TRƯỜNG 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
Trang 2TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO SÀN SƯỜN BÊTƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
Đề Bài: Thiết kế đầm sàn BTCT đỗ tồn khối có sơ đồ mặt bằng như sau:
TT I | (2>-| hd = = { al || | |i | c3 "tỊ| it i = { | | 3 l Ll (4)»+ #==-.: ` 11 1.1 oe | Dâm Phụ 1900 | 1000 | 1000 | 1500 | 1200 | 1300 | 1800 | 1900 | 1000 | 1000 | 1000 |, 1000 6700 5700 smo 5700 (A) (B (C) (D) (E) Sơ Đồ 2: Bằng số liệu tính tốn: STT:[ LI 12 n Mác Loại thép: pe p BT 8 | (m) | (m Sàn Dầm chính Dam phy (daN/m 2) 19 4 800 12| 200 cI ci ŒI Vật liệu sử dụng: R, =90KG/cm?
- Bê Tông Mac 200: {
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:
canh dai la 4
*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
vng góc với dầm phụ và ta tính như 1 dầm liên tục (do nhịp tính tốn khơng chênh lệch nhau
quá 10%)
1.XAC DINH SO DO VA TAI TRỌNG TÍNH TỐN BẢN SÀN:
a Xác định sơ bộ kích thước cho các cấu kiện:
2 hal
*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 “nhập (5 a} (5 5) ( lu — Chon h,, = 300mm = 30cm 1 1 1 1 * 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
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% og › ° 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
TLR: yi Chiêu dày: gi= n*yi * 61
Các lớp câu tạo sàn: Hệ sơ an tồn: n
[ KG/mỶ ] ði, (m) (kG/m2) 22 - Gạch ceramics 2000 0,01 11 - Vữa lót 1800 0,02 1,2 43,2 - Ban BTCT 2500 0,07 11 192,5 - Vữa tô trần 1800 0,015 1,1 29,7
Tong tinh tai tinh toán: 287.4
+ Hoạt tải: p=P“ "p =800.1,2 = 960 (kG/m2)
Trang 5q=(p+g).1 = (960 + 287,4).1 = 1247,4 (kG/m)
Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ tính tốn bản sàn:
80 — — Co 200 1725 1780 30v 1900 = iS |S 1900 3 A A gq: = 1247,4 kG/m Lh 1765 “| 1780 — — 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:
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:
Tiêtdện |M A= T= Tạ= Chọn thép u kö M 0,5(1+ M ` g
OS™) [Rnbu |va—24)) | Rayne | % | đem) [ em2 | (#)
Nhịp biên, 353 |0,093 0,951 2,86 6 | 100 2,83 0.44
gối biên
Nhịp giữa, 239 Ì0,063 0,967 19 6 | 150 1,89 0.29
gối giữa
*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 tốn,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
P 960
+ 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 tốn), 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:
Trang 7=600 bs hức | T | I J cxeon | Ị 1 3800 300 3700 300 † 4000 4000 1) 2) 4 Nhịp tính toán: b, h I, =l„— T- t+Š = 4000 — 300 _ 300, 200 _ 3500mm =3,8m -Nhip bién: 2 2 2 2 2 2 -Nhịp gitta; 's =! bac = 4000-300 = 3700mm = 3,7m lim: i -Chênh lệch giữa các nhịp: -””—“*.100% = 38=37 09% =2,7% og › 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
Trang 8
Nhịp Tiết diện | Hệ số B qa Tung độ M,(kG.m)
Mmax Mmin (kG.m) Mmax Mmin
0 0 35638 0 1 0.065 - 2316 Bién 2 0.090 - 3207 0,425.L 0.091 - 3243 3 0.075 - 2673 4 0.020 - 713 5 -0,0715 - -2548 6 0.018 -0.0343 33787 608 -1159 7 0.058 -0.0147 - 1960 -497 Giữa 0,5L 0.0625 - 2112
c.Biểu đồ bao mômen và lực cắt:
qep = 2468 kG/m A § aR S S q B tat 1159 tT at nto? es Mm! aT
(kom) 2c16 HU Ysera 1980 "elie
3243 il llllm 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
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 cơng 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
M M
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
Tiét dién | M A= y= Chon thép u
Kons M 0,5(1+ M : ¬
em) | = Rnb |¥a-24 =| Raya, |* So =|"? Me | 2
Trang 10|3Ø16 Tp 1916 + toa L—Ì 2Ø12 2Ø12
Nhịp biên Gối B Nhịp giữa
7) Tính cốt ngang và cốt xiên: + Kiểm tra điều kiện tính tốn:
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
u 15
-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:
Tiết diện Cốt thép Fa a ho a= @ | Ma (Tm= Ra.Fa_ | y=1-2 $16 12 (cm2) | (cm) (m2) | Rn.b.ho Y- Ra Fa.ho Nhịp 2 2 6,28 3,23 | 26,77 0,039 0,981 3,30 biên (135x30) 2 2,26 3,1 26.9 0,014 0,993 1,21 Gối B 3 6,03 3.3 26,7 0,167 0,916 2,95 (30x60) 2 4,02 33 26,7 0,112 0,944 2,03 Nhip 1 2 4,27 3,19 2,81 0,026 0,987 2,26 giữa (35x30) 2 2,26 3,1 26.9 0,014 0,993 1,21
