Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Bê tông cốt thép 1 sàn sườn toàn khối, kiến thức cơ bản về bê tông cốt thép, sự làm việc của Bê tông cốt thép, phương pháp tính toán thiết kế sàn theo bản loại dầm và bản kê 4 cạnh, phương pháp xác định tải trọng, chất tải, tổ hợp nội lực
Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 1 Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép số 1 Sàn sờn toàn khối có bản dầm Sơ đồ sàn: Bảng số liệu tính toán: L 1 (m) L 2 (m) P c (kG/m 2 ) 2,1 5,2 1000 b t = 330 mm Tra bảng: Bê tông mác 200#: R n = 90 kG/cm 2 ; R k = 7,5 kG/cm 2 Thép A I : R a = 2300 kG/cm 2 ; R ađ = 1800 kG/cm 2 Thép A II : R a = 2800 kG/cm 2 ; R ađ = 2200 kG/cm 2 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 2 Thuyết minh tính toán I. Tính bản sàn: Xét tỷ số: 1 2 l l = 1,2 2,5 > 2 Xem bản là bản loại dầm. Khi tính toán bản cắt một dải bản rộng 1 m theo phơng vuông góc với dầm phụ và ta tính toán nh một dầm liên tục khi nhịp tính toán không chênh quá 10%. 1. Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán bản sàn: a. Xác định sơ bộ kích thớc cho các cấu kiện: Giả thiết kích thớc dầm phụ: h dp = 2 l 20 1 12 1 ữ = 5,2 20 1 12 1 ữ = (0,26 ữ 0,43)cm Chọn h dp = 40cm b dp = (0,3 ữ 0,5)h dp = (12 ữ 20) Chọn b dp = 20cm Vậy kích thớc dầm phụ: (20 x 40)cm Giả thiết kích thớc dầm chính: h dp = 8 1 ữ 12 1 l dchính h dp = 8 1 ữ 12 1 3l 1 = (0,79 ữ 0,42)cm Chọn h dc = 70cm b dc = (0,3ữ0,5)h dc = (21ữ35)cm Chọn b dc = 35cm Dầm chính giả thiết (35 x 70)cm Chọn bản sàn có chiều dày h b = 8 cm b. Xác định nhịp tính toán của bản: Nhịp biên: l b = l 1 - 2 b dp - 2 b t + 2 h b = 2,1 0,1 0,165 + 0,04 = 1,875 m Nhịp giữa: l g = l 1 b dp = 2,1 0,2 = 1,9 m Chênh lệch giữa các nhịp: 1,9 1,8751,9 = 1,32% < 10% ặ coi bản rộng 1m nh một dầm liên tục. c. Xác định tải trọng tính toán Hoạt tải tính toán: Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 3 P b = p c x n p = 1000 x 1,2 = 1200 (kG/m 2 ) Tĩnh tải: Căn cứ theo cấu tạo mặt sàn: Cấu tạo sàn: 1 - Gạch lát dày 20mm 2 - Vữa lót dày 20mm 3 - Bản BTCT 4 - Vữa trát dày 10mm Trọng lợng mỗi lớp: g i = i . i . n i Trong đó: 1 = 2000 (kG/m 3 ); n 1 = 1,1; 2 = 1800 (kG/m 3 ); n 2 = 1,2 3 = 2500 (kG/m 3 ); n 3 = 1,1; 4 = 1800 (kG/m 3 ); n 4 = 1,2 Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn: g 1 = 1 . 1 . n 1 = 2000 x 0,2 x 1,1 = 44(KG/m 2 ) g 2 = 2 . 2 . n 2 = 1800 x 0,015 x 1,2 = 32,4(KG/m 2 ) g 3 = 3 . 3 . n 3 = 2500 x 0,08 x 1,1 = 220(KG/m 2 ) g 4 = 4 . 4 . n 4 = 1800 x 0,015 x 1,2 = 32,4(KG/m 2 ) Tổng tĩnh tải tính toán: g b = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 = 44+32,4 +22 +32,4 =328,8 (kG/m 2 ) Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn: q b = p b + g b = 1200 + 328,8 = 1528,8(kG/m 2 ) Vì bản đợc tính nh một dầm liên tục nhiều nhịp có bề rộng 1m nên tải trọng phân bố đều trên 1m bản sàn là: q b tt = q b . 1 m = 1528,8 x 1 = 1528,8(kG/m) Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 4 2. Xác định nội lực trong bản sàn: ở nhịp biên và gối thứ hai: M nhb = M gb = 11 1,875x1529 2 = 488,67 (kG.m) ở nhịp biên và gối thứ hai: M nhb = M gb = 11 1,9x1529 2 = 501,79 (kG.m) ở nhịp giữa và gối giữa: M nhg = M g = 16 l.q 2 b = 16 1,9x1529 2 = 344,98 (kG.m) 3. Tính toán cốt thép bản sàn: Tính cốt thép: Bản sàn đợc coi nh dầm liên tục có tiết diện chữ nhật (100x8) Chiều cao tính toán của bản: h o = h b a o Chọn a o = 1,5 h o = 8 1,5 = 6,5 (cm) Tính cốt thép cho bản sàn ta áp dụng công thức nh với dầm chịu uốn: A = 2 on h.b.R M ; F a = oa h R M (b = 100cm) * ở gối biên và nhịp biên: + ở gối biên: A = 2 on h.b.R M = 2 90x100x6,5 501790 = 0,132 Tra bảng: từ A ặ = 0,929 F a = x6,52300x0,929 501790 = 3,61 cm 2 Kiểm tra: à% = 100x6,5 3,61 x 100% = 0,56% (0,3ữ0,9)% Chọn cốt thép 8 có f a = 0,503cm 2 Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là: a = 3,61 100x0,503 = 13,93cm Chọn 8 với a = 120mm có F a = 4,19 cm 2 + ở nhịp biên: Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 5 A = 2 on h.b.R M = 2 90x100x6,5 48867 = 0,128 Tra bảng: từ A ặ = 0,931 F a = x6,52300x0,931 48867 = 3,51 cm 2 Kiểm tra: à% = 100x6,5 3,51 x100% = 0,54%(0,3ữ0,9)% Chọn cốt thép 8 có f a = 0,503cm 2 Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là: a = 3,51 100x0,503 = 14,33cm Chọn 8 với a = 120mm có F a = 4,19 cm 2 * ở nhịp giữa và gối giữa: A = 2 on h.b.R M = 2 90x100x6,5 34498 = 0,091 Tra bảng: từ A ặ = 0,952 F a = x6,52300x0,952 34498 = 2,424 cm 2 Kiểm tra: à% = 100x6,5 2,424 x100% = 0,37% (0,3ữ0,9)% Chọn cốt thép 6 có f a = 0,283cm 2 Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là: a = 2,424 100x0,283 = 11,67cm Chọn 6 với a = 110mm có F a = 2,57 cm 2 * Tại gối giữa và nhịp giữa đợc phép giảm 20% cốt thép có: F a = 2,57 x 0,8 = 2,056 cm 2 Tỉ lệ cốt thép: à% = 100x6,5 100x2,056 = 0,316%(0,3ữ0,9)% Chọn cốt thép 6 có f a = 0,283 ặ a = 2,056 100x0,283 = 13,76 Chọn cốt thép 6 với a = 130mm ặ F a = 2,18cm 2 * Cốt thép chịu mômen âm: P b = 1200 > 3g b = 3x328,8 = 986,4 ặ Chọn v = 0,3 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 6 Đoạn dài tính toán cốt thép: 0,3 x l = 0,3 x 1875 = 562,5mm = 0,5625m Đoạn dài từ cốt thép đến trục dầm: 0,5625 + 0,2/2 = 0,6625m Với h b = 8cm có thể tiết kiệm cốt thép bằng cách uốn phối hợp. Đoạn thẳng từ điểm uốn cốt thép đến mép dầm là: 1/6l = 1/6 x 1,875 = 0,3125m Tính đến trục dầm là: 0,3125 + 0,1 = 0,425m 4. Đặt cốt thép cấu tạo: Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phơng vuông góc với dầm chính. Chọn cốt thép 6a200 có diện tích trong mỗi mét bản là: 1,41cm 2 lớn hơn 50% tại gối giữa của bản (0,5x2,57 = 1,285cm 2 ) Dùng các thanh cốt mũ đoạn dài đến mép dầm: (1/4)l = 0,475m. Tính đến trục dầm 4750 + (330/2) = 650(mm) Cốt thép cấu tạo đặt ở phía dới chọn cốt thép 6a300 có diện tích trong mỗi mét bề rộng của bản là: 30 283,0100x = 0,94cm 2 , lớn hơn 20% cốt thép chịu lực ở giữa nhịp: (0,2x2,424 = 0,485cm 2 ) Kết quả tính toán cho bản sàn thể hiện trong bảng sau: Tiết diện M (kGm) A F a (cm 2 ) Chọn thép à% Nhịp biên 501,79 0,132 0,929 3,61 8a120 F a = 4,19cm 2 0,56% Gối biên 488,67 0,128 0,931 4,19 8a120 F a = 4,19cm 2 0,54% Nhịp giữa Gối giữa 344,98 0,091 0,952 2,424 6a110 F a = 2,57cm 2 0,37% §å ¸n Bª t«ng cèt thÐp sè 1 GVHD: TS. V−¬ng Ngäc L−u SVTH: Bïi ThÞ Dung DiÔm 99X2 Trang: 7 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 9 I. Tính dầm phụ 1. Sơ đồ tính: - Dầm phụ là dầm liên tục bốn nhịp. - Đoạn dầm phụ gối lên tờng là: S d = 22cm; t = 33cm. - Bề rộng dầm chính giả thiết là: d dc = 35cm. - Nhịp tính toán là: + Nhịp giữa: l = l 2 - b dc = 5,2 - 0,35 = 4,85m + Nhịp biên: l = l 2 - 2 b dc - 2 t + 2 S d = 5,2 - 2 35,0 - 2 33,0 + 2 22,0 = 4,97m 2. Xác định tải trọng: Vì khoảng cách giữa các dầm đều bằng nhau và bằng 2,1m nên: - Hoạt tải trên dầm: P dp = P b .l 1 = 1200x2,1 = 2520 (kG/m). - Tĩnh tải: g dp = g b . l 1 + g o g b - Tĩnh tải do bản thân dầm phụ gây ra: g b = b dp (h dp - h b )x1x2500x1,1 = 0,2(0,4 - 0,08)2500x1,1 = 176(kG/m) g 0 - Tĩnh tải do bản truyền xuống: g 0 = 328,8 x 2,1 = 690,48(kG/m) ặ g dp = 176 + 690,48 = 866,48(kG/m) - Tải trọng toàn dầm: q dp = P dp + g dp = 2520 + 86,48 = 3386,48 3386,5(kG/m) Xét tỉ số: 48,866 2520 g P dp dp = = 2,91 < 3 ặ K = 0,2823 3. Nội lực: Tung độ hình bao mômen: M = . q d . l 2 ( tra bảng) - Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối một đoạn: x = k . l b = 0,2823 x 4970 = 1403mm Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS. Vơng Ngọc Lu SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 10 - Mômen dơng triệt tiêu cách mép gối một đoạn: + Nhịp biên: 0,15l g = 0,15 x 4970 = 7454mm + Gối giữa: 0,15l b = 0,15 x 4850 = 7275mm - Lực cắt: Q 1 = 0,4 . q dp . l b = 0,4 x 3386,5 x 4970 = 6732 kG Q 2 T = 0,6 . q dp . l b = 0,6 x 3386,5 x 4970 = 10098,5 kG Q 2 p = Q 3 = 0,5 . q d . l g = 0,5 x 3386,5 x 4850 = 8212 kG Tính toán hình bao mômen của dầm phụ: M = . 