Kết cấu phần 2

thuyết minh đồ án tốt nghiệp

THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU CHNG 5. THIT K BN SN V CU THANG. I. Tính toán bản sàn: Ta tiến hành tính toán cụ thể cho 2 ô sàn điển hình là ô S1 và ô S2 1. Ô S1: Kích thớc: l 1 = 3,6 m l 2 = 4 m Xét tỉ lệ: 6,3 4 1 2 == l l = 1,11 < 2 Ô bản S1 thuộc trờng hợp bản kê 4 cạnh a. Sơ đồ tính toán Tính toán theo sơ đồ khớp dẻo: b. Nội lực Kích thớc: l 1 = 3,6 m l 2 = 4 m Nhịp tính toán của ô bản: l t1 = 3,6 0,2 0,11 = 3,29 m l t2 = 4,0 0,2 0,15 = 3,65 m Xét tỉ lệ: 29,3 69,3 1 2 == t t l l = 1,11 < 2 24 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU Phơng trình xác định mô men ( ) ( ) ( ) 1 ' 222 ' 11 12 2 1 24 .3. tt ttt lMMlMM lllq +++= (*) Đặt A = M 1 /M 1 ; B = M 2 /M 2 ; và C = M 2 /M 1 rồi thay vào phơng trình (*), giải ra ta có: ( ) ( ) ( ) [ ] 12 12 2 1 1 1.1.24 .3. tt ttt lCBlA lllq M +++ = (1) M 1 = A.M 1 M 2 = C.M 1 M 3 = B.C.M 1 Các hệ số A, B và C đợc tra trong bảng 11,2 trang 204 Tỉ số các mô men trong bản kê bốn cạnh của Giáo trình kết cấu Bê tông cốt thép, phần cấu kiện cơ bản (Nhà xuất bản khoa học và ký thuật 2001) Ô sàn S1 thuộc khu vực phòng ngủ, tải trọng tác dụng lên ô sàn là: q = g + p = 434 + 200 = 634 kG/m 2 Từ = 1,1 tra bảng ta có A = 2,28; B = 2,13; C = 0,85 Tahy số vào phơng trình 1 ta có: ( ) ( ) ( ) [ ] 29,3.91,0.96,0165,3.16,11.24 29,365,3.329,3.634 2 1 +++ = M = 105,9 kGm/m M 1 = A.M 1 = 2,28.105,9 = 241,5 kGm/m c. Tính toán thép Đặt vấn đề đặt cốt thép trong bản đều theo hai phơng, nên ta dùng giá trị mô mên theo phơng cạnh ngắn để tính, tức là M 1 và M 1 *Tính thép cho tiết diện giữa, chịu mô men dơng M 1 = 105,9 kGm/m Tính toán cho dải bản có bề rộng b = 100 cm, M = 105,9.1 = 105,9 kGm Giả thiết a o = 1,5 cm h o = 12 1,5 = 10,5 cm 22 5,10.100.130 10590 == on hbR M A = 0,007 < A d = 0,3 ( ) ( ) 007,0.211.5,0.211.5,0 +=+= A = 0,996 5,10.996,0.2300 10590 == oa a hR M F = 0,44 cm 2 Chọn bố trí 8, a = 20 cm, ta có F a = 2,5 cm 2 %100. 5,10.100 5,2 %100. . == o a hb F à = 0,23% > à min 25 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU *Tính thép cho tiết diện biên, chịu mô men âm M 1 = 241,5 kGm/m Tính toán cho dải bản có bề rộng b = 100 cm, M = 241,5.1 = 241,5 kGm Giả thiết a o = 1,5 cm h o = 12 1,5 = 10,5 cm 22 5,10.100.130 24150 == on hbR M A = 0,017 < A d = 0,3 ( ) ( ) 017,0.211.5,0.211.5,0 +=+= A = 0,992 5,10.992,0.2300 24150 == oa a hR M F = 1,01 cm 2 Chọn bố trí 10, a = 20 cm, ta có F a = 3,92 cm 2 %100. 