Đồ án kết cấu bê thông cốt thép- UTT

liên hệ để lấy bản cad: 01652916209

I.SƠ ĐỒ KẾT CẤU DẦM SÀN

2 2

1 1

II.SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

III.VẬT LIỆU

Bê tông B20: Rb = 11,5 Mpa ; Rbt = 0,90 Mpa ; Eb = 27103 Mpa

Cốt thép CI: Rs = 225 Mpa ; Rsw = 175 Mpa ; Rsc = 225 Mpa ; Es = 21104 Mpa ;

Kích thước theo phương cạnh ngắn L1 = 2650 (mm)

Kích thước theo phương cạnh dài L2 = 6400 (mm)

Ta có tỉ số

2

1

6400 2650

32 2650 6400 7,5 330 20 CI

CII

Trong đó: - L: Nhịp của bản ( cạnh bản theo phương chịu lực) => L = L1 = 2650 mm

-D: Hệ số phụ thuộc tải trọng tác dụng lên bản D = (0,8 1,4)

b

( mm )Vậy chọn hb = 100 (mm)

=>

1 1( ) 6400 (533,3 320)

12 20

dp

(mm) => Chọn hdp = 500 (mm)

+Bề rộng tiết diện dầm phụ: bdp = (0,3 0,5)hdp

=> bdp = (0,3 0,5)500 = (150 250) (mm)

=> Chọn bdp= 200 (mm) Vậy kích thước dầm phụ: (200 500) (mm)

=>

1 1( ) 7950 (994 663)

8 12

dc

(mm) => Chọn hdc = 700 (mm)

1

g dp

= 2650 – 200 = 2450 (mm) Chênh lệch nhau giữa các nhịp lb và lg:

2450 24352450

Hệ số tin cậy về tải trọng n

Trị tính toán s

g

(kN/m2)

Trị tiêu chuẩn

c s

4 1

b.Hoạt tải

Tải trọng do yêu cầu sử dụng đặt ra

Hoạt tải tính toán theo công thức

tc b

a.Mô men uốn

Mô men uốn tại nhịp biên và gối thứ hai:

Lực cắt của dải bản tại tiết diện bên phải gối thứ nhất:

Tính cốt thép chịu mô men cho dải bản theo bài toán tính cốt đơn tiết diện hình chữ nhật 1

Với bản có hb 100 mm, chọn a = 15mm => Chiều cao làm việc của tiết diện:

= = = 392,97 (mm2)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

= = = 0,46

a (mm) (mm)

54321

Hình 4: Vùng ô bản được phép giảm 20% cốt thép

Cốt thép chịu mô men âm:

Tại gối tựa trung gian:

Xét tỉ số:

9 4,37

nhau, đoạn vươn của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ:

1 2450

6l g = 6

= 408,3 (mm) Chọn 410(mm)

Tính từ trục dầm phụ:

10,5

6l g+ b dp

= 410 + 100 = 510 (mm) Cốt thép chịu mô men dương:

Được đặt xen kẽ nhau, khoảng cách của đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép tường:

1 2450

12l g = 12

= 204,2 (mm) Chọn 200(mm) Khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép dầm phụ:

1 2450

8l g = 8

= 306,3 (mm) Chọn 310(mm) Bản không bố trí cốt đai:

Vì lực cắt hoàn toàn do bê tông chịu:

As,ct 50 s

A

=

272,332

Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực:

Ô bản có kích thước: 2L1< L2 < 3L1 nên:

Hàm lượng

,

s ct A

Chiều dài nhịp tính toán:

-Nhịp biên: Lấy lb bằng khoảng cách từ mép dầm chính đến tâm gối tựa trên tường

2

300 330 2206400

Trong đó: -pdp: là hoạt tải từ bản truyền vào cho dầm phụ

-pb: là hoạt tải trên bản

-L1: là chiều dài cạnh ngắn của bản

γ

: là trọng lượng riêng của dầm BTCT, lấy γ = 25(kN/m) -n: là hệ số độ tin cậy của tải trọng, n = 1,1

