Thuyết minh đồ án môn học kết cấu bê tông

- Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối.+/ Đối với nhịp biên... *Tính thép cho nhịp biên... *Tính thép cho nhịp giữa và gối giữa... KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỐT

Bê tông B15 tương ứng M200  Rb = 8,5 < 15 MPa  Pl = 0,37 và PL = 0,30

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông b2 = 1,0

Cốt thép chọn để tính toán

+ d  10 dùng loại thép CI

+ d  10 dùng loại thép CII

Mặt bằng sàn + dầm phụ + dầm chính

Bê tông B15 Thép sànd  10 Cốt đaid  10 Cốt dọcd  12

ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐỂ THUẬN CHO VIỆC TINH TOÁN

Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc

= = 3  2  Bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc theo một phương cạnh ngắn.

3 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn.

1

1 12

1 2

1 8

- Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối.

+/ Đối với nhịp biên.

1 600

4

1 2

1770 120

i (m)KN/m 3 )

Hệ số tin cậy về tải trọng  f,i

Giá trị tính toán g s

5.3 - Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải bản b = 1 m.

qs = (gs + ps)  b = (3,23 + 8,4) = 11,63 KN/m2

6 Xác định nội lực

- Mô men lớn nhất ở nhịp biên

1 63

,

11  2

8 Tính cốt thép.

Giả thiết a = 15mm  ho = 70 – 15 = 55 mm = 0,055 m

*Tính thép cho nhịp biên.

m = = = 0,129  PL = 0,30

o b

ng

bh R

M

2

2

3 1 0 055 10

5

,

8

31 ,

3







129 ,

0 2

055 ,

0 1

10 5

, 8 139



 =  100% =  100% = 0,55%

10 8,5

0,37







100% = 1,40%

Min = 0.05%   = 0,55%  Max = 1,40%  Thoả mãn điều kiện

o b

gb

bh R

M

2

2

3 1 0 055 10

5

,

8

43 ,

3







 = 1- = 0,143

As = = = 2,97  10-4 m2 = 297 mm2

133 ,

0 2

055 ,

0 1

10 5

, 8 143

bh

A

55 1000

302



 =  100% =  100% = 0,55%

10 8,5

0,37







Max = pl =  100% = 1,40%

Min = 0.05%   = 0,55%  Max = 1,40%  Thoả mãn điều kiện

*Tính thép cho nhịp giữa và gối giữa.

m = = = 0,092  Pl = 0,30

o b

gg

ng

bh R

M

2

3 1 0 055 10

5

,

8

36 ,

2







092 ,

0 2

055 ,

0 1

10 5

, 8 0967



 =  100% =  100% = 0,40%

10 8,5

0,37







Max = pl =  100% = 1,40%

Min = 0.05%   = 0,40%  Max = 1,40%  Thoả mãn điều kiện

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN

- ở các gối giữa và các nhịp giữa.

10 7

4 1

2000 2000 2000 6000 6000

2000 2000 2000 6000

2000 2000 2000

2000 2000 2000 6000

2000 2000

7 4

7 1

450 200 450

6 @ 300

6 @ 300

6/8 @130

Sơ đồ tính của dầm phụ

C B

A

III TÍNH TOÁN CỐT THẫP DẦM PHỤ

1.Sơ đồ tớnh.

Xỏc định nhịp tớnh toỏn: Lấy theo mộp gối tựa

-Đối với nhịp biờn.

g

P

28 ,

8

8 ,

16

*Xét tỉ số: = = 2,0

*Mô men âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn

X1 = k  Lb = 0,25  5,795 = 1,45 m = 1450 mm

*Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn

Đối với nhịp biên:

Gối 2: Bên trái

Q1t = 0,6  qdp  Lb = 0,6  25,08  5,795 = 87,20 KN

Gối 2: Bên phải

Q2p = Q3t = Q3p = 0,5  qdp  Lg = 0,5  25,08  5,70 = 71,48 KN

71,48

87,20

62 75,

78

54,73

4 Tính cốt thép.

4.1 Cốt dọc

* Tại tiết diện ở nhịp.

