Đồ án thiết kế môn học Bê Tông Cốt Thép I - P2

Đồ án thiết kế môn học Bê Tông Cốt Thép I - GVHD Phạm Tiến Cường

CHƯƠNG ISỐ LIỆU TÍNH TOÁN1 Sơ đồ mặt bằng kết cấu.

- Thép CI

+ R =R = 225 Mpassc

+ Rsw = 175 MPa+ E = 21.10s 4 Mpa+ R = 0.645 (Tra bảng)+R= 0.473

- Thép CII

+ R =R = 280 Mpassc

+ + Rsw = 225 MPa+ E = 21.10s4 Mpa+ R = 0.623+R= 0.429

3 Tải trọng.

* Tĩnh tải:

- Tải trọng bản thân bản.

Lớp vật liệu(Bề dày

2 Chọn kích thước dầm phụ.

Chiều cao: hdp 1 ltmTrong đó:

Chiều cao: hdc 1 ltmTrong đó:

CHƯƠNG IIITÍNH TOÁN BẢN SÀN1 Xác định sơ đồ tính.

Hình 3.1 Sơ đồ tính bản sàn.- Sơ đồ tính như dầm liên tục (Siêu tĩnh) Tính theo sơ đồ dẻo- Lấy dải bản rộng b = 1 m để tính toán.

- Chiều dài nhịp giữa: l = lo = l1 – bdp = 2650-200 = 2450 mm- Chiều dài nhịp biên : lb = l1 – 1.5bdp = 2650.1.5*200 = 2350 mm

2 Tải trọng tác dụng.

3 Tính nội lực bản sàn.

- Xét tỉ số l kb 2450 2350

Hình 3.2 Biểu đồ momen bản sàn.

4 Tính toán cốt thép.

- Xem bản làm việc như cấu kiện chịu uốn tiết diện chử nhật hxb = 0.1x1 m.- Thép được dùng là thép CI

+ R = 0.645+R= 0.473

Hình 3.3 Mặt cắt tính toán cốt thép bản sàn.Chọn ao = 20 mm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

RR     Trong đó:

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

Thép sử dụng là thép CI  8 có fa =0.503 cm2

Tính khoảng cách giữa các thanh thép:

b.fa 1*0.503*10

Chọn a = 0.1 m

Vậy trong 1m có 10  8 có fa =5.03 cm2

b) Tính cốt thép cho momen dương các nhịp gữa và các gối giữa.

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

Thép sử dụng là thép CI  8 có fa =0.503 cm2

Tính khoảng cách giữa các thanh thép:

b.fa 1*0.503*10

Chọn a = 0.2 m

Vậy trong 1m có 8  8 có f =0.2515 cm2

c) Chọn thép cấu tạo và tính toán bố trí thép trong bản sàn.

Lựa chọn cách bố trí theo sơ đồ sau:

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thép trong bản

Xét p 8 0.257 3g 3.554 

d) Kiểm tra khả năng chịu lực cắt.

Tính toán lực cắt theo: (2.8[1])

Qb = 0.6.q.lt = 0.6*11.554*2.35 = 16.277 KNQ = 0.6.q.lt =0.5*11.544*2.45 = 14.111 KNKhả năng chịu lực cắt phẳng: Q <= QboQbo = 0.5bt.Rbt.b.h0

Qbo = 0.5*1.5*11500*1*0.08 = 690 KN > max(Q,Qb) = 16.277 KNDo không có lực tập trung nên không kiểm tra khả năng chịu lực cắt thủng.

CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN DẦM PHỤ1 Sơ đồ tính toán.

Hình 4.1 Sơ đồ tính toán dầm phụ.- Sơ đồ tính như dầm liên tục (Siêu tĩnh) Tính theo sơ đồ dẻo- Chiều dài nhịp giữa: l = lo = l1 – bdp = 5830 - 300 = 5530 mm- Chiều dài nhịp biên : lb = l1 – 1.5bdp = 5830 - 1.5*300 = 5380 mm- Độ chênh lệch giữa 2 nhịp: 0.9%10%

2 Tải trọng tác dụng.

Cắt bản có bề rộng bằng l1 = 2650 để tính toán Sao cho trục của mặt cắt trùng với trục của dầm trục.

a) Hoạt tải.

b) Tĩnh tải.(gd)

- Tỉnh tải do bản thân bản sàn: gbs3.554KN/m2

- Xét trên bản được cắt để tính toán g1 3.544*2.659.39KN/m

- Tỉnh tải do bản thân dầm phụ.

hh  .n0.2*0.40.1*25*1.11.65KN/m

g0  dp dp  bs 

* Tải trọng tính toán.

Chọn qdp 36.5(KN/m) để tính toán.

3 Tính nội lực, biểu đồ bao monen.

Do lực tác dụng và kết cấu đối xứng nên ta tính cho ½ dầm.Tính toán theo sơ đồ dẻo nên dùng công thức và sơ đồ lập sẳn.

2dp.lq.M: tra bảng phụ lục [1]

Hình 4.2 Sơ đồ tính toán biểu đồ bao cho ½ dầm phụ

a) Tính toán với nhánh Mmax của biểu đồ bao.

Ta có : qd = 36.5 KN/m: l = 5.53 m: lb = 5.38 m

Tính toán ta được bảng kết quả sau:

Nhịp biênNhịp giữa

Bảng 4.1 Bảng tính kết quả Mmax

b Tính toán với nhánh Mmincủa biểu đồ bao.

Tra bảng, nội suy , tính toán được bảng kết quả sau:

-79.8085-36.8347-11.162Bảng 4.2 Kết quả tính toán Mmin.Tính toán các giá trị khác:

Hệ số k tra được k = 0.260.15 lb = 0.15*5380 = 870 mm1/5 lb = 5380/5 = 1076 mm1/5l = 5530/5 = 1106 mm

0.15l = 0.15*5530 =829.5k.lb = 0.26*5380 = 1398 mm0.425lb = 0.425*5380 = 2286 mm

Từ các kết quả tính toán trên ta vẽ biểu đồ bao momen sau:

Hình 4.3 ½ biểu đồ bao momen dầm phụ.

4 Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.

Ta chỉ tính cho ½ dầm rối lấy phản xứng qua trục thẳng đứng đi qua trung điểm của dầmQ1 = 0.4qd.lb = 0.4*36.5*5.380 = 78.54 KN

Qmin = 0.35 qd.lb = 0.35*36.5*5.380 = 68.7 KNQ2T = -0.6qd.lb = 0.6*36.5*5.380 = -117.8 KNQ2P = 0.5qd.lb = 0.5*36.5*5.530 = 100.9 KN

Hình 4.4 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.

5 Tính cốt thép dọc.Dùng thép CII.

a) Tính cho momen âm tại gối.

M = 79.8 KN.m

Mặt cắt dầm bxh = 200x400 mm (Vì Bê tông chịu nén tốt, chịu kéo kém)Giả thiết a0 = 50 mm

h0 = h – a0 = 400-50 = 350 mm

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

b) Tính cho momen dương

Tính như tiết diện chữ T (Vì vùng chữ T chịu nén)Chọn ao = 50 mm

ho = h – ao = 400-50 = 350 mmhf’ = 100 mm

-6 Tính chiều rộng cánh f’ của mặt cắt tính toán.

Vì hc = 0.1 > 0.1h =0.1*0.4Vậy chọn Sf = 0.84 m

bf’ = b + 2Sf = 0.2+2*0.84 = 1.88 m-6 Xác định vị trí trục trung hòa.

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

RR     Trong đó:

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max Tính cho nhịp giữa Mb = 69 KNm

Giả thiết a0 = 50 mm

h0 = h – a0 = 400-50 = 350 mm

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

Vị tríDT cốt thép(cm2)ao

Bảng 4.2 Kết quả tính toán cốt thép dầm phụ.

6 Bố trí thép dọc cho các mặt cắt

- Mặt cắt giữa dầm biên.

Hình 4.5 Bố trí thép giữa dầm biên.Chọn abv = 20 mm

Khoảng cách giứa 2 lớp thép v = 30 mm

Trong tâm cốt thép: a = 20+8+ (3088)43.33a0

H0 = 400 – 44.4 = 356.7 mm- Mặt cắt tại gối.

Hình 4.6 Bố trí thép mặt cắt gối.Các thông số giống như trên

- Mặt cắt giữa dầm giữa.

Hình 4.7 Bố trí thép mặt cắt giữa dậm giữa

Các thông số khác tương tự trên.a = 20+9 = 29

h0 = 400 – 29 = 371 mm

7 Tính toán điểm cắt lý thuyết cho thép chịu momen âm (tại gối)

Hình 4.8 Biểu đồ bao momen âm tại gối và lân cận.* Tính điểm cắt bên trái gối.

- ta có xo = 1398 mm

- Cắt 2 thanh 16: Z x (1 AA ) 3555(1 106..023053) 1430mm

8 Tính toán, vẽ hình bao vật liệu dầm phụ

Hình bao vật liệu là biểu đồ thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu.Công thức tính khã năng chịu lực:

Trong đó:

21 

Tình toản khả năng chịu lực cho các đoạn và ghi kết quả ở bảng:

Đoạn(mmAs2)   M

B(mm)

Bảng 4.3 Khả năng chịu lực của vật liệu.

Từ các kết quả tính toán ta vẽ được biểu đồ bao vật liệu dựa vào đó ta cắt, uốn thépKết quả hiển thị trong hình.

Hình 4.9 Biểu đồ bao vật liệu và cách bố trí thép dọc trong ½ phụ.

9 Tính toán cốt đai.

* Tại gối B có QBT Max = 117.8 KN.* Tính toán cốt đai.(Tính cho QMax)- Kiểm tra độ bền trên các dãi nghiêng:

Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: Đai 2 nhánh 6, bước đai s=150 mm, tiết diện ngang cắt qua 1 lớp cốt đai.

Kiểm tra độ bến theo công thức: Q0.3wl.bl..Rb.b.h0

Trong đó:

Asw sw



Q=117.8KN0.3wl.bl..Rb.b.h0=0.3*1.07*0.885*11.5*200*357=233262.1935N = 233.262 KN (OK!)

* Tính khoảng cách giữa các côt đai.

Chọn đai 2 nhánh 8 có fsw = 50.3 mm2

Khoảng cách đai tính toán:

Khoảng cách đai lớn nhất:

Khoảng cách đai cấu tạo:

- Vùng gần gối tựa: h = 400 < 450Sct <= 150mm

- Vùng giữa dầm: h = 400 > 300

Chọn thép đai thiết kế như sau:

Vùng gần gối tựa 1/4l: chọn s = 150 mmVùng giữa dầm chọn s = 250 mm

CHƯƠNG V

TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

Tính toán như dầm liên tục 3 nhịp, 2 đầu kê lên tường.

Lấy chiều dài các nhịp bằng nhau và bằng khoảng cách 2 cột kế tiếp cho dể tính toán

1 Sơ đồ tính.

Hình 5.1 Sơ đồ hình học và sơ đồ tính dầm chính.

2 Tải trọng tác dụng.

- Bản làm việc một phương nên xem bản truyền toàn bộ tại trọng cho dầm phụ Dầm phụ truyền vào dầm chính các tải trọng tập trung G1, P.

Tĩnh tải G1 = gd.l2 = 11.0416*5.83 = 64.372 KN

Hoạt tải P = pd.l2 = 25.44*5.83 = 148.31 KN (Chọn P = 150 KN)

- Trọng lượng bản thân dầm chính phân bố đều (g0), ta đưa về tải trọng tập trung G0, vị trí đặt lực cùng vị trí với G1, P cho dể tính toán.

