THIẾT KẾ SÀN TOÀN KHỐI pps

THIẾT KẾ SÀN TOÀN KHỐI I. SỐ LIỆU 1. Sơ đồ sàn: Kích thước giữa trục tường và trục dầm: l 1 =2,5 m l 2 =6,5 m Tường chịu lực có chiều dày b t = 34cm 2. Hoạt tải tiêu chuẩn: Pc=9,90 kN/m 2 hệ số tin cậy: n =1,2 3. Số liệu về vật liệu: - Bêtông cấp độ bền B20 có : R b = 11,5 MPa, R bt = 0,90 MPa. - Cốt thép C I có : R s = R sc = 225 MPa, R sw = 175MPa, E s = 21.10 4 MPa. - Cốt thép C II có : R s = R sc =280 MPa, R sw = 225 MPa, E s = 21.10 4 MPa. 1 A a B a C D b b E 1 2 3 4 mÆt b»ng sµn c c A. Thiết kế: I. Thiết kế bản 1. Tính toán kích thước các cấu kiện: a. Chiều dày bản sàn: h b = 1 l m D = 2500 35 1,1 × =78,6 mm. trong đó m = 35 đối với bản liên tục. D=1,1 với tải trọng trung bình  Chọn h b =80mm b. Kích thước dầm phụ: - nhịp dầm: l dp = l 2 = 6500 mm - Chiều cao dầm h dp = 2 1 l m dp = 6500 14 1 × = 464,3 mm  Chọn h dp = 450 mm. - Bề rộng dầm : b dp = 220 mm c. Kích thước dầm chính: - nhịp dầm : l dc =2500x3 = 7500 mm - chiều cao dầm: h dc = 1 3 1 l m dc × = 7500 11 1 × = 682 mm  Chọn h dc =700 mm. - Bề rộng dầm chính b dc =300 mm 2. Sơ đồ tính và nhịp tính toán của bản: -Xét tỷ số 2 cạnh ô bản: 26,2 5,2 5,6 1 2 >== l l , vậy xem bản làm việc theo một phương. Để tính toán ta cắt dải bản rộng b 1 =1m vuông góc với dầm phụ và xem dải bản làm việc như 1 dầm liên tục -Nhịp giữa: l g = l 1 - b dp = (2,50-0,22)m = 2,28m. -Nhịp biên: l b =l 1b - b dp /2 - b t /2 + h b /2 = (2,50- 0,22/2- 0,34/2+ 0,08/2)m = 2,26m. 2 -Chênh lệch giữa các nhịp: 0 0 0 0 88,0100 28,2 26,228,2 =× − . 3 Tải trọng tính toán: -Tĩnh tải được tính toán trong bảng sau: Các lớp cấu tạo của bản Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Hệ số tin cậy Giá trị tính toán (kN/m 2 ) Lớp gạch lát dày 10mm, ó=20kN/m 3 0,01x20=0,200 1,1 0,220 Lớp vữa lót dày 30mm, ó=18kN/m 3 0,03x18=0,540 1,3 0,702 Bản bêtông cốt thép dày 80mm, ó=25kN/m 3 0,08x25=2,000 1,1 2,200 Lớp vữa trát dày 10mm, ó=18kN/m 3 0,01x18=0,180 1,3 0,234 Tổng 2,920 3,356 -Hoạt tải tính toán: p b =1,2x9,90 = 11,88 kN/m 2 Lấy tròn g b =3,36 kN/m 2 . Tải trọng toàn phần q b =g b +p b =11,88+3,36=15,24 kN/m 2 . Tính toán với dải bản b 1 =1m, có q b =15,24kN/m 2 x1,0m=15,24 kN/m. 4. Nội lực tính toán: - Mômen uốn tại nhịp giữa và gối giữa: M nhg1 =M g1 = ± 951,4 16 28,224,15 16 2 2 ±= × ±= gb lq kNm - Mômen uốn tại nhịp biên và gối thứ 2: M nhb =M g2 = ± 076,7 11 26,224,15 11 2 2 ±= × ±= bb lq kNm Giá trị lực cắt: Q 1 = 0,4q b l ob =0,4x15,24x2,26=13,777 kN Q 2 t = 0,6q b l ob =0,6x15,24x2,26=20,665 kN Q 2 p = Q 2 =0,5q b l o =0,5x15,24x2,28=17,374 kN. 3 5. Tính cốt thép: Chọn a =15 mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản: h 0 = h b -a= 80-15=65 mm -Tại gối biên và nhịp biên với M nhb =7,076 kNm 255,0146,0 )6510005,11( )10076,7( 2 6 2 01 =<= ×× × == pl b nhb m mm Nmm hbR M αα Tra bảng phụ lục 10 có ổ=0,920 526 65920,0225 )10076,7( 2 6 0 ≈ ×× × == mm mm N Nmm hR M A s nhb s ζ mm 2 Kiểm tra µ% = %81,0100 651000 526 %100 0 0 2 01 =× × = mmmm mm hb