Đồ án BTCT 1 dành cho sinh viên

Đồ án bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông vĐồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông vĐồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông vĐồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông Đồ án Bê tông

Ptc kN/m2

Bề rộng tường (m)

Bê tông B20 (Mpa)

Cốt thép Sàn C Cốt đai C

(Mpa)

Cốt dọc C (Mpa) 2,5 5,7 7 0.32 Rb=11,5

Rbt=0,9 γb=1

Bê tông B20: Rb=11,5 Mpa , Rbt=0,9Mpa , Eb=27×10-3 Mpa

Cốt thép CI: Rs=225 Mpa , Rsw=175 Mpa, Rsc=225 Mpa, Es=21×10-4Mpa

CII: Rs=280 Mpa, Rsw225 Mpa, Rsc=280 Mpa,

Es=21×10-4 Mpa, γb=1, ξR=0,650, αR=0,439;, ξpl=0,37, αpl=0,225

2 Tính toán sơ bộ kích thước cấu kiện

3 Nhịp tinh toán của bản :

Nhịp biên: L = L − b dp − b t + h b = 2500 − 200 − 420 + 100 = 2225 (mm)

b 1

Nhịp giữa: Lg = L1 − bdp = 2500 − 200 = 2300 (mm)

Bảng 1 Tính toán và ghi kết quả tĩnh tải

b Hoạt tải: Hoạt tải tính toán P = n  ptc = 1, 2 7 = 8, 4kN / m2

Trong đó: n là hệ số tin cậy của hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995

ptc là tải trọng tình toán lấy theo đề bài

c Tổng tải: Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản sàn có chiều rộng b=1m:

2500 100 100 2500 100 100 2500 100 100

6 Tính cốt thép chịu mô men uốn

Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb=11,5 Mpa

Asl diện tích tiết diện ngang của thép

Hàm lượng thép tối thiểu và tối đa:

b Thép dọc chịu mô men dương

Được đặt xem kẽ nhau,khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến đầu mút tường là: 1

l = 1 .2200 = 275 mm

8 g

8

c Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông sàn

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

mãn)

d Cốt thép cấu tạo

Cốt thép chịu mô men âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính:

Hàm lượng {𝐴𝑠,𝑐𝑡 ≥ 𝑑6𝑎200

𝐴𝑠,𝑐𝑡 ≥ 50% 𝐴𝑥 Tại gối giữa = 50% 335 =167,5 (mm2 )

Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực:

Hàm lượng   20% tại gối biên và nhịp biên = 20%  491 = 98, 2(mm2

)

 Chọn thép  6 ,a = 200 ( mm) As = 142 ( mm2 )

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

Đoạn bản kê lên tường là : Sb  hb = 100 (mm) và Sb  120 (mm)

→Chọn đoạn Sb=120 (mm)

II Dầm phụ

1 sơ đồ tính

Dầm phụ là dầm 3 nhịp đối xứng, các nhịp giữa kê lên dầm chính, các nhịp biên kê lên tường biên, đoạn gối kê lên tường lấy: Sd = 220mm

Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo

Theo giả thiết kích thước dầm chính là (300  800)mm

Ta xác định được các nhịp tính toán của dầm phụ:

Nhịp biên: lấy Lb bằng khoảng cách từ mép dầm chính đến tâm gối tựa trên tường

Tra bảng và nội suy ta được k = 0,278

Tung độ của biểu đò bao mô men tính theo công thức: M =   q dp  L2

(đối với nhịp biên thì L = Lb = 5500mm ; L = Lg = 5400 mm)

Mô men âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tự 2 một đoạn là:

X1 = k  Lb = 0, 278 5,5 = 1,529(m)

Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn là:

Đối với nhịp biên:

Đối với nhịp giữa:

Nhịp Tiết

Diện

L (m)

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

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

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

a Cốt dọc

Với mô men âm

Tính theo tiết diện hình chữ nhật b = 200mm, h = 450mm

max f

Tại gối B với M = 73,21kNm Tại gối C với M = 73,21kNm

Với mô men dương

Tính theo tiết diện chữ T,có cánh nằm trong vùng chịu nén ,bề dày cánh

Mà M + = 93,18  M = 587,65 (kNm)nên trục trung hòa đi qua cánh

Tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật ( bf  hdp ) = (1400  450) (mm)

