Thuyết minh tính toán p a1, p a2 trịnh ngọc khải 17x4

âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính và dọc các gối biên được xác định như sau: 2 2 Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép các nhịp vào gối tựa: Lan �10d = 60 mm.. Sơ đồ tính là một dầm

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

3 Thiết kế dầm chính (có vẽ biểu đồ bao vật liệu)

Eb = 27.103 MPa.

 Cốt thép CI: Rs = 225 MPa, Rsw = 175 MPa, Rsc = 225 MPa, Es = 21.104 Mpa

 Cốt thép CII: Rs = 280 MPa, Rsw = 225 MPa, Rsc = 280 MPa, Es = 21.104 MPa

II TÍNH TOÁN BẢN SÀN

1 Phân loại bản sàn

Xét tỉ số hai cạnh ô bản:

2 1

Với: D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng (D = 0,8 – 1,4), ta chọn D = 1,0.

m: hệ số phụ thuộc vào loại bản dầm, (bản dầm: m = 30 – 35), ta chọn m=32.

- Bản thường được kê lên tường không ít hơn chiều dày bản Chọn C b 120mm.

- Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải bản có chiều rộng b = 1 m (hình 1), xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ (hình 3)

- Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.

Đối với nhịp biên:

i



(mm)

Trọng lượng riêng

i



(kN/m 3 )

Trị tiêu chuẩn

i

g (kN/m 2 )

Hệ số độ tin cậy về tải trọng

f ,i



Trị tính toán

gs (kN/m 2 )

6 Tính toán cốt thép

- Tính cốt thép theo bài toán chịu uốn tiết diện chữ nhật b h� 1000 80� mm.

- Bê tông cấp độ bền B20: R b 11,5MPa; pl  0,3; pl  0,37

; b  1,1 b  1,1

- Cốt thép sàn sử dụng loại CI: R s 225MPa

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ C=10mm Giả thiết a=15mm cho mọi tiết diện.

Chiều cao làm việc của bản là:

R R

 Thỏa mãn điều kiện

 Ở nhịp giữa và các gối giữa: M = 1,922 KNm

 Thỏa mãn điều kiện

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 3 dưới đây:

Bảng 3 Tính cốt thép cho bản sàn

tt s

A

(mm2)

µ (%)

Các phương án chọn cốt thép

Phương án chọn d

(mm)

a (mm)

As (mm2) Nhịp biên, Gối

thứ hai

6/8 8

140 200 260

202 197 194

200 250 360

142 157 140

6 200a



Kiểm tra lại chiều cao làm việc h 0 :

- Chọn lớp bảo vệ 10mm, tiết diện thép lớn nhất 6:

 Đối với nhịp giữa, gối giữa: Chọn 6 200a

- Kiểm tra điều kiện chọn thép ở trên: Khoảng cách cốt thép 70 � � a 200 với

6000

3 3 2000

- Tại những vị trí bản kê lên dầm chính: có xuất hiện momen âm nhưng không

tính toán Tại vị trí này đặt thép chịu lực cấu tạo Cốt thép cấu tạo chịu mômen

âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính và dọc các gối biên được xác định

như sau:

2 2

Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép các nhịp vào gối tựa: Lan �10d = 60 mm.

 Bản không bố trí cốt đai, vì lực cắt hoàn toàn do bê tông chịu:

4 5 5

2

2

MẶT BẰNG BỐ TRÍ THÉP SÀN

III TÍNH TOÁN DẦM PHỤ

III.1 Sơ đồ tính.

- Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính là một dầm liên tục 4 nhịp, có các

gối tựa là tường biên và dầm chính

- Đoạn gối lên tường lấy Cdp = 220 mm

- Theo giả thiết kích thước của dầm chính là: bxh=300x600 mm

- Ta xác định được nhịp tính toán của dầm phụ là:

dp

dp

p

Với tỷ số trên, tra bảng, ta có hệ số k=0,2210

a Biểu đồ bao momen.

 Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao momen (nhánh dương):

00,0650,09

0,091

0,0750,02

045,28562,702

63,399

52,25213,934

0,0180,058

0,0625

0,0580,018

-0,0278-0,0057

-0,0027-0,0218

12,13339,094

42,127

39,09412,133

-18,738-3,84

-1,820-14,694

Biểu đồ bao momen của dầm phụ

- Tiết diện có momen âm bằng 0 cách bên trái gối thứ 2 một đoạn:

III.4 Tính toán cốt thép dọc

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

a Với tiết diện chịu momen âm.

- Tính theo tiết diện chữ nhật bxh = (200x400) mm

A

b h

�

b Với tiết diện chịu momen dương

Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén Lấy h’f= hb= 80 mm

Mmax= 63,888 kNm < Mf= 588,80 kNm  Trục trung hoà đi qua cánh

 Tiết diện tính toán là tiết diện chữ nhật b’ f �h dp = 2000 x 400 mm.

III.6 Tính toán cốt đai.

Các giá trị lực cắt nguy hiểm trên dầm:

Xác định bước đai: S bt min(Smax; ; )S S ct tt

+ Bước đai lớn nhất S max :

2 0 max

+ Bước đai theo cấu tạo S ct :

A E

Q  kN  Cần phải tính toán cốt đai chịu lực cắt

+ Khoảng cách giữa các cốt đai tính toán:

Với kết quả tính được chọn :S bt  min(Smax ;S ct;S tt)  =150 mm

 Kiểm tra điều kiện:

Điều kiện 1:Kiểm tra điều kiện phá hoại giòn:

w

A R 56,5 175

65,917 / 0,3 54 /150

- Bố trí cốt đai hai nhánh6 300a trong đoạn còn lại ở giữa dầm

- Các cốt thép khi được cắt và nối cần được neo với một đoạn có chiều dài Lan , ta có:

+ Chiều dài đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo:

Vậy chọn Lan1 =500mm, Lan2 =325mm

- Chiều dài cốt thép chịu momen dương:

+ Cốt thép số 1: 216 được kéo dài từ nhịp biên sang nhịp giữa, đầu bên trái ủa cốt

thép cách mép phải của tường bằng chiều dài neo Lan2 =325mm, đầu bên phải củacốt thép số 1 được kéo đến mép bên phải của dầm chính tại gối B

 Tổng chiều dài cốt thép số 1 thép: Ls1 = 6000+150+325-165=6310mm làm tròn lấy 6400mm

+ Cốt thép số 2: 118 đặt ở nhịp biên được cắt để giảm cốt thép trong vùng có

momen giảm về phía 2 gối A và B, đầu bên trái được cắt một đoạn cách mép gối

A một đoạn ≤0,08L=0,08.5795=463,6mm lấy bằng 450mm hay cách mép bên phải của tường 1 đoạn bằng: 450-165=285mm Đầu bên phải cách gối B một đoạn ≤0,3L=0,3.5795=1738,5mm lấy bằng 1600 hay cách mép bên trái dầm chính một đoạn bằng 1600-150=1450mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 2 thép: Ls2 = 6000-450-1600=3950mm làm tròn lấy 4000mm

+ Cốt thép số 3: 216 được đặt ở phía dưới dầm, đầu bên trái của cốt thép được kéo

đến mép trái của dầm chính ở gối B, đầu bên phải của cốt thép được kéo đến mép phải của dầm chính ở gối C

 Tổng chiều dài cốt thép số 3 thép: Ls3 = 6000+150+150=6300mm làm tròn lấy 4000mm

+ Cốt thép số 4: 112 đặt ở nhịp giữa được cắt để giảm cốt thép trong vùng có

momen giảm về phía 2 gối B và C, đầu bên trái và bên phải được cắt một đoạn cách mép gối B, C một đoạn ≤0,3L=0,3.5700 =1710mm lấy bằng 1500mm hay cách mép bên trái và bên phải của dầm chính 1 đoạn bằng: 1500-150=1350mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 4 thép: Ls4= 6000-2.1500=3000mm

- Chiều dài cốt thép chịu momen âm:

+ Cốt thép số 5: 216 được kéo dài từ nhịp biên sang nhịp giữa, đầu bên trái của cốt

thép kéo dài đến gối A và neo vào 1 đoạn tính từ mép tường bằng chiều dài Lan1

=500mm, đầu bên phải của cốt thép số 5 được kéo sang giữa nhịp

 Tổng chiều dài cốt thép số 5 thép: Ls5=

6000+0,5.6000+500-165+0,5.325=9497,5mm, làm tròn lấy 9500mm

+ Cốt thép số 6: 114 đặt ở gối B, lấy cách mép gối B một đoạn 0,15L vì sau khi cắt

cốt thép 114 thì còn lại 216 thỏa mãn > 60%As(216+114)

1 Đầu trái cốt thép lấy cách mép gối B một đoạn 0,15L= 0,15.5795=869,25mm

2 Đầu phải cốt thép lấy cách mép gối B một đoạn 0,15L= 0,15.5700=855mm

 Lấy tròn 900mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 6 thép: Ls6 = 900+900+300=2100mm

+ Cốt thép số 7: 216 đầu bên trái và đầu bên phải được nối với cốt thép số 5 từ

giữa nhịp BC kéo dài sang giữa nhịp CD, lấy chiều dài neo Lan2 =325mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 7 thép: Ls7 = 6000+325=6325mm, làm tròn lên 6400mm

+ Cốt thép số 8 : 112 đặt ở gối C, lấy cách mép gối C một đoạn 0,15L vì sau khi

cắt cốt thép 112 thì còn lại 216 thỏa mãn > 60%As(216+114)

1 Đầu trái cốt thép lấy cách mép gối C một đoạn 0,15L= 0,15.5795=869,25mm

2 Đầu phải cốt thép lấy cách mép gối C một đoạn 0,15L= 0,15.5700=855mm

- Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp, kê lên tường biên và các cột.

- Dầm chính có kích thước như đã giả thiết: (b�h) = (300�600) mm.

- Đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày tường là 330 mm

- Nhịp tính toán ở nhịp giữa bằng nhịp tính toán ở biên và bằng 6000 mm

Sơ đồ hình học và sơ đồ tính toán của dầm chính

a Biểu đồ bao momen.

* Các trường hợp đặt tải: Sơ đồ các trường hợp đặt tải trình bày như hình vẽ

* Xác định biểu đồ momen cho từng trường hợp đặt tải.

Tung độ biểu đồ momen tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:

- Trong các sơ đồ d, e, f, g bảng tra không cho giá trị  tại một số tiết diện, ta nội

suy theo phương pháp của Cơ học kết cấu (Phương pháp treo biểu đồ):

- Để tính toán tiến hành cắt dời các nhịp 1-2, 2-3, 3-4 Tính momen Mo của dầm đơngiản kê lên 2 gối tự do:

2144,0 38,448 (134,352 38,448) 41,616

3

III

kN.m1

6,3363

I

kN.m2

2, 1

2 1

- Tung độ biểu đồ bao lực cắt được xác định theo công thức:

max G max( );pi min G min( )pi

Biểu đồ bao lực cắt của dầm chính

4.4 Tính cốt thép dọc.

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

- Cốt thép dọc chịu lực dùng thép nhóm CII có: Rs = Rsc = 280 Mpa

- Cốt thép đai sử dụng thép CI có: Rsw = 175 Mpa

- Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi tra phụ lục 8 ta có: ζR=0,623, αR=0,429

a Tại tiết diện ở nhịp chịu momen âm.

+ Dầm chính có momen âm lớn nhất ở gối thứ 2 và gối thứ 3 bằng: 232,164 kN.m,

Vì sự phá hoại của dầm do momen âm này thường xảy ra ở mép gối Nên để tính

toán cốt thép dọc ta dùng momen ở mép gối tựa đã được tính toán ở mục 4.3:

Mmg=217,220kN.m

+ Ta tính theo tiết diện chữ nhật (b�h) = (300x600) mm.

+ Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của thép

dầm phụ nên a khá lớn

Giả thiết agối = 70 mm � ho = 600 – 70 = 530 mm

 Tại gối thứ 2 và gối thứ 3, có momen mép gối Mmg=217,220kN.m

 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

b Tại tiết diện ở nhịp chịu momen dương.

Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén Lấy h’f= hb= 80 mm

 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

 Tại nhịp giữa có Mmax = 110,95 kN.m

 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

* Kết quả tính toán cốt thép dọc được thể hiện ở bảng dưới:

* Kiểm tra lại ho và khoảng cách t: Chọn lớp bê tông bảo vệ là c = 30 mm.

 Đối với cốt thép chịu momen âm:

- Cốt thép chịu momen âm tại gối thứ 2,3 Chều dày lớp bảo vệ được tính đếnmép trong cốt thép phía trên dầm phụ bằng 36mm ( gồm lớp bảo vệ của dầm phụ bằng 20mm và đường kính lớn nhất là 16mm)

- Cốt thép ở gối được đặt 1 lớp, nên ho tính toán như sau:

 Đối với cốt thép chịu momen dương:

- Cốt thép chịu momen đương tại nhịp bên và nhịp giữa đặt cốt thép một lớpChọn chiều dày lớp bảo vệ c = 30mm ≥ ( co; Ømax) = (20; 25)mm

+ Cốt thép ở nhịp biên được đặt 1 lớp, nên ho tính toán như sau:

t(mm)

Gối 2,3 600 530 2 25 2 22   48,5 551,5 48,67

Vậy các giá trị ho tính toán lớn hơn so với giả thiết và khoảng hở t giữa các cốt thép thoả mãn điều kiện.

4.5 Tính toán cốt đai chịu lực cắt.

- Tiết diện dầm chính (b�h) = (300�600) mm Chọn ho = 557,5 mm

- Vật liệu bê tông và cốt thép đã chọn ta có:

Rb = 11,5 Mpa ; Rbt = 0,9 Mpa, Rsw = 175 Mpa

- Các giá trị lực cắt nguy hiểm trên dầm:

- Xác định bước đai: S bt min(Smax;S S ct; )tt

+ Bước đai lớn nhất S max :

2 0 max

- Kiểm tra điều kiện để bê tông giữa các vết nứt xiên không bị ép vỡ do ứng suấtchính:

A E

Q  kN  Cần phải tính toán cốt đai chịu lực cắt

+ Khoảng cách giữa các cốt đai tính toán:

Với kết quả tính được chọn :S bt  min(Smax ;S ct;S tt) 200mm

 Kiểm tra điều kiện:

Điều kiện 1:Kiểm tra điều kiện phá hoại giòn:

w

A R 100,6 175

88 / 0,3 81 /200

Lấy qsw = 88 kN/m

Kết luận:

- Bố trí cốt đai 8 200a ở hai bên gối trong đoạn L= 1500 mm.

- Bố trí 8 400a cho đoạn giữa dầm.

+ Ở gối 2 và 3: tiết diện chữ nhật có b h �  300 600 � mm

Tính khả năng chịu lực theo công thức:

0 0

s s

td s S b

b Vẽ biểu đồ bao vật liệu và xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh

 Vẽ biểu đồ bao vật liệu cho nhịp biên:

Từ trục dầm ta vẽ:

- Đường nằm ngang thứ nhất có giá trị momen tiết diện Mtd=226,7kN.m

- Đường nằm ngang thứ hai có giá trị momen tiết diện Mtd=151,9kN.m Đường này cắt biểu đồ momen tại hai điểm A và B Đó là hai điểm cắt lý thuyết

- Từ hai điểm cắt lý thuyết (A, B), Ta dựng hai đường thẳng vuông góc với trục

dầm ta được hai mặt cắt lý thuyết Các mặt cắt này cắt đường nằm ngang thứ nhất tại hai điểm C, D Từ mặt cắt Từ các mặt cắt AC và BD trở đi thì 1 thanh thép ϕ25 không cần để chịu lực nữa Biểu đồ bao vật liệu cho cốt thép nhịp biên

được thể hiện như hình H.1

- Để xác định chính xác vị trí tiết diện cắt ký thuyết (x1, x2) ta sử dụng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng

- Xác định khoảng cách x1 dựa vào hai tam giác đồng dạng: 1AE và 1HI, ta có:

- Xác định khoảng cách x2 dựa vào hai tam giác đồng dạng: BJG và KFG, ta có:

H.1: Biểu đồ bao vật liệu nhịp biên

- Từ tiết diện cắt lý thuyết trở đi thanh thép phải được kéo dài thêm một đoạn W rồi mới cắt hẳn, đoạn W được xác định theo công thức sau:

- Xác định đoạn kéo dài của cốt thép số 2(1ϕ25) phía bên trái mặt cắt AC:

Q là độ dốc của biểu đồ momen:

6

1

214,234.10

1071172000

I M

s s sw

Q là độ dốc của biểu đồ momen:

6

1

(162,556 78,804).10

1206802000

II M

s s sw

 Vẽ biểu đồ bao vật liệu cho nhịp giữa và gối thứ 2:

Tương tự tính như công thức trên, ở gối thứ 2 ta có:

- Xác định khoảng cách x3 dựa vào hai tam giác đồng dạng, ta có:

(132,164 18,7).10

1254322000

(232,164 20,383).10

1058912000

110,95831

+ Chiều dài đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo:

Vậy chọn Lan1 =750mm, Lan2 =550mm

- Chiều dài cốt thép chịu momen dương ở nhịp biên:

+ Cốt thép số 1: 225 được đặt ở phía dưới dầm, đầu bên trái của cốt thép cách mép

phải của tường bằng chiều dài neo Lan2 =550mm, đầu bên phải của cốt thép số 1 được kéo đến mép bên phải của cột tại gối thứ 2

 Tổng chiều dài cốt thép số 1 thép: Ls1 = 6000+150+550-165=6535mm

+ Cốt thép số 2: 125 được đặt ở phía dưới dầm được cắt để giảm cốt thép trong

vùng có momen giảm về phía 2 gối, đầu bên trái được cắt một đoạn cách mép gối thứ nhất một đoạn là x1-WT=1418-800=618mm lấy bằng 615mm hay cách mép bên phải của tường 1 đoạn bằng: 615-165=450mm Đầu bên phải cách gối 2một đoạn là x2-Wp=1912-900=1012mm, lấy bằng 1000mm hay cách mép bên trái của cột một đoạn bằng 1000-150=850mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 2 thép: Ls2 = 6000-615-1000=4385mm

- Chiều dài cốt thép chịu momen âm ở gối thứ 2 và 3:

+ Cốt thép số 3: 225 được đặt ở phía trên dầm, đầu bên trái của cốt thép kéo dài

đến gối thứ nhất và neo vào 1 đoạn tính từ mép tường bằng chiều dài Lan1

=750mm, đầu bên phải của cốt thép số 3 được kéo sang giữa nhịp

 Tổng chiều dài cốt thép số 3 thép:

Ls3 = 6000+0,5.6000+750-165+0,5.550=9860mm, làm tròn lấy 9900mm

+ Cốt thép số 4 : 222 được đặt ở phía trên dầm ở gối thứ 2, lấy cách mép gối thứ 2

một đoạn là x3+WT=716+900=1616mm, lấy bằng 1620mm hay cách mép trái gốithứ 2 một đoạn là: 1620-150=1470 Đầu bên phải cách gối 2 một đoạn là:

x4+Wp=848+800=1648mm, lấy bằng 1650mm hay cách mép phải gối thứ 2 một đoạn là: 1650-150=1500mm.

 Tổng chiều dài cốt thép số 4 thép: Ls4 = 1620+1650=3270mm

- Chiều dài cốt thép chịu momen dương ở nhịp giữa:

+ Cốt thép số 5: 218 được đặt ở phía dưới dầm, đầu bên trái của cốt thép được kéo

đến mép trái của cột ở gối thứ 2, đầu bên phải của cốt thép được kéo đến mép phải của cột ở gối thứ 3

 Tổng chiều dài cốt thép số 5 thép: Ls5= 6000+150+150=6300mm

+ Cốt thép số 6: 118 được đặt ở phía dưới dầm, ở nhịp giữa Đầu bên trái và bên

phải lần lượt cách các gối thứ 2 và 3 một đoạn là: x5-W5=1670-700=970mm hay cách mép gối một đoạn: 970-150=820mm

 Tổng chiều dài cốt thép số 6 thép: Ls6 = 6000-970-970=4060mm

BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM CHÍNH

MẶT CẮT CHI TIẾT THÉP DẦM CHÍNH

PHƯƠNG ÁN 2:

THIẾT KẾ SÀN BTCT TOÀN KHỐI

CÓ BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG

1 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện:

6000

23000

� Chọn b dp  200 (mm)

2 Tính toán bản sàn theo sơ đồ đàn hồi

Bảng 2.1 Tải trọng các lớp cấu tạo

Lớp cấu tạo

Chiều dày

i



(mm)

Trọng lượng riêng

i



(kN/m 3 )

Trị tiêu chuẩn

i

g (kN/m 2 )

Hệ số độ tin cậy về tải trọng

f ,i



Trị tính toán