Thuyết minh đồ án Bê tông cốt thép 1

 Phơng án 2: Diện tích cốt thép khá sát với yêu cầu, phối hợp tốt cốt thépgiữa các vùng, nhng ở nhịp giữa chỉ có hai thanh nên quá tha không đảmbảo yêu cầu..  Phơng án 3: có thể phối h

6 6

ta tính toán nh tính toán một dầm liên tục khi dầm ở đây chênh lệch không quá 10%

1.Sơ đồ tính toán của bản

Hình 2 Sơ đồ tính toán của dải bản

2 Lựa chọn kích thớc các bộ phận

 Tính sơ bộ chiều dày bản theo công thứchiều dày bản hb= (D/m).l trong

đó : m = 35 cho bản liên tục; D = 1,3 vì PTC= 850 lớn Do đó:

9 , 7 220 35

 DÇm phô: nhÞp dÇm ldp= l2= 6.6 m = 660 cm ChiÒu cao dÇm hdp= ) l2

12

1 20

 NhÞp gi÷a l = l1- bdp=2,2- 0,2 = 2 m

 NhÞp biªn lb= l1-b dp b t h b m

97 , 1 2

08 , 0 2

34 , 0 2

2 , 0 2 , 2 2 2

 §é chªnh lÖch gi÷a c¸c nhÞp 100 % 1 , 5 %

2

97 , 1 2

V÷a ch¸t 1cm,  = 1800 kG/

m30,01 x 1800 = 18

Mnhg= Mg= q b l 327 5kG m

16

97 , 1 1310 16

2 2

2 2

 Chọn a0=1,5 cho mọi tiết diện, ta có h0=8 - 1,5 = 6,5 cm

 ở gối biên và nhịp biên

33 , 3 100 100

0 1

A s

 Dự kiến dùng thép 8 có As= 0,503 cm2 và khoảng cách giữa các cốt thép

là a=15 cm Chọn  8, a = 15 cm tra bảng phụ lục đợc As= 3,35cm2

ở gối thứ 2 và nhịp giữa, với M = 32750 kGcm tính đợc

100 85 , 1

= 6,6 cm

 6 có h0= h - abv - /2 = 8 - 1 -

2

6 , 0

= 6,7 cm

4

3 0 095 , 0 5 6 100 115

46200

M

n m



2

33 3 5 , 6 95 , 0 2250

100 462

cm h

R

M A

2 giá trị này đều xấp xỉ và nghiêng về phía lớn hơn so với trị số đã dùng đểtính toán là 6,5 cm, dùng đợc và thiên về an toàn.

=0,61m

Đoạn từ mút cốt thép đến trục dầm chính là 0,25x2=0.5m

Đoạn từ mút cách tờng la0,2x2,2.=0,44m

7 Cốt thép đặt theo cấu tạo :

 Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phơng vuông góc với dầm chính, chọn

6, a = 20 cm, có diện tích trong mỗi mét của bản là 1,41cm2 lớn hơn50%As tại gối tựa giữa của bản(0,51.85 = 0,925cm2)

 Dùng các thanh cốt mũ, đoạn dài đến mép dầm (1/4)l = 0,55m, tính đếntrục dầm: 0,55+ 0,3/2 = 0,7 m, chiều dài toàn bộ đoạn thẳng: 140cm, kể

đến hai móc vuông ở hai đầu thì chiều dày toàn thanh là: 140 + 27 = 154cm

 Cốt thép phân bố ở phía dới chọn 6, a = 30 cm, có diện tích tiết diệntrong mỗi mét bề rộng của bản là: 0,283100/30 = 0,94 cm2; lớn hơn 20%cốt thép chịu lực giữa nhịp (với nhịp biên: 0,23,33 = 0,666 cm2; nhịp giữa0,21,85 = 0,37 cm2)

 Trên hình 3 thể hiện bố trí cốt thép trên mặt cắt vuông góc với dầm phụ ởtrong phạm vi giữa trục A và trục B, cũng nh trục C và trục D của mặt bằngsàn, đó là phạm vi cha giảm 20% cốt thép Mặt cắt thể hiện ba nhịp củabản từ trục 1 dến trục 2 Cấu tạo của bản từ trục 4 đến trục 5 lấy theo đốixứng với đoạn đợc vẽ Các ô bản ở vùng giữa, từ trục 2 đến trục 4 đợc cấutạo giống nh ô bản thứ 3, xem là ô bản giữa

 Từ trục B đến trục C, cốt thép ở các ô bản giữa đợc giảm 20%, mặt cắt củabản cũng thể hiện nh trên hình 3a trong đó các khoảng cách cốt thép trong

