thiết kế sàn sườn có bản dầm

Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình đồ án bê tông cốt thép * * * thiết kế sàn sờn có dầm I Số liệu tính toán : Sơ đồ sàn theo hình vẽ Kích thớc tính từ trục dầm trục tờng l1 = 1,7m ; l2 = 5,1m Tờng chịu lực có chiều dày t = 34 cm Cột có kích thớc 30x30 cm Tải trọng hoạt tải tiêu chuẩn Ptc = 1000 kG/m2 ; n = 1,2 Vật liệu : - Bê tông mác M200 có Rn = 90 kG/cm2 ; Rk = 7,5 kG/cm2 ; ( = 2,5 T/m3) n = 1,1 - Cốt thép AI có Ra = Ra' = 2300 kG/cm2 - Cốt thép AII có Ra = Ra= 2800 kG/cm2 ; Rax = 2150 kG/cm2 - Vữa chát có = 1,8 T/m3 II Tính toán : Sơ đồ sàn Xét tỉ số hai cạnh ô l = =3 l1 1.7 Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình Xem làm việc phơng Ta có sàn sờn toàn khối dầm Các dầm ngang dầm , dầm dọc dầm phụ Để tính , cắt dải rộng b1 = 1m vuông góc với dầm phụ xem nh dầm liên tục (hình vẽ) Lựa chọn kích phận : D Chiều dày bản:Tính theo công thức hb = l ,chọn m = 30 cho dầm liên m tục D = 1,2 tải trọng Ptc=1000(KG/cm2) tơng đối lớn : hb = D 1,2 l = 1.7 = 0,068m ta lấy hb = (cm) m 30 Dầm phụ : Nhịp dầm ld = l2 = 5.1m (cha phải nhịp tính toán) Với tải trọng tơng đối lớn nên lấy md = 14 l 5.1 hdp = = = 0,364 chọn hdp =36 cm 14 m chọn bdp =16cm bdp = (0,3 ữ 0,5)hdp Dầm : Nhịp dầm ld = 5.1 m ,chọn md=10 hdc= l ld = 51cm, lấy bdc = 24cm 10 Nhịp tính toán : Nhịp l = l1 bdp = 1.7 0,16 = 1,54 m Nhịp biên lb = l1b bdp t h + b 2 = 1,7 0,16/2 0,34/2 + 0,07/2 = 1,485m 1,54 1,485 Chênh lệch kích thớc gữa nhịp : 100% = 3,57% 1,54 Tải trọng : -Hoạt tải tính toán pb = 1.2x1000 = 1200kG/m2 -Tĩnh tải đợc tính ghi bảng sau Các lớp -Vữa xi măng 2,5cm, = 1800kG/m3 Tiêu chuẩn n Tinh toán 0.025x1800 = 45 -Bản BTCT: dày 7cm , = 2500kG/m3 0.07x2500 = 175 45 1.3 58,5 175 1.1 192,5 -Vữa trát 1,5cm, = 1800kG/m3 0,015.1800 = 27 27 1,3 35,1 Tổng Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng 286,1 Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình lấy tròn gb = 286 kG/m2 -Tải trọng toàn phần : qb = 1200 + 286 = 1486 kG/m2 Tính toán với bề rộng b = 1m, với tải trọng qb = 1486 kG/m2 Tính mômen : 1486.1,54 -ở nhịp gối : Mnhg = Mg = (qb.l )/16 = = 220,26 kGm 16 1486.1,485 2 - nhịp biên gối thứ hai: Mnhb = Mgb = (qb.l )/11 = 11 = 297,91 kGm Tính cốt thép : - Chọn ao = 2,0 cho tiết diện ho = hb ao = 70 20 = 50mm - gối biên nhịp biên : 29791 A = R b h2 = = 0,13 < 0,3 90x100x( 5,0 ) n = 0,5.( + A ) = 0,5.( + 2.0,13 ) = 0,93 M 29791 Fa = R h = = 2,8 (cm2) 2300.0,93 5,0 a o 2,8.100 Kiểm tra à% = 5,0.100 = 0,56% hợp lí Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình Dự kiến dùng cốt thép , fa = 0,5 cm2 , khoảng cách cốt : a = 100.0,5/2,8 = 17,86 chọn a = 18 cm Chọn a=18 cm, tra bảng ta có Fa = 2,79cm2 Tơng tự ta tính cho nhịp gối , với M = 22026 kGcm : A= 22026 = 0,098 90.100.5,0 = 0,5(1 + A ) = 0,5(1 + 2.0,098 ) =0,95 22026 = 2,02(cm ) Fa = 2300.0,95.5,0 1,81.100 = 5,5.100 = 0,329% Chọn dùng cốt 6, fa = 0,283 cm2 a = 100.0,283 = 14,01(cm) ta chọn 2,02 a=14cm Nh chọn a= 14cm tra bảng ta có Fa =2,02cm2 Kiểm tra lại chiều cao làm việc ho Lấy lớp bảo vệ 1cm tính lại với tiết diện dùng có ho = 5,2cm, với tiết diện dùng có ho = 5,6cm xấp xỉ nghiêng phía lớn so với trị số dùng để tính toán 5,0 cm , dùng đuợc thiên an toàn Cốt thép chịu mômen âm Với Pb = 1200 > 3gb =3.286 = 858 (KG/m2) lấy đoạn dài tính toán cốt thép 0,3l = 0,3x1,54 = 0,462 m đoạn dài từ mút cốt thép tới trục dầm 0,462 + 0,16/2 = 0,542 m Để tiết kiệm thép ta uốn phối hợp cốt thép đoạn thẳng từ điểm uốn tới mép dầm (1/6)l = 1,54/6 = 0,2567 tính đến trục dầm 0,2567 + 0,08 = 0,3367 =0,34m Cốt thép cấu tạo phân bố phía dới : - Với cốt thép chịu mômen âm : Lấy a = 20 có diện tích mét > 50% diện tích cốt thép gối nhịp , đặt vuông góc với dầm Dùng cốt mũ , đoạn dài đến mép dầm (1/5)l = 0,380 m , tníh đến trục dầm 0,53 m , chiều dài toàn đoạn thẳng 1,06 m kể đến hai móc vuông cm chiều dài toàn 120 cm Cốt thép phân bố phía dới chọn a30 , có diện tích mét bề rộng 0,283.100/30 = 0.94 cm2 (lớn 20% cốt thép chịu lực nhịp nhịp biên) III Tính toán dầm phụ : Sơ đồ tính : Dầm phụ dầm liên tục nhịp Đoạn dầm gối lên tờng lấy Sd = 22 cm , Bề rộng dầm giả thiết b dc = 24 cm ,nhịp tính toán -Nhịp gữa l = l2 bdc = 5100-240 = 4860 mm Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình bdc t S d 240 340 220 + = 5100 + = 4920(mm) 2 2 2 4920 4860 100% = 1,22% Chênh lệch nhịp 4920 -Nhịp biên lb = l2b Sơ đồ tính toán nh hình vẽ sau : Tải trọng : Vì khoảng cách dầm , l1 =1,7 m nên : - Hoạt tải dầm pd = pb.l1 = 1200 1,7 = 2040 kG/m - Tĩnh tải dầm gd = gbl1 + go Trong go = 0,16.(0,36 0,07).2500.1,1 = 127,6 kG/m Ta có: gd = gbl1 + go = 286.1,7 + 127,6= 613,8 kG/m - Tải tính toán : qd = gd + pd = 613,8 + 2040 = 2653,8 kG/m Nội lực :- Tung độ hình bao mômen : M = qdl2 Tra bảng để lấy hệ số , kết tính toàn bảng sau Nhịp , tiết diện Nhịp biên Gối A 0.425l Gối B (5) 0,5l Giá trị Mmax Mmin 0,065 0,09 0,091 0,075 0,02 0,018 0,058 0,0625 Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Tung độ M (kGm) Mmax Mmin 4175,53 5781,5 5845,74 4817,92 1284,78 -0,0715 -0,035 -0,016 1156,3 3725,86 4019,93 -4593,08 -2248,36 -1027,82 Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình - Mômen nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn: Mômen âm : x= klb = 0,285 4920 = 1402,2 mm Mômen dơng:0,15lb = 0,15 4920 = 738 mm nhịp biên 0,15l =0,15.4860 = 729 mm Lực cắt : Qa = 0,4qdlb =0,4 2653,8 5,1 =5413,75 kG Qbt = 0,6qdlb =0,6 2653,8 5,1 =8120,63 kG Qbp = 0,5qdl =0,5.2653,8 5,1 =6767,19 kG Tính toán cốt thép dọc : a) Với mômen âm : Tính theo tiết diện hình chữ nhật b = 16 cm ; h =36cm Giả thiết a = 3,5 cm ho = h a =36-3,5= 32,5 cm Tính theo sơ đồ dẻo Màmin b) Với mômen dơng : Tính theo tiết diện chữ T cánh vùng nén hc = cm -ở nhịp : a = 3,5cm ho = 41,5cm -ở nhịp biên dự kiến có nhiều cốt thép nên ta lấy a = 4,5cm ho =40,5cm Để tính bề rộng cánh bc = b+2C1 , lấy C1 nh sau : C1 nửa khoảng cách hai mép dầm 0,5.1,7=0,85m C1 ld/6 = 4,86/6 = 0,81m C1 9hc = 0,63m Do ta chọn C1 = 62cm bc = 16+2.62 = 140cm Tính Mc = Rnbchc(ho- 0,5hc) = 90.140.7(40,5- 3,5) = 3263400kGcm Vậy ta lấy tròn Mc = 32634 kGm Mc < Mmax nhịp = 5845,74kGm trục trung hoà qua cánh Tại nhịp biên : M 584574 A = R b h = 90.140(40,5) = 0,002 n c = 0,5(1 + 2.0,002 ) = 584574 = 5,15(cm ) 2800.1.40,5 5,15 = 16.40,5 100 = 0,795% Fa = Tại nhịp : 401993 A = 90.140.(41,5) = 0,0185 = 0,5(1 + A ) = 0,5.(1 + 2.0,0185 ) = 0,99 Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình 401993 = 3,49(cm ) 2800.0,99.41,5 3,49.100 = 16.41,5 = 0,526% Fa = Chọn bố trí cốt thép dọc : Trong bảng phơng án chọn cốt thép cho mặt cắt , diện tích cốt thép đợc ghi phía dới (cm2) Tiết diện Fa Nhịp biên [5,15] 414 Các [6,16] Thanh 314 + 112 diện tích [5,75] cốt thép 214 + 212 [5,32] 214 + 310 [5,44] 314 + 110 [5,41] Gối B [6,18] 216 + 214 [7,1] 214 +312 [6,47] 118 +216 [6,56] 212 +314 [6,88] 414 +110 [6,94] Nhịp [3,49] 116 +114 [3,55] 212 + 114 [3,80] 212 + 116 [4,27] 210 + 212 [3,83] 412 [4,52] Các phơng án chọn nh sau : Tiết diện Phơng án Nhịp biên Gối B Nhịp 214+212 214+310 114+314 214+312 412 212+314 210+212 414+110 312+110 Nhận xét :Phơng án 2và 3có diện tích cốt thép sát với yêu cầu nhng cha phối hợpđợc cốt thép tiết diện , phải dùng nhiều loại thép Phơng án hợp lí phối hợp cốt thép vùng tốt dùng hai loại thép 12 14 Do ta chọn phơng án Tính toán cốt thép ngang : Trớc hết ta kiểm tra điều kiện hạn chế Q koRn.b.ho , tính đợc: ho =h - atb = h - 2.2,8.2,01 + 3.5,7.1,54 = 36 4,35 = 31,65cm 8,64 Qbt = 8120,63kG ; koRnbho = 0,35.90.16.31,65 = 15951,6 ( thoả mãm ) Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình Kiểm tra điều kiện tính toán Q < k1Rkbho , tiết diện A có QA nhỏ k1Rkbho = 0,6.7,5.16.31,65 = 2278,8 < QA = 5413,75 kG Tính phần gối trái với Q = 8120,63kG ; ho = 31,65cm : Q2 (8120,63) = = 68,57 kG / cm qđ = 8.Rk bho2 8.7,5.16.31,65 chọn ; fđ = 0,283 cm2 số nhánh n = thép AI có Rađ = 1800kG/cm2 Khoảng cách tính toán : 1800.2.0,283 = 14,86cm 68,57 1,5.7,5.16.31,65 = 22,2cm umax = 1,5Rkbho2/Q = 8120,63 Khoảng cách cấu tạo : uct < umax , ut chọn uct = 14 cm ut = Rađnfđ/qđ = bố trí đoạn l/4, đoạn lấy uct = 18cm Tinh toán vẽ hình bao vật liệu : nhịp , đờng kính cốt thép nhỏ 20mm , lấy lớp bảo vệ 2cm gối tựa cốt dầm phụ nằm dới cốt chiều dày lớp bảo vệ thực tế 2cm , khoảng hở hai hàng cốt thép 3cm Từ chiều dày lớp bảo vệ bố trí cốt thép ta tính đợc a ho cho tiết diện Mọi tiết diện tính khả chịu lực theo trờng hợp cốt thép đơn , với tiết diện chịu mômen dơng thay b bc(164cm) Công thức tính : R F a a = R bh ; = ; Mtd = Ra Fa ho ;Ra =2800 kG/cm3 n o IV Tính toán dầm : Sơ đồ tính toán : Tiết diện Giữa nhịp biên Cạnh nhịp biên Cạnh nhịp biên Số lợng diện tích cốt thép ho Mtd 214+212 [5,75] 40.2 0.039 0.98 6342.8 uốn212còn214 [3,08] 40.68 0.025 0.99 3500.5 uốn212còn214 [3,08] 40.68 0,025 0,99 3500.5 Trên gối B 214+312 [6,47] 40.2 0.26 0.87 6756 Cạnh gối B uốn212còn214+112 [4,21] 40.2 0.148 0.93 4396.1 Cạnh nhịp 2(M ) 212 [2,26] 40.2 0.0138 0.99 2360 Nhip 412 [4,52] 40.3 0.028 0.99 4720 Cạnh nhịp uốn 212 212 [2,26] 40.3 0.0138 0.99 2360 Dầm dầm liên tục nhịp , kích thớc dầm giả thiết : b = 24cm ; h = 51cm Chọn cạnh cột b0 =30 cm Đoạn dầm kê lên tờng chiều dày tờng 34cm Nhịp tính toán nhịp nhịp biên 5,1 m Sơ đồ tính nh hình vẽ : Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình 2.Xác định tải trọng : Hoạt tải tập trung: p = pdl = 2040.5,1 = 10404kG = 10,404(T) Tĩnh tải dầm phụ truyền vào G1 = gd.l2 = 613,8.5,1 = 3130,38 = 3,13038(T) Trọng lợng thân dầm đa lực tập trung G0 = b(h hb)l12500.1,1 = 0,24.(0,51 0,07).1,7.2,5.1,1=0,49368(T) Tĩnh tải : G = G1 + G0 = 3,13038 + 0,49368 = 3,62406(T) Tính vẽ biểu đồ bao mômen : Dùng tính chất đối xứng để vẽ biểu đồ momen theo cách trực tiếp M+ = (0G + 1P)l (Tm) ; M- = (0G - 2P)l (Tm) Mặt cắt x/l A 0 0,333 0,2381 0,667 0,1492 B 1,000 -0,2857 1,333 0,0794 1,667 0,1111 C 2,000 -0,1905 Độ dốc biểu đồ gối B 0,2857 0,2381 0,0357 0,2063 0,2222 0,0952 0,0467 0,0958 0,3214 0,1270 0,1111 0,2857 Mômen dơng 19,56 15,39 -3,39 12,41 13,84 1,53 Mômen âm 1,92 -2,33 -22,33 -5,27 -3,84 -18,68 22,33 5,27 = 10,035 1,7 ib 10,035.0,3 = 1,5(Tm) M = = 2 i= MmgB = -22,33 + 1,5 = -20,83(Tm) Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình 18,68 3,84 = 8,73 1,7 ib 8,73.0,3 = 1,31(Tm) M = = 2 Tính tơng tự C: i = MmgC = -18,68 + 1,31 = -17,37(Tm) Mmg : mômen mép gối tơng ứng Biểu đồ bao mômen Tính vẽ biểu đồ bao lực cắt : Tiến hành tính toán nh dối với biểu đồ bao mômen , hệ số tra bảng Q+ = 0G + 1P(T) ; Q- = 0G - 2P(T) Giá trị tính toán bảng sau: Đoạn I II III IV V VI x/l 0,333 0,667 1,0 1,333 1,667 2,0 0,7143 -0,2857 -1,2957 1,0593 0,0958 -0,9047 0,8571 0,2698 0,0357 1,2738 0,5874 0,2858 0,1428 0,5555 0,3214 0,1785 0,4921 0,1905 Q+ 11,5 1,77 -4,32 17,09 6,46 -0,3 Q1,1 -6,8 -8,04 1,98 -4,77 -5,26 Biểu đồ Q nh hình vẽ dới: Biểu đồ bao lực cắt Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng 10 Lớp : CTQP K37 Đồ án KCCT Giáo viên hớng dẫn:Đào Công Bình Tính cốt thép dọc : Tính theo sơ dồ đàn hồi , hệ số hạn chế vùng chịu nén = 0,62 ; A0 = o(1-0,5o) = 0,478 Số liệu Rn = 90; Ra = Ra = 2800kG/cm2 a) Tính với mômen dơng: Tiết diện chữ T vùng nén , bề rộng cánh tímh toán bc :bc = b + 2C1 Lấy C1 giá trị nhỏ ba giá trị sau: C1 nửa khoảng cách hai mép dầm 0,5(510-30)=240cm C1 1/6 nhịp dầm = 510/6 = 85cm C1 9hc = 9.7 = 63cm Ta chọn C1 = 63cm bc = 24 + 2.63 = 150cm giả thiết a = 4,5cm ; h0 = 51 4,5 = 46,5cm Mc = Rnbchc(h0 0,5hc) = 90.150.7.(46,5-0,5.7) = 4063500 kGcm = 40,635 t.m Mmax =19,56< Mc trục trung hoà qua cánh, hc = 7cm < 0,2h0 = 9,3cm nên ta có thẻ dùng công thức gần : M M M Fa = R (h + 0,5h ) = 2800(46,5 3,5) = 120400 a c 1956000 = 16,246(cm ) 120400 1539000 = 12,78(cm ) Nhịp : Fa = 120400 Nhịp : Fa = b Với mômen âm : Cánh nằm vùng kéo nên ta tính theo tiết diện chữ nhật b = 24cm,ở gối cốt thép phải đặ dới hàng cốt thép dầm phụ nên ta giả thiết a = 6cm ho = h a = 45cm Tại gối B lấy mômen gối = 20,83 (Tm) 2083000 2083000 A = R bh = 90.24.(45) = 0,476 [...]... 16232,37kG Bên phải gối A và bên trái gối B có Qđb > Q không phải tính cốt xiên Bên phải gối B có Qđb < Q nên phải tính cốt xiên : Fx1 = Fx2 = Q Qdb 17090 16232,37 = = 2,39cm 2 Rax sin 2150.0,707 Diện tích cốt xiên là khá nhỏ nên ta không phải tính chính xác số các cốt xiên 7 Tính toán cốt treo : Tại chỗ dầm phụ kê lên dầm chính phải có cốt treo để gia cố dầm chính Dùng cốt đai làm cốt treo : P1... trị sau: C1 nửa khoảng cách hai mép trong dầm 0,5(510-30)=240cm C1 1/6 nhịp dầm = 510/6 = 85cm C1 9hc = 9.7 = 63cm Ta chọn C1 = 63cm bc = 24 + 2.63 = 150cm giả thiết rằng a = 4,5cm ; h0 = 51 4,5 = 46,5cm Mc = Rnbchc(h0 0,5hc) = 90.150.7.(46,5-0,5.7) = 4063500 kGcm = 40,635 t.m Mmax =19,56< Mc trục trung hoà qua cánh, vì hc = 7cm < 0,2h0 = 9,3cm nên ta có thẻ dùng công thức gần đúng : M M M Fa... thép dầm phụ nên ta giả thiết a = 6cm ho = h a = 45cm Tại gối B lấy mômen gối = 20,83 (Tm) 2083000 2083000 A = R bh 2 = 90.24.(45) 2 = 0,476 ... Gối A 0.425l Gối B (5) 0,5l Giá trị Mmax Mmin 0,065 0,09 0,091 0,075 0,02 0,018 0,058 0,0625 Học viên thực hiện: Lê Hùng Cờng Tung độ M (kGm) Mmax Mmin 4175,53 5781,5 5845,74 4817,92 1284,78 -0,0715... thép Phơng án hợp lí phối hợp cốt thép vùng tốt dùng hai loại thép 12 14 Do ta chọn phơng án Tính toán cốt thép ngang : Trớc hết ta kiểm tra điều kiện hạn chế Q koRn.b.ho , tính đợc: ho =h... có ho = 5,6cm xấp xỉ nghiêng phía lớn so với trị số dùng để tính toán 5,0 cm , dùng đuợc thiên an toàn Cốt thép chịu mômen âm Với Pb = 1200 > 3gb =3.286 = 858 (KG/m2) lấy đoạn dài tính toán cốt