Tính g0 phân bố đểu.

h h  n 0.3*0.6 0.1*25*1.1 4.125KN/m

P = 150 KN G = 75 KNHình 5.2 Sơ đồ tải trọng dầm chính.

3 Tính nội lực dầm chính.

- Tính dầm theo sơ đồ đàn hồi, tải trọng tập trung - Dựa vào Phụ lục 12B lập bảng số liệu với sơ đồ

Hình 5.3Bảng tra hệ số và kết quả tính toán.

Đoạn g p1 p2QMaxQMin

Bảng 5.2 Giá trị biểu đồ bao lực cắt.

Từ các số liệu và dựa vào tính chất đối xứng ta vẽ được biểu đồ bao nội lực dầm chính.

Hình 5.4 Biểu đồ bao nội lực dầm chính.

4 Tính toán cốt thép dọc dầm chính.

a) Tính với momen âm tại gối B và C: M = 198.7 KNMặt cắt tính toán bxh = 0.3x0.6 m

Giả thiết ao = 50 mm

H0 = h-a = 600-50 = 550 cm

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

b) Tính với momen dương.- Mặt cắt tính toán chữ (T)Chọn a0 = 50 mm

 h0 = 600-50 = 550 mm h’f = 100 mm

- Tính bề rộng cánh b’f:

Vì hc = 0.1 > 0.1h =0.1*0.4Vậy chọn Sf = 0.6 m

bf’ = b + 2Sf = 0.3+2*0.6 = 1.5 m-6 Xác định vị trí trục trung hòa.

Tất cả các momen trên dầm đều nhỏ hơn McKết luận trục trung hòa đi qua cánh

Tính toán như tiết diện chữ nhật có kích thước (bf’.h)=(1500x600) mm

* Tính cốt thép cho momen dương nhịp biên.

M = 238.5 KNGiả thiết ao = 50 mm

H0 = h-a = 600-50 = 550 cm

 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

* Tính cốt thép cho momen dương nhịp giữa.

M = 178.8 KNGiả thiết ao = 50 mm

H0 = h-a = 600-50 = 550 cm



 = 0.05%

RR 

Vì   Rnên   max

Vị tríDT cốt thép(cm2)

Gối 14.44132 50Giữa dầm biên 15.8581 50Giữa dầm giữa 11.81643 50

Bảng 5.3 Kết quả tính toán cốt thép dầm chính.

5 Chọn và bố trí thép dọc trong dầm chính.Tại gối:

 =49 < a0 = 50-10 h = 600-39 = 561 mm

-11 Khoảng thông thủy: = (300-4*16)/3 = 78.66 ok

Hình 5.5 Bố trí thép mặt cắt tại gối dầm chính

Tại dầm biên.

 =48 < a0 = 50Khoảng thông thủy: = (300-4*18)/3 = 76 ok

Hình 5.6 Bố trí thép tại mặt cắt giữa dầm biên của dầm chính

Tại dầm giữa.

 =45.2 < a0 = 50Khoảng thông thủy: = (300-3*18)/3 = 82 ok

Hình 5.7 Bố trí thép tại mặt cắt giữa dầm giữa của dầm chính.

6 Tính toán vẽ biểu đồ bao vật liệu và cắt, uốn thép.

a) Tính khả năng chịu lực của vật liệu.

Hình bao vật liệu là biểu đồ thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu.Công thức tính khã năng chịu lực:

Trong đó:

21 

A.R

Tình toản khả năng chịu lực cho các đoạn và ghi kết quả ở bảng:

ĐoạnCốt thép(mm2)anphagama(Nmm)MChiu momenbh0KNm

6,10508.90.0149650.99251878067063.13Dương150055278.17,91017.90.0299320.985034154972077.9Dương150055215581646.20.0484070.975796248278353.3Dương1500552248.3623.8623.80.018251 0.990875 96019311.46Dương1500554.8961025.91025.90.030015 0.984993 156975707.8Dương1500554.8157

Bảng 5.4 Khả năng chịu lực của vật liệu.

Từ các kết quả tính toán ta vẽ được biểu đồ bao vật liệu dựa kết quả cắt thép theo lý thuyết.

Hình 5.8 Biểu đồ bao momen theo điểm cắt thép lý thuyết.

b) Tính chiều dài các thanh thép dựa vào điểm cắt lý thuyết.

* Tính toán tại gối:

- As = 14.325 cm2 cắt 216 còn Ask = 10.36 cm2

- Cắt tiếp 220 còn Ask = 4.021 cm2

Vị tríCắt thépHướngQuan hệ(mm)ZHình minh họa

Cắt 216

Zt =263

Cắt 220

=> Z’ =1104Zp = 2650- Z’

Cắt 216

Bảng 5.5 Bảng tính tọa độ điểm cắt thép lý thuyết.Chiều dài cắt thực tế bằng chiều dài tính toán lý thuyết cộng thêm 2wVới w =(25-30) ta chọn w = 25*20 = 500 mm

c) Tính chiều dài các thanh thép sau khi cộng thêm, cắt uốn.

- Uốn các thanh thép theo cấu tạo (không cần tính toàn) như hình vẽ.- Thanh số (1): 218

Lấy từ đầu đầm đến mép cột phía dầm giữa trừ đi khoảng bảo vệ Chiều dài: 5300 + 300/2 – 20 = 5430 mm

- Thanh số (2): 218

Bằng chiều dài lý thuyết công thêm 2w

 Chiều dài: 1782+1187 + 1000 = 3969 mm- Thanh số (3): 218

- 2 đoạn uốn nghiên bằng 450, dài 5002=707 mm

- Đoạn bên phải: =ZZG2w

T = 753 + 1545 +1000 = 3298 mm- Đoạn giữa: = 5300 – 20 – 2x500 – 1377 – (753+500) = 1650 mm- Thanh số (4): 216

Chiều dài: 3x5300 – 2x20 = 15860 mm- Thanh số (5): 220

Bằng chiều dài nhịp cọng bề rộng dầm. Chiều dài: 5300 + 300 = 5600 mm- Thanh số (6): 116

Chiều dài: ZZi2w

T = 186 + 186 +1000 = 1372 mm- Thanh số (7) : 216

- 2 đoạn uốn nghiên bằng 450, dài 5302=750 mm- Đoạn giữa: = 2Z = 2x732 + 1000 = 2464 mm

- Đoạn bên: = (5300 – 2464 – 2x530)/2 + 263 +500 = 1651 mm

Hình 5.9 Biểu đồ bao vật liệu và bố trí thép dầm chính

7 Tính toán cốt đai.

* Tại gối B có QBT Max = 150 KN.* Tính toán cốt đai.(Tính cho QMax)- Kiểm tra độ bền trên các dãi nghiêng:

Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: Đai 2 nhánh 6, bước đai s=150 mm, tiết diện ngang cắt qua 1 lớp cốt đai.

Kiểm tra độ bến theo công thức: Q0.3wl.bl..Rb.b.h0

Trong đó:

Q=150KN0.3wl.bl..Rb.b.h0=0.3*1.0488*0.885*11.5*300*560=537977.7648= 537.977 KN (OK!)

* Tính khoảng cách giữa các côt đai.

Chọn đai 2 nhánh 8 có fsw = 50.3 mm2

Khoảng cách đai tính toán:

Khoảng cách đai lớn nhất:

Khoảng cách đai cấu tạo:

- Vùng gần gối tựa: h = 600 > 450Sct <= 200mm

- Vùng giữa dầm: h = 400 > 300

Chọn thép đai thiết kế như sau:

Vùng gần gối tựa 1/4l: chọn s = 200 mmVùng giữa dầm chọn s = 300 mm