gối biên