Thuyết minh đồ án Bê tông cốt thép 1

Thuyết minh đồ án Bê tông cốt thép 1

8,k9thuyết minh đồ án btct i(Sàn sờn toàn khối bản loại dầm) Sinh viên: nguyen van minh MSSV: 03113.47

2 6 , 2

3 , 5 1

vì mômen theo phơng cạnh ngắn lớn hơn nhiều so với momen theo phơng cạnh dài

Các dầm từ trục B đến trục D là dầm chính Các dầm còn lại vuônggóc với dầm chính là dầm phụ

b Để tính bản, cắt bản thành một dải có bề rộng là 1 m theo phơngdầm chính, coi nh là một dầm liên tục

2 Lựa chọn kích thớc các bộ phận:

a Chiều dày bản: hb

hb= l m

D

.D: Hệ số, phụ thuộc vào tải trọng; D 

m : Hệ số,

l : chiều dài nhịp bản, tính theo phơng chịu lực

Do tải tiêu chuẩn là 1050 kG/cm2, khá lớn cho lên ta chọn D

Với tải trọng khá lớn, nên chọn md tơng đối lớn, tính sơ bộ với

Do nhịp dầm khá lớn nên ta chọn md = 9 Thay số ta tính đợc hdc=10

375 , 2 4 , 2

= 0,16

Dự kiến dùng 8, có fa=0.508 cm2 Tính đợc a =100.0,5085,14 = 9,88 cm Lấy a =10 cm

=

0

bh

F a

= 1003,.57,5 = 0,467 %.( Thoả mãn điều kiện 

Các lóp Tiêu chuẩn n Tính toán

-Vữa xi măng 2 cm,   =2000 kG/cm 3

40 1,2 48 0,02.2000=40

-Bản bêtông cốt thép dày 9 cm 225 1,1 247,5

0,09.2500=225

-Vữa trát 1cm,   =1800 kG/cm 3 18 1,2 21,6

Cộng 317.1

7 Cốt thép đặt theo cấu tạo:

Cốt chịu mômen âm đặt theo phơng vuông góc với dầm chính, chọn

Fa tại gối tựa của bản là :

1,75cm2

tính đến trục dầm là: 0,6+0,3/2=0,75 m, chiều dài toàn bộ đoạn thẳng là 1,5

m, kể đến hai móc vuông 7 cm chiều dài toàn thanh là: 150+14=164 cm

Cốt thép phân bố ở phía dới chọn6 a= 20 cm, có diện tích trong mỗi

a = 20 cm thay cho 16 cm

Chèn hình vẽ 1 Tr45

820 500

820

820 500

820 500

III Tính toán dầm phụ

1 Sơ đồ bản:

Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp

0 5 09 5

1,67%

Sơ đồ tính toán nh trên hình 2

dÇm phô Víi dÇm phô cã chiÒu cao lµ 45 cm, bÒ réng lµ 20 cm, b¶n dµy 9

Tra bảng để lấy hệ số và kết quả tính toán trình bày trong bảng

1 Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn x =

tựa giữa một đoạn là 0,15l = 0,15 5,0 = 0,75 m Tại nhịp biên: 0,15.5,09 = 0,764 m

Lực cắt: QA = 0,4.qdlb = 0,4.4298,3.5,09 = 8751 kG

QB = 0,6.qdlb =0,6.4298,3.5,09 = 13127 kG

QBP= QCT = 0,5.qdlb =0,5.4298,3.5,09 = 10939,2 kG.Hình bao mômen và biểu đồ lực cắt thể hiện trên hình bao mômen

của Mmax của Mmin Mmax MminNhịp biên

a Víi m«men ©m TÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt cã b = 20 cm, h

KiÓm tra  = 207.,4173,5 = 0,93 % > min

T¹i gèi C, víi M = qdl2 = 0,0625.4298.5,092 = 6960 kGm

0

bh R

M

n

5 41 20 90

KiÓm tra  = 206.,4188,5 = 0,83 % > min

b Víi m«men d¬ng, tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ T, c¸nh trong vïng

- Một nửa khoảng cách hai mép trong của dầm: 0,5.2,4 = 1,2 m.

6

1

ld = 6

15,09 = 0,848 m

M

c n

Tại gối giữa và nhịp giữa:

Kiểm tra  = 206.,4188,5 = 0,83 % > min;  206.,4107,5 = 0,69

5 Chọn và bố trí cốt thép dọc

Để có đợc cách bố trí hợp lí cần so sánh phơng án Trớc hết tìm tổ hợp thanh có thể chọn cho các tiết diện chính Trong bảng 2 chỉ

mới ghi các tiết diện riêng biệt, cha xét đến sự phối hợp giữa các vùng, diện tích các thanh đợc ghi kèm ở phía dới.

TiÕt diÖn NhÞp biªn Gèi B NhÞp 2 vµ gi÷a Gèi C

trÝ 2 hµng th× gi¶m chiÒu cao h0

Ph¬ng ¸n 3, phèi häp tèt cèt thÐp gi÷a c¸c vïng cña dÇm, Dïng 4

thanh cèt thÐp trªn mçi tiÕt diÖn, vµ diÖn tÝch cèt thÐp rÊt phï hîp

víi tÝnh to¸n

 4



Gèi B NhÞp biªn

 6



NhÞp gi÷a 5

KiÓm tra ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n Q  0,6Rk.h0

Gèi cã lùc c¾t bÐ nhÊt lµ QA = 8751 kG t¹i tiÕt diÖn gÇn gèi A cã

mm)

0,6.7,5.20.42,2 = 3798 kG

X¶y ra Q > 0,6Rk.bh0 nªn cÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai

13127 = 81,4 kG/cm

= 30,52 cm.

thoả mãn điều kiện

q

f n

=

58

283 , 0 2 1800

5 , 1

=

10939

5 , 41 20 5 , 7 5 ,

7 Tính toán vẽ hình bao vật liệu

ở nhịp, đờng kính cốt thép nhỏ hơn 20 mm, lấy lớp bảo vệ là 2cm

ở gối tựa, cốt dầm phụ nằm dới cốt của bản do đó chiều dày thực tếcủa lớp bảo vệ cũng là 2cm, khoảng hở giữa hai hàng cốt thép là 3cm Từ chiều dày lớp bảo vệ và cốt thép tính ra a và h0 cho từng tiết diện

Kết quả tính toán khả năng chịu lực ghi trong bảng dới đây Mọi trờng họp đều tính cho trờng hợp tiết diện đặt cốt đơn



0

.

.

h b R

F R

n

a a

a2Mtd = Ra.Fa..h

-Với tiết diện chịu mômen dơng thay b bằng bc (182cm)

Bảng khả năng chịu lực của các tiết diện

ở nhịp 2 có 4 thanh, dự kiến đặt độc lập, không phối hợp uốn lên gối B và gối C Thông thờng trong dầm sàn, nếu không uốn để phối hợp cốt thép giữa nhịp và trên gối, cũng nh không uốn để kết hợp làm cốt xiên thì ngời ta đem tất cả các thanh đặt bên dới neo vào gối tựa Tuy vậy để tiết kiệm cốt thép vào phía trên, là vùng chịu nén do mômen dơng Dới đây trình bày theo phơng pháp uốn nhằm làm ví dụ minh hoạ cho việc vận dụng lí thuyết tính toán Sau khi uốn 214, khả năng chịu lực của các thanh còn lại là

3625 kGm ( xem bảng trên) Dựa vào hình bao mômen, ở tiết diện

6 có M = 2004 kGm, tiết diện 7 có

= 6232 kGm, suy ra tiết diện có M =3625 nằm giữa tiết diện 6 và tiết diện 7, nội suy ta tính đợc tiết diện này cách mép gối B là: 138

mép gối 125 cm, nằm ra ngoài tiết diện sau Điểm uốn cách tâm gối 125+ 15 = 140 cm

Tìm điểm cắt lý thuyết thanh 2 bên phải gối B Dựa vào hình bao mômen tìm tiết diện có mômen âm bằng 6211 kGm Đó là tiếtdiện nằm giữa tiết diện 5 có

M = 7963 kGm và tiết diện 6 có M = 4120 kGm Nội suy ta tìm

đ-ợc x1 = 45,6 cm

Tính toán đoạn kéo dài W trong đó lấy Q là độ dốc của biểu đồ mômen Dầm phụ chịu tải trọng phân bố, biểu đồ mômen là đờng cong, xác định độ dốc của biểu đồ tơng đối phức tạp nên lấy độ dốcgần đúng Q theo giá trị lực cắt Tại mắt cắt lí thuyết với

x1 = 36,5 cm có Qt1

B

Q l

x l

5 , 0

5 ,

0  1

250

6 , 45

2

8 ,

+ 5d =

2 85

0 8944 8 ,

+ 5.1,6 = 50 cm

54 > 20d = 32 cm Lấy W = 50 cm

Mút trên của cốt xiên cách mép gối 110 cm( cách tâm gối là

125cm) Cốt xiên nằm ngoài phạm vi đoạn kéo dài W cho nên

không kể nó vào tính toán là đúng

Tơng tự, tìm mặt cắt lí thuyết của hai thanh số 3 bên phải gối B

tiết diện 7) Tính đợc x2 =140 cm,

Qt2 = 4813 kG

Trong đoạn kéo dài của thanh này có chứalớp cốt xiên Cốt xiên nằm trong đoạn vừa nêu, nên phải kể nó vào trong tính toán

xiên vào tính toán, vậy ta không tính cốt xiên vào tính toán W

(Fx = 3,08 cm2; Rax = 2200 kG/cm2; = 450 sin  = 0,707;

W =

85 2

0 4813 8 ,

+5d = 30 cm

W > 20d = 28 cm

Lấy W = 30 cm Vậy mặt cắt thực tế cách mép gối B một đoạn là 170cm.

ở bên trái gối C, uốn thanh vai bò số 7 ( gồm 216 uốn quanh gối

trục gối một đoạn là 50 cm

Trên bản vẽ thi công ngời ta thờng xác định đoạn dài của cốt thép tính từ trục gối tựa đến mút cốt thép, kí hiệu là Z

Các đoạn này đợc thể hiện trên hình vẽ bố trí cốt thép

Kiểm tra vị trí uốn của cốt xiên ở bên trái gối B theo các điều kiện quy định cho điểm bắt đầu và điểm kết thúc Khi xem uốn cốt xiên từ trên xuống, có điểm bắt đầu lần lợt cách mép gối tựa là 30

cm và 80 cm, tức là cách trục gối tựa 45 cm và 95 cm Uốn thanh

số 2 có 30 > h0/2 = 21 cm, thoả mãn điều kiện về điểm đầu Điểm

4 = 75 cm, cách tâm gối là 90 cm Tại đây có :

M = (7963/155).(155 - 75) = 4010 kGm Khả năng chịu lực của tiết diện sau khi uốn đã tính ở bảng là 6211 kGm > M = 4010

48 cm > h0/2, thoả mãn quy định Sau khi uốn có

Mtds = 3341 kGm

ở bên phải gối C uốn 2 thanh vai bò số 7 cách mép gối là 86

cm, cách trục gối C là 111 cm Uốn thanh số 6 từ nhịp biên lên,

điểm kết thúc uốn tính đợc cách mép gối C là 125 cm, cách trục gối C là 140 cm Kiểm tra về mômen và lực cắt ta thấy đều thoả mãn

Tại tiết diện có M = 0 kGm, cắt lý thuyết hai thanh còn lại,

với 214

Theo cách thức vừa trình bày trên tiến hành kiểm tra các thanh

và kết quả thể hiện lên hình bao vật liệu

Kiểm tra neo cốt thép

Cốt thép ở phía dới, sau khi uốn, cắt phải bảo đảm số còn lại đợc neo chắc vào gối

ở nhịp biên, Fa = 9,11 cm2, cốt neo vào gối 216 có diện tích là 4,02 cm2,

4,02 > (1/3).9,17 = 3,05

Đoạn cốt thép neo vào gối biên kê tự do

Đoạn dầm kê lên tờng 22 cm, bảo đảm đủ chỗ để neo cốt thép

Đoạn neo thực tế lấy bằng 22 - 3 = 19 cm

Cốt thép ở nhịp giữa, Fa = 6,28 cm2, số neo vào gối 214 có diện tích là 2,26 cm2, bảo đảm 3,08 > (1/3).6,16 = 2,05 cm2

IV Tính toán dầm chính.

1. Sơ đồ tính toán

Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp Kích thớc dầm đã đợc giả

thiết : b = 30 cm,

h = 80 cm Chọn cạnh của cột là 30 cm Đoạn dầm chính kê vào

t-ờng đúng bằng 30 chiều dầy tt-ờng là 34 cm Nhịp tính toán ở nhịp

giữa và nhịp biên đều bằng l = 7,8 m Sơ đồ tính toán trình bày trên

1.5,96 = 1,987 tm

Đa các số liệu vừa tính đợc vào bảng sau:

b) Biểu đồ bao mômen

Tung độ của biểu đồ bao mômen

Mmax = MG + maxMpi; Mmin = MG + minMpi

Tính toán Mmax và Mmin cho từng tiết diện và ghi trong đoạn gần gối

B Dùng biểu đồ hình 11b sẽ xác định mômen mép gối và độ dốc biểu đồ chính xác hơn cũng có thể đạt đợc sự chính xác bằng cách tính và vẽ nh ở bảng 5 và hình 11a nhng phải bổ sung thêm một vàitiết diện tính toán trong đoạn gần gối B

c) Xác định mômen ở mép gối B.

Xét gối B Theo hình bao mômen thất rằng phía bên phải gối B

QG = G = 6,943; QPi = P =17,363.

Hệ số lấy ở bảng IV trong phu lục, các trờng hợp chất tải giống nh khi tính và vẽ biểu đồ mômen Kết quả tính toán ghi trongbảng 6

Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phơng pháp mặt cắt, xét cân bằng của đoạn dầm

Ví dụ với QG, ở giữa nhịp biên sẽ có:

Đoạn

Sơ đồ

Bênphảigối A

Giữanhịpbiên

Bêntrái gốiB

Bênphảigối B

GiữanhịpbiênQG

5.089 -1.854 -1.268-8.797 6.9431 0Q

11.963 -5.4 -22.763-1.311 21.218 3.8551.222Q

C1 lấy theo trị số bé nhất trong 3 trị số

- Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong dầm:

Trong trờng hợp này cánh của tiết diện nằm trong vùng kéo cho nên không kể nó vào tính toán Ta tính toán với tiết diện hình chữ nhật có bề rộng b = 30 cm( h.14b) ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dới hàng trên cùng của cốt thép dầm phụ nên a

Umax =

Q

bh

R k 2 0

5 ,

1

=

26460

5 , 72 30 5 , 7 5 ,

= 67,04 cm

Chọn đai 8; fđ = 0,508 cm2, hai nhánh, khoảng cách chọn là a =

Tại bên trái gối B có Q > Qđb, cần tính cốt xiên Trong đoạn dầm dài 2,3m, dự kiến đặt hai lớp cốt xiên nh trên hình 14c.

Cốt xiên sẽ do cốt dọc ở nhịp biên uốn lên với góc uốn là 450

Trong đoạn dầm đang xét, lực cắt là hằng số, đồng thời xem gần

đúng là tiết diện nghiêng nguy hiểm chỉ cắt qua một lớp cốt xiên và

22783

= 9,9 cm2.Dùng đai 8, hai nhánh thì số lợng đai cần thiết là:

2.09,,5089 = 9,7 đai

Đặt mỗi bên mép dầm phụ năm đai, trong đoạn

h1 = hdc - hdp = 80 – 45 = 35 cm, khoảng cách giữa các đai là 8 cm

8 Cắt, uốn côt thép và vẽ hình bao vậtliệu

Bố trí các thanh thép tại các tiết diện chính nh trên hình 15

a) khả năng chịulực của tiết diện

Tại nhịp biên, mômen dơng, tiết diện chữ cánh trong vùng nén, bề rộng cánh là 192 cm

 =

0

h b

= 902800.192.26 74,355,4 = 0,0574;

x = h0 = 0,0574.74,4 = 4,27 cm < hc = 9 cm, đúng trờng hợp trục trung hoà đi qua cánh

Việc cắt, uốn cốt thép và tính toán tung độ của hình bao vật liệu

đ-ợc diễn giải trong bảng 8

b) xác định mặt cắt lí thuyết của các thanh

Bên trái gỗi B khi cắt thanh số 5 khả năng chịu lực của các

thanh còn lại là

có M = - 19,6 tm nằm trong đoạn gần gối B, ở đó có độ dốc của

hình bao là

i = 56,9862,33,605 = 23,22 t

Tiết diện có M = - 19,6 tm cách tâm gối B một đoạn là

X5 = 56,98623,22 19,6 = 1,6 m

Với X5 = 1,6 m đối chiếu với sơ đồ dự kiến bố trí cốt xiên thấy

2

8 ,

Mặt cắt lí thuyết thanh số 5 nằm vào giữa đoạn uốn xiên thanh

số 3 Trên hình bao vật liệu thể hiện bớc nhảy tơng ứng ở giữa

đoạn xiên Tung độ bớc nhảy bằng độ giảm của khả năng chịu

lực do cắt thanh thép: 30,2 – 19,6 = 10,6 tm

Tại tiết diện có mômen âm bằng không ( trong phạm vi đoạn

giữa nhịp biên ) đem cắt lí thuyết hai thanh số 7, sau đó dùng cốt

cấu tạo làm cốt giá Diện tích cốt giá tối thiểu là: 0,1 %bh0 =

làm cốt giá cấu tạo

Theo hình bao mômen, tiết diện có M = 0 cách trục gối B một

mômen là Q = 7,22,33,6 = 4,69 t

W = 02,8.73.4690,13 + 5.2,5 = 38 cm.

20d = 50 cm > 38 cm vậy lấy đoạn kéo dài là W = 50 cm

Đoạn dài của thanh từ trục gối B đến mút là : 307 + 50 = 357 cm;

Vì đã tính toán đủ cho cốt thép chịu mômen, cốt giá chỉ hoàn toàn là cốt cấu tạo, do đó đoạn cốt giá nối chập chỉ cần lấy theo cấu tạo với thanh có đờng kính bé

10d = 14 cm

ở bên phải gối B, cắt cốt số 3 là 228 uốn từ nhịp biên lên, kéo dài qua gối, còn lại hai thanh số 7 có Mtd = 24,1 tm đã tính Tiết diện có mômen âm M = -24,1 tm nằm bên phải gối B cách trục

b) Kiểm tra về uốn cốt thép

Bên trái gối B, đầu tiên uốn cốt số 6 ( đang chịu mômen âm ở trên gối B ) xuống làm cốt xiên Cốt này đợc dùng hết khả năng chịu lực tại tiết diện mép gối tựa ( chịu Mmg), đó là tiết diện trớc

Điểm bắt đầu uốn cách mép gối tựa 40 cm

Theo điều kiện về lực cắt: 40 cm < Umax = 67 cm

Theo điều kiện về mômen: 40 cm > h0/2 = 36 cm

Tiết diện sau khi uốn có Mtds = 45,49 tm Theo hình bao

mômen, tiết diện có

x6 = 56,57923,2245,49 = 47,7 cm (độ dốc của biểu đồ là 23,22 đãtính)

Tiết diện có M = - 45,49 tm cách trục gối một đoạn 47,7 cm là tiết diện sau, lấy tròn là 48 cm Điểm kết thúc uốn cách trục gối một đoạn là: 112 cm, nằm ra ngoài tiết diện sau

Sau khi cắt thanh số 3 khả năng chịu lực còn lại của tiết diện

một đoạn là: 1,99 m

Trong đoạn cắt thanh số 3 không có cốt xiên cho nên, tính

đoạn kéo dài W, ta đợc:

W = 0,28..7317040,13 + 2,5.5 = 102 cm Vậy mặt cắt thực tế của thanh

số 3 cach trục gối B một đoạn là 199 + 102 = 301 cm, lấy tròn

300 cm

Tiếp tục kiểm tra cho cốt số 3 kết quả thể hiện trên hình 16 Sau khi uốn thanh số 3, khả năng chịu lực của các thanh còn lại

tm nằm trong đoạn biểu đồ mômen có độ dốc là i = 23,22 t đã tính Điểm bắt đầu uốn của thanh số 3 cách truc gối B đoạn là:

22

,

23

2 , 30 579

,

= 1,25m Điểm kết thúc uốn cách truc gối B một

đoạn là:

181,56 cm, làm tròn 182 cm, nằm ra ngoài tiết diện sau

Bên phải gối B, đầu tiên uốn cốt số 6 từ trên xuống ở đây không cần cốt xiên theo tính toán, việc uốn này chỉ nhằm lợi dụng điều kiện có thể để tăng để tăng khả năng chống cắt cho

dầm trong vùng sát gối tựa Có thể không uốn mà xác định điểmcắt lí thuyết và đoạn kéo dài W rồi để nó thành đoạn thẳng Cách kiểm tra cốt số 6 uốn ở bên phải cũng thực hiện nh bên tráigối B.

Xét việc uốn cốt số 5 theo hai phía – uốn từ trên xuống và uốn

từ dới lên

Uốn cốt số 5 từ trên xuống Điểm bắt đầu uốn cách trục gối B

một đoạn là 132 cm Điểm kết thúc uốn cách trục gối tựa một

đoạn là: 185 cm

Tiết diện trớc của cốt số 5 có

M = Mtdt = 45,49 tm(xem bảng 8, Mtd trớc khi uốn cốt số 5).Tiết diện sau: M = Mtds = 37,9 tm

Điểm kết thúc uốn có khoảng cách 185 cm nằm ra

định về uốn cốt dọc

Xét việc uốn cốt số 5 từ dới lên.

ở phía đới cốt số 5 đợc sử dụng tối đa khả năng chịu lực tại tiết diện 3 với mômen dơng lớn nhất ở nhịp 2: 30,7 tm, tiếtdiện này cách trục gối B một đoạn là 230 cm Điểm bắt đầu uốn của cốt thép cách tiết diện trớc một khoảng là 40 cm >