TÍNH TOÁN THÉP 1 DẦM

Fa’ Fa Chương 3: Thiết kế các cấu kiện chịu lực của khung a.. Cơ sở tính toán Nội lực tính toán được chọn như trong bảng tổ hợp nội lực.. Ở đây ta chọn các nội lực có mômen dương và môme

Fa’

Fa

Chương 3: Thiết kế các cấu kiện chịu lực của khung

a Cơ sở tính toán

Nội lực tính toán được chọn như trong bảng tổ hợp nội lực Ở đây ta chọn các nội lực có mômen dương và mômen âm lớn nhất để tính thép dầm

Tính toán với tiết diện chịu mômen âm:

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi, với bêtông B25 có Rb= 14,5MPa Cốt thép AIII có

Rs=365MPa

Vì cánh nằm trong vùng kéo, bêtông không được tính cho chịu kéo nên về mặt cường độ

ta chỉ tính toán với tiết diện chữ nhật có tiết diện bxh:

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính được h0 = h – a

Tra bảng ta có R, R

Tính giá trị: αm = b 02

M

- Nếu R thì tra hệ số  theo phụ lục hoặc tính toán:

 = 0,5.(1+ 1 2. m )

Diện tích cốt thép cần thiết: As = 0

M

Rs h

Kiểm tra hàm lượng cốt thép : 0

.

s A

b h

(%)

min= 0,15%<%<max= 0.Rb/Rs= 0,58 x14,5/280= 3 %

Nếu <min thì giảm kích thước tiết diện rồi tính lại

Nếu >max thì tăng kích thước tiết diện rồi tính lại

Nếu R thì nên tăng kích thước tiết diện để tính lại Nếu không tăng kích thước tiết diện thì phải đặt cốt thép chịu nén As’ và tính toán theo tiết diện đặt cốt kép

Tính toán với tiết diện chịu mômen dương:

b’f

Sc

Khi tính toán tiết diện chịu mômen dương Cánh nằm trong vùng nén, do bản sàn đổ liền khối với dầm nên nó sẽ cùng tham gia chịu lực với sườn.Diện tích vùng bêtông chịu nén tăng thêm so với tiết diện chữ nhật Vì vậy khi tính toán với mômen dương ta phải tính theo tiết diện chữ T

Bề rộng cánh đưa vào tính toán: b'f  b 2S c

Trong đó Sc không vượt quá 1/6 nhịp dầm và không được lớn hơn các giá trị sau:

+ Khi có dầm ngang hoặc khi bề dày của cánh

hf’≥0,1h thì Sc không quá nửa khoảng cách thông

thuỷ giữa hai dầm dọc

+ Khi không có dầm ngang, hoặc khi khoảng cách

giữa chúng lớn hơn khoảng cách giữa 2 dầm dọc, và

khi hf’< 0.1h thì Sc ≤6hf’

+ Khi cánh có dạng công xôn (Dầm độc lập):

Sc ≤6.h’f khi h’f>0,1.h

Sc ≤3.h’f khi 0.05h<h’f<0,1.h

Bỏ qua Sc trong tính toán khi h’f<0,05.h

h’f - Chiều cao của cánh, lấy bằng chiều dày bản

Xác định vị trí trục trung hoà:

Mf = Rb.b’f.h’f.(h0-0,5.h’f)

Nếu MMf trục trung hoà qua cánh, lúc này tính toán như đối với tiết diện chữ nhật kích thước b’f.h

Nếu M>Mf trục trung hoà qua sườn, cần tính cốt thép theo trường hợp vùng nén chữ T

Áp dụng tính toán

+Tính thép cốt thép phần tử dầm 17 (nhịp BC tầng 1):

Tính thép chịu mômen âm:

Ta chọn giá trị mômen lớn hơn trong hai giá trị ở hai đầu dầm để tính toán cốt thép Trong trường hợp này cánh của cấu kiện nằm trong vùng kéo nên tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật 60x50cm M= 332.9 KNm

Chọn: a=5cm, h0=50–5= 45 cm

Tra bảng ta có:

