Thiết kế sàn sườn có bản loại dầm

Thiết kế sàn sườn có bản loại dầm

THIET KE SAN SUON CO BAN LOAI DAM 1.SÓ LIỆU TÍNH TOÁN

Chọn tường chịu lực có chiều dày t= 34 cm

3 - Hoạt tải tiêu chuẩn P„ = 7.2 KN/m”; chọn hệ số vượt tải n = 1,2

4 - Vật liệu: Bê tông B20, cốt thép của bản và cốt dai của dầm loại AI, cốt dọc của dầm loại AII

Gach ceramic

Vitalot 7 |

Bê tông cốt thép Vita trat

Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn Gạch ceramic đ;=10 mm z¿=20 kN/m` n=1.1

IL.TÍNH TOÁN BẢN:

1 Phân loại bản sàn

".- A Le L2 63

Xét tỷ sô 2 cạnh ô bản 19 7 33!5>2 Xem bản làm việc một phương Ta có sàn sườn toàn khối bản đầm Các dam trục 2 đến 5 là dầm chính; các dầm ngang là đầm phụ

Để tính bản, cắt một dải rộng bị = Im vuông góc với dầm phụ và xem như

một dầm liên tục

2 Chon sơ bô_kích thước các bô phân

* Bản: _ Tính sơ bộ chiều dày bản theo công thức: hụ = Px

m

+ Voi D = 1 (phụ thuộc vào tải trọng D= 0,8 z 1,2)

+m = 30 voi ban loai dam m= 30 = 35

+L=LI = 190 em cạnh bản theo phương chịu lực

hụ=-Lx 190 =6.33 cm > hmị=6 cm

30

Chọn h,=80 mm

* Dâm phụ: Với dâm phụ mạ = 12 + 20

nhịp dầm Lạ = Lạ = 6.9m ; chiều cao dầm phụ: hg, = 1 x Ig

m d

L1 L1 hg= | +—— | Lay =}—- + — | «6900 = 575+ 432 mm

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gói tựa

Đối với nhịp biên:

Hình 3: Sơ đồ tính toán của dải bản

Cy — đoạn bản kê lên tường, chọn Cụ =120 mm

Lớp cau tao Chiéu Trong Tri tiéu Hệ số độ Trị tính

dày lượng riêng chuân tin cậy về toán

Hoạt tải tính toán:

Mômen lớn nhât ở nhịp biên:

Max “in Lop = Fx 12.12«1.69° =3.15 kNÑ/m Mômen lớn nhất ở gối thứ hai:

- Chon a = 15 cm cho mọi tiêt diện

- Chiêu cao làm việc của ban hp = h - a= 80 - 15 = 65mm

€ =1-V1-2a m=1-V1-2*0.088 =0.092

* Kiém tra diéu kién han ché

£ =0.092 <£p =0.37 Thỏa mản điều kiện hạn chế

£ =0.093< ép =0.37 Thõa mãn điều kiện hạn chế

Hệ số cánh tay đoàn nội lực:

a -—_M _2190000

"—R,*b, *hy 8.5*1000*®65?

Kiểm tra điều kiện hạn chế :

€ =1-V1—2a m=1-V1-2*0.061 =0.063

¿ =0.063< £p =0.37 Thõa mãn điều kiện hạn chế

Hệ số cánh tay đoàn nội lực:

c - Giam cot thép 20% cho géi giita va nhịp giữa:

Tại các nhip giữa và gối giữa trong vùng cho phép giảm cốt thép 20%:

Lấy lớp bảo vệ 1cm

Tiết diện dùng ® 6: hạ = h-a = 8 ~(1+0,3) = 6,7cm

Trị sô hạ lớn hơn so với trị sô đã dùng đê tính toán là 6,5 cm, dùng được

và thiên vê an toàn

$ Đối với các ô bản có đầm liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên

hình 5, được giảm 20% lượng thép so với kêt quả tình được Ở các gôi giữa và nhịp giữa:

As = 0,8 x 215 = 172 mm”

Chon ® 6, a = 160 mm có A, = 177mm?

® Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm đọc theo các gi biên và phía trên

dâm chính được xác định như sau:

PL

1900

MAT CAT C-C MAT CAT D-D

III TINH TOAN DAM PHU:

1,Sơ đồ tính:

Dầm phụ là dầm liên tục 5 nhịp, gối lên đầm chính và tường

Chiều dày tường t= 340mm

Đoạn đầm gối lên tường Sạ = 220mm

Bề rộng dầm chính bạ; = 300m, theo giả thiết

L, = 1, — Pe — £4 Sa = 6399 — 200 340, a a) 2 2 220 _ càng om 2

Chênh lệch giữa các nhịp: “no *100 % = 1.5%

Ta có sơ đồ tính toán như hình 7

+ gọ, Trọng lượng bản thân dầm phụ (Phần sườn trừ phần bản )

Bo = bap (hap — hy) xy, x n= 0,2*(0,5-0,07)*25*1,2 = 2.58KG/m

+ gpx L) Trọng lượng bản thân truyền vào

Tung độ tại các tiết điện của biểu đồ mômen tính theo công thức sau:

M= Ø *qap*Lo (đối với nhip bién L.=L,,)

Ø.k tra ở phụ lục 8

Kết quả tính toán được tính toán trong bảng 4

Mômen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Xi=k*L¿p=0.24*6.09=1.46 m Mômen đương triệt tiêu cách mép gối tựa moat đoạn:

Đối với nhịp biên:

Tung độ của biêu đồ bao lực cắt được xác định như sau:

Hình 9 Biểu đồ bao nội lực của đầm phụ

4 Tính cốt thép

Bê tông có cấp d6 bean chiu nén B15:R,=8.5 MPa; Ry=0.75 MPa

Cét doc dam phu su dung loai CII: R=280 MPa

Cét dai dam phụ sử dụng loai CI: R,,=175 MPa

4.1 Cét doc

a) Tai tiét dién 6 nhip

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết điện tính toán là

bÿTại tiết diện ở gối

Tương ứng với trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bạ; x hạp=200x500 mm

1160

| | SỈ

_ Hinh 10.Tiét dién tinh cét thép dam phụ

a)Tiét dién 6 nhip b)Tiết diện ở gối

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5 -

Bảng 5.Tinh cot thép doc cho dâm phụ

Gối 3(200x500) 57.44 | 0.163 | 0.179 | 495 0.5 3d14 462 Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Hmin=0.05%S w=

4.2.Cét ngang

As

bx ho

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q=93.3 kN

Kiêm tra điêu kiện tính toán:

Ø,;(I+Ø, +ø„)R„„bh,=0.75x10° x0.2x0.455 = 41.0 kN

=Q>ø,;(I+ø, +ø„)R„bh,

= Bê tông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt

Chọn cốt đai đó (a¿= 28 mm” ), số nhánh cốt đai n=2

Xác định bước cốt đai :

a

max

=179mm _ Ø,;( + Ø, )R,„bh}

= 1.086 <1.3

= Tai tiét dién đang xét, cốt thép bố trí có điện tích A;,

" Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép đọc C=25 mm; khoảng

cách thông thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao đầm t=30

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bang 6 -

Bảng 6 Tính khả năng chịu lực của dâm phụ

Uén 1414, con 2414 226 |32 468 | 0.014 | 0.014 | 28.6 Gỗi 2 1d14+4d12 606 | 48 452 | 0.221 | 0.199 | 70.0 | 3.4 bén trai U6én 2d12, con 1d14+2d12 | 380 |32 468 | 0.134 | 0.125 | 44.0

(200x500) | Cat 1d14, cn 2d12 226 |3I 469 | 0.079 | 0.076 | 26.7

Géi2 Cat 2d12, cdn 1d14+2d12 380 |32 468 | 0.134 | 0.125 | 44.0

bén phai Cắt 1d14, còn 2d12 226 |31 469 | 0.079 | 0.076 | 26.7

Nhịp 2 3d14 462 | 32 468 | 0.028 | 0.028 | 57.2 | -0.4 (1160x500) | Uén 1d14, con 2414 308 |32 468 | 0.019 | 0.019 | 38.8

Gối 3 '3d14 | 462 |32 468 | 0.163 | 0.15 | 52.8 | -8 bén trai Uốn 1d14, còn 2d14 308 |32 468 | 0.108 | 0.102 | 35.9

(200 x 500)

Gối 3 ¡ Uốn 1d14, con 2d14 [308 | 32 468 | 0.108 | 0.102 | 35.9

bén phai

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

@ Vi tri tiét dién cat ly thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng

5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn keó dài W được xác định theo công thức :

Trong đoạn dầm có cốt đai đó a 300 thì :

Bang 8 Xác định đoạn kéo dài W của dầm phụ

Chỉ tiết uốn cốt thép được thể hiện trên hình I1

e_ Bên trái gối 2, uốn thanh thép số 4(1đ14) để chịu mômen

Uốn từ nhịp biên lên gối 2:xét phía mômen dương

Tiết điện trước có [M]¿¿=57.2kNm (1đ14+2d12)

Tiết điện sau có [M]¿¿=28.6 kNm (2d12)

Điểm bắt đầu uốn cách tiết điện trước một đoạn 1450 mm

1450mm > + = = = 234mm

Trên nhánh mômen dương, theo tam giác đồng

dạng, tiệt diện sau cách tiệt diện trước một đoạn:

Như vậy,điểm kết thúc uốn đã nằm ngoài tiết diện sau,điểm kết thúc uốn

cách tiết điện sau một đoạn:

1810-669=1141 mm

Uốn từ gối 2 xuống nhịp biên: xét phía mômen âm

Tiết diện trước có [Mua] = 67.68 kNm (mép gối tựa)

Tiết điện sau có [Meas] = 44.0 kNm (1d14 +2d12)

Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước một đoạn 475 mm:

475mm > fo = 452 = 276mm

2 2

Trên nhánh mômen âm, theo tam giác đồng a

dạng, tiết diện sau cách tiết diện trước một đoạn:

trong hình vẽ hoặc tính theo công thức nội suy gần đúng theo đường

thắng), cách mép gối một đoạn 1920-150=1770mm Đây là tiết điện

sau khi uốn của thanh Ta chọn điểm kết thúc uốn cách mép gối một

đoạn 1770-360=1410 mm Điểm này thõa mãn 2 điều kiện :

> Điểm kết thúc uốn nằm ra ngoài tiết diện sau

> Khoảng cách so với tiết điện sau là: 1770-1410=360

360 > fo = +68 = 234mm

2 2

e_ Bên trái gối 3, uốn thanh thép số 9(1đ14) để chịu mômen

Uốn từ gối 3 xuống nhịp 2 Xét phía mômen âm

Tiết điện truée cd [Mia] = 52.8 kNm(3d14)

Tiết điện sau có [Mu] = 35.9 kNm(2d14)

Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước một đoạn 780 mm

780mm > fo = 468 = 234mm

2 2

Trên nhánh mômen âm, theo tam giác đồng

dạng, tiết điện sau cách tiết diện sau một đoạn:

Nhu vay, điểm kết thúc uốn đã nằm ngoài tiết điện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết điện sau một đoạn: 1 140-545=595 mm

5.5 Kiểm tra neo cốt thép

Nhịp biên bố trí 3d14 + 2đ12 có A; = 688 mm”, neo vào gối 2đ14 có:

A, = 308mm? > 7 688 = 229mm”

Nhịp giữa bố trí 3d14 có A; =462 mm”, neo vào gối 2đ14 có :

A, = 308mm? > 3x.462 =154mm”

Đoạn cốt thép neo vào gối biên tự do là lạ; > 5d, thường lấy

1ạ=10d=140 mm và vào các gối giữa là 280mm

Tại nhịp 2, nói thanh số 4(2d12) và thanh số 8(2đ14).Chọn chiều dài đoạn nói là 500mm>20d=280mm

IV Tính toán đầm chính

4.1 Sơ đồ tính

Dam chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như một dầm liên tục có 4

nhịp tựa lên tường biên và các cột

Nhịp tính toán lấy theo khoảng từ trục đến trục, cụ thể như sau:

4.3.1.2.Xác định biểu đồ bao mômen cho từng trường hợp tải

Tung độ của biểu đồ mômen tại tiết điện bất kỳ của từng trường hợp đặt

tải được xác định theo công thức:

Hình 14 Các trường hợp đặt tải của dầm 4 nhịp

Bảng 9.Xác định tung độ của biêu do momen

Trong các sơ đồ d, e, f và ø bảng tra không cho các trị số ø tại một số

tiệt diện, phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết câu

4.3.1.3 Xác định biểu đổ bao mômen

Bảng 10 Xác định tung độ biểu đồ mômen thành phần

và biểu đồ bao mômen(KNm)

Tiết diện 1 2 Gối B 3 4 Gối C Mômen

Mi=Mc+Mp, | 349.3 248.7 -301.96 | -14.4 19.4 -200.6 M;=Mo+Mp; |153.2 | 53.2 -302 181 214.9 |-200.6 M3=Mc+Mp;3 | 316 182.6 -401.2 1244 | 200.4 |-173 My=Mc+Mp,4_ | 163.2 | 72 -273.8 162.7 149.8 |-312.7 Ms=Mc+Mps_ | 174.4 | 123.1 -196.9 46.3 35.6 -228.8 Mo=Mc+Mp 338.3 | 230.4 -329.5 4.5 84.6 -89.0 Minax 349.3 | 248.7 -401.2 162.7 | 214.9 |-312.7 Manin 1532 | 72 -196.9 -14.4 19.4 -89.0

= ee (312.7 + 149.8) -149.8 = 276.2kNm

4.3.2.1 Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải

Tính và vẽ biểu đồ lực cắt :

Ta có quan hệ giữa mômen và lực cắt : “Đạo hàm của mômen chính là

lực cắt” Vậy ta có: M' =Q=igư

Xét hai tiết điện a và b cách nhau môyj đoạn x, chênh leach mômen của

hai tiết điện là AM = M„ - M„ Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là:

Bảng 12 Xác định tung độ biêu do luc cat thành phân

và biêu đô bao lực căt

Đoạn

Lưc cắt ° A-l 1-2 | 2-B | B-3 3-4 4-C Q¡= Qs+ Qri 183.9 | -53.9 | -289.8 | 151.3 17.7 -115.8 Qo= Qc + Qp2 80.7 | -52.6 | -186.9 | 254.2 17.7 -159.9 Q3= Qa + Qp; 166.3 | -70.2 | -307.3 | 276.6 40 -196.5 Qu= Qa + Qpa 85.9 -48.0 | -182.0 | 229.7 -6.8 -243.4 Q;=Qs+ Qp; 992 | -344 | -168.4 | 128.0 -5.7 -139.1 Q¿E Qa + Qre 178.3 -57 ¡ -294.7 | 175.8 42.1 -01.3 Quay 183.9 | -34.4 | -168.4 | 276.6 42.1 -01.3 Quin 80.7 | -70.2 | -294.7 | 128.0 -6.8 -243.4

120.7 172.1

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15: R¿=8.5 MPa; R„=0.75MPa

Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: R=280MPa

Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI: R„v=175MPa

4.4.1 Cốt dọc

a)Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết điện tính

toán là tiết diện chữ T

b) Tại tiết điện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính côt thép theo

=cần phải tính cốt ngang(cốt đai và cốt xiên) chịu lực cắt

Chọn cốt dai d8 (asw=50 mm? » số nhánh cốt đai n=2

Xác định bước côt đai theo điêu kiện câu tạo:

Kết luận: dầm không bi phá hoại do ứng suất nén chính

Khả năng chịu cắt của cốt đai:

= [42x (1+0 +0) 0.75.10° x 0.3 x 0.62? x87.5

= 246.1kN

=> O,¢ <Q»: Khong can tính cốt xiên chịu cắt cho gối A và C, neus cĩ cốt

xiên chỉ là do uốn cốt đọc lên để chịu mơmen

=> Ø; >O.„: cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B

Xác định bước cốt đai lớn nhất cho phép:

, R, ing SIN 225xsin 45°

e_ Bên phải gối B:

A > Gi= Qo _ 276.6.10 ~246.1.10 _ 12 2

Ring SiN 225xsin 45°

Tận dụng cĩt dọc chịu mơmen dương ở nhịp uốn lên gối đề chịu momen âm làm cốt xiên chịu lực cắt Bên trái gối B mỗi lớp cốt xiên là

2422 cĩ A,=760 mmẺ > 305 mm”, been phạr gơi B mỗi lớp cốt xiên là

e Tai tiét dién đang xét, cốt thép bố trí cĩ điện tích A,

e Chọn chiều dày lớp bê tơng bảo vệ cốt thép đọc ânhip=25 mm và

agéi =40 mm; khoang cách thơng thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t =30 mm

e Xcas dinh a, >h,,, =h,.-a th

e Tinh kha năng chịu lực theo các cơng thức sau:

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 14

Bảng 14 Tính khả năng chịu lực của dâm chính

Uén 1d25, con 2d25 | 982 | 38 | 662 | 0.039 | 0.038 | 178.5 Gối B bên trái 6d22 2281 | 53 | 647 | 0.387 | 0.312 | 333.0 | 68 (300x 700) Uốn 2d22, con 4d22 | 1521 | 51 | 647 | 0.258 | 0.225 | 240.2

Uốn 2d22, còn 2d22 | 760 | 51 | 647 | 0129 | 0121 | 1292 Gối Bbên phải | Uốn 1d22, còn 5d22 | 1901 | 51 | 649 | 0.322 | 0.270 | 290.0

(300 700) C&t 1d22, con 4d22 | 1521 | 5I | 649 | 0.257 | 0.224 | 240.6

Uốn 2d22 còn 2đ22 | 760 j¡ 51 | 649 | 0.129 | 0.120 | 128.9 Nhịp 2 4d22 1521 | 36 | 664 | 0.060 | 0.058 | 273.9

(1260x700) Uốn 1d22, còn 3đ22 | 1140 | 36 | 664 | 0.045 | 0.044 | 207.8

Uốn 1d22.còn2d22 | 760 | 36 | 664 | 0.039 | 0.038 | 179.4 Gỗi C 4d25 1963 | 53 | 647 | 0.333 | 0.278 | 296.8 | 7.5 (300 x 700) Uốn 1425, còn 3d25 | 1473 | 53 | 647 | 0.250 | 0.219 | 233.8

Uốn 1d25,còn2đ25 | 982 | 53 | 647 | 0167 | 0153 | 1633

4.5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

VỊ trí tiết diện cắt lý thuyết x được xác định theo tam giác đồng dạng

Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Q lấy bằng ‹ độ dốc của biểu đồ mômen

Bảng 15 Xác định vị trí và lực cắt tại tiết điện cắt lý thuyết

4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn keó dài W được xác định theo công thức :