đồ án bê tông cốt thép

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP THIẾT KẾ SÀN SƯỜN I Số Liệu Sơ đồ sàn: Kích thớc trục tờng trục dầm: L1=2.2 m L2=6.6 m Tờng chịu Lực có chiều dày bt = 0.34 m Ct BTCT tiết diện bc x bc =0.4x0.4 m Ho¹t tải tiêu chuẩn: Pc=5.0 kN/m2 hệ số tin cậy: n =1.2 Số Liệu vật Liệu: - Bêtông cấp ®é bÒn B 15 cã : Rb = 8.5 MPa Rbt = 0.75 MPa - Cèt thÐp CI cã : Rs = Rsc = 225 MPa Rsw = 175MPa Es = 21.104 MPa - Cèt thÐp CII cã : Rs = Rsc =280 MPa Rsw = 225 MPa Es = 21.104 MP Bảng 1: Tổng hợp số Liệu tính tốn L1 (m) 2.2 L2 (m) 6.6 c p (kN/m2) n 1.2 Bê tông B15 (MPa) Rb = 8.5 Rbt = 0.75 ˠb = Sàn d ≤ 10 (MPa) Cốt thép Cốt đai d ≤ 10 (MPa) Cốt dọc d ≤12 (MPa) Rs = 225 Rsw = 175 Rs = 280 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP DÇm Phơ e d Cét c Sàn Dầm Chính b A HèNH 1- mặt bằ ng sàn lớ p gạch lát dày 10mm lí p v÷a lãt day 30mm lí p BTCT day 100mm lớ p vữa trát dày 10mm c ấu t o sà n Sinh Viờn: V Vn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP BẢN SÀN 2.1 Phân Loại sàn Xét tỷ số hai cạnh ô Xem Làm việc theo phương Ta có sàn sườn tồn khối dầm dầm từ trục đến trục Là dầm dầm dọc Là dầm phụ Để tính ta cắt dải dộng b = m vng góc với dầm phụ xem Là dầm Liên tục ( hình ) 2.2 Chọn sơ kích thước phận sàn Xác định sơ chiều dày bản: hb= Chọn m = 30 cho Liên tục Lấy D = hb= chọn hb= 80 (mm) Xác định sơ kích thước dầm phụ: Ldp = L2 = 6.6 m = 6600 mm ( chưa phải nhịp tính tốn) hdp== ( 550413) mm chọn hdp= 500 mm bdp= hdp = mm Chọn bdp = 200 mm Vậy chọn kích thước dầm phụ (bxh) = (200x500) mm Xác định sơ kích thước dầm chính: hdc = Ldc = 6600 = 825  550 mm chọn hdc = 700 mm bdc = hdc = 700 = 350 175 mm chon bdc = 300 mm Vậy chọn kích thước dầm ( bxh ) = (300x700) mm 2.3 Sơ đồ tính Cắt dải rộng b1=1m vng góc với dầm phụ xem dải Làm việc dầm Liên tục nhiều nhip.gối tựa Là tường biên dầm phụ (hình3) Chọn tường chịu Lực có chiều dày 0.34m Nhịp giữa: nhịp tính tốn Lg Lấy khoảng cách mép dầm phụ Lo= L1 – bdp = 2200 – 200 = 2000 (mm) Nhịp biên : nhịp tính tốn Lob Lấy khoảng cách từ mép dầm đến điểm đặt phản Lực gối tựa tường Lob = L1 + =2200 - - + = 1990(mm) Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP Hình : sơ đồ xác định nhịp tính tốn Cb - đoạn kê tường chon Cb = 120 mm 2.4 Xác định tải trọng 2.4.1 Hoạt tải Hoạt tải tính tốn: Ps= n x Ptc = 1.2 x = (kN/m2) 2.4.2 Tĩnh tải Xác định tải trọng thân Lớp cấu tạo sàn: gs = Kết tính tốn trình bày bảng Tĩnh tải tính tốn ghi bảng sau: Bảng Tĩnh tải tác dụng Lên sàn Lớp cấu tạo Chiều dày (mm) Trọng Lượng riêng (kN/m3) Trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số độ tin cậy (n) Gạch Lát 10 20 0.2 1.2 30 18 0.54 1.3 2.5 1.1 Vữa Lót BTCT 100 25 Giá trị tính toán gs (kN/m2) 0.24 0.702 2.75 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP Vữa trát 10 18 Tổng 0.18 1.3 3.42 0.234 