Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bài trình bãy rõ các bước thực hiện trong bài Bê tông cốt thép 1. Từ đó các bạn có thể hình dung được các việc phải làm trong bài Bê tông cốt thép của mình. Bài gồm 3 phần, thiết kế bản sàn, thiết kế dầm phụ và thiết kế dầm chính. Mọi chi tiết thắc mắc các bạn có thể liên hệ với mail của mình: raydenkinggmail.com
GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo Mục lục I.Số liệu và sơ đồ thiết kế…………………………………………… trang 2 II. Tính toán bản…………………………………………………… trang 3 2.1. Sơ đồ bản sàn………………………………………………… trang 3 2.2. Lựa chọn kích thước các bộ phận…………………………… trang 3 2.3. Nhịp tính toán của bản………………………………………… trang 4 2.4. Tải trọng trên bản……………………………………………… trang 5 2.5. Tính momen…………………………………………………… trang 6 2.6. Tính cốt thép…………………………………………………… trang 6 2.7. Bố trí thép trong bản……………………………………………. trang 9 III. Tính toán dầm phụ…………………………………………….… trang 11 3.1. Sơ đồ tính……………………………………………………… trang 11 3.2. Tải trọng………………………………………………………… trang 11 3.3. Vẽ biểu đồ bao momen……………………………………… trang 12 3.4. Tính toán cốt thép dọc………………………………………… trang 14 3.5. Chọn và bố trí cốt thép dọc………………………………………trang 16 3.6. Tính toán cốt thép ngang…. …………………………………….trang 17 3.7. Bố trí thép trong dầm phụ……………………………………… trang 18 IV. Tính toán dầm chính………………………………………….……trang 20 4.1. Sơ đồ tính toán………………………………………………… trang 20 4.2. Xác định tải trọng……………………………………………… trang 20 4.3. Tính và vẽ biểu đồ bao momen………………………………… trang 21 4.4. Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt………………………………… trang 25 4.5. Tính cốt thép dọc…………………………………………………trang 26 4.6. Tính toán cốt thép ngang……………………………………… trang 28 4.7. Tính toán cốt treo……………………………………………… trang 29 4.8. Cắt, uốn cốt thép và vẽ biểu đồ bao vật liệu………………… … trang 30 SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 2 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM I.Các số liệu và sơ dồ thiết kế: 1.1.Sơ đồ sàn: 1.2. Kích thước sàn. - Kích thước từ giữa trục dầm và trục tường: l 1 = 2 (m); l 2 = 4,3 (m). 1.3. Hoạt tải. - Hoạt tải tiêu chuẩn: p tc = 4,1(KN/m 2 ) - Hệ số vượt tải: n = 1,5. 1.4. Vật liệu. - Sử dụng bê tông B15, cốt thép của bản loại AI, cốt thép dọc của dầm loại AI, AII; cốt thép đai của dầm loại AI. SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 3 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo 1.5. Số liệu tính toán của vật liệu: - Bêtông với cấp độ bền chịu nén B15 có: R b = 8,5 MPa; R bt = 0,75 MPa. - Cốt thép AI có: R s = 225 MPa; R sc = 225 MPa; R sw = 175 MPa, E b = 23.10 3 MPa. - Cốt thép AII có: R s = 280 MPa; R sc = 280 MPa; R sw =225 MPa, E s = 21.10 4 MPa. II.Tính toán bản: 2.1.Sơ đồ bản sàn: - Xét tỷ số hai cạnh ô bản: 215,2 2 3,4 1 2 >== . - Như vậy bản thuộc loại bản dầm, tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương l 1 ), do đó khi tính toán có thể tưởng tượng cắt ra một dải có chiều rộng một mét theo phương ngắn để xác định nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo phương l 1 .Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm. Các dầm từ trục B đến trục C là dầm chính, các dầm ngang là dầm phụ. SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 4 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo - Để tính bản, ta cắt một dải rộng b 1 = 1(m) vuông góc với dầm phụ và xem như một dầm liên tục. 2.2.Lựa chọn kích thước các bộ phận. 2.2.1.Chiều dày bản h b . - Áp dụng công thức: ×= - Trong đó: l là nhịp của bản (cạnh bản theo phương chịu lực), l = l 1 = 200(cm). D = 0,8÷ 1,4 phụ thuộc tải trọng. m: phụ thuộc loại bản; m = 30÷ 35. - Chọn D= 1,2 ; chọn m= 35. Vậy: h b = 35 2002,1 × = 6,9(cm) . Chọn h b = 7cm. 2.2.2.Dầm phụ. - Chiều cao tiết diện dầm chọn theo nhịp: h dp = ×) 16 1 ÷ 12 1 ( . Trong đó: l d – nhịp dầm đang xét, l d = l 2 = 430 (cm). Vậy h dp = 269 ÷ 358. Chọn h dp = 300. - Bề rộng dầm phụ tính theo chiều cao tiết diện dầm: b dp = ×) 4 1 ÷ 2 1 ( h dp . Vậy b dp = 87 ÷ 175. Chọn b dp = 150. 2.2.3.Dầm chính: - Chiều cao tiết diện dầm chính: h dc = ×) 14 1 ÷ 12 1 ( . Trong đó: nhịp dầm chính: l d = 1 3 × = 23× = 600(cm). Vậy h dc = 428 ÷ 500. Chọn h dc = 550. - Bề rộng dầm chính tính theo chiều cao tiết diện dầm: SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 5 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo b dc = ×) 4 1 ÷ 2 1 ( h dc . Vậy b dc = 112 ÷ 225. Chọn b dc = 200. 2.3.Nhịp tính toán của bản: Bản làm việc như 1 dầm liên tục nhiều nhịp. Tính toán bản theo sơ đồ có xét đến biến dạng dẻo, nhịp tính toán của bản được xác định như sau: - Nhịp giữa: l = l 1 – b dp = 2 - 0,15 = 1,85 (m). - Nhịp biên: l b = 2 3 1 − = 2 1503 2000 × − = 1775(mm) = 1,775(m) - Chênh lệch giữa các nhịp: %100 1850 17751850 × − = 4,05% < 10% nên ta dùng sơ đồ tính bản có kể đến sự xuất hiện của khớp dẻo. 2.4.Tải trọng trên bản: - Hoạt tải tính toán: p b = p tc × n = 4,3 × 1,5 × 1(m) =6,15 kN/m 2 . SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 6 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo - Tĩnh tải được tính toán và ghi trong bảng sau: Lấy g b = 3,064 (kN/m 2 ) Tải trọng toàn phần q b = p b + g b = 6,15+ 3,064 =9,214 (kN/m 2 ). Tính toán với dải bản rộng b 1 = 1(m), có q b = 9,214 (kN/m 2 ). Chiều dày(mm) Chiều dày(mm) Trọng lượng riêng (KN/m 3 ) Tiêu chuẩn(KN/m 2 ) Hệ số vượt tải n Tính toán(KN/m 2 ) Gạch ceramic 25 0,25 1,1 0,275 - Vữa lót 20 18 0,36 1,2 0,432 - Bản btông cốt thép 70 25 1,75 1,1 1,925 - Vữa trát 20 18 0,36 1,2 0,432 Tổng cộng 2,72 3,064 SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 7 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo 2.5.Tính mômen: - Vì sự chênh lệch giữa các nhịp tính toán %100 1850 17751850 × − = 4,05% < 10% nên mômen trong bản được xác định theo sơ đồ khớp dẻo, ta có thể dùng công thức tính sẵn để tính mômen cho các tiết diện như sau: * Mômen dương lớn nhất ở nhịp biên: M nhb = 11 2 × = 11 85,19,214 2 × = 2,866 (kNm). * Mômen âm ở gối tựa thứ hai: M nhb = - 11 2 × = - 11 85,19,214 2 × = - 2,866 (kNm). * Mômen ở giữa nhịp giữa, gối giữa: M nhg = ± 16 2 × = 16 85,19,214 2 × = ± 1,97 (kNm). 2.6.Tính cốt thép: - Chọn a = 1,5(cm).Trong đó: a là khoảng cách từ mép chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo. - Chiều cao làm việc của tiết diện dầm: h 0 = h - a =7 - 1,5 = 5,5 (cm) - Khi thiết kế sàn bêtông cốt thép chúng ta phải cố gắng tránh hiện tượng phá hoại giòn, vì không tận dụng hết khả năng chịu lực của cốt thép. Để hạn chế điều này người thiết kế phải bố trí một lượng cốt thép hợp lý để xảy ra hiện tượng phá hoại dẻo, khi đó sẽ tận dụng hết khả năng chịu lực của cốt thép. - Để đảm bảo xảy ra phá hoại dẻo thì cốt thép A s phải không được quá nhiều, tức là phải hạn chế A s và tương ứng với nó là hạn chế chiều cao vùng chịu nén x. Các nghiên cứu thực nghiệm cho biết trường hợp phá hoại dẻo sẽ xảy ra khi: −+ ==≤= 1,1 11 , 00 ω σ ω ξξ Trong đó: ω - đặc trưng tính chất biến dạng của vùng bêtông chịu nén. ω = α - 0,008R b SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 8 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo Bêtông sử dụng là bêtông nặng nên α = 0,85, R b = 8,5MPa. ω = 0,85 – 0,008 × 8,5 = 0,758. σ sc, u - ứng suất giới hạn của của cốt thép trong vùng bêtông chịu nén: σ sc, u = 500MPa. Vậy : −+ == 1.1 11 , 0 ω σ ω ξ = −+ 1,1 758,0 1 500 225 1 758,0 = 0,673 ( ) ξξα 5,01−= = 0,66 × (1 – 0,5 × 0,66) = 0,446 2.6.1.Tính cốt thép nhịp biên: * M = M nhb = 2,866 (kNm) 2 0 = α 2 4 5,510085 10866,2 ×× × = α = 0,1115 ≤ α R . αξ .211 −−= = 1115,0.211 −− = 0,1185. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: A s = 0 ξ = 2250 5,5100851185,0 ××× = 246 (mm 2 ) = 2,46(cm 2 ). Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp biên và gối biên: 0 = µ = %100 5,5100 46,2 × × = 0,45% Vậy: µ =0,45> µ min = 0,05% thỏa mãn. Dùng bảng Phụ Lục 15: bảng tra diện tích cốt thép của bản. Ta được Φ8a200 hoặc cũng có thể tính như sau: - Dự kiến dùng cốt thép Φ8, f a = 0,503 (cm 2 ). - Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là: SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 9 GVHD: Ths. Trần Thị Nguyên Hảo 1 = = 46,2 503,0100× = 20,45 (cm). - Chọn Φ8; a = 20(cm);có A s = 2,50(cm 2 ). 2.6.2.Tính toán thép ở tiết diện gối thứ hai. - Số liệu ở gối thứ 2: M g = 2,866 kNm = 2,866.10 6 kNm Tính h 0 =h b -a = 70 – 15 = 55 mm. Tính 2 0 = α 2 4 5,510085 10866,2 ×× × = α = 0,1115 ≤ α R . αξ .211 −−= = 1115,0.211 −− = 0,1185. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: A s = 0 ξ = 2250 5,5100851185,0 ××× = 246 (mm 2 ) = 2,46(cm 2 ). 0 = µ = %100 5,5100 46,2 × × = 0,45% > µ min = 0,05% thỏa mãn. Nằm trong khoảng (0,3-0,9%) hợp lí. SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11510301207Trang 10 [...]... -0 ,14 3 -7,57 -7,57 -7,57 55,4 2, 51 -50,38 -16 ,99 -1, 3 21 -69,88 1, 274 67,3 14 , 41 38,48 β Q d) β Q e) β Q f) β Q g) 35,9 -5,02 1, 9 -5,02 -5,02 42,75 -10 ,14 -1, 1 91 -63,03 1, 9 0,036 1, 9 -0 ,17 8 -9,47 -9,47 -9,47 0,286 15 ,07 42,84 -10 ,05 62,94 15 ,07 15 ,07 Qmax 70, 81 -8, 31 -44, 01 106,4 18 ,47 -17 ,23 Qmin 17 ,92 -27,2 -11 5,79 29,63 -6,07 -95,33 SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 28 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên... 46,5 2 .10 6 8.0,75 .15 0.265 2 2 qsw = = = 34,21N/mm Giả thiết hàm lượng cốt thép tối thiểu: φ6; s= 15 0(mm) = Rsw Asw q sw = 17 5.0,283 10 0 34, 21 A 2 × 28,3 µ w = sw = bs 15 0 × 14 4,77 α= ϕ w1 = 1 + 5αµ w = E s 21 × 10 4 = Eb 23 × 10 3 =14 4,77mm =1, 3 .10 -3 = 9 ,13 1 + 5 × 9 ,13 × 1, 3 .10 −3 =1, 006 ≤ 1, 3 SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 20 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo ϕ b1 = 1 − β Rb 1 − 0, 01 × 8,5... Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 34 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo ath = 10 ,18 .39 = 39(cm) ⇒ hoth = hdc − ath = 550 − 39 = 511 (mm) 10 ,18 ath = -Cắt 2 18 còn 2 18 : AS2 18 a AS2 18 a= abv+ 18 /2= 30+9= 39(mm) 5,09.39 ath = = 39(cm) ⇒ hoth = hdc − ath = 550 − 39 = 511 (mm) 5,09 c) Nhịp 2 ( 2000x 550 ): -Với 2 18 + 1 16 : 1 AS2 18 a1 + AS 16 a2 ath = 1 AS2 18 + AS 16 a1= abv+ 18 /2= 25+9= 34(mm) a2= abv+ 18 + t+ 16 /2=... = 0,427 0,427 × 85 × 20 × 48 = 12 45 mm 2 = 12 ,45 cm 2 2800 Chọn cốt thép dọc của dầm, tra Phụ Lục 14 , ta chọn được thép và tiết diện như sau: Vị trí M (kNm) As (cm2) Aschọn (cm2) Nhịp biên 14 1,78 10 ,32 10 ,18 Gối 2 -16 3 ,16 17 ,2 17 ,78 Nhịp 2 94 ,17 6,82 7 ,1 Gối 3 13 1,5 12 ,45 12 ,69 SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 31 Thép φ 4 18 φ φ φ φ φ φ 4 18 +2 22 2 18 +1 16 2 18 +2 22 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên... Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 30 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo Mgối = 16 3 ,16 kNm αm = M goi = Rb bho2 16 3 ,16 × 10 4 = 0, 416 85 × 20 × 482 ξ = 1 − 1 − 2.α m ξRb bh0 Rs < α R = 0,437 1 − 1 − 2.0, 416 = = 0,59 0,59 × 85 × 20 × 48 = 17 20 mm 2 = 17 ,2 cm 2 2800 As = = • Tại gối 3: có M = 13 1,5 kNm αm = M goi Rb bho2 = 13 1,5 × 10 4 = 0,336 85 × 20 × 482 ξ = 1 − 1 − 2.α m As = ξRb bh0 Rs < 1 − 1 − 2.0,336... Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 24 α GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo Kết quả tính ghi vào bảng sau: Tiết diện 1 2 B 1 2 Sơ đồ tính α M a) α b) M α c) M 0,238 50,98 0 ,14 3 30,63 -0,286 - 61, 26 0,079 16 ,92 0 ,11 1 23,77 0,286 90,8 0,238 75,5 -0 ,14 3 -45,4 -40,3 -35,2 -0,048 -15 ,1 -0,095 -30,3 -0 ,14 3 -45,4 0,206 65,4 0,222 70,4 37,85 -0,3 21 -10 1,9 32,7 61, 6 -20 ,1 -0,095 -30 ,1 55,4 35 ,19 3,8 7,6 0,036 11 ,4 -0,044... do h > 450 nên sct ≤ ( h/3 ; 500 ) Sct ≤ ( h/3 ; 500 ) = ( 18 3 ; 500 ) Vậy chọn bước cốt đai cho đầu dầm là 18 0 Bố trí bước cốt đai 18 0(mm) cho 1/ 4 đoạn đầu dầm -Kiểm tra ϕ w1 = 1 + 5 E s n.a sw 21. 10 4 2.50,3 = 1 + 5 = 1, 013 3 ≤ 1, 3 E b b.s 23 .10 3 200 .18 0 ϕ b1 = 1 − βRb = 1 − 0, 01. 8,5 = 0, 915 ⇒ 0,3ϕ w1ϕ b1 Rb b.ho = 0,3 .1, 013 .0, 915 .8,5 .10 3.0,2.0,48 = 226,9(kN ) > Q Vậy dầm không bị phá hoại do ứng... – MC ) = 52,89.2 – 15 ,2 + 1/ 3.( -10 1,9 + 15 ,2) = 61, 6 kNm • Sơ đồ e: M1 = P.L1 + MC + 2/3.( MB – MC ) SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang 26 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo = 52,89.2 – 90,8 + 2/3.(-30 ,1 + 90,8) = 55,4 kNm M2 = P.L1 + MC + 1/ 3.( MB – MC ) = 52,89.2 – 90,8 + 1/ 3.(-30 ,1 + 90,8) = 35 ,19 kNm • Sơ đồ g: M1 = P.L1 + 1/ 3 MB = 52,89.2 + 1/ 3.(-60,29) = 85,7 kNm M2 = P.L1 + 2/3 MB = 52,89.2... cắt ở gối -0 ,14 3 tựa vào, giải -45,4 như dầm tĩnh định ( có 0,095 những dầm 30 ,15 có thể dùng tam giác -10 ,55 đồng dạng để tìm ra M1, -13 1,5 M2) GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo M1 = P.L1 + 1/ 3 MB = 52,89.2 + 1/ 3.( -10 1,9) = 71, 8 kNm M2 = P.L1 + 2/3 MB = 52,89.2 + 2/3.( -10 1,9) = 37.85 kNm M1 = P.L1 + MC + 2/3.( MB – MC ) = 52,89.2 – 15 ,2 + 2/3.( -10 1,9 + 15 ,2) = 32,7 kNm M2 = P.L1 + MC + 1/ 3.( MB – MC... 16 /2= 30+ 18 + 30+ 8 = 86(mm) 5,09.34 + 2, 01. 86 ath = ≈ 47(cm) 5,09 + 2, 01 ⇒ hoth = hdc − ath = 550 − 36 = 514 (mm) AS2 18 a ath = 2φ 18 AS - Cắt 1 16 còn 2 18 : a= abv+ 18 /2= 25+9= 34(mm) 5,09.34 ath = = 34(cm) ⇒ hoth = hdc − ath = 550 − 34 = 516 (mm) 5,09 d) Gối 3 ( 200x 550 ): - Với 2 18 + 2Ф22: AS2 18 a1 + AS2φ 22 a2 ath = AS2 18 + AS2φ 22 a1= abv+ 18 /2= 25+9= 34(mm) SV: Lê Đức Tâm, XD11A2- 11 510 3 012 07Trang