Thuyết minh tính toán đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối có bản dầm
- 33 trang
- file .pdf
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tân.
Lớp : TCDK 13B
Mssv : 13D3208386
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 1
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :
Thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm .
SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
- Sơ đồ sàn : Sơ đồ II
- Kích thước :
+ l1 = 2,1 (m)
+ l2 = 4,8 (m)
- Hoạt tải tiêu chuẩn: P c = 600 (kG/m2), np=1,4
- Sơ đồ sàn như hình vẽ:
II. TÍNH TOÁN SÀN:
1. Phân loại bản sàn:
l 2 4 .8
Xét tỉ số 2.3 2 xem bản làm việc theo một phương. Ta có sườn toàn khối có
l1 2.1
bản loại dầm.Các dầm qua trục B,C là dầm chính,vuông góc với dầm chính là dầm
phụ. Cắt một dải bản rộng 1m, vuông góc với dầm phụ và được xem là các dầm liên
tục.
2. Lựa chọn kích thước cấu kiện:
a. Bản:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 2
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Xác định sơ bộ chiều dày của sàn:
D 1.1
hb * l1 * 2100 77(mm) .
m 30
Chọn hb 80(mm)
b. Dầm phụ:
Xác định kích thước của dầm phụ:
ldp l2 4.8m : Nhịp dầm phụ.
1 1 1 1
- Chiều cao dầm phụ: hdp ( : ) * ldp ( : ) * 4800 240 : 400(mm)
20 12 20 12
Chọn hdp 400(mm) .
- Bề rộng dầm phụ: bdp (0.3 : 0.5) * hdp (0.3 : 0.5) * 400 120 : 200(mm)
Chọn bdp 200(mm) .
c . Dầm chính:
Ta có: ldc l1 * 3 2.1 * 3 6.3(m)
1 1 1 1
Chiều cao: hdc ( : ) * l dc ( : ) * 6300 525 : 787(mm) Chọn hdc 600(mm)
12 8 12 8
Bề rộng : bdc (0.3 : 0.5) * hdc (0.3 : 0.5) * 600 180 : 300(mm) Chọn bdc 300(mm)
3. Sơ đồ tính :
Cắt theo phương cạnh một dải có chiều rộng b=1m xem bản như một dầm liên tục
nhiều nhịp,gối tựa là tường biên và các dầm phụ.
Bản sàn được tính theo sơ đồ kồ khớp dẻo,nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.
- Nhịp giữa : l g l1 bdp 2100 200 1900(mm)
1 1 1 1 1 1
- Nhịp biên : lb l1 bdp bt hb 2100 200 200 80 1940(mm)
2 2 2 2 2 2
4. Tải trọng tính toán phân bố trên bản sàn :
Tải trọng tính toán : q g p
- Tĩnh tải tính toán g : Cấu tạo các lớp sàn :
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 3
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Chiềudày Hệ số độ tin cậy Trị tính toán g
Lớp cấu tạo
(Kg/m 3 ) (mm) củaTải trọng (Kg/m )
2
Gạch bông 2000 0.01 1,2 24
Vữa lót 1800 0.02 1,3 46.8
BTcốt thép 2500 0.08 1,1 220
Vữa trát 1800 0.02 1,3 46.8
Tổng cộng 337.6
- Hoạt tải tính toán p :
p ptc * n p 600 *1.4 840(kG / m2 )
- Vậy tải trọng tính toán là :
q g p 337.6 840 1177,6(kG / m 2 )
Tải trọng tính toán cho bản rộng 1m là : q=1177,6(kG/m2)=11.77(kN/m2)
5. Xác định nội lực bản sàn ( theo sơ đồ biến dạng dẻo ) :
- Mômen ở nhịp biên và gối thứ 2 :
qlb2 11.77 *1.94 2
M nb M g 2 4.02(kNm / m)
11 11
- Mômen ở nhịp giữa và gối giữa :
ql g2 11.77 *1.9 2
M ng M gg 2,65(kNm / m)
16 16
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 4
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
6. Tính cốt thép :
Bê tông cấp độ bền B15 có R b =8,5Mpa
Cốt thép bản sàn CI có R s =225MPa
Chọn a0 = 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 = 6,5 cm
M
Ta có : m =
Rb bh02
- Tại nhịp biên gối biên :
Mb 4.02 *10 6
mb = 0.11
Rb bh02 8.5 *1000 * 65 2
Tra bảng ta được : b 0.12 , b 0.940
Diện tích cốt thép cần thiết:
M 4.02 *10 6
As 292.4(mm2 )
Rs h0 225.0,940.65
- Tại nhịp giữa gối giữa :
Mg 2.65 * 10 6
mg = 2
0.07
Rb bh0 8.5 * 1000 * 652
Tra bảng ta được: g 0.08 , g 0.960
Diện tích cốt thép cần thiết:
M 2,65 * 10 6
As 188,7(mm2 )
Rsh0 225.0,960.65
Khoảng cách giữa các cốt thép :
b * as
u (mm) khi h 150mm u không lớn quá 200mm
As
Chọn cốt thép
M As (chọn)
Tiết diện
(kNm/m) mm2 u Asc
%
(mm) (mm) (mm2/m)
Nhịp biên 4,02 292.4 8 150 352 1.2
Gối biên 4,02 292.4 8 150 352 1.2
Nhịp giữa 2,65 188.7 8 200 251 1.3
Gối giữa 2,65 188,7 8 200 251 1.3
7. Bố trí cốt thép:
p 840
Xét tỉ số : 2.5
g 337.6
p
Ta có: 1< <3 =0,25
g
vlb= . lb=0,25.1940=485mm
vlg= .lg =0,25.1900=475mm
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 5
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
- Cốt thép cấu tạo chịu momen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính
được xác định như sau :
A s,ct 50%A s gối giữa =0,5.188,7= 94.35 mm2
Chọn =6,bước thép u200mm có A sc =141 mm2
- Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau :
A s, pb 20%A st =0,2.292.4 = 58.48 mm2
Chọn =6,bước thép u350mm có A sc =85 mm2
- Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa :
L at =120mm>10.
