thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm

THIẾT KẾ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN LOẠI DẦM I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 1) Sơ đồ kết cấu: 2) Kích thước tính từ giữa trục dầm và trục tường l 1 =2.3m, l 2 =4.8m. Tường chịu lực có bề dày b t =0.2m. Cột bêt ông cốt thép có tiết diện b c xb c =0.3mx0.3m. 3) Sàn nhà dân dụng: cấu tạo mặt sàn gồm bốn lớp như trên hình vẽ. Hoạt tải tiêu chuẩn p tc =700daN/m 2 =7kN/m 2 , hệ số tin cậy của vượt tải tin cậy của vượt tải n=1.2. 4) Vật liệu: bêtông cấp độ bền theo cường độ chịu nén B15, cốt thép của bản và của cốt đai của dầm dùng nhóm CI, cốt dọc của dầm dùng nhóm CII, các loại cường độ tính toán: Bêtông cấp độ bền B15 có R b =8.5MPa, R bt =0.75MPa, E b =23000MPa. Cốt thép CI có R s =225MPa, R sc =225MPa, R sw =175MPa, E s =210000MPa. Cốt thép CII có R s =280MPa, R sc =280MPa, R sw =225MPa, E s =210000MPa. 1 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT GVHD: NGUYỄN THANH II. TÍNH BẢN 1. Chọn kích thước các cấu kiện: - Chọn chiều dày của bản: h = D × l = 1.1 × 2300 = 72.3mm Vậy chọn h b =80mm b m 1 35 Trong đó D=1.1, với tải trọng trung bình, m=35 với bản liên tục - Chọn tiết diện dầm phụ: h dp = h dp =350mm, b dp =200mm. - Chọn tiết diện dầm chính: 1 m dp × l 2 = 1 × 4800 = 343mm 14 chọn h dc = 1 m dc × 3l 1 = 1 × 3 × 2300 = 575mm . Chọn h dc =600, b dc =250mm. 12 2. Sơ đồ tính: Xét tỷ số hai cạnh ô bản l 2 = 4.8 = 2.1 > 2 , xem bản làm việc theo một phương. l 1 2.3 Cắt một dải bản rộng b 1 =1m vuông góc với dầm phụ và xem dải bản làm việc như một dầm liên tục. Nhịp tính toán của bản: + Nhịp biên : l = l b d p b s − − t + d = 2300 − 100 − 100 + 60 = 2160mm ob 1b 2 2 2 + Nhịp giữa: l o = l 1 − b dp = 2300 − 200 = 2100mm + Chênh lệch giữa các nhịp: (2.16-2.1)/2.16x100%=2.78%<10% 2 3. Tải trọng tính toán: Lấy tròn g b =3.36kN/m 2 . Hoạt tải p b =ptcxn=700daN/m 2 x1.2=8400daN/m 2 =8.4kN/m 2 . Tải trọng toàn phần: q b =g b +p b =3.36+8.4=11.76kN/m 2 . Tính toán với dải bản b 1 =1m, có q b =11.76kN/m 2 x1m=11.76kN/m. 4. Nội lực tính toán: Mooment uốn tại nhịp biên và gối thứ hai:  2   × 2  M = M = ± q b l b  = ± 11 . 76 2 . 16  = ± 4.988kNm nh g 2  11   11  Môment uốn tính toán tại nhịp giữa và gối giữa:  2   × 2  M = M = ± q b l  = ± 11 . 76 2 . 