Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM GVHD: Hồ Đức Duy Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Môn học: Kết cấu bê tông cốt thép 1 Bêtông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8.5 MPa, Rbt = 0.75 MPa, Eb = 23 x 103 MPa Hệ số tin cậy về tải trọng của hoạt tải: np=1.2 Hệ số tin cậy về tải trọng của tĩnh tải: ng=1.1 Chiều dày tường chịu lực: t=340mm Tiết diện cột 300x300 Gạch ceramic Vữa lót Bêtông cốt thép Vữa trát Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn Xác định sơ bộ chiều dày bản sàn h_b= Dm L_1=0.830×2300=62mm≥h_min=60 mm Chọn h_b=70mm Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ: 〖 h〗_dp=(112÷116) L_dp=(112÷116)×5800=483÷363mm Chọn h_dp=400mm b_dp=(12÷14) h_dp=(12÷14)×400=200÷100mm Chọn b_dp=200mm Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính: 〖 h〗_dc=(18÷112) L_dc=(18÷112)×6900=863÷575mm

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM  GVHD: Hồ Đức Duy A SỐ LIỆU TÍNH TỐN Sơ đồ sàn, kích thước bản, hoạt tải tiêu chuẩn 3x2300 A 6900 B 6900 C 6900 D E 5800 Sơ đồ sàn IV 5800 L1(m) 2.3 5800 5800 L2(m) 5.8 5800 pc(KN/m2) GVHD KÝ DUYỆT Nội dung Ngày Chữ ký Dầm Tổng thể Vật liệu sử dụng - Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8.5 MPa, Rbt = 0.75 MPa, Eb = 23 x 103 MPa - Cốt thép: Loại thép CI CII Rs (MPa) 225 280 Rsw (MPa) 175 225 Es (MPa) 21 x 104 21 x 104 - Hệ số tin cậy tải trọng hoạt tải: np=1.2 - Hệ số tin cậy tải trọng tĩnh tải: ng=1.1 - Chiều dày tường chịu lực: t=340mm - Tiết diện cột 300x300 - Gạch ceramic  g  10mm  g  20kN / m3 n g  1.2 - Vữa lót  v  20mm  v  16kN / m3 n g  1.3 - Bêtông cốt thép  g  hb  bt  25kN / m3 n g  1.1 - Vữa trát  g  15mm  v  16kN / m3 n g  1.3 Gach ceramic Vua lot Bêtơng cot thep Vua trat B Tính tốn Bản sàn 1.1 Phân loại sàn - Xét tỉ số cạnh ô , nên thuộc loại dầm, làm việc theo cạnh ngắn 1.2 Chọn sơ kích thước phận sàn - Xác định sơ chiều dày sàn Chọn - Xác định sơ kích thước dầm phụ: Chọn Chọn - Xác định sơ kích thước dầm chính: Chọn Chọn 1.3 Xác định tải trọng 1.3.1 Tĩnh tải - Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn 1.3.2 Hoạt tải 1.3.3 Tổng tải Dầm phụ 2.1Xác định tải trọng 2.1.1 Tĩnh tải - Trọng lượng thân dầm phụ - Tĩnh tải từ sàn truyền vào - Tổng tĩnh tải 1.3.2 Hoạt tải - Hoạt tải tính tốn từ sàn truyền vào 1.3.3 Tổng tải Dầm 3.1 Sơ đồ tính - Dầm tính theo sơ đồ đàn hồi, xem dầm liên tục có nhịp tựa lên tường biên cột 340 2300 2300 2300 2300 6900 2300 2300 2300 6900 6900 A B C - Nhịp tính tốn lấy theo khoảng cách từ trục tới trục sau 3.2 Xác định tải trọng 2300 1150 500 1150 2300 3.2.1 Tĩnh tải - Trọng lượng thân dầm - Từ dầm phụ truyền lên dầm - Tổng tĩnh tải 3.2.2 Hoạt tải - Từ dầm phụ truyền lên dầm 4.3 Xác định nội lực 2300 4.3.1 Biểu đồ bao momen 4.3.1.1 Các trường hợp đặt tải - Sơ đồ tính dầm đối xứng, trường hợp đặt tải trình bay sau (a) MG (b) MP1 (c) MP2 (d) MP3 (e) MP4 (f) MP5 (g) MP6 4.3.1.2 Xác định biểu đồ momen cho trường hợp tải - Tung độ biểu đồ mơ men tiết diện trường hợp đặt tải xác định theo công thức Momen a b c d e f g α M(G)=α x G x L α M(P1)=α x P x L α M(P2)=α x P x L α M(P3)=α x P x L α M(P4)=α x P x L α M(P5)=α x P x L α M(P6)=α x P x L 0.238 99.4 0.286 284.3 -0.048 -47.7 0.143 59.7 0.238 236.6 -0.095 -94.4 225.0 -0.031 -30.8 118.6 -0.063 -62.6 11.9 23.9 268.4 205.4 Gối B -0.286 -119.4 -0.143 -142.2 -0.143 -142.2 -0.321 -319.1 -0.095 -94.4 0.036 35.8 -0.19 -188.9 0.079 33.0 -0.127 -126.2 0.206 