83649 Giá trị Tung độ M (kG.m) Nhịp tiết diện Của M max Của M mim M max M mim Nhịp biên Gối A 1 2 0,425l 3 4 0 0,065 0,090 0,091 0,075 0,02 5437,20 7508,41 7612,10 6273,70 1673,00 Gối B - td5 - 0,0715 - 5981 Nhịp 2 6 7 0,5l 0,0180 0,0580 0,0625 - 0,03430 - 0,01470 1505,7 4851,6 5228,1 -2738 -1173 [...]... số 1 GVHD: TS Vơng Ngọc Lu MPi = Pl = 13 ,14 x 6,3 = 82,56 Kết quả tính toán ghi trong bảng: Sơ đồ Tiết diện 1 2 B 3 B 3 M M M M M M M 0.238 8.622 0.286 25 .1 -0.048 -4. 21 0 .14 3 5.48 0.238 20.89 -0.095 -8.34 0.079 2.862 -0 .12 7 -11 .15 0.206 18 .08 0 .11 1 4.0 21 -0 .11 1 -9.74 0.222 19 .49 18 .14 6 -0.0 31 -2.72 8.78 -0.063 -5.53 7.4 15 .404 13 .666 8.08 22.05 16 .5 -8.34 0 1. 053 33.722 4. 412 2 .10 7 26.07 -3 .16 ... 4. 412 2 .10 7 26.07 -3 .16 -0.286 -10 .36 -0 .14 3 -12 .55 -0 .14 3 -12 .55 -0.3 21 -28 .18 -0.095 -8.34 -0 .19 -16 .68 0.036 3 .16 -7.2 -38.54 -2.07 20.942 -8.288 -7. 31 23. 511 -5. 719 -0 .19 -6.883 -0.095 -8.34 -0.095 -8.34 -0. 018 -4. 21 -0.286 -25 .1 0.095 8.34 -0 .14 3 -12 .55 1. 457 - 31. 983 MG MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 Mmax Mmin SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 15 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS Vơng Ngọc Lu Trong... nh biểu đồ bao mômen) QG = .G Sơ đồ Đoạn QG Qp1 Qp2 Qp3 Qp4 Qp5 Qp6 QMax QMin SVTH: Bùi Q Q Q Q Q Q Q Bên phải gối A 0. 714 4 .10 6 0.857 11 .26 -0 .14 3 -1. 879 0.679 8.920 -0.095 -1. 248 0. 810 10 .64 0 15 .36 2.2 21 Thị Dung Diễm Qpi = .Pi Giữa nhịp biên -1. 644 -1. 880 -1. 880 -4.220 -1. 248 -2.500 0 -2.898 -5.870 99X2 Bên trái gối A Bên phải gối B -1. 286 -7.395 -1. 143 -15 .02 -0 .14 3 -1. 879 -1. 3 21 -17 .36 -0.095... -0 .14 3 -1. 879 -1. 3 21 -17 .36 -0.095 -1. 248 -1. 190 -15 .64 0.036 0.473 -6.922 -24.76 1. 005 5.779 0.048 0.630 1. 048 13 .77 1. 247 16 .74 0. 810 10 .64 0.286 3.758 -0 .18 7 -2.457 22.52 3.322 Giữa nhịp giữa Bên phải gối B 0 -0.995 -5.720 0.63 3.758 0 -0.952 -12 . 51 -0.726 -9.54 -1. 190 -15 .64 0.286 3.758 -2.475 3.787 -2.4 71 0 9.478 -9.92 0.63 3.6 2.5 Trang: 17 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS Vơng Ngọc Lu Trong đoạn... diện 1; 2; 3; 4 của sơ đồ MP3, MP5, MP6 và các tiết diện 3; 4 của MP4 do vây ta cần phải tính toán thêm: Với MP3: M1 = 18 ,14 6(Tm) M2 = 18 ,14 6(Tm) M3 = 7,4(Tm) M4 = 15 ,404(Tm) Với MP4: M3 = 13 ,666(Tm) M4 = 8,08(Tm) Với MP5: M1 = 18 ,14 6(Tm) M2 = 16 ,5(Tm) Với MP5: M3 = M3 = -8,34(Tm) M4 = 0(Tm) Với MP6: M1 = (1/ 3)MB = 3 ,16 /3 = 1, 053(Tm) M2 = (2/3)MB = 2x3 ,16 /3 = 2 ,10 7(Tm) M3 = -2,07(Tm); M4 = -7, 31( Tm)... 2520x5,2 = 13 104 kG = 13 ,10 4 (T) - Trọng lợng bản thân dầm chính đa về thành các lực tập trung: Go= b(h - hb)l1 n Go= 0,35(0,7 - 0,08)2,1x2500x1 ,1 = 12 53 ,17 5kG = 1, 25 (T) - Tĩnh tải do dầm phụ và bản truyền xuống: G1 = gdp l2 = 866,48x5,2 = 4505,7 KG = 4,5 (T) - Tải tập trung: G = G1 + Go = 4,5 + 1, 25 = 5,75 (T) 3 Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen: Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ tính toán để... đến điểm cắt thực tế là: Z 11 = 40 + 71 = 11 1cm Lấy bằng 11 1cm Sau khi cắt 2 thanh số 11 (12 5) tiết diện còn 2 thanh số 9 (225) khả năng chịu lực của tiết diện còn lại là: Mtd = 16 ,05(Tm) Tiết diện có M = -26,98(Tm) cách tiết diện 2 về phía bên phải một doạn là: X12 = 31, 983 16 ,05 = 1, 27m = 12 7cm 12 ,5 Tính đoạn neo cốt thép (đoạn kéo dài): Theo lí thuyết phải neo một đoạn: W1 = 20d = 20x2,2 = 44cm SVTH:... án Bê tông cốt thép số 1 W2 = GVHD: TS Vơng Ngọc Lu 0,8 x10500 - 0 + 5x2,5 = 61, 6cm 2 x 85,5 W2 = 61, 6cm > W1 = 50cm do đó lấy W = 61, 6cm Chiều dài đoạn thép từ tiết diện 4 đến điểm cắt thực tế là: Z10 = 60 + 61, 6 = 12 2cm Lấy bằng 12 2cm - Xét bên trái gối C: Có độ dốc của hình bao mômen là: i= 31, 983 5, 719 7 = 12 ,5(T) 2 ,1 Sau khi cắt 1 thanh số 10 (12 5) tiết diện còn 2 thanh số 11 (222) và 2 thanh số... h) = (17 5 x 70)cm SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 18 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS Vơng Ngọc Lu + Tính toán: Ta có hc = 8cm < 0,2ho = 0,2 x 65 = 13 cm Có thể dùng công thức gần đúng sau để tính Fa: Fa = M M M = = R a (h 0 - 0,5h c ) 2800(65 - 4) 17 0800 ở nhịp 1: Fa = M 3372200 = = 19 ,74cm2 17 0800 17 0800 ở nhịp 2: Fa = M 23 510 0 = = 13 ,765cm2 17 0800 17 0800 Nhịp 1: à = 19 ,74/(30x65) = 1% ; Kiểm... 11 0x160x8x(36 - 0,5x8) = 3686400 (kG.cm) Có Mmax = 7 612 ,1( kG.m) < Mc = 36864(kG.m) Trục trung hoà đi qua cánh nên tiết diện chữ T đợc qui về tính nh tiết diện chữ nhật với (b h) = (16 0 x 40)cm SVTH: Bùi Thị Dung Diễm 99X2 Trang: 11 Đồ án Bê tông cốt thép số 1 GVHD: TS Vơng Ngọc Lu + Xác định thép : Tại nhịp biên: Có M = 7 612 10 (kG.cm) với ho = 36cm A= M 2 R n bc h o Tra bảng Fa = = 7 612 10 = 0,041 . Tiết diện 1 2 B 3 B 3 0.238 0 .14 3 -0.286 0.079 0 .11 1 -0 .19 M G M 8.622 5.48 -10 .36 2.862 4.0 21 -6.883 0.286 0.238 -0 .14 3 -0 .12 7 -0 .11 1 -0.095 M P1 M 25 .1 20.89 -12 .55 -11 .15 -9.74. 4 .10 6 -1. 644 -7.395 5.779 0 -5.720 0.857 -1. 143 0.048 Q p1 Q 11 .26 -1. 880 -15 .02 0.630 0.63 0 -0 .14 3 -0 .14 3 1. 048 -0.952 Q p2 Q -1. 879 -1. 880 -1. 879 13 .77 0.63 -12 . 51 0.679 -1. 3 21. 0.679 -1. 3 21 1.247 -0.726 Q p3 Q 8.920 -4.220 -17 .36 16 .74 3.6 -9.54 -0.095 -0.095 0. 810 -1. 190 Q p4 Q -1. 248 -1. 248 -1. 248 10 .64 2.5 -15 .64 0. 810 -1. 190 0.286 0.286 Q p5 Q 10 .64 -2.500