1  = ± 3.241kNm . nhg1 g1         Giá trị lực cắt: Q 1 = 0.4q b l ob = 0.4 ×11.76 × 2.16 = 10.161kN Q t = 0.6q l = 0.6 ×11.76 × 2.16 = 15.241kN p Q 2 = 0.6q b l 0 = 0.6 × 11.76 × 2.1 = 12.348kN Các lớp cấu tạo bản Gía trị tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy Giá trị tính toán (kN/m 2 ) Lớp gạch lót dày 10mm,γ=20kN/m 3 0.01x20=0.2 1.1 0.22 Lớp vữa lót dày 30mm,     1 1 2 b 5. Tính cốt thép chịu môment uốn: Chọn a=15mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản: h 0 =h b -a=80-15=65mm. - Tại gối biên và nhịp biên, với M=4.988kNm: α = M m R .b.h 2 ( 4.988 × 10 6 ) Nm m = ( 8.5 × 1000 × 65 2 ) Nmm = 0.139 < α pl = 0.255 b 0 M ( 4.988 × 10 6 ) ⇒ ζ = 0.925 , A s = R s . ζ .h o = 225MPa × 0.925 × 65 = 369mm µ % = A s = 369 × 100% = 0.57% > µ = 0.05% b .h 1000 × 65 min 1 0 Chọn cốt thép ɸ8 có tiết diện a s =50.3mm 2 Khoảng cách giữa các cốt thép: s = b 1 .a s = 1000 × 50.3 = 136mm Chọn ɸ8, s=130mm A s 369 - Tại gối giữa và nhịp giữa, với M=3.241kNm α = M m R .b.h 2 ( 3.241 × 10 6 ) Nm m = ( 8.5 × 1000 × 65 2 ) Nmm = 0.09 < α pl = 0.255 b o M ( 3.241 × 10 6 ) Nm m ⇒ ζ = 0.952 , A s = R . ζ .h = ( 225MPa × 0.952 × 65 ) mm = 233mm s o µ % = A s = 233 × 100% = 0.36% > µ = 0.05% b .h 1000 × 65 min 1 0 Chọn cốt thép ɸ6 có tiết diện a s =28.1mm 2 . Khoảng cách giữa các cốt thép: s = b 1 .a s = 1000 × 28.1 = 121mm Chọn ɸ6, s=120mm A s 233 2 - Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng được phép giảm tối đa 20% cốt thép, A s =(100%-20%)233=186mm 2 với hàm lượng , chọn ɸ6, s=150mm có A s =188.5mm 2 µ % = 186 × 100% = 0.29% > µ 1000 × 65 min = 0.05% - Kiểm tra lại chiều cao làm việc h 0 : lớp bảo vệ 10mm, h o =80-10-0.5x8=66mm. Như vậy trị số đã dùng để tính toán là h o =65mm là thiên về an toàn. - Cốt thép chịu mooment âm với p b /g b =8.4/3.36=2.5<3 ⇒ν = 0.25 Đoạn vươn của cốt thép chịu mooment âm tính từ mép dầm phụ là: ν .l o = 0.25 × 2.1 = 0.525m ; Tính từ trục dầm là: ν .l o + 0.5b dp = 0.25 × 2.1 + 0.5 × 0.2 = 0.625m - Thép dọc chịu mooment âm được đặt xen kẽ nhau, Đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ là: 1 l o = 6 1 × 2.1 = 0.35m 6 1 1 Tính từ trục dầm phụ là: l o + 0.5b dp = 6 × 2.1 + 0.5 × 0.2 = 0.45m 6 - Thép dọc chịu moment dương được đặ xen kẽ nhau, khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép tường là: 1 l ob = 12 1 × 2.16 = 0.18m 12 - Khoảng cách từ đầu mút ngắn hơn đến mép dầm phụ là: 1 l o = 8 1 × 2.1 = 0.263m ≈ 260mm 8 - Bản không bố trí cốt đai, lực cắt của bản hoàn toàn do bêtông chịu, bởi vì: T Q 2 = 15.241kN = 15241N < Q b mi n = 0.8R bt × b 1 × h o = 0.8 × 0.75 × 1000 × 65 = 39000N 6. Cốt thép cấu tạo: - Cốt thép chịu moment âm đặt theo phương vuông với dầm chính: chọn ɸ6, s=200mm có diện tích trên mỗi mét bản là 141mm 2 , lớn hơn 50% diện tích cốt thép tính toán tại gối tựa giữa của bản dầm là 0.5x233=116.5mm 2 , sử dụng các thanh cốt mũ, đoạn vươn ra tính từ mép dầm chính là: 1 × l o = 4 1 × 2.1 = 0.525m . 