Thuyết minh tính toán Đồ án bê tông 1

Thuyết minh tính toán dần sàn cho đồ án Bê tông 1 I – CAÙC SOÁ LIEÄU TÍNH TOAÙN: 1 – Cho Maët baèng saøn coù sô ñoà nhö hình veõ döôùi: a Caïnh ngaén: l1 = 2.2m ; caïnh daøi: l2 = 4.8m b – Hoaït taûi tieâu chuaån: Ptc = 800 daNm2; n = 1,2 c – Vaät lieäu Beâ toâng B20, coát theùp cuûa baûn vaø coát ñai nhoùm AI, theùp doïc daàm nhoùm AII d – Sô ñoà maët baèng saøn: Yeâu caàu thieát keá saøn söôøn ñoå beâ toâng toaøn khoái coù maët baèng nhö hình veõ treân.

I – CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1 – Cho Mặt bằng sàn có sơ đồ như hình vẽ dưới:

a - Cạnh ngắn: l 1 = 2.2m ; cạnh dài: l 2 = 4.8m

b – Hoạt tải tiêu chuẩn: Ptc = 800 daN/m2; n = 1,2

c – Vật liệu Bê tông B20, cốt thép của bản và cốt đai nhóm AI, thép dọc dầm nhóm AII

d – Sơ đồ mặt bằng sàn:

Yêu cầu thiết kế sàn sườn đổ bê tông toàn khối có mặt bằng như hình vẽ trên

Tra bảng: Bê tông B20 có: Rb = 11.5 Mpa

Rbt = 0.9Mpa

Thép: AI: R s = 225Mpa

Xét tỷ số: cạnh dài/ cạnh ngắn :

Xem bản là bản làm việc 1 phương Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm Các dầm từ trục 2 đến trục 5 là dầm chính , các dầm dọc là dầm phụ Để tính toán bản , ta cắt 1 dãi bản rộng 1m vuông góc với các dầm phụ và xem như là mặt dầm liên tục

1 – Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán của bản sàn:

a – xác định sơ đồ kích thước cho các tiết diện:

Vậy dầm phụ: bdp x hdp = (200 x 400)mm

 Giả thiết kích thước dầm chính:

Chọn hdc = 700mm

b dc 300mm

Vậy dầm chính: bdc x hdc = (300 x 700)mm

2 1

+ Chênh lệch giữa các nhịp:

c – Xác định tải trọng tính toán:

 Hoạt tải tính toán:

Ps = Ptc x n = 800 x 1,2 =9.6(kN/m2)

 Tĩnh tải: (căn cứ theo cấu tạo mặt sàn)

-Trọng lượng mỗi lớp:

 Tính tải do các lớp cấu tạo sàn:

 Toàn bộ tỉnh tải tính toán:

 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn:

qs = Ps + gs = 3.274+9.6= 12.874(kN/m2)

Vì được tính như một dầm liên tục đều nhịp có bề rộng 1(m) nên tải trọng tính toán phân bố đều trên một bản sàn là:

Qtt b = qs x 1(m) = 12.874(KN/m)

Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ tính toán bản sàn:

2-Xác định nội lực trong bản

Momen ở nhịp biên

Momen ở gối thứ hai

Momen ở nhịp giữa, gối giữa

Trong đó: l* = max(lb, lg)

3 – Tính toán cốt thép bản sàn:

a – Tính cốt thép: Vì bản sàn được coi như dầm liên tục có tiết diện chữ nhật (100 x 8)cm

- chọn lớp bê tơng bảo vệ : a = 1.5cm

+ Chiều cao tính toán của bản: ho = hb – 1.5 = 8 – 1.5 = 6.5(cm)

+ Tính cốt thép cho bản sàn ta áp dụng công thức như với dầm chịu uốn, theo các công thức sau:

R A

Kết quả tính toán ghi trong bảng dưới đây:

Tiết diện M(Kn.m) A α Fa(cm2) Chọn thép cm2 (%)

Fa’ = Fa x 0,8 = 2.36*0.8 = 1.888 (cm2);

chọn cốt thép 6a150 Fa= 1.89cm2

b - Bố trí cốt thép xem bản vẽ:

+ Chọn cốt thép đặt vuông góc với dầm chính cần 6

và 50%Famax = 3.37*0,5 = 1.685cm2 => 6a200 (Fa = 1.41cm2)

+ Chọn cốt thép cấu tạo (phân bố) do: 2 <

1

2

l

l = 2.18 3

 Ascấu tạo = 20%As= 0,2 x Asmax = 0,2.3.37= 0.674(cm2)

 Bố trí 36 trên 01 mét dài; a = 300

 Kết luận chọn thép cấu tạo : 6a300

B – TÍNH DẦM PHỤ:

1 – Sơ đồ tính toán:

 9.6 2.93 33.274

S S

p g

Dầm phụ là dầm liên tục truyền trực tiếp tải trọng lên các dầm chính nên gối tựa là các dầm chính trực giao với nĩ Tính dầm phụ cũng theo sơ đồ cĩ xét biến dạng dẻo, nên nhịp tính tốn lấy bằng khoảng cách giữa hai mép dầm chính

Kích thước sơ bộ của dầm chính :

Dưới đây là sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính toán của dầm phụ:

2 – Tính tải trọng tác dụng lên dầm phụ:

P

Momen âm triệt tiêu cách gối mép gối tựa 2 một đoạn :

x1= k*L0b = 0.2644*4.59 = 1.1934 m Đối với nhịp biên :

x2= 0.15*L0b = 0.15*4.59 = 0.688 m Đối với nhịp giữa :

x3= 0.15*L0 = 0.15*4.5 = 0.675 m Mơmen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn :

x4= 0.425*L0b = 0.425*4.59= 1.95 m

3 – Tính và vẽ biểu đồ bao momen:

Tung độ của hình bao momen được xác định: M = ql2 ; trong đó  được xác định theo  = f(Ptt dp/g tt dp),  có trị số khác nhau với momen âm và momen dương

 tra bảng (trường hợp này cho sẵn trên dạng biểu đồ bao momen)

Nhịp Vị trí tiết

diện Giá trị () Của M+ Giá trị ()

của M- Giá trị l và

+

- (daN.m)s Nhịp biên Gối A 0

b – Tính và vẽ biểu đồ lực cắt:

Tại tiết diện nhịp :

Tương ứng với mơmen dương bản cách chịu nén, tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T: Xác định St :

Giả thiết a = 35mm vậy h0 = 400 – 35 = 365mm

Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mơmen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

s

R A

45.31 0.14787 0.1608 5.999558 412 +210

Fa=609.4(cm2) 0.03287 Nhịp giữa

(1160*400) 38.07 0.06212 0.06418 4.789307

212 +214 Fa=5.34(cm2) 0.05248

Gối

giữa(200*400) 38.07 0.12424 0.1331 4.966111 212 +214

Fa=5.34 (cm2) 0.02721

5 – Tính cốt đai và cốt xiên:

Tính cốt đai cho tiết diện cĩ lực cắt lớn nhất Qmax = 82.84 kN

 Kiểm tra điều kiện tính tốn :

2 0

    3 

3(1 )* * * 0 0.6*1*0.9*10 *0.2*0.365 39.42

cho nên phải tính cốt đai

 Chọn cốt đai 6, (asw= 28mm2), số nhánh cốt đai n=2

Khoảng cách giữa hai cốt đai theo cấu tạo :

- Trong đoạn gần gối 

- Trong khoảng l/4 gần các gối cĩ giá trị lực cắt khá lớn cho nên trong các khoảng đĩ

ta chọn bước cốt đai là u = 150 mm, cịn các khoảng cịn lại lực căt Q nhỏ dần nên để tiết kiệm vật liệu ta chọn bước cốt đai là u = 250 mm (theo cấu tạo)

(1160*400)

212+214 5.34 42 35.8 0.073 0.0703 41.4446

214 3.078 42 35.8 0.0421 0.0412 24.272 gối giữa

1 – Sơ đồ tính toán:

- Dầm chính là dầm liên tục 4 nhịp được tính theo sơ đồ đàn hồi

- Giả thiết tiết diện dầm là : bdc=300mm, hdc=700mm

- Giả thiết kích thước cột: (300*300)mm

- Dầm gối lên tường một đoạn là 340mm bằng chiều dày của tường

Sơ đồ tính :

* Nhịp tính toán:

Lg = 3 xl1 = 3 x2.2 = 6.6(m)

Lb = 3 x l1 = 3 x 2.2 = 6.6(m)

2 – Xác định tải trọng:

- Tải trọng truyền từ bản sàn lên dầm phụ rồi từ dầm phụ lên dầm chính dưới dạng lực tập trung

+ Do trọng lượng bản thân dầm chính:

G2== n g*bt*b dc*S0 0.3*25*(0.7 0.08)*2.2*1.1 11.253( )  kN

Tỉnh tải tác dụng tập trung:

G = G1 + G2 = 43.008+11.253 = 54.261 (kN)

3 – Tính và vẽ biểu đồ bao momen:

Tính tốn nội lực trong dầm chính :

Cần vẽ biểu đồ bao mơmen và biểu đồ bao lực cắt : dùng phương pháp tổ hợp tải trọng

Để cĩ biểu đồ bao mơmen và biểu đồ lực cắt do tĩnh tải gây ra, ta đặt tồn bộ tĩnh tải lên dầm chính

Giá trị mơmen tại các tiết diện :

Biểu đồ mơmen và lực cắt do hoạt tải gây ra :

Hoạt tải khơng xảy ra địng thời trên tất cả các bản sàn nên ta cĩ nhiều trường hợp đặt hoạt tải : Trường hợp 1 :

-0,095 -63.56

Xác định mômen ở các mặt cắt 1-1, 1-2 theo các nguyên tắc :

Bảng giá trị lực cắt :

Tính toán cốt thép cho dầm chính :

Xác định mômen tại các mép gối :

Mômen tại mép gối trái B :

để tính thép chọn mômen ở mép gối lớn nhất M = 296 (kN)

Tại tiết diện nhịp :

Tương ứng với mômen dương bản cách chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T:

Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mơmen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

s

R A

Fa=22.80(cm2) 1.17237 Nhịp giữa

(1260*700) 188.2 0.05533 0.05696 13.24559

220 +222 Fa=13.88(cm2) 0.29111

Gối

giữa(300*700) 242.73 0.16652 0.18333 18.2718

620 Fa=18.852(cm2) 0.93701

Tính cốt đai :

Tính cốt đai cho tiết diện cĩ lực cắt lớn nhất Qmax = 229.46kN

 Kiểm tra điều kiện tính tốn :

2 0

    3 

3(1 )* * * 0 0.6*1*0.9*10 *0.3*0.65 105.3

cho nên phải tính cốt đai

 Chọn cốt đai 8, (asw= 50.3mm2), số nhánh cốt đai n=2

Khoảng cách giữa hai cốt đai theo cấu tạo :

- Trong đoạn gần gối 

- Trong khoảng l/4 gần các gối cĩ giá trị lực cắt khá lớn cho nên trong các khoảng đĩ

ta chọn bước cốt đai là u = 20 cm, cịn các khoảng cịn lại lực căt Q nhỏ dần nên để tiết kiệm vật liệu ta chọn bước cốt đai là u = 25 cm (theo cấu tạo)

Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính phải bố trí cốt gia cường

Lực tập trung so dầm phụ truyền lên dầm chính :

Vậy ta chọn 6 đai bố trí hai bên mép dầm phụ

Khoảng cách giữa các cốt treo ở mỗi bên mép dầm phụ

(300*700)

622 22.8 61 63.9 0.2327 0.2056 289.667

422 15.204 61 63.9 0.1552 0.1431 201.635

222 7.602 61 63.9 0.0776 0.0746 105.058 nhịp giữa

(1260*700)

220+222 13.88 61 63.9 0.0607 0.0589 193.502

222 7.602 61 63.9 0.0333 0.0327 107.481 gối giữa