Thuyết minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI 318 2014

Thuyết minh Đồ án môn học Kết cấu Bê tông cốt thép theo ACi 318 2014 Đại học Giao thông vận tải Tp HCM. Bao gồm: tính toán bản sàn một phương, tính toán dầm phụ, tính toán dầm chính. Trong đó có cả các công thức tính toán theo ACI 318 2014 mới

Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Mục Lục T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Lời Mở Đầu Giới thiệu sơ qua nội dung tập thuyết minh Đồ án Bê tơng cốt thép 1, gồm có phần chính: tính tốn thiết kế cho sàn, tính tốn thiết kế cho dầm phụ(dầm sàn), tính tốn thiết kế dầm chính( dầm khung) Tập thuyết minh lấy số liệu từ đề, sau tham khảo tài liệu thầy cô ngành xây dựng tiêu chuẩn ACI, kết hợp với kiến thức học, làm anh chị trước, với phần mềm Excel, Word, Auto CAD, SAP2000 để tính tốn, trình bày liệu từ đưa Đồ án hoàn chỉnh Một số tài liệu tác giả tham khảo: - Sàn sườn bê tơng tồn khối – Nguyễn Đình Cống, - Tiêu chuẩn ACI 318, - Hướng dẫn đồ án môn học bê tơng cốt thép : Sàn sườn tồn khối có dầm - Nguyễn Văn Hiệp, - Một số TCXDVN như: TCXDVN 5574-2012,…vv - Ngồi cịn có tham khảo số làm đồ án bê tông cốt thép từ anh/chị trường trường Mặc dù tham khảo, áp dụng tài liệu kiểm tra nhiều lần tránh khỏi sai sót tập thuyết trình kể Đồ án Bê tông cốt thép sinh viên Rất mong thầy thông cảm cho thiếu sót Để hồn thành tập thuyết minh nói riêng tồn Đồ án Bê tơng cốt thép nói chung, khơng thể khơng kể đến bảo, hỗ trợ chỉnh sửa tận tình giảng viên Tiến sĩ Mai Lựu Một lần em xin cảm ơn thầy dành thời gian, công sức để giúp em hồn thành Đồ án Chân thành cảm ơn thầy! T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tơng cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Chương PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP 1.1 Sơ đồ tính tốn: L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L2 A L2 B L2 C L2 D E SƠ ĐỒIII Hình 1: Mặt sơ đồ sàn, Cột; Dầm sàn; Dầm khung T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Số liệu đầu vào Bảng 1.1: Kích thước nhịp sàn tải trọng tiêu chuẩn 1.2 L1 (mm) 2250 Ptc kg/m2 250 L2 (mm) 6000 Kích thước tiết diện cột: 250x250mm - Vật liệu sử dụng 1.3 Bảng 1.2: Bảng số liệu tính tốn vật liệu dùng đến ST T Tên vật liệu Đặc điểm f c' = 20MPa Bê tông C20 , f s = 225MPa Es = 21×104 MPa, Thép CI ; f s = 280MPa; Es = 21×104 MPa Thép CII 1.4 - Chọn kích thước sơ 1.4.1.Kích thước sơ sàn Tham khảo theo Sườn sàn bê tơng tồn khối – Nguyễn Đình Cống, Chiều dày sàn xác định sau: • Với D = 1, m = 35 (tham khảo theo sách), • Ta có, bề dày sàn: D h b = ×l t = ×2250 = 64,286(mm) m 35 Để thuận tiện cho việc tính tốn, thi công ta chọn chiều dày sàn bội số 10mm 20mm Từ đó, ta chọn bề dày sàn là: hb = 80(mm) 1.4.2.Kích - thước sơ dầm phụ ( dầm sàn) Chiều dày dầm phụ hdp nằm khoảng:    ữ ữìl t = ữ ữì6000 = 300 ÷ 500(mm)  12 20   12 20  h dp =   Chọn chiều dày dầm phụ hdp = 400 (mm) T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tơng cốt thép theo ACI - GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Bề rộng dầm phụ bdp: 1 1 1 bdp = ữ ữì h dp = ÷ ÷×400 = 100 ÷ 200(mm) 2 4 2 4  Chọn sơ bề rộng dầm phụ bdp = 200 (mm), Vậy tiết diện sơ dầm phụ là: bdp ×hdp = 200×400(mm) 1.4.3.Kích - thước sơ dầm (dầm khung): Chiều dày dầm hdc nằm khoảng: 1  1  h dc = ữ ữì Ldc = ữ ữì6750 = 562,5 ÷ 843,75(mm)  12   12   - (trong Ldc = x L1 = x 2250 = 6750 mm) Chọn chiều dày dầm hdc = 600(mm) Bề rộng dầm bdc nằm khoảng: 1 1 1 1 bdc = ữ ữì h dc = ữ ữì600 = 150 ÷ 300(mm) 2 4 2 4  , Chọn bề rộng dầm bdc = 250(mm), bdc × h dc = 250×600mm Vậy tiết diện dầm là: T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ BẢN SÀN 2150 Sơ đồ tính tốn - Lấy dải rộng b = 1m làm đại diện để tính tốn, cắt theo phương làm việc sàn – phương cạnh ngắn – xem dầm liên tục nhiều gối tựa dầm phụ 300 300 2250 200 2250 200 200 2250 2.1 200 5700 6000 Hình 2.1: Một phần sàn T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 80 2050 2050 2050 2250 2250 2250 Hình 2.2: Sơ đồ tính tốn sàn Nhịp tính tốn: - • Nhịp biên có: l t = 2250 -100 -100 = 2050mm l t = 2250 -100 -100 = 2050mm , Nhịp có: 2.2 Xét làm việc sàn - Xét đơn có mặt hình chữ nhật chịu tải trọng phân bố vng góc với bề mặt Bản làm việc chịu uốn, xét tỉ số hai cạnh bản: • l 6000 = = l1 2250 2,67 > Tính tốn theo phương, lấy dải rộng b = 1m làm đại diện để tính tốn Và giống nhau, nhau, nên sàn làm việc dầm liên tục Xác định tải trọng sàn 2.3.1.Xác định tĩnh tải:  2.3 - Bản sàn cấu tạo lớp từ xuống sau: g tc = 50kg / m2 + Lớp gạch lát, có: , tc γ = 2000kg / m3 + Lớp vữa lót dày 1,5cm có: , tc γ = 2500kg / m + Bản bê tông cốt thép có: , tc γ = 2000kg / m3 + Lớp vữa trát dày 1,0cm = 10mm, có: T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Hình 2.3: Lát cắt cấu tạo sàn - Tĩnh tải sàn tính bảng sau: Bảng 2.1: Bảng xác định tĩnh tải sàn Tên lớp Gạch lát Vữa lót: 0,015×2000 = 30 0,1×2500 = 250 Bản BTCT: 0,01×2000 = 20 Vữa trát: Tổng - Giá trị tiêu chuẩn (kg/m2) 50 30 Hệ số tin cậy 1,2 1,2 250 1,2 300 20 1,2 24 0,24 420 4,2 350 Giá trị tính Giá trị tính tốn tốn (kg/m ) (kN/m2) 60 0,60 36 0,36 Giá trị tính tốn tĩnh tải (tĩnh tải tính tốn) là: WDL = 4,2 kN/m2 = 4,2.10-3 (N/mm2) 2.3.2.Xác - định hoạt tải tác dụng lên sàn Hoạt tải sàn xác định: WLL = n p ×p tc =1,6×2,5 = = 4.10−3 (N / mm ) 2.3.3.Tổng - tải tác dụng lên sàn Tổng tải tác dụng lên sàn ứng với lát cắt b = 1000mm là: Wu = (WDL + WLL )×b = (4,2 + 4,0)×1000 = 8,2 = 8,2.10−3 (N / mm) T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI 2.4 GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Xác định nội lực sàn - Sử dụng phần mềm sap 2000 tìm momen lực cắt sàn Ta có sơ đồ tính tương ứng với trường hợp đặt tổ hợp tải bên biểu đồ bao (momen, lực cắt) sau: • • • • TH1 = TT + HT TH2 = TT + HT1 TH3 = TT + HT2 TH4 = TT + HT3 • • • TH5 = TT + HT4 TH6 = TT + HT5 TH7 = TT + HT6 a) b) c) d) e) f) g) h) Hình 2.4: Sơ đồ đặt tải tác dụng lên sàn T r a n g | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Hình 2.5: ½ Biểu đồ bao momen sàn Hình 2.6: ½ Biểu đồ bao lực cắt sàn - Dựa vào biểu đồ bao momen sàn, ta có kết giá trị momen lớn nhịp gối sau: Bảng 2.2 Giá trị momen lớn tiết diện Tiết diện Moment uốn lớn vị trí - Giữa nhịp – nhịp biên - Gối số 2, kế sau nhịp biên - Giữa nhịp thứ - Tại gối số - Giữa nhịp thứ - Tại gối số - Giữa nhịp số - Tại gối số - Giữa nhịp số - Giá trị momen (N.mm) 3655816 - 4668899 2198257,2 - 3880603,85 2458133 - 4122756 2352171,4 - 4064591 2375632,8 Moment lớn nhịp biên – nhịp số 1: M = 3655816 (N.mm), Moment lớn gối 2: M = - 4668899 (N.mm), Moment lớn tất momen nhịp giữa: M = 2458133 (N.mm), Moment lớn tất momen gối giữa: M = - 4122756 (N.mm), Giá trị lực cắt lớn dài sàn, gối số 2: Vmax = 11300,07 (N) T r a n g 10 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 1200 475 475 520 600 80 250 Hình 4.4 Sơ đồ tính tốn hình chữ T • - Tính cốt thép nhịp biên, có momen Mu = 231937612,5 N.mm Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân momen tâm cốt thép chịu kéo, ta được:   a  φ 0,85 f c'.a.b  d s − ÷ = M u     ⇒ a = ds − ds2 − 2M u × 231937612,5 = 550 − 5502 − = 23, 47 mm 0,85φ f c′b f 0,85 × 0,9 × 20 ×1200 ⇒c= - a 23, 47 = = 27, 61mm β1 0,85 Tính lại : 0, 75 ≤ φ = 0, 65 + 0,15( φ = 0, 65 + 0,15( - Suy ra: ds − 1) ≤ 0,9 c ds  550  − 1) = 0, 65 + 0,15  − 1÷ = 3, 49 > 0,9 c  27, 61  T r a n g 38 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI ⇒ - Chọn Tính tỷ số c ds φ GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu =0,9 theo biểu thức sau: c 27, 61 = = 0, 05 < 0, ds 550 As = - Suy tiết diện cốt thép: = - - 0,85 × 20 × 23, 47 ×1200 = 1709,91mm 280 Kiểm tra với diện tích cốt thép tối thiểu: As ,min • 0,85 f c' ab fy 0, 25 f c' bw d s 0, 25 × 20 × 250 × 550 = = = 549,03mm fy 280 Tính cốt thép nhịp giữa, có momen Mu = 143847795,8 N.mm Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân momen tâm cốt thép chịu kéo, ta được:   a  φ 0,85 f c'.a.b  d s − ÷ = M u     ⇒ a = ds − ds2 − 2M u × 143847795, = 550 − 5502 − = 14, 43mm 0,85φ f c′b f 0,85 × 0,9 × 20 ×1200 ⇒c= - a 14, 43 = = 16,98mm β1 0,85 Tính lại : 0, 75 ≤ φ = 0, 65 + 0,15( φ = 0, 65 + 0,15( - Suy ra: ⇒ Chọn φ ds − 1) ≤ 0,9 c ds  550  − 1) = 0, 65 + 0,15  − 1÷ = 5,36 > 0,9 c  16,98  =0,9 T r a n g 39 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI - Tính tỷ số c ds GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu theo biểu thức sau: c 16,98 = = 0, 03 < 0,6 ds 550 As = - Suy tiết diện cốt thép: = - 0,85 × 20 ×14, 43 × 1200 = 1051, 66mm 280 Kiểm tra với diện tích cốt thép tối thiểu: As ,min  0,85 f c' ab fy 0, 25 f c' bw d s 0, 25 × 20 × 250 × 550 = = = 549,03mm fy 280 Tính tốn cốt thép cho gối: Biết h, bw , b f , h f , f y , d s , M u Tiết diện xét tiết diện hình chữ nhật Kích thước tiết diện hình chữ nhật (bw = 250mm; h = 600mm) • - Tính cốt thép gối biên, có momen Mmg = -248352615 N.mm (lấy giá trị momen mép phải gối để tính tốn) Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân momen tâm cốt thép chịu kéo, ta được:   a  φ 0,85 f c'.a.b  d s − ÷ = M u     ⇒ a = ds − ds2 − 2M u × 248352615 = 550 − 5502 − = 134,50mm 0,85φ f c′b f 0,85 × 0,9 × 20 × 250 a 134,50 ⇒c= = = 158, 23mm β1 0,85 - Tính lại : 0, 75 ≤ φ = 0, 65 + 0,15( φ = 0, 65 + 0,15( - Suy ra: ds − 1) ≤ 0,9 c ds  550  − 1) = 0, 65 + 0,15  − 1÷ = 1, 02 > 0,9 c  158, 23  T r a n g 40 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tơng cốt thép theo ACI ⇒ - Chọn Tính tỷ số c ds φ GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu =0,9 theo biểu thức sau: c 158, 23 = = 0, 29 < 0, ds 550 As = - Suy tiết diện cốt thép: = - - 0,85 × 20 ×134,50 × 250 = 2041, 48mm 280 Kiểm tra với diện tích cốt thép tối thiểu: As ,min • 0,85 f c' ab fy 0, 25 f c' bw d s 0, 25 × 20 × 250 × 550 = = = 549,03mm fy 280 Tính cốt thép gối giữa, có momen Mu = - 191380726 N.mm (lấy giá trị momen mép phải gối để tính tốn) Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân momen tâm cốt thép chịu kéo, ta được:   a  φ 0,85 f c'.a.b  d s − ÷ = M u     ⇒ a = ds − ds2 − 2M u × 191380726 = 550 − 5502 − = 100, 08mm 0,85φ f c′b f 0,85 × 0,9 × 20 × 250 ⇒c= - a 100, 08 = = 117,74mm β1 0,85 Tính lại : 0, 75 ≤ φ = 0, 65 + 0,15( φ = 0, 65 + 0,15( - Suy ra: ⇒ Chọn φ ds − 1) ≤ 0,9 c ds  550  − 1) = 0,65 + 0,15  − 1÷ = 1, 20 > 0,9 c  117, 74  =0,9 T r a n g 41 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI - Tính tỷ số c ds GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu theo biểu thức sau: c 117, 74 = = 0, 21 < 0, ds 550 As = - Suy tiết diện cốt thép: = 4.4.2.Lựa 0,85 f c' ab fy 0,85 × 20 ×100, 08 × 250 = 1519, 01mm 280 chọn bố trí cốt thép Bảng 4.2 Chọn cốt thép đặt dầm Vị trí As,tt (mm2) As,min (mm2) As,design (mm2) Chọn Ab,i thép (mm2) SL ф As (mm2) Chênh lệch Nhị p biên Nhị p Gối biên Gối 1709,9 549,0 1709,9 22 1140,18 1768,38 0,03 20 628,20 1051,6 549,0 1051,6 22 20 2041,4 1519,0 549,0 549,0 2041,4 1519,0 2 25 1140,18 2082,48 0,03 20 942,30 25 760,12 1520,24 0,06 20 760,12 760,12 1074,22 0,02 314,10 T r a n g 42 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tơng cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 4.4.3.Cắt - uốn thép Tính lại khả chịu uốn cốt thép nhịp biên: • Ta bố trí 3d22+2d20 có: Asc = 1768,38 mm2 , 0,85f c′.ab Asc = fy 0,85× 20 × a ×1200 ⇔1768,38 = 280 ⇒a = 24,27mm • Khả chịu lực cốt thép : 2M r  a a = ds − d s2 − ⇒ M r = φ0,85f c' ab ì d s ữ 0,85f cb   ⇔ M r = 0,9 × 0,85 × 20 × 24,27 ×1200 ×  550 −  12, 46  ÷ = 239689704,6 N.mm - Tương tự cho mặt cắt lại ta bảng số liệu sau Bảng 4.3 Số liệu khả chịu lực cốt thép Tiết diện Thép Nhịp biên 3ф22 + 2ф20 Gối số 3ф25 + 2ф20 Nhịp 2ф22 + 1ф20 Gối 2ф25 + 2ф20 Mu (N.mm) Mr (N.mm) Dự định cắt 1ф22 + 2ф20 231937612,5 239689704,6 1ф25 + 2ф20 248352615,0 254508215,2 1ф20 143847795,8 146891509,5 2ф20 191380726,0 201601950,8 T r a n g 43 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI -  GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Nhận xét, cố định khung thép, ta để 2d25 chạy xuyên suốt gối 2d22 chạy xuyên suốt dầm nhịp Thực cắt uốn thép Bảng 4.4 Cắt uốn thép dầm Tiết diện Thực cắt thép Nhịp biên Lần 1: cắt 1ф22 Lần 2: cắt 2ф20 Gối số Lần 1: cắt 1ф25 Lần 2: cắt 2ф20 Nhịp Lần 1: cắt 1ф20 Gối Lần 1: cắt 2ф20 Thép lại 3ф22 + 2ф20 2ф22 +2ф20 2ф22 3ф25 + 2ф20 2ф25 + 2ф20 2ф25 2ф22 + 1ф20 2ф22 2ф25 + 2ф20 2ф25 Mu (N.mm) Mr (N.mm) 231937612,5 239689704,6 189088095,3 104353680,2 248352615,0 254508215,2 201601950,8 128046670,0 143847795,8 146891509,5 104353680,2 191380726,0 201601950,8 128046670,0 T r a n g 44 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 4.4.4.Tính - tốn cốt đai: Xuất giá trị lực cắt cấu kiện dầm từ SAP 2000 ta biểu đồ lực cắt thành phần, biểu đồ bao lực cắt sau: Hình 4.5 Biểu đồ lực cắt thành phần Hình 4.6 ½ Biểu đồ lực cắt tổng hợp T r a n g 45 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI - GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Vì dầm nhịp, đối xứng nên cần tính cho ½ dầm, cịn ½ cịn lại bố trí đối xứng cho phù hợp I II Hình 4.7 Sơ đồ bố trí thép đai dầm - Từ SAP 2000, ta thu bảng số liệu lực cắt mặt cắt sau: Bảng 4.5 Giá trị lực cắt mặt cắt Vị I-1 trí Vmax 103083,3 Vmin 43083,38  • - - I-2 I-3 II-4 39663,11 171783,11 154987,0 18410,1 90530,12 68175,20 II-5 II-6 23550,0 4627,86 136747,8 48569,94 Lưu ý: Bảng lấy độ lớn không xét đến dấu lực cắt Thực tính tốn đặt cốt đai dầm chính: Kiểm tra tiết diện I-1 Chọn khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép vùng bê tông chịu kéo a = 50mm, Chiều cao hữu hiệu tiết diện xác định sau: d s = hdc − a = 600 − 50 = 550mm Khả chịu cắt bê tơng tính theo biểu thức : Vn = Vc = λ b d f = × 250 × 550 × 20 = 102486,45 N ′ w s c T r a n g 46 | 52 Trường ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI Theo điều kiện: ⇒ - GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu φVn = 0,75 ×102486,45 = 76864,84 N < Vu = 103083,38 N Không đủ khả chịu lực nên cần bố trí thêm cốt đai Dự kiến dùng thép ф8, đai hai nhánh, n=2, Av = × π d = × 3,141× = 100,51mm2 4 - (*) Diện tích cốt đai là: Những quy tắt phải tuân thủ tính cốt đai, sau: Vs = + Khi + Khi Vu − Vc ≤ bwd f c' φ ,thì , 3A f d smax = min( , s = v yt ,610mm) bw , 3A f V d bwd f c' < Vs = u − Vc ≤ bwd f c' smax = min( , s = v yt ,305mm) φ bw Vs = Vu − Vc > bw d f c' φ + Khi , tức tiết diện nhỏ cần tăng kích thước tiết diện sau tính tiếp - Tính cho mặt cắt I-1, dựa vào biểu đồ bao lực cắt, ta có: V 103083,38 Vs = u ,max − Vc = − 102486,45 = 34958,06 N φ 0,75 1 Vs < bw d f c' = × 250 × 550 20 = 204972,90 N 3 3A f d ⇒ smax = min( ; s = v yt ;610mm) bw = min( 550 × × 82 × 3,141 ×175 ; ;610) mm × 250 = min(275;211;610) mm = 211mm T r a n g 47 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI - GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu Để thuận tiện cho trình thi công s, smax nên chọn bội số 10 Vậy chọn smax = 200mm Thiết kế khoảng cách đặt thép theo tiêu chuẩn ACI, phương trình tính tốn thiết kế khả chịu cắt dầm BTCT: Vu ≤ φVn Vu ≤ (Vc + Vs )φ ⇔ Vs ≥ ⇔s≤ A f d V Vu −Vc ⇒ v yt ≥ u − Vc φ s φ Av f yt d 100,51×175 × 550 = 103083,38 Vu − 102486, 45 − Vc 0,75 φ ⇒ s ≤ 276,74mm - Khoảng cách cốt đai chọn sau: s = ( smax ; stínhtốn ) = min(200; 276,74) ⇒ s = 200mm - Kiểm tra diện tích cốt đai tối thiểu: Av ≥ Av ,min = ⇔ 100,51mm > bw s f yt 250 × 200 = 95, 24mm × 175 (thỏa mãn điều kiện) Vậy chọn đặt cốt đai cho mặt cắt I-1 ф8s200 Tương tự cho mặt cắt lại, ta bảng sau: Bảng 4.6 Bố trí thép đai cho dầm Vị trí Vu Tính cốt ф Smax Stínhtốn Schọn Av Av,min T r a n g 48 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI I-1 I-2 I-3 II-4 II-5 II-6 - 103083,3 39663,11 171783,11 154987,0 23550,06 136747,8 đai Có GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 200 Khơng Có Có 200 200 200 Khơng Có 200 200 276,74 200 100,51 95,24 76,44 92,88 200 100 100 100,51 100,51 100,51 95,24 47,62 47,62 121,16 200 100 100,51 100,51 95,24 47,62 Những trường hợp không cần đặt cốt đai có vết nứt xiên xảy nên cần bố trí cốt đai theo khoảng cách cấu tạo: 0,75h = 0,75 × 550 = 450mm sct ≤  500mm Vậy chọn Sct = 200 mm( để dễ bố trí tiệm cận với Smax , để thỏa Av,min) 4.4.5.Tính - tốn cốt treo: Cốt treo dạng đặt biệt cốt đai với bước đai dày đặt vị trí dầm phụ kê lên dầm để chịu lực tập trung dầm phụ truyền vào Tính tốn cốt treo theo bước sau: Diện tích nhánh cốt treo: ( chọn dùng thép phi 8) Av = - Diện tích cốt treo cần thiết: Atr = - Trong đó: WG1 WL ,dc - 3,141× 82 = 50, 26mm WG1 + WL ,dc 68220 + 60000 = = 814,10mm φ × fy 0,7 × 225 tĩnh tải tập trung dầm phụ truyền vào; hoạt tải tập trung dầm Chiều dài đặt cốt treo tính từ mép trái dầm phụ là: T r a n g 49 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu b1 = hdc − hdp − a1 = 600 − 400 − 65 = 135mm - Số lượng cốt treo cần thiết phía dầm phụ là: m= - Atr 814,10 = = 4,05 2nAv × × 50, 26 → Chọn đai Bước đai cần thiết tính theo sau: str = b1 135 = = 33,75mm m Với: a1 - khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến tâm lớp thép chịu kéo Vậy Str = 33,75mm Tuy nhiên, nhận thấy lượng cốt đai gia cường nhiều ( s < 50mm), để đảm bảo thi công được, ta bố trí lại cốt đai gai cường đoạn b2 = bdp + b1 = 200 + 135 = 335mm - Tính lại bước đai cho cốt treo bên trái: str = - b2 335 = = 83,75mm m Vậy chọn str = 80mm, để tiện cho trình thi cơng, ngồi vị trí mà có cột khơng cần đặt cốt treo Sau đặt khoảng b2 = 335, phía có thép treo chịu lực cắt xiên dầm phụ gây ra, nên kết hợp bố trí thêm cốt thép vai bị vị trí dầm phụ kê lên dầm chính( trừ vị trí có cột) Tính lực mà thép treo chịu được: P1' = Atr' × φ × f y = 402,08 × 0,7 × 225 = 63327,60( N ) Trong đó: Atr' = m1 × × n × Av = × × × 50, 26 = 402,08(mm2 ) - Giá trị lực tập trung lại vị trí dầm phụ truyền xuống dầm xét: - Diện tích cốt thép vai bị cần đặt là: P2 = P − P1 = (68220 + 60000) − 63327,60 = 64892,4( N ) T r a n g 50 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tơng cốt thép theo ACI Atr' = GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu P2 64892, 40 = = 291,34mm 2 × φ × f y × sin α × 0,7 × 225 × sin 45 Vậy chọn 2ф14 có diện tích 308mm2 Hình 4.8: Biểu đồ bao vật liệu dầm – dầm khung T r a n g 51 | 52 Trường ĐH Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh Đồ án Kết cấu bê tông cốt thép theo ACI GVHD: T.S Mai Lựu SVTH: Thới Ngọc Hiệu 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 Hình 4.9: Bố trí thép cho dầm – dầm khung Hình 4.10: Các mặt cắt thể thép dầm – dầm khung T r a n g 52 | 52 Hình 4.11: Chi tiết cốt treo vai bò