tính toán cốt thép cho sàn sườn toàn khối bản dầm

Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO SÀN SƯỜN TỒN KHỐI BẢN DẦM MÃ ĐỀ: CDD I Yêu cầu đồ án DO AN BETONG 1.rar Sơ đồ mặt sàn u cầu - Tính tốn cốt thép cho sàn sườn tồn khối dầm - Tính tốn cốt thép dầm phụ - Tính tốn cốt thép dầm GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép - Thuyết minh (1 A4) - Bản vẽ A1 II Các số liệu tính tốn - Chiều dài L1 = 2,4 (m) = 2400 (mm) - Chiều dài L2 = 5,5 (m) = 5500 (mm) - Tải trọng tạm thời Pc = 400(daN/m2) = (kN/m2) - Hệ số vượt tải np = 1,2 - Bê tơng có cấp độ bền B15, Rb = 8,5 MPa, Rbt = 0,75, γbt = - Cốt thép thép đai dầm dùng thép CI, R s = 225 (MPa), Rsw = 175 (MPa) - Cốt thép dọc dầm dùng thép CII, Rs = 280 (MPa) Bảng tổng hợp số liệu tính tốn: L1 (m) 2,4 L2 (m) c P (kN/m2) 5,5 np Bê tông BT 15 (MPa) 1,2 Rb=8,5 Rbt=0,75 γbt=1 Sàn d≤10 (MPa) Cốt thép Cốt đai Cốt dọc d≤10 d≥10 (MPa) (MPa) Rs=225 Rsw=175 Rs=280 Các lớp cấu tạo sàn sau: Lớp cấu tạo sàn Chiều dày δi (m) Gạch ceramic Vữa lót GVHD: Bùi Phước Hảo 0,010 0,030 Trang Khối lượng riêng γi (kN/m3) 20 18 Hệ số vượt tải γf,i 1,2 1,1 Trường đại học Trà Vinh Bê tông cốt thép Vữa trát Đồ án bê tông cốt thép 0,080 0,015 25 18 1,1 1,1 III Tính tốn kết Bản sàn 1.1 Phân loại sàn Xét tỷ số hai cạnh ô nên thuộc loại dầm, làm việc phương theo cạnh ngắn 1.2 Chọn sơ kích thước tiết diện cấu kiện 1.2.1 Xác định sơ chiều dày sàn Trong đó: - hs chiều dày sàn - m – hệ số phụ thuộc vào loại - Bản loại dầm làm việc phương nên có m = (30 35) chọn m = 33 - D – hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = ( 0.8 1.4 ) chọn D = 1,1 - hmin = 60 mm chiều dày tối thiểu sàn nhà dân dụng Vậy chọn hs = 80 (mm) 1.2.2 Xác định sơ tiết diện dầm phụ Vậy chọn hdp = 300 (mm) GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Vậy chọn bdp = 250 ( m ) 1.2.3 Xác định sơ tiết diện dầm Vậy chọn hdc = 700 (mm) Vậy chọn bdc = 250 (mm ) 1.3 Sơ đồ tính Tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn ( L1 ), nên tính tốn, ta cắt thành dải có bề rộng ( m ), theo phương vng góc với dầm phụ để xác định nội lực tính tốn cốt thép theo phương cạnh ngắn Xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa dầm bao quanh cột - Phương cạnh dài L2, đặt cốt thép phân bố - Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo,nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa: + Đối với nhịp biên + Đối với nhịp L0g = L1 - bdp = 2400 – 250 = 2150 (mm) Sơ đồ xác định nhịp tính tốn GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép 1.4 Xác định tải trọng 1.4.1 Tĩnh tải Lớp cấu tạo sàn Chiều dày δi (m) Gạch bơng Vữa lót Bê tơng cốt thép Vữa trát 0,010 0,030 0,080 0,015 Khối lượng riêng γi (kN/m3) 20 18 25 18 Hệ số vượt tải γf,i Trị tính tốn gs (kN/m2) 1,2 1,1 1,1 1,1 Tổng cộng 0,24 0,594 2,2 0,297 3,331 1.4.2 Hoạt tải - Hoạt tải tính tốn 1.4.3 Tổng tải - Tải trọng toàn phần - Tổng tải tác dụng lên sàn ứng với dãi có chiều rộng b = 1m 1.5 Xác định nội lực 1.5.1 Momen lớn nhịp biên 1.5.2 Moment lớn gối thứ hai 1.5.3 Momen lớn nhịp gối GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Sơ đồ tính biểu đồ bao momen sàn 1.6 Tính cốt thép * Tính cốt thép chịu lực - Từ giá trị momen nhịp gối tính cốt thép, giả thiết chọn a = 0,015 m Tính cốt thép theo cơng thức sau: - Chiều cao làm việc bê tông: h0 = hs – a = 80 –15 = 65 (mm) 1.6.1 Nhịp biên μmin = 0,05% 1.6.2 Gối thứ GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép μmin = 0,05% 1.6.3 Nhịp giữa, gối μmin = 0,05% Bảng tóm tắt kết tính tốn cốt thép: Tiết diện Nhịp biên Gối thứ Nhịp Gối M (kNm) αm 3.417 Chọn cốt thép d a Asc (mm) (mm) (mm2/m) ξ As (mm2/m) μ (%) 0.095 0.1 245.556 0.378 110 257 3.417 0.095 0.1 245.556 0.378 200 251 2.349 0.065 0.067 164.522 0.253 110 257 2.349 0.065 0.067 164.522 0.253 200 251 1.7 Bố trí cốt thép GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Xét tỷ số: Khi - Chọn α x L0 = α x L0b = 550 (mm) - Cốt thép cấu tạo chịu mơmen âm dọc theo gối biên phía dầm xác định sau: - Chọn Ø6a200 (Asc = 141 (mm2) - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: - Chọn Ø6a200 (Asc = 141 (mm2) GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Trường đại học Trà Vinh GVHD: Bùi Phước Hảo Trang Đồ án bê tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 10 Đồ án bê tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Biểu đồ momen cho trường hợp tải GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 42 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép 3.2.1.3 Xác định biểu đồ bao momen Bảng xác định tung độ biểu đồ momen thành phần biểu đồ bao momen (kNm) Tiết diện Momen Gối B Gối C M1=Mg+Mp1 241.00 181.10 -180.134 -30.697 -30.697 -180.134 181.10 241.008 M2=Mg+Mp2 89.097 29.196 -180.134 121.21 -180.134 29.196 89.097 M3=Mg+Mp3 213.94 127.27 -261.336 73.923 121.21 107.68 -160.061 42.730 95.635 M4=Mg+Mp4 95.635 42.730 -160.061 241.00 89.097 181.10 29.196 Mmax Mmin GVHD: Bùi Phước Hảo -160.061 -261.336 107.68 121.21 -30.697 Trang 43 73.923 121.21 -30.697 -261.336 -160.061 -261.336 127.27 181.10 29.196 213.941 241.008 89.097 Trường đại học Trà Vinh GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 44 Đồ án bê tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh Biểu đồ bao momen 3.2.1.4 Xác định momen mép gối GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 45 Đồ án bê tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Gối B Gối C * Gối B: * Gối C: 3.2.2 Biểu đồ bao lực cắt 3.2.2.1 Xác định biểu đồ bao lực cắt cho trường hợp tải Xác định tung độ biểu đồ bao lực cắt (kN) Đoạn Sơ đồ A-1 1-2 2-B B-3 62.265 3-4 4-C a QG 45.487 -16.41 -78.857 b c d QP1 QP2 QP3 54.933 -8.363 43.655 -8.553 -8.554 -19.71 -71.66 -8.364 -83.065 63.297 77.426 14.066 -63.297 -49.294 e QP4 -5.639 -5.639 -5.639 49.294 -14.066 -77.426 GVHD: Bùi Phước Hảo -62.265 Trang 46 C-5 5-6 78.85 71.66 8.364 5.639 83.06 16.40 8.553 8.554 5.639 19.70 6-D -45.487 -54.933 8.363 5.639 -43.655 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Biểu đồ lực cắt trường hợp tải 3.2.2.2 Xác định biểu đồ bao lực cắt Bảng xác định tung đổ biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt (kN) Tiết diện Lực cắt A-1 1-2 2-B B-3 Q1=QG+QP1 100.420 -24.958 -150.517 62.265 Q2=QG+QP2 37.124 -24.959 Q3=QG+QP3 89.142 -36.110 Q4=QG+QP4 39.848 -22.044 GVHD: Bùi Phước Hảo 125.56 139.69 -161.922 -84.496 111.559 3-4 C-5 125.562 14.066 -111.559 -14.066 - 5-6 24.95 24.95 87.221 22.04 84.496 161.922 36.110 -62.265 150.517 -87.221 Trang 47 4-C 6-D -100.420 -37.124 -39.848 -89.142 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép 139.691 Qmax 100.420 -22.044 -84.496 139.69 14.066 Qmin 37.124 -36.110 -161.922 62.265 -14.066 GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 48 -62.265 161.922 36.110 -37.124 139.691 -100.420 84.496 22.04 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt 3.3.3 Tính cốt thép - Bê tơng có cấp độ bền B15: Rb = 8,5MPa; Rbt = 0,75 MPA - Cốt thép dọc dầm sử dụng loại CII: Rs = 280 MPA - Cốt thép đai dầm sử dụng loại CI: Rsw = 175 MPA 3.3.3.1 Cốt dọc 3.3.3.1.1 Tại tiết diện nhịp - Tương ứng với giá trị momen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T - Xác định độ vươn cánh Sf: - Chọn Sf = 480 (mm) - Chiều rộng cánh: GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 49 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tơng cốt thép - Kích thước tiết diện chữ T: - Xác định vị trí trục trung hòa Giả thiết a = 60 (mm)  h0 = h – a = 700 – 60 = 640 (mm) - Xác định vị trí trục trung hòa: - Nhận xét: M < Mf nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo cấu kiện tiết diện chữ nhật lớn x hdc = ( 1210 x 700) (mm) 3.3.3.1.2 Tại tiết diện gối - Tương ứng với giá trị momen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật (bdc x hdc) = 250 x 600 (mm) Tiết diện nhịp Tiết diện gối - Tính tốn cốt thép dầm sau: - Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế tốn là: - Tính cốt thép: GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 50 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Theo phương pháp tính ta có kết sau: Tiết diện Nhịp biên 1210x60 Gối 200x600 Nhịp 1210x60 Chọn cốt thép Chọn Asc ξ As (mm2) 0,057 0,059 1387,00 4Ø20 + 1Ø18 1511 0.179 241,096 0,277 0,332 1612,57 4Ø20 + 2Ø18 1766 1.008 121,215 0,029 0,029 681,749 2Ø20 + 1Ø18 882 0.092 M (kNm) αm 241,008 t (%) 3.3.3.2 Cốt ngang - Tính cốt đai gối có lực cắt lớn QA = 100,42 (kN) QD = 100,42 (kN) QBtr = 161,922 (kN) QBph = 139,691 (kN) QCtr = 139,691 (kN) QCph = 161,922 (kN)  Qmax = 161,922 (kN) 3.3.3.2.1 Khả chịu lực cắt bê tơng Vì Q = 159,828 (kN) > Qb = 72 (kN) nên bê tông không đủ khả chịu lực cắt, cần phải tính cốt đai để chịu lực cắt Chọn cốt đai Ø6 có asw = 28,26 (mm2), số nhánh cốt đai n = 3.3.3.2.2 Tính khoảng cách cốt đai vùng gần gối (L/4) GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 51 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép - Xác dịnh khoảng cách cốt đai: - Khoảng cách cốt đai lớn cho phép: - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: - Khoảng cách thiết kế cốt đai: - Vậy chọn S = 150 (mm) bố trí đoạn L/4 đoạn đầu dầm * Kiểm Tra: - Kết luận: Dầm khơng bị phá hoại ứng suất nén 3.3.3.2.3 Đoạn dầm nhịp (đoạn L/2) - Vậy chọn S = 200 (mm) bố trí đoạn L/2 dầm 3.3.3.3 Cốt treo - Lực tập trung dầm phụ ruyền lên dầm chính: GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 52 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép - Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn Ø6 có asw = 28,26 mm2, n = nhánh Số lượng cốt treo cần thiết là: - ∆h = h1 – h2 = 700 – 300 = 400 (mm) - Chọn m = đai, bố trí bên dầm phụ với a = 50 (mm) đoạn ∆h = 400 (mm) 3.3.4 Kiểm tra khả chịu lực dầm 3.3.4.1 Khả chịu lực tiết diện nhịp biên 3.3.4.2 Khả chịu lực tiết diện gối thứ GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 53 Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép 3.3.4.3 Khả chịu lực tiết diện nhịp  cấu kiện đủ bền GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 54 Trường đại học Trà Vinh GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 55 Đồ án bê tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh Bố trí thép dầm GVHD: Bùi Phước Hảo Trang 56 Đồ án bê tông cốt thép ... Đồ án bê tơng cốt thép Sơ đồ tính biểu đồ bao momen sàn 1.6 Tính cốt thép * Tính cốt thép chịu lực - Từ giá trị momen nhịp gối tính cốt thép, giả thiết chọn a = 0,015 m Tính cốt thép theo công... án bê tông cốt thép Tiết diện nhịp Tiết diện gối - Tính tốn cốt thép dầm sau: - Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế toán là: - Tính cốt thép: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Theo... tông cốt thép Trường đại học Trà Vinh Đồ án bê tông cốt thép Dầm phụ 2.1 Sơ đồ tính Dầm phụ tính tốn theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính dầm liên tục nhịp có gối tực cột dầm Sơ đồ xác định nhịp tính