Thuyết minh tính toán đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối có bản dầm

TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP SÀN SƯỜ

Trang 1

TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG

BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tân

Lớp : TCDK 13B

Header Page 1 of 126

Trang 2

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :

Thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

- Sơ đồ sàn : Sơ đồ II

- Kích thước : + l1 = 2,1 (m) + l2 = 4,8 (m)

- Hoạt tải tiêu chuẩn: c

8 4

Trang 3

TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh Xác định sơ bộ chiều dày của sàn:

) ( 77 2100

* 30

1 1

l dp  2  4 8 : Nhịp dầm phụ

12

1 : 20

1 (

* ) 12

1 : 20

1 (

* ) 8

1 : 12

1 200 2

1 2100 2

1 2

Trang 4

Lớp cấu tạo 

(Kg/m3

)

Chiềudày (mm)

Hệ số độ tin cậy củaTải trọng

*600

6

p g

q    

Tải trọng tính toán cho bản rộng 1m là : q=1177,6(kG/m 2)=11.77(kN/m2)

5 Xác định nội lực bản sàn ( theo sơ đồ biến dạng dẻo ) :

- Mômen ở nhịp biên và gối thứ 2 :

)/(02.411

94.177.1111

2 2

9 1 77 11 16

2 2

m kNm

ql M

M ng  gg   g  

Footer Page 4 of 126

Trang 5

6 Tính cốt thép :

Bê tông cấp độ bền B15 có Rb=8,5Mpa Cốt thép bản sàn CI có Rs=225MPa Chọn a0 = 1,5 cm  h0 = 8 - 1,5 = 6,5 cm

Ta có : m = 2

0

bh R

M b

- Tại nhịp biên gối biên :

65

*1000

*5.8

10

*02.4

2 6 2

0



bh R

M b b

Tra bảng ta được : b  0 12, b  0 940Diện tích cốt thép cần thiết:

)(4.29265.940,0.225

10

*02

6

0

mm h

R

M A

*5.8

10

*65.2

2 6 2

0



bh R

M b g

Tra bảng ta được: g  0 08, g  0 960Diện tích cốt thép cần thiết:

)(7,18865.960,0.225

10

*65,

0

mm h

R

M A

s

Khoảng cách giữa các cốt thép :

s

s A

a b

u * (mm) khi h150mm u không lớn quá 200mm

u (mm)

Asc (mm2/m)

840 



g p

Trang 6

- Cốt thép cấu tạo chịu momen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau :

A ct  50%Asgối giữa =0,5.188,7= 94.35 mm2 Chọn =6,bước thép u200mm có Asc=141 mm2

- Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau :

As , pb20%Ast=0,2.292.4 = 58.48 mm2 Chọn =6,bước thép u350mm có Asc=85 mm2

- Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa :

Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa

- Nhịp giữa:

) ( 4500 300

2

1 200 2

1 300 2

1 4800 2

1 2

- Tĩnh tải do bản sàn truyền vào:

gl1 =3,376*2.1=7.08 (kN/m) Trọng lượng bản thân dầm phụ:

Trang 7

TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh gbt = 1,1  bdp(hdp – hb)=1.1*25*0.2(0.4-0.08) =1,76(kN/m) Tổng tĩnh tải:

gp= gl1 + gbt = 7.08+1,76= 8,85 (kN/m)

3.2.2 Hoạt tải:

) / ( 64 , 17 1 2

* 4 8

* Đối với nhịp biên: l = lb = 4660 (mm)

* Đối với nhịp giữa: l = lg =4500 (mm)

* Β và k tra bảng phụ lục 8 có nội suy phụ thuộc:

1764 

* Tung độ hình bao mômen ( nhánh dương):

+ Tại nhịp biên : M+=β1qdplb2= β1 x 26,49 x 4.662= β1 x 575.2 ( kNm) +Tại nhịp giữa: M+=β1qdplg2= β1 x 26,49 x 4,52= β1 x 536.4 ( kNm) Tung độ hình bao mômen ( nhánh âm)