ô giữa hai trục B và C lấy là a = 400 thay cho a = 220

Bố trí cốt thép trong bản:

tỉ lệ 1:20

470 670

470

670

280

100 100

1140

5

1140 a300

a300

60 1520

a300

170 220

440 280 a300 1

1140 1520 1140

Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp Đoạn dầm kê lên tờng lấy là Sd= 22 cm

Bề rộng dầm chính lựa chọn bdc= 30 cm Nhịp tính toán của dầm phụ sẽ là:

 Nhịp giữa: l= l2 bdc= 6,6 – 0.3= 6,3 cm

 Nhịp biên: lb= 6,6 - 6 , 39cm

2

22 , 0 2

34 , 0 2

3 , 0

3 , 6 39 , 6





<10% cho phép2.Tải trọng

Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau: l1= 2,2 m nên:

 Tung độ hình bao mômen: M = .qd.l2

 Tra bảng để lấy hệ số  và kết qủa tính toán trình bày trong bảng 2

Bảng 2 tri số  và tung độ hình bao cuả momen, lực cắt

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

11832

55 , 7

193 , 0 5 , 41 20 115

76550

93 , 8

900900

1146700

M b

m



193 , 0 5 , 41 20 115

765500

M b m



  0 892

5 , 41 892 , 0 2800

38 , 12

39 , 7

318+2129,89 cm2

3187,63 cm2

3187,63 cm2222 + 218

12,69 cm2

2

22+1149.13 cm2

2227,6 cm2

2227,6 cm2

51812,72 cm2

318+2129,89 cm2

3187,63 cm2

3187,63 cm2

B¶ng 2 Mét sè c¸ch chän cèt thÐp cho c¸c tiÕt diÖn chÝnh cña dÇm.

TiÕt diÖn

Phong ¸n

 Phơng án 2: Diện tích cốt thép khá sát với yêu cầu, phối hợp tốt cốt thépgiữa các vùng, nhng ở nhịp giữa chỉ có hai thanh nên quá tha không đảmbảo yêu cầu

 Phơng án 3: có thể phối hợp khá tốt cốt thép giữa các vùng diện tích chọnkhá sát chỉ dùng 2 loại đờng kính, mỗi hàng chỉ đặt 3 thanh còn hàng trên

ta đặt 2 thanh Mặc dù diện tích không đợc sát nhng ta thấy trong 3 phơng

án trên phơng án này là tối u nhất

 hơng án 3 đợc thể hiện trên hình 5 trong đó chỉ rõ các thanh đợc dùngphối hợp giữa các đọan

Thoả mãn điều kiện hạn chế

 Kiển tra điều kiện tính toán Q  0,6.Rk.b.h0

 Gối có lực cắt lớn nhất là QA= 5658 kG tại các tiết diện gần gối A có h0 =42,3 cm: k0.Rn.b.h0= 0,67,52042,3= 3807

Xảy ra Q  k0.Rn.b.h0 nên cần phải tính toán cốt đai

 Tính cho phần bên trái gối B với Q = 8487 kG và h0= 42,3 cm

2 2

0

2

3 , 42 20 5 , 7 8

8487

.

Q

k

= 33,55 kG/cmChọn đai 6, fđ= 0,283 cm2, hai nhánh, n = 2, thép AI có Rađ = 1700 kG/cm2

 Khoảng cách tính toán

2 , 26

283 , 0 2 1800

.

d

d ad

q

f n

R

39 cm

12

Umax=     

6 , 6612

3 , 37 20 5 , 7 5 , 1

.

Khoảng cách cấu tạo, với h = 40 cm, chọn U = 15 cm

 Không cần tính thêm cho các gối khác vì với Q bé hơn, tính đợc Utlớn hơnnhng theo điều kiện cấu tạo vẫn phải chọn U= 15 cm

7.Tính toán vẽ hình bao vật liệu

 ở nhịp, đờng kính cốt thép nhỏ hơn 20 cm, lấy lớp bảo vệ bằng 2 cm ở gốitựa cốt dầm phụ nằm dới cốt của bản do đó chiều dày lớp bảo vệ thực tế cũng

là 2 cm Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt thép tính ra a và h0cho từng tiếtdiện

Tiết diện Số lợng và diện tích cốt thép

h0

MtdkGmGiữa nhịp

Bảng 4 Khả năng chịu lực của các tiết diện

 Kết quả tính toán khả năng chịu lực ghi trong bảng 4 Mọi tiết diện đều tínhtheo trờng hợp tiết diện đặt cốt thép đơn

M h

;

Với tiết diện chịu mômen dơng thay b bằng bc

+ ở nhịp 2 có 3 thanh, dự kiến đặt độc lập, không phối hợp uốn lên gối B và

C để phối hợp với cốt thép giữa nhịp & trên gối, cũng nh không uốn để kếthợp làm cốt xiên thì ngời ta đem tất cả các thanh đặt bên dới neo vaò gốitựa Tuy vậy để tiếtkiệm cốt thép có thể cắt bớt vài thanh hoặc uốn lênthành cốt xiên cấu tạo, đem neo cốt thép vào phía trên, là vung chịu kéo

do momen dơng

+ ở nhịp 2, sau khi uốn 112 khả năng làm việc của các thanh còn lại là tds= 3324 kGm (xem bảng 4)

Dựa vào hình bao mômen, ở tiết diện 6 có M = 1233 kGm, tại tiết diện 7 M

= 3972kGm, suy ra tiết diện có M = 3324 nằm giữa tiết diện 6 và 7, cách mépgối B một đoạn 174 cm Đó là tiết diện sau của các thanh đợc uốn Chọn

điểm cuối của đoạn uốn cách mép gối 100 cm, nằm ra ngoài tiết diện sau

Đoạn uốn cách tâm gối: 100 + 14 = 114 cm

- Tìm điểm cắt lý thuyết hai thanh số2 bên phải gối B Những thanh còn lại có

Mtd= 3324kGm Dựa vào hình bao mômen ta có thể tìm đợc tiết diện cómômen âm 3324 Đó là tiết diện nằm giữa tiết diện 5 có M = 5057 kGm và tiếtdiện 6 có M = 2424 kGm Nội suy có x1= 65 cm

- Tính toán điểm kéo dài W trong đó lấy Q là độ dốc của biểu đồ mômen.Dầm phụ chịu tải trọng phân bố, biểu đồ mômen là đờng cong, xác định độdốc của biểu đồ tơng đối phức tạp nên lấy gần đúng Q theo giá trị lực cắt tại

65 , 0 92 , 4 5 , 0

5 , 0

5 ,

B

Q l

x l

R ad d

kG/cm;

cm d

q

Q Q

W

d

64 2

5120 8 , 0 5

 ở bên trái gối C, cắt thanh số 7( gồm 114 đợc kéo dài qua gối, đối xứngqua gối ), các thanh còn lại có Mtd = 3324 kGm Tìm mặt cắt lý thuyết

 Với Mtd = 3324 kGm, theo hình bao mômen tìm đợc x2 = 42 cm cách mépgối C Ta tính đợc Qt2 = 5771 kG.ở phía trớc có cốt xiên, đầu trên của cốtxiên cách mép gối C một đoạn 100 cm( tơng tự nh bên phải gối B )

5771 8 ,

0





Ta thấy W1 > W2, vậy không cần kể cốt xiên vào trong tính toán.Vậy lấy

đoạn kéo dài là Vậy ta lấy W = W2

Trên bản vẽ thi công ngời ta thờng xác định đoạn dài của cốt thép tính từtrục gối tựa đến mút cốt thép, ký hiệu là Z

14

điểm bắt đầu cách trục gối tựa là Z3 = 90 cm ( cách mép gối là Z3’ = 76

cm ) Uốn hai thanh số 2 có 26 > h0/2 = 21,1 cm, thoả mãn điều kiện về

điểm đầu Điểm cuối, tính theo hình học cách mép gối một đoạn Z2’ =110cm (cách tâm gối Z2 = 124 cm ) Khi uốn 2 thanh này thì khả năng chịulực của tiết diện trớc khi uốn chính là 5450 kGm Điểm bắt đầu uốn cách

tiết diện trớc một khoảng : 76 >

 Kiểm tra neo cốt thép: Cốt thép ở phía dới, sau khi uốn cắt phải đảm bảo

số còn lại đợc neo chắc vào gối

 ở nhịp biên, Fa= 6,28 cm2, cốt neo vào gối 216 có diện tích 4,02 cm2,4,02 cm2 > (1/3).6,28 = 2,09 cm2

 Đoạn cốt thép neo vào gối biên kê tự do

Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp Kích thớc dầm đã đợc giả thiết: b = 28

cm, h = 70 cm Chọn cạnh của cột b0= 30 cm Đoạn dầm chính kê lên tờng

đúng bằng chiều dầy tờng là 34 cm Nhịp tính toán ở nhịp giữa và nhịp biên

đều bằng l = 6,3 m Sơ đồ tính toán vẽ trên hình 8

2 Xác định tải trọng

 Hoạt tải tập trung P = pd.l2= 20165,2 = 10483 kG = 10,483 T

 Trọng lợng bản thân dầm đa về thành các lực tập trung

G0= 0,28(0,7 – 0,08)2,12,51,1 = 1t

 Tính tải do dầm phụ truyền vào: G1= gd.l2 = 8135,2 = 4,23t

 Tĩnh tải tác dụng tập trung: G = G1+ G0 = 1 + 4,23 = 5,23t

Kết quả tính toán dợc ghi trong bảng 5

 Trong sơ đồ Mp3 và Mp4 còn thiếu  để tính mômen tại các tiết diện 1, 2,

0,1565,140

-0,267-8,797

0,0672,208

Mp1



M

0,28819,021

0,24416,114

-0,133-8,784

-0,133-8,784

Mp2



M

-0,0445-2,939

-0,089-5,878

-0,133-8,784

0,20013,209

2 014 22 3

1 3

 Da các số liệu vừa tính đợc vào bảng 5

c) Biểu đồ bao mômen,

Tung độ của biểu đồ mômen

Mmax= MG + maxMP ; Mmin = MG + minMp

Tính toán Mmax và Mmin cho từng tiết diện nh đã ghi trên bảng 5 và biểu đồ bao mômen đợc vẽ nh hình 11

c) Xác định mômen ở mép gối: Xét gối B Theo hình bao mômen thấy rằng

phía bên phải gối B biểu đồ Mmin ít dốc hơn phía trái, tính mômen mép phía bên phải sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn

Độ dốc của biểu đồ mômen trong đoạn gần gối B

00

-0,133-1,394

1,010,483

-2,79-4,654

-8,02-12,369

18,045,23

2,32705)TÝnh cèt thÐp däc :

HÖ sè h¹n chÕ vïng nÐn ; o = 0,62

Ao = 0,42

Sè liÖu Rn = 90, Ra = Ra = 2700kG/cm2

a)TÝnh víi momen d¬ng :

TiÕt diÖn ch÷ T c¸nh trong vïng nÐn BÒ réng c¸nh dïng trong tÝnh to¸n

Giả thiết a = 4,5 cm

ho= 70 – 4,5 = 65,5cmTính Mc :

Mc = Rnxbcxhc(ho – hc/2) = 90 x 172 x 8(65,5 – 4) = 76,16tmMômen dơng max M = 27,062 < Mc Vậy trục trung hoà qua cánh

Có hc = 8cm < 0,2 x65,5 = 13 cm, ta có thể sử dụng công thức gần đúng :

Fa= ( /2) 166050

0

M h

h R

M c a

Cánh nằm trong vùng kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b = 28cm ở trên gối

cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dới hàng trên cùng của đầm phụ nên

a khá lớn Giả thiết a= 7,5 cm; ho- 70 – 4,5 =65,5 cm Tại gối lấy mômen mép gối là 27,71 tm

M

dc n

 = 0,5[1 + 1  2  0 , 281]= 0,831

0

76 , 19 5 , 62 831 , 0 2700

277100

cm h

R

M a

76 , 19

28 , 9

NhÞp gi÷a 9,28 220+122: 10,08 cm2 66,4 cm6.TÝnh cèt ngang :

+ KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ :

R k

60 20369

6 , 62 28 5 , 7 5 , 1 5

8



+ §Æt mçi bªn mÐp dÇm phô 4 ®ai, trong ®o¹n : h1 = hdc- hdp = 70 45 =– 42 = 68 cm

25cm, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®ai lµ 8 cm

6 C¾t uèn cèt thÐp vµ vÏ h×nh bao vËt liÖu:

a) NhÞp biªn, m«me d¬ng, tiÕt diÖn T c¸nh trong vïng nÐn, bÒ réng c¸nh bc =

172 cm

x x

x h

; 0489 , 0 13 , 62 172 90

42 , 17 2700

0489 , 0 1

Mtd = Ra Fa ho =2700 x 17,42 x 0,975 x62,13 =23,225tm.

+Gối B, mômen âm, tiết diện chữ nhật : b =28cm, ho =61,57cm

57 , 61 28 90

22 , 21 2700

x h

37 , 0 1

62,1366,4

0,04890,02

0,9750,99

28,5113,49Gối B

61,57

65,365,3

0,37

0,190,124

0,815

0,910,93

28,75

18,2912,46Bên phải gối

B

Uốn 4 còn 2 + 3 : 17,42

cm2Cắt 2 còn 3 : 7,6 cm2

Nhịp 2

bc = 172cm

4 + 5 : 10,08 cm2uốn 4 còn 5 : 6,28 cm2

66,466,4

0,0260,016

0,9870,99

17,8411,15b)Xác định điểm cắt lý thuyết của các thanh :

Bên trái gối B khi cắt thanh số 4 khả năng chịu lực của cac tahnh còn lại là :

Mtd = 12,46tm(mômen âm) Theo hình bao mômen thì tiết diện có M = - 12,46 nằm trong đoạn gần gốiB, ở đó có độ dốc hình bao momen là :

46 , 12 336

,

29





Tính đoạn kéo dài W Lấy W = 20d = 20 x 2,2 = 44cm

+ Vậy chiều dàiđoạ thép từ trục gối B đến diểm cắt thực tế là : 124 + 44 = 168cm ( lấy tròn là 170cm )

Mặt cắt lý thuyết của thanh số 4 nằm vào giữa đoạn uốn lên (cốt xiên ) của thanh số 2 Trên HBVL thể hiện bớc nhảy tơng ứng ở gia đoạn cốt xiên Tung

độ bớc nhảy bằng độ giảm của khả năng chịu lực do cắt thanh thép :18,29 – 12,46 = 5,83tm

Tiết diện có mômen âm bằng không (trong phạm vi giữa nhịp biên ) đem cắt

lý thuyết hai thanh số 3,sau dó dùng cốt cấutạo làm cốt giá Diện tích cốt

giátôi thiểu là 0,1bho% = 0,001x28x 66,4 =1,86cm2, dùng 212, diện tích 2,26cm-2.

Heo hình bao mômen, tiết diện có M = 0 cách trục gối B một đoạn X3 =

2,82m, trong vùng này độ dốc bbiểu đồ mômen Q = 2,442,14,654

Vậy lấy đoạn kéo dài 44cm

Đoạn dài của thanh từ trục gối B đến mút là :

Z3= 282+44 = 326cm

Vì đã tính toán đủ cho cốt thép chịu mômen âm,cốt gia chỉ hoàn toàn là cấu tạo, do đó đoạn cốt giánối chập với thanh 22 chỉ cần lấy theo cấu tạo đối với các thanh đờng kính bé

10d = 10x1,2 = 12cm

+ ở bên phải gối B, cát thanh số 2 là 225 uốn từ nhịp biên lê, kéo dài qua gối, còn lại hai thnh số 3 có Mtd= 12,46tm đã tính Tiét diện có mômen âm M = - 12,24tm nằm bên phải gồu b cách trục gối một đoạn

Z2 = Độ ốc của biểu đồ momen trong đoạn này i = 10,838 đã tính Với

MB= -29,336 ta có

838 , 10

46 , 12 336 , 29

10838 8

, 0







Lất W=63cm

Z2 = 156 + 63 = 219cm (lấy tròn 220cm)

d) Kiểm tra uốn cốt thép :

+Bên trái gối B, uốn thanh số 4 từ trên xuống Điẻm bắt đầu uốn cách mépgối B một đoạn 98cm, điểm cuối cách mép gối 162 cm

+Tiết diện trớc của cốt số 4 có : M = Mtd = 28,85tm

+Tiết diện sau : M = Mtds = 24,39tm

Trên nhánh Mmin bên phải gối B ứng với mômen vừa nêu, tìm đợc các

khoảng cách tơng ứng

22

X4t= 4 , 5cm

838 , 10

85 , 28 336

39 , 24 336

Thoả mãn các quy định về uốn dọc

Xét việc uốn cốt só 4 từ dới lên, ở phía dới cốt số 4 đợc sử dụng tối đa khả năng chịu lực tại tiết diện3 với mômen dơng ở nhịp hai : 15,417tm, tiết diện này cáh trục gối B một đoạn 210cm, điểm bắt đầu uốn của cốt thép cách tiết diện trớc một đoạn :

35cm > ho 33 , 2cm

2

4 , 66

,

15

891 , 5

7 Kiểm tra neo cốt thép :

+ Cốt thép ở phía dới sau khi uốn, số đợc kéo vào neo ở gói đều phải đmr bảolớn hơn1/3 diện tích cốt thép ở giữa nhịp

+Nhịp biên : 11,12 > 1/3 x 21,01 = 7cm2

+Nhịp giữa : 7,6 > 1/3 x 12,51 = 4,2 cm2

V Tổng hợp số liệu :

1 Thống kê cốt thép cho từng cấu kiện :

Cấu kiện Số hiệu

thanh

Đờngkính mm

Số lợngthanh

Chiều dai

1 thanh

Tổngchiều dàim

Trọng ợng

3.ChØ tiªu sö ông vËt liÖu

CÊu kiÖn ThÓ tÝch bª t«ng, m3 Khèi lîng cèt