5,10.100 92,3 %100. . == o a hb F à = 0,37% > à min d. Bố trí thép Cốt thép chịu mô men dơng giữa nhịp đợc kéo dài và neo ở các gối là các dầm bao quanh ô bản. Thép chịu mô men dơng đợc cấu tạo dới dạng thép mũ, đợc cắt dựa theo nguyên tắc l=1/4.l n . Trong đó l là khoảng cách từ đầu cốt thép đến mép dầm, l n là khoảng cách tính đến trục giữa các dầm biên theo phơng cạnh ngắn của các ô bản. Cốt giá lấy theo cấu tạo 6 a200 Bố trí thép cụ thể xem ở bản vẽ kết cấu sàn. 2. Ô S2 Kích thớc: l 1 = 1,6 m l 2 = 4 m Xét tỉ lệ: 6,1 4 1 2 == l l = 2,5 > 2 Ô bản S2 thuộc trờng hợp bản loại dầm a. Sơ đồ tính toán Tính theo sơ đồ khớp dẻo b. Nội lực Mô men cho tiết diện biên và tiết diện giữa ô bản đợc lấy bằng 16 . 2 t lq M = Nhịp tính toán của ô bản l t1 = 1,6 0,11 0,11 = 1,38 m Ô sàn S2 thuộc khu vực ô vệ sinh, tải trọng tác dụng lên ô sàn là: q = g + p = 423 + 200 = 623 kG/m 2 26 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU Từ đó ta có giá trị mô men tại tiết diện nguy hiểm của ô bản 16 38,1.623 2 = M = 74,15 kGm/m c. Tính toán thép Tính toán cho dải có bề rộng b = 100 cm, M = 105,9.1 = 105,9 kGm Giả thiết a o = 1,5 cm h o = 12 1,5 = 10,5 cm 22 5,10.100.130 10590 == on hbR M A = 0,007 < A d = 0,3 ( ) ( ) 007,0.211.5,0.211.5,0 +=+= A = 0,996 5,10.996,0.2300 10590 == oa a hR M F = 0,44 cm 2 Giữa ô bản, chịu mô men dơng, chọn bố trí 8, a = 20 cm, ta có F a = 2,5 cm 2 %100. 5,10.100 5,2 %100. . == o a hb F à = 0,23% > à min ở biện, chịu mô men âm, chọn bố trí 10, a = 20 cm, ta có F a = 3,92 cm 2 %100. 5,10.100 92,3 %100. . == o a hb F à = 0,37% > à min d. Bố trí thép: Cốt thép chịu mô men dơng giữa nhịp đợc kéo dài và neo ở các gối là các dầm bao quanh ô bản. Thép chịu mô men dơng đợc cấu tạo dới dạng thép mũ, đợc cắt dựa theo nguyên tắc l=1/4.l n . Trong đó l là khoảng cách từ đầu cốt thép đến mép dầm, l n là khoảng cách tính đến trục giữa các dầm biên theo phơng cạnh ngắn của các ô bản. Cốt giá lấy theo cấu tạo 6 a200 Bố trí thép cụ thể xem ở bản vẽ kết cấu sàn. 3. Cỏc ụ sn khỏc Cỏc ụ sn khỏc tu vo trng hp (bn kờ 4 cnh hoc bn loi dm) m tớnh toỏn phự hp. a. Cỏc ụ bn thuc trng hp bn kờ 4 cnh Vic tớnh toỏn cỏc ụ bn ny c thc hin tng t nh tớnh toỏn cho ụ S23, kt qu c trỡnh by trong : Bng tớnh cỏc ụ bn thuc trng hp bn kờ 4 cnh b. Cỏc ụ bn thuc trng hp bn loi dm Vic tớnh toỏn cỏc ụ bn ny c thc hin tng t nh tớnh toỏn cho ụ S25, kt qu c trỡnh by trong: Bng tớnh cỏc ụ bn thuc trng hp bn loi dm 27 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU II. Tính toán cầu thang bộ: Nhiệm vụ tính toán: tính toán chi tiết cầu thang bộ CT1. 1. Sơ bộ kích th ớc các cấu kiện: Hình vẽ trích từ mặt bằng kết cấu: - Chọn chiều dày bản thang BT1, BT2, BT3 h=12cm, bằng chiều dày sàn. - Bản thang không dùng dầm Limon - Dầm chiếu nghỉ: Nhịp dầm l=3,6m l d =3,6/12=0,3 (m) chọn kích thớc dầm DT(20x30)cm. 2. Mặt bằng kêt cấu: Mặt bằng kêt cấu đợc lập nh sơ đồ trên. 28 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU Khi đó ta có: - Chiều dài hình học bản thang: l = 22 30001490 + = 3349 mm l = 3,35 m. - Góc nghiêng của bản thang so với phơng ngang là: tg = 0 41,26496,0 3000 1490 == cos = 0,896 3. Tính toán