Nội dung

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I. MẶT BẰNG KẾT CẤU 1. Sơ đồ sàn: II. SỐ LIỆU Nhịp: L1 = 2 (m) , L2 = 5 (m) Hoạt tải: Pc = 800 (kg/m2) , Betong: M250 , Rn = 90 (kg/cm2) , Rk = 7.5 (kg/cm2) Nhóm thép: AI có Ra = 2100 (kg/cm2) , Rad = 1700 (kg/cm2) R = Ra’ = 2700 (kg/cm2) , Rad = 1700 (kg/cm2) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 1 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN I. TÍNH TOÁN BẢN SÀN: 1. Sơ đồ sàn: Xét tỉ số 2 cạnh ô bản: L2 5 = =2.5>2 L1 2 Xem bản làm việc một phương. Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm Các trục B,C là dầm chính, các dầm ngang là các dầm phụ Để tính bản cắt 1 dải bản rộng b=1m vuông góc với dầm phụ và xem như một dầm liên tục. 2. Lựa chọn kích thước: a. Chiều dài bản: hb= D l với bản dầm lấy: D = 0,8÷1.4 ⟹D = 1,2 m m = 30÷35 ⟹m = 35 Suy ra: hb = 1.2 200 = 6.8 (cm) ⇒ chọn hb = 7(cm) 35 b. Dầm phụ: ldp = l2 = 5 (cm) chưa phải là nhịp tính toán Nhịp tính toán: Hdp = 1 1 1 ldp = ( ÷ )600 = 30÷ 35 (cm) mdp 20 12 Chọn: hdp = 40 (cm) bdp = (0.3÷ 0.5 ¿hdp = (0.3÷ 0.5 ¿40 = 12÷ 20 (cm) Chọn bdp = 20 (cm) Vậy kích thước dầm phụ là: bdp×hdp = 20×40 (cm) c. Dầm chính: Nhịp dầm chính: ldc = l3 = 3l1 = 3.2 = 6 (cm) hdc = 1 l = ¿)600 = 50÷ 75 (cm) mdc dc Suy ra: Chọn hdc = 70 (cm) Vậy kích thước dầm chính là: bdc.hdc = 30×40 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 2 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 3. Xác định nhịp tính toán: Nhịp tính toán của bản: Bản sàn kê lên tường đoạn Sb = max(hb = 7) Chọn hb = 7 (cm) Nhịp giữa: Lg = l1 – ldp = 2 – 0.2 = 1.8 (m) Nhịp giữa: lb = l1 – bdp bt hb 0.2 o .34 0.07 − + =¿2 – − + =1.675 2 2 2 2 2 2 Chênh lệch giữa các nhịp: lg−bb 1.8−1.765 = 100 = 1.95% < 10% lg 1.8 4. Tải trọng trên bản: Hoạt tải tính toán: P = n.Pc = 1.2×800 = 960 (kg/m2) Tĩnh tải được bố trí theo công thức sau: 4 gb=∑ ¿ . gi và ghi vào bản sau: i=1 Các lớp Tiêu chuẩn n Tính toán Vữa xi măng 2 cm γ 0 = 2000 (kg/m3) 40 1.2 48 175 1.1 193 0.02 * 2000 = 40 Bản BTCT dày 7 (cm) 7 * 2500 = 175 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 3 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Vữa trát dày 1.5 (cm) γ 0 = 1800 (kg/cm3) 27 1.2 32.5 Gạch lát γ 0 = 2000 40 1.1 44 Tổng 317.5 Vậy gb = 317.5 (kg/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: qp = gb + qp = 317.5 +960 = 1277.5 (kg/cm2) Lấy qp = 1278 (kg/m2)\ Tính toán bản rộng 1m tải trọng tính toán là: q = qp .1 = 1278 (kg/m2) 5. Xác định nội lực trong bản: Moment nhịp giữa và gối giữa: q p . l 2g 1278. 1.82 Mnhg =∓ =∓ =∓259(kgm) 16 16 Moment nhịp biên gối thứ 2: Mnhb = ∓ qp. l 1278. 1.7652 =∓ =∓ 362( kgm) 11 11 2 b BIỂU ĐỒ MOMENT: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ BIỂU ĐỒ BAO MOMENT BẢN SÀN SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 6. Tính cốt thép: Bản sàn được coi như dầm liên tục Tính dải bản như kết cấu chịu uốn tiết diện hình chữ nhật: b.h = 100.7 (cm) đặt cốt đơn Chọn a = 1.5 (cm) cho mọi tiết diện → chiều cao hiệu dụng: h0 = hb – a = 7 – 1.5 = 5.5 (cm) Số liệu tính toán: Rn = 90 (kg/cm2) , Ra = 2700 (kg/cm2) , b = 100 (cm) a. Với nhịp biên và gối 2: A= M nhb 2 a 0 γR h = 36200 = 0.133<0.3 90.100 . 5.52 1 1 ⟹ γ= ( 1+ √ 1−2 A ) = ( 1+ √ 1−2.0 .133 ) = 0.928 2 2 Fa = M nhb 36200 = = 2.626 γ R a h 0.928.2700 .5 .5 0 μ %= Fa 2.626 100 = 100 = 1.477% 100.5.5 bh . h0 Với Fa = 2.626 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép là: a= b . f a 100.0 .503 = =19.15 ( cm) Fa 2.626 → Chọn ∅ 8, a=19 ( cm ) , F a=2.65 b. Các nhịp giữa và gối giữa: A= Mg R n .b . h 2 0 = 25900 =0.095< 0,3 90.100 .5,52 1 1 → γ= ¿ +(√ 1−2. A ¿ ¿= ¿+(√ 1−2.0,095 ¿ ¿ = 0.95 2 2 Fa = Mg 25900 = =2,36 γ . Ra . h0 0,95.2100.5,5 μ% = Fa 2.36 100 %= 100 %=0,43 % bb . h0 100.5,5 Với Fa = 2,36 dự kiến dùng cốt thép: ∅ 8 có fa = 0,503 (cm2) Khoảng cách giữa các thanh là: a = b . f a 100.0,503 = = 21,31 (cm) Fa 2.36 Chọn ∅ 8, a = 20 (cm), Fa = 2,50 (cm2) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 5 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN c. Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng giảm thép 20% cốt thép: → Fa = 0,8.2,36 = 1.888 Tỉ lệ thép ∅ 6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt là: a= b . f a 100.0,283 = =15 ( cm ) Fa 1,888 →Chọn ∅ 6, a = 15 (cm), Fa = 1,888 (cm2) Tiết diện Với nhịp biên và gối 2 Với nhịp biên và gối giữa Các dải bản được giảm 20% Fa M (kgm) γ A F(cm2) μ% Chọn ∅6 362 0,133 0,928 2,626 1,477 a = 190 Fa = 2,65 ∅8 259 0,095 0,95 2,36 0,43 a = 200 Fa = 2,50 ∅6 259 1,888 0,34 a = 150 Fa = 1,89 d. Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0: Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv = 1 (cm) Tính lại tiết diện dùng ∅ 8 có: a = 1+ 0,8 = 1,4 (cm) 2 ¿ → ho = h – a = 7 – 1,4 = 5,6 (cm) > h0 = 5,5 (cm) Tiết diện dùng ∅ 6 có: a =1 + 0,6 =1,3( cm) 2 ¿ → ho = h – a = 7 – 1,3 = 5,7 (cm) > h0 = 5,5 (cm) ¿ Sai số không lớn và đều nghiêng về phía lớn hơn so với trị số đã dùng: h0 = 5,5 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 6 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN →Kết quả dùng được thiên về an toàn. 7. Bố trí cốt thép: a. Cốt thé chịu moment âm: Với: p b 960 = =¿3 Lấy γ=0,25 gb 317.5 Đoạn thẳng từ mút cốt thép đến mép dầm: Bên trái gối 2: γlb = 0,25.1,765 = 0,44 Chọn 45 (cm) Bên phải gối 2 và 2 bên gối giữa: γlb = 2,25.1,8 = 0,45 Chọn 45 (cm) Lấy cả 2 bên mút cốt thép mũ đến mép dầm là 45 (cm) Đoạn dài từ mút cốt thép mũ đến trục dầm: 60 + 20 =70 (cm) 2 Độ dài của thanh cốt mũ có kể đến 2 móc vuông dài: 7 – 1 = 6 (cm) là: 70.2 + 8.2 = 152 (cm) b. Cốt thép đặt theo cấu tạo: Cốt chịu moment âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính. Yêu cầu về diện tích trong 1m bản như sau: Fct = {50 % F ag và 5∅ 6 } Có 50 % F ga =0,5.2,36=1,18 (cm2) 5∅ 6 có Fa = 1,18 (cm2) → Chọn ∅ 6 a190 có Fa = 1,49 (cm2) Dùng toàn bộ các thanh cố mũ, khoảng cách từ mút cốt thép đến mép dầm là: 1 1 lg = 2,4 = 45 (cm) 4 4 Tính đến trục dầm 60 + bdc 30 ¿ 60+ =75 (cm) 2 2 Chiều dài toàn bộ kể đến 2 móc vuông 8 (cm) là: 2.75 + 2.8 = 166 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 7 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN c. Cốt thép phân bố: Đặt phía trong cốt chịu lực vuông góc với cốt chịu lực yêu cầu về diện tích như sau: Fa . { 20 %Fa và 3 ∅ 6 } có; 20 % F ba=0,2.2,65=0,53 (cm2) 20 % F ga =0,2.2,96=0,5 (cm2) → Chọn ∅ 6 a300 Có diện tích cốt thép trong mỗi mét bề rộng của bản là: Fa = 0,283. 100 = 0,94 (cm2) → Thỏa mãn điều kiện. 30 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 8 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN TÍNH TOÁN DẦM PHỤ I. Sơ đồ tính toán: Dầm phụ là dầm lien tục 3 nhịp. Cắt dài bản rộng l1 = 2 (m) theo phương l2 sao cho trục dải trùng với trục dầm phụ. Dầm chính có bdc = 30 (cm), chiều dày tường b = 34 (cm) Đoạn kê lên của dầm phụ: Sd = 22 (cm) Nhịp tính toán là: Nhịp giữa: lg = l2 – bdc = 5 – 0,3 = 4,7 (m) Nhịp biên: lb = l2 - bdc b t s d 0,3 0,34 0,22 − + = 4,75 (m) − + =5– 2 2 2 2 2 2 → Chênh lệch giữa các nhịp là: l b−l g 4,75−4,7 100 = 100 = 1,878 < 10% 4,7 lb Sơ đồ tính toán và sơ đồ kết cấu của dầm phụ: SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 9 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 2. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ: Coi tải trọng trên dầm là phân bố đều theo chiều dài: qd = pd + gd Khoảng cách giữa các dầm đều nhau: l1 = 2 (m) Hoạt tải: pd.l1 = 960.2 = 1920 (kg/m) Tĩnh tải: gd = gb.l1 + g0 + gv Do bản truyền xuống: gd = gb.l1 = 317,5.2 = 635 (kgm) Do bản than dầm phụ: g0 = bdp(hdp – hb)γ.n = 0,2(0,4 – 0,07)2500.1,1 = 181,5 (kg/m) Do trọng lượng lớp vữa trát: Gv = [ ( hdp−hs+ 0,03 ) .2+ bdp ] . γ.0,03.n = [ ( 0,4−0,07+ 0,03 ) .2+ 0,2 ] .1800.0,03.1,2 = 64,584 (kg/m) → gd = 635 + 181,5 + 64,584 = 881,084 (kg/m) Tải trọng toàn phần: qd = gd + pd = 1920 + 881,084 =2801,084 (kg/m) Tỉ số: pd 1920 =¿ 2,18 → k = 0,250 = gd 881,084 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 10 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 3. Nội lực: Tung độ nhánh bao moment: M = γ.qd.l2 Nhánh max: M+ = γ.qd.l2 Nhánh min: M- = γ.qd.l2 Với γ tra trên bản. Nhịp biên: Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: X = k.lb = 0,250.4,75 = 1,1857 (m) Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: X = o,15.lb = 0,15.4,57 = 0,7125 (m) Nhịp giữa: Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa giữa một đoạn: 0,15.lg = 0,15.4,7 = 0,705 (m) Lực cắt: QATT = 0,4.qd.lb=0,4.2801,084.4,75 = 5322,05 (kg) QBTT = 0,6.qd.lb= 0,6. 2801,084.4,75 = 7983,1 (kg) QCP = QC = QD = QF = 0,5.qd.lg = 0,5.2801,084.4,7 = 6582,5 (kg) Nhịp tiết diện q.l2 β β1 β2 M(kgm) Mmax Nhịp biên gối A 0 0 1 0,065 4108 2 0,09 0,425lb 0,091 3 0,075 4740 4 0,02 1264 Gối B tiết diện 5 2801,084.4,752 = 63200 - 0,0715 Mmin 5688 5751,2 63200 -4518,8 Nhịp 2 tiết diện 6 0,018 -0,0306 1114 -1893,37 7 0,058 0,0096 3588,75 594 0,5lg 0,0625 8 0,058 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ 3867,18 0,0066 3588,75 408,37 Trang 11 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 9 0,018 Gối C tiết diện 10 GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN -0,0208 -0,0625 1113,75 2801,084.4,72 1287 -3867,2 = 61875 Nhịp giữa tiết diện 11 0,018 -0,0234 1113,75 -1447 12 0,058 0,0066 3588,75 222,75 0,5lg 0,0625 0,0066 3867,19 222,75 Biểu đồ moment dầm phụ: M(KGm) Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ: M(KGm) 4. Tính cốt thép dọc: a. Tính với moment âm: Tính như tiết diện hình chữ nhật: b.h = 20.40 (cm) Giả thiết: a = 4 (cm) → h0 = h – a = 40 – 4 = 36 (cm) Tại gối B: SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 12 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN MB = 4518,8 (KGm) A= γ= MB R n b .h 20 = 4518,8. 102 = 0,194 < A0 = 0,3 (Thỏa) 90.20 .36 2 1 1 ¿ = ¿ = 0,8911 2 2 MB 4518,8.10 2 = =6,483 ¿ Fa = γ R a h 0 0,817.2700 .36 μ% = Fa 6,483 100% = 100% = 0,9% 20.36 b . h0 μmin = 0,9% < μ < μmax = ∝0 R 0,62.90 100 % = 2,06% → Thỏa mãn 100 % = 2700 Ra n b. Tính với moment dương: Tính như tiết diện chữ T, cánh trong vùng nén Ở nhịp giữa dự kiến a = 4,0 (cm) → h0 = 40 – 4 = 36 (cm) Ở nhịp biên biên moment lớn có khả năng dùng nhiều cốt thép → giả thiết a = 4,5 (cm) v →ho = 40 – 4,5 = 35,5 (cm) Chiều cao cánh hc = chiều dày bản → hc = 7 (cm) Chiều rộng cánh đưa vào tính toán là: bc = b + 2.C1 C1 ≤ min { { 12 l = 12 ( 2,0−0,2)=0,9 ( m ) g 1 1 l d = .4,7=0,78(m) 6 6 9.0,07=0,63 ( m ) hc =9> 0,1 hdb=0,1.40=4 (cm) → c1 = 0,63 (m) → bc = b + 2.c1 =20 + 2.63 = 146 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 13 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Xác định vị trí trục trung hòa: Mc = Rn.bc.hb(h0 – 0,5.hb) = 90.146.7(36 – 0,5.7) = 2897370 (kgcm) = 28973 (kgm) Mmax = 5751,2 < 78973 →trục tung hòa qua cánh Tính như tiết diện chữ nhật kích thước: bc.h = 146.40 Nhịp biên: M = 5751,2 (KGm) Mg 5751,2. 