Trinh bay san file rác

THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊTƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI LOẠI BẢN DẦM Giáo viên HD : NGUYỄN VIỆT PHƯƠNG Sinh viên TH :NGUYỄN HỒNG DƯƠNG Mã SV : 1851030060 Lớp : 2018X1 ****    **** I SỐ LIỆU TÍNH TỐN MBKC sàn- Sơ đồ A: 1) Số liệu L1 ( m ) 2,1 L2 ( m ) Hoạt tải tiêu chuẩn ( kN m ) Ghi chú: • Tường dày t= 330 mm, cấu kiện Pn A.Thiết kế phương án kích thước tính từ tim III Tính tốn sàn L2 = = 2,38 > L 2,1 Xét tỷ số => Bản loại dầm làm việc phương theo cạnh ngắn L1 - Do làm việc theo phương ( phương cạnh ngắn) nên ta cắt theo phương cạnh ngắn (vng góc với dầm phụ) dải có chiều rộng b=1m (Hình 2) - Hình Cắt dải có bề rộng 1m theo phương L1 Chọn sơ kích thước cấu kiện 1.1 Xác định sơ chiều dày Bản sàn: - hb = D Ls ≥ h m Trong đó: - D = 0.8-1.4 => Chọn D =1.0 - Do loại dầm => m = 30-35 - Ls: nhịp sàn => Ls = 2.1(m) - hmin = 80 mm (sàn công nghiệp) => hb = D Ls = 2100 = ( 60 ) ÷ ( 70 ) (mm) m 30 ÷ 35 => Chọn chiều dày hb = 80 mm (Thỏa mãn ≥ hmin) 1.2 Xác định sơ kích thước Dầm phụ: 1  1  h dp =  ÷ ÷.L =  ÷ ÷.5000 = 250 ÷ 416 (mm)  12 20   12 20  => Chọn chiều cao tiết diện dầm phụ: hdp = 400 (mm) bdp= (0,3 0,5)hdp = (0,3 0,5).400 = 120200 (mm) => Chọn bề rộng tiết diện dầm: b = 220 (mm) => KTTD dầm phụ: bxh= 220400 (mm) 1.3 Xác định sơ kích thước Dầm chính: 1  1  h dc =  ÷ ÷.3.L1 =  ÷ ÷.3.2100 = 315 ÷ 787  15   15  (mm) => Chọn chiều cao tiết diện dầm chính: hdc = 600 (mm) bdc= (0,3 0,5)hdc = (0,3 0,5).600 = 180300 (mm) => Chọn bề rộng tiết diện dầm: b = 250 mm => KTTD dầm chính: bxh= 250600 mm *Kích thước tiết diện cột Ta có độ cứng EJ dầm lớn bốn lần độ cứng EJ cột: EJ d > E4J c ↔ J d > 4J c b d h d b h >4 c c 12 12 b d = b c ⇒ h d > 4h c3 ⇔ 6003 > 4h c3 ⇒ h c < 6003 = 377,98 Chọn Chọn hc =250 mm ⇒ Kích thước Cột: (bc × hc)=(250 × 250) mm Sơ đồ tính nhịp tính tốn sàn: - Cb đoạn kê lên tường: Chọn Cb = 120 (mm) ≥ ( 120 mm ;hb = 80 mm) - Do làm việc theo phương ( phương cạnh ngắn) nên ta cắt theo phương cạnh ngắn (vng góc với dầm phụ) dải có chiều rộng b=1m (Hình 3) Hình 3: Cắt dải có bề rộng 1m theo phương L1 - Xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa tường biên Dầm phụ (Hình 4) - Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa Nhịp tính tốn xác định sau: * Đối với nhịp biên: 865(mm) = 1,865 (mm) (m) = 1900 (mm) * Đối với nhịp : Le = L1 - bdp = 2100 – 220 = 1880 (mm) =1,880 (m) * Chênh lệch Lb Le khơng đáng kể : Hình 4: Sơ đồ xác định nhịp tính tốn 3.Tải trọng 3.1 Tĩnh tải Các lớp cấu tạo sàn sau: Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn Tĩnh tải sàn trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn, xác định bảng Lớp cấu tạo Gạch lát Vữa lót Bêtơng Cốt thép Vữa trát Bề dày lớp δi (mm) 10 25 Trọng lượng riêng γi (kN/m3) 20 18 Giá trị tiêu chuẩn 0,2 0,45 Hệ số độ tin cậy γf,i 1,1 1,3 Giá trị tính tốn gb (kN/m2) 0,22 0,585 g btc (kN/m2) 80 25 1,1 2,2 15 Tổng cộng 18 0,27 2,92 1,3 0,351 3,356 Bảng 4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn ⇒ Tĩnh tải: gb = 3,356 (kN/m) 3.2.Hoạt tải Hoạt tải tính tốn : pb = γf,p.Ptc = 1,2.6 = 7.2 (KN/m) Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b=1(m): qb = (gb + pb ).b = (3,356 + 7.2 ).1 = 10,556 (KN/m) 4.Nội lực Tính nội lực dựa sơ đồ khớp dẻo a) Mômen lớn nhịp biên gối thứ qb L2b 10,556.1,8652 M nb = M g2 = ± =± = 11 11 ± 3.34 (kN.m2) b) Mômen lớn nhịp gối giữa: M ng = M gg qb L2g 10,556.18802 =± =± = 16 16 ± 2,33 (kN.m2) *Đối với gối biên: QA = 0,4.qdp.Lb = 0,4.10,556.1,865 = 7,87 (kN) *Bên trái gối thứ 2: QTB = - 0,6.q L = - 0,6.10,556.1,865 = - 11,81 (kN) dp b *Bên phải gối thứ 2, bên trái gối thứ 3: Q PB = - Q TC = 0,5.q L = 0,5.10,556.1,880 = 9,92 (kN) dp i Hình 5: biểu đồ nội lực bản: 5.Tính tốn cốt thép cho sàn: - Bê tơng có cấp độ bền chịu nénB20: Rb = 11,5 MPa ; Rbt = 0,9MPa - Cốt thép sàn sử dụng loạiCB240-T : Rs =210 MPa Với bê tơng B25 trở xuống ta có α pl = 0,3 => ξ pl = − − 2.α pl = 0.3675 ⇒ µ max = ξ pl Rb 11,5 100% = 0,3675 .100% Rs 210 =2,01% Vì tính tốn theo sơ đồ khớp dẻo nên ta phải hạn chế chiều cao vùng bê tông chịu nén giá trị giới hạn dẻo α pl: αm < αpl = 0,3 Giả thiết: a = 15 mm ⇒ Chiều cao làm việc bê tông: ho = hb – a = 80 – 15 = 65 (mm) 5.1.Tính Cốt thép nhịp biên gối thứ 2: M=3,34 kNm M 3,34.106 αm = = = 0, 069 < α pl = 0.3% Rb b.h02 11,5.1000.652 (thỏa mãn) ξ = − − 2α m = − − 2.0.0,069 = 0,072 As1 = => ξ Rb b.h0 0, 072.11,5.1000.65 = = 256, 29 (mm ) Rs 210 µ= As 256, 29 = = 0.39% b.h0 1000.65 Ta thấy: µmin = 0,1% ≤ µ = 0,39% ≤ µmax = 2,01% (bố trí hợp lí) => Thỏa mãn điều kiện hạn chế φ8 a150 (As chọn = 335 mm2) φ6 a100 (As chọn = 283 mm2) Chọn cốt thép: φ6a100 (As chọn = 283 mm ) 5.2.Tính cốt thép nhịp gối : : M=2,33 kNm αm = M 2,33.106 = = 0, 05 < α pl = 0,3 Rb b.h02 11,5.1000.652 ( Thỏa mãn) ξ = − − 2α m = − − 2.0,05 = 0,051 As = µ= ξ Rb b.h0 0, 051.11,5.1000.65 = = 181,53 (mm ) Rs 210 As 181,53 = = 0.28% b.h0 1000.65 Ta thấy: µmin = 0,1% ≤ µ = 0,28% ≤ µmax = 2,01% (bố trí hợp lí) => Thỏa mãn điều kiện hạn chế φ6a150(As chọn = 188 mm2) φ8a300(As chọn = 167 mm2) Chọn cốt thép: φ6a150 (As chọn = 188 mm ) 5.3.Tính cốt thép vùng giảm 20% thép : Với ô nhịp giữa, cóhiệu ứng vịm làm giảm mơmen nên ta giảm 20% diện tích cốt thép chịu kéo Diện tích cốt thép sau giảm: As3 = 0,8.As2 = 0,8.181,53 = 145,24 (mm2) µ= As 145, 24 = = 0.22% b.h0 1000.65 Ta thấy: µmin = 0,1% ≤ µ = 0,22% ≤ µmax = 2,01% (bố trí hợp lí) => Thỏa mãn điều kiện hạn chế φ6 a150 (As chọn 188 mm2) φ8a300(As chọn = 167 mm2) ⇒ Chọn φ6a150 (As chọn 188 mm2) Chọn thép chịu lự cho bản: Tiết diện Astt (mm2) Nhịp biên, Gối thứ hai 256,29 Bảng Tính cốt thép cho sàn Các Phương án Phương án µ chọn (%) 0,4 P.án 1: φ8a150 φ6a100 P.án 2: φ6a100 Nhịp giữa, gối 181,53 0,28 P.án 1:φ6a150 φ6a150 P án 2φ8a300 Nhịp gối (được giảm 20% cốt thép) P.án 1:φ6a150 145,24 0,22 φ6a150 P án 2φ8a300 Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0: - Chọn lớp bảo vệ 10mm, tiết diện thép lớn :φ6 h0 = 80 − 10 − 0,5.6 = 67 > 65mm Giá trị thực tế lớn giá trị tính tốn Đảm bảo an tồn 5.4.Tính cốt thép đai : Đối với có hb = 80 < 300mm, lực cắt thường nhỏ Qb,max = 11,81kN < Qb = 0,75.Rbt.b.ho = 0,75.0,9.10-3.1000.66 = 44,55 kN  nên bê tông đủ khả chịu lực khơng cần bố trí cốt đai: 5.5 Cốt thép cấu tạo: a) Cốt thép cấu tạo - chịu mômen âm (Khơng kể đến tính tốn) Sử dụng cốt thép mũ đặt dọc theo gối biên (tường) dọc theo dầm chịu mơmen âm bỏ qua tính tốn làm tăng độ cứng tổng thể Hàm lượng: As,ct ≥ ⇒ Chọn φ6a200 có As = 141 mm2 b) Cốt thép phân bố Đặt vng góc với thép chịu lực để tạo thành lưới thép, chịu phần tải trọng nhỏ truyền theo phương cạnh dài Do ⇒ Hàm lượng: As,pb ≥ 20%.As - Tại nhịp biên As,pb ≥ ⇒ Chọn φ6a200 (As chọn = 141 mm2) - Tại nhịp As,pb ≥ ⇒ Chọn φ6a200 (As chọn = 141 mm2) 6.Bố trí cốt thép Xét tỉ số: ≤ ≤ ⇒ α = 0,25 - Độ vươn CT tính từ mép dầm: 0,25.(2100-220)=5195 mm=> Chọn 600mm Đoạn vươn CT tính từ TRỤC dầm phụ: = 635(mm) => Chọn 640mm - Đoạn vươn CT tính từ TRỤC dầm chính: - Độ vươn CT tính từ mép dầm: α.L0 n = 0, 25.( L1 − bdp ) = 0.25.(2100 − 220) = 470 Hình vẽ mặt bố trí cốt thép: (mm) Phương án chọn 5Φ18 có As=1272 mm2 - 2Φ25+1Φ22có As= 1362 mm2 - - - - Tại gối - M g2 = 228, 09( KN m) αm = M 228, 09.106 = = 0, 293 Rb b.h02 11,5.250.5202 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 2820, 293 = 0,356 As = - ξ Rb b.h0 0,356.11,5.250.520 = = 1520, 6( mm ) Rs 350 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - µ= - As 1520, 100% = 100% = 1,169% b.h0 250.520 - - (thỏa mãn điều kiện hạn chế) - Phương án chọn 5Φ20 As= 1571 mm2 - 3Φ22+2Φ20có As= 1820 mm2 - - - Tại nhịp giữa: - M = 142,37 (KN.m) M 142,37.106 αm = = = 0, 0344 < α R = 0, 429 Rb b'f h02 11,5.1210.5452 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 018 = 0, 035 ξ Rb b 'f h0 0, 035.11,5.1210.545 As = = = 758,36(mm ) Rs 350 - - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - µ= - As 758,36 100% = 100% = 0,55% b.h0 250.545 (Thoả mãn điều kiện) - Phương án chọn 3Φ18 có As= 763 mm2 - - - Tại gối 3: M g3 = αm = 181,77 (kN.m) M 181, 77.106 = = 0, 233 < α R = 0, 429 Rb b.h02 11, 5.250.5202 ξ = − − 2.α m = − − 2.0, 233 = 0, 269 As = - ξ Rb b.h0 0, 269.11, 5.250.520 = = 1149(mm ) Rs 350 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ= - As 1149 100% = 100% = 0,88% b.h0 250.520 - (thỏa mãn điều kiện hạn chế) Phương án chọn 2Φ20+3Φ18 có As=1391 mm2 - - Kết chọn cốt thép tóm tắt Bảng - M (k N.m) - Tiết diện - Nhịp - - biên (1210x600) Gối thứ (250x600) - Nhịp - - (1210x600) Gối thứ (250x600) - - α - - - 0, 0519 - - 22 0, 8,09 293 - 0, 0344 - - 18 1,77 - 33 µ ( - Chọn cốt thép - Chọn 0, - 5Φ1 - 1272 - 5Φ2 - 1571 - 3Φ1 - 2Φ2 - +3Φ 18 %) m 21 4,79 14 2,37 As (mm2) - ξ 0,2 - 0, 0278 115 4,88 - 0, 356 0, 035 0, 269 152 0,6 - 75 6,97 114 - 84 - 1, 169 55 0, - 0, 88 - Kiểm tra lại chiều cao làm việc tiết diện - Ở tiết diện nhịp biên - Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: cbv = 25 mm att = - - Ở tiết diện nhịp att = cbv + - Φ max 18 = 25 + = 34mm 2 ≈ agt = 55 mm Ở tiết diện gối Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: cbv = 50 mm att = - As1.a1 + As a2 763.34 + 509.77 = = 51, 2mm As1 + As 763 + 509 ≈ agt = 55 mm As1.a1 + As a2 942.60 + 105.628 = = 78mm ≈ agt = 80 mm As1 + As 942 + 628 Ở tiết diện gối Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: cbv = 50 mm As,chọn - - - 763 1391 att = - As1.a1 + As a2 882,5.60 + 105.509 = = 76, 46mm ≈ agt = 80 mm As1 + As 882,5 + 509 - - - - 4.3 Tính tốn cốt thép đai: - - Từ biểu đồ bao lực cắt: - Chọn giá trị lớn để tính tốn cốt đai: Q = 157,54 (kN) Chiều cao dầm h=600 mm => chọn cốt đai Φ8 Bề rộng dầm b=250 mm => chọn số nhánh đai n=2 Chiều cao hàm việc dầm h0=h-att=600-78=522 mm - Bước đai lớn nhất: Smax - Rbt b.h02 0,9.220.522 = = = 342, 46mm Q 157,54.103 - Bước đai cấu tạo - h  522   Sct =  ;300 ÷ =  ;300 ÷ = 261mm    2 - S1 ≤ ( Sct ; S max ) = ( 342, 46 mm; 261mm ) Chọn S1= 150 mm - - * Kiểm tra điều kiện để bê tông không bị phá hoại ứng suất nén - Q = 157,54kN ≤ 0,3.R b b.h0 ⇔ 157,54 kN ≤ 0,3.11,5.250.522.10 - Thỏa mãn điều kiện => Bê tông không bị nén vỡ ứng suất - - *Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai - Q = 157,54kN ≤ 0, 75.R bt b.h0 ⇔ 157,54kN ≤ 0, 75.0,9.250.522.10−3 - Bê tơng khơng đủ khả chịu lực cắt, cần tính tốn cốt đai - Tính tốn: - - qsw = - n.asw Rsw 2.50, 24.170 = = 113,8 S1 150 Kiểm tra điều kiện qsw = 64, 05mm ≥ 0, 25.Rbt b = 0, 25.0,9 - Tính tốn chiều dài hình chiếu nguy hiểm nhất: - 2.Rbt b.h02 2.0,9.250.5222 C0 = = = q sw 113,877 - Vì 2.h0 = 2.1037, 66 = 2075 mm > C0 = 13 - Điều kiện cường độ - Q ≤ 4, 5.Rbt b.h02 qsw ⇔ 157,54kN ≤ - - ( 4,5.0,9.250.5222.11 Cốt đai Φ8a150 đủ khả chịu lực cắt Cốt thép đai sử từ gối tựa đến 1/3 đầu dầm 2/3 dầm đến gối tựa nhịp dầm bố trí cốt đai nhánh φ8a450 - Trong đoạn dầm cịn lại bố trí cốt đai theo cấu tạo, cốt đai nhánh φ8 khoảng cách lớp lấy theo - -  3h   3.600  sct =  ,500mm ÷ =  ,500mm ÷ = 450mm     → Chọn cốt đai nhánh φ8a450 3.4.3 Tính cốt treo: Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, tải trọng tập trung lớn, để tránh phá hoại cục cho dầm chính, ta phải đặt thêm cốt treo gia cường - Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm : - F = P + Gl = 75,6 + 44,9 = 120,5(kN) - Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn φ8 (asw = 50,2 mm2), n = nhánh - Diện tích tất cốt đai treo cần thiết là:  h  F 1 − s ÷ 120,5.103 1 − 522 − 400 ÷ ho  400   A sw =  = = 399 (mm ) R sw 210 - Số lượng cốt treo cần thiết: - m≥ - - - Asw 399 = = 3,97 n.a sw 2.50, Kết hợp với yêu cầu cấu tạo ⇒Chọn m =6 đai, bố trí bên dầm phụ đai, đoạn hs = ho – hdp =522– 400 = 122 mm ⇒ chọn cốt treo với φ8a35 bên dầm phụ 3.5 Biểu đồ vật liệu - 3.5.1 Tính khả chịu lực tiết diện: Trình tự tính sau: - - Tại tiết diện xét, cốt thép bố trí có diện tích As - - Xác định lại vị trí trục trung hòa cho tiết diện nhịp: - ' ' R b h = 11,5.1210.80 = 1113, 2.10 (N) b f f - Tính: Tại nhịp biên: Rs.As = 350 1272 = 445,2.103 (N) - Tại nhịp giữa: Rs.As = 350.942 = 763.103 (N) - R b' h ' Ta thấy, nhịp: Rs.As < b f f - ⇒ TTH qua cánh, tính khả chịu lực theo tiết diện HCN (2250×800) - Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc: - cbv,nhịp = 20 mm cbv,gối = 50 mm - Khoảng cách thông thủy thép theo phương chiều cao dầm t*=30mm - ∑ A a A = ∑ si i si - Xác định: att ⇒ ho,tt = h - att - Tính khả chịu lực theo công thức sau: R s A s ξ= ⇒ α m = ξ.(1 − 0,5.ξ) R b b.h o,tt - - [M] = α m R b b.h o,tt ⇒ - Kết tính tốn tóm tắt Bảng 14: - - ‘ - - 14: Tính lực - - T i ế t d i ệ n N h ị p b i ê n - - - ( x 0 ) - - - - φ - - - - A a h [ - - - - ( ( ( ξ - α - ( - - - - - - 5 0 C ắ t φ , c ò n - G ố i Bảng khả chịu dầm φ C ắ t φ , c ò n 3.5.2 - - - - - - 0 - - - - - - 5 0 - - - - - - φ - - C ố t t h é p dli - - - - - - Xác định tiết diện cắt lý thuyết đoạn kéo dài W : - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết : x xác định theo tam giác đồng dạng - Lực cắt TD cắt lý thuyết: Q lấy độ dốc BĐ bao mơmen - Để xác định xác vị trí tiết diện cắt lí thuyết (x1 , x2) ta sử dụng quan hệ hình học tam giác đồng dạng Từ tiết diện cắt lí thuyết trở đi, thép phải kéo dài thêm đoạn W cắt hẳn, đoạn W xác định theo công thức: W= - Q + 5d ≥ 20d 2q sw - - - T i ế t d i ệ n N h ị p b i ê n B ê n - Thanh thép - - Vị trí điểm cắt lý thuyết - 3φ18 x Q - t r i - - - 2φ18 1 1 - N h ị p b i ê n B ê n - Cắt 2φ18, 3φ18 dli - p h ả i - - - - G ố i t h Cắt 1φ18, còn2φ18 - Cắt 2φ20, 3φ20 - - ứ - B ê n - 2φ20 1 1 1 t r i - - - G ố i t h ứ - Cắt 2φ20, 3φ20 B ê n p h ả i - - N h ị p g i ữ a B ê n t - - 2φ28 - 2φ18 - r i - - N h ị p g i ữ a B ê n - - 2φ28 - Cắt 2φ18, 2φ20+1 φ18 5 1 p h ả i - - G ố i t h ứ Đ ố i x ứ n g - Cắt 1φ18, 2φ20 - - 3.5.3 Xác định đoạn kéo dài W : - Q.103 + 5.φ 2.q sw Đoạn kéo dài W xác định theo công thức: W = ≥ 20.φ (mm) - Trong đoạn dầm có cốt đai φ8s150: (kN/m) - qsw = n.asw Rsw 2.50, 24.170 = = 113,877 mm S1 150 - 2.50, 24.170 450 - Trong đoạn dầm có cốt đai φ8s450: qsw = = 35,95 (kN/m) - - Kết tính đoạn W tóm tắt Bảng 16: - Bảng 16: Xác định đoạn kéo dài W dầm - - Ti - Nh - - Bê - Nh - - Bê - Gố - - Bê - Gố - - Th an h thé p Số (2 φ2 5) Số (1 φ2 5) Số (1 φ2 5) Số (2 φ2 8) Số (2 φ2 8) Số (2 φ2 - - - - q W W ( - - - - ( ( ( - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 - Q - ( 8) Bê - Nh - - - Bê - Nh - - Bê - Gố - Đố - - Số (2 φ2 8) Số (1 φ2 5) Số (1 φ2 5) Số (2 φ2 8) Số (1 φ2 8) - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 - - - - - 1 9 - - - - - 1 9 - -