I. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN: 1. Tính toán bản sàn: 1.1. Phân loại bản sàn: Xét tỉ số 2 cạnh ô bảnnên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn. 1.2. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn: Với Chọn D = 1,3 Với ụ bản chịu uốn một phương cú 2 bản song song thỡ Chọn hb = 80(mm) ≥ hmin = 70(mm) Xác định kích thước sơ bộ của dầm phụ: Chọn hdp = 400(mm) Chọn bdp = 200(mm) Xác định kích thước sơ bộ của dầm chính Chọn:hdc = 700(mm) Chọn bdc = 300(mm) 1.3. Sơ đồ tính: Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải có bề rộng b =1(m) Xem bản như 1 dầm liên tục nhiều nhịp,gối tựa là tường biên và các dầm phụ.Bản sàn đuợc tính theo sơ đồ khớp dẻo,nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. Đối với nhịp biên: Đối với các nhịp giữa: Lg = L1 bdp = 2100 200 = 1900(mm) Chênh lệch giữa các nhịp:
TRNG I HC M A CHT N MễN HC Bấ TễNG CT THẫP I GVHD:Ngyn Vn Mnh SVTH: Bựi Vn Ngha MSSV: 1531070040 l1 l2 bt P tc (m) (m) (mm (KN/m ) ) 2,1 5,4 0,3 4,5 f ,p = 1, Bêtông B20 (MPa) Rb = Rbt= Cốt thép Sàn Cốt Cốt AI đai dọc (MPa) AI AII (MPa) (MPa) Rs=2 25 Sơ đồ sàn Rsw=17 Rs=28 tính toán cấu kiện: Tính toán sàn: 1.1 Phân loại sàn: Xét tỉ số cạnh ô nên thuộc loại dầm, làm việc phơng theo cạnh ngắn I I.2 Chọn sơ kích thớc cấu kiện Xác định sơ chiều dày sàn: D = (0,8 ữ 1, 4) Với Chọn D = 1,3 Vi ụ bn chu un mt phng cú bn song song thỡ m = (30 ữ 35) Chọn hb = 80(mm) hmin = 70(mm) Xác định kích thớc sơ dầm phụ: Chọn hdp = 400(mm) Chọn bdp = 200(mm) Xác định kích thớc sơ dầm Chn: hdc = 700(mm) Chọn bdc = 300(mm) 1.3 Sơ đồ tính: Cắt theo phơng cạnh ngắn dải có bề rộng b =1(m) Xem nh dầm liên tục nhiều nhịp,gối tựa tờng biên dầm phụ.Bản sàn đuợc tính theo sơ đồ khớp dẻo,nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp biên: Đối với nhịp giữa: Lg = L1 - bdp = 2100 - 200 = 1900(mm) Chênh lệch nhịp: 1.4 Xác định tải trọng: Tĩnh tải: Xác định trọng lợng thân lớp cấu tạo sàn: g s = ( i ì f ,i ì i ) Mặt cắt sàn STT Lớp cấu tạo Gạch lát Vũa lát Trọng lChiề ợng riêng u i (KN/m3 dày ) i (m m) 15 30 25 20 Trị tiêu chuẩn g tc (KN/m ) Hệ số độ tin cậy tải trọng Trị tính gs toán (KN/m2) f ,i 0,375 0,6 1,1 1,2 0,413 0,72 Bản 80 BTCT Vũa trát 15 Tổng cộng 25 1,75 1,1 2,2 20 0,3 3,025 1,2 0,36 3,693 Hoạt tải: Hoạt tải tính toán: ps = Tổng tải: Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có b = 1(m) q = (gs + ps) x b = (3,693 + 5,4) x = 9,093(kN/m) 1.5 Xác định nội lực: Sơ đồ tính toán sàn Mômen lớn nhịp biên: Mômen lớn gối thứ 2: Mômen lớn nhịp gối giữa: Lực cắt mép gối sát tờng: Q = 0,4 x q x Lb = 0,4 x 9,093 x1,89 =6,87(kN) Lực cắt gối biên: Q = 0,6 x q x Lb = 0,6 x 9,093 x1,89 =10,3 (kN) Lực cắt gối giữa: Q = 0,5 x q x Lg = 0,5 x 9,093 x 1,9 =8,63 (kN) Biểu đồ mômen lực cắt 1.6 Tính cốt thép: - Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb =11,5(MPa) R s = 225(MPa) - Cốt thép sàn sử dụng loại AI : Tính toán cốt thép nh cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn b ì h = 1000 ì 80mm a = 15(mm) Giả thiết: - Tính cốt thép theo bớc sau: h0 = hb - a = 80 - 15 = 65(mm) m = M pl = 0, R b bh 02 = 0, 37 ( = 0,5 + m As = ) M R s h Tính: Kiểm tra hàm lợng cốt thép: Ta có bảng số liêu tinh toán : M Chọn cốt thép Tiết diện (KNm) Nhịp biên Gối 2,9 Nhịp gối 2,9 m 0,05 0,05 0,04 a (mm (mm2 (%) (mm ) ) ) 0,97 204,4 0,3 6/8 150 0,97 204,4 0,3 6/8 150 0,98 181,4 0,2 6/8 200 As - Kiểm tra chiều cao làm việc Tại tiết diện dùng ta có: h0 A sc (mm2 ) 262 262 196 : Chọn abv = 10(mm) h0 = h - a = 80 - (10 + 3) = 67(mm) > 65(mm) Thoả mãn - Kiểm tra điều kiện lực cắt: ứng với trờng hợp bất lợi C = 2h Thoả mãn 1.7 Bố trí cốt thép: - Xét tỉ số: Nu ps > => = gs Chọn: - Đối với ô liên kết biên (vùng gạch chéo) đợc giảm 20% lợng cốt thép so với kết tính đợc gối nhịp giữa: As = 0,8 x 181,41 = 145,13(mm2) Chọn: Cốt thép mũ cấu tao chịu mômen âm dọc theo gối biên phía dầm đợc xác định: Chọn: Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: Chọn: Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: lan = 120(mm) > 10d Tính dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo: 2.1 Số liệu tính toán: Dầm phụ dầm liên tục nhịp, nhịp kê lên dầm chính, nhịp biên kê lên dầm tờng biên, đoạn gối kê lên tờng lấy: a = 22(cm) Theo giả thiết kích thớc dầm chính: b x h = 30 x 70cm Ta xác định đợc nhịp tính toán dầm phụ Nhịp giữa: Lấy lg khoảng cách hai mép dầm chính: lg = l2 - bdc = 5,4 - 0,3 = 5,1(m) Nhịp biên: lb Lấy khoảng cách từ mép dầm đến tâm gối tựa tờng: Chênh lệch nhịp: 2.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên dầm phụ: Vì khoảng cách dầm nhau, l = 2,1(m) nên: Hoạt tải: pdp = ps.l1 = 5,4 x 2,1 =11,34(kN/m) Tĩnh tải: gdp = gs.l1 + g0 Trong đó: g0 Trọng lợng thân phần sờn dầm phụ: Với: l 1m dầm Thay số vào ta có: gdp = 3,693 x 2,1 + 1,85 =9,6(kN/m) Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ: qdp = pdp + gdp = 11,34 + 9,6 = 20,94(kN/m) Sơ đồ tính dầm phụ 2.3 Tính nội lực: Tính vẽ biểu đồ bao mômen: Tung độ biểu đồ bao mômen nhánh max: M = 1.q d l Tung độ biểu đồ bao mômen nhánh min: M = q d l Đoạn dầm kê lên tờng bằng: a = 230(mm) Nhịp tính toán nhịp nhịp biên bằng: Sơ đồ tính dầm 3.2 Tải trọng Hoạt tải tập trung P: Do Tĩnh tải tập trung G: G = G1 + G Trong đó: + + G1 G0 : Lực tập trung dầm phụ truyền vào gdp = 9,6(kN/m) : Lực tập trung trọng lợng thân phần sờn dầm 3.3 Tính vẽ biểu đồ mômen Sử dụng tính chất đối xứng để vẽ biểu đồ mômen Biểu đồ mômen: M Pi Biểu đồ mômen : Xét trờng hợp bất lợi hoạt tải: Tung độ biểu đồ mômen: M max = M G + max M Pi M = M G + M Pi G G G G G G MG P P P P Mp1 P P Mp2 P P P P Mp3 P P Mp4 Các trờng hợp tổ hợp tải trọng Dùng phơng pháp treo biểu đồ để tìm mômen tiết diện không biết hệ số : Tính: M 2.1 = M X1 Momen (kN.m) M M M M M M 2.2 = M X Tính toán tổ hợp mômen B 0.244 96,19 0.289 111,47 -0.044 -16,97 0.156 61,5 0.244 94,12 -0.089 -34,33 114,45 62,78 7,27 210,64 79,22 14,6 155,62 27,17 -0.267 -105,26 -0.133 -51,3 -0.133 -51,3 -0.311 -119,96 0.044 16,97 -88,29 -215,22 0.067 26,41 -0.133 -51,3 0.2 77,14 -66,27 0.2 77,14 47,98 85,7 -14,95 103,55 -24,89 -51,82 112,11 -39,86 Biểu đồ bao mômen dầm 0.067 26,41 - Tớnh momen mộp gi: + Xột gi 2: T biu bao momen nhn thy phớa bờn phi gi biu M ớt dc hn phớa bờn trỏi Tớnh momen bờn phi s cú giỏ tr tuyt i ln hn dc ca biu momen gn gi l: S TNH Mmg2 3.4 Tính vẽ biểu đồ lực cắt Biểu đồ lực cắt Các biểu đồ Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ biểu đồ bao lực cắt Q max = QG + max Q Pi Qmin = QG + Q Pi Dùng phơng pháp mặt cắt để xác định lực cắt đoạn giá trị (tại tiết diện có lực tập trung,biểu đồ lực cất có giá trị trị số lực tập trung P ) Tính toán tổ hợp lực cắt Bên Giữa Bên Bên Giữa phải nhịp trái phải nhịp gối biên gối gối QG Q QP Q QP Q QP Q 0.73 45,8 0.86 53,0 0.13 16,80 10,04 -8,14 10,04 0.68 42,1 21.27 Q Qmax Qmin 3,32 98,9 37,7 -79,2 62,58 -69,37 0 -0.133 -8,14 61,23 -1.311 1.222 -80,27 0.044 74,82 -0.222 -1.133 QP -1.267 3,322 13,48 38,07 2,69 -16,76 -76,51 137,4 -87,34 45,82 16,76 16,76 16,76 16,76 Biểu đồ bao lực cắt dầm 3.5 Tính cốt thép dọc: Với tiết diện chịu mômen âm: Cánh tiết diện nằm vùng kéo Tính nh tiết diện chữ nhật: gối,thép dầm phải đặt xuống dới hàng cốt thép dầm phụ nên a lớn + Tại gối 2: Mmg2 = 202,28(kN.m) Giả thiết: a = 5cm h0 = h - a = 70 - = 65(cm) thoả mãn điều kiện hạn chế Với tiết diện chịu mômen dơng: Cánh nằm vùng nén, tham gia chịu lực sờn h'f = hb Tính theo tiết diện chữ T có chiều dày cánh + Bề rộng cánh tính toán: b 'f = b + 2Sf Trong đó: Chọn Sf = 0, 48(m) b 'f = b + 2Sf = 0,3 + ì 0, 48 = 1, 26(m) = 1260(mm) Vậy Kích thớc tiết diện chữ T + Vị trí trục trung hoà: Giả thiết: a = 50mm h0 = h - a = 700 - 50 = 650(mm) Ta có: = 707112000(N.mm) = 707,112(kN.m) Từ biểu đồ bao mômen ta có: M f > M max Trục trung hoà qua cánh Tính nh tiết diện chữ nhật: + Tại nhịp biên: M = 210,64(kN.m) Thoả mãn điều kiện hạn chế + Tại nhịp giữa: M = 103,55(kN.m) Thoả mãn điều kiện hạn chế Chọn bố trí cốt thép dọc a bv = 30 t (max , 25) Phía dới lấy mm; a bv = 30 t (max ,30) Phía lấy mm; As Tiết diện tính (cm2) Chọn cốt thép As chọn (cm2) h gt0 h 0tt (cm) (cm) Nhịp biên 15,34 15,20 65,0 65,6 Gối 15 14,73 64,0 64,6 Nhịp 7,54 7,60 65,0 65,6 Bố trí thép dọc dầm 3.6 Tính toán cốt thép ngang Dầm có: h = 70(cm) < 80(cm) chọn cốt đai b = 30(cm) < 35(cm) chọn n = A sw = n ì a sw = ì 50, = 100, 6(mm ) Bớc đai cấu tạo + SCT : Đối với đoạn đầu dầm,với dầm chịu tải tập trung l a d = max , a p ữ (với a p khoảng cách tính từ mép gối tựa đến vị trí điểm đặt lực tập trung gần nhất.) ad = 2100(mm) Ta có: h = 700(mm) > 450(mm) + Đối với đoạn dầm lại: Smax Bớc đai lớn : Với Bêtông nặng: + Tính cho đoạn đầu dầm (bên trái gối 2) + Kiểm tra điều kiện hạn chế: Trong đó: w1 = + 5à w Thoả mãn điều kiện hạn chế Stt Bớc đai tính toán : + Kiểm tra điều kiện tính toán: Q 0, 75R bt bh Nếu , đặt cốt đai theo cấu tạo Nếu Q > 0,75R bt bh , đặt cốt đai theo tính toán o n Tit din nghiờng ho(mm ) Qi(kN) 0,75Rbtbho Kết luận Q1P C1 = l1 646 98,95 130,81 Đặt cốt đai cấu tạo Q nb C2 = l1 656 38,07 132,84 Đặt cốt đai cấu tạo QT2 C3 = l1 646 87,34 130,81 Q P2 C4 = l1 646 137,4 130,81 Đặt cốt đai tính toán Đặt cốt đai tinh toan Q ng C5 = l1 656 16,67 132,84 Đặt cốt đai cấu tạo + Tính bớc đai Smax cho đoạn dầm: 1, 5R bt bh 02 Smax i = Qi + Tiết diện tính toán: Lấy C0 = 2h0 = 1,292(m) Qbi = h Mb = 2.Rbt.b ; Mb Ci ; Qb = 0, 6.Rbt b.h0 i = Qi Q bi Q C ; 0i = b ì Q bi Q bi 2h + Tính qswi : q swi = Khi i < 0i Khi 0i i Ci C0 q swi = C C Khi i < i i C0 h0 Khi i > q swi Qi Qbi C0 ( Q Qbi ) = i Mb Ci h0 Qi ì 0i C0 0i + q swi = Qi Q bi h0 Bảng tổng hợp kết tính toán h0 Đoạn (m) Q1P 0,64 Q T 0,64 Q P 0,64 Qi Mb Q bi Q b (kN) (kNm) (kN) (kN) 98,95 225,35 104,65 1,29 87,34 107,3 107,3 Ci (m) C0 (m) 1,29 2,1 2,1 1,29 2,1 137,4 225,35 225,35 Ci h0 107,3 104,65 104,65 q sw Smax i (N/mm) (m) i 0i Ci C0 Q -0,07 0,97 1,6 3,2 37,71 1,70 QT2 -0,18 1,6 3,2 33,28 1,93 Q P2 0,28 1,6 3,2 52,36 1,23 Đoạn P 0,97 0,97 + Tính bớc đai tính toán: Stk = min(SCT ; Smax ; Stt) = (230 ; 1230 ;336,22) = 230(mm) Vậy khu vực gần gối tựa chọn Khu vực dầm lại chọn Ta có: 8a400, n = Qu = Khả chịu cắt cuả bêtông cốt đai: C0 = Tại tiết diện nghiêng nguy hiểm có Mb + q sw C C Mb q sw Vậy bêtông cốt đai đủ khả chịu cắt,không cần tính cốt xiên 3.7 Tính toán cốt treo Tại chỗ dầm phụ kê lên dầm cần có cốt treo để gia cố cho dầm (tránh tập trung ứng suất làm phá hoại dầm chính) Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm là: F = G1 + P = 51,84 + 61.23 = 113,07(kN) Dùng cốt treo dạng đai 8; n = số lợng đai cần thiết: Chọn m = đai ,đặt bên mép dầm phụ đai đoạn hs = 656 - 400 = 256(mm) Khoảng cách cốt treo 60mm Và khoảng cách lớp cốt treo dầm phụ 50mm 50 256 4ỉ8a60 400 F 656 700 50 256 200 712 256 Bố trí cốt treo 3.8 Tính toán cắt cốt thép Tính khả chịu lực tiết diện: + Phía dới lấy a bv = 30(mm) t (max , 25mm) , a bv = 30(mm) t (max ,30mm) + Phía lấy , Khả chịu lực cốt thép: RA = s s m = ữ M td = m R b bh 02 R b bh Tại gối: RA = s ' s x = h R b bf h Tại nhịp: - Nếu - Nếu x h 'f Trục trung hoà qua cánh m = ữ M td = m R b b f' h 02 x > h 'f Trục trung hòa qua sờn = R s A s R b ( bf' b ) h b R b bh m = ữ h M td = m R b bh 02 + R b b'f b h b h b ữ ( Tit din Nhp Biờn Gi Nhp Gia ) tính khả chịu lực dầm m chn ct thộp As h0 b Mtd b 'f (cm ) (m) (m) (m) 15,20 0.656 1.26 0.034 0.033 259,45 Ct 125 9,82 0.656 1.26 0.023 0.023 180.83 cũn 225 14,73 0.646 0.30 0.146 0.135 245,07 Ct 125 cũn 225 9.82 0.646 0.30 0.097 0.092 167,01 222 7,6 0.656 0.017 0.017 133,66 1.26 Xác định vị trí tiết diện cắt lý thuyết (x) dựa vào biểu đồ bao mômen ( x giao biểu đồ bao mômen với biểu đồ Mtd ) Tiết diện cắt thực tế (z) hay vài phải cách tiết diên cắt lý thuyết (về phía mômen giảm đoạn max(W, 20d)) Q W= + 5d 2q sw Trong đó: Q- giá trị lực cắt tiết diện cắt lí thuyết Q=i (độ dốc biểu đồ mômen) d - đờng kính cốt dọc bị cắt Tiết diện Bảng xác định đoạn kéo dài W Thé x q 20d p Q W chọn (mm (kN/m (mm bị (kN) (mm) W ) ) ) cắt Nhị Trái p Phả bên i Gối Trái Phả i 25 25 469 95,7 97,8 500 614,2 620 28 103 97,8 500 651,6 660 633 104 97,8 500 656,7 660 758 87 97,8 500 569,8 570 3.9 Kiểm tra neo, nối cốt thép: a Neo cốt thép: Cốt thép phía dới sau cắt phải đảm bảo số lại đợc neo vào gối thoả mãn điều kiện: A ss > ì A st Với nhịp biên: A s = 15, 2(cm ) cốt neo vào gối 222 12,32 > ì15, = 5, 06 có A s = 7, 6(cm ) Thoả mãn Q > 0, 75R bt bh Tại gối tựa tự có Độ dài đoạn neo cốt thép vào gối là: nên: lan 15 ì d = 15 ì 22 = 330(mm) chn lat = 400mm Đoạn dầm kê lên tờng a = 340(mm) < lan = 400(mm) Đoạn neo vào tờng phải uốn móc Với nhịp giữa: A s = 11, 4(cm ) cốt neo vào gối 11, > ì11, = 3,8 225 có Thoả mãn Độ dài đoạn neo cốt thép vào gối là: lan 15 ì d = 15 ì 25 = 375(mm) b Nối cốt thép: A s = 11, 4(cm ) Khi thép không đủ chiều dài phải nối.Không nên nối cốt thép vùng có nội lực lớn.Nối theo phơng pháp nối chồng (nối buộc): + Tại vùng chịu kéo : lan 30d = 30 ì 25 = 750(mm) + Tại vùng chịu nén : lan 20d = 20 ì 25 = 500(mm) ... Hệ số độ tin cậy tải trọng Trị tính gs toán (KN/m2) f ,i 0,375 0,6 1,1 1,2 0,413 0,72 Bản 80 BTCT Vũa trát 15 Tổng cộng 25 1,75 1,1 2,2 20 0,3 3,025 1,2 0,36 3,693 Hoạt tải: Hoạt tải tính toán: