ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA (kèm bản vẽ)

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mépgối tựa.Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau: Lớp cấu tạo Chiều dày Trọng lượngriêng tải của sàn Hệ số vượt t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG TRÌNH



TP HCM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC :

GVHD : ThS LÊ QUANG THÁI SVTH : ĐỖ KIM KHA

MSSV: 80501214 LỚP : XD05BVL2 NHÓM: 05

TP.HCM 12-2008

MỤC LỤC

PHẦN 1: BẢN SÀN Trang 2

PHẦN 2: DẦM PHỤ Trang 8

PHẦN 3: DẦM CHÍNH Trang 20

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG SÀN

Tường chịu lực 340

Vùng giảm 20% cốt thép

4 Cốt thép d10 loại C-II: Rs = 280 MPa ; Rsw = 225 MPa

5.Hoạt tải tiêu chuẩn ptc = 8,5 (kN/m2)

PHẦN 1: BẢN SÀN

1.1-Phân loại bản sàn:

Ta có tỉ số 2 cạnh ô bản : = 2,4 > 2 Thuộc loại bản dầm

Bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn

2.Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn:

*Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mépgối tựa.

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Lớp cấu tạo Chiều

dày Trọng lượngriêng tải của sàn Hệ số vượt từng lớp sàn Trọng lượnggsi

Coât theùp bạn saøn söû dúng loái CI : Rs = 225 MPa

Töø caùc giaù trò mođ men ôû nhòp vaø goâi, ta giạ thieât a = 15mm, sau ñoù tính coẫttheùp theo caùc cođng thöùc sau:

7.Boâ trí coât theùp:

* Ñoâi vôùi caùc ođ bạn coù daăm lieđn keât ôû boân bieđn, vuøng gách cheùo tređn hình ,ñöôïc giạm 20% löôïng theùp so vôùi keât quạ tính ñöôïc.ÔÛ caùc goâi giöõa vaø caùcnhòp giöõa:

As = 0,8284,5 = 227,6 (mm2/m)

Chọn d8@180 (A sc = 279 mm 2 /m).

*Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm trên gối biên theo phương cạnh ngắn của

ô bản được tính như sau:

PHẦN 2: DẦM PHỤ

Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa

*Đối với nhịp biên:

III- XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:

1.Biểu đồ bao mô men:

Ta xét tỷ số: = = 2,275

Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mô men được tính theo công thứcsau:

• Đối với nhánh dương: M = Qdp

• Đối với nhánh âm: M = Qdp

Các hệ số , , k tra theo bảng 1.1 và 1.2 trang 33_GT KCBT2

(Đối với nhịp biên thì Lo = Lob)

*Mô men âm triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn:

x1 = k Lob =0,261 5,765 = 1,50 (m)

*Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn:

• Đối với nhịp biện:

2.Biểu đồ bao lực cắt:

Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:

*Gối thứ 1:

Q1 = 0,4QdpLob = 0,436,715,765 = 84,65 (kN)

*Bên trái gối thứ 2:

= 0,6QdpLob = 0,636,715,765 = 126,98 (kN)

*Bên phải gối thứ 2, bên trái và bên phải gối thứ 3:

= = = 0,5QdpLo = 0,536,715,65 = 103,71 (kN)

IV- TÍNH CỐT THÉP:

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa.Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 MPa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rs = 175 MPa

1.Cốt dọc:

a)Tại tiết diện ở nhịp: (Ứng với giá trị mômen dương)

*Ta có tiết diện tính toán là tiết diện chữ T (Bản cánh chịu nén)

Kích thước tiết diện chữ T ( = 1280 ; = 90; b = 200; h = 500 mm)

*Xác định vị trí trục trung hoà:

Giả thiết a = 40 mm = h – a = 500 – 40 = 460 (mm)

=

= 8,5.1031,28 0,09 = 406,37 (kNm)

Nhận xét: Ta thấy M < Mf nên trục trung hoà qua cánh, tính cốt thép theotiết diện chữ nhật = 1280 500 (mm).

b)Tại tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiếtdiện chữ nhật bdp hdp = 200 500 mm

Kết quả tính cốt thép dọc cho dầm phụ được tóm tắt trong bảng sau

Tiết diện

M (kNm )

(1280500)

111,02

0,0482

Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế = 0,3

*Kieåm tra hàm lượng cốt thép:

Kết luận: Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

Đoạn dầm giữa nhịp : sct

Vậy ta chọn s = 300 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

V- BIỂU ĐỒ VẬT LIỆU:

1.Tính khả năng chịu lực của tiết diện:

Ta có trình tự tính toán 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 ao = 25 mm; khoảng cáchthông thuỷ giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm.

(1280500)

6d14 Cắt 2d14, còn 4d14 Cắt 2d14, còn 2d14

923 616 308

46,7 54,0 32,0

453,3 446,0 468,0

0,0524 0,0355 0,0169

0,0510 0,0349 0,0168

114,1 75,5 40,0

2,8

Gối 2

(200500)

4d14 + 2d12 Cắt 2d12, còn 4d14 Cắt 2d14, còn 2d14

841 616 308

43,6 32,0 32,0

456,4 468,0 468,0

0,3035 0,2168 0,1084

0,2574 0,1933 0,1025

91,1 72,0 38,2

Gối 3 bên

trái

(200500)

3d14 + 2d12 Cắt 2d12, còn 3d14 Cắt 1d14, còn 2d14

688 462 308

46,1 32,0 32,0

453,9 468,0 468,0

0,2497 0,1626 0,1084

0,2185 0,1494 0,1025

76,5 55,6 38,2

4,4

2.Xác định tiết diện cắt lý thuyết:

Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết (mm) x Q (kN) Nhịp biên

bên trái

2d14

79,3 75,5

1153

1130 38,2

x

Gối 3

bên trái

1130 55,6

x

73,25

3.Xác định đoạn kéo dài W:

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức sau:

= = 65 (kN/m)Trong đoạn dầm có cốt đai d6@300 thì:

= = 33 (kN/m)

d : là đường kính cốt thép được cắt

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng sau:

Tiết diện

Thanh thép được cắt

Q (kN) (kN/m) (mm) W tính

20d (mm) W (mm) chọn

4.Kiểm tra neo, nối cốt thép:

* Nhịp biên bố trí 2d14 + 4d14, neo vào gối 2d14.Các nhịp giữa có 4d14,

neo vào gối 2d14

Thoả điều kiện neo cốt thép (Asneo 1/3Asnhịp)

* Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên là 150 mm 10d = 140 mm.

Chọn chiều dài đoạn neo vào các gối giữa là 300 20d = 280 mm

* Tại nhịp 2, nối thanh số 4 và thanh số 9 (2d14).Chọn chiều dài đoạn nối

là 300 mm 20d = 280 mm

PHẦN 3: DẦM CHÍNH

I- SƠ ĐỒ TÍNH:

Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như 1 dầm liên tục có 4 nhịptựa lên tường biên và các cột

Cdc: Đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = 340 mm

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:

L = 3L1 = 32500 = 7500 (mm)

II- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:

Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầmchính dưới dạng lực tập trung

III- XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:

Sau khi giải ra kết quả nội lực bằng chương trình Sap 9.03 ta có

1.Biểu đồ bao Mômen:

2.Biểu đồ bao lực cắt:

IV- TÍNH CỐT THÉP:

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

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

Rsw = 225 MPaCốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI: Rs = 225 MPa

Rsw = 175 MPa

1.Cốt dọc:

a)Tại tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tínhtoán là tiết diện chữ T

Kích thước tiết diện chữ T ( = 1430; ; b = 350; h = 750 mm)

Xác định vị trí trục trung hoà:

Giả thiết anhịp = 50 mm ho = h - anhịp = 750 – 50 = 700 (mm)

Mf =

= = 716,54 (kNm)

Nhận xét: M < Mf nên trục trung hoà qua cánh, tính cốt thép theo tiết diệnchữ nhật = 1430 750 mm.

b)Tại tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán làtiết diện chữ nhật = 350 750 mm

Giả thiết agối = 90 mm ho = h – agối = 750 – 90 = 660 (mm)

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

Tiết diện

M (kNm )

(1430750) 476,9

0,0800

0,058

Ta sử dụng mômen mép gối để tính cốt thép cho tiết diện gối, do dầm chínhtính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế

*Kieåm tra hàm lượng cốt thép:

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

Chọn cốt đai d8(a sw = 50 mm 2 ), số nhánh cốt đai n = 2.

Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

Kết luận: Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Khả năng chịu cắt của cốt đai:

= = = 87,5 (kN/m)Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Qswb =

=

= 282,9 (kN)

QA,C < Qswb : Không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A và gối C,

nếu có cốt xiên thì chỉ là do uốn cốt dọc lên để chịu mômen

> Qswb : Cần tính cốt xiên chịu cắt cho bên trái gối B

Xác định bước cốt đai lớn nhất cho phép:

= =

= = 558 (mm)

Để đảm bảo điều kiện cường độ trên tiết diện nghiên theo lực cắt, cáckhoảng cách xi giữa các cốt xiên phải < smax (xem hình bên dưới(.Do đó,trong đoạn dầm có lực cắt là hằng số, L1 = 2500 mm, ta phải bố trí 2 lớp cốtxiên.Diện tích các lớp cốt xiên bên trái gối B được xác định như sau:

= = 154 (mm2)

Vật ta tận dụng cốt dọc chịu mô men dương ở nhịp uốn lên gối để chịumômen âm làm cốt xiên chịu lực cắt.Bên trái gối B, có 2 lớp cốt xiên là2d20 và 2d25 có As = 628 mm2 > 154 mm2

Bố trí cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp:

sct

Chọn s = 500 mm bố trí trong đoạn L1 = 2500 giữa dầm

3.Cốt treo:

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

F = P + G – Go = 153 + 82,352 – 15,092 = 220,3 (kN)

Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn d8 (a sw = 50 mm 2 ), n = 2 nhánh.

Số lượng cốt treo cần thiết là:

m = = 9

Vậy ta chọn m = 10 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 5 đai, trong đoạn hs = 200

mm Khoảng cách giữa các cốt treo là 50 mm

V- BIỂU ĐỒ VẬT LIỆU:

1.Tính khả năng chịu lực của tiết diện:

Ta có trình tự tính toán 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 ao,nhịp = 25 mm và ao,gối =

40 mm ; khoảng cách thông thuỷ giữa 2 thanh thép theo phương chiều caodầm t = 30 mm

- Xác định ath hoth = hdc - ath

- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

= = (1- 0,5) =

K t qu tính toán được tóm t t trong b ng sauế ả ắ ả :

(1430750)

4d25 + 2d20 Uốn 2d25, còn 2d25+2d20

Uốn 2d20, còn 2d25

2592 1610 298

50,2 58,0 37,5

699,8 692,0 712,5

0,0853 0,0536 0,0317

0,0817 0,0522 0,0312

486,3 303,8 192,5

Cắt 2d25, còn 4d25 Uốn 2d20, còn 2d25

3573 2945 1963 982

77,3 70,8 52,5 52,5

672,7 679,2 697,5 697,5

0,4999 0,4081 0,2649 0,1325

0,3749 0,3248 0,2298 0,1237

504,7 445,8 332,6 179,0

2592 1963 982

65,2 52,5 52,5

684,8 697,5 697,5

0,3562 0,2649 0,1325

0,2928 0,2298 0,1237

408,5 332,6 179,0

Nh p 2 ị

(1430750)

2d25 + 2d22 Uốn 2d25, còn 2d22 1742760 37,536,0 712,5714,0 0,05630,0245 0,05470,0242 337,5 150,0

2945 1963 982

70,8 52,5 52,5

679,2 697,5 697,5

0,4081 0,2649 0,1325

0,3248 0,2298 0,1237

445,8 332,6 179,0

1963 982

52,5 52,5

697,5 697,5

0,2649 0,1325

0,2298 0,1237 332,6 179,0

Nh p 3 ị

bên trái

(1430750)

4d25 Uốn 2d25, còn 2d25

1963 982

37,5 37,5

712,5 712,5

0,0635 0,0317

0,0615 0,0312 379,5 192,5

12,4

2.Xác định tiết diện cắt lý thuyết:

Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết (mm) x Q (kN)

332,6 x 539,4

2d25 334,4

2500 179,0

3.Xác định đoạn kéo dài W:

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức sau:

= = 87,5 (kN/m)

d : là đường kính cốt thép được cắt.

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng sau:

h thép

Q (kN)

)

W tính (mm)

20d (mm)

(mm) Gối B

4.Kiểm tra về uốn cốt thép:

5.Kiểm tra về neo, nối cốt thép:

* Nhịp biên bố trí 4d25 + 2d20, neo vào gối 2d25.Nhịp 2 có 2d22+2d25,

neo vào gối 2d22.Nhịp giữa có 4d25, neo vào gối 2d25,

Thoả điều kiện neo cốt thép (Asneo 1/3Asnhịp)

* Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên là 280 mm 10d = 250 mm.

Chọn chiều dài đoạn neo vào các gối giữa là 500 20d = 500 mm

* Tại nhịp biên, nối thanh số 4 (2d12) và thanh số 6 (2d25).Chọn chiều

dài đoạn nối là 600 mm 20d = 500 mm

Tại nhịp 2, nối thanh số 6 (2d25).Chọn chiều dài đoạn nối là 600 mm20d = 500 mm.