3.926 2.4.3 Tổng tải Tính tốn với dải rộng 1m nên tải trọng tác dụng Lên Là: Tải trọng toàn phần : qS = (gS + PS ) x b =( 3.926 + 6) x = 9.926 (kN/m2) 2.5 Xác định nội Lực Mômen Lớn nhịp biên : Mmax = = Mômen Lớn gối thứ hai : Mmin = = Mômen Lớn nhịp gối : == 2,5 kNm 3,61 kNm 2,5 kNm 3,6 kNm Hình Sơ đồ tính biểu đồ bao mơmen sàn 2.6 Tính cốt thép: Bê tơng có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8.5 Mpa Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP Cốt thép sàn sử dụng Loại CI: Rs = 225 Mpa Từ giá trị mômen nhịp gối giải thiết a = 15 cm tính cốt thép theo công thức sau : ho = hb - a = 80 – 15 = 65 ( mm) Gối biên nhịp biên : = ≤ α pL = 0.37: tính nội Lực theo sơ đồ khớp dẻo tra bảng ξ tính từ : = 1As = khoảng cách cốt thép: a = ( với A1 = ) Kiểm tra tỷ Lệ cốt thép: µmin = 0.05% ≤ µ = ≤µmax = ξpL =0.37 x = 1.4% Kết cốt thép tóm tắt bảng Bảng Tính cốt thép cho sàn Tiết diện M (kNm ) Nhịp biên 3.6 Gối 3.61 Nhịpgiữa.gối 2.5 αm 0.1 0.1 0.00 As µ (mm /m) (%) 0.10 0.10 0.00 257.8 258 172 0.4 0.4 0.2 Chọn cốt thép d a (mm (mm ) ) 6/8 150 6/8 150 150 Asc (mm2/m) 262 262 189 2.7 Bố trí cốt thép * Xét tỉ số: < < α = 0.25 αLo = 0.25 x 2000 = 500 mm chọn αLo = αLob = 500 mm * Đối với có dầm Liên kết bốn biên vùng gạch chéo hình giảm 20% Lượng thép so với kết tính Ở gối nhịp giữa: As= 0.8x172 = 137 mm2 chọn d6a200(Asc = 141 mm2) *Cốt thép cấu tạo chịu mơmen âm dọc theo gối biên phía dầm tính sau: As.ct ≥ chọn d6a200 (As = 141 mm2) Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP *cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: As.pb ≥ 15%Ast = 0.15 x 258 = 38.7 mm2 chọn d6a250 (Asc = 94mm2) chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa : Lan = 120 mm ≥ 10d vï ng ô đợ c phép giảm 20% cốt thép e Dầm Phụ d 1 c b Sàn Cét DÇm ChÝnh A Hình Vùng giảm cốt thép Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 8a300 8a300 6a250 8a300 6a400 6a400 10 6a400 10 MẶT CẮT -1 8a300 8a300 1200 70 70 350 70 1520 8a300 50 70 1200 70 8a300 70 50 50 1520 6a400 70 50 50 50 50 70 700 50 2115 8a300 6a400 70 700 6a400 70 1520 6a400 50 2240 6a400 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 6a250 6a200 10 11 MẶT CẮT -2 DẦM PHỤ: 3.1 Sơ đồ tính: Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính Là dầm Liên tục nhịp có gối tựa Là tường biên dầm chính(hình 7.8) 500 700 340 220 6390 300 6600 A 6300 150 6600 B C Hình Sơ đồ xác định nhịp tính tốn dầm phụ Cdp - đoạn dầm phụ kê Lên tường chọn Cdp = 220mm nhịp tính tốn dầm phụ Lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp biên: = Đối vớin hịp giữa: L0 = L2 - bdc = 6600- 300 =6300 mm Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP pdp gdp 6390 A 6300 B C Hình Sơ đồ tính dầm phụ - tải Trọng Lượng thân dầm phụ go = =1,1 x 25x 0,2 x (0,5 - 0,08) = 2,3 kN/m Tĩnh tải từ sàn chuyền vào: g1 = gs