Thuyết minh tính toán dầm phụ trục b

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM: Tải trọng tác dụng lên dầm gồm có tĩnh tải và hoạt tải Tĩnh tải tác dụng lên dầm gồm: - Trọng lượng bản thân dầm và lớp vữa.. 60 2.8 tg l g d t  Đố

PHẦN B TÍNH TOÁN DẦM TRỤC B TẦNG 3

A TÍNH DẦM D 2 TRỤC B.

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

Dùng bê tông có cấp độ bền B20 có : Rb = 11,5 Mpa, Rbt = 0,9 MPa Dùng cốt thép nhóm AI (Ø < 10) có: Rs = Rsc = 225 Mpa, Rsw = 175 MPa cốt thép nhóm AII (Ø ≥ 10) có: Rs = Rsc = 280 Mpa, Rsw = 225 Mpa

II PHÂN TÍCH VÀ CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH:

Dầm trục B là dầm liên tục 5 nhịp có đầu thừa đối xứng qua đoạn giữa nhịp 3 (từ trục

3 và trục 4), dầm chạy qua các đầu cột Sơ đồ tính là dầm liên tục tựa lên các khớp kê

là các đầu cột

6 5

4 3

2 1

III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM:

Tải trọng tác dụng lên dầm gồm có tĩnh tải và hoạt tải

Tĩnh tải tác dụng lên dầm gồm:

- Trọng lượng bản thân dầm và lớp vữa

- Tải trọng các sàn truyền vào

- Tải trọng do trọng lượng tường và cửa truyền lên dầm

- Tải trọng do các dầm phụ truyền lên

b

q = n.bt.(h - hb).b+ Trọng lượng phần vữa trát:

q = n vt.d.(b + 2h -2hb) Với hb= 100mm:đối với mọi nhịp dầm

Bảng tính tải trọng bản thân dầm

Nhịp dầm

Tiết diện(m)

d(m)

h-hb

(m)

BêtôngN/m3

Phầntrát(N/m3)

Bêtông

Phầntrát

4 3

2 1

1'

4.20m

3.60m 3.90m

3.70m 3.80m

8 9

10

16 17 18 19

22 22

20 20

Tải trọng phân bố trên các sàn sẽ truyền về các dầm với góc truyền lực là 45o

Gọi gs (N/m2) là lực phân bố trên diện tích sàn

Tải gs (N/m2) được truyền về các dầm theo sơ đồ như hình vẽ:

g s l1 2

Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

3.Tải do tường và cửa truyền vào dầm:

 Đối với mảng tường đặc: Để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có phầntường giới hạn trong phạm vi góc 60 là truyền lực lên dầm, còn lại tạo thành lựctập trung xuống nút cột Sơ đồ truyền tải trọng từ tường xuống dầm và nút cột thểhiện trên hình vẽ:

+ Trọng lượng tính toán của 1m2 tường 20 gạch ống: gt =1,1.3300 = 3630 (N/m2) Tải trọng từ tường truyền xuống sẽ có dạng hình thang hoặc hình tam giác:

 Khi tải trọng từ tường truyền

=> gtđ = (1-2.2 + 3).gt.ht

 Khi tải trọng từ tường truyền

xuống có dạng hình tam giác

=> gtđ = 60 )

2.(8

tg

l

g d t

 Đối với mảng tường có cửa: xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm làtoàn bộ trọng lượng tường, cửa phân bố đều trên dầm

c c t t c

t G g S g S G



Trong đó : gt : trọng lượng tính toán của 1 m2 tường

St : diện tích tường trên nhịp dầm đang xét.

nc : hệ số vượt tải đối với cửa

gc : trọng lượng tính toán của 1 m2 cửa (gc=250.1,1=275 (N/m2))

Sc : diện tích cửa trên tường của nhịp dầm đang xét

 gtường =

d l

G



Kết quả tính toán như trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Tải trọng do tường truyền vào dầm.

(m)

S(m2)

- Chiều dài tường 8,4 m, dày 200, có gt = 3300.1,1= 3630 (N/m2)

- Chiều cao tường: ht= 3,3-0,65 = 2,65 (m) (hd= 0,65m)

- Tải trọng phân bố đều trên dầm (Ld= 8,4 m)

- Tải trọng lên dầm có dạng hình thang (như hình vẽ) quy đổi về phân bố đều

Với : a = ht tg30o = ht

33

q = (1 2 2 3).g t h t ;

d l

Sơ bộ chọn tiết diện các dầm phụ là : 20x60 cm

Trọng lượng các dầm phụ trừ phần giao với sàn với chiều dày 10cm:

Bảng tính tải trọng bản thân dầm:

Dầm

phụ

Tiếtdiện(cm) a

(cm)

h-hb

(cm)

BêtôngN/m3

Phầntrát(N/m3)

Bêtông

PhầntrátDP1,2,3,4,5,

b Trọng lượng do sàn truyền vào các dầm phụ: Bao gồm tĩnh tải và hoạt tải

Tương tự các sơ đồ truyền tải trên , tải trọng truyền trên các dầm phụ được tính toán như sau:

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP1

Ô sàn Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

g s : dạng truyền tải qua ô sàn là hình chữ nhật.

