Đồ án BTCT 1 sàn loại dầm

Đồ án Bê tông cốt thép 1 sàn sườn toàn khối, kiến thức cơ bản về bê tông cốt thép, sự làm việc của Bê tông cốt thép, phương pháp tính toán thiết kế sàn theo bản loại dầm và bản kê 4 cạnh, phương pháp xác định tải trọng, chất tải, tổ hợp nội lực

Trang 2

Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS Vương Ngọc Lưu

Thuyết minh tính toán

2,5 > 2 Xem bản là bản loại dầm Khi tính toán bản cắt một dải bản rộng 1m theo phương vuông góc với dầm phụ và ta tính toán như một dầm liên tục khi nhịp tính toán không

chênh quá 10%

1 Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán bản sàn:

a Xác định sơ bộ kích thước cho các cấu kiện:

Giả thiết kích thước dầm phụ:

hdp = l2

20

1 12

Giả thiết kích thước dầm chính:

hdp = 



 8

1

ữ 



 12

1

ldchính hdp = 



 8

1

ữ 



 12

1

3l1 = (0,79 ữ 0,42)cm Chọn hdc = 70cm

bdc = (0,3ữ0,5)hdc = (21ữ35)cm ⇒ Chọn bdc = 35cm Dầm chính giả thiết (35 x 70)cm

Chênh lệch giữa các nhịp:

1,9

1,875 1,9 ư

= 1,32% < 10% ặ coi bản rộng 1m như một dầm liên tục

c Xác định tải trọng tính toán

Hoạt tải tính toán:

Trang 3

Pb = pc x np = 1000 x 1,2 = 1200 (kG/m2) Tĩnh tải: Căn cứ theo cấu tạo mặt sàn:

Cấu tạo sàn: 1 - Gạch lát dày 20mm

2 - Vữa lót dày 20mm

3 - Bản BTCT

4 - Vữa trát dày 10mm Trọng l−ợng mỗi lớp: gi = γi δi ni

Trong đó: γ1 = 2000 (kG/m3); n1 = 1,1; γ2 = 1800 (kG/m3); n2 = 1,2

γ3 = 2500 (kG/m3); n3 = 1,1; γ4 = 1800 (kG/m3); n4= 1,2 Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn:

g1= γ1 δ1 n1 = 2000 x 0,2 x 1,1 = 44(KG/m2)

g2 = γ2 δ2 n2 = 1800 x 0,015 x 1,2 = 32,4(KG/m2)

g3 = γ3 δ3 n3 = 2500 x 0,08 x 1,1 = 220(KG/m2)

g4= γ4 δ4 n4 = 1800 x 0,015 x 1,2 = 32,4(KG/m2) Tổng tĩnh tải tính toán:

gb= g1+ g2+ g3+ g4 = 44+32,4 +22 +32,4 =328,8 (kG/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn:

qb = pb + gb = 1200 + 328,8 = 1528,8(kG/m2) Vì bản đ−ợc tính nh− một dầm liên tục nhiều nhịp có bề rộng 1m nên tải trọng phân bố đều trên 1m bản sàn là:

qb

tt

= qb 1m = 1528,8 x 1 = 1528,8(kG/m)

Trang 4

q 2

b =

16

1,9x

M

; Fa =

o

a γ h R

Fa =

x6,5 2300x0,929

+ ë nhÞp biªn:

Trang 5

A = 2

o

n b h R

Fa =

x6,5 2300x0,931

* ë nhÞp gi÷a vµ gèi gi÷a:

o

n b h R

Fa =

x6,5 2300x0,952

* T¹i gèi gi÷a vµ nhÞp gi÷a ®−îc phÐp gi¶m 20% cèt thÐp cã:

* Cèt thÐp chÞu m«men ©m:

Pb = 1200 > 3gb= 3x328,8 = 986,4 Æ Chän v = 0,3

Trang 6

Đoạn dài tính toán cốt thép: 0,3 x l = 0,3 x 1875 = 562,5mm = 0,5625m

Đoạn dài từ cốt thép đến trục dầm: 0,5625 + 0,2/2 = 0,6625m

Với hb = 8cm có thể tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phối hợp Đoạn thẳng từ

