ĐỒ ÁN bê tông cốt thép 3

Tính bản thanga Chọn Sơ đồ tính Sơ đồ tính là bản đơn giản với 2 đầu là khớp đơn giản, nhịp tính toán bản thang cắt một dãy bản theo phương cạnh ngắn có b=1m để tính sơ đồ tính bản than

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ CẦU THANG

1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

lb=0,27m, hb=0,165m, số bậc thang x=22, l1+l2=4,2m, l1=10x0,27+0,2/2=2,8(m),

l2=4,2-2,8=1,4(m), l3= 3,3m, B=1,5m, góc nghiêng bản thang cosα=0,887, sử dụng cốt thép AI cho bản thang, AII cho dầm, bê tông cấp độ bền B15

bê tông cấp độ bền B15 có Rb=8,5Mpa, Rbt=0,75Mpa, Eb=23x103Mpa

Cốt thép AI có Rs=225Mpa, Rsc=225Mpa, Rsw=175Mpa Es=21x104MPa

Cốt thép AII có Rs=280Mpa, Rsc=280Mpa, Rsw=225Mpa Es=21x104MPa

1.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẦU THANG

Chọn bản thang và bản chiếu nghỉ có cùng bề dày

CHIEU NGHI

1400 2800

Hình 1 Mặt bằng sơ bộ cầu thang

1.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang

a) Tĩnh tải

Chiếu nghỉ:

Bảng 1 Giá trị tính tốn tĩnh tải bản thang

Cấu tạo các lớp chiếu nghỉ Giá trị tiêu

chuẩn(KN/m2)

Hệ số tin cậy

Giá trị tính tốn (KN/m2)Gạch cremic dày 10mm, γ=20kN/m3

Vữa lĩt dày 20mm, γ=18kN/m3

BTCT dày 140mm, γ=25kN/m3 0,14x25=3,50 1,1 3,850Vữa trát dày 15mm, γ=18kN/m3 0,015x18=0,27 1,3 0,351

Vữa trát Bản BTCT 14(cm)

Vữa lót

Hình 1 Cấu tạo tải trong cầu thang

Vuông góc với bản thân: q’2= g’2+p.cosα=5,185+3,6.0,887=8,378(kN/m2)

Tải trọng của lan can: glc= 0,3(kN/m) quy tải phân bố này về đơn vị m2

1.3.2 Tính bản thang

a) Chọn Sơ đồ tính

Sơ đồ tính là bản đơn giản với 2 đầu là khớp đơn giản, nhịp tính toán bản thang ( cắt một dãy bản theo phương cạnh ngắn có b=1m để tính) sơ đồ tính bản thang như hình vẽ:

q1

q2

RA

RB1

++

Ghi chú: do cắt dải bản rộng 1m để tính nên đơn vị tính toán của RA là (kN.m), q2

là (kN/m) nên Mmax đơn vị vẫn là (kN.m)

c) Tính toán cốt thép cho cầu thang

Nhịp 15,518 0,127 0,136 100x12 6,17 ∅10a12

Gối 8,867 0,072 0,075 100x12 3,4 ∅8a140 0,30Chọn 8a200 làm cốt thép cấu tạo cho bản thang, để liên kết các cốt thép chịu ∅lực.

Đơn vị RB giống với đơn vị của RA là (kN/m)

Tải trọng do tường vây trên dầm:

Ta có:

0,3R bh b o

= 0,3x0,85x20x27 = 137,7(kN) > Q = 47,693(kN)

→ Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai

Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên n

Ta bố trí ∅6a150 cho ¼ nhịp dầm và ∅6a300 cho dầm còn lại

kiểm tra lại điều kiện cường độ

kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiếp diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã bố trí cốt đai: 1 b1 b

Q 0,3< ϕ ϕω R bho

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO KẾT CẤU

HỒ NƯỚC MÁI

2.1 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN

Số liệu đề:

Chiều cao cốt nắp bể:41m

Chiều cao sườn dưới: 0,6m

Chiều cao sườn trên: 2,2m

Diện tích bản đáy và bản nắp:5,75x6,25m

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.2.1 chiều dày bản

Bản:

Ô sàn có kích thước:S1= 5,75 x 6,25(m); => sàn làm việc 2 phương

Chọn hb theo công thức kinh nghiệm:

Vậy ta chọn chiều dày bản nắp hb = 10cm

Chọn chiều dày bản thành theo điều kiện:

Vậy ta chọn chiều dày bản thành: hbt = 15cm

Bản đáy cách sàn sân thượng 600mm

Do bản đáy vừa phải chịu tải trọng bản thân, vừa phải chịu cột nước cao 2,2m (2,2T/m2) và có yêu cầu chống nứt, chống thấm cho nên chiều dày bản đáy thông thường dày hơn chiều dày sàn thường từ (1,2 ÷ 1,5) lần.Vậy sơ bộ ta chọn chiều dày bản đáy hbs = 16(cm)

Cột: Sơ bộ chọn cột có kích thước C(30x30)cm.

2.2.2 vật liệu sử dụng

Bêtông B20 có các đặc trưng sau:

Cường độ nén dọc trục: Rb = 11,5(MPa)

Cường độ kéo dọc trục: Rbt = 0,9(MPa)

Mô đun đàn hồi ban đầu của bêtông khi nén và kéo: Eb= 27000(MPa)

Mô đun đàn hồi của thép Es=21x104(MPa)

2.3 TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO TỪNG CẤU KIỆN

2.3.1 bản nắp

a) Kính thước tiếp diện.

Chọn nắp bể có chiều dày 10cm như đã phân tích ở trên, bố trí lỗ thăm

600x600mm như hình vẽ, xung quanh miệng lỗ thăm ta bố trí thép tăng cường ngay tại bản nắp chứ không bố trí dầm

h 30

= =3 3

=> Bản ngàm vào dầm.Vậy sơ đồ tính của bản là: bản 4 cạnh ngàm (sơ đồ 9)

Nội lực ô bản tra theo sơ đồ 9 (sách kết cấu BTCT của Phan Quang Minh).

Momen (daN.m)

Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µµ

µ ≤ ≤

b max R

Bố trí cốt thép tại lỗ thăm: Kích thước lỗ thăm 60x60(cm).Để tính toán cốt thép

gia cường cho lỗ thăm, ta tiến hành tính cốt thép bỏ đi tại diện tích của lỗ thăm rồi lấy diện tích thép đó gia cường cho lỗ thăm

Diện tích thép tại diện tích lổ thăm là:

A = 2(Agối + Anhịp) = 2x0,6(4,02+2,52) = 7,848cm2 Chọn 10φ10 = 7,854cm2

Bố trí thép cho lỗ thăm: ta gia cường 8 10φ

(đặt theo hai phương vuông góc

nhau, mỗi phương bốn thanh) Và 2 10φ

đặt nghiêng góc 450 đi qua giao điểm 8 12φkia, như hình vẽ

Các thanh cốt thép cấu tạo ta chọn ∅6a200 cho cấu tạo cốt thép ở mép dầm

2.3.2 tính toán bản thành

a) Sơ đồ tính toán

Sơ đồ tính: Có 2 loại ô bản thành kích thước

>2 => bản làm việc 1 phương.

Mặt khác:

dmax b

bể và thành bể theo phương lực tác dụng có độ cứng lớn nên sơ đồ tính là 1 đầu

ngàm & 1 đầu tựa đơn.

Tải trọng: thành bể chịu tác dụng của gió và áp lực nước.

Có 2 tổ hợp nguy hiểm nhất là:

Bể chứa đầy nước + gió hút

Bể không chứa nước + gió đẩy

Tuy nhiên,trường hợp bể không chứa nước + gió đẩy thì tải rất nhỏ so với trường hợp bể đầy nước và có gió hút nên ta có thể bỏ qua không xét Mặc dù ứng với mỗi

tổ hợp thì sẽ cho ra 1 biểu đồ mô men khác nhau, nhưng khi tính toán ta bố trí thép

2 lớp, cho nên để đơn giản và thiên về an toàn, chúng ta chỉ cần tính cho 1 tổ hợp

bể chứa đầy nước + gió hút.

Ta có sơ đồ tải trọng và biểu đồ nội lực bản thành như sau:

b) tải trọng

Tải gió: q = W x 1m = n.W0.k.c

Trong đó: n - hệ số tin cậy của tải trọng gió; n = 1,2

Thành phố Quy Nhơn thuộc vùng IIIB; dạng địa hình B => W0 = 125kG/m2

c = +0.8 đối với gió đẩy và -0.6 đối với gió hút.Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình (tra trong bảng 5-TCVN 2737:2012)

Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:

Tại nhịp 2:

2

2 max1

Như tính toán ở trên cho ta thấy vị trí gây ra mô men max ở nhịp do hai tải gió hút và áp lực nước gây ra không trùng nhau, tuy nhiên để thiên về an toàn ta cộng hai giá trị mô men max tại nhịp này lại để tính toán cốt thép cho bản thành

Mô men dương tại nhịp:

Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá hoại giòn, cũng không được quá ít: min max

µµ

;

b max R

Mnhịp 6,095 0,034 0,035 1,80 ∅8a200 2,515 0,194

Như vậy, theo kết quả tính toán ở bảng trên ta chọn thép 8a125 bố trí hai lớp ∅cho bản thành.Thép theo phương dài của bản thành bố trí cấu tạo φ6a200

2.3.3 tính toán sàn đáy bể nước

Chọn đáy bể dày 16cm; sơ bộ chọn kích thước tiết diện các dầm đáy là

=1,09 ;1,09< 2 => bản làm việc hai phương

Tỉ số

55

3, 44 316

Tĩnh tải: do lớp cấu tạo sàn

Bảng 2 Giá trị tính toán tĩnh tải sàn đáy

Thành phần Chiều dày (cm) Tải tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ sốan toàn Tải tính toán (daN/m2)

Lớp vữa ximăng tạo dốc 2% 4 1800x0,04 1,3 93,6

Hoạt tải: do bản đáy không chịu đồng thời tải của nước và hoạt tải sửa chữa nên

ta bỏ qua hoạt tải

Momen (daN.m)

Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µµ

;

b max R

�c

(%)

Hình 2 Diện truyền tải trọng lên dầm nắp

Dầm đáy: do tĩnh tải bản đáy, trọng lượng nước truyền vào và trọng lượng tường

gtường =0,15.(2,2-0,3).2500.1,1=783,75daN.m

DD:

1 sanday

q 29,178x 83,887(kN / m)

Hình 2 Diện truyền tải lên dầm đáy

Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm có dạng hình thang Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật cần xác định hệ số chuyển đổi k

Với

3 2

β

Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm có dạng hình tam giác k=5/8=0,625

Để tiện rong tính toán và thi công ta chọn giá trị k=0,674 và tính toán cho dầm có chiều dài 6,25(m) và su khi có cốt thép của dầm thì bố trí côt thép cho các dầm nắp

=

Sơ đồ tính của dầm nắp và dầm đáy là các dầm đơn giản, liên kết khớp ở hai đầu như hình vẽ

Sau khi tính toán, ta có giá trị momen và lực cắt max như sau:

Bảng 2 Giá trị tính toán mommen dầm đáy và dầm nắp

s

R bhA

R

= ξ

;

chon s o

Abh

Phần tử Monen

(kN.m)

h0(cm)

m

(cm2)

Chọn thép

c sA(cm2)

µ(%)

min

µ

<µ

;µ

< maxµ

Dầm

nắp 51,05 27 0,304 0,209 8,32 2φ20

1φ18 8,83 1,64 ThỏaDầm

đáy 339,62 51 0,371 0,492 30,92

4φ252φ28 31,95 2,01 Thỏa

Tính cốt đai:

Dầm nắp:

Qgối=3267,231(daN)

Xét: Qbt=ϕb3(1 + ϕf + ϕn)Rbtbho = 0,6 x (1 + 0 + 0) x 20 x 27x 9= 2916(daN).Vậy Qmax =3267,231(daN) >ϕb3(1 + ϕf + ϕn)Rbtbho = 2916(daN), bê tông đủ khả năng chịu cắt Chọn cốt đai theo cấu tạo φ 6, đai 2 nhánh

Điều kiện tính toán:

Q =0,5.ϕ (1+ϕ ).R b.ho =0,5.1,5.9.22.27 4009,5=

(daN)bo

Chọn ∅6a300 bố trí trong đoạn còn lại của dầm.

Vậy ta bố trí ∅6a150 cho ¼ chiều dài nhịp, giữa dầm bố trí ∅6a300 cho dầm.

Q

=10327,5(daN) <

Q

=21310,9(daN) Không cần phải tính toán cốt đai

Bố trí cốt đai theo cấu tạo

Đoạn dầm giữa nhịp, bước đai chọn theo cấu tạo:

Chọn ∅8a300 bố trí trong đoạn còn lại của dầm.

Vậy ta bố trí ∅8a150 cho ¼ chiều dài nhịp, giữa dầm bố trí ∅8a300 cho dầm

2.3.5 Tính toán cột.

Như đã chọn tiếp diện cột ở trên là 30x30(cm)

a) Cột trên

do nội lực bản thành truyền vào dầm đáy và dầm nắp nên cột trên là cột cấu tạo

Ta sẽ tính toán cột dưới xong bố trí cốt thép cốt dưới cho cột trên

b) Cột dưới

do dầm được tính toán là dầm đơn giản, liên kêt khớp ở hai đầu nên không có giá trị momen tại gối và để thuận tiện cho việc tính toán bằng tay, ta tính cột dưới là cột chịu nén đúng tâm

Tải trọng gồm:

Tổng tải trọng bản nắp:

tt tt nap nap 1 2

N =q l l =454, 4.5,75.6, 25 16330(daN)=

Tổng tải trọng bản đáy:

tt tt day day 1 2

A =8,04(cm )

ct

2,54(%) 3(%)b.h 20.17