Lấy lưc cắt lớn nhất bên trái gối B

Kiểm tra điều kiện tính toán:

= 0, 6.(1+ 0 + 0).0,9.200.415 = 44820N = 44,82kN

 QA  Qb min

 Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt ngang chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải ngiêng giữa các vết nứt xiên

Smax (đảm bảo bê tong giữa hai lớp cốt đai đủ khả năng

-Đối với đoạn đầu dầm:

sw

62kN/m

Kiểm tra Qmax − Q b1 = 147, 2 − 85,8 = 73, 98  q sw = 60,8 (kN/m)

2h0 2.0, 415

Kiểm tra điều kiên phá hoại giòn q sw  Q b min = 46, 44

2.0, 415 = 55, 95 (kN/m) 62.23,35

b

sw

b

(thỏa mãn) Chọn cốt đai  8(a = 50,3mm2 ) số cốt nhánh đai n = 2

=> Asw = n.asw = 2.50,3 = 100, 6mm2Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai:

s tt = R sw A sw

q sw = 175.100, 6 = 289, 55 mm

60,8

𝑠𝑐𝑡 = 150 (𝑚𝑚) Với kết quả tính được chọn S = min{𝑠𝑚𝑎𝑥 = 339,15 (𝑚𝑚)

𝑠𝑡𝑡 = 289,55(𝑚𝑚 )

=>Chọn S = 150(mm) Chọn 8 a150 (mm) bố trí cho đoạn L2 = 5500 = 1375 (mm) đoạn đầu gần

Vậỵ đảm bảo điều kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai:

Mb

q1

62 29,693

qsw

62 117,37

Tính C = = = 0,753m = 753mm  2h = 830mm (thỏa mãn)

Kết luận:

-Ta bố trí cốt đai 8 a150 ở hai bên gối trong đoạn

-Bố trí 8 a200 trong đoạn còn lại ở giữa dầm

L2 = 1425

III Dầm chính

1 Sơ đồ tính

Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi,xem như 1 dầm lien tục có 4 nhịp tự lên tường bien và các cột

Cdc − đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = t = 450 (mm), bc = 400 (mm)

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục cụ thể như sau:

G0 = n bt . bt b dc .(h dc − h b ).L1 − (h dp − h b ).b dp 

Trong đó: -bdc: là chiều rộng dầm chính

-hdc: là chiều cao dầm chính -hdp: là chiều cao dầm phụ -hb: là chiều dày bản sàn -L1: là kích thước theo phương cạnh ngắn của ô bản -Go: là lực tập trung do trọng lượng bản thân dầm chính -n: là hệ số độ tin cậy của tải trọng, n = 1,1

-  : là trọng lượng riêng của dầm BTCT,  = 25(kN / m3)

=> G0 = 1,1.25.0,3.( 0, 6− 0,1) .2, 4−( 0, 45− 0,)1 0,2= 9,3 (kN) Vậy G = 73,25 + 9,32 = 82,57(kN)

b Hoạt tải tập trung

-L2: là kích thước theo phương cạnh dài của ô bản

3 Xác định nội lực

a Biểu đồ bao mô men

Các trường hợp đặt tải: sơ đồ tính dầm chính đối xứng,các trường hợp đặt tải trình bày như hình

Xác định biểu đồ mô men cho từng trường hợp đặt tải

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

P P

M2 M1

P P

M2 M1

Hình 8: Biểu đồ bao mômen M (kNm)

Xác định mô men mép gối

Xác định biểu đò lực cắt cho từng trường hợp tải

Ta có quan hệ giữa mô men và lực cắt đạo hàm của mô men chính là lực

326,9 218,5

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

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

b Tại tiết diện ở gối:

Mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật

( 1500800)

524,368 750 0,054 0,944 2568,3 0,235 328 + 225 2829 Gối biên

( 300800 )

599,089 740 0,325 0,795 3428 2,24 530 3534

sw

Nhịp giữa

( 1500800)

365,832 750 0,037 0,981 1776,2 0,175 3 28 1847 Gối giữa

Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt ngang chịu lực cắt

Chọn cốt đai  8(a = 50,3mm2 ) , số nhánh cốt đai n=2

+Bước cốt đai theo cấu tạo Sct:

*Đối với đoạn đầu dầm:

h= 800(mm) => S  min( h ;500) = min(266, 6;500)

ct

3Chọn Sct = 200 (mm) bố trí trong đoạn L1= 2400(mm) gần gối tựa

Đối với đoạn còn lại:

ct

4Chọn Sct = 400(mm)

+Bước đai lớn nhất Smax:

Tính cho tiết diện gối B: Q = Q =350,9 (kN)

Chọn cốt đai  8a100 cho đoạn L = 2400(mm) gần gối tựa

+Kiểm tra cho đoạn dầm gần gối

Kiểm tra điều kiện hạn chế:

=>Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Kiểm tra khả năng chịu cắt tối thiểu của bê tông và cốt đai

Q

=

M b

q sw

287, 76 157,942

Vậy bố trí cốt đai  8a100 ở hai bên gối trong đoạn L1 = 2200(mm)

Bố trí  8a300 trong đoạn L1 = 2200(mm) giữa dầm

7 Tính cốt treo

Tại những chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính (tránh

sự tập trung ứng suất làm phá hoại dầm chính)

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

hs = hdc – hdp = 800 – 450 = 350(mm) khoảng cách giữa 2 lớp cốt treo 70mm

A  sw

 A

8 Tính toán cốt thép và vẽ hình bao vật liệu

a.Khả năng chịu lực của tiết diện

0,0600 0,0386

568,8 385,8

1231 39 761 0,0262 0,0259 258,8

8a70

0,2031 0,1413

394,1 274,2 Nhịp giữa

0,0386 0,0386

385,8 258,8 Gối giữa 5  28 3078 72 728 0,3431 0,2842 519,6

0,1796 0,1241

349,4 241,5

b.Xác định vị trí cắt lý thuyết

Bảng xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

Tiết diện Thanh

1

x 385.8

524,3

633,9 218,5

Cắt lần

2

x 258,8

1

2 25

Cắt lần

2

x

110,5 405,6 258,8

Cắt lần

Cắt lần

c.Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

W = 0,8Q + 5d  20d

2q sw

Trong đó: -d: là đường kính thanh thép cắt

-Q: là lực cắt tại điểm cắt lý thuyết

- qsw : là khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết Kết quả tính toán đoạn kéo dài W được tóm tắt trong bảng:

Tiết diện Thanh

thép

Q (kN) qsw

(N/mm)

W tính (mm)

20d (mm)

W chọn (mm) Nhịp biên

9 Kiểm tra về neo cốt thép

Cốt thép ở phía dưới sau khi cắt phải đảm bảo số còn lại phải neo chắc vào gối

Thỏa mãn : As,neo  30% As

Nhịp biên: 328 + 225 có As = 2829(mm2)

Cắt 2  25 + 1  28còn 2 28 =>As,neo = 12231(mm2)> 30%As = 848,7(mm2) Nhịp giữa: 530 có As = 3826(mm2)

Cắt 330 còn 230 =>As,neo = 1414(mm2)>30%As = 1147,8(mm2)

*Tính chiều dài đoạn neo, nối cốt thép:

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu kéo: lneo,k = 30d

+Đoạn cốt thép neo trong vùng chịu nén: lneo,n = 20d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng kéo: lnối ,k = 35d

+Đoạn cốt thép nối trong vùng nén: lnối,n =25d

Kết quả tính đoạn neo,nối được tóm tắt trong bảng:

Tiết diện Thanh thép Đoạn neo

(mm)

Đoạn nối (mm)

Chọn (mm) Nhịp biên bên

+Cốt dọc cấu tạo: được sử dụng làm cốt giá tựa cho cốt đai ở nhịp biên, trong đoạnkhông

có mômen âm, diện tích cốt thép: A  0,1%bh = 0,1%  300 750 = 225(mm2 )

Chọn 212 (As = 226 mm2) chạy dọc dầm theo sườn dầm, cốt đai 8a400 số nhánh n = 1