Đồ án Bê tông cốt thép 1 Đại học Xây dựng

Để tính bản, cắt một dải bản rộng b =1m theo phơng vuông góc với dầmphụ và tính toán nh một dầm liên tục khi nhịp tính toán không chênh quá10%... Tính toán cốt thép ngang: Cốt đai và cốt

t

Gạch lát Ceramic dày 10 mm Vữa xi măng cát vàng lót dày 20 mm Bản Bê tông cốt thép

Vữa Xi măng cát trát trần dày 15 mm

* Sơ đồ sàn:

* Kích thớc tính từ giữa dầm và trục tờng: l1 = 1,8 (m) ; l2 = 5,4 (m)

Tờng chịu lực dày: t = 34 cm

* Vật liệu:

- Bê tông mác 200

- Cốt thép bản loại AI

- Cốt dọc của dầm loại AII

* Sàn có cấu tạo nh sau:

ta có sàn sờn toàn khối bản loại dầm

Các dầm từ trục 2 đến trục 3 là trục chính, các dầm dọc là dầm phụ

Để tính bản, cắt một dải bản rộng b =1m theo phơng vuông góc với dầmphụ và tính toán nh một dầm liên tục khi nhịp tính toán không chênh quá10%

1) Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán bản sàn:

a) Xác định sơ bộ kích thớc cho các cấu kiện:

 Tính sơ bộ chiều dày bản theo công thức:

m D

= 8,54 (cm)Chọn hb = 9 (cm)

 Giả thiết kích thớc dầm phụ:

1 12

1

ldpVới ldp = l2 = 5,1 (m)

1 12

1

510 = (42,5  25,5) cmChọn hdp = 40 (cm)

1 8

1 8

1

690 = (85,25  57,5) cmChọn hdc = 85cm

 bdc = (0,3  0,5).hdc

= (0,3  0,5).80 = (24  40) cmChọn bdc = 40 (cm)

b dp

b

h t b l

 lb = 2,3 -

2

09 , 0 2

34 , 0 2

2 , 0



Chênh lệch giữa các nhịp:

% 100 1

, 2

075 , 2 1 ,

2 

= 1,19%

c) Xác định tải trọng tính toán:

Gồm có tĩnh tải g và hoạt tải p

 Hoạt tải tính toán trên bản:

1,11,21,11,2

24,248247,536

b b gb nhb

l q M

.





 q l M

M n

h b R

M A

n

0,118 < 0,3 (hîp lý)   ( 1  1  2 ) 

a a

%

h b

f

b1

= 1003,.6950,503 = 13,613 (cm)Chän 8, a = 13 cm

Tra b¶ng  Fa = 3,87 cm2

svth: ph¹m ®¨c phíc_50xd10

b) Tại tiết diện nhịp giữa và gối giữa :

h b R

M A

a a

 2300 0 , 957 7 , 5 

42060

2,548 cm2.Kiểm tra tỷ lệ cốt thép:

0

100

%

h b

283 , 0 100 1



a

a F

f

b

= 11,107 (cm)Chọn 6, a = 11 cm

Tra bảng  Fa = 2,57 cm2

* Kiểm tra lại chiều cao làm việc h 0 :

Lấy lớp bảo vệ 1cm Với tiết diện 8 có:

h0 = 9 – 1 –

2

8 , 0

= 7,6 (cm)Tiết diện dùng 6 có:

h0 = 9 – 1 -

2

6 , 0

283 , 0 100 1



a

a F

f b

= 12,24 (cm)Chọn cốt thép 6; a = 12 cm

= 0,73 (m)Với hb = 9 cm có thể tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phối hợp

Đoạn thẳng từ điểm uốn đến mép dầm là:

5100 5100

35 , 0 1 , 2 6

1 6

- Dùng các thanh cốt mũ, đoạn dài đến mép dầm chính bằng

525 ,

1 8

30

283 , 0 100

= 0,94 (cm2) lớn hơn 20% cốt thép chịu lực ở nhịp giữa và nhịp biên:

Chiều dày tờng: t = 34 cm.

Bề rộng dầm chính đã giả thiết là 40cm Nhịp tính toán của dầm phụ

là :

- Nhịp giữa : l = l2 – bdc = 5,1 – 0,4 = 4,7 (m)

- Nhịp biên : lb = l2 -

2 2 2

84 , 4

7 , 4 84 ,

 Tĩnh tải:

gd = gb.l1 + g0

g0 = bdp(hdp – hb).bt.n = 0,2.(0,4 – 0,09).2500.1,1 = 170,5 (KG/m)

 gd = 1526.2,3 + 170,5 = 3680,3 (KG/m)

 Hoạt tải:

Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau và bằng 2,3 m nên:

Pd = Pb.l1 = 975.1,2.2,3 = 2691 (kG/m)Tải trọng tính toán toàn phần:

qd = gd + Pd = 2691 + 3680,3 = 6371,3 (KG/m)

Lấy tròn: qd = 6372 (KG/m)

Tỷ số:

73 , 0 3 , 3680

p

 k = 0,1685

3 Nội lực:

Tính toán theo sơ đồ hình thành khớp dẻo

 Tung độ hình bao momen tính theo công thức:

M = .qd.l2

Tra bảng lấy hệ số β và trình bày ở bảng sau:

Nhịp tiết diện Giá trị  Tung độ M(kGm)

của Mmax của Mmin của Mmax của MminNhịp biên

097031343513584111962986

- 0,01460,01924 25348164

8798

- 20552709

- Mô men âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Gi¶ thiÕt a= 3 cm th× chiÒu cao h0 = 40 - 3 = 37 cm

T¹i gèi tùa B cã momen M = 10673 kGm

A = 2 2

1067300

.b h R

M n

2800

37 20 90 3 , 0 1067300 )

' (

2 0

,

2 0

bh R A M

a

n d

= 3,45 (cm2)

- Fa =

2800

45 , 3 2800 37

20 90 37 , 0

.

d

R

F R h b R



= 12,25(cm2)

- KiÓm tra tû lÖ cèt thÐp:

37 20

25 , 12 100

100 0





h b

cm

c  9.hc = 9.9 = 81 (cm)Chän c = 80 (cm)  bc = 20 + 2.80 = 180 (cm)

1358400

M c n

a a

 13,936 (cm2)KiÓm tra

0

.

100

%

h b

879800

M c n

svth: ph¹m ®¨c phíc_50xd10

a a

%

h b

a = 4,02)

220 + 18(Fa = 8,825)

Bố trí cốt thép chịu lực cho các tiết diện chính của dầm(Xem hình vẽ).

6 Tính toán cốt thép ngang: (Cốt đai và cốt xiên).

Cờng độ chịu kéo của bê tông: Rk = 7,5 kG/cm2

 Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt:

 Cần phải tính toán cốt đai

 Tính toán cho phần bên trái gối B với Q = 18510 kG và

h0 = 36 cm Lực cốt đai phải chịu:

 2 

0

2

8R b h

Q q

q

f n R

  

18510

36 20 5 , 7 5 , 1

5 ,

0 max

Q

h b R

 Tính cho phần bên phải gối B với:

Q = 14980 KG và h0 = 37 cmLực cốt đai phải chịu:

2 2

0

2

37 20 5 , 7 8

14980

.

8R b h 

Q k

503 , 0 2 2200

.



d

d ad q

f n R

= 16,2 (cm)

Umax =

14980

37 20 5 , 7 5 , 1

5 ,

Q

h b

R k

= 20 (cm)Chọn U = 15 cm thỏa mãn điều kiện:

7 Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu:

- Tại tiết diện nhịp biên và nhịp giữa tính theo trờng hợp cốt đơn:

,

0

h b R

F R n

a a

Kết quả tính toán khả năng chịu lực thể hiện ở bảng sau:

(kGm)

svth: phạm đăc phớc_50xd10

35 0,0720,041 0,9640,9795 137077900Gối B

Cạnh gối B 420 (12,56 cm

2)Uốn 220 còn 220 (6,28 cm2)

- Tại nhịp giữa, sau khi cắt 220, khả năng chịu tải của các thanh còn lại là:

Mtds = 2621 kGm ở hình bao momen tại tiết diện 6 là M = 2534 kGm, tiếtdiện 7 là M = 5455 kGm  tiết diện có M = 2621 nằm giữa tiết diện 6 và 7,cách mép gối 1 đoạn 97 cm

- Tại tiết diện cạnh gối B, sau khi uốn (cắt) 220 thì Mtd = 6236 nằm giữatiết diện có M = 10673 và M = 2055  Điểm uốn (cắt) cách mép gối B một

Q Q

2

8 ,

0 

+ 5dCó: Q =  Q B p 

l

l

5 , 0

48 5 ,

470 5 , 0

48 470 5 ,

(kG/cm)

121 2

0 11895 8 , 0







cm > 20d = 40 cmLấy W = 50 cm

Điểm cắt cách mép: 48 + 50 = 98 (cm)

- ở tiết diện cạnh nhịp biên, sau khi uốn 220 thì Mtd = 7900 nằm giữa tiếtdiện có M = 11196 và M = 2896  Điểm uốn cách mép gối B một đoạn 1,55(m)

Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp, kích thớc dầm đã giả thiết bdc= 40cm,

h = 85 cm Chọn cạnh của cột b0 = 30cm Dầm chính kê lên tờng đúng bằngchiều dày của tờng là 34 cm Nhịp tính toán ở nhịp giữa và nhịp biên đềubằng

1.Sơ đồ tính toán:

2.Xác định tải trọng:

Hoạt tải tập trung: P = Pd.l2= 2691.5,1 = 13724,1 kG = 13,7241 T

Trọng lợng bản thân của dầm đa về thành các lực tập trung :

Go = b.(h - hb).l1.2.1,1 = 0,4.(0,85 - 0,09).2,3.2,5.1,1

= 1,93 TTĩnh tải do dầm phụ truyền vào:

MP1 α

M

0,28927,367 0,24423,106 - 0,133- 12,595 - 0,133- 12,595

svth: phạm đăc phớc_50xd10

+ +

_ 21,748

MP2

MP3

MP4

0254 , 3 7306 , 50

Sơ đồ Bên phảigối A Giữanhịp biên Bên tráigối B Bên phảigối B Giữa nhịpgiữa

5.Tính toán cốt thép dọc:

Tra bảng: Do Ra ≤ 3000; Mác Bê tông 200  hệ số hạn chế α0 = 0,62

A0 = 0,428

Số liệu Rn=90 , Ra = Ra’ = 2800kG/cm2

a.Tính với momen d ơng:

Tiết diện chữ T cánh trong vùng nén Bề rộng cánh dùng trong tínhtoán: bc = b + 2c1

c1: Lấy theo trị số bé nhất trong 3 trị số :

- Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm :

Mômen dơng lớn nhất của dầm : M = 62,217 Tm < Mc

Trục trung hòa đi qua cánh:

h h

R

M

c a

211400

2850860

= 13,486 cm2.Kiểm tra tỉ số cốt thép :

μ% = 

80 40

100 43 , 29

0,92%  thỏa mãn

μ% = 

80 40

486 , 13 100

0,42%  thỏa mãn

b Tính với momen âm :

Cánh nằm trong vùng kéo, cho nên tính theo tiết diện hình chữ nhật với

b = 40 cm Do ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống dới cốt thép dầmphụ nên a lớn Giả thiết a =7,5cm  h0 = 77,5 cm

Tại gối B lấy momen mép gối M = 47,6196 Tm

A = 2  2 

4761960

h b R

M n

0,22 < A0 = 0,42 thỏa mãn   = 0,5.(1 + 1  2 0 , 22 ) = 0,8742

Diện tích tiết diện cốt thép cần thiết :

svth: phạm đăc phớc_50xd10

Fa = 

5 , 77 8742 , 0 2800

4761960

25,1 cm2 Kiểm tra tỉ số cốt thép :

μ% = ..100 2540,1.77.100,5

0



h b

F a

= 0,81%  thỏa mãn

Lớp phía dới lấy chiều dày lớp bảo vệ 2,5 cm , ở phía trên lấy lớp bảo vệ3,6 cm Cả hai chiều dày lớp bảo vệ đều khác hẳn lúc tính toán, cho nên phảitính lại h0

Chọn cốt thép dọc của dầm:

Tiết diện Fa(cm2) Chọn cốt thép Diện tích(cm2) h0(cm)

Nhịp biên 29,43 528 30,79 78

Gối B 25,1 228+325 27,05 77,2Nhịp giữa 13,486 325 14,73 81,2

Bố trí cốt thép tại các tiết diện chính của dầm(Xem hình vẽ).

6.Tính toán cốt thép ngang :

Kiểm tra điều kiện hạn chế: 0,35.Rn.b.h0 = 0,35.90.40.77,5 = 97650 kG.Trị số lực cắt lớn nhất tại bên trái gối B: 44,2192 < 97,650 (T)  thỏamãn điều kiện hạn chế

2 , 77 40 5 , 7 5 , 1

5 ,

0

Q

h b

f n

2

2 , 77 40 5 , 7 8

2 , 44219

= 136,7 kG/cm

 Utt =

7 , 136

503 , 0 2 2800

= 81 (cm)Khoảng cách cốt đai chọn không vợt quá Utt và Umax đồng thời phải thỏamãn yêu cầu về cấu tạo sau:

Do h = 85 cm > 50 cm nên Uct 

3

h

= 28 cmChọn cốt đai 8, fđ = 0,503, khoảng cách U = 25 cm, thỏa mãn điều kiệncấu tạo và bé hơn Umax

25

503 , 0 2 2200

.

U

f n R

Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểmnhất là :

Tại bên trái và bên phải gối B có Q > Qđb nên cần phải tính toán cốt xiên

 Xét đoạn dầm bên trái gối B:

Trong đoạn này, dự kiến đặt hai lớp cốt xiên nh trên hình vẽ

Cốt xiên sẽ do cốt dọc ở nhịp biên uốn lên góc  = 450

Trong đoạn dầm đang xét, lực cắt là hằng số, đồng thời xem gần đúng làtiết diện nghiêng nguy hiểm chỉ cắt qua 1 lớp cốt xiên, và nh vậy:

45 sin 2800

35723 2

, 44219 sin



ax

db R

Q Q

4,291 cm2Giá trị tính đợc này thỏa mãn khi uốn cốt dọc lên (Với thép 28 thì F =6,16 cm2)

 Xét đoạn dầm bên phải gối B:

Cốt xiên sẽ do cốt dọc ở nhịp giữa uốn lên góc  = 450

Trong đoạn dầm đang xét, lực cắt là hằng số, đồng thời xem gần đúng làtiết diện nghiêng nguy hiểm chỉ cắt qua 1 lớp cốt xiên, và nh vậy:

45 sin 2800

35723 9

, 37470 sin



ax

db R

Q Q

0,883 cm2Giá trị này tính đợc là khá bé nên không cần thiết phải chính xác trongviệc bố trí cốt xiên

a R

P

11,6 cm2 Dùng 8 , fa = 0,503 cm2, hai nhánh thì số lợng cốt đai cần thiết là :



503 , 0 2

6 , 11

12 đai  Đặt mỗi bên mép dầm phụ 6 đaitrong đoạn h1 = hdc – hdp = 85 - 40 = 45 cm Khoảng cách giữa các đai là 8cm

8.Cắt, uốn cốt thép và vẽ hình bao vật liệu:

79 , 30 2800

.

0

h b R

F R c n

a a

Tiết diện Cốtthép F a (cm 2 ) h0 α γ M td (Tm) Nhịp biên

b c =186 cm 528 30,79

78 0,066 0,967 65,03 Uốn 228(2) còn 328(1) 18,47 81 0,038 0,981 41,09 Gối B ,

b = 40 cm

Bên trái B

228+325 27,05 77,2 0,0586 0,9707 56,76 Uốn 228(2) còn 325 14,73 80,1 0,031 0,9845 32,52 Cắt 25(4) còn 225(3) 9,82 80,1 0,02 0,99 21,8 Bên phải B Cắt 228(2) còn 325 14,73 80,1 0,031 0,9845 32,52

Uốn 25(4) còn 225(3) 9,82 80,1 0,02 0,99 21,8 Nhịp giữa 325 14,73 81,2 0,03 0,985 32,99

Uốn 25(4) còn 225(5) 9,82 81,2 0,02 0.99 22,1

b.Xác định mặt cắt lí thuyết và kiểm tra uốn của các thanh:

Xét tại bên phải gối A:

Uốn 228 lên làm thép cấu tạo Sau khi uốn khả năng chịu lực của cácthanh còn lại là Mtds = 41,09 Tm Dựa vào hình bao momen thì tiết diện có

Mtds = 41,09 Tm nằm trong đoạn gần gối A, cách gối A một đoạn: X1 = 1,52

m Chọn điểm cuối uốn cách tâm gối A một đoạn 220 mm, điểm đầu uốncách tâm gối A một đoạn 750 mm Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trớc một

đoạn 2,3 – 0,75 = 2,225 m > h0/2 = 40,5 cm → thỏa mãn các qui định vềuốn cốt dọc

Xét bên trái gối B :

-Uốn 2ỉ28 từ trên xuống dới, khả năng chịu lực còn lại của các thanh saukhi uốn Mtds = 32,52tm, tiết diện này cách trục gối B 1 đoạn X2 = 1,75m.Chọn điểm kết thúc uốn cách trục gối B là 2,2m, điểm bắt đầu uốn cách trụcgối B một khoảng 1,7 m và cách tiết diện trớc 1 đoạn 0,6 m > h0/2 = 40,05

cm → thỏa mãn

- Cắt thanh 25 khả năng chịu lực của các thanh còn lại là Mtds=21,8tm.Tiết diện có M = 21,8 tm cách trục gối B một đoạn 1,3 m Tính toán đoạnkéo dài W :

Phía trớc có cốt xiên Fx2 = 2ỉ28 = 12,32 cm2 Lấy Q bằng độ dốc củabiểu đồ mômen Q = 50,73062,313,8335 = 28,08 t

Qx = Rax.Fx.sinα = 2200.12,32.0,707 = 19162,53 kG.

528 , 88 2

3 , 19162 28080

8 , 0

7637 20741

8 , 0

Xét nhịp giữa:

* Xét việc uốn 25 từ dới lên Mtds = 22,1 tm, tiết diện có momen

M=22,1tm cách trục gối B một đoạn 1,85 m Ta chọn điểm bắt đầu uốn của

25 cách trục B một đoạn 1,85m, còn điểm kết thúc uốn cách trục B một

đoạn là 1,4 m, cách tiết diện trớc một đoạn là: 2,3 – 1,4 = 0,9 m > h0/2 =40,6 cm  hợp lý

9.Kiểm tra neo cốt thép :

Đoạn dầm kê lên tờng 34cm Đoạn cốt thép neo vào gối 31cm(trừ lớp bảo

vệ đầu mút 3cm ) thỏa mãn yêu cầu về neo cốt thép là 10d

ở gối B phía nhịp biên kéo vào 328, phía nhịp giữa kéo vào 225 Các

đoạn này đặt nối chồng lên nhau một đoạn tối thiểu là 20d, với d là trungbình đờng kính cốt thép ở đây lấy đoạn chập lên nhau bằng 54 cm Cạnh cột30cm, nh vậy đầu mút cốt thép còn kéo dài qúa mép cột một đoạn là:

(54 - 30)/2 = 14 cm

svth: phạm đăc phớc_50xd10

V.Thèng kª cèt thÐp cho tõng cÊu kiÖn:

1.Thèng kª cèt thÐp cho tõng cÊu kiÖn:

CÊu kiÖn Sè hiÖuthanh

§êng kÝnh thanh (mm)

Sè lîng thanh

ChiÒu dµi

1 thanh (mm)

Tæng chiÒu dµi (m)

Träng îng (kG)

3.ChØ tiªu sö dông vËt liÖu:

CÊu kiÖn ThÓ tÝch bª t«ng (m 3 ) Khèi lîng Hµm lîng

cèt thÐp (kG) 1mthÐp trong3 bª t«ng