ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐ THÉP 1. ĐH KIẾN TRÚC

Mục lục I Thiết kế sàn: .3 Sơ kích thước tiết diện: Tải trọng: .4 a Tĩnh tải: b Hoạt tải: c Tải trọng toàn phần: .4 Nội lực tính tốn: 4 Tính cốt thép chịu momen uốn: II Thiết kế dầm phụ: Sơ đồ tính: Tải trọng tính toán: .7 Nội lực tính tốn: Tính tốn cốt dọc: .8 a Tại vị trí momen âm: b Tại vị trí momen dương: Chọn bố trí cốt dọc: .9 Tính tốn cốt đai: .10 a Tính tốn lực cắt dầm: .10 b Tính tốn cốt đai: 10 III Thiết kế dầm chính: 11 Sơ đồ tính: 11 Tải trọng tính tốn: 12 a Tĩnh tải tác dụng tập trung: 12 b Hoạt tải tập trung: 12 Nội lực tính tốn: 12 a Xác định biểu đồ bao momen: .12 b Xác định biểu đồ bao lực cắt: 15 Tính tốn cốt dọc: 16 a Với momen âm: 16 b Với momen dương: 17 Tính tốn cốt thép chịu lực cắt: .18 Tính tốn cốt treo: 19 Tính, vẽ hình bao vật liệu: 20 a Tính khả chịu lực: 20 b Tính tốn đoạn kéo dài thanh: 21 I Thiết kế sàn: Sơ kích thước tiết diện: - - - � � �1 �1 hb  � � � xl1  � � � x 2500 30 35 � 30 35 � � � Chiều dày sàn: Chọn hb=80mm � � �1 �1 hdp  � � � xl2  � � � x 5500 12 14 � 12 14 � � � Dầm phụ: Chọn hdp= 400mm, bdp =200mm Dầm chính: Ldc= 3L1=7.5m � � �1 �1 hdc  � � � xldc  � � � x 7500 10 12 � 10 12 � � � Chọn hdc=650mm, bdc=300mm Xét ô bản: l2/l1=5.5/2.5=2.2>2 => ô phương Tính tốn với dải rộng 1m vng góc với dầm phụ, xem dải dầm liên tục: Nhịp tính tốn dải bản: Lob=L1-bdpx3/2=2.2m Lo=L1-bdp=2.3m 2200 2500 2300 2500 2300 2500 q=6.96 KN/m 2200 2300 SƠ ĐỒ TÍNH CỦA Ơ BẢN 400 80 2300 Tải trọng: a Tĩnh tải: Chiều Loại vật liệu Dày (mm) Trọng lượng riêng (kN/) Tải trọng tiêu chuẩn () (kN/) Hệ số vượt tải Tải trọng tính tốn() (kN/) Gạch bơng 10 20 0.2 1.1 0.22 Vữa lót 30 18 0.54 1.3 0.702 Sàn BTCT 80 25 1.1 2.2 Vữa trát 10 18 0.18 1.3 0.234 Tổng cộng: =2.92 =3.366 b Hoạt tải: pb = ptc n = 3x1.2=3.6 KN/m2 c Tải trọng toàn phần: qb=gb+pb=3.36+3.6=6.96 KN/m2 Với dải có b= m => qb= 3.96x1=6.96 KN/m Nội lực tính tốn: - q t xLo2 6.96 x2.32 M � �  �2.3(kN.m) 16 16 Gối nhịp : q t xLo2 6.96 x2.32 M � �  �23.35(kN.m) 11 11 Gối biên nhịp biên: Tính cốt thép chịu momen uốn: Chọn B25 có Rb= 14.5 MPa = 14500 KN/m2 Thép CI có Rs= 225 000 KN/m2 Tính nội lực theo sơ đồ dẻo Chọn a = 15 mmm => ho= hb- a=65mm - Tại gối biên nhịp biên có : M 3.35   0.055  bRb bh 14500 �1 �0.0652 < αpl =0.255     2 m  0.056    0.5  0.97 M 3.35 As    2.36 cm2 Rs ho 225000 �0.97 �0.065 m  - Tại gối biên nhịp biên có : M 2.3   0.038  bRb bh 14500 �1 �0.0652 < αpl =0.255     2 m  0.038    0.5  0.98 M 2.3 As    1.6 cm2 Rs ho 225000 �0.98 �0.065 m  Tiết diện Nhịp biên Gối Nhịp gối Chọn cốt thép @ Ø (mm) (mm) M (kNm) 3.35 3.35 2.3 2.3 0.05 0.05 0.03 0.038 2200 0.05 0.05 0.03 0.038 120 236 200 251 160 150 188 160 200 251 236 236 2300 2300 3.35 2.3 2.3 2.3 2.3 2300 2300 3.35 2200 Cốt thép cấu tạo chịu momen âm đặt theo vng góc với dầm Ø6a250 Sử dụng cốt mũ, đoạn vươn tính từ mép dầm L0/4=2300/4=575mm Kiểm tra lại chiều cao làm việc: a=10+4=14mm => h0=80-14=66mm> 65mm thiên an toàn 650 200 650 120 f 6a250 f 8a200 f 8a200 f 6a250 f 6a250 f 6a120 650 200 650 f 6a250 f 6a150 2500 650 200 650 f 8a200 f 6a250 f 6a250 f 6a150 2500 50 1500 1500 60 60 60 f 8a200 1500 60 60 60 1500 60 1500 60 5020 1500 1500 60 5020 50 50 2440 f 6a150 f 8a200 60 60 60 60 570 2440 60 50 50 1500 50 50 2440 570 50 60 1500 60 50 f 6a150 f 8a200 60 f 6a120 60 570 60 60 f 6a250 60 80 2500 60 f 6a250 400 200450 60 - Chọn thép cấu tạo bố trí vng góc với cốt chịu lực Ø6a250 1500 60 - 5020 BỐ TRÍ THÉP BẢN SÀN II Thiết kế dầm phụ: Sơ đồ tính: - Sơ đồ tính dầm liên tục nhịp đối xứng Nhịp tính toán: Lob=L2 - bdcx3/2= 5050mm Log=L2- bdc = 5200mm Chọn L0= Log=5200,mm 80 400 A 5050 5500 300 300 5200 5500 B q=19.16 KNm 5050 5050 5500 300 C 5200 300 D 5050 Tải trọng tính tốn: - tĩnh tải: gdp=gb + gd = gbL1 + bdp(hdp-hb)γ1.1= 3.36x2.5+0.2(0.4-0.08)25x1.1= 10.16 KN/m hoạt tải: pdp = pbL1 = 3.6x2.5=9 KN/m tải trọng toàn phần : qdp= gdp+ pdp = 10.16+9=19.16 KN/m pdp/ gdp= 9/10.16=0.89 h0= 365mm Tại gối có M = 37.04 KNm m   M 37.04   0.096 Rb bh 14500 �0.2 �0.3652 < αpl =0.255   2 m  0.95 As  M 37.04   381.5mm2 Rs h0 280000 �0.95 �0.365 μ%= As/(bdpho)=0.5% b Tại vị trí momen dương: Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm vùng nén hf = 80mm giả thiết a=35mm => h0= 365mm ta có hf=hb= 80mm> 0.1 hdp= 40mm => Sf ≤ (L2/6 ; B0/2) với L2 = 5500; B0 = L1- bdp = 2300 khoảng thông thủy dầm phụ liền kề  Sf ≤ (916.7; 1150) chọn Sf= 300mm Bề rộng cánh bf= b+2 Sf= 200+300x2= 800mm Mf= Rbbfhf(h0-0.5hf)= 14500x0.8x0.08x(0.365-0.5x0.08)=301.6 KNm M(+)max= 47.15 KNm < Mf => trục trung hòa qua cánh Tính theo tiết diện chữ nhật: b=b f=800mm h=400mm; a=35mm; h0= 365mm - Tại nhịp biên với M+=47.15 KNm m   M 47.15   0.03 Rb bf h 14500 �0.8 �0.3652   2 m  0.985 < αpl =0.255 As  M 47.15   468.6mm2 Rs h0 280000 �0.985 �0.365 μ%= As/(bdpho)=0.6% Tại nhịp với M += 32.38 KNm - m  M 32.38   0.02 Rb bf h 14500 �0.8 �0.3652 < αpl =0.255   2 m  0.989 M 32.38 As    320.2mm2 Rs h0 280000 �0.989 �0.365  μ%= As/(bdpho)=0.4% Chọn bố trí cốt dọc: M Tiết diện  Chọn cốt thép (kNm) Nhịp biên Chọn (mm) 480.7 402.1 339.3 47.15 37.04 0.03 0.985 468.6 Gối 0.096 0.95 381.5 2Ø12+1Ø18 2Ø16 Nhịp 32.38 0.02 0.989 320.2 2Ø12+1Ø12 2f 16 1f 18 200 f 6a150 400 400 f 6a250 2f 12 nhip bien 200 2f 12 goi 2f 16 f 6a250 400 2f 16 1f 12 200 2f 12 nhip giua Kiểm tra lại chiều cao có ích thực tế: - 226.2 �(25  6)  254.5(25  9)  367.4mm 226.2  254.5 Tại nhịp biên: h0 = h> h0=365mm thiên an toàn t Tại gối h0t=h-(25+8) = 367mm> h0=365mm thiên an tồn Tính tốn cốt đai: a Tính tốn lực cắt dầm: 33.86 33.86 33.86 33.86 33.86 33.86 5050 5200 300 5050 300 - Tại tiết diện bên phải gối 1, tung độ lực cắt Q = 0.4qdpL0=39.85 KN - Tại tiết diện bên trái gối 2, , tung độ lực cắt Q 2t = 0.6qdpL0=59.78 KN - Tại tiết diện bên phải gối 2, bên trái gối , tung độ lực cắt Q 2p = Q3t = 0.5qdpL0=49.8 KN b Tính tốn cốt đai: - Khả chịu cắt bê tông dầm : = 0.6x(1+0+0)x1050x0.2x0.367=46.2 KN Khả chịu nén bê tông bụng dầm: 0.3w1b1 bRb bh0  0.3 x 0.885 x1.3 x1x14500 x 0.2 x 0.367  367.34 kN 0.3w 1b1 bRbbh0  367.34 kN Nhận thấy =46.2 < Q=Qmax= 59.78< cần tính tốn cốt đai cho dầm chọn cốt đai ϕ6, nhánh: q sw  Q2 59.782   15.79 KN / m 8Rbt bh02 �1050 �0.2 �0.3672 Rsw Asw 175000 �5.66 �10 5 st    627.3 mm qsw 15.79 - Sct vùng đai dày gần gối: �h � S1ct �min � ;150 � �2 ( h h0=585 mm Bề dày cánh hf=80mm> 0.1hdc=65mm Độ vươn cánh Sf ≤ min{L0/6; B0/2} Trong L0=7500 mm nhịp tính tốn dầm B0= L2=bdc= 5500-300=5200mm ( khoảng thông thủy dầm kề nhau)  Sf ≤ min{1250; 2600} Chọn Sf = 300mm Bề rộng cánh bf= b+2Sf=900mm Mf= Rbbfhf(h0-0.5hf)=14500x0.9x0.08(0.585-0.5x0.08)=568.98 KNm Mmax= 226.92 KNm< Mf  Trục trung hòa qua cánh tính tốn theo tiết diện chữ nhật có b= bf= 900mm; h=650 mm; a=65mm; h0=585mm  Tại nhịp biên với M=226.92 KNm  m  M 226.92   0.05   R  0.418 Rb bh0 14500 �0.9 �0.5852   2 m   �0.05   0.974 2 M 226.92 As    1422.45mm2 Rs h0 280000 �0.974 �0.585 A 1422.45 %  s   0.27% bdc h0 900 �585 Kiểm tra   Tại nhịp với M=138.72 KNm m  M 138.72   0.031   R  0.418 Rb bh0 14500 �0.9 �0.5852   2 m   �0.031   0.984 2 M 138.72 As    860.5 mm2 Rs h0 280000 �0.984 �0.585 A 860.5 %  s   0.16% b h 900 � 585 dc Kiểm tra  tiết diện nhịp biên gối B nhịp gối C  M (KNm) αm 226.92 243.698 138.72 184.567 0.05 0.169 0.03 0.128 Aschon Ast (mm2) (mm2) 1422.45 1451.4 1669.7 1669.7 860.5 889 1231.23 1269 thép 2φ18 + 1φ20+2φ20 2φ22+1φ20+2φ20 2φ18 + 1φ22 2φ22+2φ18 Kiểm tra lại h0: Với cốt chịu momen dương , nhịp biên đặt lớp thép , chọn chiều dày lớp bảo vệ 30mm 508.9 �(30  18 / 2)  314.2(30  20 / 2)  628.3(30  18  30  20 / 2)  60.4mm 1451.4 a=  H0t=589.57mm>h0=585mm thiên an toàn  Với cốt chịu momen âm: xét gối B Chiều dày lớp bảo vệ tính đến mép cốt lớp dầm phụ : C 0=25+16=41 mm 760.3 �(41  22 / 2)  314.2(41  20 / 2)  628.3(41  22  30  20 / 2)  72mm 1669.7  a=  h0t=578mm>h0=575mm thiên an toàn Tính tốn cốt thép chịu lực cắt: - Bên phải gối A: QPA=90.71 KN, lực cắt số đoạn L Bên trái gối B: QTB=152.38 KN, lực cắt số đoạn L1 Bên phải gối B: QPB=131.04 KN, lực cắt số đoạn L1 Bên trái gối C: QTC=126.21 KN, lực cắt số đoạn L1 Lực cắt lớn gối Q=Qmax= 152.38 KN - Khả chịu cắt bê tông dầm : = 0.6x(1+0+0)x1050x0.3x0.578=109.242 KN Khả chịu nén