đồ án bê tông cốt thép thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI... Sơ đồ tính toán: Sơ đồ tính bản 2.Xác định tải trọng.. Trong thực tế nên kê dầm phủ lên toàn bộ chiều dày tường để

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

3.Hoạt tải: giá trị tiêu chuẩn: ptc = 9 (KN/m2)

Hệ số vượt tải: n=1,2

4.Vật liệu: Sử dụng bê tông B15

Cốt thép của bản loại CI

Cốt thép dọc của dầm loại CI,CII

Cốt thép đai của dầm loại CI

5.Số liệu tính toán

Bê tông B15 có Rb=8,5 Mpa ,Rbt=0,75 Mpa ,Eb= 23x103 Mpa

Cốt thép loại CI : Rs=225 Mpa , Rsc=225 Mpa , Rsw=175 Mpa , Es=21x04 Mpa

Cốt thép loại CII: Rs=280 Mpa , Rsc=280 Mpa , Rsw=225 Mpa

II.TÍNH BẢN

1.Sơ đồ tính-nhịp tính toán của bản

Giả thiết kích thước tiết diện dầm phụ

lob= 2100-2502 -3402 +702 =1840(mm)

Nhịp tính toán của nhịp giữa: l0 = l1- bdp = 2100-250= 1850 (mm)

Sơđồ nhịp tính toán của bản

Bản làm việc như một dầm liên tục nhiều nhịp.Tính toán bản theo sơ đồ biến dạng dẻo

Sơ đồ tính toán:

Sơ đồ tính bản 2.Xác định tải trọng.

Tĩnh tải là các lớp cấu tạo sàn gồm 4 lớp:

Các lớp cấu tại cơ bản Giá trị tiêu chuẩn

( kN/m2)

Hệ số tin cậy

Giá trị tính toán(kN/m2)Lớp gạch lát dày 0,7cm, ᵧ =20 kN/m3 0,007.20 = 0,14 1,2 0,168Vữa lót dày 2cm, ᵧ =18kN/m3 0,02.18 = 0,36 1,3 0,468Bản BTCT dày 7cm, ᵧ =25kN/m3 0,07.25= 1,75 1,1 1,925Lớp trát dày 1,5cm, ᵧ = 18kN/m3 0,015.18= 0,27 1,3 0,351 Tổng cộng 2,52 2,912

Mô men ở gối giữa và nhịp giữa:

M =± 1

16 qb.l02 =±13.71 1,852

16 =±2,93(KN.m)Giá trị lực cắt QA= 0,4qbl0b= 0,4.13,71.1,84= 10,09 KN

-Bê tông B15; Rb=8,5Mpa

Kiểm tra lại chiều cao làm việc ho, lớp bảo vệ 10mm

ho = 70-10- 0,5.8=56mm, vậy trị số dùng để tính toán ho=55mm là thiên về an toàn

5.Tính thép chịu momen uốn :

Thép dọc chịu momen âm được đặt xen kẽ nhau, đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn tính

từ mép dầm phụ là : 16.l0= 16.1,85=0,31 m; Tính từ trục dầm phụ là :

1

6 l0= 0,5bdp=1

6.1,85+ 0,5.0,25= 0,435mThép dọc chịu momen dương được đặt xen kẽ nhau, khoảng cách từ đầu mút cốt thép ngắn hơn đến tường là :

121 lob= 121 1,84 = 0,15m

Khoảng cách từ cốt thép ngắn hơn đến mép dầm phụ là :

18.l0= 18.1,85= 0,23m

Đoạn thẳng cốt thép trên gối lấy bằng 1/3 nhịp

Bản không bố trí cốt đai, lực cắt hoàn toàn do bê tông chịu ,do:

QBt= 15,14 KN <α Qbmin= 0,5.φb4.Rbt.b.ho= 0,5.1,5.0,75.1000.56= 31500N= 31,5KN

6.Cốt thép cấu tạo:

- Cốt thép chịu momen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính: chọn ∅6,

a=140mm có diện tích trên một mét bản là 202mm2 lớn hơn 50% diện tích cốt thép tính tại gối tựa của bản là 0,5.387=193,5mm2, sử dụng cốt mũ đoạn vươn ra tính từ mép dầmchính là 14.l0= 14.1,85= 0,46m

Tính từ trục dầm chính là: 14.l0+ 0,5bdc= 14.1,85+ 0,5 0,3= 0,61m

Đoạn vươn từ mép tường là 18lo = 18.1,85=0,23 m

-Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực: chọn ∅ 6, a=200mm, có diện tích trên một mét của bản là 141mm2 đảm bảo lớn hơn 20% diện tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp ( nhịp biên 0,2.384= 76,8mm2, nhịp giữa 0,2 202= 40,4mm2 )

A-A B-B

Trong đó sd – đoạn dầm phụ kê lên tường, lấy bằng kích thước 1 viên gạch chọn

sd =220mm Trong thực tế nên kê dầm phủ lên toàn bộ chiều dày tường để giảm ứngsuất cục bộ từ đầu dầm truyền xuống tường

3.Vẽ biểu đồ bao mô men và lực cắt

Tung độ biểu đồ bao mô men tính theo công thức: M=β.qdp.l02

Để tính toán, chia mỗi nhịp dầm thành 5 đoạn đánh số 0;1;2; Mỗi đoạn dài 0,2lob đối nhịp biên và 0,2lo đối với nhịp giữa

β1 để vẽ nhánh (+) của biểu đồ

β2 để vẽ nhánh (-) của biểu đồ

Tra phụ lục 11, với tỉ số p d

g d = 22,689,07 =¿ 2,5 có hệ số k=0,270 và các hệ số β1, β2 Kết quả tính toán trong bảng sau:

Nhánh âm(KNm)

Cốt thép CII có Rs=280Mpa, Rsc=280Mpa, cốt đai nhóm CI có Rsw=175Mpa

Kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn:

Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3,5cm

=> ho chọn = hdp-a = 50-3,5=46,5 cm

h0=2⋅√R M b b=2√96 , 86⋅104

85 25 =42, 7 cm<¿ ¿ ho chọn =46,5 cm

a.Với mô men âm.

Tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ nhật nhỏ bdp×hdp =250x500mm

Giả thiết a= 35mm thì chiều cao h0= 500-35=465mm

-Tại gối tựa B có momen M=71,6 KN.m

Tínhα m= R M

b b h2o = 71,6.106

8,5.250.4652 = 0,1558 <αα pl= 0,255 (Cốt đơn) Tínhξ = 1- √1−2 α m= 0,1703

Tínhα m= R M

b b h2o = 64,47.106

8,5.250.4652 = 0,1403 <αα pl= 0,255 (Cốt đơn) Tínhξ = 1- √1−2 α m= 0,1518

b Với mô men dương :

Tính toán theo chữ tiết diện chữ T, cánh nằm trong vùng nén

-Kiểm tra vị trí trục trung hòa :

Mf=Rb.bf’.hf’.(ho-hf’/2)

Với : Rb= 8,5 Mpa ; hf’= 7 cm ;ho=h-a=50-3,5=46,5 cm

bf’=2Sf + bdp với Sf ≤ Lo/2 & Sf ≤ Ldp/6 & Sf ≤ 6hf’

Chọn Sf =<α min(1100; 1000:420)=420 => bf’=2.0,42+0,3 =1,09 m

Tính α m=R M

b b f , h o2 = 64,47.106

8,5.1090 4652= 0,032 <αα pl= 0,255 (Cốt đơn)Tínhξ = 1- √1−2 α m = 0,033

Ta có kết quả như sau :

Tiết diệnM (KN.m) Cách tính Fa và kết

quả (cm2)

Chọn cốt thép(cm2)

Nhận xét Qmax=110,3 KN > 52,3KN Suy ra phải bố trí cốt đai.

