›
›

Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 1: Kết cấu sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

pdf 45 trang hapham 1990
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 1: Kết cấu sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_mon_hoc_ket_cau_be_tong_cot_thep_1_ket_cau_san_suon_be.pdf

Nội dung text: Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 1: Kết cấu sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: NGUYỄN THANH LÂN LỚP: XB10 MSSV: 10610300080 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 4-2012
  2. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN MỤC LỤC Trang A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 4 B. THIẾT KẾ TÍNH TỐN 5 CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TỒN KHỐI 5 1. Mơ tả các bộ phận của sàn sườn 5 2. Tải trọng tác dụng lên sườn 5 CHƯƠNG 2. BẢN SÀN 5 1. Phân loại bản sàn 5 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 5 3. Sơ đồ tính 6 4. Xác đinh tải trọng 8 5. Xác định nội lực 8 6. Tính cốt thép 9 7. Bố trí cốt thép 10 CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ 13 1. Sơ đồ tính 13 2. Xác đinh tải trọng 13 3. Xác định nơi lực 14 4. Tính cốt thép 16 5. Biểu đồ vật liệu 19 CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH 23 1. Sơ đồ tính 23 2. Xác đinh tải trọng 23 3. Xác định nơi lực 24 4. Tính cốt thép 29 5. Biểu đồ vật liệu 33 CHƯƠNG 5. THỐNG KÊ VẬT LIỆU 39 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 2
  3. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Phụ lục: Sử dụng kiến thức cơ kết cấu để tính tốn và xác định biểu đồ mơmen của từng trường hợp tổ hợp tải trọng trong dầm chính của đồ án mơn học bê tơng cốt thép 1. 41 Tài liệu tham khảo 45 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 3
  4. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP (BTCT) 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN BTCT TỒN KHỐI A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU: Số thứ tự trong danh sách lớp: 40. Tra theo bảng số liệu từ “Nhiệm vụ đồ án mơn học kết cấu BTCT 1”, số liệu của đồ án như sau: Bảng 1: Bảng tổng hợp số liệu của đồ án Bước Hệ số Chiều dày Kích thước Mã Bước dầm Hoạt tải dầm vượt tải tường bao tiết diện cột Sơ đồ mặt số đề phụ L1 tiêu chuẩn chính L2 2 của hoạt quanh BTCT bàng sàn bài (m) pc (kg/m ) (m) tải np (mm) (mm) 40 2,0 4,4 500 1,2 300 500x500 Sơ đồ 1 Sơ đồ 1: Hình 1. Sơ đồ mặt bằng sàn Vật liệu: - Bê-tơng: Chọn bê tơng cĩ mác 250 (B20), cĩ Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa. - Cốt thép: dùng thép sợi với các mác thép: Loại CI: Cốt thép bản sàn, cốt cấu tạo, cốt đai. Loại CII hoặc CIII: Cốt dọc dầm phụ, cốt dọc dầm chính. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 4
  5. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN - Giả sử sàn cĩ cấu tạo như sau: Bảng 2: Bảng số liệu các lớp cấu tạo của sàn Bề dày lớp Trọng lượng riêng Hệ số độ tin cậy Phân lớp cấu tạo (mm) (kN/m3) về tải trọng Gạch ceramic  g 10  g 20  f 1, 2 Vữa lĩt vl 25  vl 18  f 1,3 Bê tơng cốt thép  bt h b  bt 25  f 1,1 Vữa trát vt 20  vt 18  f 1,3 B. THIẾT KẾ TÍNH TỐN: CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TỒN KHỐI 1. Mơ tả các bộ phận của sàn sườn: Sàn cĩ kích thước 18m*13,2m, sàn cĩ 08 dầm phụ và 02 dầm chính. Dầm phụ cĩ 3 nhịp, mỗi nhịp khoảng 4,4m. Dầm chính cũng cĩ 03 nhịp, mỗi nhịp khoảng 6,0m. Dầm chính gối lên tường chịu lực dày 300mm và cột kích thước mặt cắt ngang 500mm*500mm. 2. Tải trọng tác dụng lên sàn sườn: Tải trọng tác dụng lên sàn sườn bao gồm tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải gồm trọng lượng của sàn, dầm phụ, dầm chính, hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn được lấy bằng 500 kg/m2. CHƯƠNG 2. BẢN SÀN 1. Phân loại bản sàn: L 4,4 Xét tỷ số 2 cạnh ơ bản: 2 2, 2 2, bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương L1 2,0 theo cạnh ngắn. 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn: Xác đinh sơ bộ chiều dày của bản sàn: - Chọn các hệ số như sau: D: hệ số phụ thuộc tải trọng, chọn D = 1. M: hệ số phụ thuộc vào loại bản, với bản dầm chọn m = 32. D 1 h L 2000 62,5 (mm) b m 1 32 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 5
  6. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Chọn hb=70 mm. Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ: 1 1 1 1 1 1 hdp  L dp  L2  .4, 4 366,67  275 (mm) 1216 1216 1216 Chọn hdp= 300 mm. 1 1 1 1 bdp  h dp  .300 150  75 (mm) 2 4 2 4 Chọn bdp= 200 mm. Xác định sơ bộ kích thước dầm chính: 1 1 1 1 1 1 hdc  L dc  3 L1  .3.2,0 750  500 (mm) 8 12 8 12 8 12 Chọn hdc= 600 mm. 1 1 1 1 bdc  h dc  .600 300  150 (mm) 2 4 2 4 Chọn bdc = 300 mm. 3. Sơ đồ tính: Cắt theo phương cạnh ngắn một dải cĩ chiều rộng b = 1 m (hình 2). Xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phụ (hình 3). GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 6
