ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM

, 25 , 5 bản làm việc một phương theo phương cạnh ngắn I.2Xác định sơ đồ chiều dày bản,kích thước dầm: aSơ bộ chiều dày bản: Tường gạch dày 340 Dầm phụ Dầm chính... bh A s b b pl Cách t

~~~~~~~~~~

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP

SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM

SV: ĐẶNG NGỌC HUY MSSV: DH81200711 LỚP:D12-XD02 GVHD: HUỲNH THANH VŨ

, 2

5 , 5

bản làm việc một phương theo phương cạnh ngắn

I.2Xác định sơ đồ chiều dày bản,kích thước dầm:

a)Sơ bộ chiều dày bản:

Tường gạch dày 340

Dầm phụ

Dầm chính

Theo công thức thực nghiệm:chon m=30, D=1

1

) ( 344 458 5500 16

1 12

1

) ( 550 825 6600 12

1 8

-Phương cạnh dài l2,chỉ đặt cốt thép phân bố

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

Đối với nhịp biên:

2 2 2

dp ob

C t b L

2

120 2

340 2

200

Đối với nhịp giữa

) ( 2000 200

% 5 0

% 100 1990

I.4Tính tốn nội lực bản sàn:

I.4.1Tải trọng thường xuyên(Tĩnh tải):

Vữa látSàn BTCTVữa trát

Loại vật liệu

ChiềuDày(mm)

Trọnglượngriêng(kN/m3)

Tải trọngtiêu chuẩn (

Tải trọngtính tốn(

tt

g )(kN/m2)

p s  

Tởng tải :

) / ( 974 , 11 1 ) 9 874 , 2 ( 1 )

2 2

2 874 , 11 11

2 2

2 874 , 11 16

2 2

kNm x

xL q

Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn

I.6 Tính cốt thép:

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15: R b  8 5 (MPa)

Cốt thép bản sàn sử dụng loại AI=CI : R s 225 MPa( )

Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật bxh=1000xh b

Chọn a=15(mm) vì h b  80mm100 mm( ),tính cốt thép theo công thức sau:

) ( 65 15 80

h     

3 0 12

, 0 65 1000 5 8 1

10 32 , 4

2 6 0

b b m

x x x

x bh

R

bh R

A 

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

% 4 1 225

5 8 37 0

% 100

% 05

bh

A

s

b b pl

Cách tính tương tự ta có kết quả có trong bảng sau:

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bản sau:

) (mm2

166 207 8

% 50 200 6

2 ,

mm x

A a A

s ct

) ( 8 , 65 329 2 0

Nhịp tính toán của dầm lấy theo mép gối tựa:

Cdp đoạn dầm phụ kê lên tường, chọn Cdp =220mm

Đối với nhịp biên:

) ( 5290 2

220 2

340 2

300 5500 2

2 2

Tải trọng từ bản sàn truyền vào:

g g

g dp  o    

II.2.2 Hoạt tải

Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào:

) / ( 8 , 19 2 , 2 9

xL P

P dp  s  

II.2.3 Tổng tải:

Tải trọng tổng cộng:

) / ( 86 , 27 06 , 8 8 ,

p g

8 , 19

Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao moment tính theo công thức sau:

M= xq dp xL2o

 (đối với nhịp biên L  o L ob)

Tung độ biểu đồ moment dầm phụ:

Nhịp Tiết diện

o

L (m)

) (

Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Đối với nhịp biên:

) ( 793 , 0 29 , 5 15 0 15

0

Đối với nhịpgiữa:

) ( 78 , 0 2 , 5 15 0 15

0

Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:

) ( 248 , 2 29 , 5 425 0 425

0

II.3.2 Biểu đồ bao lực cắt

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

Gối thứ 1:

) ( 9 , 58 29 , 5 86 , 27 4 0 4

0

Q  dp ob  

Bên trái gối thứ 2:

) ( 4 , 88 29 , 5 86 , 27 6 0 6

0

.0

3 3

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15:R b  8 5 (MPa);R bt  0 75 (MPa)

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII:R s 280 MPa( )

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại AI:R sw 175 MPa( )

II.4.1 Cốt dọc

a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị moment dương,bản cánh chịu nén,tiết diện tính toán là tiết

480 80

6 6

) (

1000 )

2 00 2200

( 2 )

( 2

) (

86 7 )

300 5500

( 6 )

( 6

' 1 2

mm x

xh

mm x

b L

x

mm x

b L

S

f

dp dc

f

Chọn S f 480 mm( )

Chiều rộng bản cánh:

)(116048022002

a h

h o     

) ( 248 2

08 0 355 0 08 0 16 1 10 5 8 2

3

' '

xb xR

'

mm x

xh

b f dp 

b)Tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị moment âm,bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b f xh dp  1160x400 (mm)

Tiết diện ở nhịp Tiết diện ở gối

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

Gối 2(200x400) 55,8 0,2680 0,32 688 0,9 2d16+3d12 741Nhịp giữa

(1160x400) 47,1 0,039 0,04 493 0,7 2d14+2d12 534Gối 3(200x400) 47,1 0,23 0,26 553 0,8 1d14+4d12 606

Kiển tra hàm lượng cốt thép:

% 12 , 1 280

5 8 37 0

% 100

% 05

bh

A

s

b b pl

 Bê tông không đủ chịu cắt,cần phải tính cốt đai chịu lực cắt.

Chọn cốt đai d6(a sw  28 (mm2 ),số nhánh cốt đai n=2

Xác định bước cốt đai:

) ( 184 28 2 175 )

10 4 , 88 (

350 200 75 , 0 1 2 4

)

1 ( 4

2 3

2 2

0 2 2

mm x

x x x

x x x x x a

n R Q

bh R

)(31210

4,88

35020075,015,1)

1(

3

2 0

2 4

x

x x x x Q

bh R

) ( 200 2

400 2

mm

mm h

s ct

Chọn s=150(mm) bố trí trong đoạn l/4 đoạn đầu dầm

Kiểm tra lại:

3 1 086 1 150 200

28 2 10 23

10 21 5 1 5

bxs

nxa x E

E sw

b

s w



915 0 5 8 1 01 0 1

.

0 1

) ( 375 4

500 3 4 3

mm

mm x

-Tại tiết diện đang xét,cốt thép bố trí có tiết diện A s

-Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a 0 25 (mm);

khoảng cách thông thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm t=30(mm)-Xác định ath => hoth = hdp – ath

Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

  m b b oth m

oth b b

s

bh R

A

) 5 0 1

741628402

464833

354352367

0,0590,050,031

0,0570,0490,03

70,460,239,8

741628402

464833

354352367

0,3440,2940,180

0,2850,2510,164

60,752,837,5

8,7

Gối 2

Bên phải

Cắt 1d12,còn2d16+2d12Cắt 2d12,còn 2d16

628402

4833

352367

0,2940,180

0,2510,164

52,837,5

5032

350368

0,0430,024

0,0420,024

50,732,1

606380226

473131

353369369

0,2830,1690,101

0,2430,1550,096

51,535,922,2

8,5

Gối 3 bên

phải

Cắt 2d12,còn1d14+2d12Cắt 1d14,còn 2d12 380

226

3131

369369

0,1690,101

0,1550,096

35,922,2

II.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 đồ bao của biểu đồ

moment

Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết: (tt)

Trong đó :

Q –lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết,lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao moment:

Tiết diện Thanhthép Vị trí điểm cắt lý thuyết x(mm) Q(kN)

Gối 2

bên trái

6(1d12)

Gối 3

bên trái

9(2d12)

II.5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức

q sw  khả năng chịu cắt cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết,

Trong đoạn dầm có cốt đai d6@120 thì:

s

a n R

sw

.



a n R

sw

.

120

28 2 175

m kN x

sw

.