Tương ứng với giá trị mô men dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiếtdiện chữ T

 M  Mf nên trục trung hoà đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

bf’  hdp = 1800  400 mm

*Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mô men âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdp  hdp = 200  400 mm

*Tính thép cho nhịp biên ( 180d0d  40d0d )

o b

nb

bh R

M

2

2

3 1 , 80 0 36 10

5

,

8

62 ,

76







36 ,

0 80

, 1 10

5 , 8 0395

bh

A

36 20

82 ,

7



 =  100% =  100% = 1,09%

10 8,5

0,37







100% = 1,1%

Min = 0.05%   = 1,09%  Max = 1,1%  Thoả mãn điều kiện

*Tính thép cho gối biên ( 20d0d  40d0d )

m = = = 0,273  PL = 0,30

o b

gb

bh R

,

8

2 ,

60







273 ,

0 2

36 ,

0 2

, 0 10

5 , 8 326

35 ,

7



 =  100% =  100% = 1,02%

Min = 0.05%   = 1,02%  Max = 1,1%  Thoả mãn điều kiện

o b

ng

bh R

M

2

2

3 1 , 80 0 36 10

5

,

8

94 ,

50







 = 1- = 0,026

As = = = 5,11  10-4 m2 = 5,11 cm2

0257 ,

0 2

36 ,

0 80

, 1 10

5 , 8 026

bh

A

 =  100% =  100% = 0,77%

Min = 0.05%   = 0,77%  Max = 1,1%  Thoả mãn điều kiện

*Tính thép cho gối giữa ( 20d0d  40d0d )

36 20

55 ,

5



o b

gg

bh R

,

8

94 ,

50







 = 1- = 0,265

As = = = 5,79 10-4 m2 = 5,79 cm2

23 ,

0 2

36 ,

0 2

, 0 10

5 , 8 265

bh

A

36 20

28 ,

6



 =  100% =  100% = 0,87%

Min = 0.05%   = 0,87%  Max = 1,1%  Thoả mãn điều kiện

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CHO DẦM PHỤ

76,62 0,0386 0,0394 7,77 1,09 216 + 122 7,82 Gối biên (200400) 60,20 0,273 0,236 7,13 1,03 218 + 212 7,35

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 82,2 Kiểm tra điều kiện tính toán:

b3 (1 + f + n)Rbtbho = 0,6(1+0+0)  0,75  103  0,2  0,36 = 54 KN

 Q = 82.2 > 54 KN

 Bê tông không đủ chịu cắt,cần phải tính cốt đai chịu lực cắt

Chọn cốt đai (6 (Asw = 28,3 cm2), Số nhánh cốt đai n = 2

*Xác định bước cốt đai cho đoạn đầu dầm:

bh

n f

87

3 , 28 2

175 360

200 75

, 0 0

0 1

4 ( 1  )

    3 2

10 2

, 87

360 200

75 ,

0 0

1 5

 SCT

= 200 mm

150 mm

Chọn SCT = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm

Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính.

2

400

2 

h

QMax  Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: (6 v S = 150 mmà S = 150 mm

o b

b

3 ,

0  

200

3 ,

28

2





21





= 1 + 5 + 9,13  0,0019 = 1,087 < 1,3

= 1 - 0,01  8,5 = 0,915

= 0,3  1,087  0,915  8,5  200  360

= 182609 N = 182,609 KN > QMax = 87.2 KN

 Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

*Xác định bước cốt đai cho đoạn giữa dầm:

b

b  R

 1  1 

o b

b

3 ,

0  

 SCT 

= 300 mm

500 mmChọn S = 300 bố trí cho đoạn giữa dầm

4

400

3 4



h

5 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc ao = 25 mm; khoảng cách thông thuỷ giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm

380 8

25

TT b

S

S

bh R

509 6

25

S

bh R

113 8

25

TT b

S

S

bh R

402 6

25

= = 0,282 < PL = 0,37

 m = (1-0,5) = 0,282 (1 - 0,5  0,282) = 0,242

TT b

S

S

bh R

782 3

1



512 3

1



Lneo = 200 > 10d = 1610 = 160 mmChọn chiều dài neo thanh thép số 1và thanh thép số 4 vào các gối giữa là 320 mm

1000 1000 2000

PG

PG

PG

1 2 3 4 5 6

b,

6 5 4

3 2

1

c,

6 5 4

3 2

*các trường hợp đặt tải trọng cho dầm chính 5 nhịp

o dc

bt g

f    b  S

3.2 Xác định biểu đồ mô men tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải trọng được xác định theo công thức:

MG =   G  L2 =   57,88  6,0 =   347,28

MPi =   P  L2 =   100,8  6,0 =   604,80

XÁC ĐỊNH TUNG ĐỘ CỦA BIỂU ĐỒ MÔ MEN (m)KNm)

3

67 ,

84 6

,

201 

3

67 ,

84

2 6

,

9 ,

192

3

9 ,

192

2 

M3 = 201,6 - 2() - 34,37 = 61,54 KNm

M4 = 201,6 – () – 34,37 = 114,39 KNm

3

37 ,

34 9

,

192 

3

37 ,

34 9

,

192 

M5= () - 34,37 = -47,37 KNm

3

) 37 ,

34 37

,

73 



34 37

,

73 



25 ,

56

3

25 ,

56

2 

M3 = 201,6 - 56,25 – () = 104,23 KNm

3

25 ,

56 6

,

179 

M4 = 201,6 - 56,25 - 2() = 63,12 KNm

3

25 ,

56 6

,

179 

3

66 ,

32 6

,

179 

4 1

32 6

,

179 

98 ,

22

3

98 ,

22

2 

M3 = 2()-92,53 = -15,52 KNm

3

53 ,

92 98

,

M4 = ()-92,53 = -54,03 KNm

3

53 ,

92 98

,

3

25 ,

52 53

,

M6 = 201,6 – 52,25 – () = 135,92 KNm

*Sơ đồ g: nội suy các điểm 1, 2, 3, 4, 5, 6.

3

25 ,

52 53

,

3

7 ,

113

3

7 ,

113

113 41

,

7 ,

113 41

,

M5 = 2() – 69,92 = -10,97 KNm

M6 = () - 69,92 = -29.48 KNm

3

92 ,

69 41

,

51 

3

92 ,

69 41

,

51 

= = 259,44 KNm

Tr Mg

) 150 2000

Mg

M

= = 262,35 KNm

Ph Mg

) 150 2000

Chọn = = 262,12 KNmGối 7

B Mg

= = 226,60 KNm

Tr Mg

) 150 2000

Ph Mg

) 150 2000

7 4

7 4

1

7 4

1

7 4

1

7 4

1

7 4

3 2

3 2

4 Biểu đồ bao lực cắt

4.1 Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải.

* Tính và vẽ biểu đồ lực cắt

Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch mômen của hai tiết diện là

M = MP - MT Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là:

x M



7 4

1

7 4

1

7 4

16,12

97,05

3,63 114.91

61,99

16,32 41,67

5 Tính cốt thép theo sơ đồ đàn hồi

-Bê tông có cấp độ chịu nén B15: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa

-Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs = 280 MPa

-Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI : Rs = 175 Mpa

- Với b2 = 1 Tra bảng có: R = 0,439 và R = 0,650 khi sử dụng thép CII, AII

L



= = 2850 mmChọn Sf = 1000 mm

-Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mô men âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdp  hdp = 300 600 mm

Giả thiết agối = 80 mm  ho = h - agố = 600 -80 = 520 mm

*Tính thép cho nhịp biên ( 230d0d  60d0d )

m = = = 0,0434  R = 0,439

o b

nb

bh R

0434 ,

0 2

68 ,

 =  100% =  100% = 1,10%

10 8,5

0,65







100% = 2,0%

Min = 0.05%   = 1,10%  Max = 2,0%  Thoả mãn điều kiện

o b

gb

bh R

M

2

2

3 0 , 3 0 52 10

5 ,

8 51

,

bh

A

02 ,

25



 =  100% =  100% = 1,60%

Min = 0.05%   = 1,60%  Max = 2,0%  Thoả mãn điều kiện

o b

ng

bh R

,

8

98 ,

164







0279 ,

0 2

1  

Tr

5 , 8 0283

,

55 30

40 ,

11



Min = 0.05%   = 0,7%  Max = 2,0%  Thoả mãn điều kiện.

*Tính thép cho gối giữa ( 30d0d  60d0d )

= = = 0,329   = 0,30

o b

gg

bh R

M

2

2

3 0 , 3 0 52 10

5

,

8

6 ,

226







bs

329 ,

0 2

5 ,

8 420

,

0   

03 ,

20



 =  100% =  100% = 1,30%

Min = 0.05%   = 1,30%  Max = 2,0%  Thoả mãn điều kiện

o b

ng

bh R

,

8

60 ,

180







 = 1- = 0,0356

As = = = 13,88 cm2

0305 ,

0 2

 =  100% =  100% = 0,84%

 = 0.05%   = 0,84%   = 2,0%  Thoả mãn điều kiện

55 30

88 ,

13



 SCT

= 200 mm

500 mmChọn S = 200 mm bố trí trong đoạn L=2000 gần gối tựa

3

600

h

o b

b

3 ,

0  

200 300

10

21







= 1 + 5  9,13  0,0017 = 1,078 < 1,3

= 1 - 0,01  8,5 = 0,915

= 0,3  1,078  0,915  8,5103  0,3  0,52

= 182,609 KN > QMax

 Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

*Khả năng chịu cắt của cốt đai:

