Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án bê tông cho bản loại dầm
Nguyễn Văn Hởng - Lớp 46XD - DL Thiết kế sàn toàn khối I. Số liệu tính toán 1. Sơ đồ sàn: Kích thớc giữa trục tờng và trục dầm: l 1 =2,55 m l 2 =5.9 m Tờng chịu lực có chiều dày bt = 340 mm Cột có kích thớc 600mm x600mm 59005900 5900 7650 7650 7650 1 2 3 4 a b c d 2550 2550 2550 2550 2550 2550 2550 2550 2550 Gach lat Vua lot Ban beton Trat tran 2. Hoạt tải tiêu chuẩn: P=5 KN/m 2 hệ số tin cậy: n =1,2 1 3. Số liệu về vật liệu: - Bê tông B15 có : R b = 8.5 MPa ; R bt = 0.75 MPa - Cốt thép C I có : R s =225 MPa ; Rsc=225 MPa ; Rsw=175 MPa ; Es =21* 4 10 MPa - Cốt thép C II có : R s =280 MPa ; Rsc=280 MPa ; Rsw=225 MPa ; Es =21* 4 10 MPa II. Thiết kế bản 1. Chọn kích thớc các cấu kiện a. Chiều dày bản sàn: h b = l m D = 1.2 *2550 87.4 35 mm= trong đó m = 35 đối với bản loại dầm D=1,2 L là nhịp của bản l = l 1 = 2,55m Chọn h b =90 mm b. Kích thớc dầm phụ: Chiều cao dầm h dp = 2 1 421 14 l mm= Chọn h dp =450 mm - Bề rộng dầm : b dp =220 mm c. Kích thớc dầm chính: Chiều cao dầm: h dc = 1 1 1 3* *3*2550 695 11 dc l mm m = = Chọn h dc =700 mm - Bề rộng dầm chính b dc =300 mm 2 . Sơ đồ tính: Xét tỷ số 2 cạnh ô bản: 2 1 5.9 2,31 2 2.55 l l = = > ,xem bản làm việc một phơng. Cắt dải bản rộng 1m và vuông góc với dầm phụvà xem nh 1 dầm liên tục (hình vẽ) Nhịp tính toán của bản : -Nhịp biên: l b =l 1b - b dp /2 - b t /2 + h b /2 = 0.22 0.34 0.09 2.55 2.315 2 2 2 m + = -Nhịp giữa: l = l 1 - b dp =2.55-0.22=2.33m Chênh lệch giữa các nhịp: 2,33 2,31 .100% 0.64% 2,33 = <10% 3. Tải trọng tính toán: 2 - Tĩnh tải đợc tính toán và ghi trong bảng sau: Các lớp cấu tạo bản Giá trị tiêu chuẩn(KG/ 2 m ) Hệ số độ tin cậy Giá trị tính toán (KG/ 2 m ) Gạch lát 20mm, = 2200 KG/ 3 m 44 1.1 48.4 Vữa lót dày 20mm , = 1800 KG/ 3 m 36 1.3 46.8 Bản beton cốt thép dày 90 b h mm= , = 2500 KG/ 3 m 225 1.1 247.5 Trát trần 15mm , = 1800 daN/ 3 m 27 1.3 35.1 Tổng 377.8 Lấy tròn g b =377.8 kG/m 2 =3.778 KN/ 2 m Hoạt tải pb=5*1.2=6 KN/ 2 m Tải trọng toàn phần q b =p b + g b =3.778+6=9.778 KN/ m 2 Tính toán với dải bản rộng 1 m, có q b =9.778 KN/ m 2 * 1m= 9.778 KN/ m 4. Nội lực tính toán Mô men nhịp biên và gối thứ 2: M nhb =M g2 = 2 2 9.778*2,315 4.764 11 11 b b q l KNm= = Mô men nhịp giữa : M nhg = 2 2 9.778*2,33 3.318 16 16 b g q l kNm= = Lực cắt Q1=0.4* qb*lob=0.4*9.778*2.315=9.054 kN Q t 2 =0.6* qb*lob=0.6*9.778*2.315=13.582 kN Q p 2 =0.5* qb*lo=0.5*9.778*2.33=11.391 kN 3 2550 2550 2550 120 170 110 