300

28 2 175

m kN x

x



d- đường kính cốt thép được cắt

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng sau:

II.5.4:Kiểm tra neo cốt thép:

Nhịp biên bố trí 2d16+3d12 có A s 741(mm2 )neo vào gối 2d16 cóA s 402 (mm2 )>

) ( 247

 chọn chiều dài đoạn neo vào gối kê tự do

là 160mm, và vào các gối giữa là 320mm

Tại gối 2, nối thanh thép số 5 và thanh số 10 (2d12) Chọn chiều dài đoạn nối là 500mm

≥20d = 240mm

Biểu đồ moment

C -đoạn dầm chính kê lên tường,chọn C dc=340(mm)

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

2

G  dp  

Tĩnh tải tính toán:

) ( 24 , 53 33 , 44 91 , 8

G G

III.3.1 Biểu đồ bao moment:

III.3.1.1Các trường hợp đặt tải:

Sơ đồ tính dầm chính đối xứng,các trường hợp đặt tải được trình bày trên hình dưới đây:

III.3.1.2:Xác định biểu đồ moment cho từng trường hợp tải:

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

P

PP

0,15654,8

-0,267-93,8

0,06723,5

0,06723,5

-0,267-93,8 54,8 85,7

0,244175,4

-0,133-95,6

-0,133-95,6 -95,6 -95,5 175,4 207,7

-0,089-64,0

-0,133-95,6

0,200143,7

0,200143,7 -95,6 -64,0 -31,6

-0,089-64,0 -42,6 -21,3

-0,178-127,9 154,3 196,9T

rong đó các sơ đồ d,e,f và g bảng tra không cho các giá trị số  tại một số tiết diện nói trên,tính nội suy theo phương pháp cơ kết cấu:

Sơ đồ b:

95,6 95,6

207,7 175,4

64,0

165,1 90,6

223,5

69,3 122,4

31,6

21,6 74,7

127,9

154,3 196,9

III.3.1.3:Xác định biểu đồ bao moment

200 200

200 200

Gối B Gối C

Gối B:

317 , 3 145 , 4 145 , 4 264 , 7 ) 2200

) 200 2200

(

317 , 3 92 , 8 92 , 8 270 , 8 ( ) 2200

) 200 2200

) 200 2200

(

317 , 3 92 , 8 92 , 8 264 , 7 ( ) 2200

) 150 2200

(

chọn M C mg M C.Tr mg 270,8(kNm)

92,8 145,9

62,2 1,9

51,2

209,1 282,6

Xét 2 tiết diện cách nhau một đoạn x,chệnh lệch của 2 tiết diện M M S  M T.do

đó lực cắt giữa 2 tiết diện đó là: Q=x M

III.3.2.2:Xácđịnh biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải:

Tung đ bi u đ l c c t thành ph n và bi u đ bao l c c t(kN) ộ biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN)

Q6)

Biểu đồ lực cắt của từng trường hợp tải(kN)

133,4 24,6

47,9 4,4

210,3 62,7

Biểu đồ bao lực cắt(kN)

III.4 Tính cốt thép:

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15:R b  8 5 (Mpa) :R bt  0 75 (Mpa)

Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII:R s 280 Mpa( )

Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI: R sw 175 Mpa( )

III.4.1:Cốt dọc:

III.4.1.a:Tại tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với giá trị moment dương,bản cánh chịu nén,tiết diện tính toán của tiếtdiện chữ T

480 80

6 6

) (

2600 )

300 5500

( 2 )

( 2

) (

1100 )

2200 3

( 6 )

3 ( 6

' 2 1

mm x

xh

mm x

b L

x

mm x

x L

S

f

dc f

Chọn S f 480 mm( )

Chiều rộng bản cánh:

)(12600480

23002

Kích thước tiết diện chữ T( ' 1260( ), ' 80( ), 300( ), 600( )

mm h

mm b

mm h

) ( 560 40

a h

h o     

) ( 15 , 334 2

08 0 56 0 06 0 26 1 10 5 8 2

3

' '

xb xR

'

mm x

xh

b f dc 

III.4.1.b:Tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị moment âm,bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b f'xh dc  1260x600 (mm)

Tiết diện ở nhịp Tiết diện ở gối

K t qu tính c t thép đ c tóm t t trong b ng sau: ết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ược tóm tắt trong bảng sau: ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

biên(1260x600) 293,4 0,087 0,091 1949 1,2 3d20+3d22 2082Gối 2(300x600) 270,8 0,37 0,49 2408 1,5 4d20+4d22 2778Nhịp

Kiển tra hàm lượng cốt thép:

% 2 280

5 8 65 0

% 100

% 05

bh

A

s

b b s

) ( 200 3

600 3

mm

mm h

s ct

Chọn s=200(mm) bố trí trong đoạn l=2200(mm) đoạn gần gối.

Bố trí cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp





) ( 500

) ( 450 4

600 3 4 3

mm

mm x

h

s ct

Chọn s=400(mm) bố trí trong đoạn l=2200(mm) đoạn giữa nhịp

Kiểm tra lại:

3 1 07 1 200 300

50 2 10 23

10 21 5 1 5

bxs

nxa x E

E sw

b

s w



915 0 5 8 1 01 0 1

0 3 0 10 5 8 915 0 07 1 3 0 3

.

0 1



 Q< 0 3 w1b1b R b bh0  404 , 5 (kN)

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

Khả năng chịu cắt của cốt đai:

) / ( 5 87 200

50 2 175

s

a n R

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

sw o bt b n f b

87 54 0 3 0 10 75 0

 Q B  Q swb:do vậy không phải tính cốt xiên để chịu lực cắt cho gối

50 2

560

400 560 1 10 23 , 153

x x R

a n

h

h F

sw sw s

Chọn m=6 đai,bố trí mỗi bên 3 đai,trong đoạn h s 160 mm( )  khoảng cách giũa các cốt treo 50(mm) => cốt treo d8a50

d8a50 N

III.5 Biểu đồ bao vật liệu:

III.5.1 Tính khả năng chịu cắt của tiết diện:

Trình tự như sau:

 Tại tiết diện đang xét,cốt thép bố trí có diện tích A s

 Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a0,nh  25 (mm)và a0,g  40 (mm),

khoảng cách thông thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm t=30(mm)

 Xác định a th  h oth h dc  a th

Tính khả năng chịu lực theo công thức sau:

oth b b

s s

bh R

A R

.

20821388760

636335

537537565

0,1010,0700,030

0,0960,0680,029

296,5210,0118,2

277821491521760

78655151

522535549549

0,5840,4170,2510,125

0,4130,3300,2190,117

287,0237,3168,997,3

0,8

-Gối B

(Bên phải)

Cắt 2d20còn 2d20+4d22Cắt2d22 còn 2d20+2d22Uốn 2d20 còn 2d22

21491388760

655151

535549549

0,4170,2510,125

0,3300,2190,117

237,3168,997,3Nhịp giữa

(1260x600)

4d20Uốn 2d20 còn 2d20

1257628

3535

565565

0,0580,03

0,0560,029

190,099,2

12

III.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 tại tiết diện cắt lý thuyết,Q,lực cắt của biểu đồ bao moment

B ng xác đ nh v trí và l c c t t i ti t di n c t lý thuy t: ả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ịnh vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết: ịnh vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết: ực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ại tiết diện cắt lý thuyết: ết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ện cắt lý thuyết: ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

Tiết

diện Thanh thép Vị trí điển cắt lý thuyết

x(mm) Q(kN

)Nhịp

III.5.3.Xác định đoạn kéo dài W:

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

d d q

Q Q W

, ,

sw

.



200

50 2 175

s

a n R

K t qu tính đo n W đ c tóm t t trong b ng sau: ết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: ại tiết diện cắt lý thuyết: ược tóm tắt trong bảng sau: ắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt(kN) ả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

Tiết diện Thanh thép Q

III.5.4.Kiểm tra neo cốt thép:

Nhịp biên bố trí 2d20+3d22 có A s  2082 (mm2 ),neo vào gối 2d22 cóA s  760 (mm2 )

) ( 694 2082 3

/

 ,nhịp 2 bố trí 4d20 có A s  1257 (mm2 )neo vào gối 2d20 có

) (

628 mm2

A s  1 / 3 1257 419 ( 2 )

mm

x 

 Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên tự do

là 310(mm) và vào các gối giữa là 500(mm)

Đường kính (mm)

Số thanh /1 cấu kiện

Số cấu kiện

Tổng số thanh

Chiều dài một thanh (mm)

Tổng chiều dài (m)

Trọng lượng đơn vị (kG/m)

Tổng trọng lượng (kG)

Số hiệu Hình dạng-Kích thước

Đường kính (mm)

Số thanh /1 cấu kiện

Số cấu kiện

Tổng số thanh

Chiều dài một thanh (mm)

Tổng chiều dài (m)

Trọng lượng đơn vị (kG/m)

Tổng trọng lượng (kG)

- Trọng lượng thép có đường kính Φ14 = 252,52 kg; Chiều dài = 208,96 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ16 = 708,61 kg; Chiều dài = 448,96 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ8 = 668,19 kg; Chiều dài = 1693,44 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ12 = 497,61 kg; Chiều dài = 560,48 mét

Số hiệu Hình dạng-Kích thước

Đường kính (mm)

Số thanh /1 cấu kiện

Số cấu kiện

Tổng số thanh

Chiều dài một thanh (mm)

Tổng chiều dài (m)

Trọng lượng đơn vị (kG/m)

Tổng trọng lượng (kG)

- Trọng lượng thép có đường kính Φ22 = 123,71 kg; Chiều dài = 41,46 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ25 = 74,91 kg; Chiều dài = 19,44 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ8 = 230,12 kg; Chiều dài = 583,2 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ12 = 183,24 kg; Chiều dài = 206,4 mét

- Trọng lượng thép có đường kính Φ20 = 602,09 kg; Chiều dài = 244,14 mét

BẢNG THỐNG KÊ CỐT THÉP