Rain thuyetminhdoan BT1

1 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO SỐ LIỆU TÍNH TỐN Cho mặt dầm sàn sau: Hình MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM SÀN Tính tốn chọn tiết diện thép cho dầm sàn Bảng số liệu tính tốn: L1 (m) L2 (m) Pc (daN/m2) ηp 1.9 5.2 450 1.3 Bê tông B20 (MPa) Rb=11.5 Rbt=0.9 Cốt thép Nhóm Nhóm CI,AI CII,AII Rs=225 Rs=280 Rsw=175 Rsw=225 A TÍNH TỐN TIẾT DIỆN THÉP BẢN SÀN A.1 Phân loại sàn: SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Lập tỷ số ⇒ sản phương, sàn dầm truyền lực theo phương cạnh ngắn A.2 Sơ chọn kích thước sàn, dầm phụ, dầm chính: • Xác định chiều dày sàn: hb = < 7cm → Chọn hb = cm = 70 mm • Xác định tiết diện dầm phụ: Hdp = → Chọn hdp = 400 mm bdp = → Chọn bdp = 200 mm Vậy kích thước dầm phụ : ( 200 ì 400 ) ( mm ) ã Xỏc định tiết diện dầm chính: Hdc = → Chọn hdc = 50 cm Bdc = ( → Chọn bdc = 30 cm Vậy kích thước dầm : (300 × 500) (mm) A.3 Tính sàn: Cắt theo phương canh ngắn dải có bề rộng b = m, xem dầm liên tực nhiều nhịp, gối từ dầm phụ 400 200 400 400 200 400 400 200 400 400 70 200 120 1900 1900 1900 Hình Sơ đồ mặt cắt dọc dầm nhịp dầm phụ - Xác định nhịp tính tốn + Nhịp biên: lob = + Nhịp giữa: log = → Chọn lo = 1.7 m A.4 Xác định tải trọng - Hoạt tải: p = pc ηp = 4501.3 = 585 daN/m2 - Cấu tạo sàn: + Gạch lót ceracmic : pgạch = 25 daN/m2 + Vữa lót :2 cm + Đan bêtông dày : hb = cm + Vữa tơ :2 cm SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Hình Mặt cắt lớp cấu tạo sàn • Ta biết : - γbt γvữa = 25 kN/m3 = 2500 daN/m3 = 18 kN/m3 = 1800 daN/m3 Tĩnh tải: g = ∑gi = γbt×ηbt×hb + pgạch + γvữa×ηvữa(0.02+0.02) = 2500×1.1×0.07 + 25 + 1800×1.2×0.04 = 303.9 daN/m2 - Tải trọng đặt lên mặt sàn ừng với dải có bề rộng b =1 m: q = g.b + p.b = 303.9×1 + 585×1 = 888.9daN/m A.5 Xác định nội lực - Momen dương lớn nhịp biên: Mmax = - Momen âm lớn gối 2: Mmin = - Momen lớn nhịp gối giữa: SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUN HẢO Hình Sơ đồ tính biểu đồ momen sàn A.6 Tính tốn chọn cốt thép: Chọn bêtông cấp độ bền B20: Rb = 11.5 MPa = 115 daN/cm2 Cốt thép sàn thép nhóm AI: Rs = 225 MPa = 2250 daN/cm2 αR = 0.433 - ξR = 0.635 Tiết diện tính tốn: B = 100 cm Giả thuyết a = cm → h0 = hb – a = – = cm • Tiết diện thép bụng biên gối thứ 2: αm = → Bài tốn cốt đơn - ⇒ Diện tích thép : • Diện tích thép nhip gối giữa: αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : Bảng kết thông kê chọn cốt thép: Tiết diện M (daNcm) αm ξ AS (cm2) µ (%) Chọn cốt thép Nhịp biên 23353 0.0812 0.085 2.172 0.434 Ø6a130 SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Gối Nhịp Gối - 23353 16055 16055 0.0812 0.0558 0.0558 0.085 0.0575 0.0575 2.172 1.469 1.469 0.434 0.294 0.294 Ø6a130 Ø6a180 Ø6a180 Kiểm tra hàm lượng thép : • Thép cấu tạo: Đặt song song với L2 có tá dụng định vị cốt thép, chịu lực chống co ngót bêtơng khơng đồng bố trí: Φ6a250 B TÍNH TỐN TIẾT DIỆN THÉP DẦM PHỤ 1.1 Sơ đồ tính - Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dèo Sơ đồ tính dầm liên tục nhịp có gối tựa dầm - Kich thước tiết diện thiết kế : bdp = 200, hdp = 400 - Kích thước dầm : bdc = 200, hdc = 500 - Nhịp tính tốn : l0 = l2 – bdc = 5200-200 = 5000 1000 2600 1150 300 1150 1300 400 300 870 3460 720 300 5200 A 720 2600 B Hình Sơ đồ nhịp tính tốn dầm phụ 1.2 Xác định tải trọng - Tĩnh tải Tĩnh tải từ sàn truyền lên dầm SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO - gs = g.L1 = 303.9×1.9 = 577.41 daN/m Trọng lượng thân dầm go = γbt×η×bdp× (hdp – hb) = 2500×1.1×0.2× (0.4 – 0.07) = 181.5 daN/m Tổng tĩnh tải gdp = gs + go = 577.41 + 181.5 = 758.91 daNm Hoạt tải pdp = p×L1 = 585×1.9 = 1111.5 daN/m Tổng tải qdp = gdp + pdp = 758.91+1111.5 = 1870.41 daN/m 1.3 Xác định nội lực dầm Lập tỷ số Tung độ tiết diện biểu đồ bao momen tính theo cơng thức sau M = β×qdp×l02 - Bảng tóm tắt kết tính tốn Hệ số β Nhịp Vị trí β1 β2 - 0.425 l0 0.5 l0 0.065 0.09 0.091 0.075 0.02 0.018 0.058 0.0625 qdp.L 46760.25 -0.0715 -0.026 -0.003 46760.25 Tung độ biểu diễn M bao Nhánh Nhánh âm dương 3039.42 4208.42 4255.18 3507.02 935.21 -3343.36 841.6845 -1215.77 2712.09 -140.28 1584.5 Momen âm triệt tiêu tiết diện cách mép gối thứ đoạn đoạn x = k×l0 = 0.228×5 = 1.14 m với k = 0.228 Momen dương triệt tiêu tiết diện cách mép gối tựa đoạn x = 0.15×l0 = 0.15×5 = 0.75 m Biểu đồ lực cắt QA = 0.4×qdp×l0 = 0.4×1870.41× = 3740.82daN QBT= 0.6×qdp×l0 = 0.6×1870.41×5 = 5611.23 daN QBP= 0.5×qdp×l0 = 0.5×1870.41×5 = 4676.025 daN SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO gdp pdp 4900 4900 4900 • ⇒ - ⇒ - 4255.18 4208.42 -3740.82 -4676.025 5611.23 1584.5 2712.09 140.28 -1215.77 841.68 4676.025 935.21 3507.02 4208.42 4255.18 -5611.23 Q (daN) 3740.82 3039.42 -3343.36 M (daNm) -3343.36 Hình Sơ đồ tính dầm phụ Hình Biểu đồ bao monem biểu đổ lực cắt dầm phụ 1.4 Tính tốn chọn cốt thép dầm phụ Chọn bê tông cấp độ bền B20: Rb = 11.5 MPa = 115 daN/cm2 Cốt thép dọc dầm phụ sử dụng nhóm thép loại AII: Rs = 280 MPa = 2800 daN/cm2 Cốt thếp đai dầm phụ sử dụng nhóm thép loại A1: Rsw = 175 MPa = 1750 daN/cm2 Tính tốn chọn cốt thép dọc Sf ≤ Và Sf ≤ Đk: Sf ≤ hb = 6×70 =420 mm Chọn Sf = 420 mm Chiều rộng cánh bf = bdp + 2×Sf = 200 + 2×420 = 1040 mm Tính Lấy a=50 h0 = hdp – a= 400-50= 350 Mf = Rb×bf×hf×(h0 - = 115×104×7× (35 - = 2637180 daNcm > M =23353 daNcm Trục trung hòa qua cánh Với momen dương ( bụng dầm ) tính tốn cốt thép theo tiết diện hình nhật lớn bf ×hdp = 1040×400 + Tiết diện thép bụng biên αm = → Bài toán cốt đơn SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTƠNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO ⇒ Diện tích thép : + Tiết diện thép bụng nhịp αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : - Với momen âm ( gối ), tính tốn chọn cốt thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ b dp × hdp = 200 × 400 + Tiết diện thép gối αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : Hình Tiết diện thép dầm phụ - Bảng tóm tắt kết tính tốn Tiết diện M (daNcm) Nhịp biên 423518 Nhịp 158450 Gối 334336 - Cách tính tiết diện As kết Tiết diện hình chữ T As = 4.34 cm2 Tiết diện hình chữ T As = 1.809cm2 Tiết diện hình chữ nhật As = 3.65 cm2 Chọn cốt thép 3Ø14 0.66 2Ø14 0.323 2Ø12 + 1Ø14 0.543 Kiểm tra hàm lượng thép : • Tính tốn chọn cốt thép đai SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối ; QBT = 5611.23 daN - Kiểm tra điều kiện tính tốn: Q = 0.6×Rbt×b×h0 = 0.6×9×20×35 = 3780 daN Qmax = 5611.23 > Q = 3780 ⇒ Phải có thêm cốt đai để dầm đủ khả chịu cắt Chọn thép cốt đai Φ6 (asw = 0.283 cm2), số nhánh n = ⇒ Asw = 2×asw = 2×0.283 = 0.566 cm2 daN/cm - Tính bước đai - Tính bước đai cực đại - Tính bước đai cấu tạo ⇒ Chọn s1 = 150 mm ⇒ Chọn s2 = 300 mm C TÍNH TỐN TIẾT DIỆN THÉP DẦM CHÍNH 1.1 Sơ đồ tính - Dầm dầm iên tục nhịp tính theo sơ đồ đàn hồi - Kích thước dầm chính: bdc = 300, hdc = 500 - Tiết diện cốt : 300 x 300 SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 10 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUN HẢO Hình Sơ đồ tính dầm - Nhịp tính tốn: + Nhịp biên : + Nhịp tính tốn: Do nhịp biên nhịp tính tốn chênh lệch M = 184.059 KNm ⇒ Trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép nhịp theo tiết diện chữ nhật lớn bf hdc= 1300 500 giả sử a = 50 mm Với vị trí momen dương tính theo tiết diện chữ nhật lớn 1300500 + Tiết diện thép bụng biên αm = → Bài toán cốt đơn ⇒ Diện tích thép : + Tiết diện thép bụng nhịp αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : Với vị trí momen âm tính thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ 300x500 Giả sử a =70 mm + Tiết diện thép gối αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : + Tiết diện thép gối αm = → Bài tốn cốt đơn ⇒ Diện tích thép : Bảng tóm tắt kết tính tốn SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 18 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Tiết diện M (daNcm) Nhịp biên 1570100 Nhịp 1023200 Gối 1800800 Gối 1441500 Cách tính tiết diện As kết Tiết diện chữ T As = 13.21 Tiết diện chữ T As = 7.98 Tiết diện chữ nhật As = 16.95 Tiết diện chữ nhật As = 13.2 Chọn cốt thép 3Ø20+2Ø16 0.23 3Ø20 0.16 4Ø20+2Ø16 0.32 3Ø20+2Ø16 0.23 • Tính tốn chọn cốt đai Lực cắt lớn gối QA = 82.64 kN tr QB = 135.59kN QBph = 123.87 kN Tính cốt đai cho tiết diện gối Qmax = 135.59kN Kiểm tra điểu kiện tính tốn: Q = 0.6Rbtbh0 = 0.693045 = 7290 daN = 72.9 kN Nhận xét Qmax = 135.59 > Q = 72.9 ⇒ Bê tơng khơng đủ khả chịu cắt, cần có thêm cốt đai để đảm bảo dầm không bị phá hủy Chọn cốt đai Φ8 (asw = 0.503 cm2) số nhánh n = Asw = 0.566 cm2 Bước đai tính tốn Bước đai cực đại Bước đai cấu tạo (, , ) ⇒ Chọn s1 = 150 mm ⇒ Chọn s2 = 250 mm • Tính tốn chọn cốt treo Lực cắt tập trung dầm phụ truyền lên dầm P1 = P + G = 57.798 + 46.20357 = 104 kN Nên dùng đai Φ8 , số nhánh n = , số đai cần ⇒ Chọn m = Mội bên đai với bước đai: ⇒ Chọn s = 50 mm 1.6 Biểu đồ bao vật liệu SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 19 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUN HẢO • Tính khả chịu lực cắt tiết diện Tại tiết diện xét, cốt thép bố trí có diện tích As Chọn chịu dày bê tông bảo cốt dọc a0 nhịp = 25 mm a0 gối = 40 mm; khoảng cách thông thủy hai thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm Xác định ath ⇒ h0th = hdc – ath Tính khả chịu lực theo cơng thức sau: Kết tính tốn tóm tắt bảng sau As ath h0th Tiết diện Cốt thép cm cm cm Nhịp biên 3Ø20+2Ø16 13.44 4.9 45.1 (1300x500) Cắt 2Ø16,cịn 3Ø20 9.42 3.5 46.5 Nhịp Khơng cắt thép (1300x500) 4Ø20+2Ø16 16.58 4.6 45.4 Gối Cắt 2Ø16,còn 4Ø20 12.56 3.5 45 (300x500) Cắt 2Ø20, 2Ø20 6.28 3.5 45 3Ø20 + 2Ø16 13.44 4.9 45.1 Gối Cắt 2Ø16 3Ø20 9.42 3.5 46.5 (300x500) Cắt 1Ø20 2Ø20 6.28 3.5 46.5 0.055 0.038 0.053 0.037 [M] kNm 161.1647 119.6048 0.296 0.18 0.09 0.24 0.16 0.12 0.28 0.16 0.085 0.21 0.14 0.11 199.1080 111.78 59.3831 146.7112 104.4366 82.0573 • Xác định tiết diện cắt lý thuyết Vị trí tiết diện vắt 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 • Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W xác định theo công thức Trong đó: momen Q – lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, lấy độ dốc biểu đồ bao Qs,inc – khả chịu cắt cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt thép Qsw – khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết Trong đọa dầm có cốt đai Ø8a150 Kết tính đoạn W tóm tắt bảng sau Tiết diện Thanh thép Q qsw Wtính 20d Wchọn SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 20 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO Nhịp biên bên trái Nhịp biên bên phải Gối B bên trái Gối B bên phải Gối C (2 Ø 16) (2 Ø 16) (2 Ø 16) (2 Ø 20) (2 Ø 16) (2 Ø 20) (2 Ø 16) (1 Ø 20) (kN) (kN/m) (mm) (mm) (mm) 60.4714 117 447 320 450 70.2021 117 506 320 555 542 320 544 76.1537 562 400 563 65.1480 474 320 474 496 400 496 76.1104 117 117 65.1137 80.5571 117 409 320 411 80.5327 117 435 320 438 SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385 21 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) TCVN5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông bê tông cốt thép 2) Võ Bá Tầm-Kết cấu bê tông cốt thép (tập 1: cấu kiện bản), NXB Đại học Quốc gia TpHCM 3) Phan Quang Minh (chủ biên), Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bêtông cốt thép (phần cấu kiện bản) NXB Khoa học kỹ thuật, 2012 4) Nguyễn Đình Cống, Sàn sườn bêtơng tồn khối NXB Xây dựng, 2011 5) Võ Bá Tầm – Hồ Đức Duy, Đồ án mơn học kết cấu bêtơng sàn sườn tồn khối loại dầm theo TCXDVN 365:2005 NXB Xây dựng, 2011 6) Nguyễn Văn Hiệp, Hướng dẫn đồ án môn học bêtông cốt thép sàn sườn tồn khối có dầm NXB ĐH Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh SVTH: ĐỒN XN QUYỀN – MSSV: 17520800385 22 ĐỒ ÁN BÊTÔNG – GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO MỤC LỤC SỐ LIỆU TÍNH TỐN A.TÍNH TỐN TIẾT DIỆN THÉP BẢN SÀN 1.1 Phân loại sàn 1.2 Sơ kích thước sàn, dầm phụ, dầm 1.3 Tính sàn 1.4 Xác định tải trọng Tĩnh tải Hoạt tải 1.5 Xác định nội lực 1.6 Tính tốn chọn cốt thép sàn B TÍNH TỐN TIẾT DIỆN THÉP DẦM PHỤ 1.1 Sơ đồ tính 1.2 Xác định tải trọng Tĩnh tải Hoạt tải 1.3 Xác định nội lực Biểu đồ bao mômen Biểu đồ bao lực cắt 1.4 Tính tốn chọn cốt thép dầm phụ tính tốn chọn cốt thép dọc Tính tốn chọn cốt thép đai C DẦM CHÍNH 1 Sơ đồ tính 1.2 Xác định tải trọng Tĩnh tải Hoạt tải 1.3 Xác định nội lực 1.3.1 Xác định biểu đồ momen cho trường hợp tải 1.3.2 Xác định biểu đồ lực cắt cho trường hợp tải 1.4 Biểu đồ bao lực cắt bao momen Biểu đồ bao lực cắt Biểu đồ bao momen 1.5 Tính tốn chọn cốt thép dầm Tính tốn chọn cốt thép dọc Tính tốn chọn cốt đai Tính tốn chọn cốt treo 1.6 Biểu đồ bao vật liệu SVTH: ĐOÀN XUÂN QUYỀN – MSSV: 17520800385