3.1 Sơ đồ tính bản:
- Xét 1 ô bản bất kỳ của mặt bằng bến có: Chiều dài cạnh ngắn : l1 = 3.5 (m) Chiều dài cạnh dài : l2 = 4.1 (m) Chiều dày bản : hb = 30 (cm)
- Ta có tỷ số : => Bản thuộc loại bản kê bốn cạnh.
- Mặt bằng kết cấu bến bao gồm nhiều bản kê bốn cạnh liên tục đổ liền khối với nhau. Gối tựa của mỗi ô bản là liên kết cứng với dầm. Do đó nhịp tính toán của mỗi ô bản được xác định theo cả 2 phương cũng chính là chiều dài của cạnh bản ( lti = loi ). Sơ đồ tính toán bản như hình vẽ dưới đây :
M2M1 M1 MI MI' MII MII' l2=4,1m l1 = 3 ,5 m Hình 16: Ngàm giả định bản kê 4 cạnh
M1,M2 – Giá trị momen lớn nhất ở nhịp theo phương l1 và l2. MI, MII – Giá trị momen lớn nhất ở gối tựa theo phương l1 và l2.
3.2 Xác định nội lực :
- Tải trọng tác dụng lên bản bao gồm :
• Trọng lượng bản thân bản:Gb = 1,1 . 0,3 . 2,5 = 0,825 (T/m2)
• Tải trọng hàng hóa : q = 1,3 . 4,1 = 5,33 (T/m2)
Tải trọng toàn phần : qb = 0,825 + 5,33 = 6,155 (T/m2).
- Theo Phụ lục 16/Sàn Bêtông Toàn khối-Bộ môn CTBTCT-Trường ĐHXD nội suy ta có: α1=0,0202,α2 =0,0146, β1 = 0,0465,β2 = 0,0327 Ta có : M1 = α1.q.l1.l2 = 0,0202.6,155.3,5.4,1 = 1,78 (Tm) M2 = α2.q.l1.l2 = 0,0146.6,155.3,5.4,1 = 1,29 (Tm) MI = -β1.q.l1.l2 = -0,0465.6,155.3,5.4,1 = -4,1 (Tm) MII = -β2.q.l1.l2 = -0,0327.6,155.3,5.4,1 = -2,89 (Tm)
40030 30 34 0 30 40 0 2,89 Tm 2,89 Tm 1,29 Tm 3,5 m 4,1 Tm 1,78 Tm 4,1 m 4,1 Tm 3.3 Tính toán cốt thép bản.
- Theo kết quả tính toán nội lực ở trên ta có sơ đồ nội lực để tính cốt thép cho bản theo phương cạnh ngắn như sau:
Hình 17: Biểu đồ Moment theo phương cạnh ngắn.
- Sơ đồ nội lực để tính cốt thép cho bản theo phương cạnh dài như sau:
Hình18: Biểu đồ moment theo phương cạnh dài.
- Nhận xét : Theo phương cạnh dài mômen mà bản phải chịu là lớn hơn so với phương cạnh ngắn,do đó thiên về an toàn có thể bố trí cốt thép cho phương cạnh ngắn giống như cạnh dài. Mặt khác theo phương cạnh dài của bản,tiết diện tại gối lại chịu mômen âm lớn hơn,do đó ta sẽ dùng giá trị mômen này để tính toán và bố trí cốt thép cho bản.
- Tính toán theo tiết diện chữ nhật bề rộng b=1m. Giả thiết a0=3,0cm.Suy ra chiều cao làm việc của bản:h0 = 30-3,0 =27 (cm).
- Sử dụng bảng phụ lục 8/Giáo trình Kết cấu Bêtông Cốt thép-PGS,Ts Phan Quang Minh,NXB KHKT 2006 [1],đối với cấu kiện bản được chế tạo từ bêtông cấp độ bền B25,nhóm cốt thép chịu lực AII và hệ số điều kiện làm việc γb2 = 1 ta có các hệ số : ξR = 0,595 ; αR = 0,418.
Kết luận : Thỏa mãn điều kiện hạn chế chiều cao vùng nén. Ta có :
ξ = 2.(1-ζ) = 2.(1-0,98) = 0,04 - Diện tích cốt thép dọc cần thiết tại giữa nhịp:
- Chọn bố trí thép φ14AII (Fs = 1,539 cm2). - Khoảng cách : 1,539.100 a 64 (cm) 6,516 = = .Chọn a = 300 (mm). - Vậy bố trí cốt thép bản : φ14a300
- Với cốt thép được bố trí như trên,ta tính lại : ho = h – (abv + 0,5.d)
- Trong đó :
•abv :Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép.Lấy abv = 2,5 cm
•d : Đường kính cốt thép chịu lực bố trí có: d = 1,4 cm
ho = 30 – ( 2,5 + 0,5.1,4 ) = 26,8(cm).
Hàm lượng cốt thép:
=> Kết luận : Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép.
3.4 Kiểm tra sự hình thành và mở rộng vết nứt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nhận xét :Mômen theo phương cạnh dài tại vị trí mép bản là lớn nhất trong khi theo tính toán ở trên cốt thép bản được bố trí đều theo các phương. Do đó chỉ cần kiểm tra khả năng hình thành và mở rộng vết nứt tại tiết diện mép bản chịu mômen theo phương cạnh ngắn.
- Chiều rộng vết nứt an vuông góc với trục dầm được xác định theo tiêu chuẩn TCVN- 4116-85 như sau :
Trong đó :
• k :Hệ số kể đến tính chất chịu lực của cấu kiện.Với bản chịu uốn lấy k = 1.0
• η:Hệ số kể đến loại cốt thép.Với thép AII lấy η =1.0
• Cg :Hệ số phụ thuộc tính chất tác dụng của tải trọng.Xem cấu kiện chịu tác động của tải trọng lâu dài lấy Cg = 1,3.
• σa :Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết diện xuất hiện khe nứt.Đối với cấu kiện chịu uốn thì σa được xác định như sau :
a s 1 M = A .Z σ
- Với Z1 là cánh tay đòn của nội ngẫu lực tại tiết diện có khe nứt (khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến trọng tâm vùng nén).
- Cho phép lấy : (cm)
• σ0 :Ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do trương nở bêtông.Đối với kết cấu nằm trên khô thì σ0=0.
• µ : Hàm lượng cốt thép trong tiết diện.µ = 0,052%
• Ea :Môdun đàn hồi của thép.Ea = 2,1.106 (kG/cm2) - Suy ra: (T/m2) - Từ đó ta có: = 0,04 (mm) <0,08 (mm)
- Kết luận:Thỏa mãn điều kiện về bề rộng vết nứt.