xây dưng

Đồ án Bê Tông 1 1 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc ĐỀ BÀI : VI-1-d-C MẶT BẰNG SÀN : 1 2 3 4 5 6 A B C D E L 1 3L 1 3L 1 3L 1 3L 1 3L 1 L 2 L 2 L 2 L 2 dầm phụ dầm chính SỐ LIỆU : - Hoạt tải tiêu chuẩn: p c = 1400 (kG/m 2 ) - Kích thước cạnh ngắn: L 1 = 2.9 m - Kích thước cạnh dài: L 2 = 6.2 m - Vật liệu : Bê tông # 200 ,R n = 90 (kG/cm 2 ), R k = 7.5 (kG/cm 2 ) Cốt thép : φ ≤ 10 , R a = 2300 (kG/cm 2 ) φ > 10 , R a = 2700 (kG/cm 2 ) - Chiều dày tường chòu lực : b t =340 - Đoạn âm vào tường của : Sàn: S b =110 Dầm phụ: S dp = 220 Dầm chính: S dc = 340 Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Đồ án Bê Tông 1 2 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc THUYẾT MINH TÍNH TOÁN I .TÍNH TOÁN BẢN SÀN: I.1.Sơ đồ tính và nhòp tính toán : a.Sơ đồ tính : Xét tỷ số : 2138.2 9.2 2.6 2 >== l l l ⇒ Xem bản sàn là bản dầm làm việc theo một phương. Khi tính toán cắt một dải bản rộng b =1m theo phương vuông góc với dầm phụ và ta tính như một dầm liên tục. b.Lựa chọn kích thước tiết diện : Chọn bản sàn có chiều dày là : h b = 10 cm Chiều cao dầm phụ : h dp = (1/12÷1/16)×L dp Chọn h dp = 60 cm Ta có bề rộng dầm phụ : b dp = (1/2 ÷ 1/4)×h dp = (1/2 ÷ 1/4)×60 Chọn b dp = 25 cm Vậy kích thước sơ bộ của dầm phụ là : 25 cm×60cm Chiều cao dầm chính : h dc = (1/12÷1/14)×L dc Chọn h dc = 115 cm Ta có bề rộng dầm chính : b dc = (1/2 ÷ 1/4)×h dc = (1/2 ÷ 1/4)×115 Chọn b dc = 40 cm Vậy kích thước sơ bộ của dầm chính là : 40 cm×115 cm c.Xác đònh nhòp tính toán của bản :  Nhòp biên : L ob = 1 0.25 0.34 0.11 2.9 2.66 2 2 dp b t C L m + − + − − = − =  Nhòp giữa : L o = L 1 – b dp = 2.9 – 0.25 = 2.65 m Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Đồ án Bê Tông 1 3 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc L1=2900 600 Mặt cắt A-A 110 340 L1=2900L1=2900 CBA 250 250Lob=2660 Lo=2650 Lo=2650 100 I.2.Tải trọng tính toán :  Hoạt tải tính toán : P tt = P tc × n = 1.4×1.2 = 1.68 T/m 2  Tónh tải : căn cứ theo cấu tạo mặt sàn Ta có trọng lượng của mỗi lớp : g i = γ i ×δ i ×n i ×1 m Gạch Ceramic dày 1cm, dung trọng 2T/m3, n =1.1 Lớp vữa lót dày 2cm, dung trọng 1.8T/m3, n =1.3 Lớp vữa trát dày 1.5cm, dung trọng 1.8T/m3, n =1.3 Các lớp cấu tạo sàn Bêtông sàn dày 10cm, dung trọng 2.5T/m3, n =1.1 Tónh tải do các lớp cấu tạo sàn như sau : g 1 = γ 1 ×δ 1 ×n 1 = 2×0.01×1.1×1 m = 0.022 (T/m) g 2 = γ 2 ×δ 2 ×n 2 = 1.8×0.02×1.2×1 m = 0.0468 (T/m) g 3 = γ 3 ×δ 3 ×n 3 = 2.5×0.1×1.1×1 m = 0.275 (T/m) Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Đồ án Bê Tông 1 4 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc g 4 = γ 4 ×δ 4 ×n 4 = 1.8×0.015×1.2×1 m = 0.0351 (T/m) Tổng tónh tải tính toán : G tt = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 = 0.3672 (T/m)  Tổng tải trọng tác dụng lên sàn : q b = G tt + P tt = 0.3672 + 1.68 = 2.0472 (T/m) Vì bản được tính như một dầm liên tục đều nhòp có bề rộng b =1m nên tải trọng tính toán phân bố đều trên một 1m bản sàn là : q tt = q b ×1 = 2.0472 (T/m) I.3.Xác đònh nội lực : Để an toàn, ta chọn L o = max(L o ,L ob ) = L ob = 2.66 m Moment lớn nhất ở nhòp biên và gối thứ 2: 2 2 max 2.0472 2.66 1.317( ) 11 11 ob s L M Q Tm × = ± = ± = ± Moment lớn nhất ở các nhòp giữa và các gối giữa: 2 2 max 2.0472 2.66 0.905( ) 16 16 ob s L M Q Tm × = ± = ± = ± Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) L o =2650 q = 2.0472 T/m L o =2650L ob =2660 Đồ án Bê Tông 1 5 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc Biểu đồ bao moment - - + + + 1.317 Tm 2660 2650 2650 0.905 Tm 0.905 Tm I.4.Tính cốt thép : − Bản sàn được coi như dầm liên tục có tiết diện chữ nhật b×h = 100x10 cm − Chọn a = 1.5 cm nên chiều cao tính toán của bản : h 0 = h b – a = 10 – 1.5 = 8.5 cm − Dùng thép AI có Ra = 2300 kG/cm 2 − Tính cốt thép cho bản sàn ta áp dụng công thức như đối với dầm chòu uốn : A = 2 0 hbR M n ×× ≤ A 0 = 0.428 ⇒ đặt cốt đơn α = A211 −− F a = a n R hbR 0 . α µ = %100 × o c bh Fa Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Tiết diện M (kG.m) A α Fat (cm 2 ) Fa c µ (%) φ (mm) a (mm) Fa c (cm 2 ) Nhòp biên và Gối 2 1316.833 0.203 0.229 7.61 10 100 7.9 0.929 Nhòp giữa và Gối giữa 905.323 0.139 0.151 5.01 8 100 5 0.588 Đồ án Bê Tông 1 6 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc • Uốn thép chòu lực : Xét tỷ số 1680 4.575 351.4 tt tt P G = = từ đó ta có : Góc uốn cốt thép lấy bằng 30 0 (vì 3 < P tt /G tt < 5) Điểm uốn cách mép gối 1 đoạn: 1/6L =1/6×2660 = 440 mm Đoạn dài từ mút cốt thép đến mép gối là: 1/4L =1/4×2660 = 665 mm • Chọn thép cấu tạo ( phân bố theo phương L 2 ): φ8a300 có diện tích tiết diện thép trong 1m bề rộng của bản là 3.14×0.8 2 /4×1000/300 = 1.67 cm 2 Theo lý thuyết, ta có thể giảm 20% lượng cốt thép ở các nhòp giữa và gối giữa so với nhòp biên và gối biên (Mặt cắt B-B) : Tương tự ta cókết quả sau: I.5. Bố trí cốt thép: (xem bản vẽ) Ở nhòp biên và gối biên cần φ10a100, ở nhòp giữa và gối giữa cần φ8a100 Suy ra khi bố trí thép như hình vẽ, tại gối biên (gối 2) sẽ thiếu một lượng thép bằng: (3.9 – 2.5) = 1.4 (cm 2 ) nên ta gia cường cốt mũ tại đây thép φ6a200 Vì chênh lệch không nhiều, ta cũng chọn cốt mũ gia cường cho phần được giảm 20% cốt thép là φ6a200 II.TÍNH TOÁN DẦM PHỤ: II.1.Sơ đồ tính toán : Theo giả thiết về kích thước dầm chính (40×115) cm. Ta xác đònh được các nhòp tính toán của dầm phụ:  Nhòp giữa : L o = L 2 - b dc = 6.2 – 0.4 = 5.8 m  Nhòp biên : L ob = m cbt L dc 94.5 2 22.04.034.0 2.6 2 2 = −+ −= −+ − II.2.Xác đònh tải trọng : − Hoạt tải : P dp = P b ×L 1 = 1680×2.9 = 4872 (kG/m) − Tónh tải : G dp = g b ×L 1 + g 0 = 367.2×2.9 + 343.75 = 1408.6 (kG/m) Với : g 0 = b dp ×(h dp - h b )×γ×n = 0.25×(0.6-0.1)×2500×1.1 = 343.75 (kG/m) Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Tiết diện Fa t (cm 2 ) Fa c µ (%) φ (mm) a (mm) Fa c (cm 2 ) Nhòp biên và Gối 2 6.084157 8/10 100 6.4 0.753 Nhòp giữa và Gối giữa 4.006239 6/8 100 3.9 0.459 Sơ đồ tính dầm phụ Lob=5940 Lo=5800 6.281 T/m Lo=5800 Đồ án Bê Tông 1 7 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc − Tải trọng tác dụng lên dầm phụ : Q dp = 4872 + 1408.6 = 6280.6 (kG/m) Tỷ số : 4872 3.459 1408.6 dp dp P G = = II.3.Xác đònh nội lực : a. Xác đònh moment : • Tung độ bao moment được xác đònh theo công thức : M = βq d L Trong đó β tra bảng và kết quả tính toán được trình bày trong bảng • Moment âm ở nhòp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn x = KL ob = 0.302×5.94 = 1.796 m Trong đó, K=0.302 được tra bảng theo tỷ số tải trọng 3.459 ở trên • Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn : Đối với biên trái : 0.2×L ob = 0.2×5.94 = 1.188 m Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Dầm chính Dầm phụ 400 Mặt cắt C-C Lo=5800 L2=6200 1150 600 1 2 3 L2=6200 L2=6200 Lob=5940 340 400Lo=5800 220 14.404 0 1 2 2' 3 4 5 5 6 7 7' 8 9 10 20.166 19.944 16.620 4.432 15.845 15.845 3.803 7.782 12.254 3.962 13.205 12.254 3.539 3.803 6.515 13.205 Đồ án Bê Tông 1 8 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc Đối với biên phải : 0.15×L ob = 0.15×5.94 = 0.891 m BẢNG TÍNH BIỂU ĐỒ BAO MOMENT Nhòp Tiết diện Lo (m) Q dp .L o 2 β 1 β 2 M + (kG.m) M - (kG.m) Biên 0 5.94 221603.2 0 0 1 0.065 14404.2 2 0.09 19944.3 2' 0.091 20165.9 3 0.075 16620.2 4 0.02 4432.06 5 -0.0715 -15844.6 Giữa 6 5.8 211280.4 0.018 -0.0368 3803.05 -7782.45 7 0.058 -0.0188 12254.3 -3961.95 7' 0.0625 13205 8 0.058 -0.0168 12254.3 -3539.39 9 0.018 -0.0308 3803.05 -6514.77 10 -0.0625 -13205 11 0.018 -0.0289 3803.05 -6109.67 12 0.058 -0.0128 12254.3 -2694.26 12' 0.0625 13205 13 0.058 -0.0128 12254.3 -2694.26 14 0.018 -0.0289 3803.05 -6109.67 BIỂU ĐỒ BAO MOMENT b. Xác đònh lực cắt : Q A = 0.4×Q dp ×L ob = 0.4×6.281×5.94 = 14.923 T Q B T = 0.6×Q dp ×L ob = 0.6×6.281×5.94 = 22.384 T Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Đồ án Bê Tông 1 9 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc Q B P = 0.5× Q dp ×L o = 0.5 ×6.281×5.8 = 18.214 T Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ Lob=5940 Lo=5800 Lo=5800 14.923 T 22.384 T 18.214 T 18.214 T II.4.Tính cốt thép : a.Tính cốt thép dọc : • Tính cốt dọc với tiết diện chòu moment âm :  Momen âm xuất hiện tại các gối tựa, tại các gối tựa này cốt thép được tính với tiết diện hình chữ nhật (25cm×60cm). Giả thiết lớp bêtông bảo vệ a = 4cm nên chiều cao có ích h o = h - a = 60 – 4 = 56 cm  Dùng thép AI có Ra = 2300 kG/cm 2  Các gối tựa B, C tiết diện chòu momen âm ta sử dụng công thức tính : A = 2 0 hbR M n ×× ≤ A 0 = 0.428 ⇒ đặt cốt đơn α = A211 −− F a = a n R hbR 0 . α µ = %100 × o c bh Fa • Tính cốt dọc với tiết diện chòu momen dương :  Momen dương ở các nhòp được tính với tiết diện chữ T  Xác đònh kích thước của tiết diện như sau : b c : b c = b + 2c Trong đó c là giá trò nhỏ nhất trong ba giá trò sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm : c = 1/2 × L ob = 1/2 × 266 = 133 cm Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) Đồ án Bê Tông 1 10 GVHD: Ths.Trần Tiến Đắc  Một phần sáu nhòp của dầm : c = 1/6 × L dp = 1/6 × 594 = 99 cm  Và: c = 9h c = 90 cm Vậy : b c = 25 + 2×90 = 205 cm • Xác đònh vò trí đường trung hoà : M c = R n × b c ×h c ×( h 0 - 0.5×h c ) = 90×205×10×(60 - 4 - 0.5×10) = 94095 kG = 94.095 T Tại các tiết diện giữa nhòp ta luôn có M c > M max nên trục trung hoà đi qua cánh. Do đó tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ nhật lớn (205cm×60cm) Các giá trò tính toán được trình bày trong bảng Tiết Diện M (kGm) A α Fa t (cm 2 ) Fa c µ (%) Số câ y φ Số câ y φ Fac Biên 20165. 9 0.035 0.035 13.58 3 22 2 14 14.48 1.03 4 Gối 2 15844. 6 0.225 0.258 12.03 3 22 2 14 14.48 1.03 4 Nhòp giữa 13205 0.023 0.023 8.84 2 22 2 14 10.67 0.76 3 Gối giữa 13205 0.187 0.209 9.75 2 22 2 14 10.67 0.76 3 Nhóm 02 Sv: Nguyễn Ngọc Toàn (80202733) c b h d h b c