102 A= = = 0,0374 < A0 = 0,3 (Thỏa) R n bc h 20 90.146 .35,5 2 γ= 1 1 ¿ = ¿ = 0,965 2 2 MB 5751,2. 102 = =6,079( cm2 ) Fa = γ R a h 0 0,987.2700 .35,5 μ% = Fa 6,079 100% = 100% = 0,856% 20.35,5 b . h0 Nhịp giữa: M =3876,18(KGm) A= γ= Fa = Mg R n bc h 2 0 = 3876,18 .102 = 0,023 < A0 = 0,3 (Thỏa) 90.146 .35,5 2 1 1 ¿ = ¿ = 0,988 2 2 MB 3876,18 .102 2 = =4,097 (cm ) γ R a h 0 0,987.2700 .35,5 μ% = Fa 4,097 100% = 100% = 0,57% 20.35,5 b . h0 5. Chọn và bố trí thép dọc: Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp giữa Diện tích Fa cần thiết (cm) 6,097 6,438 4,097 4 ∅14 4 ∅14+ 1 ∅ 16 4 ∅14 Fa = 6,15 Fa = 7,15 Fa = 6,15 Các thanh và diện tích tiết diện SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 14 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN BỐ TRÍ THÉP: 6. Tính toán cốt thép ngang: Kiểm tra điều kiên hạn chế: Q < K0Rnbh0 cho tiết diện chịu lực cắt lớn nhất Qmax = QBt = 6652,6 (Kg), tại đó cốt thép đã bố trí: a = 4,5 → h0 = 40 – 4,5 = 35,5 (cm) → koRnbho = 0,35.90.20.35,5 = 22365 (kg) > QBt = 6652,6 (Thỏa điều kiện hạn chế) Kiểm tra điều kiện tính toán: Q < 0,6Rkbh0 Tại gối cắt bé nhất QAt = 5322,05 (kg) Giả sử chọn a = 4,5 → h0 = 40 – 4,5 = 35,5 (cm) → 0,6.Rkbh0 = 0,6.7,5.20.35,5 = 3195 (kg) Qmin = QAt = 5322,05 > 3195 (kg) Vậy phải tính cốt đai Tính cốt đai: Tính cho tiết diện nguy hiểm nhất (bên trái gối B): Với Qmax = 6652,6 (kg) và h0 = 35,5 (cm) → qd = Q2 6652,6 2 = = 29,3 (kg/cm) 8 R k .b h 0 8.7,5.20 . 35,52 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 15 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Chọn đai ∅ 6, f d = 0,283 (cm2) với n2 = 2 Cốt thép nhóm CI Rad = 1700 (kg/cm) Khoảng cách cốt đai: Xác định Utt: n . R ad . . b . h0 2.1700.0,283 =32,8 ( cm) =¿ 29,3 qd Xác định Umax: 1,5. Rk . b . h0 1,5.7,5 .20 . 35,52 = =¿42,6 (cm) Q max 6652,6 Xác định Utc: hd = 40 < 45 → Utc = min( hd =20 và 15¿ 2 Chọn Utc = 15 (cm) và U = 15 (cm) Tại các tiết diện khối khác lấy U = 15 (cm) Vì Q < Qmax nên Utt lớn hơn, nhưng theo điều kiện cấu tạo nên chọn U = Utc = 15 Tính toán tiết diện cho đoạn giữa dầm Do Qg < K1Rk bh0 nên đặt cốt đai theo cấu tạo Utc = min( 3 3 h và 50) = .40=30 (cm) 4 4 Lấy U = 30 (cm) 7. Bố trí cốt xiên: Tại gối B: qd = n . R ad . f d 2.1700.0,283 = = 64,14 (kg) 15 U Qdb = √ 8. R k b .h 20 . q d = √ 8.7,5 .20 .35,52 64,14 = 9848,8 (kg) → Ta thấy Qdb > Qma = 6652,6 (kg) → Không bố trí cốt xiên Tại các tiết diện khác ta cũng thấy Q < √ 8. R k b .h 20 . q d Nên không phải bố trí cốt xiên. 8. Tính toán vẽ biểu đồ bao vật liệu: Tại nhịp có đường kính cốt thép ≤ 20, lấy lớp bê tông bảo vệ là ab = 2 (cm) Tại gối tựa, cốt dầm phụ nằm dưới cốt của bản do đó chiều dày lớp bê tông thực tế cũng là ab = 2 (cm) Khoảng hở giữa 2 hàng cốt thép trên gối là 3 (cm), phía dưới nhịp là 2,5 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 16 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt thép tính ra a và ho cho từng tiết diện, mọi tiết diện tính theo trường hợp tiết diện đặt cốt đơn. ∝= Ra . F a α , γ=1− , Mtd = γ.Ra.Fa.ho 2 Rn .b . h 0 Với tiết diện chịu moment dương thay b = bc (Kết quả ghi ở bản sau) Tiết diện Số lượng và diện tích cốt thép h0 ∝ γ Mtd Nhịp biên 4∅ 14 35,5 0,322 0,839 4937,6 35,5 0,322 0,839 5749,8 35,5 0,214 0,893 5264,0 35,5 0,214 0,893 5264,0 35,5 0,214 0,893 5264,0 Fa = 6,15 Gối 2 4∅ 14 + 1 ∅ 16 Fa = 7,15 Trái gối 2 Cắt 1∅ 16 Fa = 6,15 Phải gối 2 Cắt 1∅ 16 Fa = 6,15 4 ∅ 14 Nhịp giữa Fa = 6,15 10. Kiểm tra neo cốt thép: Cốt thép sau khi cắt hoặt uốn phải đảm bảo số neo còn lai phải được bám chắt vào gối: Số thanh đi vào gối ≥ 2 thanh (với n = 2) và: Fa (vào gối) ≥ Fa (tại =nhịp) 3 Ở nhịp biên: Fa = 7,63 (cm2) cốt thép neo vào gối 1∅ 18 có Fa = 5,08 (cm2) Thỏa mãn: 5,08 > 1 7,63= 2,54 (cm2) 3 Đoạn cốt thép được neo vào gối biên: Lneo = 15.d = 15. 1,8 = 27 (cm) Đoạn dầm kê lên tường: Sd = 22 (cm) → Phải uốn mỏ một đoạn: 27 – 22 = 5 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 17 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN TÍNH DẦM CHÍNH 2. Sơ đồ tính: Cắt dải bản rộng l2 = 6,0 (m) theo phương song song với l1 sao cho truc dải trùng trục dầm Dầm chính là dầm liên tục 5 nhịp Kích thước dầm bdc.hdc = 30.70 = (cm) Kích thước cột bc = bdc = 30 (cm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 18 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Đoạn dầm chính kê lên tường bằng chiều dày tường: Sd = bt = 34 (cm) Nhịp tính toán: Nhịp giữa: khoảng cách giữa các truc cột lg = 3.l1 = 3.2,0 = 6 (m) Nhịp biên: khoảng cách từ cột đến trục trung tâm gối tực lên tường lb = 3.l1 = 3.2,0 = 6 (m) 2. Xác định tải trọng: Hoạt tải tập trung: P = pd.l2 = 1920.6,0 = 11520 (kg) = 11,5 (t) Trọng lượng bản than dầm đưa thành các lực tập trung (kể cả lớp vữa trát): G0 = bdc.(hdc – hb).l1.γ.n + [ ( hdc−hb +0,03 ) .2+ bdc ] .0,03 γ 4 . l1 . n4 = 0,3.(0,7 – 0,07).2,0.2500.1,1 + [ ( 0,7+ 0,07+0,03 ) .2+0,3 ] .0,03.1800 .2,0 .1,3 ¿ 1957,8= 1,95 (t) Tĩnh tải do dầm phụ truyền vào: G1 = gd.l2 = 881,084.6 = 5,286 (t) Tĩnh tải tác dụng tập trung: G = G1 + G0 = 5,2 +1,95 = 7,15 (t) Vẽ biểu đồ MG: MG = α.G.l = 7,15.6.α = 43.α (tm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 19 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Vẽ các biểu đồ Mpi : Xét 4 trường hợp bất lợi của hoạt tải: Mpi = α.P.l = 11,56.α = 69.α (tm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 20 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Trong sơ đồ mặt phẳng MP3, MP4 không có giá trị αở số tiết diện 1,2,3,4 do đó ta dùng phương pháp mặt cắt trong cơ học kết cấu để xác định vị trí M. Với sơ đồ MP3: Sử dụng bảng tra → MB = -21,57 Tm, Mc = -5,548 Tm Dùng các sơ đồ tính toán bổ trợ: SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 21 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Với sơ đồ MP4: Tính toán tương tự như sơ đồ MP3: Kết quả tính toán ghi trong bảng: Tiết diện 1 α 0,238 MG MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 2 B 3 4 C 0,143 -0,286 0,079 0,111 -0,19 M 8,67 5,21 -10,42 2,89 4,05 -6,93 α 0,238 -0,143 -0,127 -0,111 -0,095 M 17,8 14,81 -8,90 -7,91 -6,91 -5,91 α -0,095 -0,143 0.206 0,222 -0,095 -5,91 -8,90 12,82 13,82 -5,91 0,286 -0,048 M -2,99 α -0,321 M 13,65 6,99 -19,97 α -0,063 -0,095 -3,9191 -5,91 -0,031 M -1,928 α -0,048 5,92 11,66 -0,268 10,435 6,473 -0,019 M 16,364 12,424 α -11,820 -17,791 0,095 -5,91 0 0,036 M 0,7465 -2,99 5,91 -0,143 1,493 2,2394 -1,47 -5,19 -8,90 Mmax 26,46188 20,01502 -8,1795 15,69283 17,85393 -1,01198 Mmin 5,684405 -0,70024 -29,5878 -5,02243 -2,86143 -24,7122 Biểu đồ bao moment: SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 22 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Tung độ của biểu đồ bao moment: MMax = MG + MPi-max MMin = MG + MPi-min Biểu đồ M(Tm): 4. Xác định moment ở mép gối: Xét gối B: Theo hình bao moment thấy rằng phía bên phải gối B biểu đồ Mmin dốc ít hơn phía trái (tính moment mép phía phải sẽ có giá trị tuyệt đối lớn hơn) Độ dốc của biều đồ moment trong đoạn gần gối : i= 20,65−6,37 =7,14 ( t ) 2 ∆ M= i .b c 7,14−0,3 = =3,42 9 ( tm ) 2 2 Mmg = 20,65 – 3,42 = 17,23 (tm) Dùng Mmg để tính cốt thép tại gối B 5 . Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt: QG = β.G ; QPi = β.Pi Hệ số β trong bảng IV phụ lục-Sàn BTCT Tính toán giống như biểu đồ bao moment Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt Các phương pháp chất tải tổng trường hợp moment: Kết quả tính toán biểu đồ bao lực cắt dầm chính SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 23 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP Sơ đồ Bên phải gối A β 0,7333 Q 5,243 QP1 β 0,867 Q 9,9705 QP2 β -0,133 Q -1,529 QP3 β 0,689 Q 7,902 Q Giữa nhịp biên phải Bên trái gối B Bên phải gối B Giữa nhịp giữa -1,2667 1,00 0 -9,056 7,15 -1,133 0 0 -0,133 1,00 0 -15,078 11,5 -1,331 1,222 -0,778 -15,078 14,053 -8,904 0,044 -0,222 0,506 -2,553 0,036 -0,187 0,31104 0,31104 -1,61568 -1,61568 2,575 0,3106 8,128 -1,734 QP4 β Q GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 0,506 0,506 -13,025 -2,553 Bên trái gối C -0,995 -5,03445 0,41472 -0,952 QP5 β Q QP6 β 0,31104 -6,27264 -0,726 Q QMax 15,213 5,415 -12,047 21,203 -2,553 -6,27264 QMin 3,714 -4,4228 -27,631 4,597 -8,904 -1,19 Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt, xét cân bằng của đoạn dầm. Biểu đồ lực cắt: Q(t) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 24 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT 6. Tính cốt thép dọc: Số liệu: Bê tông Rn = 90 (kg/cm2), Rk = 7,5 (kg/cm2) Cốt thép nhóm A-II có: Ra = 2700 (kg/cm2) ; Rd = 2100 (kg/cm2) α 0 = 0,58 ; Ao = 0,412 a.Tính với moment dương: Tính theo tiết diện chữ T theo cánh trong vùng nén Xác định bề rộng móng tính toán bc: bc = b + 2.c1 1 1 lg= ( 6−0,3 )=2,85( cm) 2 2 1 1 ld= 6=1(m) C1 ≤ min 6 6 9. hb=0,9.0,07=0,63 hc=7> 0,1.hdp=0,1.40=4 ( cm) { → c1 = 0,63 (cm) → Có Mc = Rn.bc.hb.(h0 – 0,5.hb) = 90.156,7.(65 – 7 ¿ ≈ 60,4 (tm) 2 Momet dương lớn nhất Mmax = 30,43 (tm) < Mc nên trục trug hòa qua cánh. → Tính như tiết diện hình chữ nhật kích thước: bc.h = 156.70 (cm) hc = 7 (cm) < 0,2(h0) = 0,2.65 = 13 (cm) có thể dùng công thức gần đúng: Fa = M M M =¿ = 166050 Ra ( ho−0,5. hc ) 2700. ( 65−O ,5.7 ) Nhịp biên: Fa = 30,43.102 2 =18,325 ( cm )Nhịp giữa: 166050 Fa = 16,6 =10 ( cm 2) 166050 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ 1% = F1 18,325 100=0,940 % =¿ 30.65 b . h0 μ 2% = F2 10 100=0,512% =¿ 30.65 b . h0 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 25 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP Có μmin < μ < μmax = GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN α 0 . Rn 0,58.90 = 100 = 1,93 % 2700 Ra b.Với moment âm: Cánh trong vùng kéo tính như tiết diện hình chữ nhật b.h = 70 (cm) Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống dưới hàng trên cùng của dầm phụ nên a khá lớn, giả thiết a = 8 (cm) → h0 = 70 – 8 = 62 (cm) Tại gối B: Lấy Mmg = 17,23 (tm) M 17,23.105 =0,166< ¿ Ao = 4,211 A= = Rn . b h2o . 90.30 .622 γ= 1 1 ¿) = ¿ = 0,217 2 2 Fa = M 17,23. 105 = = 13,61 (cm 2) γ . Ra . h0 0,756.2700.62 μmin < μ % = F a 13,61 = 100 = 0,73 % < μmax = 1,93 % b . ho 30.62 Chọn cốt thép cho dầm chính Tính lại h0 với giả thiết lớp bảo vệ Phía dưới: abv = 3,0 (cm) Phía trên abv = 4,0 (cm) Tiết diện Fa (cm2) Chọn cốt thép h0 Fa Nhịp biên 18,325 4∅ 18+ 2∅ 25 19,23 Fa = 19,80 Gối B 13,61 4∅ 18+ 1∅ 22 14,70 Fa = 13,98 Nhịp giữa 10 4∅ 18 11,26 Fa = 10,17 Gối C 11 4∅ 18 11,2 Fa = 10,17 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 26 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Bố trí cốt thép: 7. Tính toán côt thép ngang: a. Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q≤K0.Rn.b.h0 K0.Rn.b.h0 = 0,35.90.30.65 = 61,40 (t) Tại tiết diện chịu lực lớn nhất Qmax = 27,631 < 61,40 (t) → Thỏa mãn điều kiện hạn chế Tính 0,6.Rk.b.ho = 0,6.7,5.30.65 = 8,775 (t) → Không phải tính cốt ngang chịu cắt Ở mọi doạn gần gối tựa đều có Q > 8,775 (t) → Phải tính cốt ngang chịu cắt b. Tính cốt đai: Tính cho tiết diện nguy hiểm nhất (gối B): Với Qmax = 2763,1 (kg), ho = 65 (cm) 2 qd = Q 2763,12 =¿ 100,39 (kg/cm) = 8. R k . b . h20 8.7,5.30 . 652 Chọn đai: ∅ 8 ; Fa = 0,503 (cm2) với n = 2 ; cốt thép nhóm A-I có Rad = 1700 (kg/cm2) Xác định khoảng cách của cốt đai: Umin = (Utt,Umax,Utc) Xác định Utt: Utt = n . R ad . f d 2.1700 .0,503 = =17,03 ( cm) →Ch ọ n U tt =17 ( cm ) qd 100,39 n . R k . b . h20 1,5.7,5.30 . 652 Umax = = =89,12 ( cm ) → Chọ nU max=90 ( cm ) Q max 16000 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 27 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN Xác định Utc: Đoạn đầu dầm: hd > 45 (cm) → Utc = min( hd = 23÷ 30 ¿ ( cm ) 3 Vậy chọn U = min(Utt,Umax,Utc) = min(17,90,23) → chọn U = 17 (cm) Đoạn giữa dầm: 3 3 Utc = min( h và 50 (cm)) = min( 70 = 52,5 vs 50 (cm)) → Chọn U = 50 (cm) 4 4 8. Bố trí cốt xiên: qd = n . R ad . f d 2.1700.0,503 = = 100,6 (kg) 17 U Có: Qdb = √ 8. R k . b . h20. q d = √ 8.7,5 .30 .652 100,6 = 27,659 (kg) Tại bên trai gối B: Q = 27,031 < Qdb = 27,659 (kg) Tại các tiết diện khac ta cũng dễ dàng nhận thấy Q < √ 8. R k . b . h20. q d = 27659 (kg) → Không phải bố trí cốt xiên cho các tiết diện này Bên phải gối B: Q = 21223 < Qdb < 27659 → Không phải bố trí cốt xiên. 9. Tính cốt treo: Tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính có lực tập trung lớn để tránh hiện tượng dầm nứt cần tính toán và cấu tạo cốt treo. Lực tập trung do dầm phụ truyền cho dầm chính là: P1 = P + G1 = 11,5 + 7,5 = 19 (t) Cốt treo được đặt dưới dạng các cốt đai, diện tích cần thiết: P1 19.103 Ftr = = = 9,5 (cm) Ra 2000 Dùng đai ∅ 8 ; Fa = 0,503 (cm2) ; n = 2 → Số lượng đai cần thiết là: SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 28 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP Sồ đai = GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN F tr 9,5 = = 9,44 → Lấy 10 đai Ra 2.0,503 Đặt cốt đai treo 2 bên dầm phụ trong đoạn: S = bdp + 2h1 = bdp +2(hdc - hdp) = 20 + 2.(70 – 40) = 80 (cm) Đặt mỗi bên dầm phụ 5 đai có khoảng cách giữa các đai là 6 (cm) 10. Cắt uốn thép và vẽ hình bao vật liệu: Lấy lớp bảo vệ ab = 3 (cm) cho biết tiết diện ở nhịp và ab = 4 (cm) cho gối Khoảng cách giữa 2 hàng cốt thép là 3 (cm) Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt thép tính ra a và h0 cho tiết diện Mọi tiết diện tính theo trường hợp tiết diện đặt cốt đơn α= Ra . F a α ; γ = 1 - ; M td =γ . R a . F a .h o 2 R n .b . h0 Tính cho moment dương: b = bc = 156 (cm), moment trên gối: b = 30 (cm) Kết quả tính toán ghi thành bảng Tiết diện Cốt thép ho α γ Mtd 65 0,290 0,855 32,21 65 0,247 0,867 24,75 65 0,14 0,925 15,90 65 0,218 0,891 22,39 65 0,143 0,928 15,34 65 0,143 0,928 15,34 Fa Nhịp biên 4 ∅ 18+ 2∅ 25 Fa = 19,98 Trái nhịp biên Cắt 1∅ 25 còn 4 ∅ 18+ 1∅ 25 Fa = 15,07 Phải nhịp biên Cắt 1 ∅ 25 còn 4∅ 18 Fa = 10,17 Gối B 4 ∅ 18+ 1∅ 22 Fa = 13,97 Trái gối B Cắt 1 ∅ 22 còn 4∅ 18 Fa = 10,17 Phải gối B Cắt 1 ∅ 20 SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 29 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN còn 4∅ 20 4∅ 18 Nhịp giữa 65 0,151 0,924 16,07 65 0,24242 0,8788 23,61 Fa = 10,17 4∅ 18 Gối C Fa = 10,17 11. Cắt uốn cốt thép: 1. Thanh số 2: 2∅ 25 Trái nhịp biên: Cắt 2 ∅ 25 còn 4∅ 18 Khả năng chịu lực của các thanh còn lại: Mtd = 24,75 Theo hình bao moment tiết diện có Mtd = 24,75 nằm trong đoạn giữa tiết diện 1 và gối A Đoạn dốc hình bao moment trong đoạn tiết diện 1 và gối A là: I= M td 1 −M A 30,43−0 = 15,251 (t) = 2 2 Tiết diện có Mtd = 24,75 cách trục tường x = 24,75 =1,626 ( m ) 15,125 Xác định điểm cắt thực tế: Theo hình bao lực cắt tại x = 1,626 (m) có Qtd = 15,215 (t) W= 0,8. Qtd 0,8.15,215 .103 + 5.d = + 5.2,5 = 73 (cm) > 20.d = 20.2,5 = 50 (cm) 2. q d 2.100,6 Chọn W = 73 (cm) Điểm cắt thực tế cách trục tường 162,6 – 73 = 89,6 (cm) Phải nhịp biên: Cắt 2∅ 25còn 4∅ 18 Khả năng chịu lực của các thanh còn lại Mtd = 24,75 (tm) Hình bao moment tiết diện Mtd = 24,75 (tm) nằm trong đoạn tiết diện 1 và 2 là: Độ dốc hình bao moment trong đoạn tiết diện 1 và 2 là: I= M td 1 −M td 2 30,43−23,554 =3,438 ( t ) = 2 2 Tiết diện có Mtd = 24,73 cách mép gối B 1 đoạn X=2+ 24,73+23,552 =2,342 ( m ) 3,438 Xác định điểm cắt thực tế theo hình bao lực cắt tại x = 2,342 (m) Có Qtd = 3,428 (t) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 30 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP →w= GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 0,8.Q td 0,8.3,438 .103 +5. d= =13,66 ( cm ) <20. d=50 ( cm ) 2. qd 2.100,6 Chọn W = 50 (cm) → Điểm cắt thực tế cách gối trục B là: 234,2 + 15 – 50 = 199,2 (cm) 2. Thanh số 4: Trái gối A: Cắt 1∅ 22 còn 4∅ 18 Khả năng chịu lực của các thanh còn lại: Mtd = 10,5 Theo hình bao moment tiết diện có Mtd = 10,5 nằm trong đoạn giữa tiết diện 1 và gối A Đoạn dốc hình bao moment trong đoạn tiết diện 1 và gối A là: I= M td 1 −M A 20,65−0,568 = 10,041 (t) = 2 2 Tiết diện có Mtd = 10,041 cách mép gối B một đoạn: x = 2− 10,5−0,568 =1,011 ( m ) 10,041 Xác định điểm cắt thực tế: Theo hình bao lực cắt tại x = 1,011 (m) có Qtd = 10,041 (t) W= 0,8. Q td 0,8.10,041. 103 + 5.d = + 5.2,5 = 39,9 (cm) < 20.d = 20.3 = 60 (cm) 2. q d 2.100,6 Chọn W = 60(cm) Điểm cắt thực tế cách trục tường 101,1+ 15+60 = 176,1 (cm) Phải gối B: Cắt 1∅ 22còn 4∅ 18 Khả năng chịu lực của các thanh còn lại Mtd = 10,5(tm) Hình bao moment tiết diện Mtd = 10,5 (tm) nằm trong đoạn tiết diện 3 và 4 là: Độ dốc hình bao moment trong đoạn tiết diện 3 và 4 là: I= M td 1 −M td 2 20,65−6,37 =10,14 ( t ) = 2 2 Tiết diện có Mtd = 10,5 cách mép gối B 1 đoạn X=2- 10,5−6,37 =1,593 ( m ) 10,14 Xác định điểm cắt thực tế: Theo hình bao lực cắt tại x = 1,593 (m) có Qtd = 10,14 (t) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 31 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP →w= GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN 0,8.Q td 0,8.10,14 . 103 +5. d= +5.3=55,3 ( cm )> 20.d =56 ( cm ) 2. qd 2.100,6 Chọn W = 55 (cm) → Điểm cắt thực tế cách gối trục B là: 101,1+ 55 +15 = 171,1 (cm) 12. Kiểm tra neo cốt thép: Ở nhịp biên: Fa = 19,22 (cm2) cốt neo vào gối 4∅ 18 có Fa = 10,17(cm2) Thỏa mãn: 10,17 > 1 19,22=6.4 ( cm 2 ) 3 Đoạn cốt thép neo vao gối biên: Lneo = 15.d = 15.2,5 = 37,5 (cm) Chọn Lneo = 38 (cm) Đoạn dầm kê lên tường: Sd = 34 (cm) Lneo = 38 (cm) uốn mỏ 1 đoạn: 84 – 34 + 3 = 53 (cm) Ở nhịp giữa: Fa = 12,56 (cm2) cốt neo vào gối 2∅ 18Fa = 5,085(cm2) Fa = 5,085 > 1 12,56=¿4,18(cm2) 3 Đoạn cốt thép neo vào gối: Lneo = 15.d = 15.2,5 = 37,5 (cm) Nối cốt thép: nối theo cấu tạo Khoảng cách nối buộc: Lnối =15.d = 15.14 = 210 (mm) SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 32 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD-NGUYỄN MINH TUẤN THE END SVTH-HUỲNH ĐỨC TRÍ Trang 33