Nhằm giúp các bạn chuyên ngành Kiến trúc xây dựng có thêm tài liệu tham khảo, mời các bạn cùng tham khảo thuyết minh tính toán đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối có bản dầm dưới đây. Nội dung bài thuyết minh giới thiệu đến các bạn thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm, tính toán sàn, thiết kế dầm phụ,...
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM
Trang 2I. NHI M V THI T K :Ệ Ụ Ế Ế
Thi t k sàn sế ế ườn toàn kh i có b n lo i d m .ố ả ạ ầ
S LI U CHO TR Ố Ệ ƯỚ C:
8.41
2
l
l
xem b n làm vi c theo m t phả ệ ộ ương. Ta có sườn toàn kh i ố
có b n lo i d m.Các d m qua tr c B,C là d m chính,vuông góc v i d m chính là ả ạ ầ ầ ụ ầ ớ ầ
d m ph C t m t d i b n r ng 1m, vuông góc v i d m ph và đầ ụ ắ ộ ả ả ộ ớ ầ ụ ược xem là các
d m liên t c.ầ ụ
Trang 32. L a ch n kích thự ọ ướ ấc c u ki n:ệ
a. B n:ả
Xác đ nh s b chi u dày c a sàn:ị ơ ộ ề ủ
)(772100
*30
1.1
l dp 2 4.8 : Nh p d m ph ị ầ ụ
12
1:20
1(
*)12
1:20
1(
*)8
1:12
C t theo phắ ương c nh m t d i có chi u r ng b=1m xem b n nh m t d m liênạ ộ ả ề ộ ả ư ộ ầ
t c nhi u nh p,g i t a là tụ ề ị ố ự ường biên và các d m ph ầ ụ
B n sàn đả ược tính theo s đ k kh p d o,nh p tính toán l y theo mép g i t a.ơ ồ ồ ớ ẻ ị ấ ố ự
Nh p gi aị ữ : l g l1 b dp 2100 200 1900(mm)
2
12002
12002
121002
12
12
Trang 4L p c u t oớ ấ ạ (Kg/m) 3 Chi udày(mm)ề H s đ tin c yệ ố ộ ậ
*600
6
5. Xác đ nh n i l c b n sàn ( theo s đ bi n d ng d o ) :ị ộ ự ả ơ ồ ế ạ ẻ
Mômen nh p biên và g i th 2ở ị ố ứ :
)/(02.411
94.177.1111
2 2
M
g nb
Mômen nh p gi a và g i gi aở ị ữ ố ữ :
)/(65,216
9.177.1116
2 2
m kNm
ql M
gg ng
Trang 56 2
10
*02
0
mm h
2
6 2
10
*65,
0
mm h
Trang 6(kNm/m) mm2 )
%(mm)
u(mm) (mmAsc2/m)
840
g p
D m ph tính theo s đ kh p d o. S đ tính là m t d m liên t c 3 nh p có cácầ ụ ơ ồ ớ ẻ ơ ồ ộ ầ ụ ị
g i t a là tố ự ường biên và các d m chính.ầ
S đ tính toán d m phơ ồ ầ ụ
Cdp: Đo n d m ph kê lên tạ ầ ụ ường, Cdp ≥ 220 mm, ch n Cọ dp = 220 mm
Nh p tính toán c a d m ph l y theo mép g i t a.ị ủ ầ ụ ấ ố ự
Trang 7 Nh p gi a: ị ữ
)(4500300
13002
148002
12
12
*4.8
00
l
Nên tung đ bi u đ bao mômen độ ể ồ ược tính theo s đ kh p d o và đơ ồ ớ ẻ ược xác
đ nh nh sau: ị ư
* M =β.qdp.l2
* Đ i v i nh p biên: l = lb = 4660 (mm)ố ớ ị
* Đ i v i nh p gi a:ố ớ ị ữ l = lg =4500 (mm)
* Β và k tra b ng ph l c 8 có n i suy ph thu cả ụ ụ ộ ụ ộ :
Trang 8* Tung đ hình bao mômen ( nhánh dộ ương):
B ng giá tr mômen c a d m ph :ả ị ủ ầ ụ
B ng ch th hi n m t n a d m m t n a còn l i d i x ng v i nó.ả ỉ ể ệ ộ ữ ầ ộ ữ ạ ố ứ ớ
Nh p, ti t di n ị ế ệ Giá tr β ị Tung đ M(kNm) ộ
+ Nh p gi a: Xị ữ 3 = 0,15.Lo = 0,15 . 4,50=0,675(m).
Mômen dương l n nh t cách g i t a 1 đo n:ớ ấ ố ự ạ
X4 = 0,425 Lob = 0,425 . 4.660 = 1.98(m)
3.3.2. Bi u đ bao l c c t:ể ồ ự ắ
Trang 9Tung đ c a bi u đ bao l c c t độ ủ ể ồ ự ắ ược xác đ nh nh sau:ị ư
Bêtông có c p đ b n B15 có: Rấ ộ ề b = 8,5 MPa , Rbt = 0,75 MPa .
C t thép d c c a d m phố ọ ủ ầ ụ s d ng lo i CII: Rử ụ ạ s=280 MPa
C t thép đai c a d m ph s d ng lo i CI: Rố ủ ầ ụ ử ụ ạ sw =175 MPa
3.4.1. C t d c:ố ọ
D m đầ ược đ toàn kh i v i sàn nên xem m t ph n b n cánh cùng tham gia ch uổ ố ớ ộ ầ ả ị
l c v i sàn.ự ớ
a) T i ti t di n nh p biên:ạ ế ệ ở ị
Tương ng v i giá tr mômen dứ ớ ị ương, b n cánh ch u nén, ti t di n tính toán sả ị ế ệ ư
R
Trong đó:
370.200.5,8
10.34.52
6 2
o
b b h R
M
ξ = 1 1 2 m 1 1 2.0,22 0,251
Trang 10.370.200.5,8.251,0R
R
s
0 b
b) T i ti t di n g i :ạ ế ệ ở ố
Tương ng v i giá tr mômen âm, b n cánh ch u kéo, ti t di n tính toán là ti tứ ớ ị ả ị ế ệ ế
R
R
Trong đó:
360.200.5,8
10.35.38
6 2
o
b b h R
M
ξ = 1 1 2 m 1 1 2.0,17 0,187
)(7.408280
.360.200.5,8.187,0R
R
s
0 b
c) T i ti t di n nh p gi a:ạ ế ệ ở ị ữ
Tương ng v i giá tr mômen dứ ớ ị ương, b n cánh ch u nén, ti t di n tính toán sả ị ế ệ ư
R
R
Trong đó:
370.200.5,8
10.52.33
6 2
o
b b h R
M
ξ = 1 1 2 m 1 1 2.0,144 0,156
)(350280
.370.200.5,8.156,0R
R
s
0 b
Ti t di n tính c t thép d m ph ế ệ ố ầ ụ
K t qu tính c t thép đế ả ố ược tóm t t trong b ng 5.ắ ả
Trang 11Đ có để ược cách b trí h p lí c n ph i so sánh các phố ợ ầ ả ương án. Trước h t tìm tế ổ
h p thanh có th ch n các ti t di n chính. Dợ ể ọ ế ệ ưới đây là m t s li t kê các thép ch n,ộ ố ế ọ đây ch a xét đ n s ph i h p gi a các vùng, di n tích các thanh ghi m t bên
Do đó đây ta ch n phở ọ ướng án th nh t đ tính toán và b trí c t thép.ứ ấ ể ố ố
Phương án 1 được th hi n hình dể ệ ở ưới, trong đó ch rõ các thanh đỉ ược dùng
ph i h p gi a các đo n.ố ợ ữ ạ
)616(14
)603(16
)462(14
)534(12214
)462(14
16
2 (402mm2)
)402(16
)380(14112
Trang 12B ng ki m tra hàm lả ể ượng c t thép.ố
Chu n b s li u :ẩ ị ố ệ
+ Bêtông có c p đ b n Bấ ộ ề 15 Rb = 8,5 MPa, Rbt = 0,75MPa, Eb = 23.103MPa,
1
2
+ Ch n c t đai là thép AI có Rọ ố sw=225MPa, Es = 21.104MPa
T bi u đ l c c t c a d m, nh n xét Qừ ể ồ ự ắ ủ ầ ậ max = Q2T= 74.06kN
* Xét ti t di n mép trái g i B có Qế ệ ố max = Q2T= 74.06kN, có ho = 360 mm
V i chi u cao d m ph là 400mm, ta ch n đai ớ ề ầ ụ ọ 6 và kho ng cách các đai theoả
c u t o là ấ ạ
500u
33,1333
4003
hu
ch n u = 150ọ
Ki m tra kh năng ch u ng su t nén chính t i ti t di n mép trái g i Bể ả ị ứ ấ ạ ế ệ ố
o b b1 w1
T
B 0,3 .R b.h
Q
S đ b trí thépơ ồ ố
Trang 13Trong đó w1 là h s xét đ n nh hệ ố ế ả ưởng c a c t đai đ t vuông gócv i tr c c uủ ố ặ ớ ụ ấ
ki n, đệ ược xác đ nh theo công th c: ị ứ w1 1 5 .α w
23.10
21.10E
.n
b (1 ).R b.hM
Trong đó:
2 là h s xét đ n nh hệ ố ế ả ương c a BT, đ i v i BT n ng ch n ủ ố ớ ặ ọ 2 2
f là h s xét đ n nh hệ ố ế ả ưởng c a cánh ti t di n ch T khi cánh n m trongủ ế ệ ữ ằ
200.360
3.80.800,75
b.h
.h'u0,75
o
f f
0,19).0,752.(1
.b.h).R.(1
0 bt n f b2
247,106.74
2,46
*22
*2
M b
17.34247,1
62.42
Qb
kN bh
R bt
n f
b (1 ) 0,6*0,75*200*360 3240 32,40
L y ấ Qb 34,17 Q bmin
mm N m kN h
Q
360,0
*2
40.32
2 0
min
18617
.34
3.28
*225
sw
sw sw
Trang 14mm Q
bh R
1000
*06.74
360
*200
*75,0
*5,1)
1
max
2 0 4
max
Ch n c t đai v i s=150 trong đo n Sọ ố ớ ạ g b ng ¼ nh p d m g n g i t a . trong đo nằ ị ầ ầ ố ự ạ
gi a d m có ữ ầ Q Q 0 không c n tính toán đ t c t thép theo c u t o s=3/4h=300mmầ ặ ố ấ ạ
bên trái g i II và g i I có l c c t nh h n Q
Qmax=74.06kN/m. Đã tính ra được s=150mm và ch n theo c u t o s=150mm. nh v yọ ấ ạ ư ậ
v i n i khác có Q nh h n s tính đớ ơ ỏ ơ ẽ ược u l n h n 150mm. do đó không c n tính n aớ ơ ầ ữ
mà ch n theo c u t o s=150mm.ọ ấ ạ
4.1. S đ tính toán.ơ ồ
D m chính là d m liên t c bầ ầ ụ ố nh p, kích thn ị ước ti t di n d m hế ệ ầ dc=600mm,
bdc=300mm, b r ng c t bề ộ ộ c=400mm, đo n d m k lên tạ ầ ề ường b ng chi u dày tằ ề ườ ng
bt= 200mm. nh p tính toán nh p biên và nh p gi a đ u b ng l=6300mm.ị ở ị ị ữ ề ằ
S đ tính c a d m chínhơ ồ ủ ầ
4.2. Xác đ nh t i tr ng:ị ả ọ
D m chính ch u t i tr ng do d m ph truy n vào dầ ị ả ọ ầ ụ ề ướ ại d ng t p trung và tr ngậ ọ
lượng b n thân d m.ả ầ
Trang 154.2.1.Tĩnh t i:ả
G = Go + G1
T d m ph truy n lên d m chính: ừ ầ ụ ề ầ
)(48.428.4.85.8.2
G dp
Tĩnh t i di chính d m chính gây ra: ả ầ
)(009,91,2
*)08,06,0(
*3,0
*25
*1,1)
.(
1
Ta tính toán và v bi u đ bao mômen và l c c t d a vào phẽ ể ồ ự ắ ự ương pháp t h pổ ợ
t i tr ng, r i xác đ nh n i l c r i t h p n i l c đ v đả ọ ồ ị ộ ự ồ ổ ợ ộ ự ể ẽ ược bi u đ bao môme vàể ồ
l c c t.ự ắ
4.3.1. Bi u đ bao momen:ể ồ
Xác đ nh bi u đ bao mômen:ị ể ồ
Tìm các trường h p t i tr ng tác d ng gây b t l i cho d mợ ả ọ ụ ấ ợ ầ
Xác đ nh bi u đ mômen u n do t nh t i G:ị ể ồ ố ỉ ả
Tra b ng ta đả ược h s ệ ố :
MG = xGxL= x 51.4 x 4.8= 246.72 x (kNm)
Xác đ nh bi u đ mômen u n do các ho t t i Pi tác d ng:ị ể ồ ố ạ ả ụ
