Thiết Kế Sàn Sườn Có Bản Loại Dầm

Thoả mãn điều kiện điểm cuối khi uốn nằn ra ngoài tiết diện sau.Tại gối C hai thanh f16 ở góc kéo từ nhịp qua gối, hai thanh còn lại một thanh uốn từ nhịp bên trái gối C lên, một thanh đ

LờI NóI ĐầU

Sàn bêtông cốt thép được dùng rộng rãi trong xây dựng dândụng và công nghiệp Nó có thể được thi công đổ bêtông tại chổ

tạo nên sàn toàn khối, được thi công lắp ghép hoặc nửa lắp ghép

Bộ phận chủ yếu của kết cấu sàn là bản nằm ngang Tuỳ theo kết cấu trực tiết đỡ bản mà phân biệt thành sàn sườn và sàn nấm

Trong đồ án môn học này khối lượng công việc khá nhiều và nhờ

sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo dẫn, cộng thêm kiến thức mà

em học được để hoàn thành công việc

Tuy nhiên do đây là đồ án tính toán đầu tay nên trong quá trình

tính toán không thể không có thiếu sót mong quý thầy thông cảm

Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc = 850 kG/m2 , hệ số vượt tảI: n = 1,2

4 Vật liệu : Bêtông mác 200 , cốt thép của bản và cốt đai của dầm loại AI , cốt dọc của dầm loại AII

Trát bằng vữa tam hợp d y 10 mmàn Sườn Có Bản Loại Dầm Bản bê tông cốt thép

Vữa xi măng-cát d y 20mmàn Sườn Có Bản Loại Dầm

I Các số liệu tính toán của vật liệu :

Cắt 1 dãi bản rộng 1m , vuông góc với các dầm phụ và được xem là các dầm liên tục để tính toán

-2

34 , 0

+

2

08 , 0

= 2,77 m

Chênh lệch giữa các nhịp : 100 %

8 , 2

77 , 2 8 ,

1,21,11,2

48247,521,6

539

539

539770

q = 1100 kG/cm

Sơ đồ tính của bản

- Ở nhịp giữa và gối giữa : Mnhg = Mg =

16

l

=

16

) 8 , 2 (

M

) 5 , 7 (

100 90

F

f.b

=

33 , 5

50 , 0 100

= 9,38 (cm)Chọn 8 , a = 9cm , Fa = 5,5 (cm2)

100 90

Khoảng cách a =

a

a 1

F

f.b

=

63 , 3

5 , 0 100

= 13,77 (cm), chọn a = 14 (cm)Chọn 8 , a = 14cm ,Fa = 3,57cm2

- Ở nhịp giữa và gối giữa trong vùng được phép giảm 20% cốt thép

Fa = 0,8.3,63 = 2,904 cm2

Tỉ lệ cốt thép  =

100 5 , 7

904 , 2

=

904 , 2

5 , 0 100

= 17,12 cm Chọn a = 17, Fa = 2,94cm2

Kiểm tra chiều cao làm việc h0 Lấy lớp bão vệ 1 (cm), tính lại với tiết diện dùng f8 có a0 = 1,4, h0 =7,6(cm) xấp xỉ nhau

c Cốt thép chịu mômen âm

Ta sử dụng cách uốn phối hợp ở nhịp và gối :

Đoạn thẳng từ điểm uốn đến mép dầm là : 1/6.l = 1/6.2,8 = 0,47 (m)

- Khoảng cách từ trục dầm phụ đến điểm uốn :

0,1 +

6

1

l = 0,1 + 0,47 = 0,57 (m)

7 Cốt thép đặt theo cấu tạo

- Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính chọn f8 a=25cm , diện tích trong mỗi mét của bản 2,12cm2 > 50%Fa = 0,5.3,57 =

- Cốt thép bố trí phía dưới chọn  6, a = 25(cm), có diện tích 1m bề rộng là :

0,283

25

100

= 1,132 cm2 > 20% Fa ở nhịp giữa và nhịp biên + Nhịp giữa : 20%.3,57 = 0,714 cm2

+ Nhịp biên : 20%.5,63 = 1,126 cm2

Trên hình vẽ thể hiện bố trí thép trên mặt cắt vuông góc với dầm phụ ở phạm vi giữa trục 1 và 2 cũng như giữa trục 4 và 5 , mặt cắt thể hiện 3 nhịp của bản từ trục

A đến trục B Cấu tạo từ trục 4 đến trục 5 lấy đối xứng với đoạn vẽ

Phần các ô bản gạch xiên là được giảm 20% lượng cốt thép

Cách bố trí cốt thép củng tương tự như từ trục 1 đến trục 2 chỉ khác là thay khoảngcách a = 280 bằng a = 340

Sơ đồ bố trí thép của sàn

Đoạn dầm phụ gối lên tường Sd = 22cm , giả thiết bdc = 30cm

- (

2

3 , 0

+

2

34 , 0

) = 6,29m

Chênh lệch giữa các nhịp : 100 %

29 , 6

2 , 6 29 ,

6290 220

2x170

6500

930 944

090681255512695104632790

Nhịp giữa

670.5l89

0,0180,0580,06250.0580.018

-0,033-0,012

-0.009-0,027

24407861847178612440

-4066-1219

-813-3252

Nhịp giữa

11120.5l1314

0,0180,0580,06250.0580.018

-0,025-0,003

-0,006-0.025

24407861847178612440

-3117-407

-407-3117-Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn :

x = k.lb = 0,25x6,29 = 1,573 (m)

- Mômen dương ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa giữa một đoạn :

Bề rộng của cánh tiết diện chữ T : bc = b + 2C1

C1: Lấy giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau :

182 90

a Một số phương án chọn cố thép cho tiết diện

Các thanh và

diện tích tiết diện

3  116, 2  11.12

18-5  16 –10.05 2  14,2  16-7,1 4  16 - 8,04

2  14,3  18- 10,71 2  22, 1 

18-10.15

2  12, 3  6,88

14-2  18, 2  14 -8,17

4  16,1  20 - 11,19 4  18- 10.18 1  16, 2  18- 7,1 4  14,1f16 -8,17

1  20, 2  10,74

22-2  16, 2  10,31

6 Kiểm Tra cốt thép ngang

Kiểm tra điều kiện hạn chế :

Q  k0Rnbh0 cho tiết diện có lực cắt lớn nhất

QBT = 13307 kG , h0 = 47,2 cm

k0Rnbh0 = 0,35.90.20.47,2 = 29736 kG

QB = 13307 kG < k0Rnbh0 =29736 (kG)

Kiểm tra điều kiện : Q < 0,6Rkbh0

Tại gối B : 0,6Rkbh0 = 0,6.7,5.20.45,4= 4086 < Q do đó cần tính cốt ngang, ở dầm phụ lực cắt nhỏ nên chỉ cần tính toán cốt đai

Tại gối A :Gối có lực cắt bé nhất là :

QA = 8871kG tại tiết diện gần gối A có h0 = 47,1 cm

2

bh R

20 5 , 7 8

) 13307 (

= 66,24 kG/cmChọn đường kính cốt đaif6,diện tích tiết diện fđ = 0,283 cm2, số nhánh cốt đai n=2 Khoảng cách tính toán :

20 5 , 7 5 ,

Từ đó chọn khoảng cách giữa các cốt đai U = 14cm

Các vị trí khác có Q bé tính Ut lớn hơn nhưng theo điều kiện cấu tạo vẫn chọn

Ut = 14cm

14

283 , 0 2 1700

(kG/cm)

7 Tính toán và vẽ hình bao vật liệu :

Tính lại h0 như bảng sau, chọn bề dày lớp bảo vệ 2cm cho tất cả các tiết diện , khoảng cách 2 hàng cốt thép bằng 3cm và từ bố trí cốt thép ta tính được ho cho từng tiết diện

Ở nhịp 2 :

Uốn 216 , còn 214 neo vào gối :

Nhịp 2 ở phía gối B

Sau khi uốn khả năng chịu lực của thanh là : Mtds= 3912 kGm

Trên biểu đồ mômen ta tìm được tiết diện M = 3912 cách mép gối 1 đoạn :158cm

Đó là tiết diện sau của các thanh được uốn, cách mép gối :Z6 = 158cm

-Chọn điểm cuối của đoạn uốn cách mép gối : 140 cm , cách tâm : 155cm

Thoả mãn điều kiện điểm cuối khi uốn nằn ra ngoài tiết diện sau.

Tại gối C hai thanh f16 ở góc kéo từ nhịp qua gối, hai thanh còn lại một thanh uốn

từ nhịp bên trái gối C lên, một thanh được uốn đối xứng từ nhịp bên phải gối C và được cắt khi dùng hết khả năng chịu lực

Điểm cắt lý thuyết của thanh số 6 : Sau khi cắt Mtd =4797 theo biểu đồ bao

mômen tiết diện cách gối C một đoạn X6 = 85 cm

Đoạn kéo dài W: w2 = d

q

Q Q

d

x 5

2

8 , 0





Trong đó lấy Q là độ dốc của biểu đồ bao mômen Dầm phụ chịu tải trọng phân bố nên biểu đồ bao mômen là đường cong, việc xác định độ dốc biểu đồ bao momen tương đối phức tạp nên lấy gần đúng Q theo giá trị lực cắt

Tại mặt cắt lí thuyết x6 = 85 cm có : Q6 = 10930 7933

310

85 310 5

, 0

5 ,

x l

Do không có cốt xiên Qx = 0, và qd = 68,73

q

Q Q

d

x 5 1 , 6 54

73 , 68 2

9733 8 , 0 5

2

8 , 0

Chiều dài thực tế của thanh số 6 bên trái gối C là : Z6’ =140 cm

Tiết diện Số lượng và diện tích h0(cm)   Mtd (kGm)Nhịp biên

Cạnh nhịp biên

Cạnh nhịp biên

3  16, 2  18- 11,12

uốn 1f16 còn 2f18,2f16-8,18uốn 2f16 còn 2f18-5,09

45,4245,0347,1

0,040,0230,018

0,980,9830,99

13362108916414Gối B

45,3647,244,947,3

0,320,190,270,13

0,830,900,8660,94

10263695084404797Nhịp 2

Cạnh nhịp 2

2  14,2  16-7,1

uốn hoặc cắt 2f16 còn 2f14-3,08 47,2447,3

0,0250,011

0,990,995

89443912Gối C

Cạnh Gối C

Cạnh Gối C

4f16 - 8,04

uốn 1f16 còn 3f16-6,03cắt 1f16 còn 2f16-4,02

47,247.247,2

0,260.190,13

0,870.900,94

893769504797

Xác định điểm uốn của thanh số 6 từ nhịp 2 lên gối C:

Theo điều kiện uốn cách tiết diện trước một đoạn : x6 > 0,5.h0 = 23,6 (cm) Theo điều kiện lực cắt : x6 < Umax =36,67 (cm)

Chọn điểm bắt đầu của đoạn uốn cách mép gối 25 cm , điểm cuối cách mép gối một đoạn 70 (cm)

Tiết diện sau khi uốn có Mtd = 6950, theo hình bao mômen tiết diện có M = 6950 cách mép gối 36 (cm), thoả mản điều kiện điểm kết thúc uốn nằm ra ngoài tiết diện sau

* Tìm điểm cắt lí thuyết thanh số (2) bên phải gối B

Sau khi cắt thanh số (2) ta có Mtd = 8440 theo hình bao mômen tiết diện này cáchmép gối 1 đoạn :X2 = 1240 - 12409974.(844040664066)





= 322(mm)

* Tính đoạn kéo dài w :

Do biểu đồ mômen là đường cong nên Q lấy gần đúng theo giá trị lực cắt :

Tại mặt cắt lý thuyết với X2 = 32cm có :

d

x

5

 Tìm điểm cắt lý thuyết 2 thanh số (3) bên phải gối B :

Sau khi cắt thanh số (3) ta có Mtd = 4797 theo hình bao mômen tiết diện này cáchmép gối 1 đoạn :X3 = 1240 - 12409974.(479740664066)





= 1087(mm)Tại mặt cắt lý thuyết với X3 = 108cm có :

d

x

5

 Điểm uốn của hai thanh số (3) từ gối B xuống nhịp biên :

Theo điều kiện uốn cách tiết diện trước một đoạn : x3 > 0,5.h0 = 23,6 (cm)

Theo điều kiện lực cắt : x6 < Umax =36,67 (cm)

Chọn điểm bắt đầu của đoạn uốn cách mép gối 25 cm , điểm cuối cách mép gối một đoạn 70 (cm)

Tiết diện sau khi uốn có Mtd = 6950, theo hình bao mômen tiết diện có M = 6950 cách mép gối 48 (cm), thoả mản điều kiện điểm kết thúc uốn nằm ra ngoài tiết diện sau

Tương tự như trên ta có điểm bắt đầu uốn của thanh số (2) từ gối B xuống nhịp biên :

Chọn điểm bắt đầu của đoạn uốn cách mép gối 95 cm , điểm cuối cách mép gối một đoạn 140 (cm)

Tiết diện sau khi uốn có Mtd = 4797, theo hình bao mômen tiết diện có M = 4797 cách mép gối 82 (cm), thoả mản điều kiện điểm kết thúc uốn nằm ra ngoài tiết diện sau

Tương tự như trên ta có điểm bắt đầu uốn 2 thanh số (3)từ nhịp biên lên gối A : Sau khi uốn thì khả năng chịu lực Mtd = 6414 tiết diện này cách mép gối X3 =90

cm , chọn điểm kết thúc uốn cách mép gối 70 cm nằm ra ngoài tiết diện sau Điểm bắt đầu uốn cách mép gối A 115 cm

Điểm kết thúc uốn của thanh số(2) cách mép gối A là 140 cm, điểm kết thúc uốn cách mép gối 185 cm

II Dầm Chính

1 Sơ đồ tính toán :

Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp , kích thước giả thiết là : bdc = 30cm ,

hdc = 80cm , chọn cạnh của cột là 30cm , đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày tường t = 34cm , nhịp tính toán ở nhịp giữa và nhịp biên là :

3000.3 = 9000mm

Sơ đồ tính toàn dầm chính

2 Xác định tải trọng

Hoạt tải tập trung P = Pd.l2 = 2340.6,5 = 15210 (kG) = 15,21 (T)

Trọng lượng bản thân dầm đưa về thành các lực tập trung

90009000

9000

Kết quả tính toán ghi ở trong bảng A:

Trong sơ đồ Mp3 và Mp4 còn thiếu a để tính mômen tại các tiết diện 1,2,3 Để tính toán M3 cấn tính thêm Mc :

Mc3 = a.P.l = -0,08.136,89 = -10,95 (T.m), Mc4 = -0,178.136,89= -24,37 (T.m).Đem cắt rời các nhịp AB,BC

Với Mp3 nhịp 1 và nhịp 2 có tải trọng, tính Mo, của dầm đơn giản kê lên gói tự do

Sơ đồ tính mômen trong dầm

Bảng : Tính toán và tổ hợp mômen



MG M

0,24421,33

0,15613,64

-0,267-23,34

0,0675,86



MP1 M

0,28939,56

0,24433,401

-0,133-18,206

-0,133-18.206 

MP2 M

-0.0445-6,092

-0,089-12,18

-0,133-18,206

0,2027,38



MP3

M 31,45 17,27

-0,311-42,573 13,45



MP4

M 2,008 4,016

0,0446,023 -4,016

b Tung độ của hình bao mômen

Mmax = MG + maxMP ; Mmin = MG + minMP

QPi = P.β , các hệ số b tra bảng, các trường hợp chất tải giống biểu đồ bao

mômen, kết quả tính được ghi ở bảng B

B ng B : Tính toán v t h p l c c tản Loại Dầm àn Sườn Có Bản Loại Dầm ổ hợp lực cắt ợp lực cắt ực cắt ắt

Đoạn Phải gối Giữa nhịp Trái gối B Phải gối Giữa nhịp II Trái gối C

1,22218,587 3,377

-0,778-11,833

9

) = 12597120 kGcm

30 90

44 , 36

= 1,08%

- Nhịp biên:  =

5 , 85 30

8 , 27

= 1,46%

- Nhịp 2 :  =

5 , 85 30

19 , 15

= 59cmĐiều kiện cấu tạo :

R a . 

=

20

503 , 0 2 1700

= 85,5 kG/cm

- Khả năng chịu lực cắt của bêtông và cốt đai trên tiết diện nguy hiểm nhất :

2 0

8 Cắt và uốn cốt thép, vẽ hình bao vật liệu:

Bố trí các thanh thép tại các tiết diện chính như sau :

a Tính toán khả năng chịu lực

*Nhịp biên :

Mômen dương cánh nằm trong vùng nén ,bề rộng cánh 192cm

=

0 C n

a a

h b R

F R

=

7 , 83 192 90

29 , 28 2700

a a

h b R

F R

=

2 , 86 192 90

98 , 15 2700

= 0,029 = 0,99

Mtd = RaFa.h0= 36,65tm

* Gối B :

 =

0 C n

a a

h b R

F R

=

1 , 82 30 90

95 , 36 2700

83,783,986,25

0,0530,0410,018

0,970,980,99

62,2449,1122,66Gối B

Bên traiB

2+3+4+5 - 36,95-Uốn 3 còn 2+4+5-24,63

82,183,6

0,450,3

0,770,85

63,4747,37

uốn 2 còn 4+5-18,47Cắt 4 còn 5 -12,32 83,185 0,1450,22 0,890,93 36,8226,22Bên phải

gối B

Uốn 4 còn 2+3+5-30,79Cắt 2 còn 3+5-24,63Cắt 3 còn 5 -12,32

81,5282,185

0,380,30,145

0,810,850,93

54,7246,4126,22

uốn 4 còn 1 -9,82

86,286,25

0,0290,018

0,990,99

36,6522,66

b Xác định mặt cắt lý thuyết các thanh

* Chọn điểm cắt lý thuyết thanh số 4 bên trái gối B

Sau khi cắt (4) có Mtd = 26220, theo biểu đồ mômen tiết diện này cách tâm gối một đoạn x4 Độ dốc biểu đồ mômen tại tiết diện này :

i =

3

46 , 1 920

 w =

5 , 85

Tại tiết diện có mômen âm bằng không điểm cắt lý thuyết của hai thanh số 5, sau

đó dùng cốt cấu tạo làm cốt giá Diện tích cốt giá tối thiểu là :

0,1%.b.h0 = 0,001.30*85 = 2,55 (cm2) dùng 2f14 diện tích 3,08 (cm2).Theo hình bao mômen tiết diện M =0, cách trục gối B một đoạn :

46 , 22

92 , 65

2,93 (m)+ Tính đoạn kéo dài w =20.2.8 = 56

Chiều dài thực tế thanh số 5 bên trái gối B cách gối một đoạn :

Z5 = x5 + w = 293 + 56 = 350 cm

* Điểm cắt lý thuyết 2 thanh số 3 bên phải gối B cách tâm gối một đoạn :

Sau khi cắt (3) có Mtd = 37790, theo biểu đồ mômen tiết diện này cách tâm gối một đoạn x3 Độ dốc biểu đồ mômen tại tiết diện này :i = 17860 kG ,

 w =

5 , 85

 chọn w = 56cm

Chiều dài thực tế 2 thanh số 3 bên phải gối B cách gối một đoạn :

Z3 =97,56+157 = 255 (cm)

* Điểm cắt lý thuyết thanh số 2 bên phải gối B cách tâm gối một đoạn :

Sau khi cắt (2) có Mtd = 55940 theo biểu đồ mômen tiết diện này cách tâm gối mộtđoạn x2 Độ dốc biểu đồ mômen tại tiết diện này :i = 1786 kG ,

 w =

5 , 85

.

2

1786

8

,

0

+ 5.2,8 = 97,56 (cm) + 20d = 20.2,8 = 56cm

 chọn w = 97,56cm

Chiều dài thực tế thanh số 2 bên phải gối B cách gối một đoạn :

Z2 = x2 + w = 55 + 97,56 = 155 cm

c Kiểm tra về uốn uốn cốt thép :

Bên trái gối B đầu tiên uốn thanh số 3 xuống làm cốt xiên Cốt này được dùng hết khả năng chịu lực tại tiết diện mép gối Mmg đó là tiết diện trước Điểm bắt đầu uốn cách mép gối tựa 45 (cm)

Theo điều kiện về lực cắt : 45 < Umax =59

Theo điều kiện về mômen 45 > h0/2 = 41,05

Tiết diện sau khi uốn có mômen tiết diện bằng 46,79, cách gối x = 0,87 m

Điểm kết thúc điểm uốn cách trục gối 105 (cm), nằm ra ngoài tiết diện sau

Tiếp tục uốn thanh số 2, khả năng chịu lực được dùng tại tiết diện có M=47,37 đó

là tiết diện trước Điểm bắt đầu uốn cách tâm gối : 1,50 m

Tiết diện sau khi uốn có mômen tiết diện bằng 36,82, cách gối x = 1,30 m

Điểm kết thúc điểm uốn cách trục gối 195 (cm), nằm ra ngoài tiết diện sau

Uốn thanh số 8 từ nhịp 2 lên gối B làm cốt xiên cấu tạo , Cốt này được dùng hết khả năng chịu lực tại tiết diện có Mng = 33,24 đó là tiết diện trước Điểm này cách mép gối tựa B x = 237 (cm) Chọn điểm bắt đầu uốn cách gối B 257 cm, điểm kết thúc uốn cách gối B một đoạn a = 212 cm Thoả mản điều kiện nằm ra ngoài tiết diện sau

9 Kiểm tra neo cốt thép :

Cốt thép ở phía dưới sau khi uốn sẽ được kéo vào neo ở gối, phải đảm bảo lớn hơnmột phần ba diện tích cốt thép ở giữa nhịp

Nhịp biên : 9,81 > 28 , 29

3 1

= 9,43

Đườngkính(mm)

Chiều dàithanh(mm)

Số thanh

1 cấukiện

Tổng cộngSố

thanh dài (m)Chiều lượng(kgTrọng

BẢNG CHỈ TIÊU KINH TẾ SÀN

Cấu kiện Thể tích bê tông

(m3)

Khối lượngcốt thép (kg)

Hàm lượngthép trong 1 m3

bê tông (kg)

Trọng lượngthép trên 1 m2sàn

Dầm phụ V1 = 17.06;V2 = 20.8 3062 147,2

Dầm chính V1 = 19.68;V2 = 21.87 3245 148.4