THƯYÉT MINH đò án môn học két cáu BÊTÔNG cốt THÉP

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang ThịnhTHƯYÉT MINH ĐÒ ÁN MÔN HỌC KÉT CÁU BÊTÔNG CỐT THÉP I Tóm tắt nhiêm vu thiết kế : Thiết kế sàn Bê tông cốt thép kiểu sàn sườn toàn khối có bản loại dầm I

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

THƯYÉT MINH ĐÒ ÁN MÔN HỌC KÉT CÁU BÊTÔNG CỐT THÉP

I) Tóm tắt nhiêm vu thiết kế :

Thiết kế sàn Bê tông cốt thép kiểu sàn sườn toàn khối có bản loại dầm

II) Số liêu cho trưóc:

a)Sơ đồ sàn:

b)Hoạt tải tiêu chuẩn : ptc = 12 (KN/m2)

III) Phần tính toán thiết kể:

*)Chon phưoTĩg án măt sàn và kết cấu măt sàn:

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

Es=21xl04 (MPa)

2)Tính toán bán:

2.ĩ)Kiểm tra phirong làm viẽc của bán :

Ta có li=2.6(m) và 12=6.2 (m) >2xl1=5.2(m) xem bản làm việc theo mộtphươngxĐể tính bản.ta cắt một dải bản rộng b] = lm vuông góc với dầm phụ và xem nhưmột dầm liên tục

2.2) Lưa chon SO’ bỏ kích thước các bô nhân:

a) Kích thước bản:

Sơ bộ chọn chiều cao bản theo công thức : h b = —/ ; với 1 chiều dài nhịp bản 1=1]

m

=260(cm); D là hệ số phụ thuộc tải trọng D = 0,8-ỉ-1,4 vì hoạt tải tác dụng lên bản

lớn ptc =12 (KN/m2) nên ta chọn D=1.3 ; m là hệ số phụ thuộc vào kết cấu củabản m=35 (bản loại dầm liên tục)

Các lớp kết cấu Tiêu chuẩn(KN/m2)

Hệ số vượt tảin

Tính toán(KN/m2)Vữa xi măng dày 2 cm có

2.6 Tính toán cốt thép ở gối và giữa nhip biên:

Theo TCXD 356-2005: chiều dày lớp bctông bảo vệ tối thiều trong bản có

độ dày <100 (mm) là Co =10( mm) Do đó chọn a0=1.5( em )cho mọi tiết diện

Suy ra h0=h-a0=10-l 5= 8.5 (em)

Ta thấy [I % nằm trong khoảng cho phép từ 0.3 đến 0.9

-Chọn thép: Chọn </>S => as=0.503 (tiết diện 1 thanh) Nên :

vu - ’ u _ _ a s b 0.503x100 Khoang cách: s = — ^ — = ——— = 16.43(cm)

Đồ án BTCT 1 GVHD:Trịnh Quang Thịnh

Vậy:chọn ộ 6 đặt cách 110 (mm);As = 2.57(cm2)

-Kiểm tra tỉ lệ cốt thép p %= _ 0.302 %

b.h 0 100x8.5

Ta thấy |1 % nằm trong khoảng cho phép từ 0.3 đến 0.9

2.6) Tính chiều dài cốt thép chiu mômen âm (trên gối);

Nên khoảng từ mép dầm phụ đến mút cốt mũ là Ảì = 0,3./ Vì chiều dài nhịp biên và nhịp

giừa không chênh lệch nhau nhiều nên ta có thể lấy 1 là chiều dài lớn hơn để thiên về antoàn l=2.4(m).Như vậy đoạn dài từ mút cốt mũ dài đến trục dầm phụ là

Với hb=10cm có thế tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phổi hợp.Đoạn thẳng từ điểm uốn

đên mcp dâm là — = —— = 0.4w tính đên trục dâm sẽ là 0.4+0.1=0.5m

6 6

2.7) Cốt thép cấu tao chiu mômen âm:

a) cốt mũ theo phương vuông góc dâm chỉnh :

Chiều dài toàn bộ đoạn thanh là: 2x(0.75+0.08)= 1.66 (m)=166(cm)

h) Côt mũ tại tường biên :

Sè uốn cốt thép lên để phối hợp

2.8) Cốt thép phân bố - cấu tao:

Dùng các thanh thép ộ6 đặt cách nhau 30(cm) => diện tích cốt thép trong mỗi

mét bề rông của bản là A, = = ^^.0,283 = 0,94(cw2) >20%As(gjữanhjp)