b

b  R

 1  1 

o b

b

3 ,

0  

sw o

bt n

f

b 2 ( 1 ) R bh 2 q

4     

 1 0 0  0 , 75 10 0 , 3 0 , 52 87 , 5 2

 SCT 

= 450 mm

500 mmChọn S = 400 bố trí cho đoạn L1 = 2000 giữa dầm



h

sw sw

s

R nA

550

400

550 1

10 88

6 Biểu đồ vật liệu

6.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

trình tự tính như sau:

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a0, nhịp = 25 mm và a0, gối = 40 mm

- Khoảng cách thông thuỷ giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm

22 25

628 11

25

S

bh R

S

bh R

760 

= = 0,0193 < R =0,650

 m = (1-0,5) = 0,0193(1 - 0,5  0,0193) = 0,0191

TT b

S

S

bh R

25 40

( 760 11

40 760

5 , 12 40

982       

TT b

S

S

bh R

( 982 11

40

760   

TT b

S

S

bh R

760 

= = 0,152 < R =0,650

 m = (1-0,5) = 0,152(1 - 0,5  0,152) = 0,140

 Mgh = = 0,140 8,5  103  0,30  0,5492 = 107,60 (KNm)

5.3 Khả năng chịu lực của cốt thép tại nhịp 2 (Nhịp 4 - 7):

TT b

S

S

bh R

S

bh R

760 

= = 0,0193 < R =0,650

 m = (1-0,5) = 0,0193(1 - 0,5  0,0193) = 0,0191

TT b

S

S

bh R

22 40

509 11

40

1521     

TT b

S

S

bh R

1521 

S

bh R

760 

S

S

bh R

A

R



 8 , 5 280  300  760  549

22 25

( 628 11

25

760     

= = 0,0367 < R = 0,650

 m = (1-0,5) = 0,0367 (1 - 0,5  0,0367) = 0,036

TT b

S

S

bh R

760 

TT b

S

S

bh R

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ LỰC CẮT TẠI TIẾT DIỆN CẮT LÝ THUYẾT

Nhịp 1

(Bên trái)

Cắt lần 1Thanh Số 3(2 20)

1386 128,36

Cắt lần 2Thanh Số 2(1 22)

925,37 128,36

Nhịp 1

(Bên phải)

Cắt lần 1Thanh Số 3(2 20)

1592,34 189,06

Gối 4

(Bên trái)

Cắt lần 1Thanh Số 8(2 22)

137,04 207,10

Cắt lần 2Thanh Số 7(2 25)

334,14 207,10

2000X

Tiết diện Thanh thép Vị trí cắt lý thuyết (m)mm) X (m)KN) Q

Gối 4

(Bên Phải)

Cắt lần 1Thanh Số 8(2 22)

150 189,21

Cắt lần 2Thanh Số 7(2 25)

63,47 175,23

Cắt lần 2Thanh Số 9(2 22)

311,55 175,23

Gối 7

(Bên Phải)

Cắt lần 1Thanh Số 10(2 18)

60,67 183,30Cắt lần 2

2000X

7 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Trong đó:

Q -Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen;

QS,inc - Khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc,

qSW - Khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

d

d q

Q

Q W

SW

inc S

20

5 2

8 ,

R

87 200

50 2

175







- Trong đoạn dầm có cốt đai d8 @ 400 thì qSW = KN/m

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng.

XÁC ĐỊNH ĐOẠN KÉO DÀI W CỦA DẦM CHÍNH

(m)KN/m)

W (m)mm)

20d (m)mm)

W Chọn

(m)mm)

Nhịp 1 (bên trái)

Thanh Số 3 (2 20 ) 128,36 87,50 111 400 400Thanh Số 2

(1 22) 128,36 87,50 100 440 440 Nhịp 1

(bên phải)

Thanh Số 3

(2 20 ) 189,06 87,50 100 400 400 Thanh Số 2

(1 22) 189,06 87,50 111 440 440 Gối 4

(bên trái)

Thanh Số 8 (2 22) 207,10 87,50 111 440 440Thanh Số 7 207,10 87,50 126 500 500

75 ,

43 400

50 2

175







(2 25) Nhịp 2

(bên trái)

Thanh Số 5 (1 22) 166,33 87,50 126 440 440Nhịp 2

(bên phải)

Thanh Số 5 (1 22) 150,88 87,50 110 440 440Gối 7

(bên trái)

Thanh Số 10 (2 18) 175,23 87,50 91 360 360Thanh Số 9

(2 22) 175,23 87,50 110 440 440Gối 7

(bên phải)

Thanh Số 10 (2 18) 183,30 87,50 91 360 360Thanh Số 9

(2 22) 183,30 87,50 110 440 440Nhịp 3

(bên trái)

bên phải lâý

đối xứng

Thanh Số 6 (2 20) 158,70 87,50 61 400 400

6 Neo, nối cốt thép trong dầm chính

6.1 Neo cốt thép trong dầm chính

-Tại nhịp biên bố trí 6 22 có A s = 2281mm 2

2281 3

1



1140 3

1



-Tại nhịp 3 bố trí 3 22 + 1 12 có A s = 1366 mm 2

Neo vào gối 222 có As = 760 mm2 ≥ = 455 mm2

*Chọn chiều dài neo thanh thép số 1vào gối biên kê tự do (tường 330) là 300 mm

Lneo = 300 > 10d = 1022 = 220 mm

*Chọn chiều dài neo thanh thép số 1và thanh thép số 4 vào các gối giữa là 500 mm

Lneo = 500 > 20d = 2022 = 440 mm

1366 3

1



3 2

1

221,30 KNm 440

500 275,06 (4  22 + 2  25)

440

360 440

241,76 KNm 198,30 KNm

520 510

2 32 1 2

275,06 KNm

198,30 (4  22) 241,76 (4  22 + 2  18)

360 440

1635 400 1600 400 1650 1650 400 1600 400 1650

 8@ 200  10@ 50  8@ 400  10@ 50  8@ 200  8@ 200  10@ 50  8@ 400  10@ 50  8@ 200  8@ 200  8@ 400

330

500 Nèi 2  22

6000 6000

1650 400

6000 1600

620

1240 1510

7 Bố trí cốt thép tại chỗ giao nhau giữa bản sàn, dầm phụ và dầm chính

10 4 9

11 1

8 7

56 4 6240

16 6240

1

103,87 42,12

12 4 3510

20 3510

3

78,06 26,16

6 2 4360

22 4360

2

232,76 78,00

12 4 6500

22 6500

1

421,67 1899,80

1652 118 1150

6 75

150 350 9

145.84 92,4

28 2 3300

16 3300

8

159,10 179.2

28 2 6400

12 6400

7

469,33 528,64

56 4 9440

12

200 9240 6

369,15 184,8

56 4 3300

18 3300

5

91,98 103,60

28 2 3700

12 3700

4

565,68 358,40

56 4 6400

16 6400

3

320,84 107,52

28 2 3840

22 3840

16 16 29930

6 50

50 298309

127,45 574,20

435 435 1320

6 60

60 1200 8

851,59 3836,80

160 160 23980

6 50

50 238807

950,05 4280,40

164 164 26100

6 50

50 260006

57,93 261,00

522 522 500

6 60

60 380 5

581,64 2620,56

2148 2148 1220

6 60

60 1100 4

86,65 219,60

180 180 1220

8 3

144,89 367,20

180 180 2040

8 60

60 19202

80,70 363,60

180 180 2020

6 50

50 19201

(m) chiÒu dµi Tæng T.bé

1 ck

Sè l îng (mm)

thanh ChiÒu dµi (mm)

kÝnh

§ êng H×nh d¸ng - KÝch th íc

STT

kiÖn

CÊu

B¶ng Thèng kª cèt thÐp

TỔNG HỢP CỐT THÉP

CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT

TÊN CẤU KIỆN THỂ TÍCH BÊ TÔNG (m)M 3 )

TRỌNG LƯỢNG CỐT THÉP (m)KG)

HÀM LƯỢNGCỐT THÉP TRONG 1M 3 BÊ TÔNG (m)KG/M 3 )

m p hô

150 ,39

164 ,98

252 ,88

29 0

180 ,60

V1 : Thể tích phần sườn của dầm, tính với chiều cao (h - hb)

V2 : Thể tích toàn dầm, tính với chiều cao h

Dùng V 1 để tính thể tích toàn sàn và dùng V 2 để tính hàm lượng cốt thép trong dầm