Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án bê tông cốt thép 1 full. phần cấu kiện cơ bản, dầm, cột nhà dân dụng, 3 nhịp. Chọn sơ đồ tính toán bản sàn, chọn sơ bộ kích thước cấu kiện cơ bản, tính toán an toàn. Do bản làm việc theo 1 phương (phương cạnh ngắn) nên ta cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn (vuông góc với dầm phụ) để tính toán. Vì các ô bản hoàn toàn giống nhau, kế tiếp nhau nên sơ đồ tính của bản là một dầm liên tục nhiều nhịp với gối tựa là các dầm phụ. Tính nội lực bản sàn theo sơ đồ khớp dẻo với nhịp tính toán là khoảng cách giữa các khớp dẻo ở gối (khoảng cách các mép gối tựa). + Các nhịp giữa : Lấy bằng khoảng cách 2 mép dầm phụ Lo = L1 – bdp = 2.3 – 0.2 = 2.1 (m) + Các nhịp biên : Lg = = 2.07 (m)
1 Đại học Mỏ Địa chất THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP SỐ I ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ HỆ DẦM SÀN THÉP §Ò BµI: Thiết kế hệ dầm sàn thép với các số liệu tính toán trong bảng: stt Dầm chính L (m) Dầm phụ B (m) Hoạt tải P tc (KN/m 2 ) Loại thép 19 14 5,2 20,0 CCT34 - Bản sàn bằng thép tấm - Với loại thép CCT34 có:ƒ = 210 N/mm 2 = 2100 dan/cm 2 = 210.10 3 kn/m 2 . - Que hàn N42, hàn tay. Hệ số điều kiện làm việc γ c = 1 Độ võng cho phép : + Đối với dầm phụ [∆/l] : 1/250 + Đối với dầm chính [∆/l] : 1/400 + Đối với sàn thép [∆/l] : 1/150 Hệ số vượt tải: hoạt tải P γ = 1,2, tỹnh tải g γ =1,05 Hệ số kể đến phát triển biến dạng dọc C = 1,12 - E= 2,1.10 6 kg/cm 2 thep ρ = 7,85 T/m 3 Nội dung tính toán bao gồm: 1. Tính toán bản sàn thép: - Chọn t s , l s - kiểm tra bản sàn theo điều kiện cường độ và độ võng 2. Tínhnh toán thiết kế dầm phụ (dầm tiết diện chữ I định hình) - Sơ đồ kết cấu và tải trọng tác dụng, nội lực M, V Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 2 Đại học Mỏ Địa chất - Chọn tiết diện dầm - Kiểm tra lại tiết diện dầm theo điều kiện cường độ và độ võng - Kiểm tra sơ bộ - Xác định b f ,t f - Thay đổi tiết diện dầm - Kiểm tra ổn định cục bộ và tổng thể - Cấu tạo các chi tiết khác(sườn đầu dầm, liên kết cánh dầm và bụng dầm, tính nối dầm) BÀI LÀM I. Tính toán chọn kích thước bản sàn: Xác định kích thước bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần đúng giá trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày t của sàn. 0 1 4 0 4 72 1 15 s tc s l n E t n p = + ÷ Trong đó: (l s /t s ) là tỉ số cần tìm giữa nhịp sàn và chiều dày sàn. n 0 = [l/∆] = 150; p tc = 20 kN/m 2 = 20.10 -2 daN/cm 2 . 5 1 2 2 2,1.10 1 1 0,3 E E = = − ν − = 2,307.10 5 N/mm 2 ν - Hệ số Poátxông, có ν = 0,3. 5 4 4.150 72.2,307.10 1 81,01 15 150 .0,032 s s l t = + = ÷ Với tải trọng tiêu chuẩn p tc =20 KN/cm 2 < 30 KN/m 2 nên ta chọn t s = 12 mm => s s l t = 81,01 ⇒ l s = 12.81,01 =973,2 mm. Chọn l s = 1000 mm. II. Tính toán bản sàn thép: Cắt 1 dải bản bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn của nhịp sàn. Do được hàn với dầm bằng đường hàn thẳng góc, dưới tác dụng của tải trọng sàn bị ngăn cản biến dạng, tại Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 3 Đại học Mỏ Địa chất gối tựa sẽ phát sinh ra lực kéo H và mômen âm. Bỏ qua ảnh hưởng của mômen âm ta có sơ đồ tính của bản coi như 1 dầm đơn giản chịu lực phân bố. Tải trọng tác dụng trên sàn có kể đến trọng lượng bản thân sàn: ( . ).1 (20 0,012.78,5).1 20,942 / tc tc s s q p t kN m ρ = + = + = ( . . . ).1 (20.1,2 0,012.78,5.1,05).1 39,39 / tt tc s p s g q p t kN m γ ρ γ = + = + = 2.1 Kiểm tra bản sàn theo độ võng/ Độ võng do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H tác dụng: 0 1 1 α ∆ = ∆ + Trong đó: 4 0 1 . 5 . 384 . tc s s x q l E I ∆ = I x - mômen quán tính dải bản rộng 1m. I x = 1×t s 3 / 12. 4 0 8 3 20,942.1 .125 . 0,08 384 2,307.10 .0,012 m ∆ = = Hệ số a xác định từ phương trình Ơle α ( 1 + α) 2 = 3(∆ 0 /t s ) 2 α ( 1 + α) 2 = 3×0,01 2 /0,012 2 = 2,08 giải phương trình có α=0,71 Độ võng của sàn: 0 1 1 . 0,01. 0,00478 1 1 0,71 0,00478 1 0,00478 0,0066 1 150 s s m l l α ∆ = ∆ = = + + ∆ ∆ = = ≤ = = Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép. 2.2 Kiểm tra bản sàn theo điều kiện độ bền/ - Kiểm tra cường độ sàn: Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 4 Đại học Mỏ Địa chất Mômen lớn nhất của bản sàn: max 0 1 4,92 . 2,88 1 1 0,71 M M KNm α = = = + + Trong đó 2 2 0 . 39,39.1 4,92 8 8 tt s s q l M KNm= = = Lực kéo H tác dụng trong bản tính theo công thức: H = γ p 2 2 4 l π ∆ E 1 × t s daN/cm. H = 1,2. 2 2 150 1 4 14,3 .2,30.10 5 .12 = 363 N Ứng suất lớn nhất trong sàn: 12 21 c c A kN σ = + ≤ ƒ× γ σ = + = ≤ƒ× γ = max s 2 MH W 0,363 288 / cm 120 24 A – diện tích tiết diện dải sàn rộng 100 cm Với A=100.t s =100.1,2 =120 cm 2 , 2 2 3 100. 100.1,2 24 6 6 S S t W cm= = = Kết luận: Sàn đảm bảo chịu lực. 2.3 Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm chịu lực kéo H/ Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm phụ ( ) min 363 2,88 126 f W C H h f β γ = = = Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 5 Đại học Mỏ Địa chất Trong đó: 2 0,7.180 126 / f Wf f N mm β = = 2 1.0,45.345 155 / S WS f N mm β = = 2 min ( ) ( ; ) 126 / W f Wf S WS f f f N mm β β β = = Đường hàn liên kết bản sàn với dầm phụ phải thỏa mãn điều kiện. h = 5mm ≤ h f = 5 mm ≤ 1,2t min = 1,2.9,8 = 11,76mm Vậy chọn đường hàn là đường hàn cấu tạo có h f = 5mm II. Tính toán thiết kế dầm phụ. 1. Sơ đồ tính toán dầm phụ: Chọn mạng dầm sàn phổ thông như hình vẽ: Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 6 Đại học Mỏ Địa chất 2. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ: ( . ).1 (20 0,012.78,5).1 20,942 / tc tc dp s q p t kN m ρ = + = + = ( . . . ).1 (20.1,2 0,012.78,5.1,05).1 24,99 / tt tc dp p s g q p t kN m γ ρ γ = + = + = Mômen lớn nhất ở giữa dầm: max 84,47M KNm= . Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 cét dÇm phô dÇm chÝnh i i ii ii 14000 1000 1000 10005001000 500500 5200 1000 1000 1000 10001000 1000 1000 500 2 3 b c 1000 1000 1000 7 Đại học Mỏ Địa chất Lực cắt lớn nhất tại gối tựa: max 64,97V KN= 3. Chọn kích thước tiết diện dầm phụ: Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm có kể đến biến dạng dọc: W x = 4 max 84,47 10 359,14 1,12 1,12 2100 c M × = = ƒγ × cm 3 . Tra bảng thép cán sẵn chọn thép I27; (Bảng1.6 tr 296 SGK ) có các đặc trưng hình học: W X = 371 cm 3 ; g = 31,5 kg/m; b = 125 cm. S X = 210 cm 3 ; J X = 5010 cm 4 ; d = 0,6 cm 4. Kiểm tra tiết diện dầm phụ a, Kiểm tra võng theo công thức: 3 ( ) 5 1 384 250 tc dp x q g l l EJ l + ∆ ∆ = × ≤ = Tính toán tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ: 4 520∆ × ∆ = × = < = = × × -2 -2 3 5 (20,94.10 + 0,315.10 ) 1 0,0037 0,004 l 384 2,1 10 5010 l 250 b, Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền: Kiểm tra ứng suất pháp: Mômen và lực cắt do trọng lượng bản thân dầm: M bt = 111,79= kg.m = 111,79 kN.cm. V max =0,86 kN. ứng suất pháp lớn nhất: 6 4 max max 3 84,47.10 111,79.10 205,98 1,12 1,12 371.10 bt x M M W σ + + = = = × × N/mm σ max = 205,98 N/mm < ƒ×γ c = 210 N/mm Kết luận: Dầm đạt yêu cầu về cường độ và độ võng. c, Kiểm tra ổn định tổng thể: Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 8 Đại học Mỏ Địa chất Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm vì phía trên dầm phụ có bản sàn thép hàn chặt với cánh dầm. III. Tính toán và thiết kế dầm chính. Chọn loại dầm tổ hợp hàn từ thép CCT34 có: ƒ = 2100 daN/cm 2 . 1. Sơ đồ tính của dầm chính và tải trọng tác dụng: là dầm đơn giản chịu tác dụng của các tải trọng coi như phân bố đều. Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 9 Đại học Mỏ Địa chất 5200 3 2 14000 mÆt b»ng kÕt cÊu hÖ dÇm 5200 14000 Lực tập trung do tải trọng dầm phụ đặt lên dầm chính. ( ) 2. (20,94 0,315).5,2 110,53 tc tc tc dp dp dp V q g l KN = + × = + = ( ) 2. (24,99 0,315).5,2 131,59 tt tt tc dp dp dp V q g l KN = + × = + = Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 10 Đại học Mỏ Địa chất Vì các dầm phụ đặt cách nhau 1 m nên tải trọng do dầm phụ truyền lên dầm chính là lực tập trung. 110,53 tc dc q KN= ; 131,59 tt dc q KN= Mômen và lực cắt lớn nhất ở dầm chính: max 3223,96 .M KN m = max 921,13V KN= 2. Chọn tiết diện dầm. a. Chọn chiều cao dầm. Chiều cao dầm đảm bảo điều kiện. min d max d kt h h h h h ≤ ≤ ≈ (Trong đó h max chưa xác định được vì phụ thuộc kiến trúc) Chiều cao h min có thể tính gần đúng theo công thức: min 5 24 f l h L E = × × × × ∆ tb 1 n min 6 5 2100 110,53 400 1400 98 24 2,1.10 131,59 h cm= × × × × = Chiều cao kinh tế tính theo công thức: max 3223,96.100 . 1,2. 1135,73 21.1,2 kt w M h k cm ft = = = Sơ bộ chọn t w = 12mm; hệ số k = 1,2 Dựa vào h min và h kt sơ bộ chọn chiều cao h d = 130 cm. Chọn sơ bộ t f = 2 cm; h w =130 – 4 = 126 cm; Tỉ số thỏa mãn:100 < h w /t w =126/1,2 =105 < 130 b. Kiểm tra lại chiều dày t w : Tạm thời lấy chiều cao bụng dầm: t w = 1,2cm > max 1,5 921,13 1,5. 0,89 130.12 d v V h f × = = × cm. Sv: Nguyễn Tiên Hoàng XDDDCN K57 [...]... Iw 11 0 916 ,7 ìM1 = 11 88,7 = 364,425 (kN.m) I 3 617 96,7 Trong ú : I = 3 617 96,7 (cm 4 ) Iw = 1 11 03 = 11 0 916 ,7 (cm 4 ) 12 Chn bn thộp cú tit din l : (10 0 x 1) (cm),b rng 10 (cm) Kim tra tit din bn ghộp : 2ìA bg = 2 10 0 1 = 200 > A w = 11 0 1= 11 0 (cm 2 ) Mi hn t lch tõm so vi v trớ tớnh ni lc Do vy cú momem lch tõm Me M e = V1ìe = 512 ,63 ì 5 = 2563 ,15 (kNcm) h f > h min = 5 (mm) h f 1, 2ìt = 1, 2 10 = 12 ... i hc M a cht 10 000 2330 P P 1 2330 P ô2 P 2330 P 2330 P P 2330 P P 2330 P ô3 412 5 M1 M2 M3 V3 V1 V2 M4 V4 M5 V5 Kim tra ụ bng 1 im kim tra ti v trớ t dm ph cỏch u dm: x1=50 cm tt tt (q dc +g dc )x 01 (L-x 01 ) (13 1,59+2,66) 1, 7ì (14 -1, 7) M 01 = = 2 2 = 14 03,58 (kN.m) tt tt L V 01 = ( q dc + g dc ) -x 01 ữ= 711 ,53 (kN) 2 M 01 h w 14 03,58 10 6 12 60 = ' ì =ì = 95,54 (N/mm ) Ix 2 9255 31 10 4 2 2 c =... w E 2 ,1. 104 4 0,65ìt ì 0,65 1 ì 3 b3ìt s f = 30 1 + 21 = 22 51, 71 (cm 3 ) s Is = + 12 12 12 12 I is = s =6,67 (cm) A 4 w = hw 12 6 = = 18 ,89 => = 0,968 ,19 2 is 6,67 Vmax 944,79 10 3 = = = 19 3,04 (N/mm 2 ) < fìc = 210 (N/mm 2 ) 2 ìA 0,96 819 2ì50,55 .10 20 Sv: Nguyn Tiờn Hong XDDDCN K57 i hc M a cht vii hf = 7mm hf = 7mm 6 6 6 12 12 60 đệm gỗ hf = 7mm 13 00 7 13 00 sƯờn đầu dầm 12 60 7 240 20 4 20 20 4 15 0 bu... 'x = h fk 2 + Aw hw 13 5, 73 1, 2 .12 6 12 6 ì = 43.2 + ì = 8 217 ,8cm3 2 4 2 2 4 h 2 0,8 .12 63 tw h 13 5, 732 + 2b ' f t f fk = + 2.43.2 = 925531cm 4 12 4 12 4 3 w Wx= 10 400 cm3 => = (Vmax + Vbt ) S 'x (9 21, 13 + 23, 66) .10 3.5579, 6 .10 3 = = 474, 64 f v c = 12 0 N / mm2 4 I 'x t w 9255 31. 10 1, 2 Kim tra ng sut phỏp trong ng hn i u ni cỏnh tt g dc = (0, 012 .1, 26 + 0, 02.0, 43.2).78,5 .1, 05 = 2, 66kN / m tt... gi ta mt khong : x02 = 412 5 (mm) > 2300 (mm) tt tt (q dc +g dc ).x 02 (L-x 02 ) (13 1,59+2,66)ì4 ,12 5ì (14 -1, 25) M 02 = = 2 2 = 2734,29 (kN.m) 15 Sv: Nguyn Tiờn Hong XDDDCN K57 i hc M a cht tt tt L V02 = ( q dc + g dc ) -x 02 ữ =16 26,79(kN) 2 M 02 h w 2734,29 10 6 12 60 = ì =ì = 18 6 ,12 (N/mm ) Ix 2 9255 31 10 4 2 2 V02 16 26,79 10 3 = = = 12 9 ,11 (N/mm 2 ) hwtw 12 60ì9 bf t f 3 ( ) = 2 ,18 4 hw tw a 2,2 83,89... 12 (mm) Chn chiu cao ng hn : h f = 10 (mm) Wf = 2ì ( 10 0 - 1) 1/ 6 =3267 (cm 3 ) 2 A f = 2ì ( 10 0 - 1) 1 =19 8 (cm 2 ) 18 Sv: Nguyn Tiờn Hong XDDDCN K57 i hc M a cht 2 Kim tra ng sut tng ng trong ng hn 2 2 2 V + ữ Af 2 512 ,63 10 3 + ữ 2 19 8 .10 M V M b +M e td = ữ + ữ= ữ Wf A f Wf 364,425 10 6 +2563 ,15 10 4 = ữ 3267 10 3 2 2 = 12 2 < (f w ) min = 12 6 (N/mm 2 ) III TNH SN U DM Sn u... vii hf = 7mm hf = 7mm 6 6 6 12 12 60 đệm gỗ hf = 7mm 13 00 7 13 00 sƯờn đầu dầm 12 60 7 240 20 4 20 20 4 15 0 bu lông 4 15 0 vii 60 10 330 20 20 15 15 0 15 0 cấu tạo ỉ20 15 0 11 15 0 15 0 15 0 11 12 0 60 cột 330 330 330 660 660 2 b chi tiết liên kết dầm và cột (tl: 1/ 10) mặt cắt vii-vii (tl: 1/ 10) 21 Sv: Nguyn Tiờn Hong XDDDCN K57 ... 1 2,1x .10 4 C f 49,5958ì 210 c,cr = 12 = = 769,07 3,682 a a = ng sut tip ti hn : = cr = 10 ,3 ì (1+ a 233 = =1, 849 h w 12 6 0,76 f 0,76 12 0 ) ì v =10 ,3ì (1+ )ì 2 = 13 8,73 (N/mm 2 ) 2 2 1, 849 3,3 2 w Kim tra trng hp cú ti trng tp trung cc b tỏc dng lờn phớa cỏnh nộn dm 2 + c ữ ữ cr c,cr 2 2 2 89,02 56,47 95,54 + ữ = + ữ + ữ = 0,4456 c = 1 14 58,33 769,07 13 8,73 cr Vy ụ bng 1. .. ữ + ữ I z l 1 v min c V = Vmax +Vbt = 9 21, 13+23,66 = 944,79 kN tw ì h2 h fk 1 ì 12 62 11 2 ' w S=S = Sw +S = +b f t f = +20ì2ì = 8 217 ,8(cm 3 ) 8 2 8 2 ' x ' ff I = I'x = 9255 31 (cm 4 ) dp dp P = Pcb = 2.(Vmax +Vbt ) = 13 2,2 (kN) lz = b dp +2.t fdc = 12 ,5+2.2 = 16 ,5 (cm) f => ( ìf wf ) min =12 ,6(kN/cm 2 ) 2 ìf ws =1 0,45ì34,5 =15 ,5(kN/cm ) ìf wf = 0,7 18 =12 ,6(kN/cm 2 ) hf 2f ( 2 1 ) v min c 2... 2 .10 3 c = = = 89, 02 f c = 210 N / mm 2 t wlz 9 .16 5 5 Kim tra n nh ca dm a Kim tra n nh tng th Kim tra t s l0/bf b b l0 1. 0, 41 + 0,0032 f + 0,73 0,0 ,16 f bf tf tf bf E h fk f 10 0 43 33 43 2 ,1. 10 4 1 0, 41 + 0, 0032 + 0, 73 0, 016 ữ 33 2 2 13 5, 73 21 12 Sv: Nguyn Tiờn Hong XDDDCN K57 i hc M a cht 10 0 19 ,87 vi l0 l khong cỏch gia cỏc dm ph, bng 1m 33 Dm m bo n nh tng th b . 1 Đại học Mỏ Địa chất THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP SỐ I ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ HỆ DẦM SÀN THÉP §Ò BµI: Thiết kế hệ dầm sàn thép với