Đồ án bê tông cốt thép 1

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn Bản không bố trí cốt đai vì lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu:... Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo Theo giả thiết kích thước dầm c

C B

II SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

L1

(m)

L2 (m)

Ptc kN/m2

Bề rộng tường (m)

Bê tông B20 (Mpa)

Cốt thép Sàn C Cốt đai C

(Mpa)

Cốt dọc C (Mpa) 2,5 5,7 7 0.32 Rb=11,5

Rbt=0,9 γb=1

Bê tông B20: Rb=11,5 Mpa , Rbt=0,9Mpa , Eb=27×10-3 Mpa

Cốt thép CI: Rs=225 Mpa , Rsw=175 Mpa, Rsc=225 Mpa, Es=21×10-4Mpa

CII: Rs=280 Mpa, Rsw225 Mpa, Rsc=280 Mpa,

Es=21×10-4Mpa, γb=1, ξR=0,650, αR=0,439;, ξpl=0,37, αpl=0,225

3

4 2 1

THUY ẾT MINH TÍNH TOÁN

L

Với L1  2, 5 m là cạnh ngắn và L2  5,7 m là cạnh dài

xem bản là loại bản dầm,làm việc theo 1 phương.được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo

Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải có chiều rộng b=1m,xem bản như 1 dầm liên tục nhiều nhịp,gối tựa là tường biên và các dầm phụ

C B

2.Tính toán sơ bộ kích thước cấu kiện

1, 2 2500

10030

Nhịp giữa: Lg   L1 bdp  2500 200   2300 (mm)

Chênh lệch nhau giữa các nhip Lbvà Lg :

45 70,2

275 46,8

Bảng 1 Tính toán và ghi kết quả tĩnh tải

b Hoạt tải: Hoạt tải tính toán 2

1, 2 7 8, 4 /

tc b

Trong đó: n là hệ số tin cậy của hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995

ptc là tải trọng tình toán lấy theo đề bài

c.Tổng tải: Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản sàn có chiều rộng b=1m:

Hình 5 Sơ đồ tính toán và nội lực của dải bản

100 100

100

4,222 KN.m 5,747KN.m

100

5,747KN.m

2300 2300

2225

11,365KN 14,207KN

M Q

6 Tính c ốt thép chịu mô men uốn

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb=11,5 Mpa

0,072.11,5.1000.85

312,8( )225

Với : bl bề rộng đặt thép bằng 1000mm

Asl diện tích tiết diện ngang của thép

Hàm lượng thép tối thiểu và tối đa:



Kết quả tính cốt thép được tính trong bảng

Tiết diện

M kNm

m

  As,tính

2

mm m

v g

b Thép dọc chịu mô men dương

Được đặt xem kẽ nhau,khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến đầu mút tường là:1 1

.2200 275

c Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn

Bản không bố trí cốt đai vì lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu:

Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực:

Hàm lượng  20% tại gối biên và nhịp biên 2

20% 491 98, 2( mm )

 Chọn thép  6 ,a = 200 ( mm) As  142( 2

mm )

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

Đoạn bản kê lên tường là : Sb   hb 100 (mm) và Sb  120 (mm)

→Chọn đoạn Sb=120 (mm)

II D ầm phụ

1.sơ đồ tính

Dầm phụ là dầm 3 nhịp đối xứng, các nhịp giữa kê lên dầm chính, các nhịp biên kê lên tường biên, đoạn gối kê lên tường lấy: Sd  220 mm

Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo

Theo giả thiết kích thước dầm chính là (300 800)mm

Ta xác định được các nhịp tính toán của dầm phụ:

Nhịp biên: lấy Lb bằng khoảng cách từ mép dầm chính đến tâm gối tựa trên tường

3 Tính nội lực

a Momen uốn

Tỉ số: 21

1, 63 12,85

dp

dp

p

Tra bảng và nội suy ta được k = 0,278

Tung độ của biểu đò bao mô men tính theo công thức: 2

dp

M   q  L

(đối với nhịp biên thì L L  b 5500 mm ;LL g 5400mm)

Mô men âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tự 2 một đoạn là:

1 b 0, 278 5,5 1,529( )

X    k L   m

Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn là:

Đối với nhịp biên: X2  0,15   Lb 0,15 5,5 0,825( )   m

Đối với nhịp giữa: X3 0,15L g 0,15 5, 4 0,81( )  m

Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn là:

Bên trái gối thứ 2: Q2t 0,6.q L dp b0,6.33,85.5,5 111,71( kN)

Bên phải gối thứ 2,bên phải và bên trái gối thứ 3:

2P 3P 3T 0,5 dp.Lg 0,5.33,85.5, 4 91, 4( )

Hình 7 Sơ đồ tính toán và nội lực

4 Tính cốt thép

Bê tông có cấp đồ bền chịu nén B20 có: Rb  11,5 Mpa R , bt  0,9 Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs  280 Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw  175 Mpa

150 150

Tại gối B với M = 73,21kNm

Tại gối C với M = 73,21kNm

Với mô men dương

Tính theo tiết diện chữ T,có cánh nằm trong vùng chịu nén ,bề dày cánh

Mà Mmax 93,18M f 587,65 (kNm)nên trục trung hòa đi qua cánh

Tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật (b f h dp) = (1400 450) (mm)

0, 034 0, 255 1.11,5.1400.415

b b s

600

 Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt ngang chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải ngiêng giữa các vết nứt xiên

max b t 0,3 1 b1 .b 0 0,3.1.11,5.200.415 286350 286,35

Với bê tông nặng dùng côt liệu bé,cấp độ bền không lớn hơn B25 đặt cốt đai thỏa mãn điều kiên hạn chế theo yêu cầu cấu taaoj thì  1 b1  1 Xác định bước đai:

S = min( Smax; S Sct; )tt Các tham số vật liệu bê tông nặng

R b h s

Bước đai theo cấu tạo Sct( để bê tông và cốt đai kết hợp chịu cắt tốt)

-Đối với đoạn đầu dầm:

0, 415

b b

M Q

b s

Q q

h

w w w

175.100, 6

289,5560,8

s s tt

s

R A s

E E

0, 00335 200.150

s A

Vậỵ đảm bảo điều kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai:

Tính:

w w w

175.100,6

117,37150

s

R A q

C  đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc   t 450 (mm), bc  400 (mm)

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

G0 n bt.bt.b dc.h dch b.L1h dp h b.b dp

Trong đó: -bdc: là chiều rộng dầm chính

-hdc: là chiều cao dầm chính

-hdp: là chiều cao dầm phụ

-hb: là chiều dày bản sàn

-L1: là kích thước theo phương cạnh ngắn của ô bản

-Go: là lực tập trung do trọng lượng bản thân dầm chính

-n: là hệ số độ tin cậy của tải trọng, n = 1,1

-: là trọng lượng riêng của dầm BTCT, 3

P p dpL2 Trong đó: -pdp: là hoạt tải phân bố đều trên dầm phụ

-L2: là kích thước theo phương cạnh dài của ô bản

a Biểu đồ bao mô men

Các trường hợp đặt tải: sơ đồ tính dầm chính đối xứng,các trường hợp đặt tải trình bày như hình

Xác định biểu đồ mô men cho từng trường hợp đặt tải

Tung độ biểu đồ mô men tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:

P P

P P

P P

P P

P P

P P

Trong các sơ đồ: D, E, F, G bảng tra không cho các trị số  tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp của cơ học kết cấu

M4 M3

195,706

49,268

Hình 8: Biểu đồ bao mômen M (kNm)

Xác định mô men mép gối

Xác định biểu đò lực cắt cho từng trường hợp tải

Ta có quan hệ giữa mô men và lực cắt đạo hàm của mô men chính là lực

cắt.vậy ta có '

M   Q tg  Xét hai tiết diện a và b cách nhau 1 đoạn x, chênh lệch mô men của 2 tiết diện

Bê tông có cấp đọ bền chịu nén B20 có: Rb  11,5 Mpa R , bt  0,9 Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs  280 Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw  175 Mpa

Ta có: Mmax= 524,368(kNm)<Mf = 1207,5(kNm) Vậy trục trung hòa đi qua cánh của tiết

diện chữ T, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật (b f h dc)(1500 800)( mm)

b.Tại tiết diện ở gối:

Mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

Tiết diện ở nhịp Tiết diện ở gối

Kết quả tính toán cốt thép dọc được tóm tắt trong bảng

*Đối với đoạn đầu dầm:

Chọn Sct = 200 (mm) bố trí trong đoạn L1= 2400(mm) gần gối tựa

Đối với đoạn còn lại:

3 min( ;500) min(600;500) 4

ct

h

Chọn Sct = 400(mm)

+Bước đai lớn nhất Smax:

Tính cho tiết diện gối B: Qmax = QB =350,9 (kN)

2 2 4

ax

1,5 0,9 300 730

615,1( )350,9 10

Chọn cốt đai  8a100 cho đoạn L = 2400(mm) gần gối tựa

+Kiểm tra cho đoạn dầm gần gối

Kiểm tra điều kiện hạn chế:

4 3

           

3 w1 1

0,3 b R bh b o 0,3 1,13 0,885 11,5 300 730 755,58 10 ( )       N Q B 350,9(kN)

=>Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Kiểm tra khả năng chịu cắt tối thiểu của bê tông và cốt đai

3 w

2 2

Vậy bố trí cốt đai 8a100 ở hai bên gối trong đoạn L1 = 2200(mm)

Bố trí 8a300 trong đoạn L1 = 2200(mm) giữa dầm

7.Tính cốt treo

Tại những chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính (tránh

sự tập trung ứng suất làm phá hoại dầm chính)

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

F = P+G – Go = 190,08+77,59-9,32 = 258,35(kN)

Chọn cốt đai  8, n = 2, asw = 50,3(mm2) thì diện tích cốt thép cần thiết:

3

2 w

h h F

Đặt mỗi bên mép dầm phụ 5 đai trong đoạn:

hs = hdc – hdp = 800 – 450 = 350(mm) khoảng cách giữa 2 lớp cốt treo 70mm

8.Tính toán c ốt thép và vẽ hình bao vật liệu

a.Khả năng chịu lực của tiết diện

0,0600 0,0386 0,0259

568,8 385,8 258,8

Gối biên 5 30  3534 74 726 0,3951 0,3170 576,4

8a70

0,2031 0,1413

394,1 274,2

0,0386 0,0386

385,8 258,8

0,2842 0,1796 0,1241

519,6 349,4 241,5

2400

258,8

524,3x

405,6 258,8

110,5 x

394,1

129.6 x

2400 599,1

274,2

129.6 x

2400

x 110,5

283,1 258,8 2400

x 258,8

365,8

23,8 2400

x 2400

499,5

c.Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Trong đó: -d: là đường kính thanh thép cắt

-Q: là lực cắt tại điểm cắt lý thuyết

-qsw: là khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

Kết quả tính toán đoạn kéo dài W được tóm tắt trong bảng:

20d (mm)

W chọn (mm)

499,5

9.Ki ểm tra về neo cốt thép

Cốt thép ở phía dưới sau khi cắt phải đảm bảo số còn lại phải neo chắc vào gối

Thỏa mãn : A s neo, 30%A s

Nhịp biên: 3 28   2 25  có As = 2829(mm2)

Cắt 2 25 1 28    còn 2 28  =>As,neo = 12231(mm2)> 30%As = 848,7(mm2)

Nhịp giữa: 5 30  có As = 3826(mm2)

Cắt3 30  còn 2 30  =>As,neo = 1414(mm2)>30%As = 1147,8(mm2)

*Tính chiều dài đoạn neo, nối cốt thép:

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu kéo: lneo,k = 30d

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu nén: lneo,n = 20d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng kéo: ln ối ,k = 35d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng nén: lnối,n =25d

Kết quả tính đoạn neo,nối được tóm tắt trong bảng:

Tiết diện Thanh thép Đoạn neo

(mm)

Đoạn nối (mm)

+Cốt dọc cấu tạo: được sử dụng làm cốt giá tựa cho cốt đai ở nhịp biên, trong đoạnkhông