bê tông bụng dầm: - 0.3w 1b1 bRb bh0  0.3x 0.885x1.3x1 x14500 x 0.3x 0.578  867.8 kN 0.3w 1b1 bRb bh0  867.8 kN Nhận thấy =109.2 < Q = 152.38< - cần tính tốn cốt đai cho dầm chọn cốt đai ϕ6, nhánh: max q sw  st  - Q2 152.382   27.58KN / m 8Rbt bh02 �1050 �0.3 �0.5782 RswAsw 175000 �5.66 �10 5   359 mm q sw 27.58 Sct vùng đai dày gần gối: �h � S1ct �min � ;300 � �3 ( h>450) S1ct �min 216.6;300 Chọn S1ct = 200 mm - Sct vùng đai thưa: �3h � S1ct �min � ;500 � min 485;500 �4 ( h ς=1-0.5ξ=1-0.5x0.053=0.97  Mtd= RsAsςh0=280000x1451.4x10-6x0.97x0.5896=233.3 KNm Tại gối B: momen âm, tiết diện chữ nhật có bxh= 300x650 mm h0tt=578 mm  Rs As 280 �1669.7   0.186  R  0.595 Rbbh 14.5 �300 �578 ς=1-0.5ξ=0.907 Mtd= RsAsςh0=280000x1669.7x10-6x0.907x0.578=245.1 KNm Tính tốn tương tự ta có bảng sau: tiết diện số lượng cốt thép As(mm2) nhịp biên 2φ18+1φ20+2φ20 1451.4 h0(mm ) 589.6 cắt 2φ20 2φ18+1φ20 cắt 1φ20 2φ18 823.1 610.6 508.9 611 2φ22+1φ20+2φ20 1669.7 578 cắt 2φ20 2φ22+1φ20 cắt 1φ20 2φ22 1074.5 598.3 760.3 598 2φ18+1φ22 889 610.14 cắt 1φ22 2φ18 508.9 611 2φ22+2φ18 1269 598.8 cắt 2φ18 2φ22 760.3 598 Gối B nhịp gối C ξ Ϛ Mtd (KNm) 0.05281 0.02892 0.01787 0.18594 0.1156 0.97359 0.98553 0.99106 0.90702 0.9422 2.332810E+02 0.08183 0.03126 0.01787 0.13641 0.08183 0.95908 0.98436 0.99106 0.93179 0.95908 1.220955E+02 1.386887E+02 8.628468E+01 2.451011E+02 1.696003E+02 1.495021E+02 8.628468E+01 1.982539E+02 1.220955E+02 b Tính tốn đoạn kéo dài thanh: - Tính tốn dựa theo công thức 0.8 � Q Wt   5 � � � � qsw W  max � � 20 � � A Rsw � sw s Trong qsw= Rsw=175 MPa Asw=56.5 mm2 M l  Mn l Q= với Mlớn Mnhỏ giá trị momen lớn nhỏ hai đầu đoạn dài ∆l cần tính lực cắt Kết tính tốn thể bảng sau: 245.1 W=755 W=931 138.72 116.56 W=1035 86.28 W=756 86.28 W=912 138.69 W=833 3.21 7.07 131.72 122.09 37.23 160.86 102.92 138.69 226.92 86.28 W=823 202.57 169.60 W=1074 122.09 198.25 61.12 169.60 W=931 243.70 W=1074 149.50 W=1045 233.28 2500 2500 7500 2500 2500 Biểu đồ bao momen bao vật liệu 2500 7500 2500 ... -8 .84 11 6.56 -7 .07 C 0 .11 1 -0 .19 56.3 -9 6.387 -0 .11 1 -0 .095 - 41. 21 -3 5.27 0.222 -0 .095 82.42 -3 5.27 -0 .048 72 .14 -1 7 .82 -0 .286 41. 2 -1 0 6 .18 0.095 35.27 -0 .14 3 -3 0.97 -5 3.09 13 8.72 - 61. 117 3. 21 -2 02.567... -2 02.567 11 9 .17 11 9 .17 17 .82 A M1 B M2 B M3 12 3.75 C M4 12 3.75 M1 =12 3.75 -1 1 9 .17 /3=84.03 KNm M2 =12 3.75 -1 1 9 .17 x2/3=44.3 KNm M3 =12 3.7 5- [17 .82+ (11 9 .17 -1 7 .82)x2/3]=72 .14 KNm M4 =12 3.7 5- [17 .82+ (11 9 .17 -1 7 .82)x1/3]=72 .14 ... -1 . 3 21 1.274 -0 .726 33.6 -1 5 .9 -6 5.39 63.06 13 .56 -3 5.94 -0 .095 -0 .095 0. 81 -1 . 19 -4 .7 -4 .7 -4 .7 40 .1 -9 .4 -5 8. 91 0.0 81 -1 . 19 0.286 0.286 -4 5.5 -5 8. 91 14 .16 14 .16 14 .16 0.036 1. 78 1. 78 1. 78 -8 .84