Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BTCT TỒN KHỐI CĨ BẢN LOẠI DẦM I.Các số liệu sơ dồ thiết kế: 6900 6900 6900 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 1.1.Sơ đồ sàn: I II I 5500 II 5500 5500 5500 22000 A B C D E 1.2.Kích thước sàn: - Kích thước từ trục dầm trục tường: l 1= 2,3(m); l2= 5,5(m) Tường chịu lực, có chiều dày t= 34(cm) SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:1 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  - Cấu tạo mặt sàn gồm lớp sơ đồ Hoạt tải tiờu chun: ptc= 940(daN/m2) GACH CERAMIC DAèY 10mm VặẻA XI MÀNG DY 25mm BN BTCT DY 90mm LÅÏP TRẠT TAM HÅÜP DY 20mm 1.3.Vật liệu: - Bêtơng B15, cốt thép cốt đai dầm loại AI, cốt dọc dầm loại AII 1.4.Số liệu tính tốn vật liệu: - Bêtông với cấp độ bền chịu nén B15 có: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa - Cốt thép AI có: Rs= 225 MPa; Rsc= 225 MPa; Rsw= 175 MPa - Cốt thép AII có: Rs= 280 MPa; Rsc= 280 MPa; Rsw=225 MPa (Tra bảng PL5) II.Tính tốn bản: 2.1.Sơ đồ sàn: l 5,5 - Xét tỷ số hai cạnh ô bản: l = 2,3 = 2,39 > SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:2 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  - Bản dầm, tải trọng làm việc theo phương cạnh ngắn (phương l 1), tính tốn tưởng tượng cắt dải có chiều rộng mét theo phương ngắn để xác định nội lực tính tốn cốt thép chịu lực đặt theo phương l 1.Ta có sàn sườn tồn khối dầm Các dầm từ trục B đến trục C dầm chính, dầm ngang dầm phụ - Để tính bản, ta cắt dải rộng b 1= 1(m) vng góc với dầm phụ xem dầm liên tục 340 120 200 2090 2100 2300 2300 200 2100 2300 Hình 2:Sơ đồ xác định nhịp tính tốn 2.2.Lựa chọn kích thước phận: 2.2.1.Chiều dày hb: - Áp dụng công thức: hb = D ×l m - Trong đó: l nhịp (cạnh theo phương chịu lực), l = l1= 230(cm) D = 0,8÷ 1,4 phụ thuộc tải trọng m: phụ thuộc loại bản; m = 30÷ 35 - Vì tải trọng lớn nên chọn D= 1,3 ; chọn m= 35 Vậy: hb= 1,3 × 230 = 8,54(cm) Chọn hb= 9(cm) ≥ hmin= 6(cm) 35 2.2.2.Dầm phụ: - Chiều cao tiết diện dầm chọn theo nhịp: hdp= m × l d d Trong đó: ld – nhịp dầm xét, ld= l2= 550 (cm) md – hệ số, với dầm phụ md= 12÷ 20, chọn md = 14 Vậy: hdp= × 550 = 39,3(cm) 14 - Chọn hdp = 40(cm) SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:3 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  bdp = (0,3-0,5hdp), chọn bdp = 20(cm) Vậy kích thước sơ dầm phụ 20 × 40cm 2.2.3.Dầm chính: - Nhịp dầm chính: ld = × l1 = × 230 =690(cm) - Với dầm md= 8÷ 12, tải trọng lớn nên chọn md nhỏ Chọn md = - Chiều cao tiết diện dầm chính: hdc = × 690 = 76,7(cm) - Chọn hdc= 80(cm), bdc = 35(cm) Vậy kích thước sơ dầm 35 × 80cm 2.3.Nhịp tính tốn bản: Nhịp tính tốn : - Nhịp giữa: l = l1 – bdp = 2,3 – 0,2 = 2,1 (m) - Nhịp biên: Nhịp tính tốn l0 lấy khoảng cách từ mép dầm phụ đến điểm đặt phản lực gối tựa tường Điểm qui ước cách mép tường đoạn: Cb = 120(mm) bdp 200 340 120 t Cb − + + = 2300 − = 2090 (mm) = 2,09 (m) 2 2 2 2100 − 2090 × 100% = 0,48% < 10% nên ta dùng sơ đồ tính - Chênh lệch nhịp: 2100 lb= l1b − − có kể đến xuất khớp dẻo 2.4.Tải trọng bản: - Hoạt tải tính tốn: pb = ptc × n = 9,4 × 1,2 =11,28 kN/m2 - Tĩnh tải tính tốn ghi bảng sau: SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:4 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Chiều dày (mm) - Vữa xi măng 10 25 Trọng lượng riêng (KN/m3) 20 18 - Bản bêtông cốt thép - Vữa trát 90 20 25 18 Các lớp Gạch ceramic Tiêu chuẩn (KN/m2) 0,2 n 1,2 Tính tốn(KN/m2) 0,24 0,45 1,3 0,59 2,25 0,36 1,1 1,3 2,48 0,47 Tổng cộng 3,26 3,78 Lấy gb = 3,78 (kN/m2) Tải trọng toàn phần qb = pb + gb = 11,28 + 3,78 =15,06 (kN/m2) Vì tính dầm liên tục nhịp có bề rộng b = 1m nên tải trọng tính tốn phân bố 1m sàn là: qtt= qb x 1= 15,06(kN/m2) 2.5.Tính mơmen: Vì chênh lệch nhịp tính tốn < 10% nên mơmen xác định theo sơ đồ khớp dẻo, ta dùng cơng thức tính sẵn để tính mơmen cho tiết diện sau: * Mômen dương nhịp giữa: Mnhg = + qb × l 15,06 × 2,12 = = 4,15 (kNm) 16 16 * Mômen âm gối tựa giữa: qb × l 15,06 × 2,12 Mgg = == - 4,15 (kNm) 16 16 * Mơmen dương lớn nhịp biên: q b × l b2 15,06 × 2,09 Mnhb = = = 5,98 (kNm) 11 11 * Mômen âm gối tựa thứ hai: Mnhb = - qb × l b2 15,06 × 2,09 == - 5,98 (kNm) 11 11 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:5 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  pb gb 4,15 5,98 2100 4,15 4,15 5,98 2100 4,15 2090 Sơ đồ tính biểu đồ mơmen sàn 2.6.Tính cốt thép: Bản sàn coi dầm liên tục có tiết diện chữ nhật b × h = 1000 × 90(mm) Chọn a = 1,5(cm).Trong đó: a khoảng cách từ mép chịu kéo tiết diện đến trọng tâm cốt thép chịu kéo Chiều cao làm việc tiết diện: h0= h - a =9 - 1,5 = 7,5 (cm) Khi thiết kế sàn bêtông cốt thép phải cố gắng tránh tượng phá hoại giịn, khơng tận dụng hết khả chịu lực cốt thép Để hạn chế điều người thiết kế phải bố trí lượng cốt thép hợp lý để xảy tượng phá hoại dẻo, tận dụng hết khả chịu lực cốt thép Để đảm bảo xảy phá hoại dẻo cốt thép A s phải khơng nhiều, tức phải hạn chế As tương ứng với hạn chế chiều cao vùng chịu nén x Các nghiên cứu thực nghiệm cho biết trường hợp phá hoại dẻo xảy khi: ξ= x x ≤ ξR = R = h0 h0 ω R  ω + s 1 −  σ sc ,u  1,1  Trong đó: ω - đặc trưng tính chất biến dạng vùng bêtơng chịu nén ω = α - 0,008Rb Bêtông sử dụng bêtông nặng nên α = 0,85, Rb = 8,5MPa ω = 0,85 – 0,008 × 8,5 = 0,758 σsc, u - ứng suất giới hạn của cốt thép vùng bêtông chịu nén: σsc, u = 500MPa SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:6 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Vậy : ξR = xR = h0 ω 0,758 R  ω = 225  0,758  = 0,66 + s 1 − 1+ 1 −   σ sc ,u  1.1  500  1,1  α R = ξ R (1− 0,5ξ R ) = 0,66 × (1 – 0,5 × 0,66) = 0,442 M αm = Rb bh02 2.6.1.Tính cốt thép nhịp biên gối biên: M = Mnhb = 5,98 (kNm) αm = 5,98 × 10 = 0,125 8,5 × 1000 × 75 Vì αm ≤ αR tra bảng PL ta ζ = 0,933 Diện tích cốt thép tính theo công thức: M As = R ζh = s 5,98 × 10 = 380 (mm2) = 3,80 (cm2) 225 × 0,933 × 75 Hàm lượng cốt thép phần nhịp biên gối biên: As 3,80 = 100 × 7,5 × 100% = 0,507% bh0 R 8,5 µ max = ξ R b = 0,66 = 0,025 = 2,5% Rs 225 µ= Vậy: µmin= 0,05% ≤ µ = 0,507% ≤ µmax = 2,5% Thỏa mãn Dự kiến dùng cốt thép Φ8, fa = 0,503 (cm2) Khoảng cách cốt thép là: a= b1 f a 100 × 0,503 = = 13,24 (cm) As 3,80 Chọn Φ8; a = 13(cm);có As = 3,87(cm2) 2.6.2 Tính cốt thép nhịp gối giữa: Với M = Mnhg = Mg = 4,15 (kNm) αm = M 4,15 × 10 = = 0,087 Rb × b × h02 8,5 × 1000 × 75 Vì αm ≤ αR tra bảng PL ta ζ =0,955 Diện tích cốt thép tính theo cơng thức: M As = R ζh = s 4,15 × 10 = 258 (mm2) = 2,58 (cm2) 225 × 0,955 × 75 Hàm lượng cốt thép phần nhịp gối giữa: SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:7 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  µ= As 2,58 = 100 × 7,5 × 100% = 0,34% bh0 Vậy: µ =0,34% > µmin = 0,05% thỏa mãn Dự kiến dùng cốt thép Φ6; fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách cốt thép là: a= b fa As = 100 × 0,283 = 10,97 (cm) 2,58 Chọn Φ6, a = 11 (cm), có As = 2,57 (cm2).Thiếu hụt phạm vi cho phép Tại nhịp gối giữa, có dầm liên kết bên, phép giảm tối đa 20% cốt thép cóAs Ta chọn giảm 15% cốt thép As = 0,85 × 2,58= 2,19 (cm2) Hàm lượng cốt thép : µ= As 2,19 = 100 × 7,5 × 100% = 0,29% bh0 Vậy: µ =0,29% > µmin = 0,05% thỏa mãn Khoảng cách cốt thép là: a= b1 f a 100 × 0,283 = = 12,9 (cm) As 2,19 Chọn dùng Φ6, a = 13 (cm), có As = 2,17 (cm2) Thiếu hụt phạm vi cho phép Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0 Lấy lớp bảo vệ 1(cm) * Với tiết diện dùng Φ8, có h0 = – – 0,4 = 7,6(cm) * Với tiết diện dùng Φ6, có h0 = – – 0,3 = 7,7(cm) Nhận xét: h0 xấp xỉ nghiêng phía lớn so với trị số dùng để tính tốn 7,5 (cm), nên bố trí cốt thép thiên an tồn 2.6.3.Cốt thép chịu mơmen âm theo cấu tạo: Có vùng chịu mơmen âm tính tốn bỏ qua Đó dọc theo gối biên chèn cứng vào tường ( tính tốn xem gối tự do, M = 0), vùng phía dầm (trong tính tốn bỏ qua làm việc theo phương cạnh dài) Cần đặt cốt thép để chịu mơmen âm nói trên, tránh cho có vết nứt mơmen gây làm tăng độ cứng tổng thể p 11,28 p b b Xét tỉ số: g = 3,78 = 2,98 ⇒ 1< g < ⇒ α = 0,25 b b Khoảng cách từ mép dầm phụ đến mút cốt mũ bằng: 0,25×2100= 530(mm) SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:8 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Với hb =9(cm) tiết kiệm cốt thép cách uốn phối hợp * Khoảng cách từ mép dầm phụ đến điểm uốn là: 1 l b = 2,09 = 0,35(m) 6 * Khoảng cách từ mép trục dầm đến điểm uốn là: 0,35 + 0,1 = 0,45(m) 2.6.4.Cốt thép phân bố - cấu tạo: Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo gối biên phía dầm xác định: As,ct ≥ 50%As gối = 0,5 × 2,58 = 1,29cm2 As,ct ≥ Φ6 a200 Chọn Φ a200 có As = 1,41cm2 Dùng cốt mũ * Khoảng cách từ mép cốt mũ đến mép dầm chính: 1 l = 2,1 = 0,53 (m) 4 * Khoảng cách từ mép cốt mũ đến trục dầm: 0.53 + 0,5/2 = 0,78(m) * Khoảng cách đoạn móc vng cốt mũ = hb- ao = 9-1=8(cm) Chiều dài tồn thanh(kể hai móc vng): 0,78 × + 0,08 × = 1,72(m) = 172 (cm) Cốt phân bố đặt vng góc liên kết với cốt chịu lực Diện tích cốt này, tính phạm vi bề rộng dải b1 = 1m * Cốt thép phân bố phía chọn theo điều kiện sau: L 5500 2 < L = 2300 = 2,30 < ⇒ As,pb ≥ 20% Ast = 0,2×3,80 = 0,76cm2 Chọn Φ6a300 có Asc= 0,94cm2 Mặt cắt III-III SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:9 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  340 120 450 450 630 630 Ø6 a300 100 380 Ø8 a260 L=2420 14 100 630 Ø6 a300 Ø6 a300 2100 2300 1080 14 80 1750 50 Ø8 a260 L=1420 1260 80 80 630 100 100 450 450 Ø6 a300 2100 2300 1080 14 100 100 14 1080 Ø6 a220 L=2440 2340 60 50 1080 80 80 80 80 1760 Ø6 a220 L=3100 Ø6 a220 L=3100 1750 Ø6 a220 L=3100 1750 50 630 Ø8 a260 L=3030 1670 60 450 Ø6 a300 2090 2300 450 90 630 270 Ø6 a220 L=3100 40 1750 50 1080 14 80 50 Bố trí cốt thép theo mặt cắt I-I 340 120 450 450 630 630 Ø6 a300 2090 2300 450 450 630 Ø6 a300 100 100 630 100 100 630 2100 2300 Ø6 a300 100 100 Ø8 a260 L=3030 1670 60 80 450 Ø6 a300 Ø6 a300 2100 2300 450 90 630 270 380 14 Ø8 a260 L=2420 1080 14 80 50 1750 1080 80 Ø6 a260 L=3100 Ø6 a260 L=3100 40 14 80 14 1080 80 1080 80 60 1760 50 1750 1080 1750 Ø6 a260 L=3100 50 50 1750 Ø6 a260 L=3100 14 Ø6 a260 L=3100 40 1080 80 Bố trí cốt thép theo mặt cắt II-II III.Tính tốn dầm phụ: 3.1.Sơ đồ tính: Dầm phụ dầm liên tục nhịp có gối tựa tường biên dầm Đoạn dầm gối lên tường lấy Cdp = 220 cm Bề rộng dầm giả thiết b dc = 35 cm Nhịp tính tốn là: - Nhịp giữa: l = l2 – bdc = 5,5 - 0,35 = 5,15 m - Nhịp biên: lb = l2 – t C 0,35 0,34 0,22 bdc – + dp = 5,5 – – + = 5,265 m 2 2 2 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:10 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  2300 2300 2300 2300 2300 6900 2300 2300 2300 6900 2300 6900 P P P P P P P P G G G G G G G G 4.2.Xác định tải trọng: Tải trọng từ sàn truyền lên dầm phụ từ dầm phụ truyền lên dầm dạng lực tập trung Sơ đồ xác định tải trọng lên dầm hình vẽ G 200 1150 2300 200 800 90 2300 1150 2300 4.2.1 Hoạt tải: SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:26 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: P = p dp l = 25,94 × 5,5 = 142,67 (KN) 4.2.2 Tĩnh tải: -Trọng lượng thân dầm chính: Trọng lượng thân dầm phân bố để đơn giản tính tốn ta đem thành lực tập trung Go: G0 = γ bt × bdc × (hdc − hb ) × l1 × 1,1 - = 25.0,35.(0,8-0,09).2,3.1,1 = 15,72 (KN) Tĩnh tải phân bố lên dầm phụ, truyền vào dầm thành lực tập trung G1 G1 = gdp.l2 = 10,40.5,5 = 57,2 (KN) Tĩnh tải tác dụng tập trung: G = G1 +Go = 57,2 + 15,72 = 72,92 (KN) 4.3.Xác định nội lực: 4.3.1 Biểu đồ bao mơmen: Lợi dụng tính chất đối xứng sơ đồ tính tốn để vẽ biểu đồ mômen theo cách tổ hợp - Đặt tĩnh tải lên toàn dầm, vẽ biểu đồ MG: MG = α G.l = α 72,92.6,9 = 503,15 α (KN.m) - Xét trường hợp bất lợi hoạt tải P.Ứng với mổi trường hợp vẽ đựoc biểu đồ mômen Mpi: Mpi = α P.l = α 142,67 × 6,9 = 984,42.α (KN.m) Dùng số liệu bảng IV phục lục tra hệ số α Kết tính ghi vào bảng sau: Tiết diện Sơ đồ α MG 0,244 M 122,77 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C B 0,156 78,49 -0,267 -134,34 0,067 33,71 Trang:27 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN MP1 α 122,77 78,49  0,244 240,20 -0,089 -87,61 -0,133 -0,133 M -130,93 -130,93 α MP2 -0,133 0,200 M -130,93 196,88 α MP3 -0,331 226,09 100,15 70,95 M -306,16 α MP4 0,044 M 14,44 28,87 43,31 G G G Mmax(KN.m) 407,27 318,69 -91,03 230,59 (KN.m) 79,46 -9,12 -97,22 A Mmin1 B C-440,50 Trong sơ đồ MP3, MP4 còn thiếu α để tính mômen tại các tiết diện 1,2,3 Để tính toán M3 cần tìm thêm Mc Với sơ đồ MP3 có Mc = α P.l = -0,089.984,42 = -87,61 (KN.m) +MP3: Pl 142,67 × 6,9 = = 328,14 (KN.m) 3 306,16 M1 = 328,14 = 226,09 kNm × 306,16 P M2 = 328,14 = 100,15 kNm + × 306,16 87,61 M3 = 328,14 = 70,95 kNm 3 b) 240,20 Ta có : 284,50 Mgiữa= MG 130,93 a) 33,71 134,34 0,289 284,50 -0,044 -43,31 P + Mp1 196,88 130,93 M1 = MB/3 = 14,44 (KN.m) P M2 =2 MB/3 = 28,87 (KN.m) 87,61 c) 43,31 +MP4 : Mp2 + - + P Mp3 + 43,31 306,16 P 100,15 18,185 18,185 d) 226,09 Sơ đồ tính mômen dầm: - e) + 28,87 14,44 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C P Mp4 Trang:28 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Biãøu âäư bao mämen: Tung âäü ca biãøu âäö bao mämen Mmax = MG + maxMP ; Mmin = MG + MP Từ kết tính Mmax; Mmin bảng ta vẽ biểu đồ bao mômen sau: SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:29 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN 440,50 97,22 Mmin 230,59 91,03 9,12 318,69 407,27 79,46  Mmax Xác định mômen mép gối: Xét gối B: Theo hình bao mơmen thấy phía bên trái gối B biểu đồ M dốc nhiều bên phải, tính mơmen mép bên phía phải có trị tuyệt đối lớn Độ dốc biểu đồ mômen đoạn gần gối B: 440,50 − 97,22 = 149,25 KN 2,3 ib 149,25 × 0,4 ∆M = c = = 29,85 KN.m 2 i= Mmg = 440,50 – 29,85 = 410,65 KN.m Dùng giá trị để tính cốt thép gối B M 9,12 97,22 440,50 Mmg bc 2300 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:30 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  4.4.Tính vẽ biểu đồ bao lực cắt: QG = βG ; Qpi = βP Với G = 72,92 KN; P = 142,67 kN Hệ số β cho bảng phục lục IX, trường hợp chất tải lấy tính vẽ biểu đồ mơmen Trong đoạn nhịp, suy lực cắt Q theo phương pháp mặt cắt, xét cân đoạn dầm Kết tính ghi vào bảng sau: Đoạn Bên phải gối A Giữa nhịp biên Bên trái gối B Bên phải gối B Giữa nhịp giữa -15,82 -1,267 -92,39 1,000 72,92 -18,98 -1,133 -161,65 0 -18,98 -0,133 -18,98 1,0 142,67 1,222 174,34 31,67 Sơ đồ QG 0,783 57,10 QP1 β Q 0,867 123,69 QP2 β Q -0,133 -18,98 QP3 β Q 0,689 98,30 -44,37 -1,311 -187,04 Qmax 180,79 -34,8 -111,37 247,26 31,67 Qmin Với : β Q 38,12 -60,19 -279,43 72,92 QMax = QPMax + QG QMin = QPMin + QG SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:31 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  279,43 60,19 31,67 180,79 247,26 Biểu đồ bao lực cắt: 4.5.Tính cốt thép: Bêtơng có cấp độ bền chịu nén: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa Cốt thép dọc dầm sử dụng loại AII: Rs = 280 MPa Cốt thép đai dầm sử dụng loại AI: Rsw = 175 MPa 4.5.1 Tính cốt thép dọc: a) Tính với mômen dương: Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T Tiết diện chữ T cánh nằm vùng nén Bề rộng cánh dùng tính tốn b 'f = b + 2Sf Sf lấy theo trị số bé ba trị số - Một khoảng cách hai mép dầm: (5,5 – 0,35) = 2,575 (m) - Một phần sáu nhịp dầm: 6,9 = 1,15 (m) ' ' - h f = 9cm > 0,1 × h = 8cm nên h f = 6.0,09 = 0,54 (m) ' Lấy Sf =0,54 m b f = 0,35 + 2.0,54 = 1,43 (m) SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:32 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  540 350 800 90 1430 540 Xác định vị trí trục trung hồ: Giả thiết a = 5,0 cm; ho = h – a = 80 – 5,0 = 75,0 (cm) ' ' ' Tính Mf = Rb b f h f (ho − 0,5.h f ) = 8,5.103.1,43.0,09.(0,75 – 0,5.0,09) = 771,23 (KNm) Mômen dương lớn M = 404,27 KN.m < M f Nên trục trung hịa qua cánh Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật: b , f × hdc = 1430 x 800 (mm) ' Có h f = cm < 0,2.ho =15cm, dùng cơng thức tính gần đúng: M M M As = R (h − 0,5.h ' ) = 280.10 3.(0,75 − 0,5.0,09) = 197400 b o f 404,27 = 2,05.10 −3 m = 20,5cm2 197400 230,59 = 1,17.10 −3 m = 11,7 cm2 Ở nhịp 2: As = 197400 Ở nhịp 1: As = 800 b)Tính với mơmen âm: Cánh nằm vùng kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b = 35 cm Ở gối cốt thép dầm phải đặt xuống phía hàng cốt thép dầm phụ nên a lớn Giả thiết a = 7,0 cm, ho = 80 – 7,0 = 73 cm 350 Dầm ngàm với cột vị trí mép gối Do đó, tính cốt thép gối phải dùng mômen mép gối, Mmg, để tiết kiệm cốt thép Tại gối B lấy mômen mép gối Mmg = 410,65 (KN.m) SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:33 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Do dầm tính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế tính cốt thép là: M mg 410,65 × 10 αm = = = 0,259 < α R = 0,437 Rb bho2 8,5 × 350 × 730 Tra bảng ta có: ζ = 0,847 M mg 410,65 × 10 As = = = 2371mm = 23,71cm Rs ζ ho 280 × 0,847 × 730 23,71 100 = 0,904% > µ = 0,05% (thõa mãn) 35 × 73 Kiểm tra tỉ số cốt thép B: µ = 11,7 Tiết diện nhịp giữa: µ = 35 × 72,5 100 = 0,46% Tỉ số cốt thép nằm phạm vi hợp lí Chọn cốt thép dọc dầm, phía lấy lớp bảo vệ 2,5 cm, phía lớp bảo vệ 3,6cm, khoảng cách hai hàng cốt thép 3cm, từ chiều dày lớp bảo vệ tính lại ho ghi bảng sau: Chọn cốt thép, diện tích, Tiết diện As , cm2 ho(cm) (cm2) Nhịp biên 20,5 2Φ20+3Φ25 ; 21,01 74,7 Gối B 23,71 3Ø20+3Φ25 ; 24,15 73,1 Nhịp 11,7 2Φ22+Φ25; 12,51 76,2 2Ø25 Ø25 1Ø20 2Ø20 Ø25 2Ø25 2Ø22 350 NHËP BIÃN 350 GÄÚI B 350 NHậP GIặẻA Theo cu to h > 70cm ta phải đặt thêm cốt thép dọc cấu tạo theo mép bên dầm chọn đặt thêm cốt dọc 2Φ12 4.5.2.Tính tốn cốt thép ngang: SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:34 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Để tính tốn cốt đai cốt xiên chịu lực cắt ta dùng nhóm thép AI có: R sw= 175 MPa.Và bêtơng có cấp độ bền B15 có: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa Môđun đàn hồi bêtông nặng Ebvà Môđun đàn hồi cốt thép E s: Eb = 23 × 103; Es = 21 × 104MPa T Tiết diện chịu lực cắt lớn QB = 279,43 (KN) Kiểm tra khả chịu ứng suất nén theo cơng thức: Qmax ≤ 0,3 × ϕ w1 × ϕ b1 Rb bh0 h0: chiều cao làm việc tiết diện cốt thép bố trí: h0 = 73,1(cm) Giả thiết trước cốt đai: φ8; S= 200(mm) Asw × 50,3 = = 0,0014 bs 350 × 200 E s 21 × 10 α= = = 9,13 E b 23 ì 10 sw = ϕ w1 = + 5αµ sw = + × 9,13 × 0,0014 =1,064 ≤ 1,3 ϕ1b = − βRb = − 0,01 × 8,5 = 0,885 β = 0,01 bêtông nặng, Thay giá trị vào cơng thức: 0,3 × ϕ w1 × ϕ b1 Rb bh0 = 0,3 × 1,064 × 0,885 × 8,5 × 350 × 731 × 10 −3 = 610,98 KN > Qmax = 279,43 KN Vậy: Thỏa mãn điều kiện hạn chế Tính: Qbmin = ϕ b3 (1 + ϕ f + ϕ n ) Rbt bh0 -Tính khoảng cách lớn cốt đai: [ϕ b (1 + ϕ n ) Rbt bh02 smax= Q ϕb4 =1, bêtông nặng:ϕn =0 1,5.0,75.350.7312 smax= =744,8 mm 279,43.10 -Tính Mb: Mb=ϕb2(1+ϕf+ϕn) Rbtbh2o ϕn=0 tiết diện hình chữ nhật; ϕf=0 khơng có lực nén lực kéo; ϕb2=2 bêtơng nặng Mb=2×1×0,75×350×7312 ×10-6 = 277,48 KN.m -Tính qsw : qsw= 50,3 × × 175 Rsw Asw = =88,025 KN/m 200 s SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:35 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  -Tính co : co= Mb 277,48.10 = =1775 mm > 2ho=1462 mm q sw 113,18 phải lấy co=1454 để tính tiếp Qu Qu= [ϕ b (1 + ϕ n + ϕ f ) Rbt bh02 ] co + qsw.co 2.0,75.350.7312 =( + 88,025×1454).10-3 = 318,83 KN > Qmax=279,43 KN 1454 Thỏa mãn điều kiện hạn chế, không cần cốt xiên Tại vùng có cốt xiên lợi dụng uốn cốt dọc -Khoảng cách cấu tạo cốt đai: Với h=800 >450mm nên: sct ≤ h/3=267mm;250mm -Khoảng cách thiết kế cốt đai: s = min{stt;sct;smax} =min{200;250; 744,8}= 200 mm bố trí đoạn 2300 gần gối tựa Bố trí cốt đai đoạn dầm nhịp: sct ≤3h/4 = 600mm; 500mm Chọn s = 450 đoạn 2300 nhịp 4.5.3.Tính tốn cốt treo: Ở chỗ dầm phụ kê lên dầm chính, tải trọng tập trung lớn, để tránh phá hoại cục cho dầm chính( theo dạng giật đứt với góc phá hoại 450 từ đáy dầm phụ) cần có cốt treo để gia cố cho dầm Lực tập trung dầm phụ truyền cho dầm là: P1 = P + G1 = 142,67+57,2 = 199,87 KN Sử dụng cốt đai dạng treo, chọn Ø8, n =2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết:  h  P1 1 − s  199,87.10 × 1 − 750 − 400     h  750     m≥ = = 6,1 × 50 × 175 na sw Rsw Trong đó: -hs: Khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc: hs = ho - hdp = 750 - 400 - ho: Chiều cao có ích dầm phụ - m: Tổng số lượng cốt treo dạng đai cần thiết - n: Số nhánh cốt treo - asw: Diện tích cốt treo - Rsw: Cường độ tính tốn cốt treo Chọn đai, bố trí bên dầm phụ đai Cốt treo đặt khoảng: Str = bdp + 2hs = 200 + 2.350 = 900 mm SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:36 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Đặt mép dầm phụ đai, khoảng cách đai 10cm 800 P 750 350 400 Ø8 a100 45° 50 200 50 900 4.6.Cắt, uốn cốt thép vẽ biểu đồ bao vật liệu: a) Xác định khả chịu lực tiết diện: ξ= As × R s ⇒ α m = ξ (1 − 0,5ξ ) ⇒ [ M ] = α m Rb bh Rb bh0 Kết tính toán ghi bảng dưới: Số lượng cốt As Tiết diện thép (cm2) Giữa nhịp 2Ø20+3Ø25 21,01 biên Cạnh nhịp Uốn 2Ф20 14,73 biên 3Ф25 Trên gối B 3Ø20+3Ø25 24,15 h0 (cm) ξ αm [M](KN.m) 74,7 0,065 0,063 427,30 76,2 0,046 0,045 317,60 73,1 0,311 0,263 418,10 21,01 73,6 0,269 0,233 375,49 14,73 75,1 0,185 0,168 281,89 9,82 75,1 0,123 0,115 192,96 Uốn 1Ø20còn 21,01 3Ø25+2Ø20 Cạnh gối Uốn Ø25 16,1 B(Bên phải) 2Ø25+2Ø20 Cắt 2Ø20 2Ø25 9,82 73,6 0,269 0,233 375,49 73,1 0,207 0,186 295,69 0,123 0,115 192,96 Cạnh gối B(Bên trái) Cạnh gối B(Bên trái) Nhịp Cạnh Nhịp Uốn 1Ф20 3Ф25+2Ø20 Uốn 2Ф20 3Ф25 Cắt Ø25 2Ø25 75,1 2Ф22+1Ø25 12,51 76,2 0,0378 0,037 261,14 Uốn 1Ф25 2Ф22 7,6 76,4 0,023 0,022 161,05 SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:37 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  b) Xác định mặt cắt lý thuyết thanh: * Bên trái gối B cắt số 5, Khả chịu lực lại [M]= 192,96 kNm (mơmen âm) Theo hình bao mơmen tiết diện có M = 192,96 kNm nằm đoạn gần gối B, có độ dốc hình bao mômen là: i= 440,50 − 9,12 = 187,56 KN 2,3 Tiết diện có Mtd = -192,96 KN.m cách tâm gối một đoạn: X= 440,50 − 192,96 = 1,32 m 187,56 Với X = 1,32 m đối chiếu với sơ đồ dự kiến bố trí cốt xiên thấy rằng mặt cắt đó nằm vùng có cốt xiên As,inc As,inc là uốn 2Ф20 từ dưới lên: As,inc= 2Ф20 = 6,28 cm2 Tính đoạn kéo dài W Lấy Q độ dốc biểu đồ mômen Q = 187,56 KN; qsw = 88,025 kN/m Qs,inc = Rs,incAs,incsinα = 280.103.6,28 10-4.0,866 = 152,27 KN ⇒ W= 0,8.187,56 − 152,27 + × 2,0 = 10 cm 12,67cm SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:38 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Vậy lấy đoạn kéo dài 50 cm ⇒ Đoạn dài từ trục gối B đến mút là: Z = 253,7 + 50 = 303,7cm Lấy tròn 310cm Vì tính tốn đủ cho cốt thép chịu mơmen, cốt giá hồn tồn cấu tạo, đoạn cốt giá nối chập vào Ø25 cần lấy theo cấu tạo đường kính bé 20d = 20.2,5 = 50 cm Ở bên phải gối B cắt cốt số 2Φ 20 uốn từ nhịp biên lên kéo dài qua gối, lại số có [M] = 192,96 KN.m tính Tiết diện có mơ men âm M = -192,96 KN.m nằm bên phải gối B cách trục gối đoạn Z2 độ dốc biểu đồ mô men đoạn : i = 149,25 KN (đã tính xác định mô men mép gối B) Với MB = -440,50KN.m ta có : x= 440,50 − 192,96 = 1,66m 149,25 Lấy x = 2050mm Trong đoạn kéo dài cốt thép cốt xiên nên : W = 0,8Q 0,8.149,25 + 5.d = + 5.2,5 = 13,18cm 2q b 2.88,025 W = 13,18cm < 20.d = 50cm Vậy ta lấy W =50 cm Đoạn thép thực tế : Z = 2050 + 500 = 2550 mm c) Kiểm tra uốn cốt thép: * Bên trái gối B, uốn cốt số xuống làm cốt xiên Cốt này dùng hết khả chịu lực tại tiết diện mép gối Điểm bắt đầu uốn cách mép gối tựa một đoạn 40 cm Đó tiết diện trước Theo điều kiện về lực cắt: 40cm < smax = 744,8 cm Theo điều kiện về mômen: 40cm > h0 = 36,8cm Tiết diện sau uốn có [M] = 357,49 KN.m Theo hình bao mơmen tiết diện có M = - 357,49 KN.m cách trục gối B đoạn x= 440,50 − 357,49 = 0,443m = 44,3cm Đó tiết diện sau 187,56 Điểm kết thúc uốn cốt thép cách trục gối đoạn 110 nằm tiết diện sau SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:39 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  Với cốt số 3, Điểm bắt đầu uốn cách trục gối đoạn 130cm; [M] = 281,89 KN.m; tính x = 84,6cm * Bên phải gối B, uốn cốt số xuống Giông uốn cốt số bên trái gối B Uốn cốt số 5: - Từ xuống: Điểm bắt đầu uốn cách trục gối B đoạn 115 cm Điểm kết thúc cách trục gối B đoạn 170 cm Tiết diện trước cốt có [M] = 375,49 KN.m Tiết diện sau có [M] = 281,89 KN.m Trên nhánh Mmin bên phải gối B tìm khoảng cách tương ứng: 440,50 − 375,49 = 0,44m = 44cm 149,25 440,50 − 281,89 xs = = 1,06m = 106cm 149,25 x tr = Điểm bắt đầu uốn cách tdt đoạn: 115-44=71cm> ho = 38cm Điểm kết thúc có khoảng 170 cm nằm tiết diện sau Thõa mãn - Từ lên: Mômen dương lớn nhịp 2: 230,59 KN.m, tiết diện cách trục gối B đoạn 230cm Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn: 230-170=50 cm > ho 76,4 = = 38,2cm 2 [M]tds = 161,05 KN.m cách trục gối B đoạn: 161,05 + 91,03 230 = 180,27cm 230,59 + 91,03 Điểm kết thúc uốn cốt số từ lên cách trục gối B đoạn 115cm < 180,27cm Điểm kết thúc nằm tiết diện sau Thõa mãn 4.9.Kiểm tra neo cốt thép: Cốt thép phía sau uốn, số kéo neo gối bảo đảm lớn 1/3 diện tích cốt thép nhịp Nhịp biên: 14,73 cm2 > Nhịp giữa: 7,6 cm2 > 21,01 = 7,003 cm2 12,51 = 4,17 cm2 Ở gối B, phía nhịp biên kéo vào 3Φ25, phía nhịp kéo vào 2Φ 22 cốt đặt nối chồng lên đoạn tối thiểu 20d, với d trung bình đường kính cốt thép.Ở lấy đoạn chập lên 46 cm.Cạnh cột 40 cm, đầu mút cốt thép kéo dài qua mép cột đoạn cm Ở gối biên, đoạn dầm kê lên gối 34cm, đoạn cốt thép neo vào gối 31cm (trừ lớp bảo vệ 3cm) thõa mãn yêu cầu neo cốt thép tối thiểu 10d SVTH: Nguyễn Hữu Vinh - Lớp 04X1C Trang:40 ... 04X1C Trang:40 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép Khoa Xây Dựng DD & CN  2050 418 ,10 410 ,65 88,93 97,22 19 2,96 16 1,05 317 ,6 2 61, 14 317 ,6 427.30 480 480 310 0 1 170 17 0 Ø8 a200 2300 Ø8 a100 9A 2 14 0... -0 ,13 3 -18 ,98 1, 0 14 2,67 1, 222 17 4,34 31, 67 Sơ đồ QG 0,783 57 ,10 QP1 β Q 0,867 12 3,69 QP2 β Q -0 ,13 3 -18 ,98 QP3 β Q 0,689 98,30 -44,37 -1, 311 -18 7,04 Qmax 18 0,79 -34,8 -11 1,37 247,26 31, 67 Qmin... 4? ?18 2? ?18 +2? ?16 Các SVTH:tích tiết Hữu Vinh - Lớp 04X1C 9 ,11 cm2 diện Nguyễn 10 ,18 cm2 diện Nhịp 6,02 cm2 Gối C 7,00cm2 4? ?14 6 ,16 cm2 2? ?14 + 2? ?16 Trang :15 7 ,1 cm2 Đồ án môn học: Bê tông cốt thép