điểm uốn cốt thép đến mép dầm là: 1/6l = 1/6 x 1,875 = 0,3125m

Tính đến trục dầm là: 0,3125 + 0,1 = 0,425m

4 Đặt cốt thép cấu tạo:

Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính Chọn cốt thép

Φ6a200 có diện tích trong mỗi mét bản là: 1,41cm2 lớn hơn 50% tại gối giữa của bản (0,5x2,57 = 1,285cm2)

Dùng các thanh cốt mũ đoạn dài đến mép dầm: (1/4)l = 0,475m Tính đến trục dầm

100x

= 0,94cm2, lớn hơn 20% cốt thép chịu lực ở giữa nhịp: (0,2x2,424 = 0,485cm2)

Kết quả tính toán cho bản sàn thể hiện trong bảng sau:

Gối giữa 344,98 0,091 0,952 2,424

Φ6a110

Fa = 2,57cm2 0,37%

Trang 9

I Tính dầm phụ

1 Sơ đồ tính:

- Dầm phụ là dầm liên tục bốn nhịp

- Đoạn dầm phụ gối lên tường là: Sd = 22cm; t = 33cm

-2

33 , 0

+

2

22 , 0

48 , 866

2520 g

P

dp

dp = = 2,91 < 3 ặ K = 0,2823

3 Nội lực:

Tung độ hình bao mômen: M = β qd l2 (β tra bảng)

- Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối một đoạn:

x = k lb= 0,2823 x 4970 = 1403mm

Trang 10

§å ¸n Bª t«ng cèt thÐp sè 1 GVHD: TS Vư¬ng Ngäc Lưu

- M«men dư¬ng triÖt tiªu c¸ch mÐp gèi mét ®o¹n:

3

4

0 0,065 0,090 0,091 0,075 0,02

5437,20 7508,41 7612,10 6273,70 1673,00

NhÞp 2

6

7 0,5l

0,0180 0,0580 0,0625

- 0,03430

- 0,01470

1505,7 4851,6 5228,1

-2738 -1173

Trang 11

4 TÝnh to¸n cèt thÐp däc: Cã Rn = 90 kG/cm2; Ra = Ra’ = 2800 KG/cm2

a Víi m«men ©m: TÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt b = 20cm; h = 40cm

Gi¶ thiÕt: a = 3cm

ChiÒu cao lµm viÖc: ho = h - a = 40 - 3 = 37cm

- T¹i gèi B: Víi M = 5981 (kG.m)

o

n bh R

Fa =

0

a γ h R

M

=

6x37 2800x0,858

Trang 12

n b h R

M

36 x 160 x 90

761210

= 0,041 < Ad = 0,255 Tra b¶ng Æ γ = 0,979

Fa =

0

n γ h R

M

=

36 979 , 0 2800

7,714

= 0,13% >µmin = 0,05 T¹i nhÞp gi÷a: Cã M = 522810 (kG.cm) víi ho = 36cm

o c

n b h R

M

=

236x160x90

522810

= 0,0 < Ad = 0,255 Tra b¶ng Æ γ = 0,979

Fa =

0

n γ h R

M

=

36x986,0x2800

522810 = 5,26cm2

KiÓm tra: µ% =

36x160

2Φ16+Φ18 (Fa=7,101)

Bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc cho c¸c tiÕt diÖn chÝnh cña dÇm:

Trang 13

6 Tính toán cốt thép ngang: (cốt đai và cốt xiên)

* Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q ≤ ko Rn b h0 cho tiết diện chịu lực cắt lớn nhất

Q2T = 10098,5 kG Tại đó cốt thép đã bố trí có ho = 36cm

ko Rn b h0 = 0,35x90x20x36 = 22680kG ặ thoả mãn điều kiện hạn chế

* Kiểm tra điều kiện tính toán: Q ≤ 0,6Rk b h0

Gối có lực cắt bé nhất tại: Qmin = Q1 = 6733kG có ho = 36cm

0,6Rk b h0 = 0,6x7,5x20x36 = 3240kG < Q1 = 6733kG nên cần phải tính cốt đai

* Tính cho phần bên trái gối 2 với Q = 10098,5kG và ho = 36cm

qd =

2 0 k

2

h.b.8R

2 2

36x20x,78

5,

q

f.n

6 , 65

283 , 0 2

1800 = 15,53cm

Umax =

Q

h b R 5 ,

0

5,10098

36x20x,7x,

= 28,9cm Chọn U = 15cm thoả mãn điều kiện:

