Thuyết minh + bản vẽ Đồ án bê tông cốt thép 1

- Phơng án 3: Phối hợp đợc 2 14 qua tất cả các gối và nhịp , diện tích chọn khá sát với yêu cầu .Mặt khác , tại các tiết diện dùngnhiều cốt thép hơn vẫn đảm bảo khoảng hở theo yêu cầu

gi¸o viªn hd : Th.S NguyÔn Ngäc Ph ¬ng

sinh viªn th : Bïi Lª Huy

líp : 99 x6

- hµ néi 2002 -

thuyết minh tính toá

- 

*Nhận xét: xét tỷ số 2cạnh của một ô bản

l2/l1= 5,8/2,3 =2,52>2

Vậy ta xem bản làm việc theo một phơng và là bản dầm , ta có :Sàn

s-ờn toàn khối có bản dầm

Để tính toán bản , ta cắt 1 dải rộng b1=1m vuông góc với dầm phụ và xem nh một dầm liên tục

-Các dầm từ trục 2 tới trục 4 là dầm chính

-Các dầm mà vuông góc với dầm chính là dầm phụ

35

3 , 1

= 8,9 cm Chọn hb = 9 cm

Chọn mdc = 10 suy ra hdc= 720/ 10 =72 cm ,chọn bdc =30 cm Vậy kích thớc sơ bộ dầm chính là : h = 70 cm , b= 30cm

2 Xác định nhip tính toán của bản

t

b

+ 2

-

2

33 , 0

+

2

09 , 0

= 2,18 m

*Sự chênh lệch giữa các nhịp là: 100 0

2 , 2

18 , 2 2 ,

= 0,91% < 10%

Vậy ta coi dải bản là dầm liên tục

* Sơ đồ cấu tạo và tính toán bản dầm :

200 165

- Tải trọng tính toán tác dụng lên bản : qb= gb + pb =1578 KG/m2

- Tải trọng tính toán tác dụng lên một mét dài bản là: q = qb 1 =1578 KG/m

4 Xác dịnh nội lực trong bản

*Ta có sơ đồ tính toán:

Tính  :  = 0,5 ( 1 + 1  2 0 , 093 ) = 0,951

Xác định diện tích cốt thép :

Fa =

0

16 , 4

2 b h R

 = 100 0

5 , 7 100

24 , 4

= 0,56 % Vậy : min = 0,5% < = 0,56%<0,9% hàm lợng cốt thép hợp lý

86 , 2

= 0,38%

Vậy : min = 0,05%< = 0,38%< 0,9% hàm lợng cốt thép hợp lý

*Tra bảng : Ta có phơng án chọn thép:

 6 , a = 100 mm ; Fa = 2,83 cm2 - Sai số 1,05% < 5% 6+8 , a = 140 mm ; Fa = 2,81 cm2 - Sai số 1,75% < 5%  8 , a = 150 mm ; Fa = 2,79 cm2 - Sai số 2,45% < 5% *Với các ô bản phía trong đợc giảm 20% hàm lợng cốt thép

Diện tích cốt thép :

Fa*= 0,8 Fa = 0,8 2,86 = 2,29 cm2

Kiểm tra hàm lợng cốt thép :  = 100 0

5 , 7 100

29 2

= 0,31%

Vậy : min = 0,05% <  = 0,38% < 0,9% hàm lợng cốt thép hợp lý *Tra bảng : Ta có phơng án chọn thép:

6 , a = 120 mm ; Fa = 2,36 cm2 – Sai số 3,06% < 5% 6 + 8 , a = 170 mm ; Fa = 2,31 cm2 – Sai số 0,87% < 5% ( Xem bảng 1- Các phơng án chọn thép )

*Kiểm tra lại chiều cao làm việc của bản ho tại các tiết diện

- Chọn lớp bảo vệ là 1cm :

+ Tại tiết diện dùng 8 :ho= 9 – 1 - 0,4 =7,6 cm

+ Tại tiết diện dùng 6 :ho= 9 - 1 - 0,3 = 7,7 cm

Vậy : hott > hogt =7,5 cm Nh vậy dùng đợc thiên về an toàn

* Chọn cốt thép :

- Chọn thép chịu mô men âm ở gối :

Điều kiện : Fact  50% Fa và phải  5 thanh / 1m dài

Điều kiện : Cần 5 thanh trên 1m dài và Fa  50% Fa (Fa : Diện tích cốt

+ Khoảng cách từ mút cốt thép chịu mô men âm đến mép dầm là :  l =

∙ Đối với nhịp giữa : Khoảng cách từ điểm uốn đến mép dầm là :

b

+ 2

-

2

33 , 0

+

2

22 , 0

= 5,195 m

* Sơ đồ cấu tạo và tính toán dầm phụ :

165 165

5100 5195

5100 5195

g1 = gb l1 = 378 2,4 = 907,2 KG/m

 Toàn bộ tĩnh tải :

3.Xác định biểu đồ bao mô men và biểu đồ lực cắt

* Tính toán và vẽ biểu đồ mô men :

- Tung độ hình bao mômen : M = qd l2

( Xem bảng 2 – Bảng tính toán biểu đồ bao mô men )

* Tính toán vẽ biểu đồ bao lực cắt

dp

n b R

M A

M h

.

2

0  + Giả thiết a = 3,5 cm thì h0 = 45 – 3,5 = 41,5 cm

+ Ta chỉ cần kiểm tra với tiết diện có mô men lớn nhất tức tại

giữa nhịp biên có Mb = 978678 KGcm

dp

n b R

M

.

20 130

978678

 Kích thớc sơ bộ của dầm phụ hợp lý

a Tính cốt dọc với tiết diện chịu mô men âm :

- Tính theo tiết diện chữ nhật ( 20  45 ) cm

- Giả thiết : a =3,5 cm khi đó hogt = h - agt = 45 -3,5 = 41,5 cm

* Tại gối B : MB- = 768961 KGcm

A = 2

0

R

M

dp n

B

5 , 41 20 130

768961

= 0,17 < 0,3  Nh vậy thoả mãn yêu cầu tính theo khớp dẻo

 = 0,5 ( 1 + 1  2 0 , 17 ) = 0,905

- Xác định diện tích cốt thép :

Fa =

0

31 , 7

R

M

dp n

C

5 , 41 20 130

647813

= 0,14 < 0,3  = 0,5 ( 1 + 1  2 0 , 14 ) = 0,924

- Xác định diện tích cốt thép :

Fa =

0

31 , 7

= 0,73%

Vậy hàm lợng cốt thép thoả mãn điều kiện hợp lý với cốt thép dùng cho dầm : min= 0,15% <  = 0,73% <1,5%

85 , 0 6 , 5 6

1 , 1 2 2 2

c 1

m h

m l

m l

M

c n

b

5 , 40 182 130

978678

= 0,025 < 0,3  Nh vậy thoả mãn yêu cầu tính theo khớp dẻo

 = 0,5 ( 1 + 1  2 0 , 025 ) = 0,987

- Xác định diện tích cốt thép :

Fa =

0

74 , 8

M

c n

g

5 , 41 182 130

647813

= 0,016 < 0,3  = 0,5 ( 1 + 1  2 0 , 016 ) = 0,992

 = 0

0

100

62 , 5

- Phơng án 1: Phối hợp đợc 2 16 nhịp biên với gối B , giữa 116

nhịp giữa với gối C , diện tích chọn khá sát với yêu cầu

- Phơng án 2: Diện tích chọn khá sát với yêu cầu , phối hợp đợc 118

nhịp biên với gối B va nhịp giữa nhng không phối hợp đợc

gối C với nhịp bên cạnh

- Phơng án 3: Phối hợp đợc 2 14 qua tất cả các gối và nhịp , diện tích

chọn khá sát với yêu cầu Mặt khác , tại các tiết diện dùngnhiều cốt thép hơn ( vẫn đảm bảo khoảng hở theo yêu cầu) nên tăng cờng lực dính giữa bê tông và cốt thép tốt hơn so với phơng án 1  Ta chọn phuơng án 3

5 Tính cốt đai và cốt xiên

Chọn lớp bảo vệ 2cm , khoảng hở giữa 2 lớp cốt thép là 3cm

- Kiểm tra điều kiện hạn chế lực cắt : Q  ko.Rn b ho

Kiểm tra cho tiết diện chịu lực cắt lớn nhất : QBt = 12421,25 KG Tại đó : h0 =





i

i i

 Thõa mãn điều kiện hạn chế

- Kiểm tra điều kiên tính toán : Q < 0,6Rk.bdp.h0

Kiểm tra tại gối có lực cắt bé nhất QA = 8280,83 KG

25 , 121421

= 58,79 KG/cm Chọn khoảng cách thiết kế thoả mãn điều kiện :

u ≤ 

 max

u u

ct tt

q

f n R

d

d

79 , 58

283 , 0 2 1800

.



