thuyết minh đồ án bê tông cốt thép 1

chi tiết thuyết minh đồ án bê tông cốt thép 1 hệ đại học chính quy................................................................................................................................... ..............................................................................................................................................................................

I SƠ ĐỒ THIẾT KẾ DẦM SÀN

28800

2400 2400 7200 2400

5 4

3 2

PtckN/m2

Bề rộngtường(m)

Bê tôngB20 (Mpa)

Cốt thépSàn C Cốt đai C

(Mpa) Cốt dọc C(Mpa)

Rbt=0,9

Rs=225 Rsw=175 R2=280

γb=1b=11.Gạch lát:γ=2500 kg/mγb=1=2500 kg/m3;δ=1,5cm;n=1,2δ=1,5cm;δ=1,5cm;n=1,2n=1,2

Hình 2 Các lớp cấu tạo trên sàn

Bê tông B20:γ=2500 kg/m Rb=11,5 Mpa , Rbt=0,9Mpa , Eb=27×10-3 Mpa

Cốt thép CI:γ=2500 kg/m Rs=225 Mpa , Rsw=175 Mpa, Rsc=225 Mpa, Es=21×10-4Mpa

CII:γ=2500 kg/m Rs=280 Mpa, Rsw225 Mpa, Rsc=280 Mpa,

Es=21×10-4 Mpa, γb=1b=1, ξR=0,650, αR=0,439;δ=1,5cm;n=1,2, ξpl=0,37, αpl=0,225

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

I.BẢN SÀN

1.Sơ đồ tính

Xét tỉ số 2 cạnh ô bản :γ=2500 kg/m

2 1

5,52,3 22,4

28800

2400 2400 7200 2400

5 4

3 2

Hình 3 C t 1 d i b n có chi u r ng 1mắt 1 dải bản có chiều rộng 1m ải bản có chiều rộng 1m ải bản có chiều rộng 1m ều rộng 1m ộng 1m

2.Tính toán sơ bộ kích thước cấu kiện

a Bản sàn

- Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn:γ=2500 kg/m

1,2 2400

9630

3.Nhịp tinh toán của bản :

(mm)Nhịp giữa:γ=2500 kg/m L g L1 b dp 2400 200 2200  (mm)

Chênh lệch nhau giữa các nhip Lbvà Lg :γ=2500 kg/m

100 100

1,21,31,11,3

4570,227546,8

Bảng 1 Tính toán và ghi kết quả tĩnh tải

b Hoạt tải:γ=2500 kg/m Hoạt tải tính toán P b  n p tc 1, 2 12 14, 4  kN m/ 2

Trong đó:γ=2500 kg/m n là hệ số tin cậy của hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995

p tc là tải trọng tình toán lấy theo đề bài

c.Tổng tải:γ=2500 kg/m Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản sàn có chiều rộng b=1m:γ=2500 kg/m

100 100

100

5,67 KN.m 7,7KN.m

100

7,7KN.m

2200 2200

Hình 5 Sơ đồ tính toán và nội lực của dải bản

6 Tính cốt thép chịu mô men uốn

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20:γ=2500 kg/m Rb=11,5 Mpa

Ta tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo :γ=2500 kg/m   1 1 2 m  1 1 2 0,093 0,098  

2 0

0,098.11,5.1000.85

425,75( )225

b s

b a s A



Với :γ=2500 kg/m bl bề rộng đặt thép bằng 1000mm

Asl diện tích tiết diện ngang của thép

Hàm lượng thép tối thiểu và tối đa:γ=2500 kg/m

2

mm m

v g

=> Chọn = 467(mm)

b Thép dọc chịu mô men dương

Được đặt xem kẽ nhau,khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến đầu mút

c Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn

Bản không bố trí cốt đai vì lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu:γ=2500 kg/m

→Ta chọn thép 6,S150mm có A s 188,67 2

mm

Sử dụng các thanh mũ ,đoạn vươn ra tính từ mép dầm chính:γ=2500 kg/m

.2200 550

Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực:γ=2500 kg/m

Hàm lượng  20% tại gối biên và nhịp biên

2

 Chọn thép 6 ,a = 200 ( mm) A  s 142(mm2 )

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

Đoạn bản kê lên tường là :γ=2500 kg/m Sb  hb  100 (mm) và S b 120 (mm)

Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo

Theo giả thiết kích thước dầm chính là (300 800)mm

Ta xác định được các nhịp tính toán của dầm phụ:γ=2500 kg/m

Nhịp biên:γ=2500 kg/m lấy L b bằng khoảng cách từ mép dầm chính đến tâm gối tựa trên tường2

300 450 220

dc t d b

(mm)Nhịp giữa:γ=2500 kg/m lấy L g bằng khoảng cách 2 mép dầm chính

g dc

(mm) Chênh lệch nhau giữa các nhịp L b và L g :γ=2500 kg/m

Tra bảng và nội suy ta được k = 0,278

Tung độ của biểu đò bao mô men tính theo công thức:γ=2500 kg/m M   q dpL2

(đối với nhịp biên thì L L b 5235mm ;δ=1,5cm;n=1,2L L g 5200mm)

Mô men âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tự 2 một đoạn là:γ=2500 kg/m

1 b 0, 278 5, 235 1, 455( )

X  k L    m

Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn là:γ=2500 kg/m

Đối với nhịp biên:γ=2500 kg/m X2 0,15L b 0,15 5, 235 0, 785( )  m

Đối với nhịp giữa:γ=2500 kg/m X3  0,15 L g  0,15 5, 2 0,78( )   m

Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn là:γ=2500 kg/m

Bên trái gối thứ 2:γ=2500 kg/m 2t 0,6 0, 6.46,873.5, 235 147, 2( )

5500 5500

5200 220

Bê tông có cấp đồ bền chịu nén B20 có:γ=2500 kg/m R b 11,5Mpa R, bt 0,9Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII:γ=2500 kg/m R s 280Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI:γ=2500 kg/m R sw 175Mpa

a Cốt dọc

Với mô men âm

Tính theo tiết diện hình chữ nhật b = 200mm, h = 450mm

Giả thiết a = 35mm, h0 450 35 415  mm

Tại gối B với M = 91,8kNm

Tại gối C với M = 91,8kNmVới mô men dương.

Tính theo tiết diện chữ T,có cánh nằm trong vùng chịu nén ,bề dày cánh

   (kNm)nên trục trung hòa đi qua cánh

Tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật (b f h dp) = (1400 450) (mm)

0,043.1.11,5.1400.415

1026,1( )280

b b s

689,6 0,83 2 18 1 18   763,4

Gối C

200 450

91,8 415 0,23 0,26 886,3 1,06 2 20 1 20   942,5

Nhịp biên Gối B Nhịp giữa Gối C

Bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm

 Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt ngang chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải ngiêng giữa các vết nứt xiên

R b h s

3min ;δ=1,5cm;n=1,25004

b Q

(kN) ;δ=1,5cm;n=1,2 0 1

6285,8 235, 2

0, 415

b b

M Q

Xác định q sw theo công thức:γ=2500 kg/m

max 1 w

60,862

b s

(kN/m)Kiểm tra điều kiên phá hoại giòn

min w

Q q

h

(kN/m) (thỏa mãn)

Chọn cốt đai 8(a sw  50,3mm2) số cốt nhánh đai n = 2

=>A sw n a. sw  2.50,3 100,6  mm2

Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai:γ=2500 kg/m

w w w

175.100,6

289,5560,8

s s tt

s

R A s

q

mmVới kết quả tính được chọn S = min{ s ct=150(mm)

s max=339,15(mm)

s tt=289,55 (mm)

=>Chọn S = 150(mm)Chọn 8 a150 (mm) bố trí cho đoạn

Kiểm tra lại điều kiện đảm bảo độ bền trên tiết điều nghiêng:γ=2500 kg/m

21.10

7,77827.10

s b

E E

;δ=1,5cm;n=1,2 w

100,6

0,00335 200.150

bt

Vậỵ đảm bảo điều kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai:γ=2500 kg/m

s s s

R A q

S

(kN/m) Kiểm tra điều kiện chống phá hoại giòn cho đoạn đầu dầm:γ=2500 kg/m

 2

min w

46,44

2 2.0, 415

b s

-Ta bố trí cốt đai 8 a150 ở hai bên gối trong đoạn

C  đoạn dầm chính kê lên tường, chọn C dc  t 450 (mm), b  c 400 (mm)

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục cụ thể như sau:γ=2500 kg/m

-L1:γ=2500 kg/m là kích thước theo phương cạnh ngắn của ô bản

-Go:γ=2500 kg/m là lực tập trung do trọng lượng bản thân dầm chính

-n:γ=2500 kg/m là hệ số độ tin cậy của tải trọng, n = 1,1

-: là trọng lượng riêng của dầm BTCT,  25(kN m/ 3)

=>G = 0 1,1.25.0,3 0,6 0,1 2,4    0,45 0,1 0,2    9,32

(kN)Vậy G = 68,27 + 9,32 = 77,59(kN)

b Hoạt tải tập trung

a Biểu đồ bao mô men

Các trường hợp đặt tải:γ=2500 kg/m sơ đồ tính dầm chính đối xứng,các trường hợp đặt tải trình bày như hình

P P

P P

P P

P P

P P

P P

P P

Xác định biểu đồ mô men cho từng trường hợp đặt tải.

Tung độ biểu đồ mô men tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:γ=2500 kg/m

Trong các sơ đồ:γ=2500 kg/m D, E, F, G bảng tra không cho các trị số  tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp của cơ học kết cấu

456,192

391,413

M4 M3

M4

67,264 50,13

599.089

129,677 110,503

Hình 8:γ=2500 kg/m Biểu đồ bao mômen M (kNm)

Xác định mô men mép gối

Gối B Gối C

b Biểu đồ bao lực cắt

Xác định biểu đò lực cắt cho từng trường hợp tải

Ta có quan hệ giữa mô men và lực cắt đạo hàm của mô men chính là lực cắt.vậy ta cóM' Q tg

Xét hai tiết diện a và b cách nhau 1 đoạn x, chênh lệch mô men của 2 tiết diện

Bê tông có cấp đọ bền chịu nén B20 có:γ=2500 kg/m R b 11,5Mpa R, bt 0,9Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII:γ=2500 kg/m R s 280Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI:γ=2500 kg/m R sw 175Mpa

Tính toán cốt thép dọc:γ=2500 kg/m

a Tại tiết diện ở nhịp:γ=2500 kg/m Mô men dương,bản cánh chịu nén,tiết diện tính toán là tiếtdiện chữ T

-Xác định S :γ=2500 kg/m f

Mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

Tiết diện ở nhịp Tiết diện ở gối

Kết quả tính toán cốt thép dọc được tóm tắt trong bảng

(1500 800 )

524,36

8 750 0,054 0,944 2568,3 0,235

3 28 2 25   2829Gối biên

(300 800 )

599,089

*Đối với đoạn đầu dầm:γ=2500 kg/m

h= 800(mm) => ct min( ;δ=1,5cm;n=1,2500) min(266, 6;δ=1,5cm;n=1,2500)3

h

Chọn Sct = 200 (mm) bố trí trong đoạn L1= 2400(mm) gần gối tựa

Đối với đoạn còn lại:γ=2500 kg/m

3 min( ;δ=1,5cm;n=1,2500) min(600;δ=1,5cm;n=1,2500) 4

ct

h

Chọn Sct = 400(mm)

+Bước đai lớn nhất Smax:γ=2500 kg/m

Tính cho tiết diện gối B:γ=2500 kg/m Qmax = QB =350,9 (kN)

+Bước đai tính toán Stt:γ=2500 kg/m

Chọn cốt đai 8a100 cho đoạn L = 2400(mm) gần gối tựa

+Kiểm tra cho đoạn dầm gần gối

Kiểm tra điều kiện hạn chế:γ=2500 kg/m

4 3

3 w1 1

0,3 b R bh b o  0,3 1,13 0,885 11,5 300 730 755,58 10 ( )        N Q B  350,9(kN)

=>Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Kiểm tra khả năng chịu cắt tối thiểu của bê tông và cốt đai

2 2

w w

w

100,6 175

157,942( / ) 100

Vậy bố trí cốt đai8a100 ở hai bên gối trong đoạn L1 = 2200(mm)

Bố trí8a300 trong đoạn L1 = 2200(mm) giữa dầm

7.Tính cốt treo

Tại những chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính (tránh

sự tập trung ứng suất làm phá hoại dầm chính)

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:γ=2500 kg/m

F = P+G – Go = 190,08+77,59-9,32 = 258,35(kN)

Chọn cốt đai 8, n = 2, asw = 50,3(mm2) thì diện tích cốt thép cần thiết:γ=2500 kg/m

3

2 w

h h F

hs = hdc – hdp = 800 – 450 = 350(mm) khoảng cách giữa 2 lớp cốt treo 70mm

8a70

8.Tính toán cốt thép và vẽ hình bao vật liệu

a.Khả năng chịu lực của tiết diện

(1500 800) 

3 28 2 25  Cắt 2 25 còn3 28Cắt 1 28 còn 2 28

282918471231

593939

741761761

0,06190,03940,0262

0,06000,03860,0259

568,8385,8258,8

Gối biên

(300 800) 

5 30Cắt 2 30 còn3 30Cắt 1 30 còn 2 30

353421211414

745050

726750750

0,39510,22950,1530

0,31700,20310,1413

576,4394,1274,2Nhịp giữa

(1500 800) 

3 28Cắt 1 28 còn 2 28

39

761761

0,03940,0262

0,03860,0386

385,8258,8Gối giữa

Cắt 2 28 còn3 28Cắt 1 28 còn 2 28

307818471231

724949

728751751

0,34310,19960,1330

0,28420,17960,1241

519,6349,4241,5

b.Xác định vị trí cắt lý thuyết

Bảng xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

Tiết diện Than

h thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x(mm) Q(kN)Nhịp

1 28

2400258,8

2 25

Cắ

t lần2

1 28

405,6 258,8

110,5

t lần2

x 2400

2400

Cắ

t lần2

1 30

599,1 274,2

129.6 x

1 28

x 110,5

283,1 258,8

1 28

x 258,8 365,8

23,8

2 28

x 2400

1 28

x 2400

499,5

864 300,2

c.Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:γ=2500 kg/m

Trong đó:γ=2500 kg/m -d:γ=2500 kg/m là đường kính thanh thép cắt

-Q:γ=2500 kg/m là lực cắt tại điểm cắt lý thuyết

9.Kiểm tra về neo cốt thép

Cốt thép ở phía dưới sau khi cắt phải đảm bảo số còn lại phải neo chắc vào gối

Thỏa mãn :γ=2500 kg/m A s neo,  30%A s

Nhịp biên:γ=2500 kg/m 3 28 2 25   có As = 2829(mm2)

Cắt 2 25 1 28   còn 2 28 =>As,neo = 12231(mm2)> 30%As = 848,7(mm2)Nhịp giữa:γ=2500 kg/m 5 30 có As = 3826(mm2)

Cắt3 30 còn 2 30 =>As,neo = 1414(mm2)>30%As = 1147,8(mm2)

*Tính chiều dài đoạn neo, nối cốt thép:γ=2500 kg/m

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu kéo:γ=2500 kg/m lneo,k = 30d

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu nén:γ=2500 kg/m lneo,n = 20d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng kéo:γ=2500 kg/m lnối ,k = 35d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng nén:γ=2500 kg/m lnối,n =25d

Kết quả tính đoạn neo,nối được tóm tắt trong bảng:γ=2500 kg/m

Tiết diện Thanh thép Đoạn neo

(mm) Đoạn nối(mm) Chọn (mm)Nhịp biên bên

+Cốt giá:γ=2500 kg/m vì h = 800(mm) nên ta phải đặt thêm cốt phụ để đảm bảo khoảng cách giữa các

lớp cốt dọc 400 (mm)

Đặt theo cấu tạo, diện tích cốt thép:γ=2500 kg/m A CT 0,1%bh o 0,1% 300 750 225(   mm2)

Chọn 2 12 (As = 226 mm2) chạy dọc giữa mặt bên dầm, cốt đai 8a400số nhánh n = 1+Cốt dọc cấu tạo:γ=2500 kg/m được sử dụng làm cốt giá tựa cho cốt đai ở nhịp biên, trong đoạnkhông

có mômen âm, diện tích cốt thép:γ=2500 kg/m A CT 0,1%bh o 0,1% 300 750 225(   mm2)

Chọn 2 12 (As = 226 mm2) chạy dọc dầm theo sườn dầm, cốt đai 8a400số nhánh n = 1