+Tại nhịp giữa: M+=β2qdplg2= β2 x 26.49 x 4.52= β2 x 536.4 ( kNm) Tra phụ lục 08, với tỷ số

dp

dp g

p

= 2.0 => hệ số k = 0,20 và β ta có bảng kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng :

Bảng giá trị mômen của dầm phụ :

Bảng chỉ thể hiện một nữa dầm một nữa còn lại dối xứng với nó

-Nhịp biên

Trang 9

a) Tại tiết diện ở nhịp biên:

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm

Giả thiết anhịp = 30 mm Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm

Tính diện tích cốt thép:

s

0 b s

R

10.34.52

M

ξ = 1 - 12m 1 12.0,220,251

) ( 563 280

370 200 5 , 8 251 , 0 R

R

s

0 b

b) Tại tiết diện ở gối :

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm

Giả thiết agối = 40 mm Suy ra ho = h – agối = 400 –40 = 360 mm

s

0 b s

R

Trang 10

Trong đó:

360.200.5,8

10.35.38

M

ξ = 1 - 12m 1 12.0,17 0,187

) ( 7 408 280

360 200 5 , 8 187 , 0 R

R

s

0 b

c) Tại tiết diện ở nhịp giữa:

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm

Tính diện tích cốt thép :

s

0 b s

R

10.52.33

M

ξ = 1 - 12m 1 12.0,144 0,156

) ( 350 280

370 200 5 , 8 156 , 0 R

R

s

0 b

Trang 11

Bảng chọn thép cho các tiết diện chính của dầm

Các phương án bố trí thép Nhận xét phương án 1 là phương án tối ưu nhất trong các phương án, phương án này cho ta cách bố trí hợp lí hơn cả

Do đó ở đây ta chọn phướng án thứ nhất để tính toán và bố trí cốt thép

Phương án 1 được thể hiện ở hình dưới, trong đó chỉ rõ các thanh được dùng phối hợp giữa các đoạn

Bảng kiểm tra hàm lượng cốt thép

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3

) 710 ( 14 2 16

2   mm2

) 616 ( 14

4 mm2

) 603 ( 16

3 mm2

) 462 ( 14

3 mm2

) 534 ( 12 2 14

2   mm2

) 462 ( 14

3 mm2

16

2 (402mm2)

) 402 ( 16

2 mm2

) 380 ( 14 1 12

2   mm2

Sơ đồ bố trí thép

Trang 12

Tiết diện M

(kNm)

As(mm2)

As chọn(mm2)

2 

b

+ Chọn cốt đai là thép A-I có Rsw=225MPa, Es = 21.104MPa

Từ biểu đồ lực cắt của dầm, nhận xét Qmax = Q2T= 74.06kN

* Xét tiết diện mép trái gối B có Qmax = Q2T= 74.06kN, có ho = 360 mm Với chiều cao dầm phụ là 400mm, ta chọn đai 6 và khoảng cách các đai theo cấu

33 , 133 3

400 3

h u

chọn u = 150

- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính tại tiết diện mép trái gối B

o b b1 w1 T

B 0,3 .R b.h

Q   Trong đó w1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông gócvới trục cấu kiện, được xác định theo công thức: w115.α.w

23.10

21.10E

n

μ sw

w  a  

Từ đó tính được w1  1  5.α.w  1  5 9 , 13 0 , 0019  1,086< 1,3 (thoả mãn) Giá trị  1:hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau được tính theo: b1  1 R b  1  0 , 01 11 , 5  0 , 885

Tính được 0,3.w1.b1.Rb.b.ho = 0,3.1,086.0,885.8,5.200.360 = 176460N = 176N Nhận xét: QBT=74.06kN < 176kN: thoã mãn điều kiện

0 bt n f b2

b (1 ).R b.h

M   Trong đó:

b.h

.h' u 0,75.

o

f f

Trang 13

n

 là hệ số xét đến lực dọc trục ,do dầm không kể đến nên ta có n 0

Từ đó tính:

kN.m 2 , 46 N.mm 46267200 200.360

0,19).0,75 2.(1

.b.h ).R (1

Mb b2 f n bt 20   2  

247 , 1 06 74

2 , 46

* 2 2

* 2

2 0

*  h  

Lấy C=C*=1247mm và C0=2h0=2*360=720mm Với tải phân bố

kN C

M b

17.34247,1

62.42

kN bh

R bt n f

b ( 1 ) 0 , 6 * 0 , 75 * 200 * 360 3240 32 , 40

Qbmin  3   0   Lấy Qb  34 , 17 Q bmin

mm N m kN h

Q

360,0

*2

40.32

2 0

min

186 17

34

3 28

A R

Theo cấu tạo:

h=400<500 quy định (150mm và 0,5h=200)

mm Q

bh R

3931000

*06.74

360

*200

*75,0

*5,1)

1

max

2 0 4

IV TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

4.1 Sơ đồ tính toán

Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp, kích thước tiết diện dầm hdc=600mm, bdc=300mm, bề rộng cột bc=400mm, đoạn dầm kề lên tường bằng chiều dày tường bt= 200mm nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng l=6300mm

Sơ đồ tính của dầm chính

Trang 14

G  dp  

- Tĩnh tải di chính dầm chính gây ra:

) ( 009 , 9 1 , 2

* ) 08 , 0 6 , 0 (

* 3 , 0

* 25

* 1 , 1 ).

.(

1 ,

Trang 15

Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: pPd*l217.64*4.884.67(kN)

4.3 Xác định nội lực:

Ta tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen và lực cắt dựa vào phương pháp tổ hợp tải trọng, rồi xác định nội lực rồi tổ hợp nội lực để vẽ được biểu đồ bao môme và lực cắt

4.3.1 Biểu đồ bao momen:

Xác định biểu đồ bao mômen:

Tìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm Xác định biểu đồ mômen uốn do tỉnh tải G:

Tra bảng ta được hệ số :

MG = xGxL=  x 51.4 x 4.8= 246.72 x  (kNm) Xác định biểu đồ mômen uốn do các hoạt tải Pi tác dụng:

MPi = xPxL=  x 84.67x 4.8 = 406.416 x  (kNm)

Trang 16

0,143 35.28

-0,286 -70.56

0,079 19.4

0,111 27.3

-0,190 -46.8

MP1

0,286 116.2

0,238 96.72

-0,143 -58.1

-0,127 -51.6

-0,111 -45.11

-0,095 -38.6

MP2

-0,048 -19.5

-0,095 -38.6

-0,143 -58.11

0,206 83.72

0,222 90.22

-0,095 -38.6

MP3 134.33 88.2

-0,321 -130.4 81.74 120

-0,048 -19.5

Trang 17

MP4

-0.031 -12.6

-0,063 -25.6

-0,095

-0,286 -116.2

0,036 14.63 -9.61 -34.86

-0,143 -58.11

-0,190 -77.21 -38.6 0.0

0,095 38.6

134.33

a

b 130.4

19.5130.4

81.74

M3 M4

120Ñôn vò: kNm

Trang 18

* Sơ đồ e:

Đoạn dầm BC M3= 177.8-38.6- ( 116.2 – 38.6 )/3 = 113 (kNm) M4 = 177.8- 38.6-2(116.2-38.6)/3 =84.46(kNm)

Ñôn vò: kNm

Trang 19

* Sơ đồ g:

M1 =177.8 – 77.21 /3 = 152 (kNm) M2 = 177.8 -2 x 77.21/3 = 126.3 (kNm) M3 = (38.6+77.21)/3-77.21=- 38.6(kNm) M4 =2x(38.6+77.21)/3-77.21=0.0(kNm)

Trang 20

Sơ đồ mômen trong dầm

Trang 21

2100

) 150 2100

M = ( 163 17 81 ) 17 81 150

2100

) 150 2100

Trang 22

Hình vẽ gối C

4.3.2.Biểu đồ bao lực cắt : 4.3.2.1 Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải

Tính và vẽ biểu đồ lực cắt

Ta có quan hệ giữa mmen và lực cắt : “ Đạo hàm của mômen chính là lực cắt ” Vậy ta có : M’ = Q = tgα

Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x , chênh lệch mômen của hai tiết diện

là M = Ma – Mb Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là: Q =

x M

Trang 23

12.2

96.9

Trang 24

a) Tại tiết diện ở nhịp biên:

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng tiết diện chữ nhật bdc x hdc = 300 x 600 mm

s

0 b s

R

10.71.210

M

ξ = 1 - 12m 1 12.0,2730,326

) ( 1634 280

550 300 5 , 8 326 , 0 R

R

s

0 b

b) Tại tiết diện ở gối B:

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện chữ nhật bdc x hdc = 300 x 650 mm

Giả thiết agối = 70 mm Suy ra ho = h – agối = 600 – 70 = 530 mm

s

0 b s

R

10.9.200

M

Trang 25

* ξ = 1 - 12m 1 12.0,280 0,336

280

.530.300.5,8.336,0R

R

s

0 b

c) Tại tiết diện ở nhịp giữa:

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng tiết diện chữ nhật bdc x hdc = 300 x 600 mm

s

0 b s

R

10.3,117

R

s

0 b

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 13

d) Tại tiết diện ở gối C:

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện chữ nhật bdc x hdc = 300 x 600 mm

Giả thiết agối = 70 mm Suy ra ho = h – agối = 600 – 70 = 530 mm

Tính diện tích cốt thép :

s

0 b s

R

10.163

R

s

0 b

Trang 26

R

R bh

max

280

5 , 11 6225 ,

Q = 143 (kN) và ph

C tr

C Q

Q  = 171 (kN) Kiểm tra điều kiện tính toán :

Q > b3(1f n)R bt bh o 0,6(100)0,751030,30,5574.25kN

(b3 0,6: tra bảng)

cần phải tính cốt ngang (cốt đai và cốt xiên )chụi lực cắt

Chọn cốt đai 8 (asw = 50,3 mm2 ), số nhánh cốt đai n =2

Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

) ( 200 3

600 3

mm

mm h

Trang 27

4,107,1220300

502.10.23

10.2151

E sw

b

s w



915 , 0 5 , 8 01 , 0 1 1

- Khả năng chịu cắt của cốt đai :

)(5,79220

50.2.175

kN u

na R

- Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn 10(asw = 78,5 mm2), n = 2 nhánh

- Tổng số lượng cốt treo cần thiết

175 5 , 78 2

) 560

260 1 ( 10 51 127 ) 1

R na h

h F

+ Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

+ Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm và ao,gối =40mm

- Khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm

m oth b b

s

bh R

Trang 28

Bảng tính khả năng chịu lực của dầm chính

(mm2)

ath (mm)

hoth

(kNm)

0.384 0.208 0.166

214

164 135.3

0.384 0.208 0.166

214

164 135.3

0.384 0.208 0.166

214

164 135.3 Nhịp 2

0,248 0,166

190 135.3

14.2

Biểu Đồ bao vật liệu

4.5.2 Xác định tiết diện cắt lí thuyết:

- Vị trí tiết diện cắt lí thuyết x, được xác định theo tam giác đồng dạng

Bảngxác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

4.5.2.1 Bên trái gối B:

* Bên trái gối B khi cắt đi 218 khả năng chịu lực của 320  118 còn là

kNm

M td 164 Theo hình bao Mômen thì tiết diện có M = 164 kNm nằm trong đoạn gần

gối B, ở đó có độ dốc của hình bao mômen là:

094 0 2100

22 3 9

Trang 29

mm

094 0

164 9

200  

+ Đoạn kéo dài W:

mm W

d

W 20  2020400 + Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế:

mm W

3 135 9

200  

+ Đoạn kéo dài W:

mm W

d

W 20  2020400 + Chiều dài từ trục gối B đến điểm cắt thực tế:

mm W

W (mm )

Ltt

(mm )

Trang 31

4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W

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

q

Q Q sw

inc s

2052

8,

Q: lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết ,lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen

Qs,inc: khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc

Qs.inc = Rs,incAs,incsinα ;

Trang 32

qsw: khả năng chụi cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết :

Trang 33

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,16 MB