2.6.1. Kết quả chuyển vị khi tính toán thủ công:
Theo TCVN 5574:2012 trạng thái giới hạn thứ 2 nhằm đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường của kết cấu: không cho hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức, không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt và dao động). Trong đồ án này, sinh viên thực hiện việc kiểm tra nứt và độ võng cho nứt trong sàn.
Về nguyên tắc cần kiểm tra cho tất cả các ô sàn, tuy nhiên nếu ô bản cho nội lực nhịp lớn nhất thỏa trạng thái giới hạn hai thì tất cả các ô sàn còn lại đều thỏa. Sinh viên tiến hành kiểm tra với ô sàn (8 x 9m).
Kiểm tra sự hình thành vết nứt của sàn S11: (L1 = 4m, L2 = 4.5m).
2 1
L 9
1.125 2
L 8
Ô bản làm việc 2 phương, sử dụng sơ đồ 9( ngàm 4 cạnh).
m 91 = 0.0197
Tải trọng lớp hoàn thiện: 0.83 kN/m, tải trọng của bản BTCT = 0.12x25 = 3kN/m, hoạt tải sử dụng: p tc = 3 kN/m.
Tổng tải trọng: q = 0.83 + 3 + 3 = 6.83 kN/m.
Momen dương phân bố theo phương cạnh ngắn :
1 91 1 2
M m q L L 0.0197 6.83 8 9 9.69 kNm . Bảng 2.7- Bảng kiểm tra sự hình thành vết nứt.
KIỂM TRA SỰ HÌNH THÀNH VẾT NỨT Các đặc
trưng
Bản sàn
Đơn vị Ghi chú
Nhịp (Ln=4m)
R bt,ser 1.6 Mpa Cường độ kéo tính toán của bê tông B25 tính theo trạng thái
giới hạn II
Es 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo AI
E's 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu nén AI
Eb 30000 Mpa Mô đun đàn hồi bê tông B25
b 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán
h 120 mm Chiều cao tiết diện tính toán
a 25 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông
a' 0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê tông
As 252 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,tại vị trí đang xét - d8a200
A's 0 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét M 9.69 kNm M là momen do ngoại lực trên tiết diện đang xét ( tính với tải
tiêu chuẩn )
ho 95 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h 0 = h - a
h'o 120 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h' 0 = h -a'
α 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α = Es /Eb
α' 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α' = E's /Eb
A red 121764 mm 2 Diện tích tiết diện ngang quy đổi khi coi vật liệu đàn hồi, A red = bh + αAs + α'A's
ξ 0.507 Chiều cao tương đối của vùng chịu nén, ξ = 1 - [bh + 2(1- a'/h)α'A's]/2A red
x 50.72 mm Chiều cao của vùng chịu nén, x = ξh 0
I b0 43503907.7 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, I b0 = bx 3 /3
I s0 611878.5 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu kéo, I s0 = A s (h - x - a) 2
I' s0 0 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu nén, I' s0 = A' s (x - a') 2
S b0 2399557.7 mm 3 Momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo, S bo = b(h-x) 2 /2
W pl 3779178.36 mm 3
Momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến biến dạng không
đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo, W pl = 2(I bo + αI s0 + α'I' s0 )/(h-x) + S bo
Mcrc 6.05 kNm Mô men chống nứt của tiết diện đang xét, M crc = R bt.ser W pl
Mcrc < M M = 9.69 kNm
Kết luận: Bản sàn có thể xuất hiện vết nứt theo TCVN 5574:2012
4
4 4
q1 9 6.83 4.2kN
9 8
4 4
1 1
3 6
q L
1 1 4.2 8
f 2 0.0085m
1 0.12
384 EI 384
32.5 10
12
Bảng 2.8- Bảng kiểm tra sự hình thành độ võng.
KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỨNG (ĐỘ VÕNG) Các đặc
trưng Giá trị Đơn vị Ghi chú
Rbt,ser 1.6 Mpa Cường độ kéo tính toán của bê tông B25 tính theo trạng thái giới hạn II
Es 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo AII
E's 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu nén AII
Eb 30000 Mpa Mô đun đàn hồi bê tông B25
b 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán
h 120 mm Chiều cao tiết diện tính toán
a 25 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông
a' 0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê tông
As 251 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,tại vị trí đang xét - d8s200
A's 0 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét ho 95 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê
tông chịu nén, h 0 = h - a
h'o 120 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén, h' 0 = h -a'
α 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α = Es /Eb
α' 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α' = E's /Eb
I red 145844850 mm 4
Momen quán tính của tiết diện quy đổi đối với trục trọng tâm của tiết diện,
I red = bh 3 /12 + (α-1)As(h/2-a) 2 +(α'-1)A's(h/2-a') 2 φ b1 0.850 Hệ số xét đến từ biến nhanh của bê tông; lấy bằng 0,85 đối
với bê tông nặng
φ b2 2.00
Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông đến biến dạng của bê tông có khe nứt vùng kéo.
+ Khi tác dụng của tải trọng không kéo dài φ b2 = 1,0;
+ Khi tác dụng của tải trọng là kéo dài thì:
φ b2 = 2,0 đối với độ ẩm của môi trường là 40 - 75%; φ b2 = 3,0 đối với độ ẩm dưới 40%
B sh 3.71E+12 kNm 2 B sh là độ cứng ngắn hạn của bê tông cốt thép; B sh = φ b1 E b I red
B 1 1.86E+12 kNm 2 B l là độ cứng dài hạn của bê tông cốt thép; B l = φ b1 E b I red / φ b2
J 144000000 mm 4 Momen quán tính của tiết diện sàn: 1000x140 k 1 =E b J/B s
h
1.16 Hệ số điều chỉnh độ võng đàn hồi do tải trọng ngắn hạn so với độ võng thực của cấu kiện BTCT
k2=E b J/B l 2.32 Hệ số điều chỉnh độ võng đàn hồi do tải trọng dài hạn so với độ võng thực của cấu kiện BTCT
f1 0.00 mm Độ võng đàn hồi của tải trọng ngắn hạn (hoạt tải ngắn hạn) f2 8.531 mm Độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm
thời dài hạn (hoạt tải dài hạn) f 19.82 mm Độ võng toàn phần: f = f sh + f l = k 1 f 1 + k 2 f 2
[f] 32 mm Độ võng cho phép quy định tại mục 2a bảng C.1 T CVN 5574 : 2012 , Ln/250
Kết luận: Thõa độ võng cho phép theo TCVN 5574:2012 2.6.2. Kết quả kiểm tra độ võng bằng phần mềm safe:
Độ võng có xét đến từ biến co ngót:
- Tổ hợp tải trọng theo TCGH II (tải trọng tiêu chuẩn).
- Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện và làm tăng độ võng của cấu kiện.
Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng. Theo TCVN 356 – 2005, độ võng toàn phần f được xác định theo công thức như: f = f 1 – f 2 + f 3 = 21.57mm < [f] = 32 mm ( Thỏa).
Chuyển vị sàn tính bằng phần mềm safe.
THIẾT KẾ CẦU THANG