-hb: là chiều dày bản sàn

-hdp: là chiều cao tiết diện dầm phụ

-bdp: là chiều rộng tiết diện dầm phụ

Trong đó: -gb: là tải trọng bản thân các lớp sàn

-L1: là chiều dài cạnh ngắn của bản

Nội lực trong dầm phụ được xác định theo sơ đồ biến dạng dẻo

Chênh lệch nhau giữa các nhịp lb và lg:

Ta dùng biểu đồ bao mômen lập sẵn

Chia mỗi nhịp tính toán của dầm thành 5 đoạn bằng nhau,tại tiết diện chia tung độ của hình bao mômen tính theo công thức:

+Với nhánh dương:

2

1 dp o

M+ =βq L

p g

cho trong bảng III phụ lục sách sàn bê tông cốt thép toàn khối

dp

dp

p

Tra bảng và nội suy ta được: k = 0,239

Khoảng cách từ điểm M - = 0 ở nhịp biên đến gối tựa thứ 2:

Tung độ biểu đồ bao lực cắt:

+Lực cắt lớn nhất tại tiết diện bên phải gối thứ nhất:

* Cốt thép dọc chịu mômen âm

Tính theo tiết diện chữ nhật: (b×

h)=(200×

500) (mm)Giả thiết a = 35(mm) => Chiều cao làm việc: ho = h – a = 500 – 35 = 465 (mm)

-Tại gối tựa B có M = 102,5(kNm)

A bh

×

(hợp lý)Tại gối tựa C có M = 86,8(kNm)

A bh

×

(hợp lý)

*Cốt thép dọc chịu mômen dương

Tính theo tiết diện chữ T, có cánh nằm trong vùn chịu nén, chọn bề dày cánh hf = 100 (mm)

Ở nhịp giữa, giả thiết a = 35(mm), ho = 500 – 35 = 465 (mm)

Ở nhịp biên, mômen lớn, có khả năng dùng nhiều thanh cốt thép, giả thiết a = 45(mm),

130, 4 10

0, 04 11,5 1400 455

Các giá trị lực cắt nguy hiểm trên dầm:

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

*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bụng dầm

21 10

7,77

27 10

s b

E E

s

A b

Tính cho bên trái gối B:

b bt o m

( ) (138,82 88,93)

31,98( / )77,841

2 w

, số nhánh cốt đai n = 2 =>

đoạn đầu dầm gần gối tựa

Kiểm tra lại điều kiện đảm bảo độ bền trên tiết diện nghiêng

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

*Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai

w w

w

175 100, 6

117,36( / )150

Đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = 330(mm)

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục:

-L2: là kích thước theo phương cạnh dài của ô bản

-G1: là lực tập trung từ dầm phụ truyền vào dầm chính

-L1: là kích thước theo phương cạnh ngắn của ô bản

-Go: là lực tập trung do trọng lượng bản thân dầm chính

-n: là hệ số độ tin cậy của tải trọng, n = 1,1

Trong đó: -p dp: là hoạt tải phân bố đều trên dầm phụ

-L2: là kích thước theo phương cạnh dài của ô bản

=>P = 23,85 x 6,4 = 152,64(kN)

3.Xác định nội lực

a.Biểu đồ bao mômen

Tung độ biểu đồ mômen tại tiết diện bất kì của từng trường hợp đặt tải được xác định:

P P P

P

P P P

P P

P

P P

P P

A B

M2 M1

Trong các sơ đồ: D, E, F, G bảng tra không cho các trị số α

tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp của cơ học kết cấu

*Sơ đồ D:

Đoạn dầm AB:

1

389,53404,5 274,65( )

3

M = − − − × = kNm

GVHD: LÊ THÀNH NAM SV: T QUANG TÂN Ạ Page

29

B D

404,5

347,06 115,28

4

2 (230,57 115, 28)

230,57 0,00( )3

B43,69M2

M1

173,53 M4

M3 B

4

43, 69 173,53

173,53 101,12( )3

201,62 141,42 -181,1 33,38 -13,88 -322,87ax

m

M

534,12 401,11 -181,10 312,07 356,64 -34,06min

M

128,81 -2,98 -614,32 -92,02 -47,46 -496,40

GVHD: LÊ THÀNH NAM SV: T QUANG TÂN Ạ Page

2650 2650

614,32

187,49 257,11

Ta có quan hệ giữa mômen và lực cắt: “Đạo hàm của mômen chính là lực cắt” Vậy ta có:M’= Q =

115,6

16,8

82Q1

201,7 48,6

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5(Mpa); Rbt = 0,9(Mpa)

Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs = 280(Mpa)

Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI: Rsw = 175(Mpa)

a.Tại tiết diện ở nhịp:

Mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

+Xác định độ vươn của bản cánh Sf:

Sf phải nhỏ hơn hoặc bằng các trị số:

b.Tại tiết diện ở gối:

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

, số nhánh cốt đai n=2+Bước cốt đai theo cấu tạo Sct:

*Đối với đoạn đầu dầm:

h= 700(mm) =>

min( ;500) min(233,3;500)3

ct

h

Chọn Sct = 200 (mm) bố trí trong đoạn L1= 2650(mm) gần gối tựa

*Đối với đoạn còn lại:

+Bước đai lớn nhất Smax:

Tính cho tiết diện gối B: Qmax = QB = 328,8(kN)

217,35( )(1 ) 0,6 1 0,9 300

s s tt

=>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

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:

hs = hdc – hdp = 700 – 500 = 200(mm) khoảng cách giữa 2 lớp cốt treo 50mm

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

a.Khả năng chịu lực của tiết diện

+Ở nhịp lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc: a = 25mm

+Ở gối lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc: a = 35mm,

+Khoảng cách thông thủy giữa 2 thanh cốt thép theophương chiều cao dầm: t = 30mm-Ở nhịp tiết diện chữ T

(mm)

633939

637661661

0,0780,0450,030

0,0750,0440,030

524,96331,62226,11

805353

620647647

0,6660,6340,255

0,4440,4330,223

589,18625,35321,74

x2650

2650x

745050

626650650

0,4580,2650,177

0,3530,2290,16

477,53334,9234,63

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

Cắ

t lần2

x2650

Gối biên (bên trái)

Cắ

t lần1

Cắ

t lần2

Gối biên (bên phải)

Cắ

t lần1

Cắ

t lần2

Nhịp giữa (bên trái)

Cắ

t lần1

Nhịp giữa (bên phải)

Cắ

t lần1

Cắ

t lần1

Cắ

t lần2

c.Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

Trong đó: -d: là đường kính thanh thép cắt

-Q: là lực cắt tại điểm cắt lý thuyết

- sw

q

: là khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

còn

=>As,neo = 1232(mm2)>30%As = 554,1(mm2)

*Tính chiều dài đoạn neo, nối cốt thép:

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu kéo: lneo,k = 30d

Tiết diện Thanh

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu nén: lneo,n = 20d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng kéo: lnối ,k = 35d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng nén: lnối,n =25d

Kết quả tính đoạn neo,nối được tóm tắt trong bảng:

Tiết diện Thanh thép Đoạn neo

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

4939 2 4

1 3 6 8 10

5 7 9 11 2Ø36 1Ø36 1Ø36

2Ø28 1Ø28 2Ø28 1Ø36

1Ø30 2Ø30 1Ø30 2Ø30

1 3 13

1 2 12 4 14 2Ø28+1Ø28 Ø8a50 2Ø28 2Ø28+1Ø30 Ø8a300 Ø8a100

6 10 8 7 11

950

950 900 900

850 700

800 800

2Ø28 1Ø28 2Ø28 1Ø28

2Ø36 2Ø36 2Ø36 2Ø36

1Ø30 1Ø30

2Ø30 1Ø30

6400 6235

330

15900 12970 4000 4000 3004

3103 2518

2218 4938

5875 16036