  7. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN DẦM CHÍNH DẦM PHỤ A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 2. Dải được cắt để tính tốn 1 2 3 Hình 3. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của bản dầm Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa. Đoạn bản kê lên tường Cb ( h b ,120) (70,120)( mm ) chọn Cb=120 mm. , Đối với nhịp biên: b t C 200 300 120 L L dp b 2000 1810( mm ) ob 1 2 2 2 2 2 2 Đối với nhịp giữa: Lob L1 b dp 2000 200 1800( mm ) Độ chênh lệch giữa Lob và Lb là khơng đáng kể, khoảng 0,56%. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 7
  8. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 4. Xác định tải trọng: 4.1. Tĩnh tải: Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: g ()   s f, i i i Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 3. Bảng 3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn Bề dày Trọng Trị tiêu Hệ số độ tin Trị tính Lớp cấu tạo lớp lượng riêng chuẩn cậy về tải tốn 3 c 2 2 i (mm)  i (kN/m ) gs (kN/m ) trọng  f, i gs (kN/m ) Gạch ceramic 10 20 0,2 1,2 0,24 Vữa lĩt 25 18 0,45 1,3 0,58 Bê tơng cốt thép 70 25 1,75 1,1 1,93 Vữa trát 20 18 0,36 1,3 0,47 Tổng cộng 2,76 3,22 4.1.1. Hoạt tải: Hoạt tải tính tốn: 2 ps  f, i p c 1,2 5 6,0 kN/m 4.2. Tổng tải: Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản cĩ chiều rộng b = 1 m: qs ( g s p s ) b (3, 22 6,0) 1 9,22 kN/m 5. Xác định nội lực: Mơmen lớn nhất ở nhịp biên: 1 1 M q L2 9, 22 1,81 2 2,75 (kN.m) max 11 s ob 11 Mơmen lớn nhất gối thứ 2: 1 1 M q L2 9, 22 1,80 2 2,72 (kN.m) min 11s o 11 Mơmen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa: 12 1 2 Mmax qs L o 9,22 1,80 1,87 (kN.m) min 16 11 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 8
  9. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN ps gs M kNm Hình 4. Sơ đồ tính và biểu đồ bao mơmen của bản sàn 6. Tính cốt thép: - Bê tơng cĩ cấp độ bền chịu nén B20 (M250): Rb=11,5 MPa. - Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI, Rs=225 MPa. - hb = 70 mm < 100 mm, nên chọn a =15 mm. h0 h a 70 15 55( mm ) - Rb = 11,5 MPa < 15 MPa, nên lấy pl 0,3 và  pl 0,37 . M - Tính hệ số tính tốn cốt thép m theo cơng thức m 2 .  bR b bh0 - Tính hệ số tính tốn cốt thép  theo cơng thức  1 1 2 m  bR b bh0 - Tính diện tích cốt thép As theo cơng thức: As Rs A - Tính hàm lượng cốt thép theo cơng thức:  s bh0 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo min và max , được xác định như sau: min 0,05%  bR b 0,9.11,5 max  pl 0,37 1,7% Rs 225 Từ các giá trị mơmen ở nhịp và gối, tính cốt thép theo các cơng thức sau: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 9
  10. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Đường kính cốt thép d hb/10 = 7 mm, chọn d = 6 mm. Bảng 4: Tính tốn cốt thép cho bản sàn Chọn cốt thép M As  Tiết diện m  2 A (kNm) (mm/m) (%) @ (mm) sc d (mm) (mm2/m) Nhịp biên 2,75 0,088 0,092 233 0,42 6 120 236 Gối 2 2,72 0,087 0,091 230 0,42 6 120 236 Nhịp giữa, gối giữa 1,87 0,060 0,062 156 0,28 6 180 157 7. Bố trí cốt thép: - Đối với các ơ bản dầm cĩ liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên hình 5 được giảm 20% lượng thép so với kết quả tính được. Ở các gối giữa và các nhịp giữa: 2 As = 0,8*156=124 mm 2 Chọn d6@200 (Asc=141 mm ) - Cốt thép cấu tạo chịu mơmen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau: d6@200 A s, ct 2 50%As gối giữa = 0,5*156=78 mm Chọn d6@200 - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: L 4, 4 2 2 2, 2 3 L1 2,0 2 As, pb 20% A st 0, 2 230 46 mm 2 Chọn d6@300 (Asc=94 mm ). - Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: Lan=120 mm 10d GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 10
  11. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Vùng giảm cốt thép C A A C A B D D B B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 5. Vùng giảm cốt thép - hb = 70 mm < 80 mm: cốt thép nhịp và gối tách riêng  6 a 300 5  6 a 120 3  6 a 120  6 a 120  6 a 120 1 4  6 a 120 2 4  6 a 120 3  6 a 120 4  6 a 120 4  6 a 120 1  6 a 120 2  6 a 120 2 MẶT CẮT A – A GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 11
  12. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN  6 a 300 5  6 a 120 3  6 a 120  6 a 200  6 a 120 1 4  6 a 200 2 4  6 a 120 3  6 a 120 4  6 a 200 4  6 a 120 1  6 a 200 2  6 a 200 2 MẶT CẮT B – B 300 220 310 120  6 a 300 460 300 460 6 6  6 a 300 70  6 a 200 3 300 7  6 a 200 MẶT CẮT C – C MẶT CẮT D – D Hình 6. Bố trí cốt thép bản sàn GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 12
  13. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ 1. Sơ đồ tính:Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp cĩ các gối tựa là dầm chính và tường biên (hình 7,8). A B C D Hình 7. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ Cdp – đoạn dầm phụ kê lên tường, chon Cdp=220 mm. Nhịp tính tốn của dầm phụ tính theo mép gối tựa. - Đối với các nhịp biên: b t C 300 300 220 L L dc dp 4400 4210 mm ob 2 2 2 2 2 2 2 - Đối với nhịp giữa: L L b 4400 300 4100 mm o2 dc A B C Hình 8. Sơ đồ tính của dầm phụ 2. Xác định tải trọng: 2.1. Tĩnh tải: - Trọng lượng bản thân dầm phụ: go  f, g  bt b dp( h dp h b ) 1,1 25 0,2 (0,3 0,07) 1,27 kN/m - Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào dầm phụ: g1 gs L 1 3,22 2,0 6,44 kN/m - Tổng tĩnh tải truyền vào sàn: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 13
  14. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN gdp g o g1 1,27 6,44 7,7 kN/m 2.2. Hoạt tải: Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào: pdp p s L1 6,0 2,0 12,0 kN/m 2.3. Tổng tải: Tải trọng tổng cộng: qdp p dp g dp 12 7,7 19,7 kN/m 3. Xác định nội lực: 3.1. Biểu đồ bao mơmen: p 12,0 Tỷ số dp 1,56 gdp 7,7 Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mơmen tính theo cơng thức sau: 2 M  qdp L0 (Với nhịp biên thay Lo bằng Lob) Các hệ số  , k – tra ở phụ lục 8, giáo trình Đồ án mơn học Kết cấu bê tơng: Sàn sườn tồn khối loại bản dầm. Vì bảng tra chỉ cĩ kết quả tra cho tỷ lệ pdp/gdp =1,5 và 2,0. Do đĩ với tỷ lệ pdp/gdp=1,56 ta phải nội suy. Kết quả nội suy như bảng 5: Bảng 5: Bảng tra và nội suy các hệ số  , k Hệ số max tại các tiết diện pdp 1 2 0,425L 3 4 6,9,11 7,8,12 0,5L 0,065 0,090 0,091 0,075 0,02 0,018 0,058 0,0625 k gdp Hệ số min tại các tiết diện 5 6 7 8 9 10 11 12,13 1,50 -0,0715 -0,0260 -0,0030 0,0000 -0,0200 -0,0625 -0,0190 0,0040 0,228 2,00 -0,0715 -0,0300 -0,0090 -0,0060 -0,0240 -0,0625 -0,0230 -0,0030 0,250 1,56 -0,0715 -0,0265 -0,0037 -0,0007 -0,0205 -0,0625 -0,0195 -0,0032 0,231 Kết quả tính tốn được tĩm tắt trong bảng 6. - Mơmen âm Mmin= 0 ở nhịp biên cách mép gối tựa thứ hai một đoạn: x1 = kLob = 0,231.4,210 = 0,973 m. - Mơmen dương Mmax= 0 cách mép gối tưa một đoạn: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 14
  15. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Đối với nhịp biên: x2 = 0,15Lob = 0,15.4,210 = 0,632 m. Đối với nhịp giữa: x3 = 0,15L= 0,15.4,10 = 0,615 m. - Mơmen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn: x4 = 0,425Lob= 0,425.4,210 = 1,789 m. Bảng 6: Xác định tung độ biểu đồ bao mơmen của dầm phụ q L 2 M M Nhịp Tiết diện L (m) dp o   max min o (kNm) max min (kNm) (kNm) 0 0,0000 0 1 0,0650 22,7 2 0,0900 31,4 Biên 0,425Lo 4,21 349,16 0,0910 31,8 3 0,0750 26,2 4 0,0200 7,0 5 -0,0715 -25,0 6 0,0180 -0,026 6,0 -8,6 7 0,0580 -0,009 19,2 -3,0 0,5L 0,0625 20,7 Thứ 2 o 4,10 331,16 8 0,0580 -0,0007 19,2 -0,2 9 0,0180 -0,0205 6,0 -6,8 10 -0,0625 -20,7 11 0,0180 -0,0195 6,0 -6,5 Giữa 12 4,10 331,16 0,0580 0,0032 19,2 1,1 0,5Lo 0,0625 20,7 3.2. Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau: - Gối thứ nhất: Q1 = 0,4*qdp*Lob = 0,4*19,7*4,21 = 33,18 kN - Bên trái gối thứ 2: T Q2 = 0,6*qdp*Lob = 0,6*19,7*4,21 = 49,76 kN - Bên phải gối thứ 2: P Q2 = 0,5*19,7*4,1 = 40,39 kN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 15
  16. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 M kNm Q kN Hình 9. Biểu đồ bao mơmen và lực cắt của dầm phụ 4. Tính cốt thép: - Bê tơng cĩ cấp độ bền chịu nén B20 (M250): Rb=11,5MPa, Rbt=0,9MPa. - Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280MPa. - Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175Mpa. 4.1. Cốt dọc: a. Tại tiết diện ở nhịp: Tương ứng với giá trị mơmen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T. - Xác định độ vươn của bản cánh Sf: 1 1 (L b ) (4400 300) 683,33 mm 62 dc 6 1 1 Sf ( L1 b dp ) (2000 200) 900 mm 2 2 6 h' 6 70 420 mm f Chọn Sf = 420 mm - Chiều rộng bản cánh đưa vào tính tốn: ’ bf = bdp + 2Sf = 200 + 2*420 = 1040 mm ’ - Kích thước tiết diện chữ T (bf =1040 mm; hf’=70 mm; b = 200 mm; h = 300 mm) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 16
  17. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN - Xác định vị trí trục trung hịa: Giả thiết a = 45 mm => ho=h-a = 300-45 = 255 mm ' '' hf 70 Mf  b R b b f h f ( h0 ) 0,9 11,5 1,040 0,07 (255 ) 165,77 kNm 2 2 Nhận xét: M<Mf, nên trục trung hịa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bf’*hdp = 1040 mm*300 mm b. Tại tiết diện ở gối: Tương tự giá trị mơmen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdp*hdp = 200 mm*300 mm. Hình 10. Tiết diện tính cốt thép dầm phụ a) Tiết diện ở nhịp b) Tiết diện ở gối Kết quả tính cốt thép được tĩm tắt trong bảng 7. Bảng 7. Tính cốt thép dọc cho dầm phụ M  As  Chọn cốt thép Tiết diện m 2 2 (kNm) (mm ) (%) Chọn Asc(mm ) Nhịp biên 31,8 0,0454 0,0465 465 0,91% 3d14 462 Gối 2 (200*300) 25,0 0,1857 0,2072 398 0,78% 2d12+1d14 380 Nhịp giữa 20,8 0,0297 0,0302 302 0,59% 2d14 308 Nhận xét: các giá trị m đều thỏa mãn m < pl =0,3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: ARs b b 0,9 11,5 min 0,05%  m ax  pl 0,37 1,37% bh0 Rs 280 4.2. Cốt ngang: Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 cĩ lực cắt lớn nhất Q = 49,76kN. Kiểm tra điều kiện tính tốn: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 17
  18. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN b3(1 f n )  bR bt bh 0 3 0,6 (1 0 0) 0,9 0,90 10 200 (300 45) 24,79kN Q b3(1 f n )  b R bt bh 0 => Bêtơng khơng đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt. 2 Chọn cốt đai d6 (asw = 28 mm ), số nhánh cốt đai n=2. Xác định bước cốt đai: 4 (1 )  R bh2 s b2 f n b bt 0 R na ttQ2 sw s w 4 2 (1 0 0) 0,9 0,90 200 (300 45)2 175 2 28 (49,76 103 ) 2 334mm (1 )  R bh2 s b4 n b bt 0 max Q 1,5 (1 0) 0,9 0,90 200 (300 45)2 49,76 103 318mm h 300 dp 150mm sct 2 2 150mm Chọn s =150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm. Kiểm tra: 4 Es naw s 21.10 2 28 - w1 15 15 3 1,091,3 Eb bs 23.10 200 150 - b1 1  bR b 1 0,01 0,9 11,5 0,897 0,3 w1 b  bR b bh 0 0,3 1,09 0,897 0,9 11,5.103 0, 2 0, 255 154,06kN Ta cĩ, Q<154,06 kN, dầm khơng bị phá hoại do ứng suất nén chính hdp = 300 mm, chọn sct = 150 mm bố trí cho đoạn L/2 giữa dầm. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 18
  19. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 5. Biểu đồ vật liệu: 5.1. Tính khả năng chịu lực của tiết diện: Trình tự tính như sau: - Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí cĩ diện tích As. - Chọn chiều dày lớp bê tơng bảo vệ cốt thép dọc ao = 25 mm; khoảng thơng thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 25 mm. - Xác định ath => hoth = hdp – ath . - Tính khả năng chịu lực theo các cơng thức sau: RAs s  m (1 0,5  ) M m  b R b bh oth  bR b bh oth Kết quả tính tốn được tĩm tắt trong bảng 8. Bảng 8. Tính khả năng chịu lực của dầm phụ A a h M M Tiết diện Cốt thép s th oth    (mm2) (mm) (mm) m (kNm) (%) Nhịp biên 3d14 462 32 268 0,045 0,044 33,9 6,58% (1040*300) Cắt 1d14 cịn 2d14 308 32 268 0,030 0,039 22,8 Gối 2 2d12+1d14 380 31 269 0,191 0,173 25,8 3,38% (200*300) Bên trái Cắt 1d14 cịn 2d12 226 31 269 0,114 0,107 16,1 Gối 2 2d12+1d14 380 31 269 0,191 0,173 25,8 (200*300) Bên phải Cắt 1d14 cịn 2d12 226 31 269 0,114 0,107 16,1 Nhịp giữa 2d14 308 32 268 0,030 0,029 22,8 9,46% (1040*300) 5.2. Xác định tiết diện cắt lý thuyết: - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng. - Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mơmen. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 19
  20. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Bảng 9. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN) 10 Nhịp biên 3 22,7 bên trái 22,8 31,4 10 10,3 (đoạn 0,2L (1d14) thứ hai) 842 632 7 Nhịp biên 11,8 bên trái 3 26,2 632 22,8 (đoạn 0,2L (1d14) thứ tư) 842 627 Gối thứ 2 2 25 627 25,7 (Bên trái) (1d14) 16,1 973 445 Gối thứ 2 2 25 445 20,0 (Bên phải) (1d14) 16,1 8,6 820 5.3. Xác định đoạn kéo dài W: Đoạn kéo dài W được xác định theo cơng thức: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 20
  21. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 0,8QQ W s, inc 5 d 20 d 2qsw Trong đĩ: - Q – lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mơmen; - Qs,inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc, mọi cốt xiên đều nằm ngồi vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs,inc = 0; Rsw na s w - qsw – khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết, q ; sw s trong đoạn dầm cĩ cốt đai d6@150 thì: 175 2 28 q 65,33 sw 150 - d – đường kính cốt thép được cắt Kết quả tính các đoạn W được tĩm tắt trong bảng 10. Bảng 10. Xác định đoạn kéo dài W của dầm phụ Tiết diện Thanh thép Q (kN) qsw (kNm) Wtính(mm) 20d (mm) Wchọn(mm) Nhịp biên 3 (1d14) 10,3 65,33 133 280 280 Nhịp biên 3 (1d14) 22,8 65,33 210 280 280 Gối thứ 2 (bên trái) 2 (1d14) 25,7 65,33 227 280 280 Gối thứ 2 (bên phải) 2 (1d14) 20,0 65,33 192 280 280 Kết quả bố trí cốt thép và biểu đồ vật liệu của dầm phụ được thể hiện trên hình 11. 5.4. Kiểm tra neo, nối cốt thép: 2 2 Nhịp biên bố trí 3d14 cĩ As = 462 mm , neo vào gối 2d14 cĩ As = 308 mm > 1/3*465 = 155 mm2. 2 Nhịp giữa bố trí 2d12 + 1d14 cĩ As = 380 mm , neo vào gối 2d12 cĩ As = 226 > 1/3*380 = 126,67 mm2. Chọn chiều dài đoạn nối vào gối biên kê tự do là 160 mm và vào các gối giữa nhịp là 400 mm. Tại nhịp 1 nối 2 thanh số 1 (2d12). Chọn chiều dài đoạn nối là 300 mm > 20d = 240mm. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 21
  22. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 3860 350 300 445 1605 25,8kNm 280 280 16,1kNm 16,1kNm 0 1 2 3 4 5 6 7 22,8kNm 280 280 22,8kNm 33,9kNm 850 1820 1540 300 2050 300 3470 1650 1330 220 160 1 2 3 1 6 a 150 6 2 3 160 462 2390 1648 2450 212 6910 1 114 114 200 2390 3 1650 2 214 4660 4 214 4900 5 114 212 2 212 1 212 1 70 1 70 70 300 300 214 300 214 4 4 214 5 3 114 200 200 200 MẶT CẮT 1-1 MẶT CẮT 2-2 MẶT CẮT 3-3 MẶT CẮT DỌC DẦM PHỤ TL 1:25 Hình 11. Bố trí thép và biểu đồ vật liệu của dầm phụ GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 22
  23. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH: 1. Sơ đồ tính: Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như một dầm liên tục cĩ 3 nhịp tựa lên tường biên và các cột. Cdc – đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = 300 mm. Nhịp tính tốn lấy theo khoảng cách từ tim cột đến tim cột L=3L1 = 3*2000 = 6000 mm 1 4 7 10 P P P P P P G G G G G G Hình 12. Sơ đồ tính của dầm chính 2. Xác định tải trọng: Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền vào dầm chính dưới dạng lực tập trung. So Hình 13. Xác định tải trọng tác động lên dầm chính 2.1. Tĩnh tải: - Trọng lượng bản thân dầm chính: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 23
  24. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN G0 f , g  bt b dc S 0 1,1 25 0,3 (2 (0,6 0,07) 0,2 (0,3 0,07) 8,4 kN - Tĩnh tải từ dầm phụ truyền lên dầm chính: G1 gdp L 2 7,7 4, 4 33,9 kN - Tĩnh tải tính tốn: G G G 8,4 33,9 42,3 kN o 1 2.2. Hoạt tải: Tĩnh tải tác dụng lên dầm chính là tĩnh tải từ dầm phụ truyền vào: P p L 12,0 4, 4 52,8 kN dp 2 3. Xác định nội lực: 3.4. Biểu đồ bao mơmen: 2.4.1. Các trường hợp đặt tải: Sơ đồ tính dầm đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày trên hình 14. 2.4.2. Xác định biểu đồ mơmen cho từng trường hợp tải: Tung độ của biểu đồ mơmen tại tiết diện bất kỳ của từng trường hợp đặt tải được xác định theo cơng thức: M GL 42,3 6,0 253,5 Mpi PL 52,8,0 6,0 316,8 - hệ số tra phụ lục 9 – giáo trình Đồ án mơn học Kết cấu Bêtơng – sàn sườn tịan khối loại bản dầm. (Hoặc xác định theo kết quả tính tốn ở phần phụ lục đính kèm ở phần cuối Đồ án này). Do tính chất đối xứng nên chỉ cần tính tốn cho 2 nhịp. Kết quả tính biểu đồ mơmen cho từng trường hợp tải được trình bày trong bảng 11. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 24
  25. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN G G G G G G (a) MG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P P P P (b) MP1 P P (c) MP2 P P P P (d) MP3 P P (e) MP4 Hình 14. Các trường hợp đặt tải của dầm 3 nhịp Bảng 11. Xác định tung độ biểu đồ mơmen (kNm) Tiết diện 2 3 Gối 4 5 6 Gối 7 Sơ đồ (a) 0,224 0,156 -0,267 0,067 0,067 -0,267 MG 56,8 39,5 -67,7 17,0 17,0 -67,7 (b) 0,289 0,244 -0,133 -0,133 Mp1 91,6 77,3 -42,1 -42,1 -42,1 (c) -0,044 -0,089 -0,133 0,200 0,200 Mp2 -13,9 -28,2 -42,1 63,4 63,4 (d) -0,311 -0,089 Mp3 72,8 39,9 -98,5 30,5 54,0 -28,2 (e) 0,044 -0,178 Mp4 4,6 9,3 13,9 -9,5 -33,0 -56,4 Trong sơ đồ d và e bảng tra khơng cho các trị số tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu: Sơ đồ d Đoạn dầm 1-4: 2 3 1 4 M2 = 105,6 – 98,5/3 = 72,8 kNm M 2 M 3 M3 = 105,6 – 2*98,5/3 = 39,9 kNm Đoạn dầm 4-7: 5 6 M = 105,6 – 28,2 – 2*(98,5 – 28,2)/3 = 30,5 4 7 5 kNm M 2 M 3 M = 105,6 – 28,2 – (98,5 – 28,2)/3 = 54,0 6 kNm GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 25
  26. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Sơ đồ e 2 3 Đoạn dầm 1-4: 1 4 M2 M = 13,9/3 = 4,6 kNm M 3 2 M3 = 2*13,9/3 = 9,3 kNm Đoạn dầm 4-7: M6 M5 4 M5 = – 56,4 – 2*(-13,9 – 56,4)/3 = -9,5 kNm 5 6 7 M6 = – 56,4 – (-13,9 – 56,4)/3 = -33,0 kNm (a) M G (b) M P1 (c) MP2 (d) M P3 (e) M P4 Hình 15. Biểu đồ mơmen của từng trường hợp tải 2.4.3. Xác định biểu đồ bao mơmen: Bảng 12. Xác định tung độ biểu đồ mơmen thành phần và biểu đồ bao mơmen (kNm) Tiết diện 2 3 Gối 4 5 6 Mơmen M1 = MG + MP1 148,4 116,8 -109,8 -25,1 -25,1 M2 = MG + MP2 42,9 11,3 -109,8 80,4 80,4 M3 = MG + MP3 129,6 79,4 -166,2 47,5 71 M4 = MG + MP4 61,4 48,8 -53,8 7,5 -16 Mmax 148,4 116,8 -53,8 80,4 80,4 Mmin 42,9 11,3 -166,2 -25,1 42,9 2.4.4. Xác định mơmen tại mép gối: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 26
  27. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 3 5 4 Hình 16. Xác định mơmen mép gối Gối 4: (79,4 ( 166,2)) M 4,tr 166,2 250 135,5 135,5 kNm mg 2000 ( 47,5 ( 166,2)) M 4, ph 166, 2 250 139,5 139,5 kNm mg 2000 4, ph Chọn MM mg 139,5 kNm M 1 M 2 M 3 M 4 M Hình 17. Các biểu đồ mơmen thành phần và biểu đồ bao mơmen (kNm) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 27
  28. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 3.5. Biểu đồ bao lực cắt: 3.5.1. Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải: Tính và vẽ biểu đồ lực cắt: Ta cĩ quan hệ giữa mơmen và lực cắt: “Đạo hàm của mơmen chính là lực cắt”. Vậy ta cĩ: M’ = Q = tg . Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch mơmen của hai tiết diện là M = Ma – Mb. Do đĩ lực cắt giữa 2 tiết diện là Q = M/x. Bảng 13. Xác định tung độ biểu đồ lực cắt (kN) Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 Sơ đồ a QG 28,4 -8,7 -53,6 42,4 0,0 b QP1 45,8 -7,2 -59,7 0,0 0,0 c QP2 -7,0 -7,2 -7,0 52,8 0,0 d QP3 36,4 -16,5 -69,2 64,5 11,8 e QP4 2,3 2,4 2,3 -11,7 -11,8 3.5.2. Xác định các biểu đồ bao lực cắt: Bảng 14. Xác định tung độ biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt (kN) Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 Sơ đồ Q1 = QG + QP1 74,2 -15,8 -113,3 42,4 0,0 Q2 = QG + QP2 21,5 -15,8 -60,6 95,1 0,0 Q3 = QG + QP3 64,8 -25,1 -122,8 106,9 11,8 Q4 = QG + QP4 30,7 -6,3 -51,3 30,7 -11,8 Qmax 74,2 -6,3 -51,3 106,9 11,8 Qmin 21,5 -25,1 -122,8 30,7 -11,8 (a) QG (b) QP1 (c) QP2 (d) M P3 (e) QP4 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 28
  29. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Hình 18. Biểu đồ lực cắt của từng trường hợp tải (kN) Q Hình 19. Biểu đồ bao lực cắt (kN) Biểu đồ bao mơmen (kNm) Biểu đồ bao lực cắt (kN) Hình 20. Biểu đồ bao nội lực giải bằng SAP 2000 Nhận xét: các kết quả tính tốn bằng cách tra bảng và các kết quả tính tốn bằng phần mềm sáp khơng chênh lệch quá nhiều. 4. Tính cốt thép: - Bêtơng cĩ cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa. - Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs = 280 MPa. - Cốt thép đai sử dụng loại CI: Rsw = 175 MPa. 4.1. Cốt dọc: a) Tại tiết diện ở nhịp: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 29
  30. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Tương ứng với các giá trị mơmen dương, bản cánh chịu nén, giả thiết tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T. Xác định độ vươn của bản cánh Sf: 1 1 (3L ) (3 2000) 1000 mm 61 6 1 1 Sf ( L2 b dc ) (4400 300) 2050 mm 2 2 6 h' 6 70 420 mm f Chọn Sf = 420 mm. Chiều rộng bản cánh: bf’ = bdc + 2Sf = 300 + 2*420 = 1140 mm. Kích thước tiết diện chữ T (bf’ = 1140; hf’ = 70; b = 300; h = 600 mm). Xác định vị trí trục trung hịa: Giả thiết anhịp = 50 mm => ho = hdc - anhịp = 600 – 50 =550 mm. ' '' hf 70 Mf  b R b b f h f( h o ) 0,9 11,5 1,140 0,07 (550 ) 425,35 kNm 2 2 Nhận xét: M ho = h – agối = 600 – 60 = 540 mm. Hình 21. Tiết diện tính cốt thép dầm chính b) Tiết diện ở nhịp b) Tiết diện ở gối GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 30
  31. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Kết quả tính cốt thép được thể hiện trong bảng 15. Bảng 15. Tính cốt thép dọc cho dầm chính Chọn cốt thép M As  Tiết diện m  A (kNm) (mm2) (%) Chọn sc (mm2) Nhịp biên (1140*600) 148,4 0,0416 0,0425 985 0,16% 5d16 1005 Gối 2 (300*600) 139,5 0,1541 0,1682 1007 0,62% 5d16 1005 Nhịp giữa (1140*600) 80,4 0,0225 0,0228 528 0,08% 2d16+1d14 556 Do dầm chính tính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế: m R 0,441 (tất cả các giá trị m ở trên đều thỏa mãn điều kiện này) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: ARs b b 0,9 11,5 min 0,05%  m ax  R 0,656 2, 42% bh0 Rs 280 4.2. Cốt ngang: ph tr Lực cắt lớn nhất tại gối: Q1 74, 2 kN; Q4 122,8 kN, Q4 106,9 kN. Kiểm tra điều kiện tính tốn: (1 )  R bh b3 f n b bt 0 0,6 (1 0 0) 0,9 0,90 103 200 (600 60) 78,7kN ph tr Q4, Q 4 b 3 (1 f n )  b R bt bh 0 => Cần phải tính cốt ngang (cốt đai và cốt xiên) chịu lực cắt cho gối 4. 2 Chọn cốt đai d6 (asw = 28 mm ), số nhánh cốt đai n = 2. Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo: h 600 200mm sct 3 3 500mm Chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L1 = 2000 mm gần gối. Kiểm tra: 4 Es naw s 21.10 2 28 - w1 1 5 1 5 3 1,0426 1,3 Eb bs 23.10 300 100 - b1 1  bR b 1 0,01 0,9 11,5 0,897 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 31
  32. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 0,3 w1 b 1  bR b bh 0 0,3 1,0426 0,897 0,9 11,5.103 0,3 0,54 470,2kN Kết luận: dầm khơng bị phá hoại do ứng suất nén chính. Khả năng chịu cắt của cốt đai: R na 175 2 28 q sw s w 49 kN / m sw s 200 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtơng: 2 Qsw b 4 b 2 (1 f n )  b R bt bh o q s w 3 2 Qsw b 4 2 (1 0 0) 0,9 0,9 10 300 540 Qsw b 166,7 kN ph tr Vì QQ4, 4 < Qsw b : khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối 4. Bố trí cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp: 3h 3 600 450mm sct 4 4 500mm Chọn s = 400 mm bố trí cho đoạn dầm L1 = 2000 mm giữa dầm. 4.3. Cốt treo: Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính: F = P + G – Go = 52,8 + 42,3 – 8,4 = 86,7 kN. 2 Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn d6(asw = 28 mm ), n = 2 nhánh. Số lượng cốt treo cần thiết: hs 250 F 1 86,7 1 ho 550 m 3 4,8 nasw R s w 2 28 175 10 Chọn m = 6 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 3 đai, trong đoạn hs = hnhịp – ao(nhịp) – hdp = 250 mm. Khoảng cách giữa các cốt treo 80mm. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 32
  33. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN d6@80 N Hình 22. Bố trí cốt treo 5. Biểu đồ vật liệu: 5.1. Tính khả năng chịu lực của tiết diện: - Chọn chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm và ao,gối = 30 mm; khoảng cách thơng thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 25mm. - Xác định ath => hoth = hdc – ath. - Tính khả năng chịu lực theo các cơng thức sau: RAs s 2  m (1 0,5  ) M m  b R b bh oth  bR b bh oth Kết quả tính tốn được tĩm tắt trong bảng 16. Bảng 16. Tính khả năng chịu lực của dầm chính As ath hoth M  M Tiết diện Cốt thép  m (mm2) (mm) (mm) (kNm) (%) 5d16 1005 49 551 0,0433 0,0424 151,6 2,15 Nhịp biên Cắt 1d16 cịn 4d16 804 54 546 0,0349 0,0343 120,9 (1140*600) Uốn 2d16 cịn 2d16 402 33 567 0,0168 0,0167 63,3 Gối 2 5d16 1005 54 546 0,1661 0,1523 140,8 0,92 (300*600) Cắt 1d16 cịn 4d16 804 59 541 0,1339 0,1249 113,7 Bên trái Uốn 2d16 cịn 2d16 402 38 562 0,0645 0,0624 61,2 Gối 2 5d16 1005 54 546 0,1661 0,1523 140,8 (300*600) Cắt 1d16 cịn 4d16 804 59 541 0,1339 0,1249 113,7 Bên phải Cắt 2d16 cịn 2d16 402 38 562 0,0645 0,0624 61,2 Nhịp giữa 1d14+2d16 556 33 567 0,0233 0,0230 87,3 8,57 (1140*600) Cắt 1d14 cịn 2d16 402 33 567 0,0168 0,0167 63,3 5.2. Xác định tiết diện cắt lý thuyết: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 33
  34. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng. - Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mơmen. Bảng 17. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN) Nhịp biên (1d16) 1629 74,2 (đoạn L/3 (2d16) 853 74,2 bên trái) Nhịp biên (đoạn L/3 ở (1d16) 1741 15,8 giữa) Nhịp biên (đoạn L/3 (2d16) 472 113,3 bên trái) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 34
  35. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN) Gối 4 (1d16) 1572 112,8 (bên phải) (2d16) 1145 112,8 Gối 4 (1d16) 491 106,9 (bên trái) Gối 4 (2d16) 1148 42,4 (bên trái) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 35
  36. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN) Nhịp giữa (1d14) 1820 95,1 5.3. Xác định đoạn kéo dài W: Đoạn kéo dài W được xác định theo cơng thức: 0,8QQ W s, inc 5 d 20 d 2qsw Trong đĩ: - Q – lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mơmen; - Qs,inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc, mọi cốt xiên đều nằm ngồi vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs,inc = 0; Rsw na s w - qsw – khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết, q ; sw s Cốt đai trong dầm: d6@200: 175 2 28 q 49 sw 200 - d – đường kính cốt thép được cắt Kết quả tính các đoạn W được tĩm tắt trong bảng 10. Bảng 18. Xác định đoạn kéo dài W của dầm chính Tiết diện Thanh thép Q (kN) qsw (kNm) Wtính(mm) 20d (mm) Wchọn(mm) 5 (1d16) 74,2 49 670 320 670 Nhịp biên bên trái 5 (1d16) 15,8 49 210 320 320 Gối thứ 2 (bên trái) 8 (1d16) 112,8 49 1000 320 1000 Gối thứ 2 (bên phải) 8 (1d16) 106,9 49 960 320 960 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 36
  37. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Tiết diện Thanh thép Q (kN) qsw (kNm) Wtính(mm) 20d (mm) Wchọn(mm) 4 (2d16) 42,4 49 430 320 430 Nhịp giữa 7 (1d14) 95,1 49 850 280 850 Kết quả bố trí cốt thép và biểu đồ vật liệu của dầm chính được thể hiện trên hình 23. 5.4. Kiểm tra về uốn cốt thép: Chi tiết uốn cốt thép được thể hiện trên hình 23. Bên trái gối thứ 4, uốn 2 thanh thép số 4 (2d16) để chịu mơmen: Uốn từ nhịp biên lên gối 4: xét phía mơmen dương - Tiết diện trước cĩ momen [M]tdt = 120,9 kNm. - Tiết diện sau cĩ mơmen [M]tds = 63,3 kNm - Điểm uốn cách tiết diện trước chọn là 760 mm > ho/2 = 546/2 = 273 mm. - Trên nhánh mơmen dương, theo tam giác đồng dạng ta cĩ tiết diện sau cách tiết diện cĩ M = 116,8 kNm một đoạn: 116,8 63,3 116,8 2000 472 mm 116,8 116,8 109,8 - Tiết diện trước nằm cách tiết diện cĩ M = 116,8 kNm một đoạn 259 mm. (xem lại phần xác định tiết diện cắt lý thuyết) - Tiết diện sau nằm cách tiết diện trước một đoạn: 259 + 472 = 731 mm. - Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước một đoạn: 760 + 450 = 1210 mm. Như vậy điểm kết thúc uốn đã nằm ra ngồi tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau một khoảng 1210 – 731 = 479 mm. Uốn từ gối xuống nhịp biên: - Tiết diện trước cĩ mơmen [M]tdt = 113,7 kNm. - Tiết diện sau cĩ mơmen [M]tds = 61,52 kNm. - Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước một đoạn: 620 mm > ho/2 = 541/2 = 271 mm. - Tiết diện sau cách tiết diện trước một đoạn: 1572 – 1145 = 427 mm (xem lại phần xác định tiết diện cắt lý thuyết). GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 37
  38. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN - Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước một đoạn: 620 + 450 = 1070 mm. Như vậy điểm kết thúc uốn đã nằm ra ngồi tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau một khoảng 1070 – 427 = 643 mm. 5.5. Kiểm tra neo, nối cốt thép: 2 2 Nhịp biên bố trí 5d16 cĩ As = 1005 mm , neo vào gối 2d16 cĩ As = 402 mm > 1/3*1005 = 335 mm2. 2 2 Nhịp giữa bố trí 1d14 + 2d16 cĩ As = 556 mm , neo vào gối 2d26 cĩ As = 402 mm > 1/3*556 = 185 mm2. Chon chiều dài đoạn neo vào gối biên kê tự do là 290 mm, vào các gối giữa là 500 mm. Tại nhịp biên nối thanh thép số 1 (2d16) và thanh thép số 2 (2d16), chọn chiều dài đoạn nối là 350mm > 20d =320 mm. 140 4190 310 450 620 430 490 660 1850 166,2kNm 1000 140,8kNm 140,8kNm 960 113,7kNm 139,5 113,7kNm 430 61,2kNm 61,2kNm 350 63,3kNm 63,3kNm 850 80,4kNm 120,9kNm 120,9kNm 670 320 151,6kNm 140 450 450 730 370 1740 260 500 1250 250 250 1570 1180 150 726 84 3100 480 30 1180 250 250 1200 1550 116 216 116 216 5 2 8 2 216 3 216 4 116 5 6 a 200 114 7 6 a 80 6 a 400 300 450 60 3100 440 450 800 500 2750 216 4680 1 216 2 10320 116 116 3100 5 2880 8 590 2630 640 114 640 4060 7 440 2 16 450  450 4 3600 216 450 450 6500 6 216 6390 3 MẶT CẮT DỌC DẦM CHÍNH TL 1:25 Hình 23. Bố trí thép và biểu đồ vật liệu của dầm chính GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 38
  39. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN CHƯƠNG 5. THỐNG KÊ VẬT LIỆU: Bảng 19. Thống kê cốt thép SỐ SỐ SỐ TRỌNG CẤU  THANH TRONG CHIỀU DÀI 1 THANH TRONG TỔNG CHIỀU QUI CÁCH DÀI (m) LƯỢNG(KG) KIỆN HIỆU (mm) 1 CẤU KIỆN THANH (mm) CẢ HỆ 1 50 1980 50 6 222 2080 222 461,8 102,5 2 50 2040 50 6 672 2140 672 1348,1 319,3 420 3 60 60 6 402 540 402 217,1 48,2 1120 4 60 60 6 798 1240 798 989,5 219,7 5 50 4400 50 6 312 4500 312 1404,0 311,7 BẢN SÀN BẢN 6 50 6000 50 6 42 6100 42 256,2 56,9 50 50 7 1220 6 180 1320 180 237,6 52,7 6910 1 12 4 7110 32 227,5 202,0 200 2 1650 14 2 1650 16 26,4 31,9 3 2390 14 2 2390 16 38,2 46,2 4 4660 14 4 4660 32 149,1 180,1 5 4900 14 2 4900 16 78,4 94,7 8 DẦM PHỤ DẦM 8 240 50 6 140 6 89 860 712 612,3 135,9 17 4680 16 4 4680 8 37,4 59,1 2 10320 16 2 10320 4 41,3 65,1 3 6390 16 4 6390 8 51,1 80,7 590 2630 4 640 16 4 8 68,3 107,8 640 8540 440 3600 5 3100 16 2 3100 4 12,4 19,6 6 6500 16 2 6500 4 26,0 41,0 7 4060 14 2 4060 4 16,2 19,6 2 DẦM CHÍNH DẦM 2 8 2880 16 2 2880 4 11,5 18,2 540 50 9 6 88 1660 176 292,2 64,9 240 Bảng 20. Tổng hợp cốt thép NHÓM THÉP CI CII ĐƯỜNG KÍNH (mm) 6 12 14 16 TRỌNG LƯỢNG (kG) 1311,7 202,0 372,5 391,5 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 39
  40. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Bảng 21. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Tên cấu Thể tích bê Trọng lượng cốt thép Hàm lượng cốt thép trong kiện tơng (m3) (kG) 1m3 bê tơng (kG/m3) Bản sàn 18,9 1110,9 58,8 Dầm phụ V1=5,4; V2=6,4 690,9 107,9 Dầm chính V1=4,5;V2=4,9 475,9 97,1 Tồn dầm 28,8 2277,8 79,1 Trọng lượng cốt thép trên 1m2 diện tích mặt sàn: 8,4 kG/m2 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 40
  41. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN PHỤ LỤC: SỬ DỤNG KIẾN THỨC CƠ KẾT CẤU ĐỂ TÍNH TỐN VÀ XÁC ĐỊNH BIỂU ĐỒ MƠMEN CỦA TỪNG TRƯỜNG HỢP TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRONG DẦM CHÍNH CỦA ĐỒ ÁN MƠN HỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 Dầm chính là dầm liên tục cĩ 3 nhịp bằng nhau, chiều dài mỗi nhịp là L = 3L1, L1 – bước dầm phụ. Các trường hợp tổ hợp tải trọng nguy hiểm như sau: G G G G G G (a) M G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P P P P (b) M P1 P P (c) M P2 P P P P (d) M P3 P P (e) M P4 Hình 24. Các trường hợp đặt tải của dầm 3 nhịp Bậc siêu tĩnh của dầm là n = 2. Chọn hệ cơ bản cho các trường hợp tải trọng ở trên như sau: G G G G G G M4(a) M4(a) M7(a) M7(a) (a) M G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P P P P M4(b) M4(b) M7(b) M7(b) (b) M P1 P P M4(c) M4(c) M7(c) M7(c) (c) M P2 P P P P M4(d) M4(d) M7(d) M7(d) (d) M P3 P P M4(e) M4(e) M7(e) M7(e) (e) M P4 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 41
  42. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Hình 25. Xác định hệ cơ bản cho các trường hợp tổ hợp tải trọng Vẽ biểu đồ mơmen cho hệ cơ bản do các lực tập trung Q và P gây ra: (a) M G GL1 GL1 GL1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (b) M P1 PL1 PL1 (c) M P2 PL1 (d) M P3 PL1 PL1 (e) M P4 PL1 Hình 25. Biểu đồ mơmen cho hệ cơ bản cho các lực tập trung Q và P gây ra. Chúng ta cần đi xác định các mơmen M4 và M7 tại các gối 4 và 7 cho từng trường hợp tải trọng. Áp dụng phương trình 3 mơmen để xác định các mơmen này. Phương trình ba mơmen tổng quát như sau: iiM 1 2(  ii  1 ) M iii  1 M 1 6 EI oiPiZ ( it ) 0 li I o Vì chiều dài và độ cứng trên tồn dầm xem như khơng đổi nên ta cĩ các giá trị i là như Ii nhau và bằng l = L=3L1. Vì khơng xét đến chuyển vị cưỡng bức của gối tựa và bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ nên các giá trị iZ, it coi như bằng 0. Như vậy phương trình ba mơmen cịn lại như sau: 6EI MMM 4 iP 0 i 1 i i 1 L Ghi chú: Để dễ theo dõi, ở đây các mơmen tại gối 4 và 7 của dầm chính sẽ tương ứng với các mơmen tại i = 1 và i = 2 trong phương trình 3 mơmen, với i = 0 và i = 3 tương ứng với mơmen tại gối 1 và gối 10, hai mơmen này bằng 0. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 42
  43. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN ia i  i 1 b i 1 1 Ta cĩ: iP () ia i  i 1 b i 1 li EI i l i 1 EI i 1 LEI Ở đĩ: - i,  i 1 : diện tích biểu đồ mơmen uốn (của từng trường hợp tổ hợp tải trọng) tại nhịp i và i+1. - ai, b i : khoảng cách từ trọng tâm biểu đồ mơmen uốn (của từng trường hợp tải trọng) đến gối tựa trái và gối tựa phải của nhịp đĩ. Phương trình 3 mơmen được đơn giản là: 6 M 4 M M  a  b 0 i 1 i i 1L2 i i i 1 i 1 Ta cĩ: - Ở các nhịp của dầm cĩ mơmen, dạng biểu đồ mơmen là như nhau: mơmen dương, dạng hình thang, đáy lớn bằng L nằm trên, đáy bé bằng L/3 nằm dưới và đường cao là GL/3 (ở sơ đồ a) hoặc PL/3 (ở các sơ đồ cịn lại). Như vậy ta cĩ giá trị tại các nhịp cĩ mơmen là: L L GL 2  3 GL2 - ở sơ đồ a 2 3 9 L L PL 2  3 PL2 - ở các sơ đồ cịn lại 2 3 9 - Các giá trị ai, bi ở các nhịp đều bằng L/2. Vậy: 6 6 2LL 2 4 - Ở sơ đồ a: ()( )a  b GL2 GL 2 GL LL2i i i 1 i 1 2 9 2 9 2 3 - Ở các sơ đồ cịn lại: Với gối cĩ mơmen ở hai nhịp gần nĩ: 6 6 2LL 2 4 ()( )a  b PL2 PL 2 PL LL2i i i 1 i 1 2 9 2 9 2 3 Với gối chỉ cĩ mơmen ở một nhịp gần nĩ: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 43
  44. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 6 6 2L 2 PL2 ()(.).a  b PL2 L2i i i 1 i 1 L 2 9 2 3 EI Với gối mà hai nhịp gần nĩ khơng cĩ mơmen: iP 0 Các hệ phương trình được thiết lập ở các sơ đồ để xác định mơmen ở các gối như sau: Sơ đồ Hệ phương trình Kết quả 4 4 4M M GL M M GL 0, 267 GL 1 2 3 1 4(a ) 15 a 4 4 M 4 M GL M M GL 0, 267 GL 1 2 3 2 7(a ) 15 2 2 4M M PL M M PL 0,133 PL 1 2 3 1 4(b ) 15 b 2 2 M 4 M PL M M PL 0,133 PL 1 2 3 2 7(b ) 15 2 2 4M M PL M M PL 0,133 PL 1 2 3 1 4(c ) 15 c 2 2 M 4 M PL M M PL 0,133 PL 1 2 3 2 7(c ) 15 4 14 4M M PL M M PL 0,311 PL 1 2 3 1 4(d ) 45 d 2 4 M 4 M PL M M PL 0 ,089 PL 1 2 3 2 7(d ) 45 2 4MM 0 M M PL 0,044 PL 1 2 1 4(e ) 45 e 2 M1 4 M 2 PL 8 3 M2 M 7(e ) PL 0,178 PL 45 Đây cũng chính là các kết quả tính tốn tra theo bảng ở phụ lục 9 – giáo trình đồ án BTCT 1 – tác giả Võ Bá Tầm & Hồ Đức Huy. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 44
  45. ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 356:2005. Kết cấu bê tơng và cốt thép. Tiêu chuẩn thiết kế. Nhà xuất bản xây dựng, 2005. [2] Võ Bá Tầm. Đồ án mơn học kết cấu bê tơng. Sàn sườn tồn khĩi loại bản dầm. Theo TCXDVN 356:2005. Nhà xuất bản xây dựng, 2011. [3] Võ Bá Tầm. Kết cấu bê tơng cốt thép (tập 1 – Cấu kiện cơ bản). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. HCM, 2006. [4] Võ Bá Tầm. Kết cấu bê tơng cốt thép (tập 2 – Cấu kiện nhà cửa). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. HCM, 2003. [5] PGS.TS. Nguyễn Đình Cống. Tính tốn thực hành cấu kiện bê tơng cốt thép theo TCXDVN 356:2005. Nhà xuất bản xây dựng, 2009. GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 45