Trang 1123.16 1210012 Độ 43 © 2673 A 33.0 201642012) 25 (3016) A 203 0018) 203 0016) I SOI pe, ae lÌ ị 5 + + + | | | © ad ql Iing 2 2) © 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 tốn như sau:
Kýhiệu | x (cm) Q&G) [d(cm) [20d (cm) 0,8Q L=(cm) w=2qd 10 +5d;(cm) Nhịp |Xnb 2A | 262,7 20080 1,6 32 141 403,7 biên Nhịp |Xng 2C | 55,3 163009 | 1,6 32 116 171,3 giữa Gỗi |Xg 1B | 21,6 29947 1,6 32 166,6 188,2 B C TÍNH TỐN 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 1900 1900 cột 300x300 Bỗ trụ 400x400 4 }e=s00 | Li=1900 bes! 1900 00 1900
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 mơmen:
a)Tính biểu đồ mômen cho từng trường hợp chất tải: M= œ.P.L (a tra bang theo so dé tai)
s Tiết
T Sơ đồ chất tải ign: 1 2 Gối B 3 4 Gối C
Trang 14c) Biểu đồ bao mômen: t 5 0 AI ( ) + N 0 œ b 0 S a i 3 = es 5 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
Trang 15b) 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 mơmen, nhận thấy rằng phía bên phải gối B biểu đồ Mmin ít dốc hơn bên trái ,tính mơmen mép bên phải sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn
18577 — 375s pc 18577 — 3755 9,
AM= 19 2= 19 -2_ =1170kGm
=> Mmg = 18577 ~ 1170 = 17407 kGm;
-Do tại gối, ngoài cốt thép dọc của đầm chính cịn 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 hịa: 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
Tiếtdiện |M A= y= Fos Chon thép u
Trang 16(30x60) +3918 Nhip bién 1649400 | 0,035 0,982 11,75 3918 | 11,65 -0,85 | 0,12 (174x60) +26 16 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 (30x60) 7 Bồ trí cốt thép dọc: chỉ tiết trên bản vẽ 3Ø18 [ || eae I Ï tT ar 3078 TT 2016 vàng + i ly a | L—Ì 3Ø18 2016
Nhịp biên GỗiB Nhịp giữa Gối C
8 Tính cốt ngang:
*Kiểm tra điều kiện tính tốn:
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
u = 80,5KG/em
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 Khơng cần tính cốt xiên cho dầm chính 9)Tính cắt treo:
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) Ftr 5,3
+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:
Trang 18Goi C 5 12,72 5,32 54,68 0,224 0,888 16,06 (30x60) 4 10,17 5,81 54,19 0,181 0,910 13,04 3 5,09 3,4 56,6 0,087 0,957 7,17 Nhịp 4 8,04 333 56,7 0,024 0,988 11,74 giữa (174x60) 2 4,02 3,3 56,7 0,012 0,994 5,89
- Biéu do bao vat liéu: (thé hién chi ttrén ban vé) 16.06 (5018) 16.06 (5018) 16.06 (5018)| map I 6 Kế § 747 2018) | | 7.47 2018) | Pa Pon LPS L | 4 L1 Ll1ễ Ñ | 1b Se Try lệ 6 f ° LÍ @ |g š 5 eae 7480818) |3 |š 5832016) = 13.24(2018+2016) 13.24(2Ø18+2Ø16) THAI)
11 Xác định điểm cắt lý thuyết và đoạn cắt thực tế:
*Bên trái gối B khi cắt đi 4 thanh ø 18 khả năng chịu lực của 2# 18 còn lại sẽ là Mtd = 7,17Tm, theo hình bao mơmen thì tiết diện có M = 7,17 (Tm)_nằm trong đoạn gần gối ,ở đó có độ dốc của hình
bao mômen là:
18,577—1,187 s4 Bi
i= 85/1 < L187, =9,153 ; vậy tiết diện cách tâm gối I đoạn là:
_ 18,577—7,L7
= = 1,246m
“ 9,153
-Đoạn kéo dài W5: (trong đó Q lấy bằng độ dốc biểu đồ mômen, qạ = 80,5 (KG/cm2); _ 080, „„_ 08.9153
24, 2.80,5
W, 4 +5.1,8 = 54,48em > 20.4 = 36cm ,lây bằng 54,48cm
-Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế:
L=X4a + 4 = 1,246 + 0,54 = 1,786 m
*Bên trái gối B khi cắt đi 3 thanh ¿ 18 khả năng chịu lực của 3ø 18 còn lại sẽ là Mtd = 10,5Tm,
theo hình bao mơmen thì tiết diện có M = 10,5 (Tm
Tiết diện cách tâm gối 1 đoạn là: X;„ = a =0,882m
Trang 19-_080_
Ww 2a, d= 0,8.9153
-Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế:
L=Xãs +lf2 =0,882+0.55= 143,2cm
+ 5.1,8= 54,5cm > 20.4 = 36cm lấy bằng 54,5cm
*Tính điểm cắt thực tế cho tiết diện ở nhịp cũng tương tự, song ta tính khoảng Xi sẽ là khoảng các h từ trục tường (hay gối C) đến mặt cắt thực tế ở giữa nhịp
Với X, =i- ;L=Xi— W; ta có bảng dưới đây: