THƯYÉT MINH đò án môn học két cáu BÊTÔNG cốt THÉP

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

THƯYÉT MINH ĐÒ ÁN MÔN HỌC KÉT CÁU BÊTÔNG CỐT THÉPI) Tóm tắt nhiêm vu thiết kế :

Thiết kế sàn Bê tông cốt thép kiểu sàn sườn toàn khối có bản loại dầm

II) Số liêu cho trưóc:

a)Sơ đồ sàn:

b)Hoạt tải tiêu chuẩn : ptc = 12 (KN/m2)

III) Phần tính toán thiết kể:

*)Chon phưoTĩg án măt sàn và kết cấu măt sàn:

+ Cốt thép :Cốt thép của bản và cốt đai của dầm loại AI cốt dọc của dầmloại AII

AI : Rs=Rsc=225xl03(KN/m2) ; Rsw= 175x103(KN/m2)AII : RS-RSC 280x103(KN/m2) ; RJ- 225x103(KN/m2)

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

Es=21xl04 (MPa)

2)Tính toán bán:

2.ĩ)Kiểm tra phirong làm viẽc của bán :

Ta có li=2.6(m) và 12=6.2 (m) >2xl1=5.2(m) xem bản làm việc theo mộtphươngxĐể tính bản.ta cắt một dải bản rộng b] = lm vuông góc với dầm phụ và xem nhưmột dầm liên tục.

2.2)Lưa chon SO’ bỏ kích thước các bô nhân:

a) Kích thước bản:

Sơ bộ chọn chiều cao bản theo công thức : hb = —/ ; với 1 chiều dài nhịp bản 1=1]

=260(cm); D là hệ số phụ thuộc tải trọng D = 0,8-ỉ-1,4 vì hoạt tải tác dụng lên bản

lớn ptc =12 (KN/m2) nên ta chọn D=1.3 ; m là hệ số phụ thuộc vào kết cấu củabản m=35 (bản loại dầm liên tục).

hb= — / = — X 260 = 9.65(c/n)m 35

cìKích thước dầm chính: tuơng tự hdc = — ld với

ld=3 X h =3x 260=780 (cm)

hđc=-ld = '[-li0 = i6.61(cm)md 9

Các lớp kết cấu Tiêu chuẩn(KN/m2)

Hệ số vượt tảin

Tính toán(KN/m2)Vữa xi măng dày 2 cm có

-Các nhịp biên và gối biên: Mnhb = Mgb = — qlft = — xl5.7x2.382 = 8.08(KN.m)

2.6 Tính toán cốt thép ở gối và giữa nhip biên:

a) So liêu có trước:

- Bê tông cấp độ bền B20 : Rb= 11.5xl03(KN/m2)-Cốt thép AI : Rs=Rsc 225x103(kN/m2)

Chọn các thanh (Ị) 8 đặt cách nhau 110(mm) As = 4.57 em2

2.5)Tính cốt thép ỏ’ giữa nhíp giữa và gối giữa:

am = — = - = 0.069

R Jb'h-2 11.5xl03xlx(0.085)2Kiếm tra điều kiên hạn chế :

b\ 100x8.5Ta thấy [I % nằm trong khoảng cho phép từ 0.3 đến 0.9

-Chọn thép: Chọn </>S => as=0.503 (tiết diện 1 thanh) Nên :

vu - ’ u _ _ as.b 0.503x100 Khoang cách: s = — ^ — = ——— = 16.43(cm)

As 2.44

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

Vậy:chọn ộ 6 đặt cách 110 (mm);As = 2.57(cm2)

-Kiểm tra tỉ lệ cốt thép p %= _ 0.302 %

b.h0 100x8.5Ta thấy |1 % nằm trong khoảng cho phép từ 0.3 đến 0.9

2.6)Tính chiều dài cốt thép chiu mômen âm (trên gối);

Nên khoảng từ mép dầm phụ đến mút cốt mũ là Ảì = 0,3./ Vì chiều dài nhịp biên và nhịp

giừa không chênh lệch nhau nhiều nên ta có thể lấy 1 là chiều dài lớn hơn để thiên về antoàn l=2.4(m).Như vậy đoạn dài từ mút cốt mũ dài đến trục dầm phụ là

Với hb=10cm có thế tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phổi hợp.Đoạn thẳng từ điểm uốn

đên mcp dâm là — = —— = 0.4w tính đên trục dâm sẽ là 0.4+0.1=0.5m

6 6

2.7) Cốt thép cấu tao chiu mômen âm:

a) cốt mũ theo phương vuông góc dâm chỉnh :

Chiều dài toàn bộ đoạn thanh là: 2x(0.75+0.08)= 1.66 (m)=166(cm).

h) Côt mũ tại tường biên :

Sè uốn cốt thép lên để phối hợp

2.8)Cốt thép phân bố - cấu tao:

Dùng các thanh thép ộ6 đặt cách nhau 30(cm) => diện tích cốt thép trong mỗi

mét bề rông của bản là A, = = ^^.0,283 = 0,94(cw2) >20%As(gjữanhjp)

Nhịp biên : lb= 12- t/2 - bdc/2+l/2 =6.2- 0.34 -10.3 0.22 5.99(m) 7“

222Chênh lệch giữa các nhịp: 5.99-5.9

5.99 .100% = 1.5%

Nhịp tiết diện của giá trị p tung độ M(kNm)Mmax

aìVói tiết diên chiu mômen âm :

ai) Tiết diện gối B

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì

= -= 11.72x10“4 (m2) = 11.72(cm2)0.846x280x1 03X0.455

= 77- = T^^T-100% = 1.29% > jumi„ = 0.05% và nằm trongb.h0 20.45,5

khoảng họp lý từ 0.8% đến 1.5%.

b)Vó i tiết diên chiu mô men dưo ng

Tiết diện tính toán có dạng chừ T với b'f = b + 2S ; h'f = hb = 10cm

trong đó :SC được lấy bé hon hoặc bằng 3 trị số sau:

* 1/2 khoảng cách 2 mép trong của dầm:0.5x(li-bCip)=0.5x2.4=1.2 m* - / , = —x5.9 = 0.983m

6d6

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

*6h’t=6x0.1=0.6 mChọn Sc=0.6(m)=60(cm);

am =—— = -r— - = 0.048

R'b.h2 11.5xl03xl.4x(0.455)2

+Kiêm tra điểu kiện hạn chế:

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì aR = 0,429;^ = 0,623

-Với «,„=0.048 tra bảng ta được ệm = 0,05 <ệR thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng

được £ = 0,975

=> A =——— = -160-84 -= 12.95x10 4m2 = \2.95cm2

C.RS.Ỉ1 0.975x280x103x0.455/1 12 95

Hàm lương thép: p = —— = 100% = 1.42%>prnjn=0.05% và nằm trong khoảng

b.h0 20x45.5hợp lý từ 0.8% đến 1.5%.

+VỚÍ nhịp giữa: Mmax=107.17(KNxm)

Giả thiết: a=3 (cm) => h()=h-a=50-3= 47(cm).

Xác đinh truc trung hòa:

MpRbxb^ho-O.SxhV^ 11.5x103x 1.4x0.1 x(0.47-0.5x0.1 )=676.20(kN.m)Vì M<Mf => trục trung hòa đi qua cánh

am = ——— = - -T = 0.03

R 'b'h2 11.5xl03xl.4x(0.47)2

+Kiêm tra điều kiện hạn chế:

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì aR = 0,429;^ = 0,623

-Với «,„=0.03 tra bảng ta được Ẹm = 0,03 <ệR thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng được^ = 0,985.

—>AS= —X— = ——- - - - -———— — = 8.26.10 4m2 - 8.26cm~£.Rs.h0 280x1 03X0.985X0.47

Kiểm tra hàm lương cốt thép: p = -=M00% = 8-26 100% = 0.879% %>pmin=0.05%

Bảng:một số cách chọn cốt thép cho các tiết diện chính của dầm

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp haiDiện tích As

30209.42

+Cot thép đai AI có Rsw=175xl03(KN/m2) ;Es=21xl04MPa

Bêtông cấp độ bền B20 có Rb=l 1.5x103(kN/m2);Eb=27xl03MPaRbt=0.9xl03(KN/rn)

= 1.769x10 3 (hệ số 2 tương ứng 2 nhánh)

27 X 10 = 7.778Suy ra: = \llN4<03x(p(JjiX(pb]xRhxbxho

= 0.3x1.069x0.885x11.5xl03x0.2x0.455=297.017(kN) thoả mãnVậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

+Kiêm tra cưcrns đỏ trên tiết diên nghiêng theo ỉưc cắt:

Tính Mb: M b = (pb2X (1 + (Ọ f + <pn )Rb,bhịTrong đó:

(pb2: Hệ số xét đến ảnh hưởng của các loại bêtông;cpb2=2 (Bêtông nặng)cpn: Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục (pn0 (Lực dọc không kể đến)(pf: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chừ T và chữ ĩ.

(Pf=0 (do tại gối B tiết diện tính toán là hình chữ nhật)xSuy ra: Mb =(ph2X (1 + ẹf + ẹn)Rhibhị

Lấy qsw=89.38 (kN/m) tiếp tục kiểm tra :

Kiểm tra:qsw > QẾInúL Với ọbmin= cpb3 X (1 + (Ọf +

=0.6(l+0+0)x0.9xl03x0.2x0.455=49.14(kN)(ọb3: hệ số =0.6 đối với bêtông nặng)

qsw=89.38 > @hmm = 54 (kN/m) (thoả mãn)

2 \

Như vậy : Lấy qsw=89.38(kN/m)

Với đai 08 hai nhánh khoảng cách khu vực gần gối tựa :

Kết luân : chọn 08 hai nhánh s=160 (mm)ở khu vực gần gối tựa

chọn 08 hai nhánh s=250 (mm) ở khu vực giữa nhịp.

Tính chiều dài khu vưc gần gối tưa:

_ 175A-103X2A-0.503.10 4

XT/ ,qswl= -= 110.03 (kN/m);

_ 1 75JC 1 o3

JC2JC0.503JC1 0“4 qSw2= -^ -= 70.42 (kN/rn)

qi=30.54<qswi-qsw2=39.61(kN/m) nên tính h theo công thức; _ ỡmax (Qb min ysw2 *^01 ) _

Tính toán cốt đai cho tiết diên gần gối A và tiết diên Bp:

Vì ở 2 tiết diện này có lực cắt bé hon tiết diện B[ nên ta lấy theo tiết diện Bl:

Chọn cốt đai 08 hai nhánh cách khoảng s=160(mm) ớ khu vực cách gối tựa một khoảng1,=/^- = — = 1.475(1«)5 9

Phần còn lại ở giữa đầm dùng đai 06 hai nhánh cách khoảng s=250 mm

3.6) Tỉnh toán và vẽ hình bao vẳt liêu:

Theo TCXDVN 356-2005 : đối với dầm bề dày lớp bêtông bảo vệ là 20(mm).đốivới bản là 10(mm).

Vì vậy:

+ Ớ nhịp: ta lấy lớp bêtông bảo vệ là c0=20 (mm) ;

+Ở gối : cốt của dầm phụ nằm dưới cốt bản do đó chiều dày lớp bctông bảo vộthực tế là :c0= Cobàn+0cốtbản=lO+8=18(mm) đế đon giản lấy c0=20 mm

Khoảng cách thông thủy to=30(mm)

Từ chiều dày lớp bêtông bảo vệ và yêu cầu bố trí cốt thép tính ra a =>h0

Khả năng chiu ìưc của các tiết diên: Mụj_ tỉnh trong bảng sau:Các công thức sử dung: ệ = -^4- ; £ = 1 - 0,5ệ ; Mtd = c,

KhK

tiết diện Số lượng và diện tích cốt thép As(cm) h0(cm) c Mtd(kN.m)giữa nhịp biên 3020+2016; 13.44cm2 13.44 45.56 0.051 0.974 167.06

13.44(cm2) Uốn 2016 còn 9.42cm2 9.42 47.00 0.035 0.983 121.81Uốn 1020 còn 6.28cm2 6.28 47.00 0.023 0.988 81.68Trên gối B 3020+2016 ; 13.44cm2 13.44 45.56 0.359 0.820 140.67

13.44 Uốn 1020 còn 10.3cm2 10.3 47.00 0.267 0.867 117.47Bên phải cắt 2016 còn ; 6.28cm2 6.28 47.00 0.163 0.919 75.92Trên gối B 3020+2016 ; 13.44cm2 13.44 45.56 0.359 0.820 140.6713.44 cm2 Uốn 2016 còn 9.42cm2 9.42 47.00 0.244 0.878 108.84

4)Tính toán dầm chính:

*) Dầm chính kê lên các cột (các gối giữa) có bề rộng bc=30(cm).hdc=90(cm) Tạigối biên dầm chính kê lên tường chịu lực với đoạn kê bàng chều dày tường chịu lựct=34(cm)>30(cm)

4.ĨÌS0 đồ tính toán dầm chính: (Tính theo sơ đồ đàn hồi)

+ Sơ đồ dầm: Dầm liên tục 4 nhịp

+ Chiều dài nhịp giữa và nhịp biên gần bằng nhau vì thế đe đơn giảntính toán ta có thể coi chúng gần bàng nhau và bàng l=31i=3x2.6=7.8 (m).

Ũ

Tiết diện

MG aM

-0.19-136.82Mpi tt

-0.095-216.39Mp2 ot

-0.095-216.39Mp3 a

-731.18 235.38 442.66

-0.048-109.34Mp4 ơ

-0.286-651.46Mp5 CL

-432.79 -360.66 0.00

0.095216.39Mp6 tt

82.00 -53.91 -189.82

-0.143-325.73

SVTH : Trang 13

Các trường hợp tổ hợp nội lực bất lợi

Ghi chú: Các tổ hợp nội lực bất lợi trên được suy tù- cách tổ họp tù’ các bài toán trong đó tảitrọng

chỉ tác dụng lên một nhịp các tổ hợp bất lợi là các tổ hợp gây cho 1 hoặc nhiều tiết diện nộilực

lớn nhất.

Dựa vào các bảng tra nội lực ta xác định biêu đồ bao momen trong bảng sau :

AM= -x0.15=35.50(KN.m)Chọn =788.28-35.50= 752.78KNm

c) Biếu đồ lưc bao cắt:

Ta có quan hệ giữa mômen và lực cắt là quan hệ bậc nhất nên dựa vào biểu đồ mômen taxác định được Q trong từng trường họp đặt tải trọng

Tiến hành tính toán như với biểu đồ bao mômen

Hệ số p cho ở bảng IV của phụ lục các trường hợp chất tải lấy theo hình 9 kết quả tính

toán ghi trong bảng 6.

Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt xét cân bằng của đoạndầm.

Thông thường đoạn giừa nhịp có Q khá bé nên có thề không cần quan tâm nhiều.

Biêu đô bao lưc cẳt i

ĐoạnSơ đồ

Bênphải góiA

Bênphải gốiB

Bên tráigối B

Nhịp giữa

Bên tráigói c

Lưc cắt dùng đế tính toán cốt thép:

í~\ ÍT l-> í u i Atr í rv n ÍT A 1 \ -'l 1 Á

ơ nhịp biên (Đoạn Al)Ớ nhịp biên (Đoạn 2B)ơ nhịp giữa (Đoạn B3)

)Ta không quan tâm nhiêu đên phân biêu đồ bao ở giữa nhịp vì ở khu vực này giá trịlực cắt bé hơn ở gối rất nhiều.

4.4)Tính cốt thép doc:

Cốt thcp chịu lực AII có Rs=280xl03(kN/m2)Bêtông cấp độ bền B20 có Rb=l 1.5xl03(kN/m2)

aíVói tiết diên chiu mômen âm (gối B):

+Mômen lớn nhất Mrnax=MIT1gB=900.59(kNxm)+Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không ke đếntrong tính toán.

Tiết diện tính toán hình chừ nhật với b = 30 cm h = 100 cmgiả thiết a= 7.5cm

(dơ côt thép dâm chỉnh phải đặt hên dưới hàng trêncùng của cốt thép dâm phụ)

=> ho= 100-7.5=92.50(cm).Có : a.

Rb.hhl 11.5JC103 JC0.3.(0.925)= 0.305:

+Kiêm tra điều kiên han chế:

-Với Bêtông cấp độ bền B20 cốt thép nhóm AIĨ :aR = 0,429;^ = 0,623

Với am =0.305 tra bảng ta được <Ẹm = 0.375 <ệR thoả mãn điều kiện hạn chế tra

bảng được c, = 0.812

As = ——— = -90059 -= 42 82.104 (m2) = 42.82( c m2)£'R 'h 0.812.x280xl03x0.925

Hàm lương thép: p = —— 100% = 42,82 100% = 1.5% >pmin=0.05% và bé hơn

b.h0 30x92.5A™,=#„v 100% = 2,58%.

Gối C:

+Mômen lớn nhất Mmax=MITlgB=752.78(kNxm)

+Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không ke đến trong tính toán.Tiết diện tính toán hình chừ nhật với b = 30 cm h = 100 cm giả thiết a= 7.5cm

(do cốt thép dầm chính phải đặt hên dưới hàng trên cùng của cốt thép dầm phụ)

h 0= 100-7.5=92.5(cm).

11.5xl03x0.3.(0.925)2+Kiêm tra điều kiện hạn chế:

= 0.255

-Với Bêtông cấp độ bền B20 cốt thép nhóm AII: aR = 0,429;^ = 0,623

Với am =0.255 tra bảng ta được ệm = 0.30 thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng

bìVó i tiết diên chiu mô men dưo ng :

Tiết diện tính toán có dạng chừ T : bf =b + 2S.

Lấy Scbé hơn trong 3 giá trị sau:

* Một nửa khoảng cách 2 mép trong của dầm 0.5(l2-bdc)=0.5x(7800-300)=3750 (mm)*!/ = 1.7800 = 1300(mw)

*6h’f= 6x10=600 (mm)Chọn sc=0.6(m)=60(cm);

Như vậy: Ưf = b + 2SC = 30 + 2.60 = 150(cw) = 1.50(w).+ Vớỉ nhip biên: Mmax=822.84(kNxm)

Giả thiết a=5cm Suy ra h0= 100-5=95 cm

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp hai Gối c

Giả thiết: Cốt đai 08 hai nhánh với khoảng cách s=20 (cm)x

Kiểm tra điều kiện tính toán (Ọb3x(l + ộ? i + íí>n)xybxKbtxbxh0==0.6x(l+0+0)xlx0.9xl03x0.3 x0.925-149.85(KNm)Tại các gối thì Q lớn hơn giá trị trên nên phải phải bố trí cốt ngang

+Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:

2.50,3280.20021X10427 X 1 o3

(hệ sổ 2 tương ứng 2 nhánh)

Suy ra:

Ổ™ = 561.76 < 0,3 xpwX.ọbx.Rbbh = 0,3.1,07.0,885.11,5.103.0,3.0,925 = 906.58(£A0

Vậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

Điều kiên han chế : đối với Cj

Cj < ^ h0 = — 925 = 3083.33(wnì) (để Qb>Qb.nin)<Pb3 0,6

Dự kiến uốn thanh số 2 từ phía dưới nhịp biên lên : AsxinC2=9.82(cm2)=>đảm bảoTheo mặt cắt nghiêng c0:

0: góc họp bởi cốt xiên và mặt phẳng ngang 0=45°

Tính cốt xiên bên phải gối B tương tự bên trái B ta bố trí đối xứng với bên trái gối Btrong mặt cắt Ci uốn 3 từ trên xuống trong mặt cắt c2 uốn 7 từ dưới lên;bên phải gối B lựccắt bé hơn nên diện tích yêu cầu của cốt xiên cùng bé hơn nên bố trí như vậy là họp lí

b 0

tiết diện Số lượng và

diện tích cốt thép As(cm

2) h0(cm) ị í Mtd(kNxm)Giừa nhịp biên 503O;35.34203021.21 35.34 94.08 0.061 0.970 902.56

21.21 96.50 0.036 0.982 562.871030*14.14 14.14 96.50 0.024 0.988 377.52603O;42.41 42.41 93.75 0.367 0.816 908.90Trên gối B 103O;35.34 35.34 94.20 0.304 0.848 790.22103O;28.28 28.28 93.75 0.245 0.878 651.482030 14.14 14.14 96.00 0.120 0.940 357.37Nhịp giữa 3030-21 21 21.21 96.50 0.036 0.982 603.081030*14.14 14.14 96.50 0.024 0.988 377.52Trên gối c 503O;35.342030-21.21 35.3421.21 94.20 0.304 0.84896.00 0.269 0.866 790.22493.45

1030*14.14 14.14 96.00 0.179 0.910 346.01

Khoảng cách giữa các đai là 6cm

4x6ÌCắt uốn cốt thép và vẽ hình bao vât liêu:

a)Khá năng chiu lirc của các tiết diên:Các tiết diện chính: