Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án bê tông
ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY HỌ TÊN : VÕ CHÍ HIẾU MSSV: 810KG087 NHÓM: KG10X – D1 I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1. Sơ đồ sàn, kích thước ô bản, hoạt tải tiêu chuẩn: Sơ đồ sàn L 1 (m) L 2 (m) P c (kN/m 2 ) 2,3 5,4 7 2.Vật liệu sử dụng: - Bêtông với cấp độ bền chịu nén B15 có: R b = 8,5 MPa; R bt = 0,75 MPa. Loại thép R s (MPa) R sc (MPa) R sw (MPa) CI 225 225 175 CII 280 280 225 3. GVHD KÝ DUYỆT Nội dung Số liệu đề bài Sàn Dầm phụ Dầm chính Tổng thể Ngày Chữ ký SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:1 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY 4. Chiều dày tường chịu lực: t= 340(mm). SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:2 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY 5. Tiết diện cột: 300x300mm 6. Cấu tạo sàn: gồm 4 lớp như sơ đồ dưới. II.Tính toán bản: II.1. Sơ đồ tính – nhịp tính toán của bản: - Xét tỷ số hai cạnh ô bản: 2 3.2 4.5 1 2 >= l l - Vậy bản thuộc bản dầm, tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương l 1 ).Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm. Các dầm từ trục B đến trục C là dầm chính, các dầm ngang là dầm phụ. - Để tính bản, ta cắt một dải rộng b 1 = 1(m) vuông góc với dầm phụ và xem như một dầm liên tục. II.2. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện: a. Chiều dày bản h b : - Áp dụng công thức: L m D h b ×= - Trong đó: l là nhịp của bản (cạnh bản theo phương chịu lực), L = L 1 = 230(cm). D = 0,8÷ 1,4 phụ thuộc tải trọng. m: phụ thuộc loại bản; m = 30÷ 35. SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:3 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY - Ta chọn D= 1,0 ; chọn m= 30 Vậy: h b = 30 2300,1 × = 76,7(mm) . Chọn h b = 80(mm) ≥ h min = 60(mm) b. Tiết diện dầm phụ: - Chiều cao tiết diện dầm chọn theo nhịp: h dp = 4505.337 16 1 12 1 ÷=× ÷ dp L (mm) => h dp =400 (mm) (Trong đó: L dp – nhịp dầm đang xét, L dp = L 2 = 5400 (mm)) - Bề rộng dầm phụ: b dp = dp h× ÷ 4 1 2 1 =100÷ 200(mm) => chọn b dp =200 (mm) Vậy kích thước sơ bộ của dầm phụ là 20 × 40cm c. Tiết diện dầm chính: - Nhịp dầm chính: L dc = 1 3 L× = 23003 × =6900(mm). - Chiều cao tiết diện dầm chính: h dc = 6900 12 1 8 1 × ÷ = 575÷ 862,5(mm) => chọn h dc =700 (mm) - Bề rộng dầm chính: b dc = dc h× ÷ 4 1 2 1 = 175÷350 (mm) => chọn d dc =300 (mm) Vậy kích thước sơ bộ của dầm chính là 30×70cm. II.3. Sơ đồ tính toán của bản: Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dãi có bề 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 khớp dẻo, nhịp tính toán được lấy theo mép gối tựa: - Nhịp giữa: L o = L 1 – b dp = 2300 – 200 = 2100 (mm). - Nhịp biên: Nhịp tính toán L o lấy bằng khoảng cách từ mép dầm phụ đến điểm đặt phản lực gối tựa ở trên tường. Điểm này được qui ước cách mép của tường một đoạn: C b = 120(mm). L ob = 222 1 b dp C t b L +−− = 2 120 2 340 2 200 2300 +−− = 2090 (mm) Chênh lệch giữa các nhịp: %100 2100 20902100 × − = 0,48% < 10% nên ta dùng sơ đồ tính bản có kể đến sự xuất hiện của khớp dẻo. SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:4 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY Hình 2:Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản II.4. Tải trọng trên bản: Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: ∑ ××= )( , iiifs g δγγ Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 1. Bảng 1: Tính tải tác dụng lên sàn Các lớp cấu tạo bản Chiều dày δ i (mm) Trọng lượng riêng γ i (KN/m 3 ) Tiêu Chuẩn g s c (KN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy tải trọng γ f,i Tính toán g s (KN/m 2 ) Gạch Ceramic 10 20 0,2 1,2 0,24 Vữa lót 20 16 0,32 1,3 0,416 Bêt ông cốt thép 80 25 2,0 1,1 2,20 Vữa trát 15 16 0,24 1,3 0,312 Tổng cộng 2,76 3,168 SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:5 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY - Hoạt tải tính toán: c pfs PP ×= , γ = 7,0 × 1,2 =8,4kN/m 2 . - Tải trọng toàn phần: Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1m: 6,111)168,34,8()( =×+=×+= bpgq sss (kN/m) II.5. Tính mômen: Vì sự chênh lệch giữa các nhịp tính toán < 10% nên mômen trong bản được xác định theo sơ đồ khớp dẻo, ta có thể dùng công thức tính sẵn để tính mômen cho các tiết diện như sau: Bảng 2: Bảng tính mômen tác dụng lên sàn Moment lớn nhất M (KNm) - Nhịp biên M nb = 11 2 obs Lq × = 11 09,26,11 2 × = 4,6 - Các nhịp giữa và các gối giữa M ng = 16 2 os Lq × ± = 16 1,26,11 2 × ± = ± 3,2 - Gối hai M g2 = 11 2 os Lq × − = 11 1,26,11 2 × − = - 4,65 SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:6 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY Pdp Gdp 4.6 4.65 3.2 3.23.23.2 2090 2100 2100 (kn/m) II.6. Tính cốt thép: Bản sàn được coi như dầm liên tục có tiết diện chữ nhật b × h = 1000 × 80(mm) Chọn a = 15(mm).Trong đó: a là khoảng cách từ mép chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo. Chiều cao làm việc của tiết diện: h 0 = h b - a =80 - 15 = 65 (mm) Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là: 3,0 2 0 =≤= R b m hbR M αα Do R b ≤ 15 KPa Từ α m tính chiều cao tương đối của vùng bêtông chịu nén m αξ 211 −−= Diện tích cốt thép cần thiết: s b s R hbR A 0 ξ = Tính moment tại nhịp biên: (M nb =4,6 KNm) 2 6 2 0 6510005,8 106,4 xx x hbR M b nb m == α = 0,128 KNm ≤ α R =0,3 137,0128,0211211 =−−=−−= x m αξ 225 6510005,8137,0 0 xxx R hbR A s b s == ξ = 336 (mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: %4,1 225 5,8 37,0%56,0 651000 336 . %05,0 max 0 min ===≤===≤= x R R xhb A s b R s ζµµµ SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:7 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY Bảng 3: Bảng tính cốt thép cho bản sàn Tiết diện M (KNm) α m ξ A s (mm 2 ) µ (%) Chọn cốt thép A sc (mm 2 ) Ф(mm) a(mm) Nhịp biên 4,6 0,128 0,137 336 0,5 8 120 419 Gối 2 4,65 0,129 0,138 338 0,5 8 120 419 Nhịp giữa, gối giữa 3,2 0,09 0,09 221 0,3 8 180 279 II.7. Bố trí cốt thép Xét tỉ số: 168,3 4,8 = s s g p = 2,65 ⇒ 1< s s g p < 3. 25,0=⇒ α - Khoảng cách từ mép dầm phụ đến mút cốt mũ bằng: 0 .L α =0,25×2100= 525(mm). -chọn 0 .L α = 0 .L α b =530 - Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định: Ф6a200 A s,ct ≥ 50%A sgg =0,5 x 221 = 110,5(mm 2 ) Chọn Φ 6a200 có A s = 141mm 2 . * Cốt thép phân bố ở phía dưới chọn theo điều kiện sau: 2 < 34,2 2300 5400 1 2 == L L < 3 A s,pb ≥ 20% A st = 0,2×336 = 67,2(mm 2 ) Chọn Φ6a300 có A sc = 94 (mm 2 ) -chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp và gối tựa. SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:8 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY L an = 120 mm 10d A B C D 654321 1000 t uong chiu luc b an san d am chinh dam phu cot C C A A B B D D Bố trí cốt thép cho bản sàn được bố trí như hình sau: Hình 4: Sơ đồ mặt bằng sàn SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:9 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY Hình 5: Sơ đồ ba mặt cắt của sàn III.Tính toán dầm phụ: III.1.Sơ đồ tính: Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là dầm liên tục 5 nhịp có các gối tựa là tường biên và dầm chính. 5400 5400 340 220 1 2 3 300 5400 300 5100 5190 400 700 Hình 6: Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ Đoạn dầm gối lên tường lấy là C dp = 220 cm. Bề rộng dầm chính b dc = 300 mm. Nhịp tính toán là: - Nhịp giữa: L 0 = L 2 – b dc = 5400-300 = 5100 mm. - Nhịp biên: L 0b = L 2 – 2 dc b – 2 t + 2 dp C = 5400 – 2 300 – 2 340 + 2 220 = 5190 mm. 5190 5100 1 2 3 (Pdp) (Gdp) Hình 7: Sơ đồ tính của dầm phụ III.2.Xác định tải trọng: III.2.1. Tỉnh tải: - Trọng lượng bản thân dầm phụ: ( ) 7325,1251,1)08,04,0(2,0 0 =××−×=−= bgsdpdp nhhbg γ (KN/m) SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:10 [...]... Trang:22 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY Hình 13 : Các trường hợp đặt tải của dầm 3 nhịp Bảng 9: Xác định tung độ biểu đồmô men (kNm) Trong các sơ đồ d, e bảng tra không cho các giá trị số α tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu + Sơ đồ (d) : SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:23 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY 164.8 90.4 223.1 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 Nhịp dầm AB: Mgiữa=... trọng: Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dạng lực tập trung 1150 200 2300 2300 Hình 12: Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính IV.2.1 Tĩnh tải: -Trọng lượng bản thân dầm chính: G0 = γ f , g × γ bt × bdc × S 0 Trong đó: S0 = (hdc − hb ) L1 − (hdp − hb )bdp = 1,1 x 25 x 0,3 x ((0,7-0,08)x2,3-(0,4-0,08)x0,2) = 11,2 (KN) Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: G1 =... 2d12(7) 2d14(1) 1d14(2) SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 4-4 Trang:20 2d14(1) 2d14(1) ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY IV.Tính toán dầm chính: IV.1.Sơ đồ tính toán: Dầm chính được tính theo sơ đò đàn hồi Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp tựa lên các tường biên và cột Hình 11: Sơ đồ tính của dầm chính Cdc – đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = 340 mm Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục...ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY - Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào: g1 = g s × L1 = 3,168 × 2,3 = 7,29 (KN/m) - Tổng tĩnh tải: g dp = g 0 + g1 = 1,7325 + 7,29 = 9,06 (KN/m) III.2.2 Hoạt tải: - Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào: pdp = pb × L1 = 8,4 × 2,3 = 19,3 (KN/m) III.2.3 Tổng tải: Tải trọng tính toán toàn phần: qdp = pdp + gdp = 19,3+9,06 = 28,36... hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:30 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY 212.3 187.7 133.9 71.7 37 30.3 48.2 23 Q 11.4 23 48.2 11.4 30.3 37 71.7 133.9 187.7 212.3 Hình 18: Biểu đồ bao lực cắt (kN) IV.4 Tính cốt thép: Bêtông có cấp độ bền chịu nén: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs = 280 MPa Cốt thép đai của dầm chính sử dụng loại CI: Rsw = 175 MPa IV.4.1 Cốt... 3 95.4 9 5.4 95.4 9 5.4 (b) Mp 21.2 1 01 1 6 4.5 27.7 27.7 64.5 1 01 1 110 5 110.5 (a) Mg 196 6 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY Hình 14: Biểu đồ mômen của từng trường hợp tải (kNm) IV.3.1.3 Xác định biểu đồ bao mômen: Bảng 10: Xác định tung độ biểu đồ mômen thành phần Trang:26 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY và biểu đồ bao mômen (kNm) IV.3.1.4 Xác định mômen mép gối: 333.6 333.6 C... 30mm - Xác định ath => hoth=hdp-ath SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:33 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY - Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau: Rs As 2 ξ= => αm= ξ (1-0,5 ξ ) => [M]= α m × γ b × Rb × b × hoth γ b Rbbhoth Kết quả tính toán đươc tính trong bảng 14 Bảng 14: Tính khả năng chịu lực của dầm chính Vị trí Nhịp biên (1260x700 ) Gối 2 bên trái (300x700) Gối 2 bên phải (300x700)... ×106 N mm = 248,5kN m b) Tại tiết diện ở gối: tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật: (bdp x hdp = 200mm x 400mm ) 200 400 400 80 1160 480 200 SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 480 Trang:13 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế: α m ≤ α pl = 0,37 Kiểm... = 11,2 + 48,8 = 60 (KN) SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:21 700 2300 80 480 1150 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY IV.2.2 Hoạt tải: Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: P = Pdp L2 = 19,3 × 5,4 = 104 (KN) IV.3.Xác định nội lực: IV.3.1 Biểu đồ bao mômen: IV.3.1.1 Các trường hợp đặt tải: Sơ đồ tính toán dầm chính đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày trên hình 13 IV.3.1.2.Xác định biểu... đoạn L/4 đoạn đầu dầm Kiểm tra: Es n.asw 21 × 10 4 2 × 28 ϕ w1 = 1 + 5 =1+ 5× × = 1,086 ≤ 1,3 3 Eb b.s 23 × 10 200 × 150 SVTH: Võ chí hiếu - Lớp KG10X-D1 Trang:14 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS HỒ ĐỨC DUY ϕb1 = 1 − 0,01γ b Rb = 1 − 0,01 × 8.5 = 0,915 Q= 110,50(KN) < 0,3 × ϕ w1 × ϕ b1 × λb × Rb × b × h0 = 0,3x1,806x0,915x8,5x103 x0,2x0,355= 341,3 kN Ta có Qmax = 88,3 kN < 180 kN Kết luận: Dầm không bị phá . KG10X-D1 Trang :19 ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG1 GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY 2d12(9) 2d14(4) 2d14 (1) 2d14 (1) 2d12(8) 2d14(4) 2d14 (1) 2d12(7) 2d14(4) 2d14 (1) 2d12(5) 2d14(4) 1d12(6) 2d14 (1) 2d12(3) 2d14(4) 1d14(2) 1- 1 2-2 3-3 4-4 5-5 SVTH:. d6a300 15 3 573 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 54 13 3 68.3(3d14+2d12) 54.2(2d14+3d12) 50.7(2d14+2d12) 30.7(2d14) 45.6(2d14+2d12) 50.7(2d14+2d12) 573 683 15 3 497 213 4 61 427 32 32 .1( 2d14) 427 29.5(2d14) 16 1 4 61 427 13 3 16 9 50.7(2d14+2d12) . 32 .1( 2d14) 427 29.5(2d14) 16 1 4 61 427 13 3 16 9 50.7(2d14+2d12) 32 .1( 2d14) 50.7(2d14+2d12) 45.6(2d14+2d12) 45.6(2d14+2d12) 29.5(2d14) 29.5(2d14) 410 240 240 260 320 320 550 290 640 300 300 410 410 l =13 70mm 1d12(6) l=3045mm 2d12(3) l=22 81 2d12(7) l =19 24