ĐỒ án bê TÔNG BÁCH KHOA - tính toán chi tiết

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I  SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: Sơ đồ kết cấu sàn: - Với: L1 = 2.3 (m) = 2300 (mm) L2 = 5.4 (m) = 5400 (mm) Pc = (kN/m2) Tiết diện cột: (300-500)x(300-500) mm Vật liệu sử dụng: - Bê tơng có cấp độ bền chịu nén B15: - Cốt thép: Nhóm thép AI () AII (>) Cấu tạo sàn: Rs (MPa) 225 280 Rsw (MPa) 175 225 Ghi Thép sàn, thép đai Thép dầm, thép xiên ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I PHẦN 1: BẢN SÀN Phân loại sàn: - Xét tỷ số: thuộc loại dầm, làm việc phương theo cạnh ngắn Chọn sơ kích thước cấu kiện: Ldp = L2 = 5400 (mm) ; Ldc = 3L1 = 6900 (mm) - Chiều dày sàn: chọn - Kích thước dầm phụ: chọn chọn - Kích thước dầm chính: Chọn Chọn Sơ đồ tính: Cắt theo phương cạnh ngắn dải có chiều rộng b = (m), xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa dầm dầm phụ (hình 1) Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa Cụ thể sau: - Đối với nhịp biên: - Đối với nhịp giữa: ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Hình Sơ đồ xác định nhịp tính tốn Xác định tải trọng: 4.1 Tĩnh tải - Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: - Kết tính trình bày bảng Bảng Tĩnh tải tác dụng lên sàn Các lớp cấu tạo sàn Giá trị tiêu chuẩn gc (kN/m2) Hệ số vượt tải n Giá trị tính tốn gs (kN/m2) Lớp gạch lát 0.4 1.2 0.48 Lớp vữa lót dày 30 mm, 0.6 1.3 0.78 2.0 1.1 2.2 0.3 1.3 0.39 3.3 … 3.85 Bản bêtông cốt thép dày 80 mm, Lớp vữa trát dày 15 mm, Tổng cộng 4.2 Hoạt tải: 4.3 Tổng tải: - Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b = m: Xác định nội lực: - Mômen lớn nhịp biên: - Mômen lớn gối thứ 2: - Mômen lớn nhịp gối giữa: Hình Sơ đồ tính biểu đồ bao mơmen sàn ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Tính cốt thép: - Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: - Cốt thép sàn dùng loại AI: - Từ giá trị mômen nhịp gối, giả thiết , tính cốt thép theo cơng thức sau: : tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo, tra bảng tính từ: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - Tính tốn chi tiết (Xét nhịp biên) Giả thiết 0.179 Chọn thép: d8@110 () Kiểm tra hàm lượng cốt thép: (thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép) Chênh lệch diện tích tiết diện ngang: - Kết tính cốt thép tóm tắt bảng 2: ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Bảng Tính cốt thép cho sàn Bố trí cốt thép: - Xét tỷ số: Chọn - Đối với có dầm liên kết bốn biên, vùng gạch chéo hình giảm 20% lượng thép so với kết tính Ở gối nhịp giữa: Chọn d6@120 Hình Vùng giảm cốt thép - Cốt thép cấu tạo chịu mơmen âm dọc theo gối biên phía dầm xác định sau: ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Chọn d6@200 - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: Chọn d6@300 - Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: PHẦN II: DẦM PHỤ Sơ đồ tính Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính dầm liên tục nhịp có gối tựa dầm (Hình 1, 2) Hình Sơ đồ xác định nhịp tính tốn dầm phụ Nhịp tính tốn dầm phụ lấy theo mép gối tựa - Đối với nhịp biên: - Đối với nhịp giữa: Hình Sơ dồ tính dầm phụ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Xác định tải trọng 2.1 Tĩnh tải - Trọng lượng thân dầm phụ: - Tĩnh tải từ sàn truyền vào: - Tổng tĩnh tải: 2.2 Hoạt tải - Hoạt tải tính toán từ sàn truyền vào: 2.3 Tổng tải - Tải trọng tổng cộng: Xác định nội lực 3.1 Biểu đồ bao mômen Tỷ số: - Tung độ tiết diện biểu đồ bao mơmen tính theo công thức sau: (đối với nhịp biên ) , k – hệ số tra phụ lục - Kết tính tốn tóm tắt bảng - Mơmen âm triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn: - Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn:  Đối với nhịp biên:  Đối với nhịp giữa: - Mômen dương lớn cách gối tựa biên đoạn: Bảng Xác định tung độ biểu đồ bao mơmen dầm phụ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I 3.2 Biểu đồ bao lực cắt - Tung độ biểu đồ bao lực cắt xác định sau:  Gối thứ nhất:  Bên trái gối thứ 2:  Bên phải gối thứ 2, bên trái phải gối thứ 3: Hình Biểu đồ bao nội lực dầm phụ - Tính cốt thép Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Cốt thép dọc dầm phụ sử dụng loại AII: Cốt thép đai dầm phụ sử dụng loại AI: 4.1 Cốt dọc a) Tại tiết diện nhịp ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I - Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T - Xác định : Chọn - Chiều rộng cánh: - Kích thước tiết diện chữ T () - Xác đinh vị trí trục trung hịa: Giả thiết: a = 45 mm Nhận xét: nên trục trung hịa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b) Tại tiết diện gối Hình 4.1 Tiết diện nhịp - Tương ứng với giá trị mơmen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật Hình 4.2 Tiết diện gối - Kết tính cốt thép tóm tắt bảng ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Bảng Tính cốt thép dọc cho dầm phụ Tiết diện M (kNm) Chọn cốt thép Chọn Nhịp biên (1160x450) Gối (200x450) Nhịp (1160x450) Gối (200x450) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 4.2 Cốt ngang - Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối có lực cắt lớn - Kiểm tra tiết diện tính tốn: Bêtơng khơng đủ chịu cắt , cần phải tính cốt đai chịu lực cắt - Chọn cốt đai d6 (), số nhánh cốt đai n = - Xác định bước cốt đai: Chọn s = 150 mm bố trí đoạn đầu dầm - Kiểm tra: Kết luận: dầm không bị phá hoại ứng suất nén - Đoạn dầm nhịp: (%) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Đoạn dầm BC Sơ đồ g Đoạn dầm AB Đoạn dầm BC Bảng Xác định tung độ biểu đồ bao mômen (kNm) Tiết diện Sơ đồ a b c d e f g Gối B Gối C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Hình Biểu đồ mơmen trường hợp tải (kNm) Hình Biểu đồ mơmen trường hợp tải (kNm) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I c) Xác định biểu đồ bao mô men Bảng Xác định tung độ biểu đồ mômen thành phần biểu đồ bao mômen (kNm) Tiết diện Gối B Gối C Mômen d) Xác đinh mômen mép gối Hình Xác định mơmen mép gối (kNm) Gối B Gối C Hình Các biểu đồ mơmen thành phần biểu đồ bao mômen (kNm) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Hình Các biểu đồ mơmen thành phần biểu đồ bao mômen (kNm) 3.2 Biểu đồ bao lực cắt a) Xác định biểu đồ lực cắt cho trường hợp tải Tính vẽ biểu đồ lực cắt: Ta có quan hệ mơmen lực cắt: “Đạo hàm mơmen lực cắt” Vậy ta có: ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Xét tiết diện cách đoạn x, chênh lệch mơmen hai tiết diện là: Do lực cắt tiết diện là: Bảng Xác định tung độ biểu đồ lực cắt (kN) Đoạn A- 1-2 2-B B-3 3-4 Sơ đồ a b c d e f g Hình Biểu đồ lực cắt trường hợp tải (N) 4-C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I b) Xác định biểu đồ bao nội lực Bảng Xác định tung độ biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt (kN) Đoạn A-1 1-2 2-B B-3 Lực cắt Tính cốt thép Hình Biểu đồ bao lực cắt (kN) 3-4 4-C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Cốt thép dọc dầm sử dụng loại AII: Cốt thép đai dầm sử dụng loại AI: 4.1 Cốt dọc a) Tại tiết diện nhịp - Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T - Xác định : Chọn - Chiều rộng cánh: - Kích thước tiết diện chữ T: (hình 9.1) - Xác định vị trí trục trung hịa: Giả thiết: Hình 9.1 Tiết diện nhịp b) Tại tiết diện gối - Tương ứng với giá trị mômen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật: (hình 9.2) Giả thiết: Hình 9.2 Tiết diện gối ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I - Sử dụng mơmen mép gối để tính cốt thép cho tiết diện gối, dầm tính theo sở đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế Kết tính cốt thép tóm tắt bảng Bảng Tính cốt thép dọc cho dầm Tiết diện Nhịp biên (1260x700 ) Gối (300x700) Nhịp (1260x700 ) Gối (300x700) Chọn cốt thép A chọn Chọn () 379.6 0.084 0.088 2181 1.1 2d25+4d20 2239 2.6 398.1 0.393 0.538 3088 1.6 4d25+4d20 3220 4.3 259.1 0.057 0.059 1467 0.8 3d25 1473 0.4 323.0 0.319 0.398 2287 1.2 6d22 2281 0.3 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 4.2 Cốt ngang - Lực cắt lớn gối: - Kiểm tra điều kiện tính tốn: cần phải tính cốt ngang (cốt đai cốt xiên) chịu lực cắt Chọn cốt đai d8 , số nhánh cốt đai - Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo: Chọn: bố trí đoạn gần gối tựa Kiểm tra: ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I Kết luận: dầm khơng bị phá hoại ứng suất nén - Khả chịu cắt cốt đai: - Khả chịu cắt cốt đai bêtông: : không cần tính cốt xiện chịu cắt cho gối A gối C, có cốt xiên uốn cốt dọc lên để chịu mơmen : khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B - Xác định bước cốt đai lớn cho phép: - Bố trí cốt đai cho đoạn dầm nhịp: Chọn s = 450 mm bố trí đoạn dầm 4.3 Cốt treo Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm chính: Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn d8 (), n = nhánh Số lượng cốt treo cần thiết: Chọn m = đai, bố trí bên dầm phụ đai, đoạn khoảng cách cốt treo 50 mm (hình 10) Hình 10 Bố trí cốt treo Biểu đồ vật liệu 5.1 Tính khả chịu lực tiết diện - Trình tự tính sau:  Tại tiết diện xét, cốt thép có diện tích  Chọn chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt théo dọc ; khoảng cách thông thủy thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm  Xác định ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I  Tính khả chịu lực theo cơng thức sau: - Kết tính tốn tóm tắt bảng Bảng Tính khả chịu lực dầm Tiết diện Nhịp biên (1260x700) Gối B Bên trái (300x700) Gối B bên phải Nhịp (1260x700) Gối C bên phải (300x700) Cốt thép [M] (mm) (mm) (kNm) (%) 62 638 0.093 0.089 388.4 2.3 6d22 (mm ) 2281 cắt 2d22 4d22 1521 62 638 0.062 0.060 263.2 cắt 2d22 2d22 4d25+4d20 cắt 2d20 2d20+4d25 cắt 2d20 4d25 cắt 2d25 2d25 cắt 2d20 2d20+4d25 cắt 2d25 2d20+2d25 cắt 2d25 2d25 3d25 cắt 1d25 2d25 6d22 cắt 2d22 4d22 cắt 2d22 2d22 760 3220 36 73 664 627 0.039 0.038 0.564 0.405 139.2 405.9 2591 65 635 0.448 0.348 357.5 1963 982 52 52 648 648 0.333 0.277 0.166 0.153 296.9 163.3 2591 65 635 0.448 0.348 357.5 1610 73 627 0.282 0.242 242.8 982 1473 982 2281 1521 760 52 38 38 68 51 51 648 662 662 632 649 649 0.166 0.058 0.039 0.396 0.257 0.129 163.3 265.1 178.5 323.7 240.8 129.2 0.153 0.056 0.038 0.318 0.224 0.120 2.0 2.3 0.2 5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, xác định theo tam giác đồng dạng - Lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy độ dốc biểu đồ bao mơmen Số liệu tính tốn thể bảng Bảng Xác định vị trí lực cắt tiết diện cắt lý thuyết Tiết diện Nhịp biên bên trái Thanh thép 2d20 Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) 1754 Q (kN) 165 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I 2d20 1082 165 2d20 2.5 39.3 2d20 734 151.1 291 267.3 517 267.3 1017 267.3 314 247.4 Nhịp biên bên phải 2d20 Gối B bên trái 2d20 2d25 Gối B bên phải 2d20 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I 2d20 Nhịp bên trái (bên phải lấy đối xứng) 778 247.4 2d25 1468 102.6 1d25 822 217.0 2d22 519 222.9 2d22 1088 87.2 Gối C bên trái (bên phải lấy dối xứng) 5.3 Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W xác định theo cơng thức: Trong đó: Q – lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, lấy độ dốc biểu đồ bao mô men; – khả chịu cắt cốt xiên nằm vùng cát bớt cốt dọc, ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I – khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết, ; Cốt đai d8@200 ; d- đường kính cốt thép cắt - Kết tính đoạn W tóm tắt bảng Tiết diện Nhịp biên bên trái Nhịp biên bên phải Gối B bên trái Gối B bên phải Nhịp bên trái (bên phải lấy đối xứng) Gối C bên trái (bên phải lấy đối xứng) Thanh thép 2d20 2d20 2d20 2d20 2d20 2d20 2d25 2d20 2d20 2d25 Q (kN) 165 165 39.3 151.1 267.3 267.3 267.3 247.4 247.4 102.6 qsw (kN/m) 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 Wtính (mm) 854 854 280 791 1322 1322 1347 1231 1231 594 20d (mm) 400 400 400 400 400 400 500 400 400 500 1d25 217 87.5 1117 500 1120 2d22 2d22 222.9 87.2 87.5 87.5 1129 509 400 440 1130 510 Wchọn (mm) 860 860 400 800 1330 1330 1350 1240 1240 600 Kiểm tra neo, nối cốt thép - Nhịp biên bố trí 4d20 + 2d25 có , neo vào gối 2d25 có > Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên 330 mm - Tại nhịp 2, nối số (2d25) số 10 (2d22), chọn chiều dài đoạn nối 500 20d = 500 mm ... a) Tại tiết diện nhịp ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I - Tương ứng với giá trị mơmen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T - Xác định : Chọn - Chi? ??u rộng cánh: - Kích thước tiết diện... biểu đồ lực cắt (kN) Đoạn A- 1-2 2-B B-3 3-4 Sơ đồ a b c d e f g Hình Biểu đồ lực cắt trường hợp tải (N) 4-C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG I b) Xác định biểu đồ bao nội lực Bảng Xác định tung độ biểu đồ. .. độ biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt (kN) Đoạn A-1 1-2 2-B B-3 Lực cắt Tính cốt thép Hình Biểu đồ bao lực cắt (kN) 3-4 4-C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTƠNG I Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: