đồ án kết cầu bê tông cốt thép 123

III. tÝnh to¸n cÊu kiÖn: 1. TÝnh to¸n b¶n sµn: 1.1. Ph©n lo¹i b¶n sµn: XÐt tØ sè 2 c¹nh « b¶n nªn b¶n thuéc lo¹i b¶n dÇm, b¶n lµm viÖc 1 ph­¬ng theo c¹nh ng¾n. 1.2. Chän s¬ bé kÝch th­íc c¸c cÊu kiÖn:  X¸c ®Þnh s¬ bé chiÒu dµy cña b¶n sµn: Víi Chän D=1,4 Chän  X¸c ®Þnh kÝch th­íc s¬ bé cña dÇm phô: Chän Chän  X¸c ®Þnh kÝch th­íc s¬ bé cña dÇm chÝnh Chän Chän 1.3. S¬ ®å tÝnh: C¾t theo ph­¬ng c¹nh ng¾n 1 d¶i cã bÒ réng b =1(m) Xem b¶n nh­ 1 dÇm liªn tôc nhiÒu nhÞp,gèi tùa lµ t­êng biªn vµ c¸c dÇm phô.B¶n sµn ®uîc tÝnh theo s¬ ®å khíp dÎo,nhÞp tÝnh to¸n lÊy theo mÐp gèi tùa.  §èi víi nhÞp biªn:  §èi víi c¸c nhÞp gi÷a: Chªnh lÖch gi÷a c¸c nhÞp: 1.4. X¸c ®Þnh t¶i träng:  TÜnh t¶i: X¸c ®Þnh träng l­îng b¶n th©n c¸c líp cÊu t¹o sµn:

Cốt đaiCI(MPa)

Cốt dọcCII(MPa)

l 5,8

2,9 2

l = 2,0 = >

nên bản thuộc loại bản dầm, bảnlàm việc 1 phơng theo cạnh ngắn

1.2 Chọn sơ bộ kích thớc các cấu kiện:

∗ Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:

Với D (0,8 1, 4)= ữ ⇒Chọn D=1,4

m (30 35)= ữ

∗ §èi víi nhÞp biªn:

Mặt cắt sàn

STT

Lớp cấutạo

Chiề

u dàyi

δ (m

m)

Trọng ợng riêngi

l-γ (KN/m3)

Trị tiêuchuẩntc

g (KN/m2)

Hệ số

độ tincậy vềtảitrọng

f ,i

γ

Trị tínhtoán g s(KN/m2)

2,38 3,587

- Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20 : R b = 11,5(MPa)

- Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI : R s = 225(MPa)

Tính toán cốt thép trong bản nh đối với cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn b h 1000 80mm ì = ì

Tính s s 0

M A

R h

= ζ Kiểm tra hàm lợng cốt thép:

Ta có bảng số liêu tinh toán :

(mm2)

à(%) φ Chọn cốt thép

- Kiểm tra chiều caoφ6 làm việc h 0: Chọn a bv = 10(mm)

Tại tiết diện dùng ta có:

h0 = − =h a 80 (10 3) 67(mm) 65(mm)− + = > ⇒Thoả mãn

- Kiểm tra điều kiện lực cắt:

ứng với trờng hợp bất lợi nhất C 2h = 0

b4 n bt 0 max

∗ Cốt thép mũ cấu tao chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trêndầm chính đợc xác định:

s,ct sgg 2

6a250 A

2 Tính dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo:

2.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên dầm phụ:

Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau, bằng l 1 = 1,9(m) nên:

A B C

g=8,5677KN/m p=18,24kN/m

Sơ đồ tính dầm phụ

2.3 Tính nội lực:

∗ Tính và vẽ biểu đồ bao mômen:

Tung độ của biểu đồ bao mômen nhánh max:

M = β 1 q l d 2

Tung độ của biểu đồ bao mômen nhánh min:

M = β 2 q l d 2+ Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa 2 một đoạn là:

Tỉ số

dp dp

∗ Với tiết diện chịu mômen âm:

Cánh tiết diện nằm trong vùng kéo, tính nh tiết diện chữ nhật:

A 100% 0,692%

⇒thoả mãn điều kiện hạn chế.

∗ Với tiết diện chịu mômen dơng:

Cánh nằm trong vùng nén tham gia chịu lực cùng sờn

Tính theo tiết diện chữ T có chiều dày cánh h'f = h b, theo trình tự:

+ Bề rộng cánh tính toán:

b'f = + b 2S f Trong đó:

Từ biểu đồ bao mômen ta có: M f > M max

⇒Trục trung hoà đi qua cánh.Tính nh tiết diện chữ nhật:

b ' h 116 40cm f ì = ì

Vì

b d

s

min 0

s

min 0

∗ Bớc đai cấu tạo S CT:

+ Đối với đoạn đầu dầm, với dầm chịu tải phân bố đều d

l a 4

max i

1,5.R bh S

+ Kiểm tra điều kiện hạn chế

Q max ≤ 0,3 ϕ ϕ w1 b1 R bh b 0 Trong đó: ϕ = + αà w1 1 5 w

Chọn s min S ;S = ( CT max) = min(150;445) 150(mm) =

Với

4 3

3 sw

⇒ S tk = min(S ;S ;S ) min(300; 445;590) 300(mm) CT max tt = =

⇒ khu vực dầm còn lại chọn φ 8a300, n 2 =

+ Xác định chiều dài đoạn l1 :

sw sw sw1

Cắt theo mẫu (hình 10.36 - sách giáo khoa)

2.7 Kiểm tra neo cốt thép:

Cốt thép ở phía dới sau khi cắt phải đảm bảo số còn lại đợc neo chắc vào gối và thoả mãn điều kiện:

3

> ì =

Thoả mãn điều kiện

Độ dài đoạn neo cốt thép vào gối là:

Thoả mãn điều kiện

Độ dài đoạn neo cốt thép vào gối là:

P G

P G

P G

Sơ đồ tính dầm chính 3.2 Tải trọng

∗ Hoạt tải tập trung P:

+G 1-Lực tập trung do dầm phụ truyền vào

M max = M G + max M Pi

M min = M G + min M Pi

G G G G G G G G

Mg

P P

P P

P P

P P

M 226,118 171,629 -66,454 135,103 153,366 -5,717min

M 45,547 -8,402 -259,46 -44,928 -26,665 -211,699

45,547

171,6298,402

TÝnh to¸n tæ hîp lùc c¾t

Bªn ph¶igèi 1

Gi÷anhÞpbiªn

Bªn tr¸i

Gi÷anhÞpgi÷a

Bên tráigối 3

45,46 11,61

160,566

Biểu đồ bao lực cắt dầm chính 3.5 Tính cốt thép dọc:

∗ Với tiết diện chịu mômen âm:

Cánh tiết diện nằm trong vùng kéo

Tính nh tiết diện chữ nhật: b h 30 60cm ì = ì

ở trên gối,thép dầm chính phải đặt xuống dới hàng trên cùng của

cốt thép dầm phụ nên a khá lớn

+ Tại gối 2: M mg2 = 232, 692(KNm) Giả thiết: a 6cm= ⇒ h 0 = − = h a 60 6 54(cm) − =

⇒thoả mãn điều kiện hạn chế

∗ Với tiết diện chịu mômen dơng:

Cánh nằm trong vùng nén, tham gia chịu lực cùng sờn

Tính theo tiết diện chữ T có chiều dày cánh h'f=hb

+ Bề rộng cánh tính toán:

b'f = + b 2S f Trong đó:

+ Vị trí trục trung hoà:

PhÝa díi lÊy a bv = 30mm;t0 ≥ φ ( max, 25)

PhÝa trªn lÊy a bv = 40mm;t0 ≥ φ ( max,30)

gt 0

h(cm)

tt 0

h(cm)

2d20 3d20

6 1d25

NhÞp biªn Gèi 2 NhÞp gi÷a Gối 3

Bè trÝ thÐp däc dÇm chÝnh 3.6 TÝnh to¸n cèt thÐp ngang

max i

1,5R bh S

Víi

4 s

3 b

3 sw

+ Kiểm tra điều kiện tính toán:

Nếu Q 0,75R bh ≤ bt 0,thì đặt cốt đai theo cấu tạo.

Nếu Q 0,75R bh > bt 0,thì đặt cốt đai theo tính toán.

P 1

Q C1= l1 530 118,915 107,325 Đặt cốt đai tính toán

nb

Q C2 = l1 530 45,46 107,325 Đặt cốt đai cấu tạo

T 2

Q C3 = l1 520 193,066 105,300 Đặt cốt đai tính toán

P 2

Q C4 = l1 520 178,55 105,300 Đặt cốt đai tính toán

Qng C5=l1 559 32,089 113,198 Đặt cốt đai cấu tạo

T 3

i

1,5R bh S

0, 6

ϕ

ϕ ⇒ Lấy C 0 = 2h 0 = 1, 04(m)

χ

χ +

i 0i i

0

C Khi

C

χ ≤ χ ≤

thì

i bi swi

0

Q Q q

C

−

=

C Khi

h

χ >

th×

i bi swi

0

Q Q q

2

Q 0.520 1,9 1.04 193,066 146,016 76,851 84,24 P

2

Q 0,520 1,9 1,04 178,55 146,016 76,851 84,24 T

3

Q 0.545 1,9 1.04 160,566 160,394 84,418 88,29

C C

i 0

VËy khu vùc gÇn gèi tùa chän φ8a150, n 2=

Khu vùc dÇm cßn l¹i chän φ8a300, n 2=

Ta cã:

sw sw sw

sw

M C

cho dÇm chÝnh (tr¸nh sù tËp trung øng suÊt lµm ph¸ ho¹i dÇm chÝnh) Lùc tËp trung do dÇm phô truyÒn lªn dÇm chÝnh lµ:

F G = 1 + = P 44,552 94,848 139, 4(KN) + =

Dïng cèt treo d¹ng ®ai φ8; n 2= th× sè lîng ®ai cÇn thiÕt:

3 s

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt treo lµ 50 mm

Vµ kho¶ng c¸ch gi÷a líp cèt treo trong cïng vµ dÇm phô lµ 40 mm

Bè trÝ cèt treo

3.8. TÝnh to¸n c¾t cèt thÐp

∗ TÝnh kh¶ n¨ng chÞu lùc cña tiÕt diÖn:

+ PhÝa díi lÊya bv = 30(mm), t0 ≥ φ ( max, 25mm)

+ PhÝa trªn lÊya bv = 40(mm), t0≥ φ ( max,30mm)

3

3 25 φ 14,73 0,545 0,3 0,219 0,195 199,82

Cắt 1 25φ cũn 2 25φ 9,82 0,545 0,3 0,146 0,135 138,34 Xác định vị trí tiết diện cắt lý thuyết (x) dựa vào biểu đồ bao mômen

( x là giao của biểu đồ bao mômen với biểu đồ Mtd )

Tiết diện cắt thực tế (z) của một thanh hay một vài thanh nào đó phải cách tiết diên cắt lý thuyết của nó (về phía mômen giảm một đoạn bằng max(W, 20d))

+ T¹i vïng chÞu kÐo :

l an ≥ 30d 30 22 660(mm) = × =

+ T¹i vïng chÞu nÐn :

l an ≥ 20d 20 25 500(mm) = × =