5.99 .100% = 1.5%

Nhịp tiết diện của giá trị p tung độ M(kNm)

aìVói tiết diên chiu mômen âm :

ai) Tiết diện gối B+Mômen lớn nhất: Mmax=126.37(KN.m)+Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không ke đếntrong tính toán Tiết diện tính toán hình chừ nhật với

b = 20 cm h = 50 cm giả thiết a=4.5 cm

=> h0 =50-4.5= 45.5 (cm)

Có : ar

R h b.hị 1 1.5xl03x0.2x(0.455)2+Kiêm tra điểu kiện hạn chế:

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì

= -= 11.72x10“4 (m 2 ) = 11.72(cm2)0.846x280x1 03 X0.455

= 77- = T^^T-100% = 1.29% > ju mi „ = 0.05% và nằm trong b.h 0 20.45,5

khoảng họp lý từ 0.8% đến 1.5%

b)Vó i tiết diên chiu mô men dưo ng

Tiết diện tính toán có dạng chừ T với b' f = b + 2S ; h'f = h b = 10cm

trong đó :SC được lấy bé hon hoặc bằng 3 trị số sau:

* 1/2 khoảng cách 2 mép trong của dầm:0.5x(li-bCip)=0.5x2.4=1.2 m

* - / , = —x5.9 = 0.983m

6d6

+Kiêm tra điểu kiện hạn chế:

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì a R = 0,429;^ = 0,623

-Với «,„=0.048 tra bảng ta được ệ m = 0,05 <ệ R thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng

+VỚÍ nhịp giữa: Mmax=107.17(KNxm)

Giả thiết: a=3 (cm) => h()=h-a=50-3= 47(cm)

Xác đinh truc trung hòa:

+Kiêm tra điều kiện hạn chế:

-Với bêtông cấp độ bền B20 và cốt thép AII thì a R = 0,429;^ = 0,623

-Với «,„=0.03 tra bảng ta được Ẹ m = 0,03 <ệ R thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng được

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp haiDiện tích As

30209.42

Rbt=0.9xl03(KN/rn)+Chọn cốt đai 08 khoảng cách s =160(mm)

+Kiêm tra khả năng chiu ứng suất nén chính của bung dam:

Ômax ^ d 3 X (p wị X(p hì R h bh {ị

Trong đỏ:

cpw]: hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

<p wl =1 + 5aju w=1+5x1.'769X10'3 X7.778=1.069 <1.3cpbi - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khácnhaux (Ọ xb =1- Ị3R b = 1- 0.01x11.5=0.885

Với: ti a = 2x0.283

bs E.

a =

20x16

21 xi

= 1.769x10 3 (hệ số 2 tương ứng 2 nhánh)

27 X 10 = 7.778Suy ra: = \llN4<03x(p (J jiX(p b] xR h xbxh o

= 0.3x1.069x0.885x11.5xl03x0.2x0.455=297.017(kN) thoả mãnVậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

+Kiêm tra cưcrns đỏ trên tiết diên nghiêng theo ỉưc cắt:

Tính Mb: M b = (p b2X (1 + (Ọ f + <p n )R b ,bhị Trong đó:

(pb2: Hệ số xét đến ảnh hưởng của các loại bêtông;cpb2=2 (Bêtông nặng)

cpn: Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục (pn0 (Lực dọc không kể đến)

(pf: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chừ T và chữ ĩ

(Pf=0 (do tại gối B tiết diện tính toán là hình chữ nhật)x

Suy ra: Mb =(p h2X (1 + ẹ f + ẹ n )R hi bhị

=2x(l+0+0)x0.9xl03x0.2x(0.455)2=74.529(kNxm)qi=gdp+Pdp/2=11.82+37.44/2=30.54(kN)

Kiêm tra: q > =- - -————— = 89.69(kN /m) (không thoả mãn)

Lấy q sw =89.38 (kN/m) tiếp tục kiểm tra :

Kiểm tra:qsw > Q ẾInúL Với ọbmin= cp b3 X (1 + (Ọ f +

(p„)R bl bh 0

2h 0

=0.6(l+0+0)x0.9xl03x0.2x0.455=49.14(kN)(ọb3: hệ số =0.6 đối với bêtông nặng)

qsw=89.38 > @ hmm = 54 (kN/m) (thoả mãn)

2 \

Như vậy : Lấy qsw=89.38(kN/m)

Với đai 08 hai nhánh khoảng cách khu vực gần gối tựa :

Kết luân : chọn 08 hai nhánh s=160 (mm)ở khu vực gần gối tựa

chọn 08 hai nhánh s=250 (mm) ở khu vực giữa nhịp

Tính chiều dài khu vưc gần gối tưa:

s _ 175A-103 X2A-0.503.10 4

; _ ỡmax (Qb min ysw2 *^01 ) _

Tính toán cốt đai cho tiết diên gần gối A và tiết diên B p :

Vì ở 2 tiết diện này có lực cắt bé hon tiết diện B[ nên ta lấy theo tiết diện Bl:

Chọn cốt đai 08 hai nhánh cách khoảng s=160(mm) ớ khu vực cách gối tựa một khoảng

1,=/^- = — = 1.475(1«)5 9

Phần còn lại ở giữa đầm dùng đai 06 hai nhánh cách khoảng s=250 mm

3.6) Tỉnh toán và vẽ hình bao vẳt liêu:

Theo TCXDVN 356-2005 : đối với dầm bề dày lớp bêtông bảo vệ là 20(mm).đốivới bản là 10(mm)

Vì vậy:

+ Ớ nhịp: ta lấy lớp bêtông bảo vệ là c0=20 (mm) ;+Ở gối : cốt của dầm phụ nằm dưới cốt bản do đó chiều dày lớp bctông bảo vộthực tế là :c0= Cobàn+0cốtbản=lO+8=18(mm) đế đon giản lấy c0=20 mm

Khoảng cách thông thủy to=30(mm)

Từ chiều dày lớp bêtông bảo vệ và yêu cầu bố trí cốt thép tính ra a =>h0

Khả năng chiu ìưc của các tiết diên: Mụj_ tỉnh trong bảng sau:

Các công thức sử dung: ệ = -^4- ; £ = 1 - 0,5ệ ; M td = c,

K h K

tiết diện Số lượng và diện tích cốt thép As(cm) h0(cm) c Mtd(kN.m)

giữa nhịp biên 3020+2016; 13.44cm2 13.44 45.56 0.051 0.974 167.06

13.44(cm2) Uốn 2016 còn 9.42cm2 9.42 47.00 0.035 0.983 121.81

Uốn 1020 còn 6.28cm2 6.28 47.00 0.023 0.988 81.68Trên gối B 3020+2016 ; 13.44cm2 13.44 45.56 0.359 0.820 140.67

4.ĨÌS0 đồ tính toán dầm chính: (Tính theo sơ đồ đàn hồi)

+ Sơ đồ dầm: Dầm liên tục 4 nhịp+ Chiều dài nhịp giữa và nhịp biên gần bằng nhau vì thế đe đơn giảntính toán ta có thể coi chúng gần bàng nhau và bàng l=31i=3x2.6=7.8 (m)

Ũ

-0.286-205.95

0.07956.89

0.11179.93

-0.19-136.82Mpi tt

M

0.286651.46

0.238542.12

-0.143-325.73

-0.127-289.28

-0.111-252.84

-0.095-216.39Mp2 ot

M

-0.048-109.34

-0.095-216.39

-0.143-325.73

0.206469.23

0.222505.68

-0.095-216.39Mp3 a

-0.321-731.18 235.38 442.66

-0.048-109.34

-0.19-432.79 -360.66 0.00

0.095216.39

Mp6 tt

0.03682.00 -53.91 -189.82

-0.143-325.73

chỉ tác dụng lên một nhịp các tổ hợp bất lợi là các tổ hợp gây cho 1 hoặc nhiều tiết diện nộilực

lớn nhất

Dựa vào các bảng tra nội lực ta xác định biêu đồ bao momen trong bảng sau :

c) Biếu đồ lưc bao cắt:

Ta có quan hệ giữa mômen và lực cắt là quan hệ bậc nhất nên dựa vào biểu đồ mômen taxác định được Q trong từng trường họp đặt tải trọng

Tiến hành tính toán như với biểu đồ bao mômen

Hệ số p cho ở bảng IV của phụ lục các trường hợp chất tải lấy theo hình 9 kết quả tính

toán ghi trong bảng 6

Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt xét cân bằng của đoạndầm

Thông thường đoạn giừa nhịp có Q khá bé nên có thề không cần quan tâm nhiều

Biêu đô bao lưc cẳt i

Sơ đồ

Bênphải góiA

Nhịpbiên

Bênphải gốiB

Bên tráigối B

Nhịp giữa

Bên tráigói c

lực cắt bé hơn ở gối rất nhiều.

4.4)Tính cốt thép doc:

Cốt thcp chịu lực AII có Rs=280xl03(kN/m2)

Bêtông cấp độ bền B20 có Rb=l 1.5xl03(kN/m2)

aíVói tiết diên chiu mômen âm (gối B):

+Mômen lớn nhất Mrnax=MIT1gB=900.59(kNxm)+Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không ke đếntrong tính toán

Tiết diện tính toán hình chừ nhật với b = 30 cm h = 100 cmgiả thiết a= 7.5cm

(dơ côt thép dâm chỉnh phải đặt hên dưới hàng trên cùng của cốt thép dâm phụ)

+Kiêm tra điều kiên han chế:

-Với Bêtông cấp độ bền B20 cốt thép nhóm AIĨ :a R = 0,429;^ = 0,623

Với a m =0.305 tra bảng ta được <Ẹ m = 0.375 <ệ R thoả mãn điều kiện hạn chế tra

Gối C:

+Mômen lớn nhất Mmax=MITlgB=752.78(kNxm)

+Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không ke đến trong tính toán

Tiết diện tính toán hình chừ nhật với b = 30 cm h = 100 cm giả thiết a= 7.5cm

(do cốt thép dầm chính phải đặt hên dưới hàng trên cùng của cốt thép dầm phụ)

=>

h 0= 100-7.5=92.5(cm)

11.5xl03x0.3.(0.925)2+Kiêm tra điều kiện hạn chế:

= 0.255

R b h.hị -Với Bêtông cấp độ bền B20 cốt thép nhóm AII: a R = 0,429;^ = 0,623

Với a m =0.255 tra bảng ta được ệ m = 0.30 thoả mãn điều kiện hạn chế tra bảng

bìVó i tiết diên chiu mô men dưo ng :

Tiết diện tính toán có dạng chừ T : b f =b + 2S.

Lấy Scbé hơn trong 3 giá trị sau:

* Một nửa khoảng cách 2 mép trong của dầm 0.5(l2-bdc)=0.5x(7800-300)=3750 (mm)

*!/ = 1.7800 = 1300(mw)

*6h’f= 6x10=600 (mm)

Chọn sc=0.6(m)=60(cm);

Như vậy: Ư f = b + 2S C = 30 + 2.60 = 150(cw) = 1.50(w).

+ Vớỉ nhip biên: Mmax=822.84(kNxm)

Giả thiết a=5cm Suy ra h0= 100-5=95 cm

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp hai Gối c

Kiểm tra điều kiện tính toán (Ọb3x(l + ộ? i + íí>n)xybxKbtxbxh0=

=0.6x(l+0+0)xlx0.9xl03x0.3 x0.925-149.85(KNm)Tại các gối thì Q lớn hơn giá trị trên nên phải phải bố trí cốt ngang

+Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:

Ổma* ^ 0,3 X (p wX *(p h ,R h K

Trong đó:

<Pwi: hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

(p w{ = l + 5a//lv=l+5x7.78x0.002 = 1.07 < 1.3(Pbi- hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khácnhau (Ọ xb = ỉ - j 3 R b = 1-0,01.11,5 = 0,885

Với: J U W = ^

=

b s

2.50,3280.20021X104

27 X 1 o3

0,001797,78

0: góc họp bởi cốt xiên và mặt phẳng ngang 0=45°

Tính cốt xiên bên phải gối B tương tự bên trái B ta bố trí đối xứng với bên trái gối Btrong mặt cắt Ci uốn 3 từ trên xuống trong mặt cắt c2 uốn 7 từ dưới lên;bên phải gối B lựccắt bé hơn nên diện tích yêu cầu của cốt xiên cùng bé hơn nên bố trí như vậy là họp lí

21.21 96.50 0.036 0.982 562.871030*14.14 14.14 96.50 0.024 0.988 377.52603O;42.41 42.41 93.75 0.367 0.816 908.90Trên gối B 103O;35.34 35.34 94.20 0.304 0.848 790.22

103O;28.28 28.28 93.75 0.245 0.878 651.48

2030 14.14 14.14 96.00 0.120 0.940 357.37Nhịp giữa 3030-21 21 21.21 96.50 0.036 0.982 603.08

1030*14.14 14.14 96.50 0.024 0.988 377.52Trên gối c 503O;35.342030-21.21 35.3421.21 94.20 0.304 0.84896.00 0.269 0.866 790.22493.45

1030*14.14 14.14 96.00 0.179 0.910 346.01

Khoảng cách giữa các đai là 6cm

4x6ÌCắt uốn cốt thép và vẽ hình bao vât liêu:

a)Khá năng chiu lirc của các tiết diên: