Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm PHẦN 1: SỐ LIỆU ĐỀ BÀI Sơ đồ: l 1 =2.2m l 2 =5.3m p s c =900daN/m 2 a=15mm tường dày: b t =340mm • bêtông B20: -Cường độ tính toán chịu nén R b =11.5MPa -Cường độ tính toán chịu kéo R bt =0.9MPa -Môđun đàn hồi ban đầu E b =27x10 3 MPa -Hệ số điều kiện làm việc của bêtông γ b =0.9 • Thép CI (Ø<12mm): -Cường độ tính toán chịu kéo R s =225MPa -Cường độ tính toán chịu nén R sc =225MPa -Cường độ tính toán cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) R sw =175MPa -Môđun đàn hồi ban đầu E s =21x10 4 MPa • Thép CII (Ø≥12mm): -Cường độ tính toán chịu kéo R s =280MPa -Cường độ tính toán chịu nén R sc =280MPa -Cường độ tính toán cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) R sw =225MPa -Môđun đàn hồi ban đầu E s =21x10 4 MPa Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 1 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm PHẦN 2: TÍNH TOÁN BẢN SÀN 2.1 Phân loại bản sàn: Xét tỉ số 2 cạnh ô bản: 2 1 l 5.3 2.41 l 2.2 = = >2 → bản làm việc theo loại bản dầm (theo phương cạnh ngắn) 2.2 Chọn sơ bộ kích thước bản sàn: • Chọn bề dày bản sàn: s 1 D 1.2 h l x2200 75.4mm m 35 = = = → chọn h s =80mm > h min =60mm • Kích thước dầm: Dầm phụ: chiều cao h dp =( 12 1 : 16 1 )l 2 =(331.25÷441.67)mm → chọn h dp =400mm bề rộng b dp =( 1 1 : 4 2 )h dp =(100÷200)mm →chọn b dp =200mm Dầm chính: chiều cao h dc =( 8 1 : 12 1 )3l 1 =(550÷825)mm →chọn h dc =600mm bề rộng b dc =( 1 1 : 4 2 )h dc =(150÷300)mm →chọn b dc =300mm 2.3 Sơ đồ tính và nhịp tính toán: Tính nội lực bản theo sơ đồ biến dạng dẻo Với bản làm việc theo 1 phương, cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn (vuông góc với dầm phụ) Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 2 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm Sơ đồ tính của bản là một dầm liên tục nhiều nhịp với gối tựa ở các vị trí dầm phụ và tường biên Nhịp tính toán: Nhịp biên: l b =l 1 – b dp /2 – b t /2 + C/2=2200 – 200/2 – 340/2 + 120/2=1990mm với C-đoạn bản ngàm vào tường, s C 120mm C h 80mm ≥   ≥ =  →chọn C=120mm Nhịp giữa: l=l 1 – d dp =2200 – 200=2000mm 2.4 Tải trọng tính toán: Tĩnh tải tác dụng lên sàn: g s =n γ γh s b=1.1x25x0.08x1=2.2kN/m Hoạt tải tác dụng lên sàn: p s =n p p s c b=1.2x900x1=1080daN/m=10.8kN/m Tổng tải tác dụng lên sàn: q s =g s +p s =2.2+10.8=13kN/m 2.5 Nội lực: Momen tại nhịp biên và gối thứ hai: M= ±q s l b 2 /11= ±13x1.99 2 /11= ±4.68kN/m Momen tại nhịp giữa và gối giữa: M= ±q s l 2 /16= ±13x2 2 /16= ±3.25kN/m Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 3 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm 2.6 Tính cốt thép: Ta có: h o =h s – a=80 – 15= 65mm m pl 2 b b o m b b o s s M 0.2775 R bh 1 1 2 R bh A R α α γ ξ α ξγ = ≤ = = − − = Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b b min max pl o s A R 0.9x11.5 0.05% 0.335x 1.24% bh R 280 γ µ µ µ ξ = ≤ = ≤ = = = Bảng tính thép: Tiết diện M(kN/m) α m ξ A s (mm 2 /m) μ (%) Chọn cốt thép d(mm) a (mm) A sc (mm 2 /m) Nhịp biên, gối 2 4.68 0.107 0.113 339 0.522 6/8 110 350 Nhịp giữa, gối giữa 3.25 0.074 0.077 231 0.356 6 110 257 2.7 Bố trí cốt thép: − Xét tỉ số s s p 10.8 4.91 g 2.2 = = >3 → α=1/3 nên αl=2000/3=667mm →chọn αl=680mm − Đối với các ô bản mà cả 4 cạnh đúc toàn khối với dầm thì được phép giảm 20% cốt thép do ảnh hưởng của hiệu ứng vòm khi hình thành khớp dẻo Khi đó: diện tích cốt thép A s =0.8x231=184.8mm 2 →chọn Ø6a150 (A sc =188mm 2 ) − Cốt thép cấu tạo chịu moment âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau: Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 4 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm Điều kiện: 2 s,ct s,nhip 6a200 A 50%A 0.5x231 115.5mm φ  ≥  = =  →chọn Ø6a200 − Cốt thép phân bố được chọn như sau: Xét 2 1 l 5300 2 2.41 3 l 2200 < = = < → A s2 ≥20%A s1 =0.2x339=67.8mm 2 →chọn Ø6a300 − Ở phía trên bản kê với dầm chính cấn phải đặt cốt cấu tạo để chịu momen âm theo phương cạnh dài do chưa xét đến trong tính toán. Diện tích cốt thép cấu tạo không ít hơn 1/3 diện tích chịu lực và không ít hơn 5Ø6/1m dài. Các thanh này phải được kéo dài qua mép dầm chính mỗi bên một đoạn ≥1/4 nhịp tính toán (l/4=500mm→chọn 500mm) →chọn Ø6a200 − Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L an =120mm ≥10Ø − Bố trí cốt thép như bản vẽ PHẦN 3: TÍNH TOÁN DẦM PHỤ 3.1 Sơ đồ tính: Dầm phụ tính theo sơ đồ biến dạng dẻo, xem dầm phụ là dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm chính. Nhịp tính toán: với C dp - đoạn dầm phụ kê lên tường, chọn C dp =220mm − nhịp biên: l b =l 2 – b dc /2 – b t /2+C dp /2=5300 – 300/2 – 340/2+220/2=5090mm − nhịp giữa: l=l 2 – b dc =5300 – 300=5000mm Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 5 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm 3.2 Tải trọng tính toán: − Trọng lượng bản thân dầm phụ: g o =b dp (h dp – h s )γn γ =0.2x(0.4 – 0.08)x25x1.1=1.76kN/m − Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào: g 1 =g s l 1 =2.2x2.2=4.84kN/m − Tổng tĩnh tải: g dp =g o +g 1 =1.76+4.84=6.6kN/m − Hoạt tải: p dp =p s l 1 =10.8x2.2=23.76kN/m − Tổng tải: q dp =g dp +p dp =6.6+23.76=30.36kN/m 3.3 Xác định nội lực: 3.3.1 Biểu đồ bao momen: − Xét tỉ số: dp dp p 23.76 3.6 g 6.6 = = →k=0.306 − Momen âm triệt tiêu cách gối tựa 1 đoạn: x 1 =kl b =0.306x5090=1557.54mm − Momen dương triệt tiêu cách gối tựa 1 đoạn: • Nhịp biên: x 2 =0.15l b =0.15x5090=763.5mm • Nhịp giữa: x 3 =0.15l=0.15x5000=750mm − Momen dương lớn nhất cách gối tựa biên 1 đoạn: x 4 =0.425l b =0.425x5090=2163.25mm − Tung độ biểu đồ bao momen xác định theo công thức sau: • Nhánh dương: M=β 1 q dp l 2 • Nhánh âm: M=β 2 q dp l 2 (đối với nhịp biên thì l=l b ) Bảng tung độ biểu đồ bao momen của dầm phụ Nhịp Tiết diện l (m) q dp l 2 (kNm) β max β min M max (kNm) M min (kNm) Biên 0 5.09 786.57 0 0 Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 6 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm 1 0.065 51.127 2 0.09 70.791 0.425L b 0.091 71.578 3 0.075 58.993 4 0.02 15.731 5 -0.0715 -56.240 Thứ 2 6 5 759 0.018 -0.0372 13.662 -28.235 7 0.058 -0.0194 44.022 -14.725 0.5L 0.0625 47.438 8 0.058 -0.0172 44.022 -13.055 9 0.018 -0.0312 13.662 -23.681 10 -0.0625 -47.438 3.3.2 Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ biểu đồ bao lực cắt xác định theo công thức sau: − Gối thứ 1: Q 1 =0.4q dp l b =0.4x30.36x5.09=61.813kN − Bên trái gối thứ 2: Q 2 T =0.6q dp l b =0.6x30.36x5.09=92.719kN − Bên phải gối 2, bên trái và phải gối giữa: Q 2 p =Q 3 T =Q 3 P =0.5q dp l=0.5x30.36x5=75.9kN Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 7 Đồ án bêtông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm 3.4 Tính cốt thép: Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: R b =11.5MPa, R bt =0.9MPa Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: R s =280MPa Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: R sw =175MPa 3.4.1 Cốt dọc: a. Tại tiết diện giữa nhịp: − Dầm chịu momen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T − Xác định bề rộng sải cánh S f : 2 dc 1 dp f ' f l b 5300 300 833.3mm 6 6 l b 2200 200 S 1000mm 2 2 6h 6x80 480mm − −  = =   − −  ≤ = =   = =    →chọn S f =480mm − Kích thước tiết diện chữ T: b=b dp =200mm h f ’=h s =80mm h=h dp =400mm b f ’=b+2S f =200+2x480=1160mm Hồ Tấn Thanh-80602168 Page 8 − Xác định vị trí trục trung hòa: Giả thiết a=45mm → h o =h – a=400 – 45=355mm M f =γ b R b b f ’h f ’(h o – h f ’/2)=0.9x11.5x10 3 x1.16x0.08x(0.355 – 0.08/2)=419.92kNm Nhận xét: do M < M f → trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật lớn ' 1160 400 = =    = =   f dp b b mm h h mm b. Tại tiết diện gối tựa: Dầm chịu momen âm, bản cánh chịu kéo,tiết diện tính toán là hình chữ nhật b dp xh dp =200x400mm c. Kết quả tính toán cốt thép: m pl 2 b b o m b b o s s M 0.2775 R bh 1 1 2 R bh A R α α γ ξ α ξγ = ≤ = = − − = Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b b min max pl o s A R 0.9x11.5 0.05% 0.335x 1.24% bh R 280 γ µ µ µ ξ = ≤ = ≤ = = = Bảng tính thép cho dầm phụ: Tiết diện M(kN/m) α m ξ A s (mm 2 ) μ (%) Chọn cốt thép Chọn A sc (mm 2 ) Nhịp biên(1160x400) 71.578 0.047 0.048 738 1.039 3d12+2d16 741.5 Gối 2(200x400) 56.24 0.216 0.246 645 0.909 4d12+1d16 653.5 Nhịp giữa (1160x400) 47.438 0.031 0.032 485 0.683 1d12+2d16 515.3 Gối 3(200x400) 47.438 0.182 0.202 531 0.748 5d12 565.5 3.4.2 Cốt ngang: − Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có Q max =92.719kN − Kiểm tra điều kiện tính toán: φ b3 (1+φ f +φ n )γ b R bt bh o =0.6x(1+0+0)x0.9x0.9x10 3 x0.2x0.355=34.51kN < Q →bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt − Chọn cốt đai Ø6 (a sw =28.3mm 2 ), số nhánh cốt đai n=2 − Xác định bước cốt đai:  Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán: 2 2 0 2 max 3 6 3 2 2 4 (1 ) 175 10 2 28.3 10 4 2 1 0.9 0.9 10 0.2 0.355 92.719 0.188 188 ϕ ϕ ϕ γ − × × ≤ + + × × × × × = × × × × × × × × → = = sw sw tt b f N b bt tt R n a s R bh Q s m mm  Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: 2 3 2 4 0 max max (1 ) 1.5 1 0.9 0.9 10 0.2 0.355 0.33 330 92.719 ϕ ϕ ϕ γ + + × × × × × × = = = = b f N b bt R bh s m mm Q  Khoảng cách giữa các cốt đai theo cấu tạo: 400 200 2 2 150  = =  ≤    ct h mm s mm  Khoảng cách cốt đai thiết kế là s=min(s tt ,s max ,s ct )=150mm − Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông: 3 6 sw sw sw R nA 175x10 x2x28.3x10 q 66.03kN / m s 0.15 − = = = 2 3 2 wb b2 f b bt 0 sw max Q 2 (1 ) R b.h q 2x 2x1x0.9x0.9x10 x0.2x0.355 x66.03 103.85kN Q 92.719kN ϕ ϕ γ = + = = > = →không cần đặt cốt xiên − Kiểm tra lại điều kiện: Q max ≤0.3φ w1 φ b1 γ b R b bh o 4 s sw w1 3 b b1 b b 3 w1 b1 b b o max E na 21x10 2x28.3 1 5 1 5x x 1.073 1.3 E bs 27x10 200x150 1 R 1 0.01x0.9x11.5 0.8965 0.3 R bh 0.3x1.073x0.8965x0.9x11.5x10 x0.2x0.355 235.63kN Q ϕ ϕ βγ ϕ ϕ γ = + = + = ≤ = − = − = = = > Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính − Khoảng cách giữa các cốt đai ở đoạn dầm giữa nhịp: 3 3 400 300 4 4 500 ×  = =  ≤    ct h mm s mm →chọn s=300mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm 3.5 Biểu đồ vật liệu: 3.5.1 Tính khả năng chịu lực tại từng tiết diện: Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: a o =25mm Khoảng cách 2 thanh cốt thép theo phương chiều cao dầm: t=30mm Khoảng cách từ mép đến trọng tâm cốt thép: 1 1 2 2 1 2 tr x A x A a A A + = + với: x 1 , x 2 là khoảng cách từ mép bêtông đến trọng tâm nhóm cốt thép A 1 , A 2 [ ] 2 0 0 )5.01( othbbmm thbb SS thth bhRM bhR AR ahh γαξξα γ ξ =→−=→=→−=⇒ [...]... nhịp biên (11 60x400) Tiết diện nhịp biên bên trái nhịp biên bên phải thanh thép 2 (1d12) 2 (1d12) Q(kN) qsw(kN/m) Wtính(mm) 20d(mm) Wchọn(mm) 19 .3 33 294 240 300 14 .1 33 2 31 240 240 ∆M 0 .1% -0 .1% 10 % 4.8% gối 2 bên trái gối 2 bên phải nhịp 2 bên trái (bên phải lấy đối xứng) gối 3 bên trái 6 (1d16) 3 (2d12) 6 (1d16) 7 (1d12) 8 (2d12) 9 (1d12) 36 .1 66 299 320 320 28 66 230 240 240 13 .5 66 16 2 320 320... dầm phụ: cốt thép As(mm2) ath(mm) hoth(mm) ξ αm [M](kNm) 2d16+3d12 7 41. 5 46 354 0.049 0.048 71. 7 cắt 1d12, còn 2d16+2d12 628.4 49 3 51 0.042 0.0 41 60.5 uốn 2d12, còn 2d16 402.2 33 367 0.026 0.025 40.8 gối 2 1d16+4d12 653.5 48 352 0.2 51 0.220 56.3 bên trái uốn 2d12, còn 1d16+2d12 427.3 32 368 0 .15 7 0 .14 5 40.6 (200x400) cắt 1d16, còn 2d12 226.2 31 369 0.083 0.079 22.4 gối 2 cắt 2d12, còn 1d16+2d12 427.3... 427.3 32 368 0 .15 7 0 .14 5 40.6 bên phải cắt 1d16, còn 2d12 226.2 31 369 0.083 0.079 22.4 nhịp 2 2d16+1d12 515 .3 33 367 0.033 0.032 52 .1 (11 60x400) cắt 1d12, còn 2d16 402.2 33 367 0.026 0.025 40.8 gối 3 5d12 565.5 48 352 0. 217 0 .19 4 49.7 bên trái cắt 2d12, còn 3d12 339.3 31 369 0 .12 4 0 .11 7 32.9 (200x400) cắt 1d12, còn 2d12 226.2 31 369 0.083 0.079 22.4 3.5.2 Xác định đoạn kéo dài W:  0.8Q 10 3 − Qs,inc... nhịp biên bên trái nhịp biên bên phải gối 2 bên trái gối 2 bên phải gối 3 bên trái thanh thép 4 (1d25) 4 (1d25) 7,8,9 (1d20,3d25) 5 (2d25) 7,8 (1d20,2d25) 12 ,13 (2d20,1d25) Q(kN) qsw(kN/m) Wtính(mm) 20d(mm) Wchọn(mm) 13 9.96 88 7 61 500 770 200 44 19 43 500 19 50 74 88 4 61 500 500 206.04 88 10 62 500 10 70 81. 65 88 496 500 500 19 2.53 88 10 00 500 10 00 -1. 4% gối 3 bên phải 9 ,13 (2d25) 200.54 88 10 37 500 10 40 ... và b tông: R nA 17 5x103 x2x50.3x10 −6 q sw = sw sw = = 88.03kN / m s 0.2 2 Q wb = 2 ϕb2 (1 + ϕf )γ b R bt b.h 0 q sw = 2x 2x1x0.9x0.9x103 x0.3x0.52 2 x88.03 = 226.75kN > Qmax = 222.54kN →không cần đặt cốt xiên − Kiểm tra lại điều kiện: Qmax≤0.3φw1φb1γbRbbho E na 21x104 2x50.3 ϕw1 = 1 + 5 s sw = 1 + 5x x = 1. 043 ≤ 1. 3 E b bs 27x103 300x300 ϕb1 = 1 − βγ b R b = 1 − 0.01x0.9x 11. 5 = 0.8965 0.3ϕ w1ϕ b1γ... 628.4 50 550 2 415 .3 63 537 11 19.3 73 527 628.4 50 550 14 72.7 37.5 562.5 9 81. 8 37.5 562.5 2723.8 77 523 2232.9 71 529 9 81. 8 52.5 547.5 19 63.6 66 534 ξ 0.084 0.065 0.024 0.585 0.406 0 .10 3 0.406 0 .19 2 0 .10 3 0.056 0.037 0.470 0.3 81 0 .16 2 0.332 αm [M](kNm) ∆M 0.080 303.2 -1. 5% 0.063 232.5 0.024 98.2 0. 414 352.7 1. 7% 0.323 289.5 0.098 91. 8 0.323 289.5 0 .17 3 14 9.3 0.098 91. 8 0.055 225.4 7.9% 0.037 15 1.7 0.359... bao lực cắt: 4.4 Tính cốt thép: B tông có cấp độ bền chịu nén B20 : Rb =11 .5MPa; Rbt=0.9MPa Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs= 280MPa Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI : Rsw =17 5MPa 4.4 .1 Cốt dọc: Tại tiết diện giữa nhịp: Dầm chịu moment dương, bản cánh chịu nén, tính cốt thép theo tiết diện chữ T + Xác định Sf 1 1  6 (3l1 ) = 6 x(3x2200) = 11 00mm  1 1 Sf ≤  (l 2 − b dc )... μ (%) Chọn cốt thép Chọn Asc(mm2) 2d20+3d25 210 1 .1 3d20+5d25 3397 .1 3d25 14 72.7 2d22+4d25 2723.8 4d22 15 20.4 Nhịp biên (12 60x600) 307.92 0.078 0.0 81 2084 1. 263 Gối 2(300x600) 346.78 0. 413 0.583 3362 2 .15 5 Nhịp 2 (12 60x600) 208. 81 0.053 0.054 13 94 0.845 Gối 3(300x600) 307.83 0.367 0.484 2788 1. 787 Nhịp 3 (12 60x600) 225.33 0.057 0.059 15 08 0. 914 4.4.2 Cốt ngang: − Lực cắt lớn nhất tại gối: QA =13 9.96kN,... mm2), n = 2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết:  h   15 0  F 1 − s ÷ 18 1x 1 − ÷ ho    600  m≥ = = 4. 91 na sw R sw 2 × 0.79 10 −4 17 5 × 10 3 với hs=hdc -hdp-a = 600– 400-50 = 15 0 Chọn m = 6 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 3 đai trong đoạn hs =15 0mm => khoảng cách giữa các cốt treo là 50 mm 4.5 Biểu đồ vật liệu: 4.5 .1 Tính khả năng chịu lực của từng tiết diện: Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: ao,nhịp=25mm,... cách 2 thanh cốt thép theo phương chiều cao dầm: t=30mm x A +x A atr = 1 1 2 2 A1 + A2 Khoảng cách từ mép đến trọng tâm cốt thép: ⇒ h0th với: x1, x2 là khoảng cách từ mép b tông đến trọng tâm nhóm cốt thép A1, A2 RS AS 2 = h − ath → ξ = → α m = ξ (1 − 0.5ξ ) → [ M ] = α mγ b Rb bhoth γ b Rb bh0th Bảng tính khả năng chịu lực của dầm chính Tiết diện nhịp biên (12 60x600) cốt thép 2d20+3d25 cắt 1d25,còn 2d20+2d25 . Q max ≤0.3φ w1 φ b1 γ b R b bh o 4 s sw w1 3 b b1 b b 3 w1 b1 b b o max E na 21x10 2x50.3 1 5 1 5x x 1. 043 1. 3 E bs 27x10 300x300 1 R 1 0.01x0.9x 11. 5 0.8965 0.3 R bh 0.3x1.043x0.8965x0.9x 11. 5x10 x0.3x0.52. Thanh-8060 216 8 Page 6 Đồ án b tông cốt thép 1 GVHD: Võ Bá Tầm 1 0.065 51. 127 2 0.09 70.7 91 0.425L b 0.0 91 71. 578 3 0.075 58.993 4 0.02 15 .7 31 5 -0.0 715 -56.240 Thứ 2 6 5 759 0. 018 -0.0372 13 .662. Q max ≤0.3φ w1 φ b1 γ b R b bh o 4 s sw w1 3 b b1 b b 3 w1 b1 b b o max E na 21x10 2x28.3 1 5 1 5x x 1. 073 1. 3 E bs 27x10 200x150 1 R 1 0.01x0.9x 11. 5 0.8965 0.3 R bh 0.3x1.073x0.8965x0.9x 11. 5x10 x0.2x0.355 235.63kN Q ϕ ϕ