MPi = xPxL= x 84.67x 4.8 = 406.416 x (kNm)
Trang 16Các trường h p đ t t i c a d m b n nh pợ ặ ả ủ ầ ố ị
B ng ả :Xác đ nh tung đ bi u đ momen(kNm)ị ộ ể ồ
0,14335.28
0,286
70.56
0,07919.4
0,11127.3
0,23896.72
Trang 17Trong các s đ d, e, f và g b ng tra không cho các giá tr ơ ồ ả ị t i m t s ti t di n,ạ ộ ố ế ệ
ph i tính n i suy theo phả ộ ương pháp c h c k t c u.ơ ọ ế ấ
Ñôn vò: kNm
Trang 18Ñôn vò: kNm
Trang 20S đ mômen trong d mơ ồ ầ
Trang 22M mg B.ph = ( 2009 32 2 ) 32 2 184 25
2100
) 150 2100
(
(kNm)
Trang 23Hình v g i Cẽ ố4.3.2.Bi u đ bao l c c t :ể ồ ự ắ
4.3.2.1. Xác đ nh bi u đ l c c t cho t ng trị ể ồ ự ắ ừ ường h p t i. ợ ả
Tính và v bi u đ l c c t. ẽ ể ồ ự ắ
Ta có quan h gi a mmen và l c c t : “ Đ o hàm c a mômen chính là l c c t ”.ệ ữ ự ắ ạ ủ ự ắ
V y ta có : M’ = Q = tg ậ α
Xét hai ti t di n a và b cách nhau m t đo n x , chênh l ch mômen c a hai ti tế ệ ộ ạ ệ ủ ế
di n là ệ M = Ma – Mb . Do đó l c c t gi a hai ti t di n đó là: Q = ự ắ ữ ế ệ
x M
Trang 2496.9
Trang 25C t thép d c c a d m chính s d ng lo i CII: Rố ọ ủ ầ ử ụ ạ s = 280 MPa. Es = 21.104 MPa
C t đai c a d m chính s d ng lo i CI: Rố ủ ầ ử ụ ạ sw = 175 Mpa. Es = 21.104 MPa
4.4.1. C t d c:ố ọ
a) T i ti t di n nh p biên:ạ ế ệ ở ị
Tương ng v i giá tr mômen dứ ớ ị ương, b n cánh ch u nén, ti t di n tính toán sả ị ế ệ ư
R
R
Trong đó:
550.300.5,8
10.71.210
6 2
o
b b h R
M
ξ = 1 1 2 m 1 1 2.0,273 0,326
)(1634280
.550.300.5,8.326,0R
R
s
0 b
b) T i ti t di n g i B:ạ ế ệ ở ố
Tương ng v i giá tr mômen âm, b n cánh ch u kéo, ti t di n tính toán là ti tứ ớ ị ả ị ế ệ ế
R
R
Trong đó:
530.300.5,8
10.9.200
6 2
h b R M
Trang 26
* ξ = 1 1 2 m 1 1 2.0,280 0,336
280
.530.300.5,8.336,0R
R
s
0 b
c) T i ti t di n nh p gi a:ạ ế ệ ở ị ữ
Tương ng v i giá tr mômen dứ ớ ị ương, b n cánh ch u nén, ti t di n tính toán sả ị ế ệ ư
R
R
Trong đó:
550.300.5,8
10.3,117
6 2
o
b b h R
R
s
0 b
K t qu tính c t thép đế ả ố ược tóm t t trong b ng 13.ắ ả
d) T i ti t di n g i C:ạ ế ệ ở ố
Tương ng v i giá tr mômen âm, b n cánh ch u kéo, ti t di n tính toán là ti tứ ớ ị ả ị ế ệ ế
R
R
Trong đó:
530.300.5,8
10.163
6 2
o
b b h R
R
s
0 b
Trang 27
R
R bh
A
280
5 , 11 6225 ,
c n ph i tính c t ngang (c t đai và c t xiên )ch i l c c t.ầ ả ố ố ố ụ ự ắ
Ch n c t đai ọ ố 8 (asw = 50,3 mm2 ), s nhánh c t đai n =2.ố ố
Xác đ nh bị ướ ốc c t đai theo đi u ki n c u t o:ề ệ ấ ạ
) ( 500
) ( 200 3
600 3
mm
mm h
Trang 28ch n u = 200 (mm) b trí trong đo n L = 2100 (mm) g n g i t a .ọ ố ạ ầ ố ự
Ki m tra: ể
4,107,1220300
502.10.23
10.2151
5
na E
E sw
b
s w
915,05,801,011
) ( 93 411 55 , 0 3 , 0 10 5 , 8 1 915 , 0 07 , 1 3 , 0 3
+ K t lu n: d m không b phá ho i do ng su t nén chính.ế ậ ầ ị ạ ứ ấ
Kh năng ch u c t c a c t đai :ả ị ắ ủ ố
)(5,79220
50.2
u
na R
S d ng c t treo d ng đai, ch n ử ụ ố ạ ọ 10(asw = 78,5 mm2), n = 2 nhánh
T ng s lổ ố ượng c t treo c n thi t ố ầ ế
175 5 , 78 2
) 560
260 1 ( 10 51 127 ) 1
sw sw o s
R na
h
h F
ch n m = 6 b trí m i bên d m ph 3 đai, trong đo n họ ố ỗ ầ ụ ạ s = 150(mm) = kho ngả cách gi a các c t treo 50 ( mm )ữ ố
4.5. Bi u đ v t li u:ể ồ ậ ệ
4.5.1. Tính kh năng ch u l c c a ti t di nả ị ự ủ ế ệ
Trình t tính nh sau:ự ư
+ T i ti t di n đang xét, c t thép b trí có di n tích Aạ ế ệ ố ố ệ s.
+ Ch n chi u dày l p bêtông b o v c t thép d c aọ ề ớ ả ệ ố ọ o,nh p ị = 25 mm và ao,g i ố =40mm
Kho ng cách thông th y gi a hai thanh thép theo phả ủ ữ ương chi u cao d mề ầ
t =30 (mm)
+ Xác đ nh aị th hoth = hdc – ath
+ Tính kh năng ch i l c theo công th c sau:ả ụ ự ứ
2)
5,01
m oth
b b
s
bh R
A R
K t qu tính toán đế ả ược tóm t t trong b ng dắ ả ưới
Trang 29B ng tính kh năng ch u l c c a d m chínhả ả ị ự ủ ầ
(mm2)
ath(mm)
hoth
M
(kNm)
574535
543 555565
0.3440,2360.183
0.3840.2080.166
214164135.3
574535
543555565
0.3440,2360.183
0.3840.2080.166
214164135.3
574535
543555565
0.3440,2360.183
0.3840.2080.166
214164135.3
Bi u Đ bao v t li uể ồ ậ ệ
4.5.2. Xác đ nh ti t di n c t lí thuy t:ị ế ệ ắ ế
V trí ị ti t di n c t lí thuy t x, đế ệ ắ ế ược xác đ nh theo tam giác đ ng d ng.ị ồ ạ
Trang 30B ngả xác đ nh v trí và l c c t t i ti t di n c t lý thuy tị ị ự ắ ạ ế ệ ắ ế
22.39
1649.200
+ Đo n kéo dài W:ạ
mm W
d
+ Chi u dài t tr c g i B đ n đi m c t th c t :ề ừ ụ ố ế ể ắ ự ế
mm W
X
L 392 400 792
* Bên trái g i B khi c t đi ố ắ 1 18 kh năng ch u l c c a ả ị ự ủ 3 20 còn là
kNm
đo n g n g i B, đó có đ d c c a hình bao mômen là:ạ ầ ố ở ộ ố ủ
mm
094.0
3.1359.200
+ Đo n kéo dài W:ạ
mm W
d
+ Chi u dài t tr c g i B đ n đi m c t th c t :ề ừ ụ ố ế ể ắ ự ế
mm W
W (mm )
Trang 32Q: l c c t t i ti t di n c t lý thuy t ,l y b ng đ d c c a bi u đ bao mômen.ự ắ ạ ế ệ ắ ế ấ ằ ộ ố ủ ể ồ
Qs,inc: kh năng ch u c t c a c t xiên n m trong vùng c t b t c t d cả ị ắ ủ ố ằ ắ ớ ố ọ
Qs.inc = Rs,incAs,incsin ;α
Trang 33qsw: kh năng ch i c t c a c t đai t i ti t di n c t lý thuy t :ả ụ ắ ủ ố ạ ế ệ ắ ế
W = 25d