THiết kế Kết cấu bê tông cốt thép L =13m theo 22TCN27205

ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp N MễN HC KT CU Bấ TễNG CT THẫP * -* -* Giỏo viờn hng dn Sinh viờn Lp : : : BI: Thit k mt dm cho cu dng ụtụ nhp gin n, bng BTCT, thi cụng bng phng phỏp ỳc riờng tng dm ti cụng trng v ti trng cho trc I-S LIU GI NH Chiu di nhp Hot ti Khong cỏch tim hai dm B rng ch to cỏnh Tnh ti mt cu di u H s phõn b ngang tớnh cho mụmen H s phõn b ngang tớnh cho lc ct : l = 13(m) : HL 93 : 220(cm) : bf = 180(cm) : DW = 5(kN/m) : mgM = 0.6 : mgQ = 0.6 H s phõn b ngang tớnh cho vừng H s cp ng vừng cho phộp ca hot ti Khi lng riờng ca bờ tụng Vt liu(ct thộp theo ASTM 615M) : mg = 0.6 : k = 0.5 : 1/800 c = 24(kg/m3) : Ct thộp chu lc fy = 280 MPA : Ct fy = 280MPA : Bờtụng fc = 30MPA Quy trỡnh thit k cu 22TCN-272-2005 II-YấU CU V NI DUNG: A-TNH TON : Chn mt ct ngang dm Tớnh mụmen, lc ct ln nht ti trng gõy 3.V biu bao mụmen, lc ct ti trng gõy Tớnh v b trớ ct thộp dc ch ti mt ct gia nhp Tớnh v b trớ ct thộp Tớnh toỏn kim toỏn nt Tớnh vừng hot ti gõy Xỏc nh v trớ ct thộp, v biu bao vt liu B-BN V : Th hin trờn kh giy A1 V mt chớnh dm, v cỏc mt ct i din V biu bao vt liu Búc tỏch ct thộp, thng kờ vt liu Sv: Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp BI LM I-XC NH S B KCH THC MT CT DM: 1.1 Chiu cao dm h: - Chiu cao dm h c chn theo iu kin cng v iu kin vừng, thụng thng vi dm BTCT chiu cao ó tha iu kin cng thỡ cng tai yờu cu v vừng - Chiu cao dm c chn khụng thay i trờn sut chiu di nhp,chn theo cụng thc kinh nghim: 1 h = ữ ữl 20 10 h = 0.65(m) ữ 1.3(m) - Chiu cao nh nht theo quy n ca quy trỡnh: hmin = 0.07 ì l = 0.07 ì 13 = 0.91(m) Trờn c s ú chn chiu cao dm h = 100(cm) Mt ct ngang dm 1.2 B rng sn dm:bw Ti mt ct trờn gi ca dm, chiu rng ca sn dm c nh theo tớnh toỏn v ng sut kộo ch, nhiờn õy ta chn b rng sn dm khụng i trờn sut chiu di dm Chiu rng bw ny c chn ch yu theo yờu cu thi cụng cho d bờtụng vi cht lng tt Theo yờu cu ú ta chn chiu rng sn dm bw = 20(cm) 1.3 Chiu dy bn cỏnh: hr Chiu dy bn cỏnh ph thuc vo iu kin chu lc cc b ca v trớ xe v s tham gia chu lc tng th vi cỏc b phn khỏc Theo kinh nghim hf = 18(cm) Sv: Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp 1.4 Chiu rng bn cỏnh: Theo iu kin bi cho: b=180(cm) 1.5 Chn kớch thc bu dm:b1,h1 h1 = 20(cm) b1 = 33(cm) 1.6.Tớnh s b trng lng bn thõn ca dm trờn 1(m) di: Din tớch mt ct dm: A =1.8x0.18+0.1x0.1+0.065x0.065+(1-0.18-0.20)x0.2+0.20x0.33= 0.528225m2 Wdc= Ax = 0.528225x24= 12.955(KN/m) kt qu ny liu cú chun khụng Trong ú: = 24(kN/m3): trng lng riờng ca bờ tụng * Xỏc nh b rng cỏnh tớnh toỏn: B rng cỏnh tớnh toỏn i vi dm bờn khụng ly quỏ tr s nh nht ba tr s sau: 13 - L = = 3.25(m), vi L l chiu di nhp - Khong cỏch tim dm: 200(cm) - 12 ln b dy cỏnh v b rng sn dm: 12hf + bw =12 ì 18+20 = 236(cm) - V b rng canh tớnh toỏn cng khụng c ln hn b rng cỏnh ch to:bf = 180(cm) Vỡ th b rng cỏnh hu hiu l b = 180(cm) *Quy i tit din tớnh toỏn: - Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bn cỏnh : S1 = 10x10/2 = 50cm2 - Chiu dy cỏnh quy i: ì 50 2S1 hfqd = hf+ = 18+ 180 20 = 18.714cm b bw - Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bu dm: S2 = x6.5x6.5 = 21.13(cm2) - Chiu cao bu dm mi: 2S2 h1qd =h1+ b1 b = 20+ w Sv: ì 21.13 = 23.25(cm) 33 20 Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp Mt ct ngang tớnh toỏn II-TNH TON DIN TC B TR CT THẫP TI MT CT GIA DM: Tớnh mụmen tớnh toỏn ng vi trng thỏi gii hn cng , tớnh ti mt ct gia nhp: M = n{(1.25xwdc+1.5xwd)}+mgM[1.75xLL1+1.75x k x LLMx(1+IM)]}xwM Trong ú: LLL: Ti trng ln ri u(9.3KN/m) LLMtan dem = 30.72 : Hot ti tng ng c xe hai trc thit k ng vi ..h M ti mt ct t gia nhp LLMtruck = 31.68: Hot ti tng ng c xe ti thit k ng vi ..h M ti mt ct t gia nhp (KN/m) mgM = 0.6: H s phõn b ngang tớnh cho mụmen(ó tớnh cho c h s ln xem) wdc = 12.955: Trng lng dm trờn mt n v chiu di (KN/m) wdw = 5: Trng lng cỏc lp mt cu v cỏc tin ớch cụng cng trờn mt n v chiu di(tớnh cho mt dm)(KN/m) 1+IM : H s xung kớch wM = 21,125: Din tớch ng nh hng(m2) K = 0.5 : H s ca HL-93 Thay s: Sv: Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp M=0.95x{(1.25x12.955+1.5x5)+0.6[1.75x9.3+1.75x0.5x31.68x(1+0.25]}x21.125=10 88.7KNm) Gi s chiu cao hu hiu ca dm: d = (0.8 ữ 0.9)h chn d=0.9h=0.9x100=90(cm) Gi s trc trung ho i qua sn dm ta cú: a Mn = 0.85xaxbwxfc(d- )+0.85xò1(b-bw )xhfxfc(d- hf ) Mu = Mn Trong ú: Mn: l Mụmen khỏng danh nh Mu = 1088.7(kN.m) :h s khỏng(vi dm chu kộo un ly =0.9) As : din tớch ct thộp chu kộo fy = 280MPa:Gii hn chy ca ct thộp dc ch fc =30MPa:Cng chu kộo ca bờtụng tui 28 ngy ò1: H s quy i chiu cao vựng nộn,c xỏc nh: = 0.85 28 MPafc = 0.85-0.05x(fc-28)/7 56MPa fc 28MPa = 0.65khi fc 56MPa Vỡ fc = 30MPa nờn ta cú ò1=0.836 hf = 0.18625m: Chiu di bn cỏnh sau quy i a = ò1xc :Chiu cao ng sut tng ng Mu