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP3

Ô sàn

Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

Với l1: chiều dài của ô sàn theo phương cạnh ngắn

k: 1-22 +3 dạng truyền tải qua ô sàn là hình thang

Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP4:

Ô sàn

Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn (N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

Tổng 7972 3968

Với l1: chiều dài của ô sàn theo phương cạnh ngắn

k: 1-22 +3 dạng truyền tải qua ô sàn là hình thang

.0,5.gs.l1: dạng truyền tải qua ô sàn là dạng hình tam giác

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP5:

Ô sàn

Tải trọng tính toán phân

bố đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

.0,5.gs.l1: dạng truyền tải qua ô sàn là dạng hình tam giác

Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP6:

Ô

sàn

Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

Với l1: chiều dài của ô sàn theo phương cạnh ngắn

k: 1-22 +3 dạng truyền tải qua ô sàn là hình thang

- Tải trọng cầu thang truyền vào dầm phụ DP6

Ta chọn cầu thang truyền vào dầm phụ DP6 có dạng bản, nên tải trọng bản thang chỉ truyền vào dầm phụ DP6 và dầm chiếu nghĩ Từ kết quả tính cầu thang ta có tải trọng trên 1m2 bản thang là 8779 (N/m2), chiều dài bản thang theo phương nghiêng là 3m, rộng 1,15m

- Vậy tải trọng truyền lên dầm DP6 là: 2.(8779.3.

2

15,1

)= 30287 (N/m)

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP7

Ô sàn

Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

Với l1: chiều dài của ô sàn theo phương cạnh ngắn

k: 1-22 +3 dạng truyền tải qua ô sàn là hình thang

.0,5.gs.l1: dạng truyền tải qua ô sàn là dạng hình tam giác

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP8

Ô

sàn

Tải trọng tính toán phân bố

đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

.0,5.gs.l1: dạng truyền tải qua ô sàn là dạng hình tam giác

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ DP9

Ô sàn

Tải trọng tính toán phân

bố đều trên sàn(N/m2) Tải trọng do sàn truyền lên dầm (N/m)

Với l1: chiều dài của ô sàn theo phương cạnh ngắn

8

5

.0,5.gs.l1: dạng truyền tải qua ô sàn là dạng hình tam giác

c Tải do tường truyền vào dầm phụ:

Tường trên các dầm phụ DP1, DP4, xây bằng gạch ống dày 10cm, DP5 có chiều dày 20cm, còn các dầm phụ DP3, DP7, DP8, DP9 không có tường xây

Còn dầm phụ DP2 làm bằng vách kính khung thép có chiều cao 3m chiều rộng 2,5m.Trọng lượng tính toán của 1m2 vách kính khung thép là 400 (N/m2)

Trong đó : gt : trọng lượng tính toán của 1m2 tường 10 gạch ống là 1800 (N/m2)

St: diện tích tường trên nhịp dầm đang xét

nc: Hệ số vượt tải đối với cửa

gc: trọng lượng tính toán của 1 m2 cửa (gc= 250.1,1= 275 (N/m2))

Sc: diện tích cửa trên tường của nhịp dầm đang xét

Tải trọng tường truyền lên các dầm phụ được tính toán như sau:

Bảng 2.4: Tải trọng do tường truyền vào dầm phụ.

(m)

S(m2)

Hoạt tải(qtt)

Tĩnh tải tải trọng tập trung(Ptt)

Hoạt tải tải trọng tập trung(Pht)

, Pht = qtt.

2

d l

ld: Chiều dài dầm phụ đang xét

gtt = gtlbt + gsàn truyền vào + gtường truyền vào

qtt = qsàn truyền vào

Bảng ký hiệu lực phân bố trên trên sơ đồ tải trọng

Tải trọng phân bố đềuKý

P6

q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7

q8

1,9m 0,42m

6 5

4 3

2 1

6 5

4 3

2 1

4 3

2 1

4 3

2 1

4 3

2 1

Hoạt tải 5:

6 5

4 3

2 1

Hoạt tải 6:

6 5

4 3

2 1

q2 q3 q4 q5

Hoạt tải 7:

6 5

4 3

2 1

1,9m 0,42m

Các giá trị qi; Pi xem bảng tổng hợp ở trên

Do hoạt tải có tính chất bất kỳ (xuất hiện theo các qui luật khác nhau ) nên cần tổ hợp

để xác định những giá trị nguy hiểm nhất của nội lực do hoạt tải gây ra

Hoạt tải được chia ra làm nhiều trường hợp, mỗi trường hợp tải trọng chỉ tác dụng lên

1 nhịp Ta có sơ đồ do hoạt hải tác dụng như sau:

Hoạt tải 3: Biểu đồ momen M (T.m)

Hoạt tải 7: Biểu đồ momen M (T.m)

- Cốt dọc chịu lực dùng thép AII, có RSC= RS = 280(MPa)

- Cốt đai dùng thép AI, có RS = RSC = 250MPa(MPa ), RSW = 175 (MPa )

- Bêtông B20, có Rn = 11,5 (MPa ), RBT = 0,9 (MPa )

a Với tiết diện chịu mômen âm tại gối:

Do cánh dầm nằm trong vùng kéo nên ta bỏ qua sự làm việc

M b

m 



- Kiểm tra điều kiện  m R=0,429

+ Nếu  m R  tính toán đặt cốt đơn

- Tính As=

0

h R

F  và thuận tiện cho thi công

- Kiểm tra điều kiện:

 '

0

2 0

a h R

h b R M

A

sc

b R s

+ Nếu  m R và m 0,5  Thì hoặc tăng kích thước tiết diện (nên tăng chiều cao tiết diện ) hoặc tăng cấp độ bền của bê tông

b Với tiết diện chịu mômen dương tại nhịp:

Tính như tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng chịu nén,tham gia chịu lực với sườn nên ta phải kể vào trong tính toán

Tiết diện tính toán lúc này là : h x bc

Với bf = b + 2.sc

sc : Giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

+ 1/6 nhịp tính toán của dầm  sc <1/6x7,5 = 1,25 (m)

+ Có dầm ngang hoặc khi bề dày của cánh h’f =100mm0,1.h=0,1.600=60mm thì

sc <1/2 khoảng cách giữa 2 mép trong của dầm dọc  sc <1/2.2,7 = 1,35 (m) Trong trường hợp đối với dầm trục B thì điều kiện này luôn xảy ra

Chọn sc =1,2 m

+ Kiểm tra trục trung hoà bằng cách tính Mf:

Mf = Rb.bf.hf.(hf - 0,5.hf ) =115.(120.2+25).10.(10-0,5.10) = 1523750(daN.cm)

Mf =152,375 kN.m, từ bảng tổ hợp ta thấy tất cả các mô men M đều lớn hơn > Mf

trục trung hoà qua sườn

tính như tiết diện chữ nhật bxh

Trình tự tính giống như tiết diên chịu mômen âm nhưng thay b

 Đối với nhịp 8,4m ta cũng tính tương tự như trên

3.Kết quả tính toán.

4 Tính cốt đai:

a.Tính toán cốt đai cho dầm nhịp 7,5m, với lực cắt Q max = 238,25 kN = 238250N

+ Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông

0 1 1

b:chiều rộng của tiết diện dầm

s:khoảng cách các cốt đai theo chiều dọc cấu kiện

= 0,01 đối với bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ

=0,02 đối với bê tông nhẹ

0015,0150.250

3,28.2

N bh

Trong trường hợp này dầm không có lực dọc trục nên n=0

Trong mọi trường hợp

5,1

q   (do trong dầm có một phần tải trọng tạm thời v phân bố liên tục)

M N Q

N

Q

b o

()

2

0 max 2

1 3

2 0

max 1

3

2 0

max

2

.2

h

Q q

b sw

,0.2

23845029932

.5,0

256,0.2

23845029932

.5,0



; qsw2= 200 49,5( / )

3,28.2.175

mm N



qsw1-qsw2 =66,03-49,5=16,53N/mm<q1=29,932N/mm

Tính: L1=

2 1

1 max 01

1

sw sw

sw b

q q

c q Q c q c

M c

Trong đó c= m h m

q q q

M

b

b sw

sw

6,0

2.24

,31653029932

141120)

2 2

1 1

86,1.26347238450

46,1.6603086

,1

14112086

38

,443238450

560.250.9,0)

01.(

5,1

)1

b.Tính cốt đai cho lực tập trung.

Trên dầm có nhiều lực tập trung, nhưng những lực tập trung đó nằm trên những tiết diện cách gối tựa một đoạn C vượt quá tiết diện có giá trị mô men lớn nhất Nên ta không tính cốt đai cho lực tập trung

s R A h

đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép dọc

hợp với góc 450 (Đoạn bố trí cốt treo)

a





¿Rs As  tổng lực cắt chịu bởi cốt thép treo đặt trong vùng giật đứt có chiều dài abằng:

a= 2hs+b

b là bề rộng của diện tích truyền lực giật đứt (b= 20cm)

h là chiều cao làm việc của cấu kiện chịu lực F(h=60cm)

hs= 60cm, Vì h=hs do đó ta có:

2 2

4

6 2,82.10 2,8210

.175

49445

cm m

R

F A

s





Chọn cốt đai vai bò 218 có Asw= 3,99cm2 bố trí cốt vai bò như hình vẽ KC-03

b.Tính cốt treo cho đoạn dầm có nhịp (l=8,4m)

Với lực tập trung lớn nhất là F=P7 =59318N

Từ điều kiện để đảm bảo cho bê tông không bị giật đứt:



 s s

s R A h

b là bề rộng của diện tích truyền lực giật đứt (b= 20cm)

h là chiều cao làm việc của cấu kiện chịu lực F(h=65cm)

hs=h = 65cm, do đó ta có:

2 2

4

6 3,39.10 3,3910

.175

59318

cm m

R

F A