THUYẾT MINH đồ án BÊTÔNG CỐT THÉP 1

Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được... Sơ đồ tính Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụDầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp truyền lực trực t

Khoa Kỹ thuật Xây dựng

Bộ môn công trình

BÊTÔNG CỐT THÉP 1

GVHD: Trần Ngọc Bích SVTH: Trần Phan Đức Duy MSSV: 1610506

Nhóm: A01-A

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Cho mặt bằng dầm sàn như sau:

Sơ đồ mặt bằng sàn

Các lớp cấu tạo sàn

Lớp gạch lát nền p tc 0, 4KN m/ 2 n = 1,2Lớp vữa lót δv = 20 mm, γb = 20 kN/m3, n = 1,2Bản Bêtông Cốt thép γb = 25 kN/m3, n = 1,1Lớp vữa trát δv = 15 mm, γb = 20 kN/m3, n = 1,1

Để tính toán, cắt theo phương cạnh ngắn L1 bản rộng dài 1m để tính

Bản làm việc như 1 bản dầm liên tục nhiều nhịp Tính toán bản theo sơ đồ có xét đến biến dạng dẻo, nhịp tính toán của bản được xác định:

Đối với nhịp biên: L ob=L1−b dp=2200−200=2000 mm

Đối với nhịp giữa: Lo  Lob= 2000 mm

Mômen lớn nhất ở gối thứ hai: Mmax = −111 × qL02= −111 ×12,765 ×22= -4.64kNm

Mômen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa:

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa

Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI: Rs = 225Mpa

Từ các giá trị mômen ở nhịp và ở gối, giả thiết a = 20 mm, tính cốt thép theo các công thức sau:

s

R bhA

Chọn cốt thépd

(mm)

a(mm)

Asc

(mm2/m)Nhịp biên

Gối 2

Nhịp giữa, gối giữa

4.644.643,19125

0,0820,0820,057

0,0860,0860,0587

308308210,02

0,440,440,3

886

160160130

314314217

Đối với ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, có thể giảm được khoảng 20% lượng

thép so với kết quả tính được Ở đây thiên về an toàn nên ta giữ nguyên kết quả tính

Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được

III Dầm phụ

1 Sơ đồ tính

Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụDầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp truyền lực trực tiếp tải trọng lên các dầm chính nên gối tựa là các dầm chính trực giao với nó

Tính dầm phụ theo sơ đồ biến dạng dẻo, nhịp tính toán:

Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

M = β qdpL2

Mômen âm triệt tiêu cách gối tựa một đoạn:

x1 = kL0b = 0,2469 × 5,4 = 1,333 (m)

Mô men dương triệt tiêu cách gối tựa một đoạn:

Đối với nhịp biên:

Xác định tung độ biểu đồ bao mômen của dầm phụ

Q

(kNm)

(kN)Biểu đồ nội lực của dầm phụ

4 Tính cốt thép

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5MPa; Rbt = 0,9 Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175 Mpa

4.1 Cốt dọc

a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết

diện chữ T

Xác định Sf:Sf ≤ { 16 (L2 - bdc) = 1

6 ×(57 00 - 300) = 900 mm1

b) Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữnhật 200 x 450 mm

s

R bhA

Chọn cốt thép

Chọn Asc

(mm2)Nhịp biên

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 97,404 kN

Khả năng chịu lực cắt của bê tông:

2

21×10423×103 ×2× 28

Chọn s = 300 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

-Kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông

 Cốt đai đủ khả năng chịu lực cắt, không cần tính cốt xiên

5 Biểu đồ bao vật liệu

5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao = 25 mm; khoảng cách giữa hai thanh

thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm

Bảng tính toán khả năng chịu lực của dầm phụ

757603402

42,23333

407,8417417

0,0350,0280,0183

0,03440,02760,0181

84,2171,6746,84

5,52

Gối 2

(200×450) 2ϕ16+2ϕ12 628 48,8 401,2 0,191 0,1728 63,9 1,91bên trái

515402

42,733

407,3417

0,02410,0183

0,02380,0181

58,1246,33 6,18

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

- Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng

- Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao momen

Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

Tiết Than Vị trí điểm cắt lý thuyết x Q

5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

R naq

Trong đoạn dầm có cốt đai Ø6a300 thì:

Tiết diện Thanh thép Q

Wchọn

(mm)Nhịp biên

5.4 Kiểm tra neo, nối cốt thép

Nhịp biên bố trí 3ϕ16+1ϕ14 có As = 757 mm2, neo vào gối 2ϕ16 có

IV DẦM CHÍNH

- Đối với nhịp giữa: L0 = 3L1 = 3×2200 = 6600(mm)

- Đối với nhịp biên: L0b = 3L1 − 0.5bc +0,5bdp

- Chênh lệch <10% nên xem là đều nhịp

- Do trọng lượng bản thân dầm chính quy về lực tập trung:

Mmax 322,8 242,97 -105,09 189,88 216,56 -16,87

Mmin 74,02 -5,07 -371,02 -58,16 -31,48 -300,66

b Biểu đồ bao moment

c Xác định mô men mép gối

- Tại gối B

MmgB.tr =(22 00 - 15022 00 )× (371,02 + 154,58 )- 154,58 = 335,18 (kNm)

MmgB.ph =(22 00 - 15022 00 )×(371,02 + 113,29) - 113,29 = 338 (kNm)

- Tại gối C

MmgC.tr = MmgC.ph =(2200 - 1502200 )× (300,66 + 180,81) - 180,81 = 267,83 (kNm)

3.2 Biểu đồ bao lực cắt

a) Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải:

- Ta có quan hệ giưa momen và lực cắt: “Đạo hàm của momen chính là lực cắt” Vậy

ta có: M’=Q=tg

- Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch moment của hai tiết diện là

- ΔM = Ma – Mb Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là: Q = ∆M

- Ta lập được bảng các giá trị tung độ của biểu đồ lực cắt tại một số tiết diện sau:

4 Tính cốt thép

4.1 Cốt dọc

- Bê tông B20 có: R b = 11,5 MPa; R bt = 0.9 MPa.

- Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại AII có: R s = 280 MPa.

- Cốt thép đai của dầm chính sử dụng thép AI có: R sw = 175 Mpa.

a) Tại tiết diện ở nhịp

- Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết

b Tính tiết diện ở gối

- Tương ứng với moment âm, bản cánh chịu kéo, tính toán cốt thép theo hình chữ nhật b dc × h dc = 300×750 (mm)

- Giả thuyết a gối = 70(mm); suy ra: h 0 = h dc - a gối = 680(mm)

Tiết diện tại nhịp Tiết diện tại gối

c Kết quả tính cốt thép

Tiết diện M

As(mm2) μ (%)

Chọn thépØ

(mm)

Asc(mm2)Nhịp biên

(1380 x 750) 322,8 0,0427 0,0437 1709 0,83 4Ø20+2Ø18 1766Gối thứ B

(300 x 750) 371,02 0,2326 0,2687 2251 1,1 6Ø22 2280Nhịp giữa

(1380 x 750) 216,56 0,0286 0,029 1134 0,55 2Ø20+2Ø18 1137Gối thứ C

(300 x 750) 300,66 0,1885 0,21 1760 0,86 4Ø20+2Ø18 1766Điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,429

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Kiểm tra điều kiện tính toán:

Chọn Sct = 200(mm) bố trí trong đoạn 1/3 nhịp dầm gần gối tựa.

- Kiểm tra điều kiện đảm bảo ứng suất nén chính của bụng dầm:

+ φw1 = 1 + 5 Esn Asw

EbbdcS = 1 +

5×210000×2×50 , 323000×300×200 = 1 , 08 < 1 ,3+ φb1 = 1 - β×Rb = 1 - 0,01×11.5 = 0,885

+ Qswb > QA, QBph, QBtr , QCtr = QCph: không cần tính cốt xiên chịu cắt ở gối A, B và gối

C Nếu có cốt xiên chỉ là do uốn cốt dọc ở dưới lên để chịu mô-men âm trên gối

Xác định bước cốt đai lớn nhất cho phép:

Chọn m = 8 , mỗi bên bố trí 4 đai.

Cốt treo đặt trong khoảng :

Str = hdc - hdp

7 5 0 - 45 0

Đặt mỗi mép dầm phụ 5 đai, khoảng cách giữa các đai là 75 mm

5 Biểu đồ bao vật liệu

5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc

Cắt 2ϕ18, còn 4ϕ20Cắt 2ϕ20, còn 2ϕ20

1257628

3535

715715

0,0310,016 0,0305

0,0159

247,5129

Gối B 6ϕ22 2280 77 673 0,275 0,2372 370,7 -0,19bên trái Cắt 2ϕ22, còn 4ϕ22

Cắt 2ϕ22, còn 2ϕ22

1521760

6451

686699

0,180,088

0,16380,0841

266141,8bên phải Cắt 2ϕ22, còn 4ϕ22

Cắt 2ϕ22, còn 2ϕ22

1521760

6451

686699

0,180,088

0,16380,0841

266141,8

Nhịp giữa 2Ø20+2Ø18

Cắt 2ϕ18, còn 2ϕ20

1137628

5735

693715

0,0290,016

0,02860,0159

218

129 -4,88

Gối C

4ϕ20+2ϕ18Cắt 2ϕ18, còn 4ϕ20Cắt 2ϕ20, còn 2ϕ20

17661257628

645050

686700700

0,2090,1460,073

0,18720,13530,0703

303,9228,7118,8

1,07

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

- Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng

- Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen

Q(kN)

C

5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

s,inc sw

R naq

s



;Trong đoạn dầm có cốt đai Ø8 a200 thì:

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng

Xác định đoạn kéo dài W của dầm chính

Tiết diện Thanh

thép

Q(kN)

Wchọn

(mm)Nhịp biên

bên trái

2ϕ18 146,73 88,025 756,77 360 756,772ϕ20 146,73 88,025 766,77 400 766,77Nhịp biên

bên phải

2ϕ18 36,28 88,025 255 360 3602ϕ20 218,8 88,025 1094 400 1094Gối B

bên trái

2ϕ22 238,9 88,025 1195 440 11952ϕ22 238,9 88,025 1195 440 1195Gối B

bên phải

2ϕ22 229 88,025 1150,6 440 1150,62ϕ22 108,69 88,025 603,9 440 603,9Nhịp giữa

bên trái 2ϕ18 194,7 88,025 975 360 975

Nhịp giữa

bên phải 2ϕ18 170,43 88,025 864,5 360 864,5

Gối C 2ϕ18 218,85 88,025 1084,49 360 1084,49

2ϕ20 83,3 88,025 478,53 400 478,53

5.3 Kiểm tra đoạn neo cốt thép vào gối tựa:

- Ở nhịp biên bố trí 2Ø18 + 4Ø20 có As = 17,66 (cm2 ), neo vào gối tựa 2Ø20 có

As = 6,28(cm2 )

- Theo yêu cầu cấu tạo thì diện tích cốt thép ở nhịp biên neo vào gối không được nhỏ

hơn 1/3 tổng diện tích cốt thép ở giữa nhịp và không ít hơn 2 thanh

As = 628 mm2 > 1

3×1766 = 588,67 mm

2

- Tính toán tương tự ,cốt thép ở nhịp giữa cũng thỏa điều kiện trên.

- Theo yêu cầu cấu tạo thì chiều dài đoạn neo vào biên (hay gối tự do) không được

nhỏ hơn 10Ø và các gối giữa không được nhỏ hơn 20Ø

- Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép chịu mô-men âm được neo vào gối tựa là :

Lan ≥ 30 Ø = 30× 22 = 660 (mm)

- Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép chịu momen dương được neo vào gối tựa là :

Lan ≥ 20 Ø = 20×22 = 440 (mm)

Mục lục

I Số liệu tính toán 1

II Bản sàn 2

1 Phân loại bản sàn 2

2 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 2

3 Sơ đồ tính 2

4 Xác định tải trọng 3

5 Xác định nội lực 3

6 Tính toán cốt thép 4

7 Chọn và bố trí thép 5

III Dầm phụ 7

1 Sơ đồ tính 7

2 Xác định tải trọng 7

3 Xác định nội lực 8

4 Tính cốt thép 10

5 Tính cốt ngang 12

6 Biểu đồ bao vật liệu 14

7 Vị trí cắt lý thuyết 15

8 Xác định đoạn kéo dài W 17

9 Kiểm tra đoạn cốt thép neo vào gối tựa 18

IV Dầm chính 20

1 Sơ đồ tính 20

2 Xác định tải trọng 20

3 Xác định nội lực 21

4 Tính cốt thép 26

5 Biểu đồ bao vật liệu 31

Mục lục 41