4 1 1 Tính từ trục dầm chính là: × l o + 0.5b dc = 4 × 2.1 + 0.5 × 0.25 = 0.65m 4 7. Cốt thép phân bố: - Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc với cốt thép chịu lực: chọn ɸ6, s=250 có diện tích trên mỗi mét bản là 113mm 2 , đảm bảo lớn hơn 20% diên tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp (nhịp biên 20%x369=73.8mm 2 , nhịp giữa 20%x233=46.6mm 2 ). III. TÍNH DẦM PHỤ: 1. Sơ đồ tính: Dầm phụ là dầm liên tục ba nhịp đối xứng. Dầm gối lên tường một đoạn 220mm. Bề rộng dầm chính b dc =250mm. Nhịp tính toán của dầm phụ: + Nhịp biên: l = l − b c − b d c + s d = 4.8 − 0.3 − 0.25 + 0.22 = 4.635m . ob 2 2 2 2 2 2 2 + Nhịp giữa: l o = l 2 − b dc = 4.8 − 0.25 = 4.55m . Chênh lệch giữa các nhịp: 2. Tải trọng tính toán: - Tĩnh tải: + Tải trọng bản thân dầm( không kể phần bản sàn dày 80mm): g odp =b dp (h dp -h b )γn=0.2x(0.35-0.08)x25x1.1=1.485kN/m + Tĩnh tải truyền từ bản sàn: g b l 1 =3.36x2.3=7.728kN/m Tĩnh tải toàn phần: g dp =g odp +g b l 1 =1.485+7.728=9.213kN/m - Hoạt tải truyền từ bản: p dp =p b l 1 =8.4x2.3=19.32kN/m - Tải trọng tính toán toàn phần: q dp =g dp +p dp =9.213+19.32=28.533kN/m. Tỷ số p d p = 19.32 = 2.097 g dp 9.213 3. Nội lực tính toán:Dầm ba nhịp lấy một nhịp rưỡi đầu tiên để tính toán. a. Mooment uốn: - Tỷ số p d p = 19.32 = 2.097 ⇒ k = 0.25388 từ đó nộ suy ra β như bảng bên dướ i . g dp 9.213 - Moment âm bằng không ở nhịp biên tại tiết diện cách mép gối tựa một đoạn là: kl ob =0.25388x4.635=1.177m. - Moment dương bằng không tại tiết diện cách mép gối tựa giữa một đoạn 0.15l t tương ứng: 0.15l ob =0.15x4.635=0.695m, 0.15l o =0.15x4.55=0.683m Bảng tính toán hình bao moment của dầm phụ Tiết diện 1 2 2 * 3 4 5 6 7 7 * β * 0.065 0.090 0.091 0.075 0.020 0.018 0.058 0.0625 β -0.0715 -0.033 -0.009 -0.008 M max kNm 39.845 55.17 55.783 45.975 12.26 10.633 34.261 36.919 M min kNm -43.83 -19.493 -5.316 -4.726 2 2 k=0.25388, q dp × l ob = 28.533 × 4.635 = 613kNm q × l 2 = 28.555 × 4.55 2 dp o = 590.7 kN m b. Lực cắt: Ở gối 1: Q 1 Ở gối 2: Q T P 2 = 0.4q dp .l ob = 0.4 × 28.533 × 4.635 = 52.9kN = 0.6q dp .l ob = 0.6 × 28.533 × 4.635 = 79.35kN = 0.6q dp .l o = 0.6 × 28.533 × 4.55 = 64.913kN 2 Q 4. Tính cốt thép dọc: Bêtông cấp độ bền B15 có R b =8.5MPa, R bt =0.75MPa; cốt thép dọc nhóm CII có R s =280MPa, R sc =280MPa, cốt đai nhóm CI có R sw =175MPa. a. Với moment âm: - Tính theo tiết diện chữ nhật b=200mm, h=350mm. - Giả thiết a=35mm, h o =h-35=350-35=315mm - Tại gối 2 (tiết diện 5): có M=43.83kNm=43.83x10 6 Nmm 6 α = M = 43.83 × 10 = 0.26 m R .b.h 2 8.5 × 200 × 315 2 ξ = 1 − b o 1 − 2 α m = 1 − 1 − 2 × 0.26 = 0.307 < ξ d = 0.37 ⇒ ζ = 1 − 0.5ξ = 0.8465 M 43.83 × 10 6 A = = = 587mm 2 R s . ζ .h o 280 × 0.8465 × 315 Kiểm tra µ % = A s = 587 × 100% = 0.93% > µ = 0.05% b dp .h o 200 × 315 min b. Với moment dương: Tính theo tiết diện chữ T, có cánh nằm trong vùng nén, bề dày cánh h f =80mm. Giả thiết a=35mm, h o =(350-35)mm=315mm.  1 1  S f   S f ≤ × l o = × 4.55 = 0.758m 6 6 ≤ 0.5 × l os = 0.5 × 2.1 = 1.05m ⇒ S f = 0.48m = 480mm  ≤ 6h  f f  = 6 × 0.08 = 0.48m Bề rộng cánh: b f = b dp + 2S f = 200 + 2 × 480 = 1160mm . Tính M f =R b b f h f (h o -0.5h f )=8.5x1160x80(315-0.5x80)=216.92x10 6 Nmm M max =55.783kNm=55.783x10 6 Nmm<M f =216.92x10 6 Nmm Suy ra trục trung hòa đi qua cánh nên ta tính theo tiết diện chữ nhật b=b f =1160mm, h=350mm, a=35mm, h o =h-a=315mm. - Tại nhịp biên (tiết diện 2* ): M =55.783kNm 6 α = M = 55.783 × 10 = 0.057 m R .b.h 2 8.5 × 1160 × 315 2 ξ = 1 − b o 1 − 2 α m = 1 − 1 − 2 × 0.057 = 0.0587 < ξ d = 0.37 ⇒ ζ = 1 − 0.5ξ = 0.7065 s S M 55.783 × 10 6 A = = = 895mm 2 s R . ζ .h 280 × 0.7065 × 315 2 s Kiểm tra o µ % = A s = 895 × 100% = 1.42% > µ = 0.05% b dp .h o 200 × 315 min - Nhịp giữa (tiết diện 7 * ): M=36.919kNm. 6 α = M = 36.919 × 10 = 0.038 m R .b.h 2 8.5 × 1160 × 315 2 ξ = 1 − b o 1 − 2 α m = 1 − 1 − 2 × 0.038 = 0.039 < ξ d = 0.37 ⇒ ζ = 1 − 0.5ξ = 0.9805 M 36.919 × 10 6 A = = = 427mm 2 R s . ζ .h o 280 × 0.9805 × 315 Kiểm tra µ % = A s = 427 × 100% = 0.68% > µ = 0.05% b dp .h o 200 × 315 min 5. Chọn và bố trí cốt thép: Bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm Tiết diện Nhịp biên Gối 2 Nhịp giữa Gối 3 A s tính toán 895mm 2 587mm 2 427mm 2 587mm 2 Cốt thép 3ɸ16+2ɸ14 1ɸ14+4ɸ12 2ɸ14+1ɸ12 1ɸ14+4ɸ12 Diện tích 911mm 2 606mm 2 421mm 2 606mm 2 6. Tinh cốt thép ngang: Các giá trị lực cắt trên dầm: Q 1 = 52.9kN, Q T = 79.35kN, Q P = 64.913kN Lấy lực cắt lớn nhất bên trái gối 2: Q max =79.35kN, có h o =315mm để tính cốt đai. Dự kiến dùng cốt thép đai ɸ6, hai nhánh A sw =2x28.3=56.5mm 2 , cốt thép đai dùng nhóm CI có R sw =175MPa, E s =210000MPa. Bêtông nặng có các hệ số ϕ b 2 = 2; ϕ b3 = 0.6; ϕ b 4 = 1.5; β = 0.01 . Tiết diện chữ T có