Bố trí cốt thép cho bản sàn được thể hiện ở hình bên :
x
III. THIẾT KẾ DẦM PHỤ :
3.1. Số liệu tính toán :
Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là một dầm liên tục 3 nhịp có các
gối tựa là tường biên và các dầm chính.
lb = 4,660m Lg = 4.500m
1 2 3
Sơ đồ tính toán dầm phụ
Cdp: Đoạn dầm phụ kê lên tường, Cdp ≥ 220 mm, chọn Cdp = 220 mm.
Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa.
- Nhịp giữa:
l g l 2 bdc 4800 300 4500(mm)
- Nhịp biên: :
1 1 1 1 1 1
lb l 2 bdc bt hb 4800 300 200 220 4660(mm)
2 2 2 2 2 2
3.2. Xác định tải trọng:
Dầm phụ chịu tải trọng phân bố đều
3.2.1. Tĩnh tải:
g p gl1 g bt
Trog đó :
- Tĩnh tải do bản sàn truyền vào:
gl1 =3,376*2.1=7.08 (kN/m)
Trọng lượng bản thân dầm phụ:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 6
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
gbt = 1,1 bdp(hdp – hb)=1.1*25*0.2(0.4-0.08) =1,76(kN/m)
Tổng tĩnh tải:
gp= gl1 + gbt = 7.08+1,76= 8,85 (kN/m)
3.2.2. Hoạt tải:
p p pb * l1 8.4 * 2.1 17,64(kN / m)
3.2.3. Tổng tải:
Tải trọng tổng cộng:
qdp = gp + pp = 8.85+17.64 =26,49 (kN /m)
3.3. Xác định nội lực:
3.3.1. Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:
lg 4500
Vì tỉ số 0.965
lb 4660
0.965
Chênh lệch giữa các nhịp tính toán là l0 *100% 0.02% 10%
4660
Nên tung độ biểu đồ bao mômen được tính theo sơ đồ khớp dẻo và được xác định
như sau:
* M =β.qdp.l2
* Đối với nhịp biên: l = lb = 4660 (mm)
* Đối với nhịp giữa: l = lg =4500 (mm)
pp
1764
* Β và k tra bảng phụ lục 8 có nội suy phụ thuộc: = 2 .0
gp 885
* Tung độ hình bao mômen ( nhánh dương):
+ Tại nhịp biên : M+=β1qdplb2= β1 x 26,49 x 4.662= β1 x 575.2 ( kNm)
+Tại nhịp giữa: M+=β1qdplg2= β1 x 26,49 x 4,52= β1 x 536.4 ( kNm)
Tung độ hình bao mômen ( nhánh âm)
+Tại nhịp giữa: M+=β2qdplg2= β2 x 26.49 x 4.52= β2 x 536.4 ( kNm)
p dp
Tra phụ lục 08, với tỷ số = 2.0 => hệ số k = 0,20 và β ta có bảng kết quả
g dp
tính toán được tóm tắt trong bảng :
Bảng giá trị mômen của dầm phụ :
Bảng chỉ thể hiện một nữa dầm một nữa còn lại dối xứng với nó.
Giá trị β Tung độ M(kNm)
Nhịp, tiết diện
β1 β2 M+ M-
Nhịp biên
Gối 1 0 0
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 7
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
1' 0.065 37.38
2' 0.09 51.76
0.425L 0.091 52.34
3' 0.075 43.14
4' 0.02 11.5
Gối 2-Td.5 -0.0715 -38.35
Nhịp giữa
6' 0.018 -0.0300 9.65 -16.09
7' 0.058 -0.009 31.11 -4.82
0.5L 0.0625 33.53
8' 0,058 -0,006 31.11 -3.21
9' 0,018 -0,0240 9.65 -12.87
Gối 3 – Td.10 -0,0625 -33.52
Mômen âm triệt tiêu tại tiết diện cách mép gối tựa thứ 2 một khoảng:
X1 = k . Lob =0,2. 4660= 932 (mm).
Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một khoảng:
+ Nhịp biên: X2 = 0,15.Lob =0,15 . 4,66= 0.699 (m).
+ Nhịp giữa: X3 = 0,15.Lo = 0,15 . 4,50=0,675(m).
Mômen dương lớn nhất cách gối tựa 1 đoạn:
X4 = 0,425 Lob = 0,425 . 4.660 = 1.98(m).
3.3.2. Biểu đồ bao lực cắt:
Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
Gối thứ nhất:
Q1 = 0,4.qdp.lb = 0,4 * 26.49 * 4.66= 49.37(kN).
Gối thứ hai bên trái:
Q2t = Q3p =0,6.qdp. lb = 0,6 * 26.49 * 4.66 = 74.06 (kN).
Bên phải gối thứ hai,bên trái và bên phải gối thứ 3:
Q2P = Q3T= 0,5qdp.lg = 0,5 * 26.49* 4.5 = 59.60 (kN).
Biểu đồ bao momen và lực cắt
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 8
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
3.4. Tính cốt thép :
Bêtông có cấp độ bền B15 có: Rb = 8,5 MPa , Rbt = 0,75 MPa .
Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs=280 MPa.
Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw =175 MPa.
3.4.1. Cốt dọc:
Dầm được đổ toàn khối với sàn nên xem một phần bản cánh cùng tham gia chịu lực
với sàn.
a) Tại tiết diện ở nhịp biên:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng
tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết anhịp = 30 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm.
Tính diện tích cốt thép:
.R b .b.h 0
As
Rs
Trong đó:
M 52.34.10 6
αm = 0,22
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,22 0,251
.R b .b.h 0 0,251.8,5.200.370.
As 563(mm2 )
Rs 280
b) Tại tiết diện ở gối :
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện
chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết agối = 40 mm. Suy ra ho = h – agối = 400 –40 = 360 mm.
Tính diện tích cốt thép:
.R b .b.h 0
As
Rs
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 9
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Trong đó:
M 38.35.10 6
αm = 0,17
Rb .b.ho2 8,5.200.360 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,17 0,187
.R b .b.h 0 0,187.8,5.200.360.
As 408.7(mm 2 )
Rs 280
c) Tại tiết diện ở nhịp giữa:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng
tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết anhịp = 30 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm.
Tính diện tích cốt thép :
.R b .b.h 0
As
Rs
Trong đó:
M 33.52.10 6
αm = 0,144
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,144 0,156
.R b .b.h 0 0,156.8,5.200.370.
As 350(mm 2 )
Rs 280
Tiết diện tính cốt thép dầm phụ
Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5.
Bảng Tính cốt thép dọc cho dầm phụ.
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 10
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
M As
Tiết diện αm ξ
(kNm) (mm2)
Nhịp biên(200 x 400) 42.34 0,22 0,251 563
Gối B (200 x 400) 38.35 0,17 0,187 408.7
Nhịp giữa(200 x 400) 33.52 0,144 0,156 350
* Chọn và bố trí cốt thép dọc.
Để có được cách bố trí hợp lí cần phải so sánh các phương án. Trước hết tìm tổ hợp
thanh có thể chọn các tiết diện chính. Dưới đây là một số liết kê các thép chọn, ở đây
chưa xét đến sự phối hợp giữa các vùng, diện tích các thanh ghi ở một bên.
Bảng chọn thép cho các tiết diện chính của dầm
Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp thứ hai
Diện tích As
cần thiết 563 408.7 350
(cm2)
Phương án 1 216 214(710mm2 ) 314(462mm2 ) 216 (402mm2)
Phương án 2 414(616mm 2 ) 214 212(534mm2 ) 216(402mm 2 )
Phương án 3 316(603mm2 ) 314(462mm 2 ) 212 114(380mm 2 )
Các phương án bố trí thép
Nhận xét phương án 1 là phương án tối ưu nhất trong các phương án, phương án
này cho ta cách bố trí hợp lí hơn cả.
Do đó ở đây ta chọn phướng án thứ nhất để tính toán và bố trí cốt thép.
Phương án 1 được thể hiện ở hình dưới, trong đó chỉ rõ các thanh được dùng phối
hợp giữa các đoạn.
Sơ đồ bố trí thép
Bảng kiểm tra hàm lượng cốt thép.
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 11
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
M As As chọn (chọn)
Tiết diện
(kNm) (mm2) (mm2) %
Nhịp biên(200 x 400) 42.34 563 710 1.2
Gối B (200 x 400) 38.35 408.7 462 1,1
Nhịp giữa(200 x 400) 33.52 350 402 1,1
3.4.2 Tính toán cốt đai:
Chuẩn bị số liệu :
+ Bêtông có cấp độ bền B15 Rb = 8,5 MPa, Rbt = 0,75MPa, Eb = 23.103MPa,
b2 1
+ Chọn cốt đai là thép A-I có Rsw=225MPa, Es = 21.104MPa
Từ biểu đồ lực cắt của dầm, nhận xét Qmax = Q2T= 74.06kN
* Xét tiết diện mép trái gối B có Qmax = Q2T= 74.06kN, có ho = 360 mm
Với chiều cao dầm phụ là 400mm, ta chọn đai 6 và khoảng cách các đai theo cấu
h 400
u 133,33
tạo là 3 3 chọn u = 150
u 500
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính tại tiết diện mép trái gối B
Q B 0,3. w1. b1.R b .b.h o
T
Trong đó w1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông gócvới trục cấu
kiện, được xác định theo công thức: w1 1 5.α. w
E S 21.10 4 n.asw 2.28,3
Với α 3
9,13 và μ w 0,0019
E b 23.10 b.u 200.150
Từ đó tính được w1 1 5.α. w 1 5.9,13.0,0019 1,086 < 1,3 (thoả mãn)
Giá trị b1 :hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác
nhau. được tính theo: b1 1 Rb 1 0,01.11,5 0,885
Tính được 0,3. w1. b1.R b .b.h o = 0,3.1,086.0,885.8,5.200.360 = 176460N = 176N
Nhận xét: QBT=74.06kN < 176kN: thoã mãn điều kiện
Tính M b b2 .(1 f n ).R bt .b.h 02
Trong đó:
b 2 là hệ số xét đến ảnh hương của BT, đối với BT nặng chọn b 2 2
f là hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T khi cánh nằm trong vùng
u .h' 3.80.80
nén, được xác định : f 0,75. f f 0,75. 0,2 0,5 (thoả)
b.h o 200.360
Trong đó:
uf=min[3.hf và (bf – b) )
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 12
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
n là hệ số xét đến lực dọc trục ,do dầm không kể đến nên ta có n 0
Từ đó tính:
M b b2 .(1 f n ).R bt .b.h 02 2.(1 0,19).0,75.200.360 2 46267200 N.mm 46,2kN.m
2 M b 2 * 46,2
C* 1,247 m=1247mm
Qmax 74.06
C * 2h0 2 * 360 720 mm
Lấy C=C*=1247mm và C0=2h0=2*360=720mm
Với tải phân bố
M b 42.62
Qb 34.17kN
C 1,247
Q bmin b 3 (1 f n ) Rbt bh0 0,6 * 0,75 * 200 * 360 3240 32,40kN
Lấy Q b 34,17 Qb min
Qmin 32.40
qsw2 45kN / m 45 N / mm lấy qsw2=34,17N/mm
2h0 2 * 0,360
Rsw Asw 225 * 28.3
u 186 mm
q sw 34.17
Theo cấu tạo:
h=400<500 quy định (150mm và 0,5h=200)
b 4 (1 n ) Rbt bh02 1,5 * 0,75 * 200 * 360 2
u max 393mm
Qmax 74.06 *1000
Chọn cốt đai với s=150 trong đoạn Sg bằng ¼ nhịp dầm gần gối tựa . trong đoạn
giữa dầm có Q Qb0 không cần tính toán đặt cốt thép theo cấu tạo s=3/4h=300mm
Ở bên trái gối II và gối I có lực cắt nhỏ hơn Qmax=74.06kN/m. với
Qmax=74.06kN/m. Đã tính ra được s=150mm và chọn theo cấu tạo s=150mm. như vậy
với nơi khác có Q nhỏ hơn sẽ tính được u lớn hơn 150mm. do đó không cần tính nữa mà
chọn theo cấu tạo s=150mm.
IV. TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH.
4.1. Sơ đồ tính toán.
Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp, kích thước tiết diện dầm hdc=600mm,
bdc=300mm, bề rộng cột bc=400mm, đoạn dầm kề lên tường bằng chiều dày tường bt=
200mm. nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng l=6300mm.
Sơ đồ tính của dầm chính
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 13
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
4.2. Xác định tải trọng:
Dầm chính chịu tải trọng do dầm phụ truyền vào dưới dạng tập trung và trọng
lượng bản thân dầm.
4.2.1.Tĩnh tải:
G = Go + G 1
- Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
G1 g dp .l2 8.85.4.8 42.48(kN )
- Tĩnh tải di chính dầm chính gây ra:
G0 1,1. .bdc .(hdc hb ).l1 1,1 * 25 * 0,3 * (0,6 0,08) * 2,1 9,009(kN)
Tĩnh tải tính toán: G = Go + G1 = 9,009 + 42,48 = 51,489 kN
4.2.2.Hoạt tải:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 14
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: p Pd * l2 17.64 * 4.8 84.67(kN)
4.3. Xác định nội lực:
Ta tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen và lực cắt dựa vào phương pháp tổ hợp tải
trọng, rồi xác định nội lực rồi tổ hợp nội lực để vẽ được biểu đồ bao môme và lực cắt.
4.3.1. Biểu đồ bao momen:
Xác định biểu đồ bao mômen:
Tìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm
Xác định biểu đồ mômen uốn do tỉnh tải G:
Tra bảng ta được hệ số :
MG = xGxL= x 51.4 x 4.8= 246.72 x (kNm)
Xác định biểu đồ mômen uốn do các hoạt tải Pi tác dụng:
MPi = xPxL= x 84.67x 4.8 = 406.416 x (kNm)
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 15
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
(a)
MG 1 2 3 4
A B C
G G G G
(b)
M P1
A B C
G G G G
(c)
M P2
A B C
G G G G G G
(d)
M P3
A B C
G G G G
(e)
M P4
A B C
G G
(f)
M P5
A B C
G G G G
(g)
M P6
A B C
Các trường hợp đặt tải của dầm bốn nhịp
Bảng :Xác định tung độ biểu đồ momen(kNm)
Tiết diện
1 2 Gối B 3 4 Gối C
Sơ đồ
0,238 0,143 -0,286 0,079 0,111 -0,190
a
MG 58.71 35.28 -70.56 19.4 27.3 -46.8
0,286 0,238 -0,143 -0,127 -0,111 -0,095
b
MP1 116.2 96.72 -58.1 -51.6 -45.11 -38.6
-0,048 -0,095 -0,143 0,206 0,222 -0,095
c
MP2 -19.5 -38.6 -58.11 83.72 90.22 -38.6
-0,321 -0,048
d
MP3 134.33 88.2 -130.4 81.74 120 -19.5
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 16
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
-0.031 -0,063 -0,095 -0,286
e
MP4 -12.6 -25.6 -38.6 113 84.46 -116.2
0,036 -0,143
f
MP5 4.87 9.75 14.63 -9.61 -34.86 -58.11
-0,190 0,095
g MP6 152 126.3 -77.21 -38.6 0.0 38.6
Mmax 210.71 161.5 -55.93 103.12 117.3 -8.2
Mmin 39.21 -3.32 -200.9 -32.2 -17.81 -163
Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không cho các giá trị tại một số tiết diện,
phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu.
Ta có :
Mo = p.l1 = 84.67.2,1 = 177.8
* Sơ đồ d:
M1 = 177.8 – 130.4/3 = 134.33(kNm)
M2 = 177.8 – 2x (134.33 /3 )= 88.2 (kNm)
M3 = 177.8-19.5-2(134.33-19.5)/3 = 81.74 (kNm)
M4 = 177.8-19.5- ( 134.33 – 19.5 )/3 = 120(kNm)
130.4
a b
m2
m1
134.33
Ñôn vò: kNm
130.4
19.5
B C
M 3 M4
81.74 120
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 17
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
* Sơ đồ e:
Đoạn dầm BC
M3= 177.8-38.6- ( 116.2 – 38.6 )/3 = 113 (kNm)
M4 = 177.8- 38.6-2(116.2-38.6)/3 =84.46(kNm)
116.2
38.6
B C
M4
M3 Ñôn vò: kNm
113 84.46
* Sơ đồ f:
M1 =14.63 /3=4.87 (kNm)
M2 = 14.63/3.2 = 9.75(kNm)
M3 = 2x(14.63+58.11)/3-58.11=-9.61(kNm)
M4 = (11.63+58.11)/3-58.11 =-34.86(kNm)
Ñôn vò: kNm
A B
M1
4.87 M2
9.75 14.63
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 18
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
* Sơ đồ g:
M1 =177.8 – 77.21 /3 = 152 (kNm)
M2 = 177.8 -2 x 77.21/3 = 126.3 (kNm)
M3 = (38.6+77.21)/3-77.21=- 38.6(kNm)
M4 =2x(38.6+77.21)/3-77.21=0.0(kNm)
77.21
a b
m1
m2
152 126.3
77.21
38.6
38.6
0
b c
m3 m4
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 19
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Sơ đồ mômen trong dầm
70.56
46.8
(a) 1 2 3 4
(kNm)
MG 35.28 19.4 27.3
A 58.71 b c
58.1 51.6 45.11 38.6
(b) 1 2 3 4 (kNm)
MP1
A b c
116.2 96.72
58.11 38.6
19.5 38.6
(c) 1 2 3 4
(kNm)
MP2 A b c
83.72 90.2
130.4
19.5
(d) 1 2 3 4
(kNm)
MP3 88.2 b 81.74 c
A
134.33 120
38.6 116.2
12.6 25.6
(e) 2 3 4
(kNm)
1
MP4 84.46
A b 113 c
58.11
9.61 34.86
(f) 1 2 4 (kNm)
4.87 3
MP5 A 9.75 14.63
b c
77.21
38.6
(g) 1 2 3 4 49.80
(kNm)
0.00
MP6 A b c
126.3
152
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tân.
Lớp : TCDK 13B
Mssv : 13D3208386
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 1
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :
Thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm .
SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
- Sơ đồ sàn : Sơ đồ II
- Kích thước :
+ l1 = 2,1 (m)
+ l2 = 4,8 (m)
- Hoạt tải tiêu chuẩn: P c = 600 (kG/m2), np=1,4
- Sơ đồ sàn như hình vẽ:
II. TÍNH TOÁN SÀN:
1. Phân loại bản sàn:
l 2 4 .8
Xét tỉ số 2.3 2 xem bản làm việc theo một phương. Ta có sườn toàn khối có
l1 2.1
bản loại dầm.Các dầm qua trục B,C là dầm chính,vuông góc với dầm chính là dầm
phụ. Cắt một dải bản rộng 1m, vuông góc với dầm phụ và được xem là các dầm liên
tục.
2. Lựa chọn kích thước cấu kiện:
a. Bản:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 2
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Xác định sơ bộ chiều dày của sàn:
D 1.1
hb * l1 * 2100 77(mm) .
m 30
Chọn hb 80(mm)
b. Dầm phụ:
Xác định kích thước của dầm phụ:
ldp l2 4.8m : Nhịp dầm phụ.
1 1 1 1
- Chiều cao dầm phụ: hdp ( : ) * ldp ( : ) * 4800 240 : 400(mm)
20 12 20 12
Chọn hdp 400(mm) .
- Bề rộng dầm phụ: bdp (0.3 : 0.5) * hdp (0.3 : 0.5) * 400 120 : 200(mm)
Chọn bdp 200(mm) .
c . Dầm chính:
Ta có: ldc l1 * 3 2.1 * 3 6.3(m)
1 1 1 1
Chiều cao: hdc ( : ) * l dc ( : ) * 6300 525 : 787(mm) Chọn hdc 600(mm)
12 8 12 8
Bề rộng : bdc (0.3 : 0.5) * hdc (0.3 : 0.5) * 600 180 : 300(mm) Chọn bdc 300(mm)
3. Sơ đồ tính :
Cắt theo phương cạnh một dải có chiều rộng b=1m xem bản như một dầm liên tục
nhiều nhịp,gối tựa là tường biên và các dầm phụ.
Bản sàn được tính theo sơ đồ kồ khớp dẻo,nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.
- Nhịp giữa : l g l1 bdp 2100 200 1900(mm)
1 1 1 1 1 1
- Nhịp biên : lb l1 bdp bt hb 2100 200 200 80 1940(mm)
2 2 2 2 2 2
4. Tải trọng tính toán phân bố trên bản sàn :
Tải trọng tính toán : q g p
- Tĩnh tải tính toán g : Cấu tạo các lớp sàn :
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 3
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Chiềudày Hệ số độ tin cậy Trị tính toán g
Lớp cấu tạo
(Kg/m 3 ) (mm) củaTải trọng (Kg/m )
2
Gạch bông 2000 0.01 1,2 24
Vữa lót 1800 0.02 1,3 46.8
BTcốt thép 2500 0.08 1,1 220
Vữa trát 1800 0.02 1,3 46.8
Tổng cộng 337.6
- Hoạt tải tính toán p :
p ptc * n p 600 *1.4 840(kG / m2 )
- Vậy tải trọng tính toán là :
q g p 337.6 840 1177,6(kG / m 2 )
Tải trọng tính toán cho bản rộng 1m là : q=1177,6(kG/m2)=11.77(kN/m2)
5. Xác định nội lực bản sàn ( theo sơ đồ biến dạng dẻo ) :
- Mômen ở nhịp biên và gối thứ 2 :
qlb2 11.77 *1.94 2
M nb M g 2 4.02(kNm / m)
11 11
- Mômen ở nhịp giữa và gối giữa :
ql g2 11.77 *1.9 2
M ng M gg 2,65(kNm / m)
16 16
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 4
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
6. Tính cốt thép :
Bê tông cấp độ bền B15 có R b =8,5Mpa
Cốt thép bản sàn CI có R s =225MPa
Chọn a0 = 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 = 6,5 cm
M
Ta có : m =
Rb bh02
- Tại nhịp biên gối biên :
Mb 4.02 *10 6
mb = 0.11
Rb bh02 8.5 *1000 * 65 2
Tra bảng ta được : b 0.12 , b 0.940
Diện tích cốt thép cần thiết:
M 4.02 *10 6
As 292.4(mm2 )
Rs h0 225.0,940.65
- Tại nhịp giữa gối giữa :
Mg 2.65 * 10 6
mg = 2
0.07
Rb bh0 8.5 * 1000 * 652
Tra bảng ta được: g 0.08 , g 0.960
Diện tích cốt thép cần thiết:
M 2,65 * 10 6
As 188,7(mm2 )
Rsh0 225.0,960.65
Khoảng cách giữa các cốt thép :
b * as
u (mm) khi h 150mm u không lớn quá 200mm
As
Chọn cốt thép
M As (chọn)
Tiết diện
(kNm/m) mm2 u Asc
%
(mm) (mm) (mm2/m)
Nhịp biên 4,02 292.4 8 150 352 1.2
Gối biên 4,02 292.4 8 150 352 1.2
Nhịp giữa 2,65 188.7 8 200 251 1.3
Gối giữa 2,65 188,7 8 200 251 1.3
7. Bố trí cốt thép:
p 840
Xét tỉ số : 2.5
g 337.6
p
Ta có: 1< <3 =0,25
g
vlb= . lb=0,25.1940=485mm
vlg= .lg =0,25.1900=475mm
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 5
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
- Cốt thép cấu tạo chịu momen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính
được xác định như sau :
A s,ct 50%A s gối giữa =0,5.188,7= 94.35 mm2
Chọn =6,bước thép u200mm có A sc =141 mm2
- Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau :
A s, pb 20%A st =0,2.292.4 = 58.48 mm2
Chọn =6,bước thép u350mm có A sc =85 mm2
- Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa :
L at =120mm>10.
Bố trí cốt thép cho bản sàn được thể hiện ở hình bên :
x
III. THIẾT KẾ DẦM PHỤ :
3.1. Số liệu tính toán :
Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là một dầm liên tục 3 nhịp có các
gối tựa là tường biên và các dầm chính.
lb = 4,660m Lg = 4.500m
1 2 3
Sơ đồ tính toán dầm phụ
Cdp: Đoạn dầm phụ kê lên tường, Cdp ≥ 220 mm, chọn Cdp = 220 mm.
Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa.
- Nhịp giữa:
l g l 2 bdc 4800 300 4500(mm)
- Nhịp biên: :
1 1 1 1 1 1
lb l 2 bdc bt hb 4800 300 200 220 4660(mm)
2 2 2 2 2 2
3.2. Xác định tải trọng:
Dầm phụ chịu tải trọng phân bố đều
3.2.1. Tĩnh tải:
g p gl1 g bt
Trog đó :
- Tĩnh tải do bản sàn truyền vào:
gl1 =3,376*2.1=7.08 (kN/m)
Trọng lượng bản thân dầm phụ:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 6
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
gbt = 1,1 bdp(hdp – hb)=1.1*25*0.2(0.4-0.08) =1,76(kN/m)
Tổng tĩnh tải:
gp= gl1 + gbt = 7.08+1,76= 8,85 (kN/m)
3.2.2. Hoạt tải:
p p pb * l1 8.4 * 2.1 17,64(kN / m)
3.2.3. Tổng tải:
Tải trọng tổng cộng:
qdp = gp + pp = 8.85+17.64 =26,49 (kN /m)
3.3. Xác định nội lực:
3.3.1. Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:
lg 4500
Vì tỉ số 0.965
lb 4660
0.965
Chênh lệch giữa các nhịp tính toán là l0 *100% 0.02% 10%
4660
Nên tung độ biểu đồ bao mômen được tính theo sơ đồ khớp dẻo và được xác định
như sau:
* M =β.qdp.l2
* Đối với nhịp biên: l = lb = 4660 (mm)
* Đối với nhịp giữa: l = lg =4500 (mm)
pp
1764
* Β và k tra bảng phụ lục 8 có nội suy phụ thuộc: = 2 .0
gp 885
* Tung độ hình bao mômen ( nhánh dương):
+ Tại nhịp biên : M+=β1qdplb2= β1 x 26,49 x 4.662= β1 x 575.2 ( kNm)
+Tại nhịp giữa: M+=β1qdplg2= β1 x 26,49 x 4,52= β1 x 536.4 ( kNm)
Tung độ hình bao mômen ( nhánh âm)
+Tại nhịp giữa: M+=β2qdplg2= β2 x 26.49 x 4.52= β2 x 536.4 ( kNm)
p dp
Tra phụ lục 08, với tỷ số = 2.0 => hệ số k = 0,20 và β ta có bảng kết quả
g dp
tính toán được tóm tắt trong bảng :
Bảng giá trị mômen của dầm phụ :
Bảng chỉ thể hiện một nữa dầm một nữa còn lại dối xứng với nó.
Giá trị β Tung độ M(kNm)
Nhịp, tiết diện
β1 β2 M+ M-
Nhịp biên
Gối 1 0 0
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 7
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
1' 0.065 37.38
2' 0.09 51.76
0.425L 0.091 52.34
3' 0.075 43.14
4' 0.02 11.5
Gối 2-Td.5 -0.0715 -38.35
Nhịp giữa
6' 0.018 -0.0300 9.65 -16.09
7' 0.058 -0.009 31.11 -4.82
0.5L 0.0625 33.53
8' 0,058 -0,006 31.11 -3.21
9' 0,018 -0,0240 9.65 -12.87
Gối 3 – Td.10 -0,0625 -33.52
Mômen âm triệt tiêu tại tiết diện cách mép gối tựa thứ 2 một khoảng:
X1 = k . Lob =0,2. 4660= 932 (mm).
Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một khoảng:
+ Nhịp biên: X2 = 0,15.Lob =0,15 . 4,66= 0.699 (m).
+ Nhịp giữa: X3 = 0,15.Lo = 0,15 . 4,50=0,675(m).
Mômen dương lớn nhất cách gối tựa 1 đoạn:
X4 = 0,425 Lob = 0,425 . 4.660 = 1.98(m).
3.3.2. Biểu đồ bao lực cắt:
Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
Gối thứ nhất:
Q1 = 0,4.qdp.lb = 0,4 * 26.49 * 4.66= 49.37(kN).
Gối thứ hai bên trái:
Q2t = Q3p =0,6.qdp. lb = 0,6 * 26.49 * 4.66 = 74.06 (kN).
Bên phải gối thứ hai,bên trái và bên phải gối thứ 3:
Q2P = Q3T= 0,5qdp.lg = 0,5 * 26.49* 4.5 = 59.60 (kN).
Biểu đồ bao momen và lực cắt
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 8
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
3.4. Tính cốt thép :
Bêtông có cấp độ bền B15 có: Rb = 8,5 MPa , Rbt = 0,75 MPa .
Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs=280 MPa.
Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw =175 MPa.
3.4.1. Cốt dọc:
Dầm được đổ toàn khối với sàn nên xem một phần bản cánh cùng tham gia chịu lực
với sàn.
a) Tại tiết diện ở nhịp biên:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng
tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết anhịp = 30 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm.
Tính diện tích cốt thép:
.R b .b.h 0
As
Rs
Trong đó:
M 52.34.10 6
αm = 0,22
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,22 0,251
.R b .b.h 0 0,251.8,5.200.370.
As 563(mm2 )
Rs 280
b) Tại tiết diện ở gối :
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện
chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết agối = 40 mm. Suy ra ho = h – agối = 400 –40 = 360 mm.
Tính diện tích cốt thép:
.R b .b.h 0
As
Rs
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 9
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Trong đó:
M 38.35.10 6
αm = 0,17
Rb .b.ho2 8,5.200.360 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,17 0,187
.R b .b.h 0 0,187.8,5.200.360.
As 408.7(mm 2 )
Rs 280
c) Tại tiết diện ở nhịp giữa:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng
tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết anhịp = 30 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm.
Tính diện tích cốt thép :
.R b .b.h 0
As
Rs
Trong đó:
M 33.52.10 6
αm = 0,144
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2
ξ = 1 - 1 2 m 1 1 2.0,144 0,156
.R b .b.h 0 0,156.8,5.200.370.
As 350(mm 2 )
Rs 280
Tiết diện tính cốt thép dầm phụ
Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5.
Bảng Tính cốt thép dọc cho dầm phụ.
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 10
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
M As
Tiết diện αm ξ
(kNm) (mm2)
Nhịp biên(200 x 400) 42.34 0,22 0,251 563
Gối B (200 x 400) 38.35 0,17 0,187 408.7
Nhịp giữa(200 x 400) 33.52 0,144 0,156 350
* Chọn và bố trí cốt thép dọc.
Để có được cách bố trí hợp lí cần phải so sánh các phương án. Trước hết tìm tổ hợp
thanh có thể chọn các tiết diện chính. Dưới đây là một số liết kê các thép chọn, ở đây
chưa xét đến sự phối hợp giữa các vùng, diện tích các thanh ghi ở một bên.
Bảng chọn thép cho các tiết diện chính của dầm
Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp thứ hai
Diện tích As
cần thiết 563 408.7 350
(cm2)
Phương án 1 216 214(710mm2 ) 314(462mm2 ) 216 (402mm2)
Phương án 2 414(616mm 2 ) 214 212(534mm2 ) 216(402mm 2 )
Phương án 3 316(603mm2 ) 314(462mm 2 ) 212 114(380mm 2 )
Các phương án bố trí thép
Nhận xét phương án 1 là phương án tối ưu nhất trong các phương án, phương án
này cho ta cách bố trí hợp lí hơn cả.
Do đó ở đây ta chọn phướng án thứ nhất để tính toán và bố trí cốt thép.
Phương án 1 được thể hiện ở hình dưới, trong đó chỉ rõ các thanh được dùng phối
hợp giữa các đoạn.
Sơ đồ bố trí thép
Bảng kiểm tra hàm lượng cốt thép.
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 11
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
M As As chọn (chọn)
Tiết diện
(kNm) (mm2) (mm2) %
Nhịp biên(200 x 400) 42.34 563 710 1.2
Gối B (200 x 400) 38.35 408.7 462 1,1
Nhịp giữa(200 x 400) 33.52 350 402 1,1
3.4.2 Tính toán cốt đai:
Chuẩn bị số liệu :
+ Bêtông có cấp độ bền B15 Rb = 8,5 MPa, Rbt = 0,75MPa, Eb = 23.103MPa,
b2 1
+ Chọn cốt đai là thép A-I có Rsw=225MPa, Es = 21.104MPa
Từ biểu đồ lực cắt của dầm, nhận xét Qmax = Q2T= 74.06kN
* Xét tiết diện mép trái gối B có Qmax = Q2T= 74.06kN, có ho = 360 mm
Với chiều cao dầm phụ là 400mm, ta chọn đai 6 và khoảng cách các đai theo cấu
h 400
u 133,33
tạo là 3 3 chọn u = 150
u 500
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính tại tiết diện mép trái gối B
Q B 0,3. w1. b1.R b .b.h o
T
Trong đó w1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông gócvới trục cấu
kiện, được xác định theo công thức: w1 1 5.α. w
E S 21.10 4 n.asw 2.28,3
Với α 3
9,13 và μ w 0,0019
E b 23.10 b.u 200.150
Từ đó tính được w1 1 5.α. w 1 5.9,13.0,0019 1,086 < 1,3 (thoả mãn)
Giá trị b1 :hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác
nhau. được tính theo: b1 1 Rb 1 0,01.11,5 0,885
Tính được 0,3. w1. b1.R b .b.h o = 0,3.1,086.0,885.8,5.200.360 = 176460N = 176N
Nhận xét: QBT=74.06kN < 176kN: thoã mãn điều kiện
Tính M b b2 .(1 f n ).R bt .b.h 02
Trong đó:
b 2 là hệ số xét đến ảnh hương của BT, đối với BT nặng chọn b 2 2
f là hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T khi cánh nằm trong vùng
u .h' 3.80.80
nén, được xác định : f 0,75. f f 0,75. 0,2 0,5 (thoả)
b.h o 200.360
Trong đó:
uf=min[3.hf và (bf – b) )
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 12
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
n là hệ số xét đến lực dọc trục ,do dầm không kể đến nên ta có n 0
Từ đó tính:
M b b2 .(1 f n ).R bt .b.h 02 2.(1 0,19).0,75.200.360 2 46267200 N.mm 46,2kN.m
2 M b 2 * 46,2
C* 1,247 m=1247mm
Qmax 74.06
C * 2h0 2 * 360 720 mm
Lấy C=C*=1247mm và C0=2h0=2*360=720mm
Với tải phân bố
M b 42.62
Qb 34.17kN
C 1,247
Q bmin b 3 (1 f n ) Rbt bh0 0,6 * 0,75 * 200 * 360 3240 32,40kN
Lấy Q b 34,17 Qb min
Qmin 32.40
qsw2 45kN / m 45 N / mm lấy qsw2=34,17N/mm
2h0 2 * 0,360
Rsw Asw 225 * 28.3
u 186 mm
q sw 34.17
Theo cấu tạo:
h=400<500 quy định (150mm và 0,5h=200)
b 4 (1 n ) Rbt bh02 1,5 * 0,75 * 200 * 360 2
u max 393mm
Qmax 74.06 *1000
Chọn cốt đai với s=150 trong đoạn Sg bằng ¼ nhịp dầm gần gối tựa . trong đoạn
giữa dầm có Q Qb0 không cần tính toán đặt cốt thép theo cấu tạo s=3/4h=300mm
Ở bên trái gối II và gối I có lực cắt nhỏ hơn Qmax=74.06kN/m. với
Qmax=74.06kN/m. Đã tính ra được s=150mm và chọn theo cấu tạo s=150mm. như vậy
với nơi khác có Q nhỏ hơn sẽ tính được u lớn hơn 150mm. do đó không cần tính nữa mà
chọn theo cấu tạo s=150mm.
IV. TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH.
4.1. Sơ đồ tính toán.
Dầm chính là dầm liên tục bốn nhịp, kích thước tiết diện dầm hdc=600mm,
bdc=300mm, bề rộng cột bc=400mm, đoạn dầm kề lên tường bằng chiều dày tường bt=
200mm. nhịp tính toán ở nhịp biên và nhịp giữa đều bằng l=6300mm.
Sơ đồ tính của dầm chính
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 13
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
4.2. Xác định tải trọng:
Dầm chính chịu tải trọng do dầm phụ truyền vào dưới dạng tập trung và trọng
lượng bản thân dầm.
4.2.1.Tĩnh tải:
G = Go + G 1
- Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
G1 g dp .l2 8.85.4.8 42.48(kN )
- Tĩnh tải di chính dầm chính gây ra:
G0 1,1. .bdc .(hdc hb ).l1 1,1 * 25 * 0,3 * (0,6 0,08) * 2,1 9,009(kN)
Tĩnh tải tính toán: G = Go + G1 = 9,009 + 42,48 = 51,489 kN
4.2.2.Hoạt tải:
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 14
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: p Pd * l2 17.64 * 4.8 84.67(kN)
4.3. Xác định nội lực:
Ta tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen và lực cắt dựa vào phương pháp tổ hợp tải
trọng, rồi xác định nội lực rồi tổ hợp nội lực để vẽ được biểu đồ bao môme và lực cắt.
4.3.1. Biểu đồ bao momen:
Xác định biểu đồ bao mômen:
Tìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm
Xác định biểu đồ mômen uốn do tỉnh tải G:
Tra bảng ta được hệ số :
MG = xGxL= x 51.4 x 4.8= 246.72 x (kNm)
Xác định biểu đồ mômen uốn do các hoạt tải Pi tác dụng:
MPi = xPxL= x 84.67x 4.8 = 406.416 x (kNm)
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 15
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
(a)
MG 1 2 3 4
A B C
G G G G
(b)
M P1
A B C
G G G G
(c)
M P2
A B C
G G G G G G
(d)
M P3
A B C
G G G G
(e)
M P4
A B C
G G
(f)
M P5
A B C
G G G G
(g)
M P6
A B C
Các trường hợp đặt tải của dầm bốn nhịp
Bảng :Xác định tung độ biểu đồ momen(kNm)
Tiết diện
1 2 Gối B 3 4 Gối C
Sơ đồ
0,238 0,143 -0,286 0,079 0,111 -0,190
a
MG 58.71 35.28 -70.56 19.4 27.3 -46.8
0,286 0,238 -0,143 -0,127 -0,111 -0,095
b
MP1 116.2 96.72 -58.1 -51.6 -45.11 -38.6
-0,048 -0,095 -0,143 0,206 0,222 -0,095
c
MP2 -19.5 -38.6 -58.11 83.72 90.22 -38.6
-0,321 -0,048
d
MP3 134.33 88.2 -130.4 81.74 120 -19.5
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 16
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
-0.031 -0,063 -0,095 -0,286
e
MP4 -12.6 -25.6 -38.6 113 84.46 -116.2
0,036 -0,143
f
MP5 4.87 9.75 14.63 -9.61 -34.86 -58.11
-0,190 0,095
g MP6 152 126.3 -77.21 -38.6 0.0 38.6
Mmax 210.71 161.5 -55.93 103.12 117.3 -8.2
Mmin 39.21 -3.32 -200.9 -32.2 -17.81 -163
Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không cho các giá trị tại một số tiết diện,
phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu.
Ta có :
Mo = p.l1 = 84.67.2,1 = 177.8
* Sơ đồ d:
M1 = 177.8 – 130.4/3 = 134.33(kNm)
M2 = 177.8 – 2x (134.33 /3 )= 88.2 (kNm)
M3 = 177.8-19.5-2(134.33-19.5)/3 = 81.74 (kNm)
M4 = 177.8-19.5- ( 134.33 – 19.5 )/3 = 120(kNm)
130.4
a b
m2
m1
134.33
Ñôn vò: kNm
130.4
19.5
B C
M 3 M4
81.74 120
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 17
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
* Sơ đồ e:
Đoạn dầm BC
M3= 177.8-38.6- ( 116.2 – 38.6 )/3 = 113 (kNm)
M4 = 177.8- 38.6-2(116.2-38.6)/3 =84.46(kNm)
116.2
38.6
B C
M4
M3 Ñôn vò: kNm
113 84.46
* Sơ đồ f:
M1 =14.63 /3=4.87 (kNm)
M2 = 14.63/3.2 = 9.75(kNm)
M3 = 2x(14.63+58.11)/3-58.11=-9.61(kNm)
M4 = (11.63+58.11)/3-58.11 =-34.86(kNm)
Ñôn vò: kNm
A B
M1
4.87 M2
9.75 14.63
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 18
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
* Sơ đồ g:
M1 =177.8 – 77.21 /3 = 152 (kNm)
M2 = 177.8 -2 x 77.21/3 = 126.3 (kNm)
M3 = (38.6+77.21)/3-77.21=- 38.6(kNm)
M4 =2x(38.6+77.21)/3-77.21=0.0(kNm)
77.21
a b
m1
m2
152 126.3
77.21
38.6
38.6
0
b c
m3 m4
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 19
TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh
Sơ đồ mômen trong dầm
70.56
46.8
(a) 1 2 3 4
(kNm)
MG 35.28 19.4 27.3
A 58.71 b c
58.1 51.6 45.11 38.6
(b) 1 2 3 4 (kNm)
MP1
A b c
116.2 96.72
58.11 38.6
19.5 38.6
(c) 1 2 3 4
(kNm)
MP2 A b c
83.72 90.2
130.4
19.5
(d) 1 2 3 4
(kNm)
MP3 88.2 b 81.74 c
A
134.33 120
38.6 116.2
12.6 25.6
(e) 2 3 4
(kNm)
1
MP4 84.46
A b 113 c
58.11
9.61 34.86
(f) 1 2 4 (kNm)
4.87 3
MP5 A 9.75 14.63
b c
77.21
38.6
(g) 1 2 3 4 49.80
(kNm)
0.00
MP6 A b c
126.3
152
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I Trang 20