Kiểm tra điều kiên đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên :

Vậy ta chọn khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai :

S=min (stt ; sct ;smax )= min( 176 ; 166 ; 551)= 166mm

Chọn stk=160mm

-Cốt đai ∅ 6a160

Vậy bố trí cốt đai cho dầm trong phạm vi L/4 tính từ mép gối tựa ra Đoạn giữa nhịp về nguyên tắc không cần bố trí cốt đai nhưng bố trí theo cấu tạo thưa hơn và không vượt quá 3/4hdp=3/4.(50)=37,5 cm Chọn ∅ 6a250 cho đoạn giữa nhịp

*Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng

Mb=φb2.Rbt.b.h02= 2 0,75.250.4652 = 81084375 N.mm = 81,1kN.m

Vậy điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng được đảm bảo.

6.Tính toán và vẽ đường bao vật liệu

-Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc là a0= 25 mm

- Tại tiết diện đang xét cốt thép bố trí là As

Tiết diện Cốt thép As

(cm2)

a(cm)

6,034,02

3,53,5

46,746,7

0,170,113

0,1560,107

72,1449,58Nhịp

giữa

1090x50

0

3 ∅162Ø16(cắt1Ø16)

6,034,02

3,53,5

46,746,7

0,0390,113

0,040,107

71,2649,58

Gối 3

250x500

3∅162Ø16(cắt1Ø16)

6,034,02

3,53,5

46,746,7

0,1690,113

0,1560,107

72,1449,58

*.Xác định điểm cắt lý thuyết và thực tế của các thanh thép

Tiết diện Thanh thép

cắt

(mm)

Q(KN)

Nhịp

biên trái

Trong đó -Q là lực cắt lý thuyết (ở bảng trên)

-Qs;inc là khả năng chịu lực cắt của cốt xiên (Qs;inc=0)

-qsw là khả năng chịu lực cắt của cốt đai (Ø6)

-Đai Ø6a160 qsw= Rsw n asw Stk =175.2.28,3160 =61,9 KN/m

Wchọn

(mm)

7 Cốt thép cấu tạo.

Chon thép 2 Ø12: cốt thép này được sử dụng làm cốt giá ở nhịp trong đoạn không có momen âm, diện tích cốt thép là 226mm2 Không nhỏ hơn :

0,1%.b.h0=0,1%.250.465= 116mm2

8 Kiểm tra về neo cốt thép

Cốt thép ở phí dưới sau khi được uốn, cắt số còn lại kéo vào gối phải đảm bảo lớn hơn1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp:

Nhịp biên 2Ø18 +1Ø20 cắt1Ø20 còn 2Ø18 , diện tích còn 62% khi vào gối

Nhịp gữa 3Ø16 cắt 1 Ø16 còn 1Ø16, diện tích còn lại 66,67% khi vào gối

Đường bao vật liệu và bố trí thép.

69, 19

95, 8

96, 86

79, 83

21, 29

71,

6

34, 04

12, 38

9,28

27, 85

64,

47

18, 57

59, 83

64, 47

59, 83

18, 57

IV TÍNH DẦM CHÍNH.

1.Sơ đồ tính

-Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp được tính theo sơ đồ đàn hồi

-Giả thiết tiết diện dầm : bdc =300mm ; hdc = 600mm

-Giả thiết kích thước cột 400x400mm

-Nhịp tính toán : Nhịp giữa và nhịp biên lấy l0 = 3.l1 = 3.2,1 =6,3 m

Sơ đồ tính dầm như hình sau :

d Hoạt tải 3.

e Hoạt tải 4

M A

P4

Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ để tính biểu đồ momen theo cách tổ hợp

- Đặt tĩnh tải lên toàn bộ dầm, vẽ được biểu đồ MG:

0,15662,51

-0,267-106,98

0,06726,85

Mp1 α

M

0,289247,76

0,244209,18

-0,133-114.02

-0,133-114,02

Mp2 α

M

-0,044-37,72

-0,089-76,3

-0,133-114,2

0,200171,46

Mp3 α

M

0,230197,18

0,126108,02

-0,311-266,62

0,09581,44

Mp4 α

M 12,57 25,14

0,04437,72

Biểu đồ bao momen:

Tung độ của biểu đồ bao momen

Mmax= MG +max Mp ; Mmax = MG +min Mp

Từ kết quả tính Mmax; Mmax bảng trên ta vẽ được biểu đồ bao momen như sau:

Biểu đồ bao momen (kN.m)

Xác định biểu đồ bao lực cắt

Tung độ của biểu đồ bao lực cắt:

Do tác dụng của tĩnh tải G: QG=β.G=β.63.6 kN

Do tác dụng của hoạt tải P: QPi=β.Pi=β.136,08 kN

Trong đó hệ sos β lấy theo phụ lục 12, các trương hợp tải trọng lấy theo như hình vẽ trên, kết quả được thể hiện ở bảng sau:

Lực cắt (kN) Bên phải

gối A

Giữa nhịpbiên

Bên trái gối B

Bên phải gối B

-Tại mép gối tựa B có momen Mmg= 2100−1502100 (373,6-87,71) +87,71=353,75kNmTính cốt thép dọc:

Kiểm tr điều kiện, tính toán cốt thép chịu lực xem có thỏa mãn:

Qbmin=φb3Rbtbh0= 0,6.0,75.300.550= 74,25kN

Chọn cốt đai ∅ 8, n=2, diện tích một cốt dai Asw=2.50,3=100,6mm2

Khoảng cách giữa các cốt đai:

Theo tính toán : Stt=R sw A sw

q sw = 175.100.649,55 = 355mmTheo cấu tạo với dầm cao h=500mm>450mm

Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai:

S= min(Sct; Stt ; Smax )= 166mm chon S= 160mm

- Tại bên phải gối B, lực cắt QBph=229,89 KN, tính toán tương tự ta có S=sct=166mm, bốtrí cốt đai ∅ 8, n=2, S= 160 tại bên trái gối B, kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm tại khuvực này:

Tính lực cắt mà cốt đai chịu được:

5.Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu.

a.Tính khả năng chịu lực cắt của tiết diện :

- Trình tự tính toán như sau :

+Tại tiết diệnđang xét cốt thép bố trí có diện tích As

+Chọn chiều dày bảo vệ cốt thép dọc a0 nhịp=25mm và ao gối= 30mm,khoảng cách thông thủy giữa 2 thanh thép theo chiều cao dầm là t=30 mm

Tính toán tương tự với gối B và nhịp giữa

-Với tiết diện chịu mô men dương thay b bằng bf

63,75

5456,25

0,1310,076

0,1230,073

347,54223,82

54,556,1

0,690,24

0,4520,21

356,3168,53

5,53,9

54,556,1

0,690,24

0,4520,211

356,3168,53

3,753,75

56,2556,25

0,0760,05

0,0730,049

223,82150,23

b.Xácđịnh tiết diện cắt lý thuyết

Tiết diện Thanh thép

cắt

(mm)

Q(KN)

Nhịp

biên trái

2Ø25 giữa

1360 164,6

1197 73,6

Gối B

phải

2Ø25+2Ø28

1476 229,8

9

Nhịp 2

trái

9

c.Xác định đoạnW kéo dài

-Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức

W=0,8.Q−Q s ,inc

2 q sw +5d ≥20.d

Trong đó + qsw=R sw n a sw

s cốt đai d8a160 thì qsw=175.2.50,3160 =110,3 KN/m + Q là lực cắt tại tiết diện tínhở bảng trên

+ Qs,inc =0 ( do khu v c c t không có c t xiên)ực cắt không có cốt xiên) ắt không có cốt xiên) ốt xiên)

+ d : đường kính thép dọc

-Kết quả tính toán như sau :

Tiết diện Thanh cắt Q (KN) qsw (KN/

m)

Wtính

(mm)

20d(mm)

Wchọn

(mm)

7 Kiểm tra neo cốt thép.

Cốt thép ở phí dưới sau khi được uốn, cắt số còn lại kéo vào gối phải đảm bảo lớn hơn1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp:

Nhịp biên 3Ø25 +2Ø25 cắt 2Ø25 còn 3Ø25 , diện tích còn 60% khi vào gối

Nhịp gữa 3Ø25 cắt 1 Ø25 còn 2Ø25, diện tích còn lại 66,67% khi vào gối

CHÈN HÌNH VẼ BỐ TRÍ THÉP