A s Dự kiến dùng cốt thép φ8, a s =50,3 mm 2 , khoảng cách giữa các cốt thép là: s = 96 526 3,501000 2 2 1 = × = mm mmmm A ab s s mm. 4 80 7,076 kNm 170 4,951 kNm l o =2280 7,076 kNm l ob =2260 4,951 kNm 4,951 kNm l o =2280 4,951 kNm 2500 110 110170 2500 110 110110 110 2500 50 120 1 2 q b =15,24 kN/m M Q 13,777 kN 20,665 kN 17,374 kN Chọn φ 8, s=90mm, A s =559 mm 2 . -Tại gối giữa và nhịp giữa với M nhg =4,951 kNm. Có ỏ m =0,102 ⇒ ổ=0,945 358 65945,0225 )10951,4( 2 6 0 ≈ ×× × == mm mm N Nmm hR M A s nhg s ζ mm 2 Kiểm tra µ%= %55,0%100 01 = hb A s . Dự kiến dùng cốt thép φ8, a s =50,3 mm 2 , khoảng cách giữa các cốt thép là s = 5,140 358 3,501000 2 2 = × mm mm mm Chọn φ 8, s=140mm, A s =359,0 mm 2 . -Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng được phép giảm đến tối đa 20% cốt thép, có A s =0,8x358=287 mm 2 . Hàm lượng µ%= 0 0 44,0100 651000 287 =× × . Chọn φ 8, s=170mm, A s =296 mm 2 . Kiểm tra lại chiều cao làm việc h 0 . Lấy lớp bảo vệ 10mm, h 0 =80-10-0,5x8=66mm, lớn hơn h 0 tính toán nên thoả mãn yêu cầu và thiên về an toàn. -Tính cốt thép chịu mômen âm: Với p b /g b =11,88/3,36=3,54>3 nên lấy đoạn vươn của cốt thép chịu mômen âm tính từ mép dầm phụ bằng: 1/3l 0 = 1/3x2,28m =0,76m. Đoạn dài từ mút cốt thép đến trục dầm phụ sẽ là 0,76+0,5b dp =0,76+0,5x0,22=0,87m. Với h b =8 cm có thể tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phối hợp, đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ là: 1/6l 0 =1/6.2,28= 0,38m; tính đến trục dầm sẽ là 0,49m. Khoảng cách từ mút của cốt thép ngắn hơn đến mép dầm phụ là: 1/8l o =1/8.2,28=0,285m. Bản không bố trí cốt đai, lực cắt của bản hoàn toàn do bêtông chịu, do: 5 Q 2 t =20,665kN<Q bmin =0,8R bt b 1 h 0 =0,8.0,90.1000.65=46,8.10 3 N=46,8kN. 4. Cốt thép đặt theo cấu tạo: * Cốt chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính: chọn φ 6, s=150mm, có diện tích trong mỗi mét của bản là 188mm 2 lớn hơn 50% cốt thép chịu lực tại gối giữa và nhịp giữa của bản là: 0,5.358=179mm 2 . Dùng các thanh cốt mũ với đoạn vươn ra tính từ mép dầm chính là: 1/4l 0 =1/4.2,28 = 0,57m; tính từ trục dầm chính là: 0,57 + 0,5b dc =0,57+0,5.0,3=0,72m. * Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực: chọn φ 6, bố trí 10 thanh dải đều sẽ đảm bảo diện tích lớn hơn 20% diện tích cốt thép chịu lực giữa nhịp (nhịp biên: 0,2.526=105,2mm 2 ; nhịp giữa: 0,2.358=71,6mm 2 ). 6 II. Tính toán dầm phụ: 1. Sơ đồ tính: Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp đối xứng. Xét một phần của dầm như hình vẽ. Đoạn dầm gối lên tường S d =220mm, trên thực tế ta kê dầm phụ lên toàn bộ chiều dày tường để giảm ứng suât cục bộ từ đầu dầm truyền lên tường. Bề rộng dầm chính đã giã thiết b dc =30 cm. Nhịp tính toán của dầm phụ: - Nhịp giữa: l o =l 2 -b dc =(6,5 - 0,3)m = 6,2 m - Nhịp biên:l ob =l 2 -b dc /2-b t /2+S d /2=(6,5-0,3/2-0,34/2+0,22/2)m=6,29m Chênh lệch giữa các nhịp: %43,1%100 29,6 20,629,6 = − <10% 2. Tải trọng: Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau, bằng 