Đồ án bê tông cốt thép

+Tĩnh tải : Được xác định bằng bản tính các lớp cấu tạo sàn.Loại vật liệu Chiều Dàymm TrọnglượngriêngkN/m 3 Tải trọng tiêuchuẩn g tc kN/m 2 Hệ sốvượttải Tải trọng tínhtoáng tt 2.5Xác

THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN TOÁN KHỐI LOẠI BẢN DẦM.

1.MẶT BẰNG SÀN VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU

1.1Mặt bằng sàn

Sơ đồ mặt bằng sàn như sau:

MẶT BẰNG SÀN SƠ ĐỒ II

1.2.Cấu tạo sàn :

1.3.Số liệu cho trước.

Kích thước mặt bằng: l1 = 3,3 m; l2 = 7,2 m (tính từ giữa trục dầm và trục tường) Hoạt tải tiêu chuẩn: Ptc = 10 KN/m2

Hệ số tin cậy hoạt tải n= 1,2 => Ptt = 12 KN/m2

1.4 Số liệu tính toán của vật liệu :

+ Bê tông với cấp độ bền:

- B20, có Rb=11.5 MPa ; Rbt=0,9 MPa ; Eb=27000 MPa ;

bdp = (0,3÷0,5).h

dp = 0,15m – 0,25mChọn bdp=220 (mm)

+ Đối với dầm chính :

Nhịp dầm chính là : ldc=3.l1=3.3,3 = 9,9 m

Tương tự sử dụng công thức kinh nghiệm :

=9,9 = 0,825m – 1,238mChọn hdc=1000 (mm)

bdc = (0,3÷0,5).hdp = 0,3m – 0,5mChọn bdc=400 (mm)

2.3Nhịp tính toán:

Bản loại dầm:

-Tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn(l ),nên khi tính toán,ta cắt bản thành1dải có bề rộng bằng 1(m),theo phương vuông góc với dầm phụ để xác định nội lực

và tính toán cốt thép theo phương cạnh ngắn

-Phương cạnh dài l ,chỉ đặt cốt thép phân bố2

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa:+ Nhịp giữa: lo = l1 – bdp = 3,3 – 0,22 = 3,08 (m)

+ Nhịp biên: lob =

= 0,308 (m)Chênh lệch giữa các nhịp : 0%

2.4Xác định tải trọng :

+ Hoạt tải tính toán : P = P n = 10 1,2 = 12 KN/m2

+Tĩnh tải : Được xác định bằng bản tính các lớp cấu tạo sàn.

Loại vật liệu

Chiều Dày(mm)

Trọnglượngriêng(kN/m )3

Tải trọng tiêuchuẩn (g ) tc

(kN/m )2

Hệ sốvượttải

Tải trọng tínhtoán(g ) tt

2.5Xác định nội lực : Giá trị nội lực xem như chỉ bao gồm mômen: M.

- Giá trị mômen ở nhịp giữa và gối giữa :

9,74 (kNm)

9,74 (kNm) 9,74 (kNm)

M= 9,74 (kNm) M= 14,17 (kNm)

3080 3080

3080

3300 3300

3300

q = 16,434 KN/m

110 110 110

110 110

110 110

170

14,17 (kNm)

Sơ đồ tính toán của dải bản

(kNm)

- Giá trị mômen ở nhịp biên và gối thứ 2:

(kNm)

2.6Tính toán cốt thép

Chuẩn bị số liệu để tính toán:

Bê tông có cấp độ bền: B20 , Rb = 11,5 MPa ;

Cốt thép dùng cho bản : A-I: Rs = Rsc =225 MPa

Tính toán cốt thép cho bản theo cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật với kích thước: bxhb = 1000 x 120 mm2

Đối với bản : hb=120 mm, ban đầu chọn a = 2 cm cho mọi tiết diện

Với a là khoảng cách từ mép dưới BT đến trọng tâm thép ở vùng kéo

2.6.1Tính toán thép ở tiết diện gối thứ 2 và nhịp biên

Số liệu ở gối biên và nhịp biên: M = 14,17 (KNm)

Với a = 2 cm ⇒Tính h0 = hb - a = 0,12 – 0,02 = 0,1 (m)

