Bài tập lớn môn Bê tông 2

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG I. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG. 1. PHÂN TÍCH SƠ BỘ CẦU THANG 2. + Cầu thang được thiết kế theo dạng dầm chịu lực, có 3 vế, 2 chiếu nghỉ. 3. + Vế thang 1 và 3 làm việc giống nhau, tổng 17 bậc 4. + Vế thang 2 tổng có 6 bậc, 5. + Chiếu nghỉ CN1 và CN2 làm việc giống nhau. 6. + Các bộ phận chính của cầu thang bao gồm: bản thang, chiếu nghỉ, chiếu đến, lan can, tay vịn, dầm thang ( Dầm chiếu đến và dầm limon ). CHỌN VẬT LIỆU VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU : 1.. Vật liệu dùng trong thiết kế cầu thang: - Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 với các thông số sau: • Cường độ chịu nén: Rb=11.5 (Mpa) =1.15 kN/cm2 • Cường độ chịu kéo: Rbt = 0.9 (Mpa) = 0.09 kN/cm2 • Modul đàn hồi: Eb= 27.5 × 10^3 (Mpa ) = 2.75 × 10^3 kN/cm2 - Thép thanh CB240-T với các thông số sau: • Cường độ chịu kéo: Rs = 210 (Mpa) = 21 kN/cm2 Rsw = 170 (Mpa)= 17 kN/cm2 • Cường độ chịu nén: Rsc = 210 (Mpa) = 21 kN/cm2 • Modul đàn hồi: Es = 2× 10^5 (Mpa) = 2 × 10^ 4 (daN/cm2 ) - Thép CB300-V với các thông số sau: • Cường độ chịu kéo: Rs = 260 (Mpa) = 26 kN/cm2 Rsw = 210 (Mpa)= 21 kN/cm2 • Cường độ chịu nén: Rsc = 260 (Mpa) = 26 kN/cm2 • Modul đàn hồi: Es = 2× 10^5 (Mpa) = 2 × 10^ 4 (daN/cm2 )

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU BÊ TÔNG DÂN DỤNG

1 PHÂN TÍCH SƠ BỘ CẦU THANG

2 + Cầu thang được thiết kế theo dạng dầm chịu lực, có 3 vế, 2 chiếu nghỉ.3 + Vế thang 1 và 3 làm việc giống nhau, tổng 17 bậc

4 + Vế thang 2 tổng có 6 bậc,

5 + Chiếu nghỉ CN1 và CN2 làm việc giống nhau.

6 + Các bộ phận chính của cầu thang bao gồm: bản thang, chiếu nghỉ, chiếu đến, lancan, tay vịn, dầm thang ( Dầm chiếu đến và dầm limon ).

CHỌN VẬT LIỆU VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU :

1 Vật liệu dùng trong thiết kế cầu thang:

- Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 với các thông số sau:• Cường độ chịu nén: Rb=11.5 (Mpa) =1.15 kN/cm2

• Cường độ chịu kéo: Rbt = 0.9 (Mpa) = 0.09 kN/cm2

• Modul đàn hồi: Eb= 27.5 × 10^3 (Mpa ) = 2.75 × 10^3 kN/cm2 - Thép thanh CB240-T với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: Rs = 210 (Mpa) = 21 kN/cm2 Rsw = 170 (Mpa)= 17 kN/cm2 • Cường độ chịu nén: Rsc = 210 (Mpa) = 21 kN/cm2

• Modul đàn hồi: Es = 2× 10^5 (Mpa) = 2 × 10^ 4 (daN/cm2 )- Thép CB300-V với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: Rs = 260 (Mpa) = 26 kN/cm2Rsw = 210 (Mpa)= 21 kN/cm2• Cường độ chịu nén: Rsc = 260 (Mpa) = 26 kN/cm2

• Modul đàn hồi: Es = 2× 10^5 (Mpa) = 2 × 10^ 4 (daN/cm2 )

2 Phân tích cấu tạo kết cấu:

- Chiều rộng của vế thang 1 và 3 là : Bvt1 = Bvt3 = 1.7 m - Chiều rộng của vế thang 2 là : Bvt2 = 1.7 m

- Chiều cao tầng từ 2 lên tầng 3 là: H = 4.4 m.- Chiều cao mỗi bậc là: hbậc = 176mm, 25 bậc - Chiều rộng bậc là: bbậc = 287mm (vế 1.3)

Cầu thang có dạng dầm 3 vế:

Bản thang nghiêng với phương ngang 1 góc:

α=arctg(h/b)=arctg(176287)=31’31”Chọn sơ bộ kích thước dầm limon phía trong như sau :

L0= L1+ L2=1500+1500=3000mmhdlt= Lo8 ÷Lo12=30008 ÷300012 =250 ÷ 375 mm

30) B = ( 125÷

30) 2300 = (77 ÷92) chọn hs =90 mm. Chọn kích thước các dầm DCĐ , LM1, LM2 là 200×300 (mm)

 Chọn kích thước các dầm LM3, LM2’ là 150x300 (mm)

3 Tải trọng tác dụng3.1 Cấu tạo cầu thang

- Cấu tạo bản thang

+ Đá Granit tự nhiên dày 20mm+ Vữa lát nền B5, dày 20mm+ Bậc xây gạch thẻ

+ Bản bê tông cốt thép B20, dày 150 mm+ Lớp vữa trát B5, dày 15mm

- Cấu tạo chiếu nghỉ

+ Lớp đá Granite dày 20 mm.

+ Lớp vữa lót B5 dày 20 mm + Sàn BTCT B20 dày 150 mm + Lớp vữa trác dưới B5 dày 15 mm.

ni – hệ số độ tin cậy của lớp thứ

-Tĩnh tải tải trọng bản thang phương xiêng quy về phương ngang:

Trong đó:

γi – khối lượng riêng của lớp thứ i

δtdi – chiều dày tương đương của lớp thứ ini – hệ số độ tin cậy của lớp thứ i.

- Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo như sau:

+ Đối với lớp gạch creamic, lớp vữa lót,… có chiều dày δi (chiều dày lớp cấu tạo):

Với lb, hb lần lượt là bề rộng và chiều cao của bậc thang.+ Lớp đá granit có chiều dày δi = 20 mm nên:

+ Lớp vữa lót có chiều dày δi = 20 m nên:

Bảng tỉnh tải sàn thang ( nhập excel)

Đá Granit tự nhiên 20 mm 0.028 20 1.1 0.616

Sàn bê tông cốt thép dày 150

Vữa trát trần B5 dày 15 mm 0.021 16 1.3 0.437

Bảng tỉnh tải sàn chiếu nghỉ ( nhập excel )

-Từ bảng trên ta nhập vào file excel tính thép sàn 2 phương ( tải trọng đã quy về phươngngang).

- Tải trọng lang can : glc = gtc×1.1 = 0.3×1.1 = 0.33 kN/m2

Bảng tỉnh tải sàn thang ( nhập sap2000)

Bảng tỉnh tải sàn chiếu nghỉ ( nhập sap2000)

- Bảng tĩnh tải trên nhập vào mô hình 3d sap 2000 3.2 Hoạt tải

- Hoạt tải cầu thang ( nơi đi lại tự do ) lấy ptc = 4 kN/m2 theo tiêu chuẩn 2737-2023.

Dựa vào sơ đồ làm việc cầu thang ta thấy Vế 1;3 lớn nhất nên ta tính toán Vế 1,3 và bốtrí cho các ô bản thang còn lại Tính toán như bản sàn kê 4 cạnh.

3.2 Tính toán nội lực

- Tính nội lực vế 2: ta gán vật liệu cho bản thang tính toán 0.1x1m ( sử dụng bê tông

B20)

Tên

ô sàn Cạnhngắn Cạnhdài Tỉ lệ ngắn/dài M91M92K91K92

Hoạt

tải Tỉnh tải Tải trọng toàn phần P

ô sàn

nt M Ho B Rb Rs αm ξ As Chọn thép Achọsn

7,010011,52100,0160,0160,6162001,420,20

Moment dầm limon 1( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C

Moment dầm limon 1’( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C

Moment dầm limon 3 ( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C

Moment dầm limon 3’ ( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C.

Moment dầm limon 2 ( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C.

Moment dầm limon 2’ ( kN.cm) -từ trái qua phải các nút A,B,C.BẢNG THÉP DẦM