ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.2-TÍNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC: 1.2.1) Phân loại bản sàn: Xét tỉ số hai cạnh ô bản: Ta xem ô bản làm việc theo 1 phương.Ta có sàn sườn toàn khối loại bản dầm,các dầm trục 1-4 là dầm chính,các dầm ngang là dầm phụ. 1.2.3) Sơ bộ chọn kích thước các bộ phận kết cấu. 1.2.3.1) Bản sàn: Tính sơ bộ chiều dày bản theo công thức: hb= (1) Trong đó: +D = 1(phụ thuộc vào tải trọng) _ D = 0,8 1,2 +m = 30 (đối với bản loại dầm) _ m = 30 35 +L= L1 = 2750 mm(cạnh bản theo phương chịu lực) Suy ra: hb = =91,67 > hmin = 60 mm Chọn hb = 90 mm 1.2.3.2) Dầm phụ: Trong công thức (1) thì đối với dầm phụ m = 12 20 và L = L2 =6020 mm Suy ra : hdp = = (301 501) mm Chọn hdp = 450 mm Bề rộng dầm phụ: bdp = ( )hdp = =(112,5 225)mm Chọn bdp = 200mm 1.2.3.3) Dầm chính: Trong công thức (1) thì đối với dầm phụ m = (8 12) và L = 2.L1 = 2.2750 =5500mm Suy ra : hdc = ( ) 5500 = (458 688)mm Chọn hdc = 600mm Bề rộng dầm chính:bdc = ( )hdc = ( )600 = (150 300)mm Chọn bdc = 250mm

ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TƠNG TỒN KHỐI A-SỐ LIỆU BAN ĐẤU:

I.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN:

Vữa trát Bê tông cốt thép

Hình 2: CẤU TẠO LỚP SÀN

Bảng 2-Tĩnh tải trên bản sàn.

(m)

Trọng lượng riêng (kN/m 3 )

Trị tiêu chuẩn

6020 60206020

D

HINH 1- MAT BANG SAN

h b = (1) Trong đó:

+D = 1(phụ thuộc vào tải trọng) _ D = 0,8 1,2

+m = 30 (đối với bản loại dầm) _ m = 30 35

+L= L 1 = 2750 mm(cạnh bản theo phương chịu lực)

giá trị tuyệt đối của moment:

*Tại gối thứ 2 và nhịp biên:

20,373kN 7,563kN.m

Hình 4-Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực.

1.3)Tính cốt thép bản sàn:

 Tính cốt thép cho tiết diện b x h = 100 x 90 cm

 Kiểm tra chiều cao làm việc h 0

1.4) Bố trí cốt thép:

a)Bố trí thép chịu moment âm,dương:

 Độ vươn của thép dài hơn khi chịu moment âm tính từ mép dầm phụ:

 Độ vươn của thép ngắn hơn khi chịu moment âm tính từ mép dầm phụ(các thanh thép được dặt xen kẽ

nhau):

 Độ vươn của thép ngắn hơn khi chịu moment dương tính từ mép dầm phụ(các thanh thép được dặt xen kẽ

 Yêu cầu đặt cốt thép cấu tạo chịu moment âm cho vùng gối biên và phía trên dầm khung như sau:

Suy ra,ta chọn �8a180 có As = 2,79 cm 2 >2,515 cm 2

c)Bố trí thép phân bố :

*Yêu cầu cốt thép phân bố phía dưới bản.Đặt vuông góc với thép chịu moment dương(tính cho 1m ) :

A s.pb ≥ 20%A s (gối giữa,nhịp giữa)=0,2.5,03=1,006 cm 2

Suy ra :Ta chọn �6a250 (a max; 200), a max = 330mm

Cốt thép phân bố đặt phía trên,đặt vuông góc với cốt chịu momen âm :Chọn �6a250.

 Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bê tông sàn :

*Ta có :

Chứng tỏ bê tong sàn đảm bảo điều kiện chịu cắt mà không cần bố trí cốt thép chống cắt

Hình 5-bố trí thép sàn TL:1/20 II- TÍNH TOÁN BỐ TRÍ THÉP CHO DẦM PHỤ:

2.3.1)Biểu đồ bao moment:

momemt theo các công thức lập sẵn:

 Hệ đối xứng 3 nhịp ta tính cho nhịp.Với các hệ số tra phụ lục 8 (Tài liệu 1),Ta lập bảng tính toán : Bảng-4 Giá trị tung độ biểu đồ bao moment dầm phụ

Tiết diện Tải trọng

q dp

(kN/m)

Nhịp tính toán (m) Giá Trị Giá trị

a)Tại tiết diện chịu moment âm:

 Tại gối B:Tính theo tiết diện chữ nhật bxh=200x450mm.

 Giả thiết a = 3,5cm h 0 = h – a =450 – 3,5 = 41,5cm.

Ta có M b = 91,98 kN.m

Chọn 3�16+2�14,bố trí 2 lớp có A S = 9,11cm 2 > 8,66 cm 2 (thiên về an toàn)

 Kiểm tra chiều cao làm việc h 0 :

Chọn a bv = 2cm và khoảng hở cốt thép theo phương đứng ,

h 0 = h – a = 45 – 4,3= 40,7cm< h 0 =41,5cm đã sử dụng vì vậy ta cần tính lại A s theo h 0 =40,7cm;Ta có:

Vậy chọn 3�16+2�14 có >8,66cm 2 đã tính nên tiết diện đủ khả năng chịu lực.Khoảng thông thủy:

Hình 8 - Kích thước tiết diện chữ T.

 Xác định vị trí trục trung hòa:

Suyra ,trục trung hòa đi qua cánh,Tính toán theo tiết diện chữ nhật b f x h= 212x45 cm.

 Tại nhịp biên có M max = 117,1kN.m

 Khoảng hở cốt thép :

Bảng 5-Thống kê thép dầm phụ Tiết diện

Cốt thép thiết kế d(mm)

**Số liệu - Bê tông nặng B30 có:

a)Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối B có lực cắt lớn nhất:

Kiểm tra điều kiện tính toán:

 Chọn s ≤ Min(s tt ;s max ;s ct ) =s tt =32,8cm Lấy s = 15cm.

 Tính :

 Kiểm tra điều kiện nén ứng suất chính:

Thỏa Đồng thời Q cũng thỏa điều kiện:

 Kết luận-Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

 Ta bố trí cốt đai cho dầm tại tiết diện các mép gối tựa trong khoảng

 Vậy bước cốt đai cho đầu dầm gần gối tựa và ở giữa nhịp là:

b)Kiểm tra điều kiện tính toán cốt xiên cho dầm:

 Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai khi không có cốt xiên là:

(3)

 Tính M b :

•

• Tra bảng 6.2(tài liệu 1),ta có:

 Thay vào (3) ta được :

 Vậy thép đai cùng với bê tông đủ khả năng chịu cắt không cần đến thép xiên cho dầm phụ 2.4.3)Tính và vẽ hình bao vật liệu:

a)Tính khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt uốn cốt thép:

• Trình tự tính toán như sau:

• Tại tiết diện đang xét cốt thép tại đó có diện tích là A s.

• Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là a bt =25mm.

• Tính:

*Với a i và A si là của từng lớp thép tương ứng.

• Tính:

• Kết quả tính toán ghi trong bảng sau:

Bảng 6-Khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt uốn thép.

1154

Hình 9-Xác định vị trí cắt lý thuyết x(mm) theo tam giác đồng dạng.

• Trong đó x(mm) là tọa độ của vị trí cắt lý thuyết của tiết diện.

Hình 10 - Xác định vị trí cắt lý thuyết và lực cắt tại tiết diện đó.

 Xác định đoạn kéo dài W

 Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Trong đó:

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

Q s.inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên trong vùng cắt cốt thép dọc.Không bố trí cốt xiên nên Q s.inc = 0.

Q sw –khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết.

• Trong đoạn dầm có đai thép �6s150 thì

• Trong đoạn dầm có đai thép �6s300 thì

• Gọi d(mm) là đường kính cốt thép bị cắt.

• Kết quả tính toán như bảng 7.

Bảng 7-Xác định chiều dài đoạn neo cốt thép dầm phụ.

Dầm chính có kích thước b x h = 250 x 600 (mm) và được tính toán theo sơ đồ đàn hồi,xem như một dầm liên tục

3 nhịp gác lên gối tựa là các cột.

g

p

g p

g p

g

g p

g p

3.2.1)Xác định biểu đồ bao moment:

Để tính toán moment và lực cắt ta sử dụng các công thức và hệ số cho ở phụ lục 12B-tài liệu 1 với sơ đồ 3 nhịp chịu một lực tập trung:

 Sơ đồ tải trọng:

Bảng 9- Bảng tính tung độ biểu đồ bao momen.

3.3.1)Tiết diện chịu moment dương:

 Tương ứng với tiết diện chịu moment dương bản cánh chịu nén,tiết diện tính toán là hình chữ T.

 Xác định S f :

Chọn bằng Min của các giá trị trên tức = 540 mm

Kích thước tiết diện chữ T tính toán:

diện ở nhịp biện và tiết diện ở nhịp giữa cho bài toán tính tiết diện chữ nhật b f xh=1330x600 (mm).

Nhịp biên và nhịp giữa Gối B

2

3

2Ø22 1

Hình 13-Mặt cắt tính thép tại tiết diện nhiệp biên tính toán

• Kiểm tra lại chiều cao làm việc h 0 ,chọn

Ta có:

Ta tính lại cốt thép:

Suy ra ta phải chọn lại cốt thép ;Chọn

Hình 14-Mặt cắt tính thép tại tiết diện nhiệp biên tính toán 2)Tại nhịp giữa có M max =302kN.m,

Chọn

Ta có:

Chọn có

Hình 15 - Mặt cắt tính thép cho tiết diện nhiệp giữa

3.3.2)Tiết diện chịu moment âm:

 Lưu ý khi tính moment âm cho tiết diện tại gối tựa:

Để tiết kiệm cốt thép ta nên tính toán cốt thép cho tiết diện chịu moment âm ở gối bằng moment mép gối,tuy nhiên sự chênh lệch khá bé và thiên về an toàn ta chọn M m.g = M.

 Tương ứng với tiết diện chịu moment âm(tiết diện tại Gối B).Bản cánh chịu kéo tính theo tiết diện chữ nhật bxh=250x600mm.

 Ta có:

Từ bảng ta nhận thấy luôn bé hơn Thỏa điều kiện hạn chế.

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

3.4)Tính toán cốt thép ngang cho Dầm chính.

**Số liệu - Bê tông nặng B30 có:

a)Tính cốt đai và cốt xiên cho các tiết diện có lực cắt lớn nhất:

Kiểm tra điều kiện tính toán:

(không thỏa)

Bê tông không đủ khả năng chịu cắt,vì vậy cần bố trí cốt ngang chịu cắt cho dầm(cốt đai & cốt xiên) tại tiết

Xác định bước đai theo điều kiện cấu tạo:

 Với h > 450mm thì:

(***)

 Bố trí trong đoạn ¼ đoạn dầm gần gối tựa - cách mép gối tựa L=1375mm Với cách thiết kế trên,ta kiểm tra lại khả năng chịu lực của cốt thép ngang

 Tính :

 Kiểm tra điều kiện nén ứng suất chính:

Thỏa.

Đồng thời Q cũng thỏa điều kiện:

 Kết luận-Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

• Khả năng chịu cắt của cốt đai:

• Khả năng chịu cắt của bê tông và thép đai.

Từ biểu đồ bao lực cắt nhận thấy:

mép gối B không đủ khả năng chịu lực ta cần bố trí cốt xiên hoặc tăng cường khả năng chịu cắt của cốt đai muốn vậy ta 2 nhánh �10s200.Lúc đó khả năng chịu cắt của bê tông và thép đai �10 như sau:

 Ta có:

 Vậy ta có 2 vùng đặt đai khác nhau,chỉ riêng mép trái gối biên ta đặt đai 2 nhánh �10s200 trong đoạn K-B

b)Tính cốt treo:

• Chỗ dầm phụ kê lên dầm phụ kê lên dầm chính lực tại đó ở dạng tập trung nên cần bố trí cốt treo để gia cố dầm chính.Lực tập trung truyền lên dầm chính là:

• Chọn cốt treo dang cốt đai 2 nhánh �10 có A sw = 1,58cm 2 Lượng thép treo cần thiết là:

• Chọn đai 2 nhánh �10 bố trí sát 2 bên mép dầm phụ,mỗi bên 5 đai.Vùng đặt đai S x được xác định như sau:Từ mép dưới dầm phụ kẻ đường xiên 45 0 cắt thép chủ của dầm chính tại đâu thì đáy lớn của hình thang

đó là S x Và S x =

3.4)Biểu đồ bao vật liệu:

a)Tính khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt uốn cốt thép:

• Trình tự tính toán như sau:

• Tại tiết diện đang xét cốt thép tại đó có diện tích là A s.

• Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là a bt =25mm,t v =30mm.

• Tính:

*Với a i và A si là của từng lớp thép tương ứng.

• Tính:

Bảng 15-Khả năng chịu lực của tiết diện

Tiết diện Số lượng � thép

Nhịp biên

Cắt 2�25,còn 2�25+2�22.

Hình 17-Hình bao lực cắt và moment dầm chính.

• Trong đó x(mm) là tọa độ của vị trí cắt lý thuyết của tiết diện

 Xác định đoạn kéo dài W

 Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Trong đó:

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

Q s.inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên trong vùng cắt cốt thép dọc.Không bố trí cốt xiên nên Q s.inc = 0.

Q sw –khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết.

• Trong đoạn dầm có đai thép 8 � s200 thì

• Trong đoạn dầm có đai thép �10s200 thì

• Gọi d(mm) là đường kính cốt thép bị cắt.

• Kết quả tính toán như bảng 7.

Bảng 7-Xác định chiều dài đoạn neo cốt thép dầm chính.

C-MỤC LỤC

D-BẢN VẼ