Tính <

<

Diện tích cốt thép tính theo công thức:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

 Chọn s = 70 (mm) ; ; độ chênh lệch 5,34% (có thể chấp nhận được)

2.6.2Tính toán thép ở tiết diện gối giữa và nhịp giữa

Số liệu ở gối biên và nhịp biên: M = 9,74(KNm)

Với a = 2 cm ⇒Tính h0 = hb - a = 0,12 – 0,02 = 0,1 (m)

Tính

Diện tích cốt thép tính theo công thức:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

- Chọn lớp Bê tông bảo vệ C = 15( đối với bản hb=120>100)

- Đối với thép φ8 : act =15 + 8/2 =19 (mm) < agt =20 (mm)

Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là không lớn và nghiêng về an toàn (cho chiềucao làm việc lớn hơn), nên không cần phải giả thiết lại Cốt thép được bố trí thành lưới và phù hợp với yêu cầu khoảng cách giữa các cốt thép

2.6.3 Đặt cốt thép chịu mômem âm :

Tại những vùng chịu mô men âm của bản ta cần phải bố trí cốt thép chịu mô men âm Với

Do đó đoạn thẳng cốt thép trên gối lấy bằng nhịp :

- Nhịp biên tại gối biên đoạn vươn từ mép tường chịu lực:

- Nhịp biên tại gối thứ 2 đoạn vươn từ mép dầm phụ:

- Nhịp biên tại gối thứ 2 đoạn vươn từ trục dầm phụ:

- Nhịp biên tại gối thứ 2 đoạn vươn ngắn hơn từ mép dầm phụ:

2.7 Cốt thép đặt theo cấu tạo:

+ Tại chổ bản gác lên dầm chính cần phải bố trí cốt thép để chịu mô men âm Cốt thép chịu mô men âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính, chọn thépφ8s200

Có diện tích trên mỗi mét của bản là:

+ Cốt thép phân bố chọn φ6s200.

Có diện tích trên mỗi mét của bản là:

As* = 1,415 cm2 lớn hơn 20% diện tích cốt chịu lực của bản :

Đối với gối giữa và nhịp giữa : 0,2 = 0,915 cm2 ≤ 1,415 cm2

Đối với gối thứ 2 và nhịp biên : 0,2.6,8 = 1,36 cm2 ≤ 1,415 cm2

3 TÍNH TOÁN DẦM PHỤ:

3.1 Sơ đồ tính toán:

Dầm phụ là một dầm liên tục gồm 4 nhịp, các gối tựa là tường và các dầm chính,lấyđoạn dầm gối lên tường lấy bằng Cdp = 220mm, bề rộng dầm chính đã giả thiết ban đầu là bdc=300mm

3.2Tính toán tải trọng :

Ta có khoảng cách giữa các dầm phụ đều bằng nhau và bằng 3,3 m nên :

+ Hoạt tải tác dụng lên dầm : pdp = ps.l1 = 12.3,3 = 39,6 kN/m

55,83 48,96 209,38

254,04 181,46

1035 1049

2970

197,12

239,63 159,75

170,02

29,92 199,33

6900

Sơ đồ tính toán và nội lực trong dầm phụ

3.3 Tính toán và vẽ biều đồ bao nội lực:

3.3.1 Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:

Lợi dụng tính chất đối xứng, ta chỉ vẽ biểu đồ bao mômen cho một nữa hệ Khi chênh lệch giữa các nhịp tính toán , thì tung độ biểu đồ bao moment của dầm phụ tínhtheo sơ đồ khớp dẻo được xác định như sau:

- Tung độ biểu nhánh dương được xác định : M+ = β 1 q d .l2.

- Tung độ nhánh âm được xác định : M- = β 2 q d .l2.

Với các hệ số được cho như sau :

- Mômen dương bị triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn 0,15.l

+ Đối với nhịp giữa 0,15.lo = 0,15.6,9 = 1,035 m

+ Đối với nhịp biên 0,15.lob = 0,15.6,99 = 1,0485 m

- Mômen dương cực đại cách gối biên 1 đoạn 0,425.lob = 0,425.6,99 = 2,97 m

Ta có các giá trị được tính toán đươc thể hiện ở bảng sau:

Bảng giá trị mômen của dầm phụ :

0.5L 0.0625 170.02

Từ đó vẽ được biểu đồ bao mômen như trên

3.3.2 Tính toán và vẽ biểu đồ bao lực cắt:

Tính toán lực cắt theo sơ đồ khớp dẻo, sử dụng công thức tính sau:

Tại gối 1 : Q1 = 0,4.qdp.lob = 0,4 57,14.6,99 = 159,75 kN

Tại mép trái gối 2 : Q2T = 0,6.qdp.lob = 0,6 57,14.6,99 = 239,63 kN

Tại mép phải gối 2:

+ Bê tông với cấp độ bền:

- B20, có Rb=11.5 MPa ; Rbt=0,9 MPa ; Eb=27000 MPa ;

Cánh chữ T nằm trong vùng chịu nén Tính toán cốt thép theo tiết diện chữ T

Trước hết chọn bề rộng cánh Sf của cánh chữ T, giá trị này không được lớn hơn các giá trị sau :

Nhận xét kNm : Do đó đối với tất cả các tiết diện nhịp biên và nhịp giữa trục trung

hoà đi qua cánh Việc tính toán như đối với tiết diện hình chữ nhật bf’.hdp = 1660mm x 600mm

Ta tiến hành tính toán theo tiết diện hình chữ nhật kích thước bdpxhdp = 220x600

Tính cốt thép theo các công thức sau:

h0 = hdp - a = 0,6 – 0,045 = 0,555 (m)

Tính

Diện tích cốt thép tính theo công thức:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

Và (0,8% – 1,5%) đối với dầm

Bảng cốt thép dọc cho dầm phụ

chọn Asc(cm2)Nhịp biên

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Qmax=239,63 kN

Kiểm tra điều kiện tính toán:

 Qmax >

600

220 1660

120 600

720 720

 Bêtong không đủ khả năng chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt.

 Dầm không bị khá hoại do ứng suất nén chính

- Cốt đai đoạn dầm giữa nhịp:

 Chọn s = 250mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

3.6 Biểu đồ bao vật liệu:

1) Tính khả năng chịu lực của tiết diện:

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có tiết diện As

- Chọn chiều dày lớp bt bảo vệ ao=25mm; khoảng cách thông thuỷ giữa 2

thành thép theo phương chiều cao dầm t=30mm

- Xác định ath => hoth = hdp – ath

Bảng tính khả năng chịu lực của dầm phụ:

2) Kiểm tra neo, nối cốt thép :

- Nhịp biên bố trí 4ø20 + 2ø18 (As = 17,65 cm2), neo vào gối 2ø20

(As = 6,28 cm2 > 1/3.17,56 = 5,88 cm2 )

- Nhịp giữa bố trí 4ø20 (As = 12,56 cm2), neo vào gối 2ø20

(As = 6,28 cm2 > 1/3.12,56 = 4,19 cm2 )

- Chọn chiều dài neo vào gối tự do là 160mm, vào các gối giữa 320mm

- Tại nhịp giữa nối thép (2ø20 thép mũ) Chọn chiều dài đoạn nối là

Nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng nhau và bằng l = 3.l1 = 3.3,3 =9,9m

Sơ đồ tính toán như sau :

kN

G1 tĩnh tải tập trung của dầm phụ truyền lên dầm chính:

G1 = gdp.l2 = 17,54.7,2 = 126,26 kN

Từ đó tính được tĩnh tải tập trung : Gdc = Go + G1 =20,36 + 126,26 = 146,62 kN

4.3 Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:

- Ta tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen và lực cắt dựa vào phương pháp tổ hợptải trọng, rồi xác định nội lực rồi tổ hợp nội lực để vẽ được biểu đồ bao mômen và lực cắt.Lợi dụng tính chất đối xứng của dầm ta chỉ cần tính toán cho một nửa dầm

4.3.1 Biểu đồ bao mômen:

a) Biều đồ M G :

- Ta có tung độ của biểu đồ mômen do tĩnh tải MG tác dụng lên dầm chính là :

MG = α G l Với giá trị α- hệ số tra phụ lục 9.

- Các giá trị tính toán được thể hiện ở bảng dưới đây

xác định tung độ biểu đồ moment (kNm)

B

g)

Mp6

g - - -0.19 - - 0.095

- Trong các sơ đồ d,e,f,g bảng tra không có giá trị tại một số tiết diện, phải tính

nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu

- Ta tính Mo của dầm đơn giản kê lên gối tự do

xác định tung độ biểu đồ moment thành phần và biểu đồ bao moment (kNm)

B2

1) Xác định biểu đồ bao lực cắt cho từng trường hợp tải:

SVTH : ĐẶNG HỮU TRIỆU - X160680 Trang 19 K22X1

M1

- Ta có quan hệ moment và lực cắt: “Đạo hàm của moment là lực cắt” Vậy ta có

M’ = Q = tg

- Xét 2 tiết diện a và b cách nhau 1 đoạn x, chênh lệch moment của 2 tiết diện

là Do đó lực cắt giữa 2 tiết diện là

Xác định tung độ biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) BB

Qp5

Biểu đồ lực cắt từng trường hợp (kN) BB

4.5 Tính cốt thép:

+ Bê tông với cấp độ bền: ()

- B20, có Rb=11.5 MPa ; Rbt=0,9 MPa ; Eb=27000 MPa ;

a) Tại tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với vị trí moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán

Giả thiết agt nhịp = 50mm => honhịp = h – a = 1000 – 50 = 950 mm

Giá trị mômen qua mép cánh:

Nhận xét kNm : Do đó đối với tất cả các tiết diện nhịp biên và nhịp giữa trục trung

hoà đi qua cánh Việc tính toán như đối với tiết diện hình chữ nhật bf’.hdc = 1740mm x

1000 mm

a) Tại tiết diện ở gối:

- Tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo

- Kiểm tra điều kiện tính toán:

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Qmax=239,63 kN

Kiểm tra điều kiện tính toán:

 Qmax >

 Bêtong không đủ khả năng chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt

Chọn cốt đai ø10 (asw = 78,5mm2), số nhánh cốt đai n = 2

- Xác định bước cốt đai theo cấu tạo:

 Chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L1 = 3300mm gần gối tựa

- Kiểm tra:

 Qmax <

 Dầm không bị khá hoại do ứng suất nén chính

- Khả năng chịu cắt của cốt đai:

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

 QA, QB, QC < : không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A,B,C nếu có cốt xiên chỉ là do uốn cốt dọc lên để chịu moment

- Bố trí cốt đai cho đoạn giữa nhịp:

 chọn s = 250mm bố trí trong đoạn L1 = 3300mm giữa dầm

3) Cốt treo :

- Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

F = P + G1 = 285,12 + 126,26 = 411,38 kN

- Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn đai ø10 (asw = 0,785 cm2), n = 2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết:

 Chọn m = 10 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 5 đai, trong đoạn hs = 350

 Khoảng cách giữa các cốt treo là 70 mm

4.6

Biểu đồ bao vật liệu:

1) Tính khả năng chịu lực của tiết diện:

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có tiết diện As

- Chọn chiều dày lớp bt bảo vệ ao nhịp = 40mm; ao gối = 40mm; khoảng cách thông thuỷ giữa 2 thành thép theo phương chiều cao dầm t=30mm

- Xác định ath => hoth = hdp – ath

- Tính khả năng chịu lực theo công thức sau:

Bảng tính khả năng chịu lực của dầm chính:

2) Kiểm tra neo, nối cốt thép:

- Nhịp biên bố trí 3ø36 + 2ø32 có As = 46,62 cm2, neo vào gối 3ø36 có As = 30,54 cm2 > 1/3.48,64 = 15,54 cm2 Nhịp 2 bố trí 3ø36 có As = 30,54 cm2,

Ø10s70

neo vào gối 3ø36 có As = 30,54 cm2 > 1/3.30,54 = 10,18 cm2 Chọn chiều dài neo vào gối biên kê tự do là 330mm và vào gối giữa là 750mm.

- Chọn chiều dài nối thép là 750mm > 20ø = 20.36 = 720mm

Chiều dài 1thanh (mm) Số lượngthanh Tổng chiềudài (m) Trọng lượng(daN)

5 10 2960 194 575 354

BẢN THỐNG KÊ CỐT THÉP

5.2 phân loại cốt thép cho toàn sàn: