ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1 I. Đề bài. 1. Kích thước và hoạt tải tiêu chuẩn L 1 (m) L 2 (m) p c (kN/m 2 ) 2,2 6 8.5 Hệ số tin cậy về tải trọng của hoạt tải n = 1,2 2. Cấu tạo sàn. - Gạch ceramic p c = 0,4 kN/m 2 γ f =1.2 - Vữa lót δ v =20mm γ v =20kN/m 3 γ f =1.2 - BTCT δ b = h b γ bt =25kN/m 3 γ f =1.1 - Vữa trát δ b = 15mm γ bt =20kN/m 3 γ f =1.1 3. Vật liệu sử dụng. Thép CI với : 225 s sc R R MPa  , 175 sw R MPa , 4 21 10 s E MPa  Thép CII với : 280 s sc R R MPa  , 225 sw R MPa , 4 21 10 s E MPa  Bê tông B15 với 1 b  ; 8.5 b R MPa , 3 23 10 b E MPa  II/ THIẾT KẾ BẢN SÀN : 1. Phân loại bản sàn.  Xét tỉ số : 273,2 2,2 6 1 2  l l nên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc theo một phương cạnh ngắn. 2. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện.  Chọn chiều dày của bản : Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm mmhmml m D h s 6033,732200. 30 1 min1  . Vậy chọn chiều dày bản sàn là h b = 80mm  Chọn tiết diện dầm phụ : )500375( 1612 1 2 mmmmlh dp    . Chọn h dp = 450mm )200100( 4 1 2 1 mmmmhb dpdp         Chọn b dp = 200mm  Chọn tiết diện dầm chính : )825550(3. 128 1 1 mmmmlh dc    Chọn h dc = 750mm )400200( 4 1 2 1 mmmmhb dcdc         Chọn b dc = 300mm 3. Sơ đồ tính.  Sàn thuộc loại bản dầm, cắt theo phương cạnh ngắn (phương l 1 ) một dải có chiều rộng b = 1m. Sơ đồ tính bản sàn là dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phụ  Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán tính theo mép gối tựa, cụ thể như sau :  Đối với nhịp biên : mm b LL dp ob 1900200. 2 3 2200 2 3 1   Đối với nhịp giữa mmbLL dpo 20002002200 1  Chênh lệch giữa các nhịp : %10%5%100 2000 19002000   Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 4. Tải trọng.  Tĩnh tải : Các lớp cấu tạo bản Giá trị tiêu chuẩn (KN/m 2 ) Hệ số vượt tải Giá trị tính toán g s (KN/m 2 ) Lớp gạch lát nền 0,4 1,2 0,48 Lớp vữa lót dày 20mm, 3 /20 mkN  0,2 x 20 = 0,4 1,2 0,48 Bản bê tông cốt thép dày 80mm, 3 /25 mkN  0,08 x 25 = 2 1,1 2,2 Lớp vữa trát dày 15mm, 3 /20 mkN  0,015 x 20 = 0,3 1,1 0,33 Tổng cộng 3.49  Hoạt tải : 2,102,15,8  pcs npp kN/m 2  Tổng tải : 2 /69.132,1049,31)( mkNmpgq sss  5. Xác định nội lực.  Khi chênh lệch giữa các nhịp tính toán %10 0 L , nội lực theo bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo được xác định như sau :  Mô men nhịp giữa và gối giữa : kNm Lq MM s ggng 42,3 16 269.13 16 2 2 0    l o l ob l o l o l ob l o + + + _ _ Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm  Mô men nhịp biên : kNm l qM ob snb 49,4 11 9.1 69.13 11 2 2   Mô men gối thứ 2 : kNm l qM ob sg 49,4 11 9,1 69,13 11 2 2 2  6. Tính cốt thép.  Tính cốt thép theo cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật b x h = 1000 x 80mm  Chọn a = 15mm (vì h b < 100mm) h 0 = h b – a = 80 - 15= 65mm  Tính cốt thép tại nhịp biên và gối thứ 2 3,0125,0 6510005,81 1049,4 2 6 2 0     pl bb b m bhR M    Suy ra : 134,0173,0211211  mb  Diện tích cốt thép cần thiết tại biên : 2 0 329 225 65.1000.5,8.1.134,0 mm R bhR A s bb s   Chọn 1508d  ; A s = 335mm 2 (chênh lệch 1,8%)  Diện tích cốt thép tại nhịp giữa và gối giữa : 3,0095,0 6510005,8 1042,3 2 6 2 0     pl bb gg m bhR M    Suy ra : 1,0095,0211211  mb  Diện tích cốt thép cần thiết tại nhịp giữa và gối giữa : 2 0 6,245 225 65.1000.5,8.1.1,0 mm R bhR A s bb s   Chọn 2008d  ; A s = 251mm 2 (chênh lệch 2,2%)  Kiểm tra hàm lượng cốt thép :  %05,0 min   %4,1 225 5,8 37,0 max  s bb pl R R   Kết quả tính diện tích cốt thép được tóm tắt trong bảng sau : Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm Tiết diện M (kNm) m   A s (mm 2 )  (%) Chọn cốt thép  (mm) a (mm) A sc (mm 2 ) Nhịp biên 4,49 0,125 0,134 329 0,51 8 150 335 Gối 2 4,49 0,125 0,134 329 0,51 8 150 335 Nhịp giữa, gối giữa 3,42 0,095 0,1 245,6 0,39 8 200 251 7. Bố trí cốt thép. - Xét tỉ số : 25,092,2 55,3 8,10   b b g p Do đó mml 500200025,0 0   Vì h b = 80mm < 100mm nên ta chọn góc uốn thép là 30% Cốt thép cấu tạo đặt dọc theo các gối biên (mặt cắt A-A) và dọc theo dầm chính (mặt cắt B-B), được xác định như sau :        2 , 5,125%50 2006 mmA d A goigiua cts  Vậy chọn 6  d200 (A s = 141mm 2 ) - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau : Với 373,2 2,2 6 2 1 2  L L , ta chọn stpbs AA %20 ,  Với nhịp biên và gối thứ 2 : 2 , 8,65%20 mmAA stpbs  Vậy chọn 3006d  - Chiều dài đoạn neo cốt thép vào nhịp gối tựa L an  10d=10x8=80mm Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm III/ THIẾT KẾ DẦM PHỤ : 1. Sơ đồ tính :  Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp truyền trực tiếp tải trọng lên các dầm chính nên gối tựa là các dầm chính trực giao với nó.  Tính dầm phụ cũng theo sơ đồ có xét biến dạng dẻo nên nhịp tính toán lấy bằng khoảng cách giữa 2 mép dầm chính.  Kích thước dầm phụ thiết kế : b dp = 200mm ; h dp = 450mm - Kích thước dầm chính : b dc = 300mm ; h dc = 750mm - Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp giữa : l 0 = l 2 – b dc = 6000 - 300 = 5700mm Đối với nhịp biên : l ob = L 2 - 2 3 b dc = 6000 - 2 3 .300 = 5550mm 300 5550 300 6000 450 2. Xác định tải trọng : 2.1. Tĩnh tải. - Từ bản sàn truyền xuống : 68,72,249,3 11  Lgg s (kN/m 2 ) - Do trọng lượng bản thân dầm phụ: 04,2)08,045,0(2,0251,1)( 0  bdpdp hhbng  (kN/m 2 ) - Tổng tĩnh tải tính toán : 72,904,268,7 10  ggg dp (kN/m 2 ) 2.2. Hoạt tải. - Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào : 44,222,22,10 1  Lpp sdp (kN/m 2 ) - Tổng tải trọng tính toán : 16,3244,2272,9  dpdpdp pgq (kN/m 2 ) 3. Xác định nội lực. 3.1. Biểu đồ bao mô men. - Xét tỷ số : 31,2 72,9 44,22  dp dp g p 262,0  k Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm - Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mô men được tính theo công thức