bản thang BT1, BT3: 3.1. Sơ đồ tính toán: Vì khi thi công, bản thang không đổ liền khối cùng dầm, sàn chiếu nghỉ nên ta chọn sơ đồ tính là dầm đơn giản 2 đầu khớp. q l=3,35m 29 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU 3.2. Tải trọng tính toán: Cắt một dải rộng 1m theo cạnh dài bản để tính toán. Sơ đồ tính toán đợc thể hiện nh hình vẽ trên. Nhịp tính toán đợc tính: mml tt 3350 = a,Tĩnh tải: Đã đợc xác định trong phần tải trọng đơn vị. Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên bản đan thang: g= 706 kg/m 2 b) Hoạt tải: Hoạt tải cầu thang theo tiêu chuẩn VN 2737-95 có: 300 = tc p kG/m 2 3603002,1 =ì= tt p kG/m 2 Sau khi tính đợc tĩnh tải và hoạt tải tác dụng trên 1m 2 bản đan thang, ta tính đợc tải trọng theo phơng vuông góc trên 1m 2 bản đan thang: 14,955896,01066cos)360706(cos)( =ì=ì+=ì+= tt pgq kG/m 2 Lấy tròn q=956 kG/m 2 3.3. Tính toán nội lực và cốt thép. *Theo ph ơng cạnh dài: Theo sơ đồ tính toán, cắt 1 dải bản rộng 1m song song với cạnh dài để tính toán. Mômen lớn nhất ở giữa nhịp: 87,1339 8 35,3956 8 22 max = ì = ì = lq M (kG.m) Bê tông mác 300 có = n R 130kG/cm 2 . Cốt thép nhóm A-I có 2300 = = aa RR kG/cm 2 0 0 58 = , ; A 0 0 412 = , Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ a cm = 1 5, . 0 22 0 1,0 5.10100130 133987 A bhR M A n <= ìì == Tính ( ) ( ) 95,01,02115,0211.5,0 =ì+ì=+= Diện tích cốt thép: 2 0 21,5 5.1095,02300 133987 cm hR M F a a = ìì == Dự kiến dùng thép 10 có f a = 0,785 2 cm 30 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU - Khoảng cách giữa các cốt thép : cm Fa fb a a 06,15 83,5 785,0100 = ì = ì = chọn a = 150 cm * Theo ph ơng cạnh ngắn: Cốt thép theo phơng cạnh ngắn chọn 10 a200 Ngoài cốt thép theo hai phơng trên, bản thang còn đợc kê lên tờng và liên kết với dầm sàn và dầm chiếu nghỉ nên cần thiết phải đặt cốt thép chịu mômen âm dới dạng cốt thép mũ Cốt thép âm đặt theo cấu tạo 8,a200; chiều dài cốt thép âm kéo dài ra khỏi gối không nhỏ hơn cm l 67 5 335 5 0 == ta lấy 70 cm. 4. Tính toán bản thang BT2 (Bản chiếu nghỉ): 4.1. Mặt bằng ô bản tính toán: Tỷ số giữa cạnh dài và cạnh ngắn: 27,1 1,2 6,3 1 2 <== l l Xem là bản kê cả bốn cạnh 4.2 Tải trọng tính toán: 31 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU a) Tĩnh tải: Tổng cộng: g=434kG/m 2 b) Hoạt tải: Hoạt tải lấy theo tiêu chuẩn VN 2737-95, đối với cầu thang: 300 = tc p kg/m 2 3603002,1 =ì= tt p kg/m 2 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản chiếu nghỉ: 794360434 =+=+= tt tt pgq kG/m 2 4.3. Xác định nội lực: Sơ đồ tính toán là sơ đồ khớp dẻo, thể hiện trên hình: Trên ba cạnh kê tự do, mô men bằng không. Trên sơ đồ có: mômen dơng theo hai ph- ơng 1 M , 2 M , 1B M . Từ tỉ số: 7,1 99,1 38,3 1 2 === t t l l r , tra bảng ta có =0,45, 1 B =1. Phơng trình tính toán momen: 32 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU 12211 12 2 1 .2)2( 12 )3(. ttB ttt lMlMM lllq ++= Lấy 1 M làm ẩn số chính, giải ra ta đợc: VP=11,93 1 M VT= = 12 )99,138,3.3(99,1.794 2 2135,5 1 M =2135,5/11,93=179 kGm 2 M = . 1 M =0,45.179=80,55 kGm (mômen âm) 1B M = 1 B . 1 M =179 kGm. 4.4. Tính toán cốt thép cho bản: Chọn chiều dày lớp bảo vệ a=1,5cm => ho=12-1,5=10,5 cm a, Mômen d ơng M1: 0 22 01 018,0 5.10100130 17900 A hbR M A n <= ìì == ( ) ( ) 99,0017,02115,0211.5,0 =ì+ì=+= A Diện tích cốt thép đợc tính: 2 01 1,1 5,1099,02300 179 cm hR M F a a = ìì == Chọn cốt thép 8, a=200 có f a =2.5cm 2 b, Mômen âmMB1: Cốt thép chịu mômen âm cũng đợc tính toán với ho=10,5 cm, M=179 kGm và lấy kết quả nh vừa tính, 8, a=200. c. Mômen d ơng M2: Do 2 M < 1 M nên để đơn giản ta cũng bố trí cốt thép 8, a=200. 5. Tính toán dầm chiếu nghỉ DT: 5.1. Sơ đồ tính toán. - Sơ đồ tính toán là dầm liên kết 2 đầu khớp, chịu lực phân bố do trọng lợng bản thân củ3a dầm, tĩnh tải và hoạt tải của bản chiếu nghỉ truyền vào Nhịp tính toán của dầm: ml tt 6,3 = . 33 [...]... bảo vệ lấy bằng 2, 5cm h0 = 30 2, 5 = 27 ,5cm A= M max 329 776 = = 0,17 < A0 2 Rn b.h0 130 ì 20 ì 27 ,5 2 ( ) ( ) = 0,5 1 + 1 2 A = 0,5 ì 1 + 1 2 ì0,171 = 0,906 Fa = M max 329 776 = = 4,73cm 2 Ra h0 28 00 ì 0,906 ì 27 ,5 Chọn 21 8 có Fa = 5,09cm b) Tính toán cốt đai: - Kiểm tra điều kiện phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Q = 3779,67 < 0,35 ì130 ì 20 ì 27 ,5 = 25 025 kG không bị... ì10 ì 20 ì 27 ,5 = 3300 kG phải tính toán cốt đai Chọn đai 6 có fd=0 .28 3cm2 , 2 nhánh (n =2) , thép AI có Rađ=1800KG/cm2 2 Q2 3779,67 2 qđ= 8 R bh 2 = =11,81 kG/cm 8 x10 x 20 x 27 ,5 2 k o khoảng cách tính toán Ut=( Rađn fđ)/ qđ=1800x2x0 .28 3/11.81=86 ,26 cm Uct với dầm h = 30 lấy Uct =15 cm Vậy chọn khoảng cách cốt đai là u = 15 cm chạy suốt chiều dài dầm Chi tiết cấu tạo thể hiện trên bản vẽ KC- 02 35 ... q = 165 + 401 ,24 +1599 = 21 65 ,24 kG/m, lấy tròn q =21 66 kG/m 5.3 Xác định nội lực Mômen dơng lớn nhất (giữa nhịp): M max = ql 2 2166 ì 3,49 2 = = 329 7,76 kG.m 8 8 Lực cắt lớn nhất: Qmax = ql 21 66 ì 3,49 = = 3779,67 kG 2 2 34 THUYT MINH N TT NGHIP PHN KT CU 5.4 Tính toán cốt thép a) Tính toán cốt dọc: Bê tông mác 300, thép A-II có Rn = 130 kG/cm2; Ra = 28 00 kG/cm2 0 = 0,58; A0 = 0,4 12 Chiều dày lớp... MINH N TT NGHIP PHN KT CU q l=3,6m 5 .2 Tính toán tải trọng: - Trọng lợng thân dầm (tiết diện 20 ì30cm) 1,1 ì 0 ,2 ì 0,3 ì 25 00 = 165 kg/m - Tải trọng bản chiếu nghỉ truyền vào Có dạng hình thang với q ht = q cn 1 ì1,99 ì 794 = 790,03 kG/m 2 2 3 q cn = k q ht k = 1 2 + với l = t1 l t2 k = 1 2 2 + 3 = 0,51 1,99 = 3,38 = 0,59 = k q ht = 0,51.790,03 = 401 ,24 kG/m - Tải trọng bản thang truyền . =0.283cm 2 , 2 nhánh (n=2), thép AI có R ađ =1800KG/cm 2 q đ = 2 2 8 ok bhR Q = 2 2 5,2720108 67,3779 xxx =11,81 kG/cm khoảng cách tính toán U t