110 110 110 110 110 90 2270 2330 2330 1 2 2315 2330 2330 (M) (kN.m) (Q) (kN) 4.764 Knm 4.764 Knm 3.318 KNm 3.318KNm 3.318 KNm 3.318KNm Q 1 =9.054 kN 13.582 Kn 11.391 Kn 11.391kn 11.391 kn 11.391kn 5.Tính cốt thép chịu mômen uốn : Chọn a 0 =15 mm cho mọi tiết diện h 0 =90-15 =75 mm - ở gối biên và nhịp biên với M=4.754 KNm 6 2 2 1 0 4.764 10 0,0996 0,3 8.5*1000*75 m b M x R b h = = = < =0.947 6 2 0 4.764*10 298 225.0,947.75 s s M A mm R h = = = Kiểm tra à= 1 0 100% 0,4% s A b h = Chọn thép có đờng kính 8, a s =50.3 mm 2 khoảng cách giữa các cốt thép là 4 s 1 * 1000*50.3 168 298 s s b a mm A = = = Chọn 8, có a s =50.3 mm 2 , a=160 mm - ở gối giữa và nhịp giữa với M=3.325 KNm 6 2 2 1 0 3.318 10 0,0694 0,3 8.5*1000*75 m b M x R b h = = = < =0.965 6 2 0 3.318*10 204 225.0,965.75 s s M A mm R h = = = Kiểm tra à= 1 0 100% 0,3% s A b h = Chọn thép 6, as =28.3 mm 2 khoảng cách giữa các cốt thép là s = 1000.28.3 138.7 204 mm= Chọn 6, as =28.3 mm 2 , a=130mm Tại các nhịp giữa và gối giữa ở vùng đợc phép giảm đến tối đa 20% cốt thép có A s =0.8*204=163.2mm 2 Chọn thép 6 , a s =28.3mm 2 s= 1000*28.3 173.4 163.2 mm= Chọn s=170mm Hàm lợng cốt thép à%= 163.2 0.25% 1000*65 = Kiểm tra chiều cao làm việc h 0 . Lấy lớp bảo vệ 10 mm, tiết diện dùng 8 có h 0 =76mm lớn hơn h 0 tính toán nên thoả mãn yêu cầu và thiên về an toàn - Tính cốt thép chịu mô men âm: Với p b /gb =6/3.8=1.58 < 3, trị số v= 0.25 lấy đoạn dài tính toán của cốt thép bằng 0,25*l0 = 0,25*2.33 = 0,58m. Đoạn dài từ mút cốt thép đến trục dầm sẽ là 0,58 + 0,22/2=0,69m. Thép dọc chịu mômen âm đợc đặt xen kẽ nhau, đoạn vơn của cốt thép ngắn hơn tính từ mép dầm phụ là : 0 1 1 *2.33 0.39 6 6 l m= = 5 Tính từ trục dầm phụ : 0.39+0.5b dp =0.5m Thép dọc chịu momen dơng đợc đặt xen kẽ nhau khoảng cách từ đầu mút của cốt thép ngắn hơn đến mép tờng là 1 1 *2.315 0.193 12 12 ob l m= = Chọn 0.19m Khoảng cách từ đầu mút cốt thép đến mép dầm phụ là : 0 1 1 *2.33 0.29 8 8 l m= = Bản không bố trí cốt đai, lực cắt do beton chịu, do : 3 min 1 0 2 0.8 * * 0.8*0.75*1000*75 45*10 ( ) 45( ) 13.612( ) t b bt Q R b h N kN Q kN= = = = > = 7. Cốt thép đặt theo cấu tạo : Cốt chịu mô men âm đặt theo phơng vuông góc với dầm chính chọn 6,a = 200mm có diện tích trong mỗi mét của bản là 141 mm 2 lớn hơn 50% cốt thép chịu lực tại gối giữa và nhịp giữa của bản Dùng các thanh cốt mũ với đoạn dài đến mép dầm chính là 1/4*l=1/4.2,55 = 0,63 m, tính đến trục dầm là (0,63 + 0,3/2)=0,78m ; Cốt thép phân bố đợc bố trí vuông góc với thép chịu lực ở phía dới chọn 6, a = 250 mm có diện tích trong mỗi mét bề rộng của bản là 0,283.1000/250=113 mm 2 lớn hơn 20% cốt thép chịu lực giữa nhịp(với nhịp biên: 0,2.298=59.6 mm 2 ) III. Tính toán dầm phụ: 1. Sơ đồ tính: Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp Đoạn dầm gối lên tờng S d =220mm. Bề rộng dầm chính đã giả thiết b dc =300 mm. Nhịp tính toán: - Nhịp giữa: l=l 2 -b dc =5.9 - 0,3 = 5,6 m - Nhịp biên:l b =l 2b -b dc /2-t/2+S d /2=5.69 m Chênh lệch giữa các nhịp: 5,69 5,6 100% 1,58% 10% 5,69 = < 6 5690 110 150 150 5900 5690 56005600 5600 5900 840 853 1230 Q M 53.25 49.416 15.336 82.751 76.07 61.834 11.758 28.883 62.891 62.891 17.592 65.97 80.044 79.164 51.174 C D 5690 150 150150 5900 840 853 1230 q dp =27.168 KN/m 49.416 15.336 76.07 82.751 61.834 11.758 28.883 62.891 62.891 17.592 65.97 80.044 79.164 57.174 BA 2. Tải trọng tính toán: - Hoạt tải: p dp =p b l 1 =6*2,55=15.3kN/m - Tĩnh tải: g dp =g b l 1 +g 0 Trong đó g 0 =0,22(0,45-0,09).25.1,1=2.178 kN/m g dp =3.778*2.55+2.178=11.812 kN/m - Tải trọng tính toán toàn phần q dp =11.812+15.3=27.112 kG/m Tỷ số: 15.3 1.295 11.812 dp dp p g = = 3. Nội lực: a. Mômen uốn Tung độ hình bao mômen nhánh dơng + Tại nhịp biên : M + = 1 q dp l ob 2 = 1 *27.112*5.69 2 = 1 *877.8 kNm + Tại nhịp giữa : M + = 1 q dp l ob 2 = 1 *27.112*5.6 2 = 1 *850.23 kNm Tung độ hình bao mômen nhánh âm M - = 2 q dp l o 2 = 2 *27.112*5.6 2 = 1 *850.23 kNm 7 Nhịp, tiết diện giá trị Tung độ M, kGm của 1 của 2 M + M - Nhịp biên Gối A 1 2 0,425l 3 4 0 0.065 0.09 0.091 0.075 0.02 0.00 57.057 79.002 79.88 65.835 17.556 Gối B - TD5 -0.0715 -62.763 Nhịp 2 6 7 0,5l 0.018 0.058 0.0625 -0.0339 -0.0138 15.3 49.313 53.139 -28.815 -11.73 Có 15.3 1.295 11.868 dp dp p g = = tra bảng k = 0.216 Mô men âm ở nhịp biên triết tiêu tại gối tựa một đoạn x = k.l b = 0,216.5,69 = 1,23m. Mô men dơng triệt tiêu cách mép gối tựa giữa một đoạn 0,15.l = 0,15.5,6= 0,84 m Mô men dơng triệt tiêu cách mép gối tại nhịp biên mot đoạn : 0,15.5,69=0,853 m b. Lực cắt: Q A =0,4q d l ob = 0,4*27.112*5.69=61.707 kN Q B T =0,6q d l ob =0,6*27.112.5,69=92.560 kN Q B P =0,5q d l o =0,5.27.112.5,6=75.91 kN 4. Tính toán cốt thép dọc: Beton có cấp độ bền B15 có R b = 8.5 Mpa, R bt =0.75 Mpa ; Cốt thép dọc nhóm CII có R s = 280 MPa, R sc = 280MPa , Cốt đai nhóm CI có R sw =175 MPa a. Với mô men âm: Tính theo tiết diện chữ nhật b=220mm, h=450mm, giả thiết a = 35mm; h 0 =450-35 = 415 cm. Tại gối B, với M=62.763kNm m = 6 2 2 0 62.763*10 0,195 8.5*220.415 b M R bh = = < pl =0.255 8 => = 0,890 6 2 0 62.763*10 607 280*0,890*415 s s M A mm R h = = = Kiểm tra à= 0 100% 0.666% s A bh = >à min b. Với mô men dơng: Tính theo tiết diện chử T cánh trong vùng nén, h f = 90mm Giả thiết a = 35mm; h 0 =450-35=415 mm Độ vơn cánh S f lấy giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị sau: - Một nữa khoảng cách thông thủy của dầm phụ: 0,5.2,33=1,165m ( Do h f > 0.1 h b ) - Một phần sáu khoảng cách giữa 2 mép trong của dầm chính: 1/6.5,6=0,93 Vậy chọn S f =0.93 m Tính b c =b+2S f =220 + 2*930 =2080 mm Tính : M f = R b b f h f (h 0 -0,5h c ) = 8.5*2080*90*(415-0.5*90) = 588.744*10 6 Nmm=588.74 KNm Có M max = 79.88KNm < M f . Trục trung hoà qua cánh. Tại nhịp biên, với M = 79.88 KNm m = 6 2 2 0 79.88*10 0,026 8.5*2080*415 b f M R b h = = => = 0,987 6 2 0 79.88*10 697 8.5*0,987*415 s b M A mm R h = = = Kiểm tra à= 0 100% 0.76% s A bh = >à min Tại nhịp giữa, với M = 53.139KNm m = 6 2 2 0 53.139*10 0,01745 8.5*2080*415 b f M R b h = = => = 0,991 6 2 0 53.139*10 461 280*0,991.415 s s M A mm R h = = = Kiểm tra à= 0 100% 0,5% s A bh = >à min =0.05% 5. Chọn và bố trí cốt thép: 9 Bảng bố trí cốt thép dọc của dầm phụ : Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp giữa A s tính toán 697 mm 2 607 mm 2 461 mm 2 Cốt thép 318 216+118 218 Diện tích 763.4 mm2 656.6 mm2 508.9 mm2 Nhịp Biên Gối B Nhịp giữa 3 421 1 450 450 450 2ỉ18 2ỉ18 2ỉ16 421 421 4 2 1ỉ18 2 1ỉ18 6. Tính toán cốt thép ngang: Sử dụng thép CI có R sw =175MPa Các giá trị lớn nhất của lực cắt : Q A =0,4q d l ob = 0,4*27.112*5.69=61.707 kN Q B T =0,6q d l ob =0,6*27.112.5,69=92.560 kN Q B P =0,5q d l o =0,5.27.112.5,6=75.91 kN Lấy lực cắt lớn nhất bên trái gối B để tính cốt đai , có h 0 =420mm : Q max =Q B T =92.56 kN Kiểm tra điều kiện giới hạn : 1 1 0 0 0.3* * * * * 0.3* * * 0.3*8.5*220*420 235.62 bt w b b b Q R b h R b h kN = = = = max 92.56 235.62 bt Q kN Q kN= < = Điều kiện giới hạn đợc thỏa mãn.Beton không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính. Chọn thép theo cấu tạo 6 a150 ,2 nhánh 2 2*28.3 56.6 sw A mm= = Giả thiết a=30mm h 0 =450-30=420mm Kiểm tra điều kiện hạn tính toán Q<0,6R bt bh 0 Gối có lực cắt bé nhất là gối A có Q A =61.707 kN, h 0 =420mm Q bmin =0,6R bt bh 0 =0,6.0,75.220.420=41.58 kN Xảy ra Q A > Q bmin nên cần phải tính toán cốt đai. Tính Q bmin theo công thức : 03min )1( bhRQ btnfbb ++= Với 3 0,6 b = 10 [...]... 7860 350 18 20 Dâm phụ (8 dầm) Dầm chính (2 dầm) Số lợng 1 cấu kiện toàn bộ 11 0 11 0 11 0 11 0 13 0 13 0 64 64 450 450 17 8 17 8 11 4 11 4 11 4 11 4 384 384 384 384 92 92 48 48 228 228 12 12 4 32 2 16 2 16 2 16 4 32 90 720 4 8 2 4 2 4 4 8 2 4 4 8 6 12 77 15 4 15 6 312 Tổng chiều Trọng ldài ợng (kg) 288.2 210 .1 704.6 505.6 828 10 6.8 17 4.42 13 1 .1 587.52 4 41. 6 16 22.88 846.72 389.88 276 203.84 12 3.36 16 0 10 4 13 7.6 849.6... nhỏ hơn 0 .1% bh0=0 .1% *300*655 =19 7mm2 V Tổng hợp số liệu Bảng thống kê cốt thép cho từng cấu kiện 23 Cấu kiện Số hiệu thanh Đờng kính Chiều dài 1 thanh (mm) 1 2 3a 3b 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 8 6 6 6 6 8 8 6 6 6 6 6 6 18 18 16 18 12 6 30 28 25 25 28 14 14 6 8 2620 19 10 5420 7900 18 40 600 15 30 11 50 15 30 11 50 17 640 17 640 17 10 23000 6370 7 710 10 000 6500 4300 11 80 819 0 10 240 8000... 2 0.244 15 4.039 0.289 19 9.574 -0.045 - 31. 075 15 8.6 01 10 .12 8 353. 81 122.964 B 3 0 .15 6 -0.267 0.067 98.484 -16 8.56 42.298 0.244 -0 .13 3 -0 .13 3 16 8.498 - 91. 845 - 91. 845 -0.089 -0 .13 3 0.200 - 61. 46 - 91. 845 13 8 .11 -0. 311 87. 012 - 214 .766 68.598 0.044 20.257 30.385 20. 717 266.982 -13 8 .17 5 18 0.22 37.024 -383.326 -49.547 Trong sơ đồ MP3 và MP4 còn thiếu để tính mô men tại tiết diện 1, 2, 3 Để tính toán M3 cần... 10 4 13 7.6 849.6 65.52 40.96 32 22.96 33.04 34 .16 94.32 53.9 567.84 11 3.84 83 15 6.4 11 2.2 18 3.8 23.7 68.9 51. 8 13 0.4 98 360.3 18 8 86.6 61. 3 407.3 246.5 252.48 207.8 12 2.2 18 8.6 363.6 19 8 12 3.3 88.5 15 9.7 41. 3 11 3.9 12 224.3 Phân loại cốt thép cho toàn sàn Nhóm thép CI CII Đờng kính 6 8 12 14 16 18 25 28 30 Trọng lợng 16 01. 3 5 41. 84 12 2.2 15 5.2 252.48 8 61. 6 211 .8 357.7 363.6 Chỉ tiêu sử dụng vật liệu 24... -10 2.276 0 0 -0 .13 3 1 -12 .006 90.27 0 -1. 311 1. 222 -0.778 -11 8.344 11 0. 31 -70.23 0.044 -0.222 3.9 718 8 -20.03994 -10 0.585 19 2.834 0 -222.9 01 62.48406 -70.23 Hình bao lực cắt: 19 2.834 Q1 =13 2.038 49. 514 62.484 22.034 12 3.28 10 0.585 222.9 01 4 Tính cốt thép dọc: Beton cấp độ bền B15 có Rb=8.5 MPa Rbt=0.75 MPa Cốt thép CII có Rs= 280 MP a ; Rsc = 280 MPa 16 70.23 Hệ số điều kiện làm việc của beton b2 =1 : Hệ số... B Cạnh gối B Giữa nhịp 2 763.4 318 Uốn 11 8 Còn 508.9 218 656.6 216 +11 8 Cắt 11 8 còn 216 402 .1 508.9 218 4 21 0.029 0.986 88.697 4 21 0. 019 0.99 4 21 422 4 21 0.234 0 .14 3 0. 019 0.888 68.36 0.929 44 .14 0.99 59. 415 59. 415 c Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh Đầu bên phải gối B sau khi cắt cốt thép số 2 còn 216 khả năng chịu lực của tiết diện là 44 .14 kNm Dựa vào biểu đồ bao vật liệu xác định đợc vị trí... biểu đồ lực cắt: QG=G; QPi=P Trong đoạn giữa nhịp, suy ra lực cắt Q theo phơng pháp mặt cắt, xét cân bằng của đoạn dầm Bên phải gối A 0.733 60.49 0.867 71. 548 -0 .13 3 -10 .976 0.689 56.859 13 2.038 49. 514 Lc ct Q Q Q Q Q QG QP1 QP2 QP3 QP4 Qmax Qmin Giữa nhịp biên -22.034 -12 3.28 -22.034 -10 .975 -10 1.246 -33. 411 Bên trái Bên phải Giữa nhịp gối B gối B giữa -1. 267 1 -10 4.557 82.524 0 -1. 133 0 -10 2.276... = 17 2.98 *10 6 ( N mm) = 17 2.98 ( kNm 17 2.98 = 1. 215 ( m) 11 7.25 C0 = C0 < 2h0 = 1. 24m Vậy ta lấy C0 = 1. 215 m Tính C : b 2 2 ìh0 = ì0.62 = 2.07 m C Cmax = b 3 0, 6 C = Min C = 2.07 m C = l 0.5b = 2.55 0.5*0.6 = 2.25m 1 c Qu = Mb 17 2.98 + C0 ìqsw = + 1. 215 *11 7.25 = 226.02 ( kN ) C 2.07 Q = Qmax C.q1 = 222.9 01 2.07*5.775 = 210 .946(KN) Q < Qu Thỏa mãn điều kiện cờng độ 700 205 450 6 Tính toán... b 2 * ( 1 + n + f ) * Rbt * b * h0 2 = 2 *1* 0.75* 220* 420 2 = 58. 212 *10 6 ( N mm) = 58. 212 ( kNm ) C0 = 58. 212 = 0.94(m) 66 C0 > 2h0 = 0.84m Vậy ta lấy C0 = 0.84m Tính C : Ta có : q1 = 19 . 518 KN/m ; 0,56*qsw =36,96 KN/m q1 < 0,56 qsw 2 C Cmax = b 2 ìh0 = ì0.42 = 1. 4m b 3 0, 6 C = C = 1. 4m C = M b = 58. 212 = 1. 73m q1 19 . 518 Qu = Mb 58. 212 + C0 ìqsw = + 0.84*66 = 97.02 ( kN ) C 1. 4 Q =... 19 47.8 = = 1% > à min = 0 ,1% ( poutre) bh0 300 ì655 Tại nhịp giữa với M =18 0.22kNm: m = M 18 0.408 *10 6 = = 0. 017 < R = 0.439 Rb * b f * h02 8.5* 2850*6552 1 1 = (1 + 1 2 m ) = (1 + 1 2 ì0, 017 ) = 0,9 91 2 2 17 As = M mgB Rs h0 à= Kiểm tra hàm lợng cốt thép: = 18 0.22 *10 6 = 983.579(mm 2 ) 0,9 91 ì280 ì655 As 993 = = 0.505% > à min = 0 ,1% ( poutre) bh0 300 ì655 b Tính với mô men âm: Cánh nằm trong vùng kéo, . qb*lo=0.5*9.778*2.33 =11 .3 91 kN 3 2550 2550 2550 12 0 17 0 11 0 11 0 11 0 11 0 11 0 11 0 90 2270 2330 2330 1 2 2 315 2330 2330 (M) (kN.m) (Q) (kN) 4.764 Knm 4.764 Knm 3. 318 KNm 3. 318 KNm 3. 318 KNm 3. 318 KNm Q 1 =9.054 kN 13 .582. 0.067 M 15 4.039 98.484 -16 8.56 42.298 M P1 0.289 0.244 -0 .13 3 -0 .13 3 M 19 9.574 16 8.498 - 91. 845 - 91. 845 M P2 -0.045 -0.089 -0 .13 3 0.200 M - 31. 075 - 61. 46 - 91. 845 13 8 .11 M P3 -0. 311 M 15 8.6 01 87. 012 . 56005600 5600 5900 840 853 12 30 Q M 53.25 49. 416 15 .336 82.7 51 76.07 61. 834 11 .758 28.883 62.8 91 62.8 91 17.592 65.97 80.044 79 .16 4 51. 174 C D 5690 15 0 15 015 0 5900 840 853 12 30 q dp =27 .16 8 KN/m 49. 416 15 .336 76.07 82.7 51 61. 834 11 .758 28.883 62.8 91 62.8 91 17.592 65.97 80.044 79 .16 4 57 .17 4 BA 2.