Đồ án kết cấu Bê tông 1 Đại học Bách khoa: Sàn sườn toàn khối loại có bản dầm

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY LỜI NÓI ĐẦU Đồ án bê tông cốt thép môn học quan trọng sinh viên ngành xây dựng.Nó giúp sinh viên làm quen với cách thiết kế số phận nhà dân dụng sàn dầm,nó giúp sinh viên thao tác vẽ cách thành thạo Được quan tâm hướng dẫn cô Nguyễn Thò Bích Thủy nên giúp em hoàn thành đồ án cách tốt Do nhiều điều chưa hiểu thấu đáo nên đồ án sơ sài nhiều thiếu sót thuyết minh vẽ,rất mong góp ý dẩn quý thầy cô môn Trong trình hoàn thành đồ án ,em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình hướng dẫn cô thầy môn Công Trình,và đặc biệt cô Nguyễn Thò Bích Thủy giúp em hoàn thành đồ án MSSV: 80202737 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN LOẠI DẦM I Thiết kế Bản Sàn: 1.Chọn sơ tiết diện : l2 5.7 - Xét tỷ số : l = 2.1 = 2.71 > ⇒ Xem sàn dầm làm việc theo l phương Khi tính toán cắt dải sàn rộng m theo phương vuông góc với dầm phụ ta tính dầm liên tục - Chọn kích thước tiết diện : + Chọn sàn có chiều dày : hb = cm + Kích thước dầm phụ : 1 hdp = ( 12 ÷ 15 )*L2 Ta có chiều cao dầm phụ :với nhòp dầm l2 = 5.7 m hdp = (1/13)L2=(1/13)*570 = 43.8 cm , chọn hdp = 45 cm Ta có bề rộng dầm phụ : bdp = (1/ ÷ 1/4)×hdp = (1/ ÷ 1/4)×45 = 11.25 ÷ 22.5 Chọn bdp = 20 cm Vậy kích thước sơ dầm phụ : 20 cm× 45cm 2.Xác đònh tải trọng tính toán : -Tónh tải tính toán: theo cấu tạo mặt sàn,ta có bảng tính sau GẠCH LÁT LỚP VỮA LÓT BẢN SÀN BTCT LỚP VỮA TRÁT Vật liệu Gạch lát Vữa lót Sàn BTCT Vữa trát TLR (T/m3) 2 2.5 1.8 MSSV: 80202737 n 1.2 1.2 1.1 1.2 Bề dày (cm) 2 1.5 TL (T/m2 ) 2*1.2*0.02 = 0.048 2*1.2*0.02 = 0.048 2.5*1.1*0.09 = 0.248 1.8*1.2*0.015 = 0.032 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Tổng gs 0.376 -Hoạt tải tính toán : Ps = Ptc × n = 1.1×1.2 = 1.32 T/m2 3.Sơ đồ tính toán sơ đồ cấu tạo sàn : -Cắt b =1 m tính.Lấy ht = 22 cm, S = 12 cm -Sơ đồ tính:dầm liên tục,gối tựa, tính theo sơ đồ biến dạng dẻo -Nhòp tính toán : tính vẽ cho 2.5 nhòp +Nhòp biên: +Nhòp gối: bdp ht S 0.2 0.22 0.12 + = 2.1 − − + = 1.95 (m) 2 2 2 l g = ln − bdp = 2.1 − 0.2 = 1.9 (m) lb = ln − − 4.Tính nội lực: -Tổng tải trọng tác dụng lên sàn : qb= Ps+ gs= 1.32+0.376 =1.696 (T/m2 ) Vì tính dầm liên tục nhòp có bề rộng 1m nên tải trọng tính toán phân bố 1m sàn : qs= qb ×1 = 1.696 (T/m ) -Moment nhòp biên: Mnhb = qs*lb2/11=1.696*(1.95)2/11=0.586(Tm/m) -Moment gối thứ 2: M= - qs*lb2/11=-1.696*(1.95)2/11= - 0.586(Tm/m) -Moment nhòp giữa, gối giữa: Mnhg = ± qs*lo2/16= ±1.696*(1.9)2/16= ± 0.383(Tm/m) - Sơ đồ tính: MSSV: 80202737 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY - Biểu đồ momen : 5.Tính thép cho sàn : Bản sàn coi dầm liên tục có tiết diện chữ nhật b×h = 100 x cm Chọn a = 1.5cm ,chiều cao tính toán : h0 = hb – a = – 1.5 = 7.5 cm Dùng thép có Ra = 2300 kG/cm2 -Tính cốt thép cho sàn ta áp dụng công thức dầm chòu uốn : M M M A = R × b × h = 900 ×1× 0.0752 = 5.063 ≤ Ad=0.3 n α = 1− 1− 2A Fa = α Rn b.ho α × 90 × 100 × 7.5 = ( cm ) Ra 2300 -Bảng tổng kết chọn thép cho sàn Tiết diện a Nhòp biên 1.5 Gối thứ 1.5 Nhòp giữa,gối 1.5 Fa yêu cầu(cm2) Fa chọn(cm2) h0 A ≤ Ad α 7.5 0.116 0.124 0.116 0.124 0.076 0.079 7.5 7.5 MSSV: 80202737 3.64 3.64 2.32 φ8a130 (3.87 cm2/m) φ8a130 (3.87 cm2/m) φ6a120 (2.36 cm2/m) µ 0.52 0.52 0.32 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Nhòp giữa,giảm thép φ6a150 (1.9 cm2/m) -Tại ô sàn giữa, lượng cốt thép giảm 20%: Fa=0.8x2.32=1.85 (cm2/m), thiết kế chọn φ a150 có Fa=1.9 (cm2/m) 6.Cấu tạo cốt thép sàn: -Lấy lớp bê tông bảo vệ cm: at1 = 10 + 8/2 = 14 mm ≈ 15 mm at2 = 10 + 6/2 = 13 mm ≈ 15 mm -Với hb = cm tiết kiệm cốt thép cách uốn phối hợp -Đọan từ điểm uốn đến mép tường là: 1/8lo = 1/8* 1950 = 250 mm -Đọan từ điểm uốn đến mép dầm phụ :1/6lo = 1/6* 1950 = 325 mm, lấy 330 mm -Đoạn từ điểm uốn đến trục dầm phụ 330 + 200/ = 430 mm -Góc uốn cốt thép lấy 450 -Do P s =1.32> 3G s =1.128 nên lấy α =1/3 - Đoạn cốt thép nhòp neo vào dầm 10 * Cốt thép đặt theo cấu tạo phương L : -Cốt chòu moment âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính, chọn φ6a150 có diện tích mét 1.69 cm2 lớn 50% Fa gối tựa (0.5*2.36 = 1.18 cm2 ) -Dùng cốt mũ, đoạn dài đến mép dầm: α l =1/3xl =1/3x1950 = 650 mm, tính đến trục dầm: 650 + 300/ = 800 mm Chiều dài toàn đoạn thẳng: 800*2 = 1600 mm Kể đến móc vuông 80 mm => chiều dài toàn thanh: 1600 + 80*2 = 1760 mm -Cốt thép phân bố phía chọn φ6a300 có diện tích tiết diện mét bề rộng sàn là: 0.2827*100/30 = 0.94 cm2 lớn 20% cốt thép chòu lực nhòp ( nhòp biên : 0.2*3.87 = 0.774 cm2; nhòp giữa: 0.2*2.36 = 0.472 cm2) - Bố trí cốt thép chi tiết , xem vẽ MSSV: 80202737 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY II.Thiết kế dầm phụ: 1.Chọn sơ tiết diện : Từ sơ đồ sàn ta thấy dầm phụ dầm liên tục nhòp -Kích thước dầm phụ ( 45x20 ) cm -Chọn kích thước dầm (70×30) cm 2.Tải trọng : Vì khoảng cách dầm phụ l1 = 2.1 m nên tải trọng tính sau : - Trọng lượng thân dầm phụ : g0 = bdp×(hp- hb)×γ×n = 0.2×(0.45-0.09)×2.5×1.1 = 0.198 (T/m) - Tónh tải : gdp = gs×l1 + g0 = 0.376*2.1 + 0.198 = 0.988 (T/m) - Hoạt tải : pdp = ps×l1 = 1.32×2.1 = 2.772 (T/m) Tải trọng tác dụng lên dầm phụ : qdp = 0.988 + 2.772 =3.76 (T/m) 3.Sơ đồ tính: (tính vẽ cho 2.5 nhòp ) -Nhòp biên: -Nhòp gối: bdc ht C 0.25 0.22 0.12 − + = 5.7 − − + = 5.53 (m) 2 2 2 l g = ld − bdc = 5.7 − 0.3 = 5.4 (m) MSSV: 80202737 lb = ld − SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG P GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY 2.772 dp - Tỷ số: g = 0.988 = 2.8 dp 4.Xác đònh nội lực : -Xác đònh moment : Tung độ bao moment xác đònh theo công thức : M = βqdpl Trong β tra bảng kết tính toán trình bày bảng -Moment âm nhòp biên triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn x = klb = 0.278 × 5.53 = 1.54 m Trong k tra bảng phụ thuộc tỷ số tải trọng tra bảng ta có k = 0.278 -Moment dương triệt tiêu cách mép gối đoạn Tại nhòp : 0.15×lg = 0.15×5.4 = 0.82 m Tại nhòp biên : 0.15×lb = 0.15×5.53 = 0.83 m -Bảng Tính Momen Nhòp, tiết diện Nhòp biên Gối A 0.425xl b Gối B – TD Nhòp 0.5xl g MSSV: 80202737 Tính giá trò ½ nhòp Giá trò β Tung độ M, Tm Mmax Mmin 0.065 0.09 0.091 0.075 0.028 Mmax 7.474 10.349 10.464 8.624 3.22 -0.0715 0.018 0.058 0.0625 0.058 0.018 Mmin -0.0342 -0.0145 -0.013 -0.012 -0.0283 -8.221 2.01 6.478 6.98 6.478 2.01 -3.82 -1.619 -1.452 -1.34 -3.161 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG Gối C – TD 10 Nhòp 11 12 0.5x l g GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY -0.0625 0.018 0.058 0.0625 -0.0268 -0.0082 -0.008 -6.98 2.01 6.478 6.98 -2.993 -0.927 -0.893 BIỂU ĐỒ BAO MOMEN (đơn vò Tm – mm) -Xác đònh lực cắt : Lực cắt xác đònh sau: QA = 0.4×qd×lb = 0.4×3.76×5.53 = 8.317 T QBT = - 0.6×qd×lb = - 0.6×3.76×5.53 = -12.476 T QBP = QCT = QCP =….= ± 0.5×qd×lg = ± 0.5 ×3.76×5.4 = 10.246 T BIỂU ĐỒ LỰC CẮT (đv : T - mm) 5.Tính cốt thép : a)Tính cốt dọc: Có Rn = 90 kg/cm2 , Thép CII có Ra = R’a = 2700 kg/cm2 -Đối với momen âm : Momen âm xuất gối tựa, gối tựa cốt thép tính với tiết diện hình chữ nhật ( 20×45) cm ( cánh T nằm tronh vùng bê tông chòu kéo không tham gia chòu lực ) Giả thiết a=4 cm, nên có: MSSV: 80202737 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY ho = h - a = 45 – = 41 cm * Tại gối tựa B, với M = 8.221 Tm = 822100 KGcm M 822100 A = R × b × h = 90 × 20 × 412 = 0.272 n o Có A ho = 45 – = 41 cm Ở nhòp biên moment lớn có khả dùng nhiều cốt thép nên lấy a = cm => ho = 40 cm Xác đònh kích thước tiết diện sau : Xác đònh bc : bc = b + 2c Trong c giá trò nhỏ ba giá trò sau: Một khoảng cách hai mép dầm : c = 0.5 ( l1 – bdp ) = 0.5(2.1 – 0.2) = 0.95 m Một phần sáu nhòp dầm : c = 1/6 × ld = 1/6 × 5.7 = 0.95 m Ta có hc = cm > 0.1h =4.5 cm nên c = 9hc = 81 cm = 0.81 m Vậy : bc = 0.2 + 2×0.81 = 1.82 m = 182 cm Xác đònh vò trí đường trung hoà : MSSV: 80202737 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Mc = Rn× bc×hc×( h0 – 0.5×hc ) = 90×182×9×(40 - 0.5×9) = 5233410 kGcm ≈ 52.33 Tm Tại tiết diện nhòp ta có Mc = 52.33 Tm > Mmax = 10.464 Tm nên trục trung hoà qua cánh Do công thức tính cốt thép cho tiết diện hình chữ nhật lớn (45cm x182cm ): hd hb Tính : c b c * Tại nhòp biên: M 1046400 A = R × b × h = 90 ×182 × 402 = 0.04 n o α = - − A = 1- − × 0.04 = 0.041 Có α ta tính cốt thép công thức : α Rn b.ho 0.041× 90 × 182 × 40 = = 9.949 cm Ra 2700 Fa 10.18 Chọn Fa=10.18 cm2 , nên µ = b × h × 100 % = 20 × 40 100% = 1.27% Fa = Ta thấy hàm lượng thép hợp lí 0.8 < µ < 1.5% * Tại nhòp giữa: M 698000 A = R × b × h = 90 ×182 × 412 = 0.025 n o α = - − A = 1- − × 0.025 = 0.0257 Có α ta tính cốt thép công thức : α Rn b.ho 0.0257 × 90 ×182 × 41 = = 6.39cm Ra 2700 Fa 6.63 Chọn Fa=6.63 cm2 , nên µ = b × h × 100 % = 20 × 41100% = 0.81% Fa = Ta thấy hàm lượng thép hợp lí 0.8 < µ < 1.5% Chọn cốt thép chòu lực cho dầm phụ sau: Tiết diện Cách xác đònh kết MSSV: 80202737 10 Chọn thép Fachọn % SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY III.Thiết kế dầm chính: 1.Chọn tiết diện : Dầm dầm liên tục nhòp với kích thước dầm ( 30×70) cm Dầm gối lên tường đoạn 22 cm (bằng chiều dày tường ) Giả thiết cột có kích thước (30×30)cm 2.Xác đònh tải trọng : a.Tónh tải: Do trọng lượng thân dầm phụ truyền xuống : G1 = gdp×l2 =0.988×5.7 = 5.632 T Do trọng lượng thân dầm : G2 = b(h-hb)×l1×γ×n = 0.3(0.7- 0.09)×2.1×2.5×1.1= 1.057 T Tónh tải tác dụng tập trung : G = G1 + G2 = 5.632 + 1.057 = 6.689 T b.Hoạt tải tập trung : P = Pdp ×l2 = 2.772× 5.7 = 15.8 T 3.Sơ đồ tính: Vì dầm phải chòu tải trọng lớn nên tính toán ta chọn sơ đồ đàn hồi, tức nhòp tính toán tính từ trục đến trục Nhòp tính toán : l = 3l1 = 3×2.1 = 6.3 m Giả thiết :-Dầm cột chòu tải đứng ,tải ngang (gió) tường chòu MSSV: 80202737 16 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY - Độ cứng đơn vò dầm ≥ lần độ cứng đơn vò cột Sử dụng tính chất đối xứng sơ đồ ,ta vẽ dầm liên tục nhòp ,ta vẽ biểu đồ bao momen theo cách tính tổng hợp nội lực 4.Nội lực: -Tính nội lực cho trường hợp tải + Tónh tải : chất đầy nhòp.( sơ đồ a ) ,tải G = 6.689 T + Hoạt tải : lúc có lúc không ( sơ đồ b,c,d,e,f g) , tải P = 15.8 T *Đặt tải lên hai nhòp kề gối tìm M âm lớn gối *Đặt tải lên nhòp cần tìm M dương lớn đặt cách nhòp -Ta có sơ đồ tính sau: a,Biểu đồ momen: -Biểu đồ MG : Ta sử dụng bảng tra với dầm nhòp, chòu hai tải tập trung cách để tính Chỉ vẽ cho nhòp lấy đối xứng MG = αGl = α x 6.689 x 6.3 = 42.141xα Trong α tra bảng MSSV: 80202737 17 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY -Biểu đồ MP : Ở ta phải xét trường hợp bất lợi tải trọng (hoạt tải) Với trường hợp ,ta tra bảng có α tính theo công thức sau MP = αPl = α x 15.8 x 6.3 = 99.54 x α Do tra bảng chưa đủ để vẽ nên ta tính nội suy thêm vài tiết diện * Với Md M11 = 15.8 x 2.1 - × 31.95 = 22.53 Tm M12 = 15.8 x 2.1 - × 31.95 = 11.88 Tm Tương tự tính giá trò khác: M21 = 10.29 Tm M22 = 19.34 Tm MD = -0.155 x 99.54 =- 15.43 Tm * Với Me M11 = - × 9.46 = -3.15 Tm M12 = - × 9.46 =-6.31 Tm M21 = 17.38 Tm M22 = 11.05 Tm * Với Mf M11 = - × 3.58 = -1.19 Tm M12 = - × 3.58 =-2.39 Tm M21 = 7.13 Tm M22 = 10.68 Tm MD = -0.131 x 99.54 =- 13.04 Tm * Với Mg M11 = 15.8 x 2.1 - ×18.91 = 26.88 Tm M12 = 15.8 x 2.1 - ×18.91 = 20.57 Tm M21 = -9.45 Tm M22 = Tm - Các giá trò tính toán moment sơ đồ chất tải ghi bảng sau: Dạng chất tải a M(Tm) α M MSSV: 80202737 0.238 10.03 0.143 6.03 18 B -0.286 -12.05 0.079 3.33 0.111 4.68 C -0.19 -8.01 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG α b GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY M 0.286 28.47 -0.048 -4.78 0.238 23.69 -0.095 -9.46 M 22.53 11.88 M -3.15 -6.31 M -1.19 -2.39 M max Mp Mp M max M 26.88 28.47 -4.78 38.5 5.25 20.57 23.69 -9.46 29.72 -3.43 M α c α d α e α f α g -0.143 -14.23 0.143 14.23 -0.321 -31.95 -0.095 -9.46 -0.036 -3.58 -0.19 -18.91 14.23 -31.95 2.18 -44 -0.127 -12.64 0.206 20.51 -0.111 -11.05 0.222 22.1 10.29 19.34 17.38 11.05 7.13 10.68 -9.45 20.51 -12.64 23.84 -9.31 22.1 -11.05 26.78 -6.37 -0.095 -9.46 -0.095 -9.46 -0.048 -4.78 -0.286 -28.47 -0.143 -14.23 0.095 9.46 9.46 -28.47 1.45 -36.48 - Các biểu đồ momen ứng với trường hợp đặt tải: MSSV: 80202737 19 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY * Biểu đồ bao moment: Mmax = MG + maxMP Mmin = MG + minMP MSSV: 80202737 20 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY -Các giá trò ghi hàng cuối bảng -Cần ý tính thép cho gối ta phải dùng M mg để tính thép *Ứng với tổng biểu đồ tónh tải hoạt tải ta biểu đồ tổ hợp tónh tải hoạt tải, trường hợp ta có tất biểu đồ Các biểu đồ vẽ chung trục tỉ lệ Cuối ta nối đương viền lại với ta biểu đồ bao thể momen lớn tiết diện - Tổ hợp tải trọng ta biểu đồ bao momen dầm nhòp là: biểu đồ bao momen b,Tính vẽ biểu đồ lực cắt : -Cách tiến hành tính toán : giống với tính momen QG = βG QP = βP Hệ số β tra theo bảng -Trong đoạn nhòp, suy lực cắt Q theo phương pháp tgα (dựa vào momen) Mọi tính toán trình bày bảng : Đoạn Bên phải Giữa nhòp Bên trái Bên phải Giữa Bên trái Sơ đồ Gối A biên Gối B Gối B nhòp Gối C QG β 0.714 -1.286 1.095 Q(T ) 4.78 -1.9 -8.61 7.32 0.64 -6.04 QP1 β 0.857 Q 13.56 -2.28 -18.06 0.76 0.76 0.76 QP2 β -0.143 Q -2.28 -2.28 11.28 2.99 0.76 -15.03 QP3 β -1.321 1.274 Q 10.73 -5.07 -20.87 20.11 4.31 -11.49 QP4 β Q -1.5 -1.5 -1.5 12.78 -3.01 -18.82 QP5 β -0.036 Q - 0.57 -0.57 -0.57 5.1 1.69 -11.86 QP6 β MSSV: 80202737 21 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Q 12.8 -3.01 -18.8 4.5 - Các biểu đồ lực cắt ứng với trường hợp đặt tải: MSSV: 80202737 22 4.5 4.5 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY -Tổ hợp tải trọng ta biểu đồ bao lực cắt dầm : hd hb 5.Tính cốt thép dọc: Hệ số hạn chế vùng nén αo = 0.62; Ao = 0.42; Rn = 90 kG/cm2 Thép : Ra = Ra’= 2700 kG/cm2 a,Tính với momen dương: Tiết diện chữ T cánh vùng nén Bề rộng cánh dùng tính toán: bc = b + 2c Trong c giá trò nhỏ ba giá trò sau: -Một khoảng cách hai mép dầm : c = 0.5 ( l2 – bdc ) = 0.5 ( 570 – 30 ) = 270 cm -Một phần sáu nhòp dầm : c = 1/6 × ld = 1/6 × 630 = 105 cm c b c -Ta có hc =9 cm > 0.1h = 0.1 x 70 = cm nên c = 9hc = 81 cm Vậy : bc = 30 + 2×81 = 192 cm -Giả thiết a = 4.5 cm; ho = h-a = 70 – 4.5 = 65.5 cm Xác đònh vò trí đường trung hoà : Mc = Rnbchc( h0 – 0.5hc )= 90×192×9×(65.5–0.5×9) =9486720 kGcm =94.87 Tm Tại tiết diện nhòp ta có Mc =94.87 Tm > Mmax = 41.69 Tm ,do trục trung hoà qua cánh ,tính toán với tiết diện chữ nhật lớn (192x 70 )cm +Tại nhòp biên: M 3850000 A = R × b × h = 90 ×192 × 65.52 = 0.052 n o α = - − A = 1- − × 0.052 = 0.053 Có α ta tính cốt thép công thức : Fa = α Rn b.ho 0.053 × 90 × 192 × 65.5 = = 22.22 cm2 Ra 2700 MSSV: 80202737 23 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Fa 22.51 Chọn Fa= 22.51 cm2 , nên µ = b × h × 100 % = 30 × 65.5 100% = 1.15% Ta thấy hàm lượng thép hợp lí 0.8 < µ < 1.5% + Tại nhòp giữa: M 2678000 A = R × b × h = 90 ×192 × 65.52 = 0.034 n o α = - − A = 1- − × 0.038 = 0.035 Có α ta tính cốt thép công thức : α Rn b.ho 0.035 × 90 ×192 × 65.5 = = 14.73 cm Ra 2700 Fa 14.91 Chọn Fa=14.91 cm2 , nên µ = b × h × 100 % = 30 × 63 100% = 0.81% Fa = Ta thấy hàm lượng thép hợp lí 0.8 < µ < 1.5% b,Tính thép cho tiết diện chòu momen âm : Cánh nằm vùng kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b = 30 cm,h = 70 cm Ở gối cốt thép dầm phải đặt xuống phía hàng cốt thép dầm phụ nên a lớn -Giả thiết a = cm => ho = 70 – = 63 cm -Tại gối tựa trục lấy moment mép gối cách nội suy: Mmg = (61.91x1.95)/ 2.1 – 14.91 = 35.89 Tm M 3589000 A = R × b × h = 90 × 30 × 632 = 0.335 n o α = - − A = 1- − × 0.369 = 0.425 Có α ta tính cốt thép công thức : α Rn b.ho 0.425 × 90 × 30 × 63 = = 26.8 cm2 Ra 2700 Fa 27.6 Chọn Fa= 27.6 cm2 , nên µ = b × h × 100 = 30 × 63 ×100 =1.46% Fa = Ta thấy hàm lượng thép hợp lí 0.8 < µ < 1.5% -Tại gối tựa trục lấy moment mép gối gần đúng: Mmg = 32.75 Tm M 3275000 A = R × b × h = 90 × 30 × 632 = 0.314 n o α = - − A = 1- − × 0.314 = 0.391 Có α ta tính cốt thép công thức : α Rn b.ho 0.391× 90 × 30 × 63 = = 24.62 cm2 Ra 2700 Fa 25.09 Chọn Fa= 25.09 cm2 , nên µ = b × h × 100 = 30 × 63 ×100 =1.33% Fa = Ta thấy hàm lượng thép hợp lí MSSV: 80202737 0.8 < µ < 1.5% 24 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Chọn cốt thép ghi bảng Ở phía lấy lớp bảo vệ 2.5 cm, phía lớp bảo vệ 3.5 cm Bảng tổng kết cốt thép dầm chính: Tiết diện Fa (cm2) Chọn cốt thép Cách xác đònh Fachọn (cm2) Nhòp biên 22.22 2φ25+2φ22+2φ18 (CNL) Fac = 22.51 Gối trục 26.85 2φ25+2φ22+4φ18 (CNN) Fac = 27.6 Nhòp 14.73 2φ25+2φ18 (CNL) Fac = 14.91 Gối trục 24.62 2φ25+6φ18 (CNN) Fac = 25.09 Bố trí cốt thép chòu lực cho dầm chính: ∆% 1.29 2.72 1.2 1.87 6.Tính cốt thép ngang : Trước tiên kiểm tra điều kiện hạn chế Q = k0Rnbh0 = 0.35x90x30x65.5 = 61897.5 kG = 61.9 T Ta có Qmax = 29.48 T < Q = 61.9 T Vậy thỏa mãn điều kiện Kiểm tra tính toán cho cốt đai : Q = k1Rkbh0 = 0.6×7.5×30×65.5 = 8842.5 kG = 8.84 T Vậy Qmax =29.48 T > Q = 8.84 T ,nên phải tính cốt đai chòu lực cắt Dùng thép có Ra = 2300 kg/cm2 Do b < 400 mm nên thiết kế đai nhánh -Tính lấy Q = 29480 kG ho = 66 cm MSSV: 80202737 25 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Φ =  f = 0.283  d   Rad = 0.8 × 2300 = 1840cm  Ta chọn thép đai : n = -Ta tính khoảng cách cốt đai: Khoảng cách cốt đai khoảng cách nhỏ ba trường hợp sau: 4.k Rk b.h02 Rad n f d × × 7.5 × 30 × 662 × 1840 × × 0.283 Utt = = = 9.4 cm Qmax 294802 0.75.k Rk b.h02 0.75 × × 7.5 × 30 × 662 Umax = = = 49.9 cm Qmax 29480 Theo cấu tạo : * Cho đoạn dầm gần gối tựa: L/4=5530/4=1400 mm 1  h = 70 = 23.33cm Uct ≤  3 30cm Khi chiều cao h > 450 mm * Cho đoạn dầm: 3  h = 70 = 52.5cm Uct ≤  50cm Khi chiều cao h > 300 mm Bố trí đai: : u = 90 mm phạm vi 1/3 nhòp =2.1 m kể từ gối tựa u = 200 mm đoạn nhòp lại * Kiểm tra khả chòu lực cốt đai bố trí: - Gần gối :cách gối 1/3 nhòp qd = Rad nf d 1840 x x0.283 = =115.7 kG/cm u Qdb = 8Rk bho2 qd = x7.5 x30 x662 x115.7 = 30121.5 kG > Q max = 29480 kG - Giữa nhòp : qd = Rad nf d 1840 x x0.283 = =52.07 kG/cm u 20 Qdb = 8Rk bho2 qd = x7.5 x30 x662 x52.07 = 20206.1 kG > Q max = 6970 kG *Cấu tạo cốt xiên: Để an toàn cho dầm tiết diện cách gối 1/3 nhòp , ta kết hợp uốn cốt thép chòu lực nhòp lên gối gối xuống nhòp để làm cốt xiên chòu lực cắt MSSV: 80202737 26 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY cột cốt xiên dầm 7.Tính cốt treo : Để gia cố chỗ dầm phụ gác lên dầm người ta sử dụng cốt treo -Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm P = Pdp + G1 = 15.8 + 5.632 = 21.432 T Cốt treo đặt cốt đai có đường kính thoả diện tích cần thiết : Ftr = P 21432 = = 9.32cm Ra 2300 Dùng đai φ8, nhánh số lượng đai cần thiết là: Ftr 9.32 = ≈ n × f d × 0.503 = 9.3 10 đai Vậy bố trí bên đai, bước đai: ut = hdc − hdp = 70 − 45 = cm cốt treo dầm phụ dầm 8.Vẽ biểu đồ vật liệu : -Lấy lớp bê tông bảo vệ cốt thép 25 mm -Tính theo công thức sau: α= Ra Fa Rnbho , A= α ( − 0.5α ) , [ M ] = ARnbho Khả chòu lực tiết diện sau cắt uốn: Loại thép a ho α Tiết diện A Diện tích cm cm 2φ25+2φ22+2φ18 Nhòp biên 65 0.054 0.052 Fa = 22.51 cm2 Cạnh nhòp biên t 2φ25+2φ18 5.7 64.3 0.0362 0.0356 Cắt thép Fa = 14.91 cm2 MSSV: 80202737 27 Mtd Tm 38.44 25.42 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Cạnh nhòp biên t Uốn thép Cạnh nhòp biên p Uốn thép Cạnh nhòp biên p Uốn thép 2φ25 Fa = 9.82 cm2 2φ25+2φ18 Fa = 14.91 cm2 2φ25 Fa = 9.82 cm2 Gối trục 2φ25+2φ22+4φ18 Fa = 27.6 cm2 Cạnh gối trái Uốn thép Cạnh gối trái Uốn thép Cạnh gối trái Cắt thép Cạnh gối phải Uốn thép Cạnh gối phải Cắt thép Cạnh gối phải Cắt thép Nhòp Cạnh nhòp Uốn thép Gối trục Cạnh gối trái Uốn thép Cạnh gối trái Cắt thép Cạnh gối trái Cắt thép 2φ25+2φ22+2φ18 Fa = 22.51 cm2 2φ25+2φ18 Fa = 14.91 cm2 2φ25 Fa = 9.82 cm2 2φ25+2φ22+2φ18 Fa = 22.51 cm2 2φ25+2φ18 Fa = 14.91 cm2 2φ25 Fa = 9.82 cm2 2φ25+2φ18 Fa = 14.91 cm2 2φ25 Fa = 9.82 cm2 2φ25+6φ18 Fa = 25.09 cm2 2φ25+4φ18 Fa = 20 cm2 2φ25+2φ18 Fa = 14.91 cm2 2φ25 Fa = 9.82 cm2 3.8 66.2 0.023 0.022 17.35 5.7 64.3 0.0362 0.0356 25.42 3.8 66.2 0.023 0.022 17.35 5.8 64.2 0.43 0.34 37.56 5.7 64.3 0.35 0.29 32.24 5.7 64.3 0.232 0.205 22.88 3.8 66.2 0.15 0.14 16.25 5.7 64.3 0.35 0.29 32.24 0.232 0.205 22.88 5.7 64.3 3.8 66.2 0.15 0.14 16.25 3.7 66.3 0.035 0.034 26.22 3.8 66.2 0.023 0.022 17.35 5.8 64.2 0.39 0.31 34.99 5.7 64.3 0.31 0.26 29.32 5.8 64.2 0.23 0.21 22.84 3.8 66.2 0.15 0.14 16.25 *Vò trí cắt uốn cốt thép : Tương tự dầm phụ ta tính tóan điểm cắt uốn cốt thép sau: + Bên trái nhòp biên: Uốn thép vò trí cách gối trục đoạn 530 mm, điểm cuối cách gối trục đoạn 1060 mm MSSV: 80202737 28 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Cắt thép vò trí cách gối trục đoạn 1160 mm, W = 380 mm + Bên phải nhòp biên: Uốn thép vò trí cách gối trục đoạn 1700 mm, điểm cuối cách trục đoạn 1220 mm Uốn thép vò trí cách gối trục đoạn 1080 mm, điểm cuối cách trục đoạn 550 mm + Bên trái gối trục 2: Uốn thép cách gối trục đoạn 550 mm, điểm cuối cách gối trục đoạn 1080 mm Uốn thép cách gối trục đoạn 1220 mm, điểm cuối cách gối trục đoạn 1700 mm Cắt thép cách gối trục đoạn 1990 mm, W =360 mm + Bên phải gối trục 2: Uốn thép cách gối trục đoạn 560 mm, điểm cuối cách gối trục đoạn 1150 mm Cắt thép lần cách trục đoạn 1600 mm, W = 530 mm Cắt thép lần cách trục đoạn 2000 mm, W = 750 mm + Bên trái nhòp giữa: Uốn thép cách trục đoạn 560 mm, điểm cuối cách trục đoạn 1150 mm + Bên phải nhòp giữa: Uốn thép cách trục đoạn 1230 mm, điểm cuối cách trục đoạn 560 mm + Bên trái gối trục : Uốn thép cách trục đoạn 560 mm, điểm cuối cách trục đoạn 1230 mm Cắt thép lần cách trục đoạn 1550 mm, W = 400 mm Cắt thép lần cách trục đoạn 1980 mm, W = 780 mm -Biểu đồ bao vật liệu dầm :( vẽ nhòp lấy đối xứng ) MSSV: 80202737 29 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG GVHD: Th S NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY 2Þ25+2Þ22+4Þ18 2Þ25+2Þ22+2Þ18 2Þ25+2Þ22+2Þ18 W=530 2Þ25+2Þ18 W=750 2Þ25+2Þ18 W=360 2Þ25 2Þ25 2Þ25 2Þ25 2Þ25 2Þ25+2Þ18 W=380 2Þ25+2Þ18 2Þ25+6Þ18 2Þ25+4Þ18 W=400 2Þ25+2Þ18 W=780 2Þ25 2Þ25+2Þ18 2Þ25+2Þ22+2Þ18 MSSV: 80202737 30 SVTH: NGUYỄN XUÂN TOÀN