 + Tính uct :

∙ Đoạn gần gối tựa :

ct

15

5 , 22

3 4

3

 u ct  30cm

+ Tính

25 , 12421

1 , 40 20 10 5 , 1

5 ,

Vậy : Lấy u = 15 cm cho toàn dầm

Ta không cần tính thêm các gối khác vì với Q bé hơn thì utt lớn hơn nên vẫn lấy u = 15 cm

- Kiểm tra điều kiện tính cốt xiên :

qđ =

15

283 , 0 2 1800

.



u

f n

R ad d

= 67,92 KG/cm

Qdb = 2 , 8 h0 R n.b dp.q d  2 , 8 40 , 1 10 20 67 , 92 = 13086,28 KG Vậy : Qdb > Qmax = 12421,25 KG , do đó không cần tính cốt xiên

6.Bố trí thép cho dầm phụ

- Để tiết kiệm thép , ta uốn phối hợp các thanh thép ở nhịp và gối ,

khoảng cách từ mép gối đến điểm uốn đầu là :

2 0

- Đối với những thanh thép cắt ở trên gối :

+Khoảng cách từ thanh cắt đầu tiên đến mép gối là : 1350

III:Tính toán dầm chính

1.Sơ đồ tính dầm chính.

- Dầm chính là dầm 3 nhịp liên tục đều nhau

- Kích thớc sơ bộ : h = 70 cm , b = 30 cm

- Giả thiết kích thớc cột dầm gối lên: ( 30  40 ) cm

- Giả thiết dầm gối lên tờng một đoạn bằng chiều dày tờng : 330 mm

- Nhịp tính toán :

+ Nhịp giữa : l= 3 l1 = 3.2,4 = 7,2 m

+ Nhịp biên : lb = 3 l1 = 3.2,4 = 7,2 m

- Do dầm phụ truyền xuống :

G1 = gd l2 = 1105 5,4 = 5,97 T

 Tĩnh tải tác dụng tập trung :

G = G0 + G1 = 1,21 + 5,97 = 7,18 T

3.Tính và vẽ biểu đồ bao mô men

- Sử dụng tính chất đối xứng để vẽ biểu đồ theo phơng pháp tổ hợp , ta

chỉ xét nhịp biên và nửa nhịp giữa

M1 = 34 , 819 25 , 714Tm

3

1 32 ,

M2 = 34 , 819 14 , 107Tm

3

2 32 ,

M3 = 8 , 957

3

1 819 , 34 3

2 32 ,

2

3

1

0,1568,065

-0,267-13,803

0,0673,464

2



MP1

0,28932,356

0,24427,318

-0,133-14,891

-0,133-14,891

MP2

-0,044-4,926

-0,089-9,964

-0,133-14,891

0,20022,3924

Theo hình bao mô men ta thấy bên phải gối B có độ dốc nhỏ hơn bên

trái Khi tính toán ta lấy giá trị này để tính toán

Độ dốc biểu đồ mô men gần B :

i = 15 , 498

4 , 2

427 , 11 622 , 48

* KiÓm tra kÝch thíc tiÕt diÖn theo ®k m« men

ChØ cÇn kiÓm tra ë gèi B chÞu m« men ©m : MB = 48,622 Tm

Gi¶ thiÕt : a = 8 cm  ho= h – a = 70 – 8 = 62 cm

A = 2 2

0 130 30 62

622 , 48

.b h R

M

n

B

= 0,324 < A0 = 0,412 VËy kÝch thíc tiÕt diÖn chän lµ hîp lý : h = 70cm ,b =30cm

*TÝnh cèt thÐp däc :

-Gèi chÞu m« men ©m nªn tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt (30 70) cm

-Gi÷a nhÞp chÞu m« men d¬ng tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ T

hc v 81

9

120 720

6

255 30

540 2 1

i cm h

cm

cm c

c

 c1 = 81 cm  bc = b + 2c1 = 30 + 2.81=192 cm

VËy kÝch thíc ch÷ T : bc = 192cm , h =70 cm

-TÝnh Mc : Gi¶ thiÕt a = 5cm  ho= 70 – 5 =65cm

Mc = Rn.bc.hc(h0 – 0,5hc) = 130 192 9 (65 – 0,5.9) = 135,91 Tm VËy Mc > Mmax= 44,97 Tm  Trôc trung hoµ ®i qua c¸nh nªn ta tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt kÝch thíc ( 192 x 70 ) cm

h h

R

M F

c a

+ Víi nhÞp biªn :

5 26 , 55 2

169400

10 97 , 44

55 , 26





 VËy hµm lîng cèt thÐp tho· m·n ®iÒu kiÖn hîp lý :

min = 0,15% < = 1,36% < max= 0 0 2 , 69 0

2800

130 58 , 0 100

5 15 , 26 2

169400

10 856 , 25

26 , 15





 VËy hµm lîng cèt thÐp tho· m·n ®iÒu kiÖn hîp lý :

M

n

B mg

62 30 130

10 297 ,

62 81 , 0 2800

10 297 ,

92 , 32

NhÞp

- Phơng án 1 : Kết hợp đợc 125 ở biên , gối B và nhịp giữa , 228 ở

biên và B Tuy nhiên diện tích chọn không sát với yêu cầu

- Phơng án 2 : Kết hợp đợc 225 ở biên và gối B , 222 ở gối B và nhịp giữa , diện tích chọn sát với yêu cầu Mặt khác , lực dính của bê tông và cốt thép lớn do số cốt thép nhiều hơn trờng hợp 1

* Tính cốt đai cho tiết diện có Qmax = 29,483 T

- Khả năng chịu tải cần thiết của cốt đai:

5 , 62 30 10 8

29483

.

2 2

0

2

cm kG h

b R

Q q

K

- Chọn cốt đai  8 , nhóm AI có Rađ = 1800 KG/cm2 , fđ = 0,503 cm2 , n = 2 Chọn uđ thoả mãn điều kiện : 





ct tt d

d

d d ad

72 , 84

503 , 0 2 1800

R k

25 , 59 29483

5 , 62 30 10 5 , 1

5 ,

ct 23 , 33 30

33 , 23 70 3

1 3

- Với khoảng cách này thì khả năng chịu lực của cốt đai :

u

f n R

.



* Kiểm tra điều kiện tính cốt xiên.

QĐB = 2 , 8 h0 R k.b.q d  2 , 8 62 , 5 10 30 90 , 54  28 , 749T

So sánh với biểu đồ lực cắt , ta thấy bên trái gối B có Q = 29,483 T > QĐB nên trong đoạn này phải đặt cốt xiên

* Bố trí cốt xiên cho các gối B và C

- Trong đoạn dầm dài 2,4 m dự kiến đặt 2 lớp cốt xiên , chọn góc uốn cốt xiên là 450

- Trong đoạn dầm đang xét , Q = const , đồng thời xem gần đúng là tiết diện ngang chỉ qua 1 lớp cốt xiên

707 , 0 2200

28611 29483

sin

R

Q Q F F

ax

DB x

 Diện tích này khá bé nên ta không cần phải tính chính xác

Các thanh uấn làm cốt xiên là 225 và 222 có Fa = 9,82cm2 và 7,6cm2

Vậy cấc thanh đợc uốn làm cốt xiên đủ khả năng chịu lực

P F

96 , 11

12 đai

Bố trí 6 đai ở một bên dầm phụ , khoảng cách đặt đai trong :

h1 = hdc – hdp = 70- 45 = 25cm

 Khoảng cách giữa các đai 5 cm

8.Cắt uấn cốt thép vẽ hình bao vật liệu.

tạo abv = 2,5cm ở gối tựa, cốt thép dầm chính nằm dới cốt thép hàng trên cùngcủa dầm phụ nên chiều dày lớp bảo vệ thực tế là abv = 2 +1,4 =3,4 cm Khoảngcách giữa hai hàng cốt thép là t = 3cm Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt théptính ra a và h0 cho từng tiết diện

* Để vẽ đợc hình bao vật liệu ,ta phải dự kiến cắt uấn thép chịu lực của dầm

chính ở các tiết diện Sau đó tính ho :

F

y F

h0 .

fi : Diện tích cốt thép của một lớp

yi : khoảng cách từ mép dầm tới trọng tâm của lớp fi

- Sau khi tính xong h0 , tính :

0

0

.



h b R

F R

n

a a

+ Với tiết diện chịu mômen dơng , tính theo tiết diện chữ T có b = bc =170cm

+ Với tiêt diện mô men âm , tính theo tiết diện chữ nhật có b = 30cm

Ta có kết quả tính toán trong bảng 9

a Xác định các mặt uốn lý thuyết và vị trí thực tế sẽ uốn.

- Trái gối B :

+ Uốn thanh số 7 (222) , Mtdt = 46,37 Tm

Theo biểu đồ bao mô men :

Độ dốc biểu đồ bên trái gối B :

19 , 468

4 , 2

899 , 1 622 , 48

37 , 46 622 , 48

0 7

Lấy tròn : Z7tB = 44 cm , khi đó khoảng cách từ mép gối đến điểm

Bảng dự kiến cắt uấn cốt thép cho dầm chính

Nhịp biên 322 + 325

Uốn 225 còn 322 + 125

26,1316,31

64,266,2

0,0460,028

0,9770,986

45,8429,81

Trái gối B

Uốn 222 còn 422 + 225Uốn 225 còn 422Cắt 222 còn 222

25,0215,207,6

63,365,465,4

0,2840,1670,083

0,8580,9170,959

38,0525,5213,35Phải gối B

Uốn 222 còn 422 + 225 Uốn 222 còn 222 + 225

Cắt 225 còn 222

25,0217,427,60

62,362,465,4

0,2840,2000,083

0,8580,9000,959

38,0527,3913,35

Uốn 222 còn 222

15,207,60

66,466,4

0,0260,013

0,9870,994

27,8914,05

Bảng 9

bắt đầu uốn là 44- bc/2 = 44 – 15 = 29 cm < h0/2 = 62,5/2 = 31,25 cm

nên ta chọn Z7tB = bc/2 + h0/2 = 15 + 31,25 = 46,25 cm , lấy tròn : 47 cm + Uốn thanh số 4 (225)

∙ Đoạn gần gối B : Mtdt = 38,05 Tm

Tiết diện có M = 38,05 Tm cách tâm gối B một đoạn :

X u 0 , 54m 54cm

468 , 19

05 , 38 622 , 48

Lấy điểm bắt đầu uốn cách tâm gối B một đoạn :

Z u X tB h 85 , 25cm

2

5 , 62 54 2

0 4

Chọn U* = 35 cm thì khoảng cách từ điểm bắt đầu uốn cốt xiên

đến trục gối B là : Z4 = 240 – ( 35 + 53,4 ) = 151,6 cm Lấy tròn

Z4 = 152 cm

∙ Đoạn gần tờng : Mtds = 29,81 Tm Tiết diện có M = 29,81 Tm cách tâm tờng một đoạn :

X u 2 , 4 1 , 59m 159cm

97 , 44

81 , 29

Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện 2 ( Tiết diện tại đó thanh số 4

sử dụng hết khả năng chịu lực ) :

U* = 240 – ( 159 + 53,4 ) = 27,6 cm < h0/2 = 64,2/2 =32,1 cm

 Không thoả mãn yêu cầu về uốn cốt xiên :

đến trục gối B là : Z4 = 240 – ( 55 + 53,4 ) = 131,6 cm Lấy tròn

Z4 = 132 cm

- Phải gối B :

+ Uốn thanh số 7 (222) , Mtdt = 46,37 Tm

Theo biểu đồ bao mô men :

Độ dốc biểu đồ bên phải gối B :

i = 15,498 ( Đã tính ở phần trớc)

Tiết diện có M = 46,37 Tm cách tâm gối B một đoạn :

X pB 0 , 15m 15cm

498 , 15

37 , 46 622 , 48

0 7

05 , 38 622 , 48

Lấy điểm bắt đầu uốn cách tâm gối B một đoạn :

Z u X pB h 99 , 25cm

2

5 , 62 68 2

0 6

 Không thoả mãn yêu cầu về uốn cốt xiên

Chọn U* = 40 cm thì khoảng cách từ điểm bắt đầu uốn cốt xiên

đến trục gối B là : Z6 = 240 – ( 40 + 64,1 ) = 135,9 cm Lấy tròn

Z6 = 136 cm

b Kiểm tra uốn cốt thép

+ Uốn thanh số 7 : điểm uốn cách trục gối B 47 cm , tức cách mép gối

32cm , thoã mãn:

∙ Điều kiện lực cắt : 32 cm < Umax = 58,67 cm

∙ Điều kiện mô men : 32 cm >

2 0

h

= 31,25 cm Tiết diện sau khi uốn có : Mtds = 38,05 Tm , theo biểu đồ mô men tiết diện này cách trục gối B một đoạn :

X7s= 0 , 54m 54cm

468 , 19

05 , 38 622 , 48







Theo sơ đồ bố trí cốt xiên , điểm kết thúc uốn cách trục gối một đoạn

106 cm > 54 cm tức nằm ngoài tiết diện sau  thoã mãn quy định về uốn thép

+ Uốn thanh số 4 :

∙ Uốn từ trên xuống : Mtds = 25,52 Tm

Điểm kết thúc uốn tính từ trên xuống cách trục B 205 cm

Khoảng cách từ trục B đến các tiết diện sau khi uốn :

cm m

468 , 19

52 , 25 622 , 48

khi uốn nằm ngoài tiết diện sau nên thoã mãn yêu cầu về uốn ∙ Uốn từ dới lên : Mtds = 29,81 Tm

Điểm kết thúc uốn cách tính từ dới lên cách trục B 152 cm Khoảng cách từ trục B đến các tiết diện sau khi uốn :

cm m

877 , 8 383 , 35

877 , 8 81 , 29