ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA: SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM (kèm bản vẽ)

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG SÀN:2 Chọn chiều dày bản sàn:... TÍNH DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ BIẾN DẠNG DẺO: 1 Sơ đồ tính: - Dầm phụ là dầm liên tục 5 nhịp với các gối tựa là dầm chính... - Ở trên gối cốt thé

<I> SƠ ĐỒ MẶT BẰNG SÀN:

2) Chọn chiều dày bản sàn:

* 2100 (60 84)mm

25

1 35

1 l 25

1 35

1 l

8

1 20

1 h

2

1 4

1 L

10

1 14

1 h

2

1 4

2 n

KG/cm 7,5

R

KG/cm 90

2 '

a

2 a

KG/cm 1600

R

KG/cm 2100

R

KG/cm 2100

2 '

a

2 a

KG/cm 2100

R

KG/cm 2600

R

KG/cm 2600

việc làm bản Xem

1980mm 2

160 2

200 2

200 2100 l

2

C 2

h 2

b l

l

ob

ob

t dp 1 ob

=

⇒

= +

1900mm 200

2100 l

l

l

og

dp 1 og

3) Tải trọng tác dụng lên bản:

- Hoạt tải tính toán:

2 p

tc

- Tính tải:

Các lớp cấu tạo sàn Tải tiêu chuẩn[ KG/m2 ] Hệ số antoàn (n) Tải tính toán[ KG/m2 ]

- Gạch Ceramic dày 1cm,

11

.l q M

2 2

ob s

16

.l q M

2 2

og s

5,5cm 1,5

7 a h

- Công thức tính toán:

2 o

n bh R

M

o a

M F

γ

bh

F μ%

- Điều kiện hạn chế khi tính theo sơ đồ dẻo: A≤ A o = 0 , 3

KẾT QUẢ TÍNH CỐT THÉP ĐƯỢC TÓM TẮT TRONG BẢNG SAU

Tiết

Fat(cm2/m)

- Cách bố trí thép được thể hiện trên bản vẽ kết cấu sàn

<V> TÍNH DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ BIẾN DẠNG DẺO:

1) Sơ đồ tính:

- Dầm phụ là dầm liên tục 5 nhịp với các gối tựa là dầm chính

200 2

300 4500 2

c 2

h 2

b l

20 , 4 35 , 4

% 100

−

og

og ob

l

l l

3) Tải trọng tác dụng lên dầm phụ:

- Hoạt tải tính toán: pd[KG/m]

KG/m 882 420.2,1 l

p p

290.2,1 0,07

0,3 ,2 2500.1,1.0 g

.l g h h n.b g

g g g

d d

1 s b dp dp BTCT d

d s o d

882 g

p

Tỷ số: 1,2

736

882 g

0,15l : giữa nhịp Tại

mm 653 0,653m 0,15.4,35

0,15.l : biên nhịp Tại

og ob

- Mômen âm triệt tiêu cách mép gối B một đoạn:

mm 920 0,211.4,35 k.l

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HÌNH BAO MÔMEN CỦA DẦM

Nhịptínhtoánl(m)

qdl2(KG)

0,5.1618.4 l

0,5.q Q

Q

KG 4223 ,35

0,6.1618.4 l

0,6.q Q

KG 2816 ,35

0,4.1618.4 l

0,4.q Q

og d C

ph B

ob d

tr B

ob d A

a/ Tải tiết diện ở nhịp (ứng với giá trị mômen dương)

- Tính theo tiết diện chữ T quy đổi (bản cánh chịu nén)

' c

' c

og

dp 1

c

9h S 3cm 0,1h

7cm h

63cm 630mm

9.70 9.h

70cm 700mm

.4200 6

1 l 6 1

95 2

200 2100 2

b l S

Chọn Sc = 60cm

- Bề rộng bản cánh:

cm S

b

- Kích thước tiết diện chữ T:

cm h

cm h

cm b

cm

* Giả thiết a = 4cm

26 4

1 2

7 26 90.140.7 2

h h h b R

M

' c o

' c

' c n

→ Tính như tiết diện chữ nhật (b'c x h dp)

2

o

o b

A

A

bh R

M A

; γ= 0,5(1 + 1 + 2A) ;

o a a

h R

M F

200

#

% 100

max

o a

n o

b/ Tại tiết diện ở gối: (Ứng với giá trị mômen âm)

- Cánh nằm trong vùng kéo, tính hteo tiết diện chữ nhật (b dp×h dp)

2

o

o b

A

A

bh R

M A

; γ= 0,5(1 + 1 + 2A) ;

o a a

h R

M F

200

#

% 100

max

o a

n o

;

% 100

at

at ac

KẾT QUẢ TÍNH CỐT THÉP ĐƯỢC TÓM TẮT TRONG BẢNG SAU

Tiết

diện

M[KGm

16 1 14

14 1 12

- Phương án 3: Phối hợp được cốt thép giữa các nhịp nhưng diện tích cốt thépkhông được sát lắm.

=> Vậy bố trí cốt thép theo phương án 1

6) Tính cốt đai : (tính cho gối có Q max )

- Kiểm tra kích thước tiết diện dầm: Q ≤ koRnbho (ko = 0,35 với BT#200<400)

+ Tại tiết diện có lực cắt lớn nhất : Q tr 4 223 KG

cm 26,8 3,2

30 a h

B max o

n

> Không cần thay đổi tiết diện dầm

- Kiểm tra điều kiện tính toán: Q ≤ k1Rkbho (k1 = 0,6 đối với cấu kiện dầm)

+ Tại tiết diện có lực cắt bé nhất: QA = 2816 KG

cm 26,7 3,3 30 a h

+ Ta có: k1.Rkbho = 0,6.7,5.20 26,7 = 2403 Kg < QA = 2816 KG

đai cốt tính Phải

8R

Q

o k

1,5.7,5.20 Q

bh 1,5R u

cm 43 20,69

83 1600.2.0,2 q

.nf R u

2 2

o k max

đ

đ ad đ

h 22,5cm 30

4

3 h 4

u

cm 15 u , u , u min u

tk2

ct max đ tk1

- Khoảng cách đai bố trí ở 4l đoạn đầu dầm u1 = 15cm

- Khoảng cách đai bố trí ở 2l đoạn giữa nhịp dầm u2 = 20cm

<VI> TÍNH DẦM CHÍNH THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI:

h 3l

20 , 6 30 , 6

% 100

−

og

og ob

L

L L

- Xem như dầm đều nhịp có chiều dài là : l = 6,3m

3) Tải trọng tác dụng lên dầm chính:

- Hoạt tải tính toán: P[KG/m]

T 3,969

KG 3969 882.4,5

.l p

KG 659 G

.2,1 0,07 0,45 ,3 2500.1,1.0 G

.l h h n.b G

o o

1 b dc dc BTCT o

3312 736.4,5

.l g

- Tĩnh tải tác dụng tập trung

T 3,971 3,312

0,659 G

G

 Lấy tròn G = 4,000 T

4) Tính nội lực và vẽ biểu đồ bao mômen:

a) Tung độ biểu đồ mômen của tĩnh tải : MG

0,2446,149

0,1563,931

-0,267-6,728

0,0671,688

αM

0,2897,283

0,2446,149

-0,133-3,352

-0,133-3,352

αM

-0,044-1,109

-0,089-2,243

-0,133-3,352

0,2005,040

* Với sơ đồ (4) tại các tiết diện 1,2,3 bảng tra không cho các trị số α nên phải tínhnội suy

- Đem cắt rời các nhịp AB, BC

- Tính Mo của dầm đơn giản kê lên 2 gối tự do :

- Theo biểu đồ bao mômen thất rằng phía bên phải gối B biểu đồ Mmin ít dốc hơn phía trái, tính mômen mép bên phải sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn.

- Xét tỷ số đồng dạng của 2 tam giác :

M 2,1

1,664 14,565

5) Tính nội lực và vẽ biểu đồ bao lực cắt:

a) Tung độ biểu đồ lực cắt của tĩnh tải : QG

b) Tung độ biểu đồ lực cắt của hoạt tải : QP

QPi = βP = β.4

BẢNG TÍNH BIỂU ĐỒ LỰC CẮT CHO TỪNG TRƯỜNG HỢP TẢI

0,733

-1,267-5,068

3,468 -0,532 -4,532 0 0

QP2

βQ

-0,133

-0,133-0,532

1,000

QP3

βQ

0,689

-1,311-5,244

6) Tính cốt thép dọc:

a/ Tại tiết diện ở nhịp (ứng với giá trị mômen dương)

- Tính theo tiết diện chữ T quy đổi (bản cách chịu nén)

' c

' c

dc 2

c

9h S 4,5cm 0,1h

7cm h

63cm 630mm

9.70 9.h

cm 105 1,05m 6,3

6

1 l 6 1

210 2

30 450 2

b l S

Chọn Sc = 50cm

- Bề rộng bản cánh:

cm S

b

b c' = dc+ 2 c = 30 + 2 50 = 130

- Kích thước tiết diện chữ T:

cm h

cm h

cm b

cm

* Giả thiết a = 6cm (đối với dầm chính a= 5 ÷ 8 cm)

cm a

h

- Xác định vị trí trục trung hòa:

Tm 075 , 29 KGcm 2907450

2

7 39 90.130.7 2

h h h b

R

M

' c o

' c

' c n

Tm 29,075 M

Tm 432 , 13

b/ Tại tiết diện ở gối: (Ứng với giá trị mômen âm)

- Cánh nằm trong vùng kéo, tính hteo tiết diện chữ nhật (b dc×h dc)

- Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trêncùng của cốt thép dầm phụ nên a khá lớn Giả thiết a = 7cm ; ho = h – a = 45– 7 = 38cm

A

M A

o

2 o

o a a

γh R

BT#200;

R

.100 R α μ

o a

n o max

.100%

F

F F ΔF

at

at ac a

Gối B

Nhịp giữa

17,8426,766

4φ20 +2φ182φ18 +1φ16

17,6587,101

6,54,0

38,541,0

7) Tính cốt đai, cốt xiên: (Tính cho gối có Q max )

0,35.90.30 bh

0,6.7,5.30 bh

1,5.7,5.30 Q

bh 1,5R

15

5 , 22 2

45 2

=> uct = 15cmSuy ra:

3 h 4

u

cm 15 u

tk2

tk1

75 , 33

- Khoảng cách đai bố trí ở 4l đoạn đầu dầm u1 = 15cm

- Khoảng cách đai bố trí ở 2l đoạn giữa nhịp dầm u2 = 30cmb) Tính cốt xiên :

KG/cm 4

, 0 15

83

1600.2.0,2 u

.n.f R q

1

đ ađ

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông trên tiết diện nghiêng nguyhiểm nhất là:

KG 2694 1 60,4 8,5 8.7,5.30.3 q

bh 8R

đ

2 o k

- Tại tiết diện nguy hiểm nhất Qmax = 10312 KG < Qđb = 12694 KG > Cốt đai và bêtông đủ khả năng chịu lực cắt, không cần tính cốtxiên

8) Tính toán cốt treo:

- Ở chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gai cố cho dầmchính

- Gọi N là lực tập trung của dầm phụ tác dụng lên dầm chính, xét TH bấtlợi nhất gồm tĩnh tải và hoạt tải

- Dùng đai φ6, fđ = 0,283cm2, hai nhánh (n=2)

- Số cốt treo cần thiết là :

đai 6 2.0,283

3,467 n.f

- Khoảng cách giữa các đai là : 5cm

9) Cắt, uốn cốt thép và vẽ hình bao vật liệu:

a) Tính khả năng chịu lực :

* Nhịp biên (mômen dương), tiết diện chữ T, cánh trong vùng nén, bề rộng

08 , 0 5 , 39 130 90

202 , 14

=

=

o c n

a a

h b R

F R

α

x = αho = 0,08.39,5 = 3,156 cm < '

c

trục trung hòa nằm trong cánh

2

08 , 0 1

658 , 17

=

=

o c n

a a

h b R

F R

α

2

44 , 0 1

α

13,787 Tm

* Ở những tiết diện khác, việc cắt, uốn thép và tính tung độ hình bao vật liệu được trình bày trong bảng sau :

(cm2)

a(cm)

3cắt 3 còn 1uốn 3 còn 1

14,20210,1805,0905,090

5,55,54,04,0

39,539,541,041,0

0,080,060,030,03

0,960,970,990,99

14,00210,1405,3725,372

Gối Btr

b = 30 cm

3 + 6 + 7uốn 3 còn 6+ 7cắt 7 còn 6

17,65815,5686,284

6,55,25,2

38,539,839,8

0,440,300,15

0,780,850,93

13,78711,0556,047

Gối Bph

b = 30 cm

3 + 6 + 7cắt 3 còn 6 +

7cắt 7 còn 6

17,65812,5686,284

6,55,25,2

38,539,839,8

0,440,300,15

0,780,850,93

13,78711,0556,047

Nhịp giữa

bc = 130

cm

1 + 5cắt 5 còn 1

7,1015,090

4,04,0

41,041,0

0,040,03

0,980,99

7,2375,372

b) Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh và tính đoạn kéo dài W:

* Bên trái gối B sau khi uốn thanh số 3 rồi cắt thanh số 7 thì khả năng chịu lực của

-6,047 (Tm) nằm trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

482 , 7 1

, 2

148 , 1 565 ,

047 , 6 565 ,

cm d

q

Q W

đ

40 20 6

, 59 0 , 2 5 4 , 60 2

7482 8 , 0 5 2

8 ,

0

- Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế :

Z 4 = 1138 + 596 = 1734mm Lấy tròn Z 4 = 1750mm

* Bên phải gối B sau khi cắt thanh số 3 là 2Φ18 uốn từ nhịp biên lên thì khả năng

diện có M = -11,055(Tm) nằm trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

143 , 6 1

, 2

664 , 1 565 ,

055 , 11 565 ,

cm d

q

Q W

đ

36 20 7

, 49 8 , 1 5 4 , 60 2

6143 8 , 0 5 2

8 , 0

- Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế :

Z 5 = 571 + 497 = 1068mm Lấy tròn Z 5 = 1100mm

* Bên phải gối tiếp tục cắt thanh số 7 thì khả năng chịu lực của các thanh còn lại

trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

143 , 6 1

, 2

664 , 1 565 ,

047 , 6 565 ,

cm d

q

Q W

đ

40 20 7

, 50 0 , 2 5 4 , 60 2

6143 8 , 0 5 2

8 ,

0

- Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế :

Z 6 = 1387 + 507 = 1894mm Lấy tròn Z 6 = 1900mm

* Ở nhịp biên sau khi cắt thanh số 2 thì khả năng chịu lực của các thanh còn lại là

trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

396 , 6 1 , 2

432 ,

14 , 10 432 , 13 1 , 2

60,4 (KG/cm)

cm d

cm d

q

Q W

đ

32 20 4

, 50 6 , 1 5 4 , 60 2

6396 8 , 0 5 2

8 ,

0

- Chiều dài từ trục tường đến điểm cắt thực tế :

Z 2 = 1585 - 504 = 1081mm Lấy tròn Z 2 = 1100mm

* Ở nhịp biên tiếp tục cắt thanh số 3 thì khả năng chịu lực của các thanh còn lại là

trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

396 , 6 1 , 2

432 ,

372 , 5 432 , 13 1 , 2

60,4 (KG/cm)

cm d

cm d

q

Q W

đ

36 20 4

, 51 8 , 1 5 4 , 60 2

6396 8 , 0 5 2

8 ,

0

- Chiều dài từ trục gối tường đến điểm cắt thực tế :

Z 1 = 840 - 514 = 326mm Lấy tròn Z 1 = 350mm

* Ở nhịp biên sau khi cắt thanh số 2 thì khả năng chịu lực của các thanh còn lại là

trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

596 , 1 1

, 2

080 , 10 432 ,

14 , 10 432 , 13 1 , 2

60,4 (KG/cm)

cm W

cm d

cm d

q

Q W

đ

32 32

20 6

, 18 6 , 1 5 4 , 60 2

1596 8 , 0 5 2

8 ,

* Ở nhịp giữa sau khi cắt thanh số 5 thì khả năng chịu lực của các thanh còn lại là

trong đoạn có độ dốc của hình bao mômen là :

004 , 8 1

, 2

728 , 6 08 ,

372 , 5 728 , 6 1 , 2

- Đoạn kéo dài W7 Lấy Q bằng độ dốc biểu đồ bao mômen, Q=8004 (KG) ; qđ =60,4 (KG/cm)

cm d

cm d

q

Q W

đ

32 20 62

8 , 1 5 4 , 60 2

8004 8 , 0 5 2

8 ,

0

- Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế :

Z 3 = 1931 - 620 = 1311mm Lấy tròn Z 3 = 1350mm

c) Kiểm tra về uốn cốt thép:

- Bên trái gối B uốn thanh số 3 ( đang chịu mômen âm ở gối ) xuống làm cốt xiên( chỉ chịu mômen ) Cốt này được dùng hết khả năng chịu lực tại tiết diện mép gối( chịu Mmg ) Đó là tiết diện trước Điểm bắt đầu uốn cách mép gối tựa 40cm

2

9 ,

38

cm m

482 , 7

055 , 11 565 ,

14

( độ dốc biểu đồ bao mômen bằng 7,482 đã tính ở trên )

- Tiết diện có M = -11,055 (Tm) cách trục gối B một đoạn 46,9cm là tiết diện sau.Điểm kết thúc uốn cốt thép cách trục gối B một đoạn là :

+ 55

Z8 = 87,77cm > 46,9cm

- Thỏa điều kiện về uốn thép

d) Kiểm tra neo cốt thép :

- Diện tích cốt thép tại giữa nhịp biên :