cánh trong vùng kéo nén nên ϕ f = 0 , không có lực dọc ϕ n = 0 . a. Điều kiện tính toán: Q bo = 0.5 ϕ b 4 ( 1 + ϕ n ) R bt bh o = 0.5 × 1.5 × 0.75 × 200 × 315 = 35437.5N = 35.4375kN Q ma x = 79.35kN > Q bo = 35.4375kN nên cần tính tính cốt đai. b. Kiểm tra về điều kiện ứng suất chịu nén: Giả thiết ϕ w1 = 1.05;ϕ b1 = 1 − βR b = 1 − 0.01× 8.5 = 0.915 Q bt = 0.3ϕ w1 ϕ b1 R b bh o = 0.3 ×1.05 × 0.915 × 8.5 × 200 × 315 = 154345N Q max =79.35kN<Q bt =154.345kN thỏa mãn điều kiện đồng thời Q max <0.7Q bt =0.7x154.345108.0415kN s 22 [...]... đầu bên phải cách mép dầm phụ một đoạn 0.15l=0.72m IV.TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH: 1 Sơ đồ tính: Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp, kích thước tiết diện dầm hdc=600mm, bdc=250mm, bề rộng bc=0.3m đoạn dầm kê lên tường bằng bề dày bổ trụ tại dầm chính gac lên tường là btr=0.4m Nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng l=3l =3x2.3=6.9m 1 2 Tải trọng tính toán: Trọng lượng bản thân dầm quy về các lực tập... 3ɸ25+2ɸ22 1251mm2 2233mm2 2ɸ20 Diện tích 1768mm2 (2502+628)mm2 5 Tính cốt thép chịu lực cắt: a Tính cốt đai khi không có cốt xiên: Bên phải gối A, dầm có lực cắt Q =116.921kN A Bên trái gối B, dầm có lực cắt Q T = 189.948kN B Bên phải gối B, dầm có lực cắt Q P = 170.853kN P Gối C, dầm có lực cắt Q T = Q = 162.539kN B C C • Tính với lực cắt QA = 116.921kN Trong đoạn này chỉ bố trí cốt đai, không bố trí... thép treo: Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính cần bố trí cốt treo để gia cố cho dầm chính Lực tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính là: P =P+G =92.736+44.2224=136.9584kN 1 1 Cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai, diện tích tính toán: 3 P 1 1 A =  −  hs  136.9584 × 10 1 − 170  h   = 560 o R  = 545mm   o sw 175 s Dùng đai ɸ8 có asw=50.3mm2, số nhánh ns=2, số lượng đai cần thiết là: Asw 545... 200 × 315 2 max ct 281mm 79.35 ×1000 chọn đặt cốt thép đai với s=150mm trong đoạn Sg bằng một phần tư nhịp dầm gần gối tựa Trong đoạn giữa dầm có Q α R= 0.439 = 2 R b.h 8.5MPa × 250 × (530mm) b o Vậy α < α < thỏa mãn điều kiện tính cốt thép kép Trong vùng nén đã có R m 0.5 2 sẵn 2ɸ20 từ nhịp biên kéo vào Số liệu: A’s=2ɸ20=628mm2; a’=40mm Ở trên gối cốt thép dầm. .. ở các phần khác: Ở các gối khác có Q < QT = 79.35kN nên tính được s lớn hơn nhưng theo điều tt 2 kiện cấu tạo vẫn chọn s=150mm Xác định điểm cắt của các thanh thép số 7, 6, 2, 4: Cốt số 7: cách mép dầm chính 1 đoạn 0.15l=0.15x4.8=0.72m Cốt số 6: cách mép dầm chính 1 đoạn 0.25l=0.25x4.8=1.2m Cốt số 2: đầu bên trái cách mép tường 1đoạn 0.08l=0.38m, đầu bên phải cách mép dầm chính một đoạn 0.15l=0.72m... G0=bdc(hdc-hb)γnl1=0.25x(0.6-0.08)x25kN/m3x1.1x2.3=8.2225kN Tĩnh tải do dầm phụ truyền vào: G1=gdpl2=9.213x4.8=44.2224kN Tĩnh tải tác dụng tập trung: G=Go+G1=8.2225+44.2224=52.445kN Hoạt tải tác dụng tập trung truyền vào dầm phụ: P=pdpl2=19.32x4.8=92.736kN 3 Nội lực tính toán: tính dầm theo sơ đồ đàn hồi a Xác định biểu đồ bao moment Tìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm Xác định biểu đồ moment uốn do tĩnh tải... XD08A3 MSSV:08551031869 Trang 17 4 Tính cốt thép dọc: Bê tông cấp độ bền B15 có Rb=8.5 MPa, cốt thép CII có Rs=280 MPa, Rsc=280MPa Hệ số điều kiện làm việc của bêt ông γb2=1, hệ số hạn chế vùng nén là ξR=0.650, αR=0.439, δR=0.675 a Với moment dương: Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng chịu nén, bể dàu cánh hf=80mm Giả thiết a=40mm, h =600-40=560mm 1 o 1  f ld 6.9 = 1.15m S ≤ 0.5 × (l ≤ 0.5b... các tiết diện 1, 2, 3, 4 Để tính toán tiến hành cắt rời các nhịp AB, BC + Moment tại các tiết diện 1, 2, 3, 4 ứng với sơ đồ MP3: Nhịp 1 và 2 có tải trọng, tính Mo của dầm đơn giản kê lên hai gối tự do Mo=Pl1=92.736x2.3=213.2928kN Dùng phương pháp treo biểu đồ, kết hợp các quan hệ tam giác đồng dạng, xác định được các giá trị moment: M1=213.2928-205.401x(1/3)=144.826kNm M2=213.2928-205.401x(2/3)=76.359kNm... nhánh ns=2, số lượng đai cần thiết là: Asw 545 n = n a = 2 × 50.3 = 5.4 suy ra đặt mỗi bên mép dầm phụ 3 đai, trong đoạn s sw hs=170mm Khoảng cách giữa các đai là 50mm, đai trong cùng cách mép dầm phụ là 70mm 7 Tính, vẽ hình bao vật liệu: a Tính khả năng chịu lực - Tại nhịp biên, moment dương, tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng chịu nén, bề rộng cánh b=bf=1310mm, bố trí cốt thép 3ɸ22+2ɸ20, diện tích . THIẾT KẾ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN LOẠI DẦM I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 1) Sơ đồ kết cấu: 2) Kích thước tính từ giữa trục dầm và trục tường l 1 =2.3m, l 2 =4.8m. Tường chịu lực có bề dày. Tải trọng bản thân dầm( không kể phần bản sàn dày 80mm): g odp =b dp (h dp -h b )γn=0.2x(0.35-0.08)x25x1.1=1.485kN/m + Tĩnh tải truyền từ bản sàn: g b l 1 =3.36x2.3=7.728kN/m Tĩnh tải toàn phần:. hai cạnh ô bản l 2 = 4.8 = 2.1 > 2 , xem bản làm việc theo một phương. l 1 2.3 Cắt một dải bản rộng b 1 =1m vuông góc với dầm phụ và xem dải bản làm việc như một dầm liên tục. Nhịp