x L1 = 3,926 x 2,2 = 8,64 kN/m Tổng tĩnh tải: gdp = g0 + g1 = 2,3 + 8,64 = 10,94 kN/m 3,2,2, Hoạt tải Hoạt tải tính tốn từ sàn truyền vào pdp = ps x L1 = x 2,2 = 13,2 kN/m 3,2,3, Tổng tải Tải trọng tổng cộng qdp = gdp + pdp = 10,94 +13,2 = 24,14 kN/m 3,3, Xác định nội Lực 3,3,1, Biểu đồ bao mômen Tỉ số Tung độ tiết diện biểu đồ bao mơmen tính theo cơng thức sau: M = β x qdp x L02 (đối với nhịp biên L0 = Lob) β, k - hệ số tra phụ Lục 8, k= 0,214 Kết tính tốn tóm tắt bảng 4, Mơmen âm triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn: x1 = k x L0b = 0,214 x 6,39 = 1,367 m Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa đoạn: Đối với nhịp biên: x2 = 0,15 x L0b = 0,15 x 6,09 = 0,959 m Đối với nhịp giữa: x3 = 0,15 x L0 = 0,15 x 6,0 = 0,945 m 10 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2d12 1d16 1d16 1d12 3140 1d12 4000 1d16 3800 1d12 2d12 6800 1d12 1800 1d16 6660 11 900 1d16 3780 3800 1d16 12 9920 9860 2d12 10 1260 6840 2d12 2d12 2d12 2d16 2d16 2d12 1d12 2d16 2d12 2d12 2d16 1d12 1d12 3-3 6-6 5-5 4-4 700 Hình 11 : Bố trí thép biểu đồ vật liệu dầm phụ 4, DẦM CHÍNH 4,1, Sơ đồ tính Dầm dược tính theo sơ đồ đàn hồi,xem dầm liên tục co nhip tựa lên tường biên cột 340 2200 2200 2200 2200 6600 6600 20 2200 P P P G G G Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP Cdc - đoạn dầm kê lên tường, chọn Cdc = 340 mm Nhịp tính tốn lấy theo khoảng cách từ trục dến trục, cụ thể sau: L = 3L1 = 3x 2200 = 6600 mm 4,2, Xác định tải trọng Tải trọng từ sàn chuyền lên dầm phụ rối từ dầm phụ chuyền lên dầm dạng lực tấp trung 4,2,1,Tĩnh tải Trọng lượng bnr thân dầm chính: G0 = ˠf,g x ˠbt x bdc x So = 1,2 x 25 x 0,3 x ((0,7 - 0,08) x 2,2 - (0,5 - 0,08) x 0,2) = 11,52 kN Từ dầm phụ truyền lên: G1 = gdp x L2 = 10,94 x 6,6 = 72,2 kN Tĩnh tải tính tốn: G = G0 x G1 = 11,52 + 72,2= 83,7 kN 4,2,2 Hoạt tải Từ dầm phụ truyền lên : P = pdp x L2 = 13,2 x 6,6 = 87,12 kN 4,3, Xác định nội lực 4,3,1, Biểu đồ bao momen 4,3,1,1, Các trường hợp đặt tải Sơ đồ dầm đối xứng 4,3,1,2, Xác định biểu đồ momen cho trường hợp tải Tung độ biểu đồ momen tiết diện đươc tính theo cơng thức MG = α x G x L = α x 83,7 x 6,6 = α x 552,42 Mpi = α x P x L = α x 87,12 x 6,6 = α x 575 α - hệ số tra phụ lục 9, Do tính chât đối xứng, nên cần tính cho nhịp,kết tính theo biểu đồ momencho trường hợp tải trình bày bảng Sơ đồ a b c d 21 α Mg α Mp1 α Mp2 α Mp3 0,244 134,8 0,289 166,2 -0,044 -25,3 0,156 86,2 0,244 140,3 -0,089 -51,2 132,4 72,8 Tiết diện Gối Gối -0,267 0,067 0,067 -0,267 -147,5 37 37 -147,5 -0,133 -0,133 -76,5 -76,5 38,25 -0,133 0,200 0,200 -76,5 114,9 114,9 -0,311 -0,089 -178,8 55,7 98,3 -55,3 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP α 0,044 -0,178 Mp4 8,5 16,8 25,3 -17,2 -59,8 -106,6 Trong sơ đồ b,d,e bảng tra không cho giá trị số α số tiết diện , phải tính nội suy theo phương pháp học kết cấu, e b) 76,5 76,5 M4 M3 M4 = 76,5/2 = 38,25 kNm d) 178,8 M2 M1 = 192 - 178,8/3 = 132,4 kNm M2 = 192 - x 178,8/3 = 72,8 kNm M1 178,8 51,2 22 M3 M4 M3 = 192 - 51,2 - x (178,8 - 51,2)/3 = 55,7 kNm M2 = 192 - 51,2 - (178,8 - 51,2)/3 = 98,3 kNm Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP e) M1 M2 M3 23 M4 M1 = 25,3/3 = 8,5 kNm M2 = x 25,3/3 = 16,8 kNm M3 = x (25,3 + 102,3)/3 -102,3 = -17,2 kNm M2 = (25,3 + 102,3)/3 - 102,3 = 59,8 kNm Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 147,5 a) MG 37 86,2 143,8 76,5 76,5 b) MP1 166,2 c) MP2 25,3 140,3 51,2 76,5 178,8 114,9 d) MP3 47,5 64,1 123,7 e) MP4 17,2 8,5 16,8 25,3 Hình 15 , Biểu đồ momen trường hợp tải (kNm) 24 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 4.3.1.3 Xác định biểu đồ bao momen Bảng 10, Xác định tung độ biểu đồ momen thành phần biểu đồ bao momen Tiết diện Momen Gối M1 = MG + Mp1 301 226,5 -224 -39,5 M2 = MG + Mp2 160,1 137,4 -224 151,9 M3 = MG + Mp3 258,5 150,3 -326,3 84,5 M4 = MG + Mp4 143,3 103 -122,2 19,8 Mmax 301 226,5 -122,2 151,9 Mmin 143,3 103 -326,3 -39,5 4.3.1.4 Xác định momen mép gối Hình 16, Xác định momen mép gối (kNm) Gối B chọn = = 297,3 kNm 25 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 224 39,5 M1 226,5 224 301 M2 35 326,3 109,5 151,9 M3 84,5 150,3 258,5 122,5 M4 19,8 143,3 103 326,3 39,5 151,9 151,9 226,5 301 26 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP Hình 17.Các biểu đồ mơmen thành phần biểu đồ bao mômen (kNm) 4.3.2 Biểu đồ lực cắt 4.3.2.1 Xác định biểu đồ lực căt cho trường hợp tải Tính vẽ biểu đồ lực cắt: ΔM = Ma - Mb Q = ΔM/x Bảng 11 xác định tung độ biểu đồ lực cắt(kN) Đoạn Sơ đồ A-1 1-2 2-B a QG 64,1 -22,1 -106 b QP1 75,5 -11,8 -98,7 c QP2 -11,59 -11,59 -11,59 d QP3 60 -25,9 -98,7 e QP4 3,7 3,7 3,7 4.3.2.2 Xác định biểu đồ bao cắt Bảng 12 Xác định tung độ biểu đồ bao lực cắt(kNm) Đoạn Lực căt A-1 1-2 2-B Q1=QG+Qp1 130,9 -33,9 -199,3 Q1=QG+Qp1 49,81 -33,69 -117,59 Q1=QG+Qp1 121,4 -48 -199,3 Q1=QG+Qp1 65,1 -18,4 -102,3 Qmax 130,9 -18,4 -102,3 Qmin 49,81 -48 -199,3 27 B-3 83,7 83,7 106,5 -19,3 B-3 83,7 167,2 190,8 74,4 190,8 74,4 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 83,7 61,4 a) QG 22,1 106 75,5 b) QP1 11,8 98,7 83,7 c) QP2 d) QP3 11,59 11,59 11,59 19,3 3,7 3,7 3,7 Hình 18 Biểu đồ lực cắt trường hợp tải (kN) 28 Sinh Viên: Vũ Văn Thành ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 190,8 130,9 Q 74,4 49,81 48 18,4 102,3 199,3 Hình 19 Biểu đồ bao lực cắt (kN) 4.4 Tính cơt thép Bê tơng cấp độ bền B15 có Rb=8.5 MPa Cốt thép CII có Rs=Rsc= 280 MPa thép dọc CI: Rsw = 175 MPa 4.4.1 Cốt dọc Giả thiết a=50mm, h0=700-50=650mm Độ vươn cánh Sf lấy không lớn giá trị bé trị số sau Chọn Sf=480 mm Bề rộng cánh bf=bdc+2Sf=300+2x 480=1260mm Mf = Rb.bf.hf.(h0 - ) =8,5x103 x 1,22 x 0,08 x( 0,65 – 0,08/2) = 523 kNm Vậy Mmax