204.8 0.111 46.3 -0.111 -110.3 0.222 220.7 102.7 193.2 173.6 110.3 -23.5 -82.8 -94.4 0.0 - Các sơ đồ d, e, f, g khơng có trị số α số tiết diện, ta tính nội suy theo phương pháp học kết cấu Sơ đồ d Gối C -0.19 -79.3 -0.095 -94.4 -0.095 -94.4 -0.048 -47.7 -0.286 -284.3 -0.143 -142.2 0.095 94.4 319.1 331.36 Đoạn dầm AB M1 = 331.36 - 319.1/3 = 225 kNm M2= 331.36 – x 319.1/3 =118.6 kNm 319.1 47.7 331.36 Đoạn dầm BC M3 = 331.36 – 47.7 – x (319.1 – 47.7)/3 = 102.7 kNm M4 = 331.36 – 47.7 – (319.1 – 47.7)/3 = 193.2 kNm Sơ đồ e 284.3 94.4 M2 M1 331.36 Đoạn dầm BC M3 = 331.36 – 94.4 – (284.3– 94.4)/3 = 173.6 kNm M4 = 331.36 – 94.4 – x (284.3 – 94.4)/3 = 110.3 kNm Sơ đồ f M1 Đoạn dầm AB M1 = 35.8/3= 11.9 kNm M2= x 35.8/3 =23.9 kNm M2 35.8 142.2 35.8 Đoạn dầm BC M3 = x (35.8 + 142.2)/3 – 142.2 = -23.5 kNm M4 = (35.8 + 142.2)/3 – 142.2 = -82.8 kNm Sơ đồ g 188.9 331.36 Đoạn dầm AB M1 = 331.36 – 188.9/3 = 268.4 kNm M2= 331.36 – x 188.9/3 =205.4 kNm Nhịp (1140x700) Gối (300x700) 267 329.7 0.06 0.33 0.06 0.43 1508 0.7 4d22 1521 2434 1.3 2d25+4d2 2502 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μmin = 0.05% ≤ μ = ≤ μmax = ξR = 0.65 x = 2% 4.4.2 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 đại d8 (asw = 50 mm2), số nhánh cốt đai n = - Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo - Chọn s = 200mm bố trí đoạn L1 = 2300 gần gối tựa Kiểm tra Do Kết luận Dầm khơng bị phá hoại ứng suất nén - Khả chịu cắt cốt đai Chọn - Xác định chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm Do Ta lấy Nhận xét nên khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A, có cốt xiên uốn cốt dọc lên để chịu mơmen cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B gối C - Xác định bước cốt đai lớn cho phép Để đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt, khoảng cách xi phải < smax Do đó, đoạn dầm có lực cắt số, L1 = 2300 mm, phải bố trí lớp cốt xiên Diện tích lớp cốt xiên xác định sau + Bên trái gối B + Bên phải gối B + Bên trái, phải gối C Tận dụng cốt dọc chịu mômen dương nhịp uốn lên gối để chịu mômen âm làm cốt xiên chịu lực cắt Bên trái gối B lớp cốt xiên 2s22 có As= 760 mm2 > 365 mm2, bên phải gối B lớp cốt xiên 1d22 có As = 380 mm2 > 249 mm2 Trái phải gối C có lực cắt giống nên bố trí giống nhau, lớp cốt xiên 1d22 có As = 380 mm2 > 101 mm2 - Bố trí cốt đai cho đoạn dầm nhịp Chọn s = 450 mm bố trí đoạn L1 = 2300 dầm 4.4.2 Cốt treo - Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm : F = P + G1 = 144.1 + 49.1 = 193.2 kN - Sử dụng cốt treo dạng đai, chon d8 (asw = 50 mm2), n=2 nhánh, lượng cốt treo cần thiết Chọn m = đai, bố trí bên dầm phụ đai, đoạn hs = 250 mm Khoảng cách cho phép bố trí cốt treo dạng đai 4.5 Biểu đồ vật liệu 4.5.1 Tính khả chịu lực tiết diện Trình tự tính sau: - Tại tiết diện xét, cốt thép bố trí có diện tích As - Chọn chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm ao,gối = 40 mm; khoảng cách thông thủy hai thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm - Xác định ath => hoth = hdc - ath - Tính khả chịu lực theo cơng thức sau: Tiết diện Cốt thép 6d22 Nhịp biên (1140x700) uốn 2d22, 4d22 uốn 2d22, 2d22 2d25+6d22 Gối B bên trái (300x700) uốn 1d22, 3d22 uốn 1d22, 2d22 2d25+4d22 Gối C (300x700) 53 647 1521 62 638 760 36 664 3263 77 623 68 632 52 648 53 647 77 623 73 627 67 633 53 647 1521 36 664 1140 36 664 760 36 664 2502 68 632 62 638 52 648 53 647 3263 uốn 1d22, 2882 2d25+5d22 cắt 4d22, 1362 2d25+1d22 uốn 1d22, 982 2d25 4d22 Nhịp (1140x700) 2281 uốn 2d22, 2502 2d25+4d22 cắt 2d22, 1742 2d25+2d22 uốn 2d22, 982 2d25 2d25+6d22 Gối B bên phải (300x700) As a h0 (mm (mm) (mm2) ) uốn 1d22, 2122 2d25+3d22 cắt 2d22, 1362 2d25+1d22 uốn 1d22, 982 2d25 ξ αm 0.10 0.06 0.1 0.0 0.0 0.4 0.3 0.2 0.1 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.0 0.3 0.3 0.2 0.1 0.03 0.57 0.43 0.29 0.16 0.57 0.50 0.23 0.16 0.06 0.04 0.03 0.43 0.36 0.23 0.16 [M] ΔM (kNm) (%) 389.0 1.5 262.8 126.2 405.5 1.2 346.7 269.3 162.5 405.5 1.2 378.4 212.7 162.5 272.7 2.1 187.9 126.2 346.7 309.7 218.8 162.5 4.9 4.5.2 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 momen Vị trí điểm cắt lí thuyết x x 156.7 178.3 2300 Trong đó: 218.8 Đoạn kéo dài W xác định theo công thức: Q (kN) 635 895 640 268.2 107.3 226.2 438.5 x (mm) 363.6 61.5 4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W x 268.8 308.3 Gối B bên trái Gối B bên phải Gối C Thanh Thép 6, (1d22, 2,3 (2d22, 6,7 (1d22, 212.5 Tiết diện 2300 Q – lực cắt tiết diện cắt lý2300 thuyết, lấy độ dốc biểu đồ bao momen; – khả chịu cắt cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt dọc, ; – khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết, Cốt đai d8@200 d – đường kính cốt thép cắt Tiết diện Gối B bên trái Gối B bên Thanh thép 6,7 (1d22, 1d22) 2,3 (2d22, As,inc Q Qs,inc (mm2 (kN) (kN) ) qsw (kN/ m) Wchọ Wtính 20d n (mm (mm (mm ) ) ) 268 107 760 120 87.5 645 440 650 380 60.5 87.5 255 440 440 phải 2d22) Gối C 6,7 (1d22, 1d22) 226 380 60.5 87.5 798 440 800 4.5.4 Kiểm tra uốn cốt thép * Bên trái gối B, uốn thép số (2d20) số (2d20) để chịu momen lực cắt Uốn từ nhịp biên lên gối B: xét phía momen dương (1) Thanh thép số (2d20): Tiết diện trước có [M]tdt = 389 Tiết diện sau có [M]tds = 262.8 (4d22) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn 2620 mm: ho 647 2235 mm > = = 323 mm Trên nhánh mômen dương, theo tam giác đồng dạng, tiết diện sau cách tiết diện có M = 292.78 kNm đoạn: 296.3 - 262.8 = 0.138 m = 138 mm 242.5 ( 242.5 kN độ dốc biểu đồ momen tương ứng ) Tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 138 + 2300 = 2438 mm Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 2235 + 615 =2850 mm > 2438 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 2850 – 2438 = 312 mm (2) Thanh thép số (2d22): Tiết diện trước có [M]tdt = 262.8 kNm (4d22) Tiết diện sau có [M]tds = 126.2 kNm (2d22) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: ho 638 = = 319 mm 312 + 350 = 662 mm > Trên nhánh mômen dương, theo tam giác đồng dạng, tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 262.8 - 126.2 = 0.563 m = 563 mm 242.5 253.15 ( 242.5 kN độ dốc biểu đồ bao momen tương ứng ) 131.6 252.2 292.78 530 2400 Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 662 + 505 = 1167 mm > 563 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1167 – 563 = 604 mm Uốn từ gối B xuống nhịp biên: xét phía momen âm (1) Thanh thép số (2d22): Tiết diện trước có [M]tdt = 405.5 kNm (2d25 + 6d22) Tiết diện sau có [M]tds = 262.8 kNm (4d22) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: ho 623 = = 312 mm 390 + 150 – 93 = 447 mm > Trên nhánh momen âm, theo tam giác đồng dạng, tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 405.5 - 269.3 = 0.508 m = 508 mm 268.2 408.22 385.2 93 189.98 239.5 585 2400 ( 268.2 kN độ dốc biểu đồ mômen tương ứng ) Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 690 + 447 = 1137 mm > 585 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diên sau đoạn: 1137 – 585 = 552 mm (2) Thanh thép số (2d20): Tiết diện trước có [M]tdt = 239.5 kNm (4d20) Tiết diện sau có [M]tds = 126.2 kNm (2d20) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: ho 750 = = 375 mm 200 + 552 = 752 mm > Trên nhánh momen âm, theo tam giác đồng dạng, tiết diện trước cách gối tựa đoạn: 408.22 - 239.5 = 0.677 m = 677 mm 249.2 408.22 189.98 239.5 677 2400 ( 249.2 kN độ dốc biểu đồ bao momen tương ứng ) Tiết diện sau cách gối tựa đoạn: 253.15 - 126.2 = 1.19 m = 1190 mm 106.6 ( 106.6 kN độ dốc biểu đồ bao momen tương ứng ) 253.15 126.2 2.67 1190 2400 Tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 1190 – 677 = 513 mm Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 750 + 753 = 1503 mm > 513 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1503 – 513 = 990 mm Thanh thép số (2d20) số (2d20) tận dụng làm cốt xiên để chịu lực cắt nên phải đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt: x1 = 220 mm, x2 = 200 mm, x3 = 390 mm < smax = 702 mm ( hình vẽ ) x1 x2 750 x4 200 690 360 390 x6 x5 1d 16 20 2d 20 2d 220 x3 1d 16 720 2400 170 720 280 2400 B * Bên phải gối B, uốn thép số (1d16) số 10 (1d16) để chịu momen lực cắt Uốn từ gối B xuống nhịp giữa: xét phía mômen âm (1) Thanh thép số 10 (1d16): Tiết diện trước có [M]tdt = 385.2 kNm (6d20 + 2d16) Tiết diện sau có [M]tds = 270.3 kNm (4d20+ 1d16) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: ho 728 = = 364 mm 360 + 150 – 93 = 417 mm > Trên nhánh mômen âm, theo tam giác đồng dạng, tiết diện sau cách gối tựa đoạn: 408.22 - 270.3 = 0.628 m = 628 mm 219.5 ( 219.5 kN độ dốc biểu đồ bao momen tương ứng ) 118.38 270.3 408.22 628 2400 Tiết diện trước cách gối tựa 93mm => Tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 628 – 93 = 535 mm Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 720 + 417 = 1137 mm > 535 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1137 – 535 = 602 mm (2) Thanh thép số (1d16): Tiết diện trước có [M]tdt = 270.3 kNm (4d20 + 1d16) Tiết diện sau có [M]tds = 126.2 kNm (2d20) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: ho 743 = = 372 mm 170 + 602 = 772 mm > Trên nhánh mômen âm, tiết diện trước cách gối tựa đoạn 628 mm Tiết diện sau cách gối tựa đoạn: 253.15 - 126.2 = 1.77 m = 1770 mm 71.6 ( 71.6 kN độ dốc biểu đồ bao momen tương ứng ) 81.42 126.2 253.15 1770 2400 Tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 1770 – 628 = 1142 mm Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 720 + 772 = 1492 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1492 – 1142 = 350 mm Thanh thép số (1d16) số 10 (1d16) tận dụng làm cốt xiên để chịu lực cắt nên phải đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt: x4 = 360 mm, x5 = 170 mm, x6 = 280 mm < smax = 702 mm ( hình vẽ) x1 x2 750 x4 200 690 360 390 2400 x6 x5 1d 16 20 2d 20 2d 220 x3 720 1d 16 170 720 280 2400 B e Kiểm tra neo, nối cốt thép – Nhịp biên bố trí 6d20 có As = 1885 mm2 , neo vào gối 2d20 có As = 628 mm2 ≥ 1/3x1885 = 628 mm2 – Nhịp bố trí 2d20 + 2d16 có As = 1030 mm2, neo vào gối 2d20 có As = 628 mm2 > 1/3 x 1030 = 343 mm2 – Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên kê tự 315 mm > 10d = 200 mm vào gối 500 mm > 20d = 400mm – Tại nhịp biên, nối số (2d12) số (2d20), chọn chiều dài đoạn nối 420 mm > 20d = 400 mm Tương tự số (2d20) số (2d12) – Tại nhịp giữa, nối số (2d20) số (2d20), chọn chiều dài đoạn nối 400 mm ≥ 20d = 400 mm