U ≤ hdp/2 = 40/2 = 20cm

U ≤ Umax = 28,9cm

ặ Không cần tính cốt xiên

7 Kiểm tra chịu lực tại một số tiết diện: Trong dầm phụ không yêu cầu vẽ biểu đồ bao

vật liệu để cắt uốn thép cho thật tiết kiệm Việc cắt uốn thép tuân theo qui phạm ặ đảm bảo chịu lực cho tiết diện có sự thay đổi về bố trí thép

Trang 14

III Tính toán dầm CHíNH:

1 Sơ đồ tính toán:

Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp Kích thước dầm đã được giả thiết: b = 35cm;

h = 70cm Giả thiết kích thước cột (30x40)cm Đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày tường là 33cm Nhịp tính toán ở nhịp giữa và nhịp biên đều bằng l = 6,3mm Sơ

3 Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ tính toán

để vẽ biểu đồ mômen theo cách tổ hợp nội lực

a Biểu đồ M G : Dùng số liệu bảng IV của phụ lục để tra hệ số α xác định nội lực

trong dầm liên tục 4 nhịp đều nhau chịu tải trọng tập trung P tính theo sơ đồ đàn hồi Tính MG = α G l = α5,75x6,3 = 36,225α

b Các biểu đồ M Pi : Xét sáu trường hợp bất lợi của hoạt tải 1,2,3,4,5,6 như trên

hìmh vẽ sau: a,b,c,d,e,f,g,h

Trang 16

Trong bảng tra còn thiếu α để tính các tiết diện 1; 2; 3; 4 của sơ đồ MP3, MP5, MP6

và các tiết diện 3; 4 của MP4 do vây ta cần phải tính toán thêm:

Với MP3: M1 = 18,146(Tm) M2 = 18,146(Tm)

M3 = 7,4(Tm) M4 = 15,404(Tm) Với MP4: M3 = 13,666(Tm) M4 = 8,08(Tm)

Đưa số liệu vừa tính được vào bảng

c Biểu đồ bao mômen: Tung độ của biểu đồ bao mômen

Mmax= MG+ max(Mp)

Mmin = MG + min(Mp)

Trang 17

288 , 8 - 54 , 38

= 14,4 (T) ∆M = i.bc/2 = 14,4x0,3/2 = 2,16 (Tm)

719 , 5 - 983 , 31

= 12,5 (T) ∆M = i.bc/2 = 12,5x0,3/2 = 1,875 (Tm)

Bªn tr¸i gèi A

Bªn ph¶i gèi B

Gi÷a nhÞp gi÷a

Bªn ph¶i gèi B

Trang 18

Trong đoạn giữa nhịp, Q tính theo phưương pháp mặt cắt Xét cân bằng của đoạn dầm

a Tính với mômen dương: Tiết diệt chữ T có cánh nằm trong vùng nén Bề rông

cánh dùng trong tính toán : bc = b + 2C1; C1 lấy theo trị số bé nhất trong ba trị số :

- Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5(520 - 35) = 242,5cm

- Một phần sáu nhịp dầm:1/6x630 = 105cm

- 9hc = 9x8 = 72cm

ặ C1 = 70cm nên ⇒ bc = 35 + 2x70 = 175cm; Giả thiết a = 5cm; ho = 70-5 = 65cm

+ Xác định vị trí trục trung hoà (TTH) tính Mc = Rn .bc .hc(ho - 0,5hc)

Mc = Rn .bc .hc(ho - 0,5hc) = 90x175x8(65 - 4)

= 7686000(kG.cm) = 76,86(Tm ) Mômen dương lớn nhất Mmax = 33,722 < Mc

= 76,86(Tm) ặ Vậy trục trung hoà đi qua cánh do đó ta tính như với tiết diện chữ nhật: (bc h) = (175 x 70)cm

Trang 19

+ Tính toán: Ta có hc = 8cm < 0,2ho = 0,2 x 65 = 13cm ⇒ Có thể dùng công thức gần đúng sau để tính Fa:

Fa =

) 0,5h - (h R

M

c 0 a

=

4) - 2800(65

b Tính với mômen âm: Cánh nằm trong vùng chịu kéo, tính theo tiết diện chữ nhật

với b = 35cm (ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép dầm phụ nên a khá lớn: Giả thiết a = 8cm; ho = 70 - 8 = 62cm

+ Tại mép gối B: Mmg = 36,38000(Tm)

A = 2

o n

mg

h b R

M

62x35x90

3638000

= 0,3 Tra bảng ặ γ = 0,815

3638000

= 25,71cm2

Kiểm tra tỷ số cốt thép: à% =

62x35

71,25

mgh.b.R

M

62x35x90

3010800

= 0,248 Tra bảng ặ γ = 0,855

3010800

= 20,285cm2

Kiểm tra tỷ số cốt thép: à% =

62x35

285,20

= 0,93%

ặ Tỉ số cốt thép nằm trong phạm vi hợp lí

Trang 21

0,35Rn b ho = 0,35x90x35x62 = 68355kG = 68,355T

Giá trị lực cắt lớn nhất: Qmax = 24,76(T) < 68,355(T) ặ Thoả mãn điều kiện hạn chế

* Kiểm tra điều kiện tính cốt đai: Q < 0,6Rk b h0 = 0,6x7,5x35x62 = 9765kG = 9,765(T)

So sánh với biểu đồ bao lực cắt ta thấy cần phải tính cốt đai để chịu lực cắt

Umax =

max

2 o k

Q

h.b.R5,

24760

62x,7x,

Rad d

=

20

503,02x1800

= 90,54(kG/cm) Khả năng chịu lực cắt của bê tông và cốt đai trên tiết diện ngang nguy hiểm nhất là:

Qđb =

d 2 o

k.b.h qR

8 = 62 x7, x30x90,54 = 27034,7kG = 27,03(T)

ặ Qmax = 24,76(T) < Qđb = 27,03(T)

So sánh với biểu đồ bao lực cắt ta thấy bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu lực cắt không cần tính cốt xiên (Tại những vùng này nếu có cốt xiên chỉ là do lợi dụng uốn cốt dọc nhưng để đơn giản trong đồ án này ta không cần uốn cốt dọc nên không cần phải tính.)

7 Tính toán cốt treo: ở chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho

dầm chính

+ Lực tập trung do dầm phụ truyền cho dầm chính là:

P1 = Pdp + G = 13,14 + 4,5 = 17,64 (T) Cốt treo được đặt dưới dạng các cốt đai Diện tích cần thiết:

Dùng Φ8 hai nhánh thì số lượng đai cần thiết là: 7,7/(2x0,503) = 7,654đai

Đặt mỗi bên mép dầm phụ 4 đai Trong đoạn h1 = hdc - hdP = 70 - 40 = 30 Khoảng cách giữa các đai là 10cm Str = bdp+ 2h1 = 20 + 2x35 = 90cm Đảm bảo Str

Trang 22

a a

h b R

F R

=

82 90x175x65,

a a

h b R

F R

a a

h b R

F R

=

75 90x175x65,

a a

h b R

F R

Trang 23

ặ Mtd = γ Ra Fa ho = 0,845x2700x22,33x64,8 = 33,3(T)

Khả năng chịu lực của các tiết diện

2Φ20+3Φ25 : 21,01 65,82 0,055 0,972 36,29 3Φ25 : 14,73 65,75 0,040 0,980 25,63 Nhịp biên

bc = 175

2Φ25 : 9,820 65,75 0,026 0,987 17,21 2Φ22+4Φ25 : 27,23 63 0,370 0,815 37,75 4Φ25 : 19,63 64,75 0,260 0,878 30,10 Gối B

b = 35cm

2Φ25 : 9,820 64,75 0,130 0,935 16,05 3Φ25 : 14,73 65,75 0,040 0,980 25,63 Nhịp giữa

bc = 175 2Φ25 : 9,820 65,75 0,026 0,987 17,21

2Φ22+3Φ25 : 22,33 64,82 0,295 0,852 33,30 2Φ22+2Φ25 : 17,42 64,82 0,230 0,885 26,28 Gối C

b = 35cm

2Φ25 : 9,820 64,75 0,130 0,935 16,05

b Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh:

* Theo hình bao mômen tại tiết diện 1:

- Xét bên trái tiết diện 1: Có độ dốc của hình bao mômen là:

i =

1 , 2

0 722 ,

63 , 25 722 ,

33 −

= 0,504m = 50,4cm

Tính đoạn neo cốt thép (đoạn kéo dài):

Theo lí thuyết phải neo một đoạn: W1 = 20d = 20x2,0 = 40cm

+ 5d Với: Qx = 0;

Trang 24

Q lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen; Q = 16,06(T)

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x16060 0,8

2 , 17 722 ,

33 ư

= 1,03m = 103cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x16060 0,8

2 , 7 07 ,

63 , 25 07 ,

26 ư

= 0,028m = 2,8cm

Trang 25

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x15840 0,8

2 , 17 07 ,

26 −

= 0,56m = 5,6cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x15840 0,8

16 , 3 54 ,

38 −

= 16,85 (T)

Trang 26

Sau khi cắt 2 thanh số 6 (2Φ22) tiết diện còn 4 thanh số 5 (4Φ25) khả năng chịu lực của tiết diện còn lại là: Mtd = 25,63(Tm)

Tiết diện có M = -25,63(Tm) cách gối B về phía bên trái một doạn là:

X5 =

85 , 16

1 , 30 54 ,

38 ư

= 0,5m = 50cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x16850 0,8

05 , 16 54 ,

38 ư

= 1,33m = 133cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x16850 0,8

+ 5x2,5 = 91,3cm

W2 = 91,3cm > W1 = 50cm do đó lấy W = 91,3cm

Trang 27

ặ Chiều dài đoạn thép từ gối B đến điểm cắt thực tế là: Z6 = 133 + 91,3 = 224,3cm Lấy bằng 225cm

Sau khi cắt thêm 2 thanh số 4 (2Φ25) tại vùng mômen âm của gối B nối vào 2 thanh thép cấu tạo số 12 (2Φ12) (để tiết kiệm cốt thép và không gây hiện t−ợng phá hoại giòn) thì khả năng chịu lực của tiết diện còn lại với (2Φ12) có Fa = 2,26cm2 là:

Gối B: Mômen âm, tiết diện chữ nhật b = 35cm; h = 70cm

α =

0 c n

a a

h b R

F R

X6' =

85 , 16

26 , 2 54 ,

38 −

= 2,15m = 215cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x16850 0,8

+ 5x2,5 = 91,3cm

W2 = 91,3cm > W1 = 50cm do đó lấy W = 91,3cm

ặ Chiều dài đoạn thép từ gối B đến điểm cắt thực tế là: Z6' = 215 + 91,3 = 306,3cm Lấy bằng 307cm

- Xét bên phải gối B: Có độ dốc của hình bao mômen là: i = 14,4

Sau khi cắt 2 thanh số 6 (2Φ20) tiết diện còn 4 thanh số 5 (4Φ25) khả năng chịu lực của tiết diện còn lại là: Mtd = 30,1(Tm)

Tiết diện có M = -30,1(Tm) cách gối B về phía bên phải một doạn là:

X7 =

4 , 14

1 , 30 54 ,

38 −

= 0,586m = 58,6cm

Trang 28

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x14400 0,8

05 , 16 54 ,

38 ư

= 0,56m = 156cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x14400 0,8

2 , 7 942 ,

20 +

= 13,4 (T)

Trang 29

Sau khi cắt 1 thanh số 8 (Φ25) tiết diện còn 2 thanh số 7 (2Φ25) khả năng chịu lực của tiết diện còn lại là: Mtd = 17,21(Tm)

Tiết diện có M = -17,21(Tm) cách tiết diện 1 một doạn là:

X9 =

4 , 13

21 , 17 942722 ,

20 −

= 0,28m = 28cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

W2 =

85,5 x 2

0 - x13400 0,8

457 , 1 511 ,

21 , 17 511 ,

23 −

= 0,6m = 60cm

+ 5d Với: Qx = 0;

qđ = 85,5(kG/cm)

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	797,01 KB