sau : Đối với nhịp biên : 2 obdp LqM   Đối với nhịp giữa : 2 odp LqM   - Ở nhịp biên, mô men âm triệt tiêu ở tiết diện cách mép gối tựa thứ hai một đoạn 14545550262,0  ob Lkx (mm) - Mô men dương ở nhịp biên triệt tiêu ở tiết diện cách mép gối tựa thứ hai một đoạn : 5,832555015,015,0  ob Lx (mm) - Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn : 75,23585550425,0425,0  ob Lx (mm) - Mô men dương ở nhịp giữa triệt tiêu ở tiết diện cách mép gối tựa một đoạn : 855570015,015,0  o Lx (mm) Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng sau : Nhịp Tiết diện L 0 (m) q dp L 0 2 (KNm)  max   min  M max (KNm) M min (KNm) Nhịp Biên 0 5.55 990.6 0.0000 1 0.0650 64.4 2 0.0900 89.2 0,425 L 0b 0.0910 90.1 3 0.0750 74.3 4 0.0200 19.8 5 (gối 2) -0.0715 -70.8 Nhịp giữa 6 5.7 1044.9 0.0180 -0.0318 18.8 -33.2 7 0.0580 -0,0108 60.6 -11.3 0,5 L 0 0.0625 65.3  Biểu đồ lực cắt : - Tung độ biểu đồ bao lực cắt được tính như sau + Gối thứ nhất : kNlqQ obdp 4,7155,516,324,04,0 1  + Bên trái gối thứ 2 : kNlqQ obdp T 1,10755,516,326,06,0 2  + Bên phải gối thứ 2, bên trái gối thứ 3 : Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm kNlqQQ dp TP 7,917,516,325,05,0 032  1110 2358,75 1454 300 1140 64.4 89.2 90.1 74.3 19.8 70.8 70.8 33.218.8 60.6 65.3 11.3 855 832,5 5550 2850 5550 71.4 107.1 91.7 4. Tính toán cốt thép. - Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15 có : R b = 8,5 Mpa ; R bt = 0,75 Mpa - Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại AII có R s = 280 MPa - Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại AI có R sw = 175 Mpa 4.1. Tính cốt thép dọc. 4.1.1. Tại tiết diện ở nhịp. - Tương ứng với giá trị mô men dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T. - Xác định S f                    mmh mm bL mm bL S f dc dp f 4808066 950 6 3006000 6 1000 2 2002200 2 2 1 Chọn S f = 480mm Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm - Chiều rộng bản cánh : 116048022002 '  fdpf Sbb mm - Kích thước tiết diện chữ T có : mmh mmb mmh mmb f f 400 200 80 1160 ' '     - Xác định vị trí trục trung hòa : Giả thiết a = 35mm, suy ra h 0 = h – a = 450 – 35 = 415 (mm) 8,295)04,0415,0(08,0160,1105,81 2 3 ' 0 ''           f ffbbf h hhbRM  kNm Nhận xét : M max = 90,1 kNm < M f = 295,8 kNm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật ( dpf hb  ' ) = )4501160(  (mm) - Tính m fb m hbR M  211 2 0 '  s fb s R hbR A 0 '   1160 480 200 480 450 4.1.2. Tiết diện tại gối. - Tương ứng với giá trị mô men âm, bán cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật có kích thước tiết diện như sau : b dp = 200 mm ; h dp = 450 mm Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm - Tính m b m hbR M  211 2 0  ; s b s R hbR A 0   200 450 Kết quả tính cốt thép dọc của dầm phụ được tóm tắt ở bảng sau : Tiết diện M(kNm) m   A s (cm 2 )  (%) Chọn cốt thép Chọn A s (cm 2 ) Nhịp biên 90.1 0.053 0.055 8.04 0.18 3  14 + 2  16 8.64 Nhịp giữa 65.3 0.038 0.039 5.69 0.13 3  16 6.03 Gối thứ 2 70.8 0.242 0.281 7.08 0.92 5 14  7.69 Kiểm tra hàm lượng cốt thép %97,1 280 5,8 65,0%05,0 max 0 min    s b R s R R hb A  4.2. Tính cốt thép ngang. - Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối thứ 2 có lực cắt lớn nhất : Q max = 107,1kN - Kiểm tra điều kiện tính toán : Khả năng chịu lực cắt của bê tông : kNbhRQ btnfbb 35,3741520010.75,016,0)1( 3 03    Đối với bê tông nặng thì 6,0 3  b  Không có lực nén nên 0 n  Tại gối 2 cánh nằm trong vùng chịu kéo nên 0  f  Vậy Q max > Q b . Vậy bê tông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt [...]... B -260 ,11 -260 ,11 - 418 ,29 - 217 ,46 -10 1,05 -3 01, 88 -10 1,05 - 418 ,29 3 -76 ,11 219 , 81 128,58 19 1,96 15 ,72 -47,67 219 , 81 -76 ,11 4 -47, 01 248,9 224,32 15 0,27 -22,42 51, 63 248,9 -47 ,1 gối C -17 2,8 -17 2,8 -13 1,03 -342,53 - 215 ,45 -3,96 -3,96 -342,53 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 260 ,11 17 2,8 76 ,11 M1 47, 01 278, 01 364.86 260 ,11 17 2,8 M2 17 ,9 68,06 219 , 81 248,9 418 ,29 13 1,03 M3 12 8,58 17 2,56... 45 ,13 45 ,13 -18 ,95 16 5,64 83,65 13 ,23 Q1 39,47 57 ,17 244.6 218 ,15 Q2 30,93 13 ,23 39,08 11 0 ,1 1 91, 68 248,58 14 1,74 43, 51 Q3 63, 31 1 61, 52 268,57 4-C -57 ,17 -19 1,68 -16 1,52 -224 -87,74 -25,27 -25,27 -224 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 18 6 ,1 37,8 Q4 18 ,95 33 ,1 103,63 224 53,08 55 ,17 Q5 15 ,24 17 ,34 85,86 87,74 15 9,38 11 5,55 45 ,13 Q6 25,27 45,67 250,93 248,58 16 5,64 45 ,13 Q 18 ,95 63, 31 224... 20 ,17 51 699   [M] 0.075 0.072 376.77 13 .87 35.5 714 .5 0.048 0.047 273.38 6,28 35 715 0.023 0.023 12 5.93 26.45 61. 5 688.5 0.422 0.333 402.52 18 .85 51. 5 698.5 0.296 0.252 313 .53 12 .57 35 715 0 .19 3 0 .17 4 226.83 6.28 35 715 0.096 0.0 91 118 .63 26.45 61. 5 688.5 0.422 0.333 402.52 18 .85 51. 5 698.5 0.296 0.252 313 .53 12 .57 35 715 0 .19 3 0 .17 4 226.83 6.28 35 715 0.096 0.0 91 118 .63 13 ,87 35.5 714 .5 0.0 51 0.05... biểu đồ bao lực cắt Lực cắt Q1 = QG + QP1 Q2 = QG + QP2 Q3 = QG + QP3 Q4 = QG + QP4 Q5 = QG + QP5 Q6 = QG + QP6 Qmax Qmin Đoạn A -1 165,64 30,93 14 1,74 37,8 55 ,17 15 9,38 16 5,64 30,93 1- 2 -39,47 -39,08 -63, 31 -33, 01 -15 ,24 -45,67 -15 ,24 -63, 31 2-B -244,6 -11 0 ,1 -268,57 -10 3,63 -85,86 -250,93 -85,86 -268,57 B-3 83,65 218 ,15 248,58 18 6 ,1 53,08 11 5,55 248,58 53,08 3-4 13 ,23 13 ,23 43, 51 -18 ,95 -17 ,34 45 ,13 ... 224,32 311 ,84 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 342,53 217 ,46 M4 10 ,54 83 ,16 15 0,27 19 1,96 215 ,45 M5 10 1,05 22,42 15 ,72 87,85 12 1,37 3 01, 88 M6 47,67 3,96 51, 63 250 ,17 350,64 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 418 ,29 342,53 76 ,11 17 ,9 219 , 81 278, 01 364,86 Biểu đồ bao mô men 3 .1. 3 Xác định mô men mép gối 418 ,29 300 2200 2200 12 8,58 17 2,56 Gối B : B, M mgtr  2200  15 0   418 ,29...  14 biên bên trái x =10 94 2  14 220 19 .8 Nhịp biên bên phải 63.49 5.2 - Cốt thép 74.3 - Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 1  14 798 570 49 .1 36.67 10 07 48.69 6 61 32.98 64.4 58.02 750 11 10 46.29 Nhịp biên bên trái x=798 19 .8 1  14 74.3 Nhịp biên bên phải x=570 1  16 46.29 60.6 11 40 18 .8 x=750 Gối thứ 2 2  14 bên trái 14 54 49. 01 70.8 Nhịp giữa bên trái (bên phải lấy đối xứng) x =10 07... QP5 QP6 4,85 10 9,06 4,85 -25,58 4,85 -16 0,22 -24 ,1 38,37 -24 ,1 38,37 77 ,18 50,32 6,76 QG 20,09 63,64 90, 71 115 ,52 6,47 QP1 19 ,39 15 3,89 14 0,97 6,47 QP2 19 ,39 18 ,99 19 ,39 12 8,04 -24 ,1 38,37 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm 1 71 ,4 91 ,4 2 3 6 ,75 QP3 4 3 ,22 9 7 ,8 8 1 77 ,86 1 08 ,92 QP4 1 2,52 12 ,9 2 12 ,92 25 ,7 1 1 60 ,36 QP5 4 ,8 5 24 ,1 1 0 9 ,0 6 3 8,37 QP6 2 5 ,58 1 6 0,22 Giáo... toán được ghi trong bảng sau : Tiết diện Nhịp biên (11 60 x450) Nhịp giữa (11 60 x 450) Gối thứ 2 (200 x 450) 3  14 + 2  16 Cắt 2  14 còn 1  14 và 2  16 Cắt 1  14 còn 2  16 3  16 Cắt 1  16 còn 2  16 5  14 Cắt 2  14 còn 3  14 Cắt 1  14 còn 2  14 As ath hth 2 (cm ) (mm) (mm) 8,64 50 400   [M] 0,0 61 0,059 93,08 5,56 33 417 0,038 0,037 63,49 4,02 33 417 0,027 0,027 46,29 6,03 33 417 0,0 41. .. 296 , 21  84,42 254 ,15 84,42 B C M4 M3 296, 21 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm  Sơ đồ f : Đoạn dầm AB 31, 99  10 ,66 3 31, 99 M2   2  21, 33 3 M1  A B M1 31, 99 M2 Đoạn dầm BC M4 12 7,07 M3 B 31, 99 C  Sơ đồ g : 12 7 ,07  31, 99  2  12 7 ,07  21, 03 3 12 7 ,07  31, 99 M4   12 7 ,07  74,05 3 M3  Đoạn dầm AB M 1  296 , 21  16 8,84  239 ,93 3 M 2  296, 21  16 8,84  2  18 3,65 3 16 8,84... 0 ,14 3 66,52 0,238 211 ,49 -0,095 -84,42 0,079 36,75 -0 ,12 7 -11 2,86 0,206 18 3,06 0 ,11 1 51, 63 -0 ,11 1 -98,64 0,222 19 7,27 -0,0 31 -27,55 -0,063 -55,98 -0,286 -13 3,04 -0 ,14 3 -12 7,07 -0 ,14 3 -12 7,07 -0,3 21 -285,25 -0,095 -84,42 0,036 31, 99 -0 ,19 -16 8,84 -0 ,19 -88,38 -0,095 -84,42 -0,095 -84,42 -0,048 -42,65 -0,286 -13 3,04 -0 ,14 3 -12 7,07 0,095 84,42 Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không có các trị số  tại . 31, 99 M1 M2 A B 66 ,10 3 99, 31 1 M 33, 212 3 99, 31 2 M 03, 210 7 ,12 72 3 99, 310 7 ,12 7 3   M 31, 99 M3 M4 B C 12 7,07 05,7407 ,12 7 3 99, 310 7 ,12 7 4   M 93,239 3 84 ,16 8 21, 296 1 M 65 ,18 32 3 84 ,16 8 21, 296 2 M 16 8,84 M3 M4 B C 84,42 42,84 2 84 ,16 8 3 M 0 4  M . (bên phải lấy đối xứng) 1  16 18 .8 60.6 11 40 46.29 x=750 750 36.67 Gối thứ 2 bên trái 2  14 14 54 70.8 49. 01 x =10 07 10 07 48.69 Gối thứ 2 bên phải 2  14 11 40 70.8 33.2 49. 01 x=6 61 . 11 10 2358,75 14 54 300 11 40 64.4 89.2 90 .1 74.3 19 .8 70.8 70.8 33. 218 .8 60.6 65.3 11 .3 855 832,5 5550 2850 5550 71. 4 10 7 .1 91. 7 4. Tính toán cốt thép. - Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15 có : R b