Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc với cốt thép chịu lực- Thép dọc chịu momen âm được đặt xen kẻ nhau, đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn: - Chọn ∅ 6, s=200 có diện tích trên mỗi mét bả
THIẾT KẾ BẢN SÀN
SỐ LIỆU CHO TRƯỚC
1.1.1 Sơ đồ kết cấu sàn
Hình 1.1 Mặt bằng sàn
- Kích thước tính từ giữa trục dầm và trục tường l 1=2,2(m), l 2 =4,6(m)
- Sàn nhà dân dụng, cấu tạo mặt sàn gồm 3 lớp như trên hình Hoạt tải tiêu chuẩn qk , t=7,6(KN m 2 ) Hệ số tin cậy của hoạt tải gf=1,3
Bê tông cấp độ bền theo cường độ chịu nén B20, cốt thép cơ bản và cốt đai của dầm dùng CB240-T, cốt dọc của dầm dùng CB300-V
TÍNH BẢN
- Sàn có dầm theo hai phương Dầm tại các trục 2, 3, 4 là dầm chính Các dầm vuông góc với dầm chính là dầm phụ
- Kích thước ô bản l 1"00(mm), l 2 =4 6 00(mm),l 2 l 1 >2 nên bản có 1 phương
1.2.2 Chọn kích thước cho các cấu kiện
Chọn chiều dày của bản: h b =D m×l 1 =1,3
Trong đó: D=1,4 với tải trong trung bình; m2 với bản liên tục.
Chọn tiết diện dầm phụ: h dp = 1
2×3 80"0(mm) Chọn tiết diện dầm chính: nhịp dầm chính là khoảng cách các cột bằng 4600(mm)
Hình 1.2 Cấu tạo sàn h dc = 1
- Bản 1 phương, lấy dải bản rộng b=1m vuông góc với dầm phụ làm đại diện để tính Xem dải bản như dầm liên tục
- Nhịp tính toán của bản:
Bảng 1.1 Xác định tĩnh tải
Các lớp cấu tạo bản Giá trị tiêu chuẩn
Hệ số tin cậy Giá trị tính toán
-Lớp gạch lát dày 10mm, γ (KN/m 3 ) 0,01 × 20=0,2 1,1 0,220
-Lớp vữa lót dày 30mm γ(KN/m 3 ) 0,03 ×18=0,54 1,3 0,702
-Bản bê tông cốt thép dày 90mm, γ%(KN/m 3 ) 0, 09×25=2,25 1,1 2,475
-Lớp vữa trát dày 10mm, γ(KN/m 3 ) 0,01×18=0,18 1,3 0,234
- Hoạt tải: qb=qk , t × g f=7,6×1,3=9, 88KN/m 2
- Tính toán với dải bản b=1m, ta có gb ´ b+g f ´ q k ,t ´ b=3,6 3´1+7,6×1,3´1=1 3,51KN/m 2
Hình 1.4 Sơ đồ tính của bản khi có khớp dẻo
Mômen uốn tại nhịp biên và gối thứ 2:
Mômen uốn tại nhịp giữa và gối giữa:
Hình 1.6 Biểu đồ lực cắt
6.1 Tính cốt thép chịu momen uốn
Số liệu: Bê tông B20 có R b =¿11,5 (MPa), cốt thép CB240-T có R s !0(MPa)
- Tính nội lực theo sơ đồ dẻo, hệ số hạn chế vùng nén α pl =0,3
- Chọn a = 25 (mm) cho mọi tiết diện: h 0 =h b −a−25e(mm)
Tại gối biên và nhịp biên với M= 4,81 (KNm) = 4,81 ×10 6 (Nmm): α m = M
- Chọn thép có đường kính 6mm: a s =π × d 2
Tương tự Tại gối giữa và nhịp giữa với M=3,31(KNm) = 3,31×10 6 (Nmm): α m = M
- Chọn thép có đường kính 6mm: a s =π × d 2
- Khoảng cách giữa các cốt thép là: s=b × a s
6.2 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bản
- Lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu Điều kiện để bê tông bản chịu toàn bộlực cắt là:
Q max =0,6×(q¿¿b+g b )× l ob =0,6×1 3,51×1,98,37(KN) Qmax, nên tiết diện bê tông đủ khả năng chịu lực cắt
Chiều dài neo đủ để ứng suất trong cốt thép As đạt đến cường độ Rs
Lan = 39f = 39×6 = 243 mm Lực chịu bởi các thanh cốt thép được neo Ns
Ns= Rs As Lan L s !0 × 0,5 × (372+251) 2 00 2 43S.84 kN/m
Mô men Ms chịu bởi cốt thép dọc được neo vào gối
Ms = Ns zs = 41,932 ´0,9´0,076 = 2,868kN/m Tiết diện nghiêng nguy hiểm C được xác định.
C= q+ Q1 qsw = g b Q +qb 1 = 0,4 lob=0,4 ×1980y2 mm Vì C = 792mm > 2h0 nên lấy C = 2h0 = 130mm.
Mô men trong tiết diện nghiêng đi qua mép của gối tự do, do tất cả các ngoại lực nằm ở một phía gây ra được xác định:
Kết luận: Điều kiện cường độ về mô men trên tiết diện nghiêng ngay tại mép gối tự do được đảm bảo, do đó độ dài neo Ls đã chọn là phù hợp.
Hình 1.9 Chiều dài neo cốt thép tại gối tự do
THIẾT KẾ DẦM PHỤ
Xác định sơ dồ tính
- Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp đối xứng
- Nhịp tính toán dầm phụ:
Xác định tải trọng
- Tải trọng bản thân dầm (không kể phần dày 90mm): g 0 dp =b dp ×( h dp −h b ) × γ × γ n =0,22×(0,4 5−0,09)×25×1,1=2,178KN/m
- Tĩnh tải truyền từ bản: g b ×l 1 =3,6 3×2,2=7,986KN/m
- Tĩnh tải toàn phần: g dp =g 0 dp +g b × l 1 =2,178+7,986=1 0,164KN/m
Hoạt tải truyền từ bản: q dp =q b × l 1 =9,88×2,2!,736KN/m
- Tải trọng tính toán toàn phần: q p =g p +q dp =1 0,81+21,736=3 1,9KN/m
Nội lực tính toán
- Tung độ hình bao mômen (nhánh dương):
- Tung độ hình bao mômen (nhánh âm):
- Tra phụ lục 18 với tỉ số P g p
- Tiết diện có mômen âm bằng 0 cách bên trái gối thứ 2 một đoạn: x=k × l 0 b =0,25 75×4 32=1.1 1m
- Tiết diện có mômen dương bằng 0 cách gối tựa 1 đoạn:
Bảng 2.1 Tính toán hình bao mômen của dầm phụ
Nhịp, tiết diện Giỏ trị ò Tung đọ M (kN.m) ò1 ò2 M+ M-
- Bên phải gối 2, bên trái và bên phải gối 3:
Tính toán và bố trí cốt thép dọc chịu mô men
Với loại bê tông B20, CV300-V
- Cường độ tính toán của vật liệu:
Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa; Rs = 260 ; Rsw = 210 Mpa ; Rsc = 260 Mpa
- Xác định hệ số giới hạn vùng nén ξ pl =0,37,α pl =ξ pl (1−0,5ξ pl )=0,3
- Tại mỗi nhịp và gối tựa, lấy mômen lớn nhất để tính cốt thép:
- Chiều dài Sf phải đáp ứng các điều kiện:
Khi h b ≤0,1h dp → S f ≤6h b , khi h b >0,1h dp → S f ≤0,5( L 1−b dp ) , Mà h b mm>0,1h dp Emm→ S f ≤0,5(2200−220)0mm àVậy ta chọn S f = 720mm
- Tại nhịp giữa tính theo tiết diện chữ T, tại gối tính theo tiết diện hình chữ nhật. a Tại tiết diện ở nhịp biên
→ M>M f Vậy thì trục trung hoà qua sườn, tính như tiết diện hình chữ nhật b ' f ×h dp 60×450(mm 2 )
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min =0,5×10 −3 ≤ μ= A s b h 0
- → M > M f Vậy thì trục trung hoà qua sườn, tính như tiết diện hình chữ nhật b ' f ×h dp 60×450(mm 2 )
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min =0,5×10 −3 ≤ μ= A s b h 0 =0,96×10 −3 ≤ ξ pl R b
- Chọn a = 35mm h 0 =h dp −aE0−40A5mm
→ M>M f Vậy thì trục trung hoà qua sườn, tính như tiết diện hình chữ nhật b ' f ×h dp 60×450(mm 2 )
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min =0,5×10 −3 ≤ μ= A s b h 0 =0,84×10 −3 ≤ ξ pl R b
Bảng 2.2 Chọn cốt thép dầm phụ
Cốt thép ngang chịu cắt
Cho bê tông B20, Rb = 11.5 Mpa, Rbt = 0.9 Mpa
Chọn cốt thép dọc nhóm CB300-V: Rs = 260 MPa; Rsc = 260 Mpa; Rsw = 210MPa
Chọn cốt thép đai nhóm CB240-T: Rs = 210 MPa; Rsc = 210 Mpa; Rsw = 170MPa bdp = 220 mm; h0 = 415 mm; gdp + qdp = 31.9 kN/m l0b = 4320mm; l0 = 4320mm
Giá trị lực cắt: Q A U.12kN ;Q B t 68kN ;Q B p h.904kN a Tính toán kiểm tra cốt thép đai ở gối B bên trái (Q t B ):
- Ta có φ b 1=0,3;φ n =1 a) Kiểm tra điều kiện: Q=Q max =Q t B 68kN ≤ φ b 1 φ n R b b h 0 ¿0.3×1×11.5×220×41514.985kN → Dầm đảm bảo khả năng chịu ứng suất nén chính. b) Kiểm tra khả năng cắt của bê tông:
Kiểm tra tại các điểm giới hạn:
Kiểm tra tiết diện nghiêng c1: c 1 =[ 1.5 ( g dp R +q bt b h dp ) 0 2 ] 0.5 = [ 1.5× 0.9× 31.9 220 × 415 2 ] 0.5 66.284 mm
Vì c1 không thoả mãn điều kiện 0.6 h 0