2,5 m nên: - Hoạt tải truyền từ bản: p dp =p b l 1 =11,88.2,5=29,7 kN/m - Tĩnh tải toàn phần: g dp =g b l 1 +g odp Trong đó: Tải trọng bản thân dầm: 7 152,239 101,493 125,051 170 220 6500 103,74 119,70 145,236 143,64 170 110,868 31,92 27,911 54,271 6290 110 A 1 32 300 B 4 655 89,935 96,913 24,810 7 1793 944 930 8 9 10 C 6200 6500 21,708 44,967 96,913 89,935 27,911 125,051 g odp =b dp (h dp -h b )ón=0,22(0,45-0,08)25kN/m 3 .1,1=2,239 kN/m. Tĩnh tải truyền từ bản: g b l 1 =3,36kN/m 2 .2,5m=8,400 kN/m. ⇒ g dp =2,239+8,400=10,639 kN/m. - Tải trọng tính toán toàn phần q dp =g dp +p dp =10,639+29,7=40,339 kN/m. Tỷ số: 792,2 639,10 7,29 == dp dp g p 3. Nội lực: a.Mômen uốn: Tung độ hình bao mômen (nhánh dương): +. Tại nhịp biên: M + b = β 1 q dp l ob 2 =õ 1 .40,339.6,29 2 =1596.õ 1 kNm. +. Tại nhịp giữa: M + g = β 1 q dp l o 2 = õ 1 .40,339.6,20 2 =1550,6.õ 1 kNm. Tung độ hình bao mômen (nhánh âm): M - = õ 2 q dp l o 2 = õ 2 .40,339.6,20 2 =1550,6.õ 2 kNm. Tra phụ lục 11, với tỷ số p dp /g dp =2,792 , có hệ số k=0,285 và các hệ số β 1 , β 2 , kết quả tính toán trình bày trong bảng dưới. Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu tại tiết diện cách bên trái gối thứ 2 một đoạn: x = k.l ob = 0,285.6,290 = 1,793m. Mômen dương triệt tiêu ở tiết diện cách gối tựa một đoạn: + Tại nhịp giữa: 0,15.l o = 0,15.6,200 = 0,93m. + Tại nhịp biên: 0,15.l ob =0,15.6,290=0,944m. Lực cắt: Q A =0,4q dp l ob =0,4.40,339.6,290=101,493 kN. Q B T =0,6q dp l ob =0,6.40,339.6,290=152,239 kN. Q B P =0,5q dp l o =0,5.40,339.6,200=125,051 kN. 8 Nhịp, giá trị b Tung độ M, kNm õ 1 õ 2 M + M - Nhịp biên Gối A 1 2 0,425l 3 4 0 0,065 0,09 0,091 0,075 0,02 0,00 103,74 143,64 145,236 119,70 31,92 Gối B - TD5 -0,0715 -110,868 Nhịp giữa 6 7 0,5l 8 9 0,018 0,058 0,0625 0,058 0,018 -0,035 -0,016 -0,014 -0,029 27,911 89,935 96,913 89,935 27,911 -54,271 -24,810 -21,708 -44,967 Gối C- TD10 -0,0625 -96,913 4. Tính toán cốt thép dọc: Bêtông cấp độ bền B20 có R b =11,5MPa, R bt =0,90MPa. Cốt thép dọc CII có R s =R sc =280MPa, cốt đai CI có R sw =175MPa. a. Với mômen âm: Tính theo tiết diện chữ nhật b=220mm, h=450mm. Giả thiết a = 35mm; h 0 =450-35 = 415 mm. Tại gối B, với M=110,868kNm: ỏ m = 254,0 )4152205,11( )10868,110( 2 6 2 0 = ×× × = Nmm Nmm bhR M b <ỏ pl =0,255. ổ=0,850 5,1122 415.850,0.280 )10.868,110( 2 6 0 === mm mm N Nmm hR M A s s ζ mm 2 . Kiểm tra µ= %228,1%100 0 = bh A s >µ min . 9 Tại gối C, với M=96,913 kNm: ỏ m =0,222; ổ=0,870; A s =958,5 mm 2 . ỡ=1,05℅ b. Với mô men dương: Tính theo tiết diện chử T cánh trong vùng nén, bề dày cánh h f =80mm. Giả thiết a=35mm, có h 0 =450-35=415 mm. Độ vươn của cánh S f không vượt quá giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: + l d /6=6,20/6=1,03m + 6h f =6.0,08=0,48m (do h f =80mm > 0,1h dp =0,1.450=45mm). Chọn S f =0,48m=480mm Bề rộng cánh b f =b+2S f =220+2.480=1180 mm. Tính: M f = R b b f h f (h 0 -0,5h f ) = 11,5.1180.80(415-0,5.80)=407,1.10 6 Nmm. M f =407,1 kNm. M + max = 145,236 kNm < M f . Suy ra; trục trung hoà đi qua cánh. Tính theo tiết diện hình chữ nhật b=b f =1180mm, h=450mm. a=35mm; h 0 =415mm. Tại nhịp biên, với M + = 145,236 kNm. 255,0062,0 415.1180.5,11 10.236,145 2 6 2 0 =<=== pl fb m hbR M αα . => ổ=0,965. 2,1295 415.965,0.280 10.236,145 6 0 === hR M A s s ζ mm 2 Kiểm tra µ= %4,1%100 0 = hb A dp s >µ min Tại nhịp giữa, với M + =96,913 kNm. ỏ m =0,041; ổ=0,975; A s =855,4 mm 2 . Kiểm tra µ=0,937℅ >µ min 10 [...]... 2 C 01 ) − C01 = 1,525m = 1525mm q1 c Kiểm tra về neo cốt thép: Cốt thép số 2 được sử dụng kết hợp vừa chịu mômen dương của nhịp biên, vừa chịu mômen âm tại gối B, được uốn tại bên trái gối B Nếu coi cốt thép số 2 được uốn từ trên gối xuống, điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước 500mm > h0/2=207,5mm, điểm kết thúc uốn cách mép trái gối B là 450+500=950mm, nằm ngoài tiết diện sau 8 Kiểm tra về neo... Bên trái gối B, đầu tiên uốn cốt số 3 xuống làm cốt xiên Điểm bắt đầu uốn cách trục gối B đoạn 1450mm, điểm kết thúc uốn cách trục gối B đoạn 2030mm, thoả mãn điều kiện nằm ngoài tiết diện - Bên phải gối B, đầu tiên uốn cốt số 5 từ trên xuống Điểm bắt đầu uốn cách trục gối B là 1365mm, điểm kết thúc uốn cách trục gối B là 2055, thoả mãn điều kiện nằm ngoài tiết diện 28 9 Kiểm tra neo cốt thép: Cốt... G=G1+G0=84,004 kN Nội lực tính toán a Biểu đồ bao mômen MG=αGl =α.84,004.7,5= 630,03α kNm Các biểu đồ Mpi Xét bốn tường hợp bất lợi của hoạt tải 1,2,3,4 như trên hình sau Mpi = αPl = 193,05.7,5.α = 1447,875α kNm Kết quả tính toán ghi trong bảng sau: Tiết diện 1 Sơ đồ a M a M a M a M a M MG MP1 MP2 MP3 MP4 Mmax Mmin 2 B 3 0.244 0.156 -0.267 0.067 153,727 98,285 -168,218 42,212 0.289 0.244 -0.133 -0.133 418,436... diện 1, 2, 3; để tính toán ta tiến hành cắt rời các nhịp AB, BC Với MP3, nhịp 1 và 2 có tảI trọng, tính M0 của dầm đơn giản kê lên hai gối tự do: M0 =Pl1=193,05.2,5=482,625 kNm Dùng phương pháp biểu đồ, kết hợp các quan hệ tam giác đồng dạng ta tính được: M1, M2, M3 như bảng trên Mmax=MG+max(MPi) Mmin=MG+min(MPi) 18 A 1 G 2 B 3 G 4 C - MG + P P Mmin b) M2 G a) + 451,567 572,163 d) B - B B M3 M P2 C M... cánh dùng trong tính toán: bf= b+2Sf Sf lấy theo trị số bé nhất trong 2 trị số: - một phần sáu nhịp dầm: (1/6).7,5 = 1,25m - với hf= 80mm > 0,1h=75mm lấy 6hf=0,48m Chọn Sf=480mm → bf=300+2.480=1260mm Giả thiết a = 65mm; h0=800-65 = 735mm Tính Mf=Rbbfhf(h0-0,5hf)=11,5.1260.80.(735-40)=805644 Nmm=805,644kNm Mômen dương lớn nhất Mmax =572,163 . THIẾT KẾ SÀN TOÀN KHỐI I. SỐ LIỆU 1. Sơ đồ sàn: Kích thước giữa trục tường và trục dầm: l 1 =2,5 m l 2 =6,5 m Tường chịu. 21.10 4 MPa. 1 A a B a C D b b E 1 2 3 4 mÆt b»ng sµn c c A. Thiết kế: I. Thiết kế bản 1. Tính toán kích thước các cấu kiện: a. Chiều dày bản sàn: h b = 1 l m D = 2500 35 1,1 × =78,6 mm. trong đó m. S d =220mm, trên thực tế ta kê dầm phụ lên toàn bộ chiều dày tường để giảm ứng suât cục bộ từ đầu dầm truyền lên tường. Bề rộng dầm chính đã giã thiết b dc =30 cm. Nhịp tính toán của dầm phụ: -