Khi tính toán bản sàn cắt một dải bản rộng 1m theo phương vuông góc với dầm phụ và ta tính như 1 dầm liên tục do nhịp tính toán không chênh lệch nhau quá 10%.. 1.XAC DINH SO DO VA TAI
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÉỀN TRÚC TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KÉT CẤU CÔNG TRÌNH
THUYET MINH TINH TOAN
DO AN MON HOC KET CAU BE TONG COT THEP
SAN SUON BTCT TOAN KHOI CO BAN DAM
GVHD: NGUYEN THANH NGHI
SVTH: LUONG TIEN DUNG LỚP : X05A3
MSSV: X050347
Trang 2TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO SÀN SƯỜN BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
Đề Bài: Thiết kế đầm sàn BTCT đỗ toàn khối có sơ đồ mặt bằng như sau:
TT
I |
Dâm Phụ
1900 | 1000 | 1000 | 1500 | 1200 | 1300 | 1800 | 1900 | 1000 | 1000 | 1000 |, 1000
Sơ Đồ 2:
Bằng số liệu tính toán:
(daN/m 2)
Vật liệu sử dụng:
R, =90KG/cm?
- Bê Tông Mac 200: {
R, =7,5KG/cm?
Trang 3R, =2000KG/cm?
- Thép sàn, dầm phụ, cốt đai: CI JR, =2000KG/cm”
R„ =1600KG/cm?
R, = 2600KG/cm*
- Thép dam chính: CII ‡ R, = 2600KG/cm?
Ry = 2100KG/em?
A TINH BAN SAN:
*xéttysd: Canangan =[, = 19 =21>2
Vay ta xem bản sàn là bản dam Khi tính toán bản sàn cắt một dải bản rộng 1m theo phương
vuông góc với dầm phụ và ta tính như 1 dầm liên tục (do nhịp tính toán không chênh lệch nhau
quá 10%)
1.XAC DINH SO DO VA TAI TRỌNG TÍNH TOÁN BẢN SÀN:
a Xác định sơ bộ kích thước cho các cấu kiện:
*Chọn chiều dày ban san: h, = 25 1, =25.190=7,6 em
=> Chọn h, =8 cm
*Chọn kích thước dầm phụ: (nhịp Lap =l; =400 cm)
1 1 11 h,, =| —+— |l, =| — += |400 = (20+33,3
— Chon h,, = 300mm = 30cm
* b„ „-(1-1}2-(-De-eea =|—+— lh„ =| —+— B0=(/.5+15km
—> Chon b„, =15cm
*Chọn kích thước dầm chính: (Ldc = 311 = 3.190 = 570 cm)
hy = & “s}k = ( = [0 = (47,5 +71,25)em
12 8 12 8
— Chon h,, = 600mm = 60cm
1 1
=|—+— |60=(15+30
— Chon b,, = 30cm
b Xác định nhịp tính toán của bản:
Trang 4bay t hb
Meta ota
150 200 80
=> 1y, =1900 -—— - + + = =1765 mm ia)
=> |p, =1,765m
se Nhịp giữa:
1,, =1, =b„, =1900 ~150 =1750 mm
=1„ =175m
1y —1 =
e _ Chênh lệch giữa các nhịp: -"”— °#,100% = ki TU 0,86% <10%
° Xác định tải trọng tỉnh toán:
| Lát gạch Ceramic_ ö=l,0cm ;y=2000KG/cm?; n=l,I
| Lớp vữa lót 5=2,0cm ; y=1800KG/cm? ; n=1,2 t+ Dan BTCT 8=7,0cm ; y=2500KG/cm? ; n=1,1
| Lớp vữa tô trần õ=1,5cm ; y=1800KG/cm? ; n=l,1
4
+ Tĩnh tải: theo câu tạo sần ta có bảng tổng hợp sau
Các lớp câu tạo sàn: Hệ sô an toàn: n
22
- Gạch ceramics 2000 0,01 11
Tong tinh tai tinh toán: 287.4
+ Hoạt tải: p=P“ "p =800.1,2 = 960 (kG/m2)
+ Tải trọng toàn phần (tính trên giải bản rộng b=1m).
Trang 5q=(p+g).1 = (960 + 287,4).1 = 1247,4 (kG/m)
Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ tính toán bản sàn:
gq: = 1247,4 kG/m
2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG BẢN SÀN:
+ Mômen ở nhịp biên và gối biên:
1247,4 1,76s2
Mnap = 1/11%(q lấp ) = li = 353,27 = 353
(kG.m)
+ Mômen ở nhịp giữa và gối giữa:
ql 1247,4 1,75
Mng = 6 = le = 238.76 = 239 (kG.m)
q: = 1247.4 kG/m |
353,27
mm
ee CHỦ 353,27
3.TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN SÀN:
Trang 6
a/ Tính cốt thép: Vì bản sàn được coi như dầm liên tục có tiết diện chữ nhật (100 x 8)
-Chiều cao tính toán của bản: ho = hb— a =8— 1,5 = 6,5 cm (Chon a = 1,5 cm)
-Bê tông mác 200,điều kiện hạn chế khi tính theo sơ đồ dẻo là A“ Ad = 0,3
- Tính cốt thép theo bảng dưới đây:
OS™) [Rnbu |va—24)) | Rayne | % | đem) [ em2 | (#)
gối biên
*Đê tiệt kiệm thép, ở các ô bản mà 4 phía là dâm: các ô bản ở nhịp giữa,gỗi giữa trong trục 2
và 3 thì được phép giảm 20% hàm lượng cốt thép tính toán,tức là có:
Fa’ = Fa*(100% - 20%) = 1,89 0,8 = 1,51 (cm2)
Suy ra, chọn thép 6, a = 180 (Fa = 1,57 cm2)
b Bố trí thép: Xem bản vẽ
+ ta có: tỷ số Gg =287,4 = 3,34<5 => Đoạn thẳng từ mút cốt thép mũ đến mép dầm
lấy bang 0,33L = 0,33 1750 = 578 (mm); lấy tròn bằng 600 mm
+ Cốt thép chịu momen âm theo cấu tạo: (vị trí dọc theo các gối biên khi bản được chèn
cứng vào tường mà chúng ta đã bỏ qua khi tính toán), cần 566 và Fa > 50% Fa max
> Fa = 2,86 0,5 = 1,43 (cm2) chon Ø6 a= 200 (Fa=
1,41 cm2)
l2 4000
+ Chọn cốt thép cấu tạo (phân bố): do_ 2< li =1900 = 2,1<3
> F cấu tạo = 20% Fa bién = 0,2 2,86 = 0,57 (cm2);
chon Ø6a = 300 (Fa=0,94cm2)
B TINH DAM PHU:
So đồ tính: Dam phy 1a dầm liên tục 3 nhịp, với các gối tựa là dầm chính
Trang 7=600
|
T
|
3800 300 3700 300
Nhịp tính toán:
b, h
I, =l„— T- t+Š = 4000 — 300 _ 300, 200 _ 3500mm =3,8m
-Nhịp gitta; 's =! bac = 4000-300 = 3700mm = 3,7m
-Chênh lệch giữa các nhịp: -””—“*.100% = 38=37 09% =2,7%
3) Tải trọng tác dụng lên dầm phụ:
a.Hoạttải: Pdp=n.P° A, = 1,2 800 1,9 = 1824 (kG/m)
b.Tinh tai: Sep =8s.11 +nY Pap ap - hy ) = 287.1,9 + 1,2 2500.0,15.(0,3-0,08) = 644 (kG/m)
c.Tải trọng toàn phần: đép = Pap+8ep = 1824 + 644 = 2468 (kG/m)
* Xết tỷ số: TH - 182 / +4 ~2/83; tra bảng phụ lục II => k= 0,28
4) Tính biểu đồ bao nội lực:
a Lực cắt:
Tung độ biểu đồ lực cắt được xác định như sau:
Qa= 0,4 qa-h = 0,4 2468 3,8 = 3751 kG
Qs,tr= 0,6 đa-h = 0,6.2468 3,8 = 5627 KG
Qạh = Qc =0,5.94-!s = 0,5 2468.3,7 = 4566 kG
b Mômen:
-Mômen dương triệt tiêu cách mép gối B một đoạn:
+Tại nhịp biên: x= 0,15 Jb =0,15.3800 =570 mm
+ Tại nhịp giữa: x = 0,15 Ìz = 0,15 3700 = 555 mm
-Mômen âm triệt tiêu cách mép gối B một đoạn:
x=k.l› =0,28 3800 = 1064 mm
-Tung độ biểu đồ bao mômen tính theo công thức: M =.q,.l”,theo bảng sau:
Trang 8
c.Biểu đồ bao mômen và lực cắt:
qep = 2468 kG/m
tat
(kom) 2c16 HU Ysera 1980 "elie
3243
Que)
5627
5.Tinh cét thép doc:
Rn = 90 kG/cm2; Ra = Ra” = 2000 kG/cm2
a) Kiểm tra kích thước tiết diện dầm:
[M_ ƒ2mm
* Theo điều kiện mômen: họ = 2\Rn b =2) 90.15 = 40cm
Giả thiết a= 4cm => hdp = 40 + 4 = 44 cm > hdp da chon
*Theo điều kiện lực cắt: [Q] = ko.Rn.b.ho = 0,35.90.15.(30-4) = 12285kG > Qmax =5627kG
Trang 9Như vậy tiết diện đã chọn (150x300)mm là hợp lý/
b.Tiết diện chịu mômen âm: coi dầm làm việc theo tiết diện chữ nhật (15x30) em
giả thiết a = 4cm => ho =h~ a = 26 em;
"Tại các gối B,C tiết diện chịu mômen âm, ta sử dụng các công thức tính cốt thép như sau:
Suy ra,
c.Tiết diện chịu mômen dương: Coi tiết diện làm việc là chữ T (he = 8; be ; h= 30; b= 15)em
M
A=Rn.b.ho? ~> tra bang: y
Fa=Y- Ra.ho - Y 2000.26 ; giá trị ghi trong bảng bên
-Xác định bề rộng cánh tham gia chịu nén: Sc,chiéu rộng l bên cánh
1
Sc<2
85a" =1/2.175=8§cm
Se<8 Ìš = 1/6 370 = 62 em
§c<9hb =9.8 =72cm
*Vị trí trục trung hòa:
=> chọn Sc = 60 cm
Bề rộng bản cánh là: be= Đa + 2§c = 15 + 2.60 =135 cm;
Giả thiết a = 4cm => ho =h — a = 30 —4 = 26cm
Mc = Rn.be.he.(ho — 0,5hc) = 90.135.8.(26 — 0,5.8) = 2138400 kGem
Ta thay: Mmax = 324300 kGem < Mc = 2138400 kGem => Truc trung hòa đi qua nhánh của
tiết diện chữ T; ta tính tiết diện như tiết diện chữ nhật (135 x 30)cm
d.Tính chọn cốt thép: trong bảng dưới đây (BT mac 200: A < Ad = 0,3)
Fas
em) | = Rnb |¥a-24 =| Raya, |* So =|"? Me | 2
Gỗi B 254800 | 0,279 0,832 5,89 3/16 |603 |24 [15 (15x30)
Nhịp biên 324300 | 0,039 0,980 6,36 2/12 |6/28 |-13 |02
Nhip gitta | 211200 | 0,026 0,987 4,12 1916 [427 [3,7 | 0,12 (135x30) 429 12
6) Bồ trí côt thép: (chi tiét trên bản vẽ)
Trang 10
|3Ø16
L—Ì
7) Tính cốt ngang và cốt xiên:
+ Kiểm tra điều kiện tính toán:
Q =kI.Rk.b.ho =0,6 7,5.15.26 = 1755 kG < Qmax = 5627 kG; _ phải tính cốt đai
+ Xét mặt cắt có lực cắt lớn nhất: Qmax = 5627 kG , ho = 26cm
-Chọn đai j6, Fd = 0,283cm2, đai 2 nhánh => n= 2;u = 150mm
1/15.Rk.b.hoz 1,15.7,5.15.26?
-Tính bước đai cực đại: Mạ = Osi 5627 = 155mm
-Chọn bước đai u =150 mm, bảo đảm u = min{Bap 12; "max ; 150} = min{150;155;150}mm
R„.mF, _ 1600.2.0,283
-Kiểm tra điều kiện tính cốt xiên: Q„, = /8R ,bh2q, = V8.7,5.15.267.60,4 = 6062 KG > Qmax
=5627 kG; vay không cần phải đặt cốt xiên cho dầm phụ
-Lực cắt cốt đai chịu được: qạ = =60,4KG/em
8) Tính và vẽ biểu đồ bao vật liệu:
Ra.Fa_ | y=1-2
biên
giữa
(35x30) 2 2,26 3,1 26.9 0,014 0,993 1,21
-Biêu đô bao vật liệu:
Trang 11
1210012
A
33.0 201642012)
I SOI
ql Iing
© 5
2.6 (101642012)
9.Xác định điểm cắt lý thuyết và đoạn cắt thực tế: (xem chỉ tiết cách tính ở dầm chính)
Ta có bảng tính toán như sau:
w=2qd 10 +5d;(cm)
biên
giữa
C TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH:
1) &ơ đồ tính: Dầm chính là dầm liên tục 4 nhịp với các gối tựa là cột Tính theo sơ đồ đàn hồi
he£0n,
=400
Bỗ trụ 400x400
1900
00
2)Nhip tinh todn: chiéu dai nhịp đều nhau L = 3Ì: = 3 190 = 570 cm
Trang 123) Tải trọng tác dụng:
~ Hoạt tải tập trung: P = Pap |p = 1824, 4 = 7296 kG
-Tĩnh tải:G =#dp.lz + my Đạc.(hạ; - hy ) |, = 644 4 +1,1.2500.0,3.(0,6 — 0,08).1,9 = 3391
kG
4) Tính và vẽ biểu đồ bao mômen:
a)Tính biểu đồ mômen cho từng trường hợp chất tải: M= œ.P.L (a tra bang theo so dé tai)
66 Ge Go co a 0,238 | 0,143 | -0,286 | 0,079 | 0,111 | -0,190
1
PP PP a 0,286 | 0,238 | -0,143 | -0,127 | -0,111 | -0,095
2
ABC M 11894 | 9898 -5947 | -5282 | -4616 | -3951
P Ỳ PP a -0,048 | -0,095 | -0,143 | 0,206 | 9.222 | -0,095
Pp opp PP a -0,321 -0,048
4 A oB ¢ , M 9448 50344 | -13349 | 4337 | 8055 | -1996
PP PP N -0,031 | -0,063 | -0,095 -0,286
5
A BC M -1289 -2620 | -3951 7264 | 4662 | -11894
pe PP o -0,190 0,095
6
A BC M | 11260 | 8658 -7902 | -3934 | -62 3951
M„„ | 16494 | 12662 | -3788 | 10094 | 11377 | 279 Mạ„ | 2604 | -1187 | -18577 | -3755 | -2471 | -15566
b)Vẽ biểu đồ mômen cho từng trường hợp chất tải trên là: (kGm)
Trang 14c) Biểu đồ bao mômen:
t
5
0
AI
0 S a i
a qu
t
¬
5) Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt:
a) Tinh biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp chất tải:
§ Tiết diện: a oki Giữa Trái | Phải Gitta "
7 | Sơ đồ chất tải PHẨ gHHÁ.| nhip | chi | gặp | SBP | Gere
ABC
ABC
A B Cc
ABC
A B Cc
Qmor= Qc + OB *® -1393 | 3286 | 13973 | -2414 | 1059 | 11746
Onin -Qo +08 -8689 | 710 | 4101 | -12954 | -2349 | 1042
Trang 15
b) Biểu đồ bao lực cắt: (kG)
6) Tính cốt thép dọc:
a Tiết diện chịu mômen âm: Ta tính theo tiết diện chữ nhật (30x60)cm
- Xác định mômen tại mép gối B: Theo biểu đồ bao mômen, nhận thấy rằng phía bên phải gối
B biểu đồ Mmin ít dốc hơn bên trái ,tính mômen mép bên phải sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn
18577 — 375s pc 18577 — 3755 9,
=> Mmg = 18577 ~ 1170 = 17407 kGm;
-Do tại gối, ngoài cốt thép dọc của đầm chính còn có cốt thép dọc của đầm phụ, thép bản sàn, nên trị số của a cần phải tăng lên Giả thiết a= 7cm ——y ho=h—~a=60—7 = 53cm;
b Tiết điện chịu mômen dương: Tính theo tiết diện chữ T quy đồi
-Xác định bề rộng cánh tham gia chịu nén:
1
Sc <2" (400 — 30) = 185cm
2 |
Sc<6 "hip = 1/6.570=95cm =>chonSc=72cm
Sc <9bp =9.8 = 72cm
- Bề rộng bản cánh là: be = Đác + 2§c = 30 + 2 72 = 174cm
*Xác định vị trí truc trung hòa: Giả thiết a= 5cm —> ho = h— a = 60 — 5 = 55cm;
Mc = Rn.be.he.(ho — 0,5he) = 90 174.8.(55 — 0,5.8) = 6389280 kGcm
Ta có: Mmax = 1649400 kGcm < Mc = 6389280kGcm ——* Trục trung hòa qua cánh
—> Tiết diện được tính như tiết diện chữ nhật (174x60)cm
c) Tính chọn cốt thép: Thép CII Ra = 2600kG/cm2; thể hiện trong bảng sau
Sử dụng bê tông mac 200, tính theo so dé dan hồi điều kién han ché: A® Ao = 0,428
Rnbn‡ | VA — 24)) RaVho
%
GoiB 1857700 | 0,245 0,857 15,73 3618 | 15,26 -3 0,96
Trang 16
Nhip bién 1649400 | 0,035 0,982 11,75 3918 | 11,65 -0,85 | 0,12
Nhịp giữa 1137700 | 0,024 0,988 8,05 4916 | 8,04 -0,12 | 0,08
(174x60)
Goi C 1556600 | 0,205 0,884 12,78 5g 18 | 12,72 -0,47 | 0,8
7 Bồ trí cốt thép dọc: chỉ tiết trên bản vẽ
3Ø18
ar
3078
Nhịp biên GỗiB Nhịp giữa Gối C
8 Tính cốt ngang:
*Kiểm tra điều kiện tính toán:
Q=ki.Rk.b.ho = 0,6 7,5 30 53 = 7155 kG < Qmax = 13972 kG—y Cần phải tính cốt đai
*Xét mặt cắt có lực cắt lớn nhất: Qmax = 13972kG; ho = 60 — 7 = 53cm (mép trái gối B)
-Chon dai ¢8 , Fd = 0,503cm2, dai 2 nhánh (n = 2)
1/5.Rk.b.hoz 1,5.7,5.30.53?
-Bước đai cực đại: max = Q = 13972 = 679 mm
-Chon buéc dai u= 200mm, dam bao u* min{hdc/3; Umax ; 300}mm = min{200; 679;
300}mm
Ry nF, _ 1600.2 0,503
20 -Tinh lye cat cét dai chiu duge: q a=
-Kiểm tra điều kiện tính cốt xiên: Qy, =/8R,bh2q, = V8.7,5.30.5 3°.80,5 = 20175 KG>
Qmax = 13972kG
—y Không cần tính cốt xiên cho dầm chính
9)Tính cắt treo:
Dé gia cố chỗ dầm phụ kê lên dầm chính người ta sử dụng cốt treo:
+Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:
Trang 17Pi =P +G=7296 + 3391 = 10687 kG;
+Cốt treo đặt dưới dạng cốt đai có đường kính phải thỏa mãn diện tích cần thiết:
Fir = P/Ra = 10687/2000 = 5,3 (cm2)
+Dùng dai ¢ 8, Fd = 0,503 cm2; 2 nhanh (n=2)
+86 cét treo can thiét a: N= Fd =2-0,503 = 5,3 (dai), chon theo cấu tạo 8 đai/
+Đặt mỗi bên mép dầm phụ 4 đai, trong đoạn hy = he —hy = 60 — 30 = 30cm
+Khoảng cách giữa các dai: hi/4 = 30/4 = 7,5cm
Ai Nephi
8Ø8a75 4 3
10) Tính và vẽ biểu đồ bao vật liệu:
Ra.Fa_ | y=1-2
Nhip 3 2 11,65 3,37 56,63 0,034 0,983 16,86 biên
(74w60)|_ 2 2 911 | 346 | 5664 | 0027 | 0,987 13,24
2 4,02 33 56,7 0,012 0,994 5,89 Gôi B 6 15,26 5,8 54,2 0,271 0,864 18,59 (30x60) 5 12,72 5,32 54,68 0,224 0,888 16,06
3 7,63 3,4 56,6 0,130 0,935 10,50
2 5,09 3,4 56,6 0,087 0,957 7,17