R = 0,576, R = 0,41

332.9

0,189

b

M

 = 0,5.(1+ 1 2. m )= 0,5(1 1 2 0,189) 0,894  

Diện tích cốt thép cần thiết:

0

332,9

22,67 10 22.67 365 1000 0,894 0, 45

s

s

M



Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

%= 0

22.67 100% 100% 0.84%

s

A

Chọn 525 cóAs= 24,54 cm2

Tính thép chịu mômen dương:

Kích thước dầm D9: bxh = 60x50 cm

+ Mômen giữa nhịp: M=187,55 KNm

Bề rộng cánh đưa vào tính toán: b’f = b+2.Sc

Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong các giá trị sau:

Sc=min( l/6L; 1/2Ltt) = min( 7,9/6; 8,4/2) = 132cm

Vậy lấy Sc=132cm  b’f =60+2x132 = 324 cm

hf’=9cm

Giả thiết a=5cm  h0= 45 cm

Xác định vị trí trục trung hoà:

Mf = Rb.b’f.h’f.( h0 - 0,5.h’f)

=14,5x103x3,24x0,09x(0,45-0,5x0,09) = 1712.42 (KNm)

Ta có M = 187,55 KNm < Mf = 1712,42 KNm nên trục trung hoà đi qua cánh

αm = ' 02 3 2

187,55

b f

M

=0,5.(1+ 1 2. m )=0,5(1 1 2 0, 02) 0,990  

Diện tích cốt thép cần thiết:

0

187,55

11.53 10 ( ) 11.53 365 1000 0,99 0, 45

s

s

M



Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

%= 0

11.53 100% 100% 0.43%

s

A

Chọn 320+118 cóAs= 11,96 cm2

c Tính toán cốt đai cho dầm.

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, lực cắt lớn nhất trong dầm:

Qmax= 219,88 kN

- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính : Q max  0,3 R b b.h 0

Rb - Cường độ chịu nén của bê tông

b - chiều rộng của tiết diện chữ nhât

s - khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc cấu kiện

Chọn cốt đai 8, 2 nhánh, diện tích một lớp cốt đai là: Asw= 2x 50,3= 100.6mm2

Khoảng cách S giữa các cốt đai phải tuân thủ các các quy định sau đối với nhà cao tầng theo TCVN 198-1997:

Trong phạm vi chiều dài 3hd từ mép cột, khoảng cách các đai phải thỏa mãn không lớn hơn 0,25hd, 8 lần đường kính thép dọc và 150mm

Tại khu vực giữa dầm, khoảng cách đai không lớn hơn 0,5hd, 12 lần đường kính cốt dọc

và 300mm

Vậy ta có:

Tại mép dầm: S min(0, 25 ;8 ;150h d d mm) min(125;200;150) 125(  mm)

Tại giữa dầm: Smin(0,5 ;12 ;300h d d mm) min(250;300;300) 250(  mm)

Chọn S = 125mm.

Vậy ta có:

w

175 10 100.6 10

140,84( / ) 0.125

s

S



Kiểm tra điều kiện hạn chế:

0,6Rbtbh0 Qmax 0,3Rbbh0

0,6Rbtbh0 = 0,61,051030,60,45 = 170,1 kN  Qmax= 219,88 kN

0.3Rbbh0 = 0,314,51030,60,45= 1174.5kN  Qmax= 219,88 kN

Kiểm tra điều kiện để dầm không bị phá hoại do Qmax:

Qmax Qu min = Qb min + Qsw

Qb min = 0,6Rbtbh0 = 170,1 kN

Qsw = qswC0

3 0

0,6 0, 45

140,84 min(1,37;0,90) 0,9( )

bt sw

b h

q m

Qsw = 140.840.9 = 126.76 kN

Vậy: Qu min = 170.1 + 126.76 = 296.86 kN > Qmax= 219,88 (thỏa mãn)

Kết luận: Với phần tử dầm số D9 ta đặt cốt thép đai 8a125 trong đoạn 3hd=1.5m tính từ mép dầm, đoạn giữa dầm đặt 8a250