Mf Ta cú :a = d ì (1- ) ' 0.85 ì f c ì bw ì d e Vi Mf = 0.85 ì ò1(b- bw ) ì hf ì f 'c (d- hf ) Thay cỏc s liu vo ta cú: Mf=0.85ì0.836ì(1.80.2)ì0.18625ì30ì103ì(0.9 MU = 1088.7 0,9 0.18625 )=5125.88(KN.m) = 1209.66(KN.m) < Mf a < Vy trc trung ho i qua bn canh ta chuyn sang tớnh toỏn nh mt ct ch nht Xỏc nh a t iu kin: a Mu = Mr = Mn = ì 0.85 ì f c ' ì b ì a(d- ) a a Mu t A = a(d- ) A = a(d- ) = ì 0.85 ì f ' ì b 2 c 2M u 2M u = d ' ' ì 0.85 ì f c ì b ì 0.85 ì f c ì b ì d ì1088, Thay s vo ta c: a = 0.9[1- 0.9 ì 0.85 ì 30 ì103 ì1.6 ì 0.9 a = d- d Sv: Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp a = 0.032m = 3.2cm > hf = 0.836ì18.625 = 15.57(cm) Din tớch ct thộp cn thit As l: 0.85 ì a ì b ì f c ' 0.85 ì 32 ì1800 ì 30 2 A= = = 35245.7(mm ) = 52.45(cm fy 280 ) *S chn v b trớ ct thộp: Phng Ft(cm2) ỏn 19 2,84 22 3,87 25 5,1 T bng trờn ta chn phng ỏn:2 +S b trớ:14 +S hiu thanh:#22 +Tng din tớch CT thc t:54.18cm2 B trớ thnh hng ct: S Ft(cm2) 16 14 10 45.44 54,18 51 *Kim tra li tit din: Kim tra li tit din: As=54.18cm2 Khong cỏch t th chu kộo ngoi cựng n trng tõm ct thộp Fi y i x50 + x115 + x180 + x245 14 dl= Fi = =133.57mm=13.357cm d:Khong cỏch hu hiu tng ng t th chu nộn ngoi cựng n trng tõm ct thộp chu kộo:d=h-dl=100-13.357=86.64cm Gi s trc trung hũa qua bn cỏnh Tớnh toỏn chiu cao vựng nộn quy i: 54.18 ì 280 a== =3.3(cm) < 1hf = 15.57(cm) 0.85 ì 30 ì180 Vy iu gi s l ỳng Mụmen khỏng tớnh toỏn: Sv: Gv: ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp ' Mr = Mn = 0.9 ì 0.85.a.b f c ì de ữ a 33 Mr = 0.9 ì 0.85 ì 33ì1800ì30ì(866.4- )=1158609177(Nmm) =1158.6(KNm) Nh vy Mr = 1158.6(KNm) > Mu = 1088.7(KN.m) Dm kh nng chu mụmen *Kim tra lng ct thộp ti a: 3.3 = = 0.836 ì 86.64 =0.046 t Tớnh gúc v h s +tớnh toỏn ng xut ct: Vu 324.31ì103 = v= =2.062(N/mm2) ì d v ì bv 0,9 ì 873.5 ì 200 v 2.062 +tớnh t s ng sut ' = =0.068< 0.25 fc 30 +gi s tr s gúc =45 tớnh bin dng dc ct thộp chu kộo theo cụng thc: Mu + 0.5Vu cot g dv x = 0, 002 Es As ES=2 ì 10 N/mm2 dv=873.5 (mm) As=2322(mm2) (khi kộo v gi ct cũn li thanh) x = 1.476 ì 10 Tra bng c = 38,26 tớnh li x = 1.617 ì 10 Tra bng c = 38,654 tớnh li x = 1, 61ì10 Tra bng c = 38,637 tớnh li x = 1, 61ì10 Giỏ tr ca v x hi t Vy ta ly = 38,637 tra bng c: = 1.695 Kh nng chu ct ca bờ tụng Sv: Gv: 15 ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp Vc=0,083 ì ì f 'c ì dv ì bv= 0.083 ì 2.213 ì 30 ì 200 ì 873.5 = 175.75 ì103 (N) Yờu cu v kh nng chu lc ct cn thit ca ct thộp Vs=Vn-Vc= 489.76 ì103 146.66 ì103 =184.59 ì 10 (N) 0.9 Khong cỏch b trớ ct thộp l ln nht Av ì f y ì d v ì cot g smax= Vs f y = 280 Mpa :cng chy c quy nh ca cỏc ct thộp dv=873.5 (mm) Vs=184.59 ì 10 (N) Av :l din tớch ct thộp ai(mm2) Chn ct thộp l s 10 ng kớnh danh nh d=9,5mm din tớch mt ct ngang ca ct thộp l: Av = ì 71 = 142mm smax= 142 ì 420 ì 873.5 ì cot g 35.15 ì = 266.22(mm) => 184.59 ì10 Ta chn khong cỏch b trớ ct thộp s=26(cm) Kim tra lng ct thộp ti thiu: by s 200 ì 260 = 84.42 (mm2) fy 280 tha M Av=142(mm2) > Avmin=84.42(mm2) ' Av 0.083 f c = 0.083 30 kim tra khong cỏch ti a ca ct thộp Tacú: 0,1 ì fc ì dv ì bv=0,1 ì 30 ì 873.5 ì 200=324.31 ì 10 (N) Nờn ta kim tra theo cỏc iu kin sau: S 0,8 ì dv S = 260(mm) < 0,8 ì dv=0,8 ì 873.5= 698.8(mm) => tha S < 600(mm) => tha Kim tra iu kin m bo cho ct thộp dc khụng b chy di t hp ca mụ men,lc dc trc v lc ct Kh nng chu ct ca ct thộp ai: Av ì f y ì d v ì cot g 142 ì 280 ì 873.5 ì cot g ( 35.15 ) Vs = = = 188.99 ì103 (N) s ì ì As fy=2322 280=650.16 ì 103(N) 260 M u Vu 419.14 ì 10 489.76 ì 10 + 0.5Vs ì cot g = + 0.5 ì 433.927 ì 10 cot g ( 38.637 ) d v 873.505 ì 0.9 0.9 =462.667 ì 10 (N) Mu Vu + 0.5Vs cot g = 415.199 ì 10 (N) As ì fy =650.16 ì 103(N)> dv => t Sv: Gv: 16 ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp VI:TNH TON KIM TON NT: Ti mt mt ct bt kỡ thỡ tu vo giỏ tr ni lc bờtụng cú th b nt hay khụng.Vỡ th tớnh toỏn kim toỏn nt ta kim tra xem mt ct cú b nt hay khụng tớnh toỏn xem mt ct cú b nt hay khụng ngi ta coi phõn b ng sut trờn mt ct ngang l tuyn tớnh v ng sut kộo fc ca bờtụng Mt ct ngang tớnh toỏn f'c 1800 232.5 yt TTH 1000 186.25 fs 330 Bc 1: Kim tra tit din gia dm cú b nt hay khụng iu kin kim tra: fc 0.8fr Trong ú: fc:ng sut kộo ca bờtụng fr=0.63 f c ' :cng chu kộo un ca bờtụng Ta cú: *Din tớch mt ct ngang:Ag = 5282.25 (cm2) *Xỏc nh v trớ trc trung ho: yt = yi ì Fi = 70.76(cm) Fi *Mụmen quỏn tớnh ca tit din nguyờn: Ig = 4868708.04 (cm4) *Tớnh ng sut kộo ca bờtụng: Ma 940.08 ì103 y ì 70.76 ì102 = 13.66 (MPa) t fc = I = 4868708.04 ì10 g Ma:Mụmen ln nht cu kin giai on ang tớnh bin dng(ly theo trng thỏi gii hn s dng).Ma=940.08(kN.m) Cng chu kộo un ca bờtụng: fr=0.63 f c ' =0.63ì 30 =3.45(Mpa) Ta thy fc=13.66>0.8fr=2.76Mpa Vy mt ct b nt Sv: Gv: 17 ỏn mụn hc kt cu bờ tụng ct thộp Boc 2: Kim tra b rng vt nt iu kin kim tra: fs