ĐỒ Án mÔn hỌc kẾt cẤu bÊ tÔng cỐt thÉp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1 VÀ KINH TẾ CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM

A.SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1.Sơ đồ kết cấu sàn theo hình 1.12.Kích thước tính từ giữa trục dầm và trục tường. Tường chịu lực có chiều dày bt=0,340m. Cột bêtông cốt thép tiết diện3.Sàn nhà dân dụng: Cấu toạ mặt sàn gồm ba lớp như hình vẽ 1.1. Hoạt tải tiêu chuẩn hệ số độ tin cậy của hoạt tải n=1,2.4.Vật liệu:Bêtông cấp độ bền theo cường độ chịu nén B15,cốt thép của bản và cốt đai của dầm dùng nhóm CI,cốtdọc của dầm dùng nhóm CII. Cad loại cường độ tin tan:Bêtông cấp độ bền B15 có Rb=8,5 MPa,Rbt=0.75MPa,Eb=23 x 103 MPa.Cốt thép CI có Rs=225MPa,Rsc=225MPa,Rsw=175MPa,Es=21 x 104 Mpa.Cốt thép CII có Rs=280MPa,Rsc=280MPa,Rsw=225MPa,Es=21 x 104 Mpa.

B.TÍNH BẢN 1.Chọn kích thước các cấu kiện. chọn chiều dày của bản :

chọn

Trong đó: với tải trọng trung bình ,m=35 với bản liên tục.Chọn tiết diện dầm phụ:

1PHẠM LÂM NGỌC K3AXD-HN


. Chọn

Chọn tíêt diện dầm chính :

chọn

2.Sơ đồ tính.

Xét tỷ số hai cạnh ô bản ,xem bản làm việc theo

một phương cắt một bản rộng b1=1m vuông góc với dầm phụ và xem dải bản làm việc như một dầm liên tục.Nhịp tính toán của bản :Nhịp biên :

Nhịp giữa :

Chênh lệch giữa các nhịp

3.Tải trọng tính toán Tĩnh tải được tính toán như trong bảng

Các lớp cấu tạo bản

Giá trị tiêu chuẩn (kn/m2)

Hệ số tin cậyGiá trị tính

toán (kn/m2)lớp gạch lát dày 10mm, =20kn/

m3

1,1 0,220

Lớp vữa lót dày 30mm, =18kn/

m3

1,3 0, 702

Bản bê tông cốt thép dày

80mm, =25kn/m3

1,1 2,200

Lớp vữa trát dày 10mm=25kn/m3

1,3 0,234



tổng cộng 2,920 3,356Lấy tròn gb=3,36 kN/m2

Hoạt tải

Tải trọng toàn phần Tính toán với dải bản b1=1m,có 4.Nội lực tính toán Mômen uốn tại nhịp biên và gối thứ hai:

Chèn hình

Mômen uốn tại nhịp giữa và gối giữa :

Giá trị lực cắt :

5.Tính cốt thép chịu mômen uốn chọn a=15cho mọi tiết diện,chiều cao làm việc của bản: Tại gối biên và nhịp biên ,với

Chọn thép có đường kính 8mm, ,khoảng cách giữa các cốt thép



Chọn 8,s= 190mmTại gối giữa và nhịp giữa ,với ,

Chọn thép có đường kính 6mm, as=28,3 mm2 , tính được .

Chon 6 , .Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng được phép giảm đến tối đa 20% cốt thép có:

Hàm lượng .Chon thép có

Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0, lớp bảo vệ 10mm,

Như vậy trị số đã dùng để tính toán là h0= 65mm, là thiên về an toàn .

Cốt thép chịu mômen âm: với , trị số

,đoạn vươn của cốt thép chịu mô men âm tính từ mép dầm phụ là : Tính từ trục dầm phụ là : Thép dọc chịu mômen âm được đặt xen kẽ nhau ,đoạn vươn xa của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ là:

;

Tính từ dầm phụ là:

Thép dọc chịu mômen dương được đặt xen kẽ nhau khoảng các từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép tường là :

Khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép dầm phụ là ::


78

00

78

00

78

00

5800 5800 5800 5800

23200

A B C D E

4

1

2

3

234

00

S¬ ®å sµntû lÖ 1:200

220

46065 65 65 65 65 65 65 651460 1460 1460

6060 50 50 50 501750 1710 1710

60 60

50 505300

750 750

100

MÆt c¾t vu«ng gãc ví i dÇm chÝnh tû lÖ 1:10

5 8Ø6a300 Ø6a200

MÆt c¾t 1-1

80

1 1

Ø6a250 10

MÆt c¾t b¶n tû lÖ ®øng 1:10 tû lÖ ngang 1:20

700 700

500 500

Ø8a300 7Ø6a300 11

2

500

700

500

700

8Ø6a260

2Ø8a300 1Ø8a300

2600 2600 2600

110110 110110 1101102300 2380 2380

1 2

295 295 295 295 295

50

120

185 110295

MÆt c¾t 2-2

Ø6a250 10Ø6a260Ø6a260 43

Ø6a250 10Ø6a260Ø6a260 43

Ø6a260 9Ø6a300 11 8Ø6a260

700

500

700

500

Ø6a260 9Ø6a300 11

980 980 98065 65 65 65 65 65

2580

Ø8a300 6Ø6a200 5

Ø6a200 5 Ø8a300 6 Ø8a300 78Ø6a260

Ø6a260 98Ø6a260

Ø6a260 9

Ø8a3002

Ø8a3001 Ø6a2603

Ø6a2604

Ø6a2604

2

B? trí c?t thép sàn


Bản không bố trí cốt đai ,lực cắt của bản hoàn toàn do bêtông chịu ,do:

6.cốt thép cấu tạo Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính :chọn có diện tích trên mỗi mét của bản là 141mm2,lớn hơn 50%diện tích cốt thép tính toán tai gối tựa giữa hai bản là

, sử dụng các thanh cốt mũ ,đoạn vươn ra tính từ

mép chính là

Tính từ trục dầm chính là:

Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực :chọn có diện tích trên mỗi mét của bản là đảm bảo lớn hơn 20% diện tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp (nhịp biên , nhịp giữa )


150 1505500

5800

5500

5800

150 150

A CB

40

0

340

170

220

a)5500 5500

5800 5800

1118 1118 1118 1118

838

1118 1118 1118 1118

825 825

1118

0,4qdplob0,5qdplo

0,6qdplob 0,5qdplo

b)

c)

qdp

41

,622

56

,800

57

,432

45

,440

12

,622

43,6

8

43,6

8

20,4

0

35,4

3

38,1

8

35,4

3 16,7

4

-38

,18

55,5

4

55,5

4

67

,741

45,1

6

10,9

9

10,9

9

+

--

+


III.Tính dầm phụ 1.sơ đồ tính Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp đối xứng .Xét một nửa bên trái của dầm Dầm gối lên tường một đọan không nhỏ hơn 220mm.Trong tính toán lấy Sd= 220 mm, trên thực tế nênn kê dầm phụ lên toàn bộ chiều dày tường để giảm ứng suất cục bộ từ đầu dầm truyền lên tường .Bề rộng dầm chính bdc= 300 mm.Nhịp tính toán của dầm phụ :

+ Nhịp biên:

+ Nhịp giữa :

+ Chênh lệch giữa các nhịp :

Sơ đồ tính toán và nội lực trong dầm phụ



Sơ đồ tính; Biểu đồ bao mômen; Biểu đồ bao lực cắt

2.Tải trọng tính toán Tải tĩnh:Tải trọng bản thân dầm (không kể phần bản dày 80mm):

Tĩnh tải truyền từ bản : Tĩnh tải toàn phần

Hoạt tải truyền từ bản Tải trọng tính toán toàn phần

Tỷ số

3.Nội lực tính toán a.mômen uốnTung độ hình bao mômen(nhánh dương):+Tại nhịp biên

+Tại nhịp giữa

Tung độ hình bao mômen(nhánh âm):

Tra phụ lục11,với tỷ số có hệ số và các hệ số

kết quả tính toán được trình bày trong bảng dưới :

Nhịp ,tiết diện

Giá trị Tung độ MM+ M-

Nhịp biênGối A 0 01 0.065 41,0222 0,090 56,800



0,425.l 0,091 57,4323 0,072 45,4404 0.020 12,622Gối B-Td.5 -0,0715 -43,68Nhịp giữa6 0,018 -0,0334 10,99 -20,407 0,058 -0,0124 35,436 -7,57

0,0625 38,1858 0,058 -0,0094 35,436 -5,749 0,018 -0,0274 10,99 -16,74Gối C. TD 10 -0,0625 -38,18Nhịp giữa11 0,018 -0,0284 10,99 -17,3512 0,058 -0,0094 35,436 -5,74

0,0625 -0,0094 38,18 -5,74

Tiết diện có mômen âm bằng 0cách bên trái gối thứ hai một đoạn : Tiết diện có mômen dương bằng 0 cách gối tựa một đoạn :+Tại nhịp biên: +Tại nhịp giữa : b.lực cắt

Hình bao mômen và biểu đồ lực cắt thể hiện ở hình trên 4.Tính cốt thép dọc Bê tông cấp độ bền B15có Rb=8,5 Mpa.Rbt=0,75 Mpa ;Cốt thép dọc nhóm CII có Rs=280 Mpa,Rsc=280 MPa ,cốt đai nhóm CI có Rsw=175 Mpa. a.với mômen âm Tính theo tiết diện chữ nhật Giả thiết Tại gối B,với



Kiểm tra

Tại gối C,với

b.Với mômen dươngTính theo tiết diện chữ T,có cánh nằm trong vùng nén ,bề dày cánh Giả thiết + Độ vươn của cánh lấy không lớn hơn gía trị bé nhất trong các trị số sau:

+ Một nửa khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm phụ cách nhau: (do ,với Và khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn khoảng cách giữa các dầm dọc : )Vậy

Chọn

Bề rộng cánh

Tính

Vậy Trục trung hoà đi qua cánh .Tính theo tiết diện chữ nhật

Tại nhịp biên ,với


2202Ø14

2 1Ø14

NhÞp biªn

470

500

35

1 220

500

2202Ø12

5 1Ø12

NhÞp 2

470

500

35

4

Gèi B

470

35

3 2Ø12

21Ø12

220

500

Gèi C

470

35

6 2Ø10

71Ø14

2202Ø12

5 1Ø12

NhÞp gi÷a

470

500

35

4


Tại nhịp 2,giữa ,với

5.Chọn và bố trí cốt thép dọc Bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm

Tiết diệnNhịp biên

Gối B Nhịp 2 Gối c Nhịp giữa

As tính toán

Cốt thép

Diện tích

Bố trí cốt thép chịu lực trong các tiết diện chính của dầm



6.Tính cốt thép ngang Các giá trị lực cắt trên dầm: Lấy lực cắt lớn nhất bên trái gối để tính cốt đai,có Xác định : Như vậy QA>Qbmin cần phải tính toán cốt đai.Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên:

Với bêtông nặng dùng cốt liệu bé ,cấp độ bền không lớn hơn B25,đặt cốt đai thoả mãn điều kiện hạn chế theo yêu cầu cấu tạo thì Tính

Như vậy xảy ra trường hợp :

Xác định theo công thức :

Kiểm tra :



Kiểm tra :

Lấy : Chọn đường kính cốt thép đai có , hai nhánh .

Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai:

Với dầm cao Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai : Chọn

Chọn khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai: Chọn Tại các gối khác do có lực cắt bé hơn nên tính được lớn hơn, nhưng theo điều kiện cấu tại vẫn chọn

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng:Trong đoạn tính từ gối ,bố trí ta có:

Xét tích số ( nhận thấy tích số này )

Vậy

Như vậy



Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T,do trong đoạn tính từ gối ,cánh nằm trong vùng kéo ,nên .Do dầm không chịu nén nên

Do vậy

Xác định

Tính

Như vậy tải trọng dài hạn

Tính

Khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng: Lực cắt xuất hiện trên tiết diện nghiêng nguy hiểm : Vậy điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng được đảm bảo .7.Tính ,vẽ hình bao vật liệu a.tính khả năng chịu lực



Tại nhịp biên ,mômen dương,tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén ,bề rộng cánh b=bf=2500 min,bố trí cốt thép

, diện tích Lấy lớp bêtông bảo vệ là 20mm,

Tại gối B,mômen âm ,tiết diện chữ nhật

Lấy lớp bêtông bảo vệ là 20mm

Kết quả tính toán khả năng chịu lực ghi trong bảng 5,mọi tiết diện đều được tính toán theo trường hợp tiết diện đặt cốt thép đơn(với tiết diện chịu mômen dương thay b bằng bf)

Bảng 5.Khả năng chịu lực của các tiết diện

Tiết diệnSố lượng và diện tích

cốt thép(mm)H0

Giữa nhịp biênCạnh nhịp biên

Uốn còn

476

476

0,013

0,020

0,993

0,99

601,122

81,822

Trên gối B 470

0,020

0,99 94,586

Cạnh gối B Uốn còn 47 0,01 0,99 66,326



0 6 2Giữa nhịp 2

470

0,011

0,994

49,577

Cạnh nhịp 2

Uốn còn 470

0,0017

0,996

29,622

Trên gối C 470

0,018

0,991

85,552

Cạnh gối C Uốn còn 470

0,013

0,993

52,532

Giữa nhịp giữa

470

0,011

0,994

49,577

Cạnh nhịp giữa

Uốn còn 470

0,0017

0,996

29,622

b.Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh+Cốt thép số 2(đầu bên phải):sau khi cắt cốt thép số 2,tiết diện dầm gần gối B,nhịp thứ hai còn lại cốt thép số 3 ở phía trên,khả năng chịu lực ở thớ trên là 61,689. Biểu đồ vật liệu cắt biểu đồ bao gồm mômen ở điểm H, đây là mặt cắt lý thuyết của cốt thép số 2.Bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng, xác định được khoảng cách từ điểm H đến mép gối Blà 661m

Chèn hình

Xác định đoạn kéo dài W2:bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng, xác định lực cắt tương ứng tại điểm H là

.Tại khu vực này cốt đai được bố trí là ,tính:

Do tại khu vực cắt cốt thép số 2 không bố trí cốt xiên nên

Ta có

Chọn Điểm cắt thực tế cách mép gối B một đoạn ,cách trục định vị một đoạn



Tiến hành tương tự cho các cốt thép khác ,kết quả như trong bảng 6.

Bảng 6.Mặt cắt lý thuyết của các cốt thépCốt Thép Mặt cắt lý thuyết Đoạn kéo dài cốt thép số 3(đầu bên trái)

Cách mép trái gối B là

cốt thép số 3(đầu bên phải)

Cách mép phải gối B là

cốt thép số 5(đầu bên trái)

Cách mép trái gối B là


Cách mép trái gối C là

cốt thép số 7(đầu bên trái)

Cách mép trái gối C là


Cách mép phải gối C là

c.Kiểm tra về uốn cốt thép Cốt thép số 2 được sử dụng kết hợp vừa chịu mômen dương ở nhịp biên ,vừa chịu mômen âm tại gối B,nó được uốn tại bên trái gối B.Nếu coi cốt thép số 2 được uốn từ trên gối xuống ,điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước ,lớn hơn ,điểm kết thúc uốn cách mép trái gối B một đoạn ,nằm ra ngoài tiết diện sau.8.kiểm tra về neo cốt thép Cốt thép ở phía dưới sau khi được uốn ,cắt ,số còn lại khi kéo vào gối đều phải đảm bảo lớn hơn 1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp :Nhịp biên Nhịp giữaĐiều kiện tại gối :Tại gối A:9.cốt thép cấu tạo Cốt thép số 8 :Cốt thép này được sử dụng làm cốt giá ở nhịp biên ,trong đoạn không có mômen âm.Diện tích cốt thép là ,không nhỏ hơn



IV.Tính dầm chính1.Sơ đồ tính Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp ,kích thước tiết diện dầm ,bề rộng cột ,đoạn dầm kê lên tương bằng chiều dày tường ,Nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng Sơ đồ tính toán trên hình 2.Tải trọng tính toán Trọng lượng bản thân dầm quy về các lực tập trung:

Tĩnh tải do dầm phụ truyền vào :Tĩnh tải tác dụng tập trung:Hoạt tải tác dụng tập trung truyền vào từ dầm phụ :

3.Nội lực tính toán a.Xác định biểu đồ bao mômenTìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm Xác định biểu đồ mômen uốn do tĩnh tải G:Tra phụ lục 12,được hệ số ,ta có:

Xác định các biểu đồ mômen uốn do các hoạt tải pi tác dụng :Xét sáu trường hợp bất lợi của hoạt tải ,xem hình 39.c,d,e,f,g,h.Ta có Trong sơ đồ còn thiếu để tính mômen tại các tiết diện 1,2,3,4.Để tính toán tiến hành cắt rời các nhịp AB,BC.Nhịp 1 và 2 có tải trọng ,tính M0 của dầm đơn giản kê lên hai gối tựa do .dùng phương pháp treo biểu đồ ,kết hợp các quan hệ tam giác đồng dạng ,xác định được giá trị mômen:

Kết quả tính toán ghi trong bảng 7.

Bảng 7.Tính toán và tổ hợp mômen



Biểu đồ bao mômen:Tung độ biểu đồ bao mômen :Tính toán cho tùng tiết diện và ghi hai dòng cuối bảng 7.

Hình 40 cho hình ảnh chi tiết hơn về Mmax và Mmin cho một nửa dầm (do lợi dụng tính chất đối xứng của dầm ).Dùng biểu đồ trên hình 41 xác định mômen mép ở mép gối :Từ hình bao mômen trên gối B,thấy rằng phía trên phải gối B độ dốc của biểu đồ Mmin bé hơn phía trái .Tính mômen mép bên phía phải gối B sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn.

Tương tự tại gối C:

B,Xác định biểu đồ bao lực cắt Tung độ của biểu đồ bao lực cắt:Do tác dụng của tĩnh tải G:Do tác dụng cảu hoạt tải Pi:Trong đó hệ số lấy theo phụ lục 12,các trường hợp tải trọng lấy theo hình 39,kết quả ghi trong bảng 8.Trong đoạn giữa nhịp .suy ra lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt ,xét cân bằng của đoạn dầm.Ví dị ở nhịp biên sẽ có

Thông thường đoạn giữa nhịp có lực cắt khá bé nên đặt thép đai theo yêu cầu cấu tạo .Hình bao lực cắt được thể hiện trên hình 42.4.Tính toán cốt thép dọcBêtông cấp độ bền B15có ;cốt thép CII có

Tra phụ lục 9 với hệ số điều kiện làm việc của bê tông ;hệ số hạn chế vùng nén là



a.với mômen âmTÍnh theo tiết diện chữ nhật Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của thép dầm phụ nên a khá lớn .Gỉa thiết Tại gối B,với

Kiểm tra Tại gối C,với b.với mômen dương Tính tiết diện chữ T có cánh nằm trong vừng nén,bề dày cánh Giả thiết Độ vươn xa của cánh S1 lấy không lớn hơn giá trị bé nhất trong các trị số sau:

Một nửa khoảng cách thông thuỷ giữa các giầm chính cạnh nhau:Và các dầm ngang là các dầm phụ cách 2.5m)Vậy Bề rộng cánh

vậy Tính theo tiết diện chữ nhật Tại nhịp biên ,với Kiểm tra Tại nhịp giữa ,với Bảng 9.Bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp 2 Gối CAs tính toánCốt thépDiện tích

Bên phải gối A ,dầm chính có lực cắt là hằng số trong đoạn l1.Bên trái gối B,dầm có lực cắt là hằng số trong đoạn l1.Bên phải gối B,dầm có lực cắt là hằng số trong đoạn l1.Tính với lực cắt .Trong đoạn này chỉ bố trí cốt đai ,không bố trí cốt xiên .

Kiểm tra điều kiện ,tính toán cốt thép chịu lực cắt xiên có thoả mãn :



Thoả mãn điều kiện bài toán .

Tính

Tính

Chọn

Lực phân bố mà cốt đai phải chị được tính theo công thức:

Chọn cốt đai nhánh ,diện tích một lớp cốt đai

Khoảng cách giữa các lớp cốt đai :

Theo tính toán

Theo cấu tạo :

Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

Vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai:

Bố trí cốt đai nhánh ,khoảng cách tại khu vực gần gối A.\Tại bên gối B,lực cắt ,tính toán tương tự ta có

Bố trí cốt đai,Hai nhánh ,khoảng cách tại khu vực bên phải gối B.

Giả sử áp dụng cốt đai ,hai nhánh cách tại bên trái gối B,kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm tại các khu vực này :Tính lực cắt mà cốt đai chịu được:

Khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng:

Bên trái gối Bcó lực cắt

Như vậy phần dầm bên trái gối B,trong đoạn l1,phải bố trí cốt xiên .



b.Cấu tao và tính toán cốt xiên

+Bố trí các lớp cốt xiên:

Trong đoạn dầm dài l1 bên trái gối B,bố trí 2 lớp cốt xiên :

+Đặt 2 thanh cốt thép làm lớp cốt xiên thứ nhất

+Cốt thép dọc vừa chịu ở nhịp được uốn lên để vừa chịu M ở gối vừa kết hợp


ĐỒ Án mÔn hỌc kẾt cẤu bÊ tÔng cỐt thÉp

Documents