Bài Tập Lớn Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép 1

Bài tập lớn kết cấu bê tông cốt thép 1 đại học Mở TP. Hồ Chí Minh thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths. Nguyễn Quốc Thông, đạt kết quả cao. Số liệu: STT: 27, n1=2, n2=7. Chúc các bạn đạt kết quả cao.

BÀI TẬP LỚN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD : Ths Nguyễn Quốc Thông

L/3 L/3 L/3 L/3 L/3 L/3 L/3 L/3 L/3

GVHD: Ths Nguyễn Quốc Thông

Họ và tên sinh viên:

1.1 Chuẩn bị số liệu cho bài toán:

- Chọn sơ bộ kích thước tiết diện: 350x700

- Số liệu bài toán:

- Bê tông cấp độ bền: B20  Rb= 11,5 MPa= 115 daN/cm2

1.2.1 Xét mặt cắt có moment M3=593,45KN ( moment âm):

- Giả sử chọn a= 4,5cm ( sẽ kiểm tra lại) để tính As:

0, 441 115 35 65,5

41,52( )2800

b S

min 0

41,52

35 65,5

S A

b h

( Nằm trong khoảng (1,5 2)% -> thỏa mãn yêu cầu đề bài)

2

m bvc bvc dai

- Xác địnha là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép A đến mép ngoài cùng của vùng bê S

tông chịu kéo:

o Gọi a a lần lượt là khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép 1 và 2 đến mép ngoài 1, 2

cùng của vùng bê tông chịu kéo, ta có:

Suy ra :h0 70cm 6,6cm63, 4cm

- Kiểm tra lại khả năng chịu lực của dầm:

0

2800 48, 23

0,529 0,656 115 35 63, 4

s S

R b

 Đảm bảo khả năng chịu lực

1.2.2 Xét mặt cắt có moment M1=546,27KN ( moment dương):

- Giả sử chọn a= 4,5cm ( sẽ kiểm tra lại) để tính As:

- Ta thấy m R( thỏa mãn điều kiện ràng buộc)

1 1 2 m 0.393

2 0

0,393 115 35 65,5

37( )2800

b S

2

m bvc bvc dai

- Kiểm tra khoảng hở thông thủy:

ax 1

- Xác địnha là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép A đến mép ngoài cùng của vùng bê S

tông chịu kéo:

o Gọi a a lần lượt là khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép 1 và 2 đến mép ngoài 1, 2

cùng của vùng bê tông chịu kéo, ta có:

- Kiểm tra lại khả năng chịu lực của dầm:

0

2800 41,96

0, 456 0,656 115 35 64

s S

R b

1.2.3 Xét mặt cắt có moment M4=150,62KN ( moment dương):

- Giả sử chọn a= 4,5cm ( sẽ kiểm tra lại) để tính As:

0,091 115 35 65,5

8,57( )2800

b S

8,57

35 65,5

S A

2

m bvc bvc dai

350

- Kiểm tra khoảng hở thông thủy:

ax 1

- Xác địnha là khoảng cách từ trọng tâm cốt thépA đến mép ngoài cùng của vùng bê S

tông chịu kéo:

s S

R b

 Đảm bảo khả năng chịu lực.

* Tại các mặt cắt khác, ta có moment M8=M1; M6=M3; M5=M4 nên ta bố trí cốt thép

tương tự, không cần phải tính lại

1.3 Tính cốt đai cho dầm:

- Ta sử dụng cốt đai 6 , (a sw 0, 283cm2), hai nhánh

- Do bê tông nặng nên b2 2;  b3 0,6; b4 1,5;  0,01

- Do tiết diện chữ nhật nên f 0, và không chịu lực nén vì là dầm nên  n 0

1.3.1 Tính và bố trí cốt đai cho nhịp 1:

1.3.1.1 Kiểm tra điều kiện tính toán( có cần bố trí cốt đai chịu lực hay không):

- Điều kiện để cấu kiện không cần bố trí cốt đai chịu lực: Q max Q b0 0,6.R b h bt 0

Vậy: Q max 49540daN Q b0 11982, 6daN

 Cần phải tính toán và bố trí cốt đai chịu lực

ax

1

tt thietke cau tao

cau tao

h

cm s

 s maxcần thỏa các điều kiện sau đây:

w w w

3 w-0

1750 0,566

247,63 /4

91,5 /

s s s

 Thõa mãn điều kiện

- Kiểm tra điều kiện về ứng suất nén chính: Q max Q bt 0,3. w1 .b1R b h b 0

o w1 1 5 s w 1,3 với:

6 5

2,1.10

7,7782,7.10

s s b

E E

o b1 1 .R b với :  0,01(bê tông nặng)

R b 11,5MPa

 b1 1 0,01 11,5 0,885 0,3 1,16 0,885 115 35 63, 4 78591,87

bt

Có Q3Q max 49540daN Q bt 78591,87daN

Vậy thỏa mãn điều kiện ứng suất nén chính

1.3.1.3 Xác định bước cốt đai cho đoạn giữa nhịp 1 có độ dài 1.9 mét:

- Ta sử dụng Q1 và Q3 để tính toán kiểm tra ( ta sử dụng lực cắt lớn)

a) Kiểm tra tại tiết diện a, có Q1= 287,8 kN; cách mép gối 1.9 mét:

- Bước cốt đai bố trí: s btri 20cm

Vậy Q max 28780daN Q bsw_ min 28914,9daN Đạt yêu cầu.

- Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

6 5

3 w

3 w1

1

2,1.10

7,7782,7.10

Đạt yêu cầu về ứng suất nén chính

b) Kiểm tra tại tiết diện b, có Q3= 495,4 kN; cách mép gối 1.9 mét:

- Bước cốt đai bố trí: s btri 20cm

Vậy Q max 49540daN Q bsw_ min 50080, 06daN Đạt yêu cầu

- Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

6 5

3 w

3 w1

1

2,1.10

7,7782,7.10

b s btri

Vậy: Q1Q max 49540daN Q bt 78591,88daN

Đạt yêu cầu về ứng suất nén chính

1.3.2 Tính và bố trí cốt đai cho nhịp 2:

1.3.2.1 Kiểm tra điều kiện tính toán( có cần bố trí cốt đai chịu lực hay không):

- Điều kiện để cấu kiện không cần bố trí cốt đai chịu lực: Q max Q b0 0,6.R b h bt 0

Vậy: Q max 39190daN Q b0 12341,7daN

 Cần phải tính toán và bố trí cốt đai chịu lực

ax

1

tt thietke cau tao

cau tao

h

cm s

 s maxcần thỏa các điều kiện sau đây:

b bt m

b m

 Thõa mãn điều kiện

- Kiểm tra điều kiện về ứng suất nén chính:

2,1.10

7,7782,7.10

s s b

E E

w w

s btri

Vậy thỏa mãn điều kiện ứng suất nén chính

1.3.2.3 Xác định bước cốt đai cho đoạn giữa nhịp 2 có độ dài 1.9 mét:

- Ta sử dụng Q4 = Q7 để tính toán kiểm tra ( ta sử dụng lực cắt lớn)

a) Kiểm tra tại tiết diện a, có Q4= Q7= 391,9 kN; cách mép gối 1.9 mét:

- Bước cốt đai bố trí: s btri 20cm

- Vậy Q max 39190daN Q bsw_ min 42117,32daN Đạt yêu cầu

- Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

6 5

3 w

3 w1

1

2,1.10

7,778

2, 7.100,566

b s btri

Vậy: Q1Q max 39190daN Q bt 76760,23daN

Đạt yêu cầu về ứng suất nén chính

P P P P

Hoạt tải liền nhịp

- Thực hiện tổ hợp các trường hợp tải trọng với cấu trúc tổ hợp sau đây:

+ Tổ hợp 1: TT + HT1

+ Tổ hợp 2: TT + HT2

+ Tổ hợp 3: TT + HT3

+ Tổ hợp 4: TT + HT4

+ Tổ hợp 5: ENVE( Tổ hợp 1,2,3,4) ( Biều đồ bao)

- Biểu đồ bao moment dầm:

- Biểu đồ bao lực cắt:

+ 0,8q là phần tải ngắn hạn; 0,2q là phần tải dài hạn.

+ 0,5G là phần tải ngắn hạn, 0,6G là phàn tải dài hạn

+ B25, cốt dọc chịu lực CII

+ Cốt đai CI, cột toàn khối khi thi công đóng coffa cho cả 4 mặt,

chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt đai 25mm

- Chọn sơ bộ tiết diện của cột:

2

1,5 203500

2654115

Rb- cường độ tính toán về cường độ chịu nén trong bê tôngk- hệ số, lấy từ 0,9 1,5 , phụ thuộc vào nhiệm vụ thiết kế

- Bê tông B25 có Rb=14,5; Eb=30000 MPa

2.2.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện:

- Chọn cột có kích thước 2

40x80 (A3200cm )

- Xác định độ mảnh:

+ Chiều dài tính toán: l0 .l1,5 670 1005  cm

+ Với  1,5lấy cho khung nhà một nhà một tầng, một nhịp, có liên kết cứng giữa dầm và cột, kết cấu sàn đổ toàn khối

  Thỏa điều kiện độ mảnh giới hạn

- Cho rằng đổ bê tông cột theo phương đứng mỗi lớp trwn 1,5m; nên dung hệ số điều kiện làm việc b b30,85

- Hệ số R: được tra bảng, tương ứng với trường hợp  b2 1;  R 0,595

- Xác định độ lệch tâm tĩnh học e và ngẫu nhiên 1 e : a

+ Độ lệch tâm tĩnh học: 1

196, 4

0,097 9, 72035

600 600802,67

30 30

a

l

cm e

h

l h

0,73.10

0,11

0,10,1

ax( ; )

e

e m

0 2,67

0,033480

1

e p

cr

N N

45,9664%

1,8507%

t t t

t t

cr

N N

0,038%

1,85%

t t t

t t

l h

     , cần phải kể đến lực uốn dọc, tức  1

cr

N N

- Nén lệch tâm lớn và thỏa điều kiện ràng buộc

* Do đó kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện:

* Ne16,5%Ne 20% OK

- Kiểm tra sự làm việc ngoài mặt phẳng uốn-> CK nén đúng tâm

* Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng uốn: