ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1 SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1. Sơ đồ kết cấu sàn: MẶT BẰNG SÀN TL 1:200 D C B A 1 2 3 4 5 6 5800 5800 5800 5800 5800 3x25003x25003x2500 M ?T B?NG SÀN TL 1:200 A A B BC C 2. Tiết diện cột: 300x300 mm 3. Vật liệu sử dụng: - Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20: R b = 11.5 Mpa; R bt = 0.9Mpa - Cốt thép: Nhóm thép R s (MPa) R sw (Mpa) CI, AI 225 175 CII, AII 280 225 Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 1 4. Cấu tạo sàn: Lớp gạch lát g c = 0.4 kN/m 2 Lớp vữa γ v = 20 kN/m 3 Sàn BTCT γ bt = 25 kN/m 3 PHẦN 1: TÍNH BẢN SÀN 1. Phân loại bản sàn: Xét tỉ số: nên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn. 2. Chọn sơ bộ kích thước theo các cấu kiện: - Chọn chiều dày của bản: h s = = = 83.33 ; chọn h b = 90 mm - Chọn tiết diện dầm phụ: h dp == ; chọn h dp = 450 mm b dp = ; chọn b dp = 200 mm - Chọn tiết diện dầm chính: h dc = ; chọn h dc = 700 mm b dc = ; chọn b dc = 300 mm 3. Sơ đồ tính: - Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b= 1m, xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ. - Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán được lấy theo mép gối tựa - Nhịp tính toán của bản: - Sơ đồ tính : Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 2 lo=2300lob=2300 lo=2300 q = p+g 4. Tải trọng: • Tĩnh tải: x 1( )( / ) b i i i g n m KN m γ δ = ∑ Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng sau : Các lớp cấu tạo sàn Trọng lượng riêng γ (KN/m 3 ) Bề dày lớp δ (mm) Hệ số vượt tải (n i ) Tải trọng tính tốn g b (KN/m) Gạch lát 0.4 1.2 0.48 Lớp vữa lót 20 20 1.2 0.48 Bản sàn BTCT 25 90 1.1 2.48 Lớp vữa trát 20 20 1.2 0.48 Tổng 3.92 Gạch bông Vữa lót Bê tông Vữa trát 2020 90 • Hoạt tải: • Tổng tải : Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản rộng b = 1m Đồ án kết cấu bê tơng 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Cơng Danh 3 5. Nội lực: Moment lớn nhất M Nhịp biên M nb = kNm Các nhịp giữa và gối giữa M ng = M gg = kNm Gối thứ hai M g2 = 2300 2300 7.08 7.08 4.88 4.88 6. Tính cốt thép: - Chọn a =15 mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản h o = h b – a = 90 – 15 = 75 mm 2 0b M R bh α = 1 1 2 ξ α ⇒ = − − , kiểm tra điều kiện pl ξ ξ ≤ • Diện tích cốt thép: Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 4 0b s s R bh A R ξ = • Kiểm tra hàm lượng cốt thép: ( ) amin x 0 0.05(%) 100 % 100(%) pl b b s m s R A bh R ξ γ µ µ µ = ≤ = × ≤ = × • Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với bản: (0.3 0.9)% µ ∈ − Kết quả tính toán ta có bảng sau: Tiết diện M(kNm) α m ξ A s (mm 2 ) Chọn cốt thép μ (%) ∅ a A sc Nhịp biên 7.08 0.109 0.116 445 8 110 457 0.61 Gối 2 7.08 0.109 0.116 445 8 110 457 0.61 Nhịp giữa, gối giữa 4.88 0.075 0.079 301 6 90 314 0.42 Kiểm tra: Hàm lượng cốt thép nằm trong khoảng (0.3 – 0.9) % nên không cần thay đổi kích thước bản. 7. Bố trí cốt thép:  Xét tỉ số: < 3 nên chọn α = 0.25; αL o = 575 mm  h b = 90 mm < 100 mm nên ta chọn góc uốn thép là 30 o  Cốt thép cấu tạo chịu moment âm dọc theo các gối biên và phí trên dầm chính được xác định như sau: , 2 6 200 50% 0.5 301 151 s ct sgg a A A x mm Φ   ≥  = =   Chọn ∅6a180 (157 mm 2 )  Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: chọn Chọn ∅6a300 (94mm 2 )  Cốt thép cấu tạo và phân bố lấy như bản vẽ: PHẦN 2: TÍNH DẦM PHỤ 1. Sơ đồ tính: - Dầm phụ là dầm liên tục 5 nhịp. Tính theo sơ đồ có biến dạng dẻo. - Kích thước dầm phụ thiết kế là: = 200mm; = 450mm - Kích thước dầm chính : = 300mm; = 700mm - Nhịp tính toán: Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 5 1 2 3 5800 5800 5500 5500 700 150150 150 150 150150 450 2. Xác định tải trọng: Tĩnh tải: Bản sàn truyền xuống Trọng lượng bản thân dầm phụ: Tổng tĩnh tải: Hoạt tải: Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào: Tổng tải: Tải trọng tổng cộng: 3. Xác định nội lực: Biểu đồ bao moment: Tỉ số Tung độ tại tiết diện của biểu đồ bao moment tính theo công thức: 2 0dp M q L β = Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: Tung độ của biểu đồ bao moment được tóm tắt trong bảng sau: Nhịp Vị trí L o (m) Hệ số B Tung độ Nhánh dương Nhánh dương Nhánh dương Nhánh âm 0 0 0 1 0.065 76.25 2 0.09 105.58 Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 6 1 5.5 1173.1 0.425l o 0.091 106.75 3 0.075 87.98 4 0.02 23.46 5 -0.0715 -83.88 2 6 5.5 0.018 -0.0317 1173.1 21.12 -37.23 7 0.058 -0.0107 68.04 -12.60 0.5lo 0.0625 73.32 8 0.058 -0.00774 68.04 -9.08 9 0.018 -0.02574 21.12 -30.20 10 -0.0625 -73.32 3 11 5.5 0.018 -0.02416 1173.1 21.12 -28.34 12 0.058 -0.00474 68.04 -5.56 0.5lo 0.0625 73.32 Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau: Gối thứ 1: Bên trái gối thứ 2: Bên trái và bên phải các gối giữa: 76,25 105,58 106,75 87,98 23,46 83,88 83,88 37,23 21,12 12,6 68,04 73,32 9,08 68,04 30,2 21,12 73,32 73,32 28,34 21,12 5,56 68,04 73,32 M kNm 1441 825 825 2338 2750 2750 85,32 127,97 106,55 106,55 106,55 Q kN Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 7 4. Tính cốt thép: Cốt dọc: a) Tại tiết diện ở nhịp: Tương ứng với giá trị moment dương bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là chữ T. Xác định Chọn Chiều rộng bản cánh: Kích thước tiết diện chữ T Xác định vị trí trục trung hòa: Giả thiết a = 45 mm; ' ' ' 3 0 ( 0.5 ) 11.5 10 1.28 0.09 (0.405 0.5 0.09) 476.93( ) f b f f f M R b h h h kNm = − = × × × × − × = Ta có nên trục trung hòa qua cánh tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật lớn (1280x450) b) Tại tiết diện gối: Tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật ( Kết quả tính toán cốt thép được tóm tắt trong bảng sau: Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế ; Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Kết quả tính toán cốt thép trình bày trong bảng sau: Tiết diện M (kNm) ξ (mm 2 ) Chọn cốt thép μ (%) Chọn Nhịp biên (1280x450) 106.75 0.044 0.045 963 5∅16 100 5 1.24 Gối 2 (200x450) 83.88 0.222 0.255 848 3∅14+2∅1 6 864 1.22 Nhịp giữa (1280x450) 73.32 0.031 0.032 681 2∅14+2∅1 6 710 0.88 Gối 3 (200x450) 73.32 0.194 0.218 726 1∅12+4∅1 4 729 0.9 Cốt ngang: Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 127.97 kN Khả năng chịu lực cắt của betong  Đối với betong nặng thì φ b3 = 0.6 Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 8  Không có lực nén nên φ n = 0  Tại gối 2 cánh nằm trong vùng chịu kéo nên φ f = 0 Do đó betong không đủ lực cắt phải tính thêm cốt đai để chịu lực cắt. • Chọn cốt đai: - ∅6 (A sw = 28.3 mm 2 ) - Số nhánh cốt đai n = 2 • Xác định bước cốt đai: 2 2 w sw 2 2 3 2 4 .(1 ). . . . . . 4 2 (1 0 0) 0.75 200 405 175 2 28.3 119( ) (127.97 10 ) b f n bt o s tt R b h R n A S Q mm ϕ ϕ ϕ + + = × × + + × × × × × × = = × ( ) 2 2 4 0 ax 3 . 1 . . . 1.5 (1 0) 0.75 200 405 288.5( ) 127.97 10 b n bt m R b h S mm Q ϕ ϕ + × + × × × = = = × 450 225 150 2 2 150 150 ct ct ct h mm S S S mm mm mm   =   ≤ ⇒ ≤ ⇒ =       ⇒ s = min(S tt , S max ,S ct ) = min (119,288.5,150) = 119 mm; bố trí trong đoạn dầm gần gối tựa L/4 cốt đai ∅6 s = 110 mm. • Trong đoạn dầm giữa nhịp L/2: Bố trí theo cấu tạo 3 3 450 338 4 4 500 500 ct h mm S mm mm ×   =   ≤ =       Chọn s = 300 mm • Kiểm tra : Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng : w1 0 0.3 (1 0.01 ) bt b b b b Q Q R R bh ϕ γ γ ≤ = − Trong đó: w1 ϕ : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai: w w1 1 5 1.3 . s s b E nA E b s ϕ = + × ≤ Với : + E s = 21.10 4 MPa ( thép AI) Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 9 + E b = 27.10 3 MPa ( B15) ⇒ 4 w1 3 21 10 2 28.3 1 5 1.08 1.3 27 10 250 110 ϕ × × = + × × = ≤ × × (Thỏa) Vậy: ( ) ( ) 0.3 1.08 1 0.01 11.5 11.5 10 0.25 0.405 333.87 = × × − × × × × × = 3 bt Q KN ⇒ bt Q Q≤ Vậy: Dầm không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính vì thế không cần đặt thêm cốt xiên cho dầm phụ. 5. Biểu đồ vật liệu: Tính khả năng chịu lực của tiết diện: Trình tự tính như sau : • Tại tiết diện đang xét , cốt thép bố trí có tiết diện A s . • Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc chịu lực là a o = 25mm, khoảng cách giữa các thanh thép theo phương chiều cao dầm là t = 25mm • Xác định khoảng cách a thật : a th => h oth = h dp - a th • Tính khả năng chịu lực từ các công thức sau : . . s s pl b oth R A R b h ξ ξ = < ; [ ] 2 (1 0.5 ) . . . b oth M R b h α ξ ξ α = − ⇒ = Kết quả tính toán ghi trong bảng sau: Tiết diện Cốt thép A s a th h th ξ α [M] ∆M Nhịp biên (1280x450) 5d16 1005 49.4 400.6 0.048 0.046 6 110.04 3.08 cắt 1d16 còn 4d16 804 53.5 396.5 0.039 0.038 5 89.10 uốn 2d16 còn 2d16 402 33 417 0.018 0.018 2 46.51 Gối 2 bên trái (200x450) 3d14+2d16 864 50.62 399.38 0.263 0.228 7 83.90 0.02 cắt 1d14 còn 2d14+2d16 710 54.65 395.35 0.219 0.194 7 70.00 uốn 2d16 còn 2d14 308 32 418 0.090 0.085 7 34.43 Gối 2 bên phải (200x450) cắt 1d14 còn2d14+2d16 710 54.65 395.35 0.219 0.194 7 70.00 cắt 2d16 còn 2d14 308 32 418 0.090 0.085 7 34.43 Đồ án kết cấu bê tông 1 GVHD: Đinh Thế Hưng SVTH: Bùi Công Danh 10 [...]... -3 71. 06 - 81. 53 5.35 -11 0.32 487.48 3 81. 23 -11 0.32 275.55 275.55 -11 0.32 Mmax SVTH: Bùi Công Danh -11 5.56 -11 5.56 275.55 275.55 15 3.29 240.28 Gối C - 318 . 21 - 318 . 21 -266.53 5 3 81. 2 3 -9.88 24.96 346.7 8 242.64 12 9 .1 0 3 81. 2 3 6 487.48 96.37 11 3. 21 369.86 417 .79 16 5.28 487.48 18 Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng Mmin GVHD: Đinh Thế 96.37 -9.88 -527.27 -11 5.56 -11 5.56 -527.27 -9.88 96.37 31 8, 21 31 8, 21 15,56... 5 x 10 10 8 ,9 7 8 1 16 8 1 9 Nhịp biên bên phải 16 5 0 ,7 x 9 3 6 83,88 1 4 41 37,23 x 1 14 70 Gối 2 bên phải 1 14 83,88 Gối 2 bên trái 70 x 10 0 1 SVTH: Bùi Công Danh 11 Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng 22.4 595.2 42.7 818 .1 39.2 10 7.9 39.2 28,34 829.8 40.9 14 8.9 40.9 595.2 42.7 1 2,6 974.9 28,34 10 0 1 46 1 5 2 14 10 0 1 6 2 2 7 3 ,2 0 1 12 7 ,3 3 2 x 6 ,04 8 x 2 ,1 12 Nhịp 2 bên trái (bên phải lấy đối xứng)... 0.067 40.65 -0 .13 3 -0.267 -16 2.00 94.65 14 8.05 339.43 286.58 -15 6. 21 -15 6. 21 -15 6. 21 -15 6. 21 286.58 339.43 -0.044 - 51. 68 -0.089 -10 4.53 Sơ đồ A B C D E α MG α MP1 α MP2 α MP3 α MP4 -0 .13 3 0.2 0.2 -15 6. 21 234.90 234.90 -15 6. 21 -10 4.53 - 51. 68 -0. 311 -0.089 269.74 14 7.99 -365.27 11 2.64 19 9.63 -10 4.53 -69.69 -34.84 0.044 -0 .17 8 17 .23 34.45 51. 68 -35.3 -12 2 .18 -209.06 252 .13 2 21. 81 Trong sơ đồ d,e bảng tra... Sơ đồ Đoạn a b c d e f g QG QP1 QP2 QP3 QP4 QP5 QP6 A -1 1-2 2-B B-3 3-4 4-C C-5 5-6 6-D 59.22 15 9.77 -20.67 10 7.9 6.89 -13 .94 88.72 - 21. 36 -45 .14 -20.67 -48.7 6.89 -13 .94 12 .13 -10 2.66 -17 7 .12 -20.67 -205.3 6.89 -13 .94 -18 4.48 81. 06 0 15 6.44 19 1 .16 -34.79 12 1.66 34.75 0 0 0 34.8 -34.75 -34.8 34.75 - 81. 06 0 -15 6.44 -12 1.66 -34.75 -19 1 .16 34.79 10 2.66 17 7 .12 20.67 13 .94 18 4.48 205.3 -6.89 21. 36 45 .14 .. .Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng GVHD: Đinh Thế Nhịp 3 (12 80x450) 50.35 399.65 0.030 cắt 2d14 còn 2d16 402 33 417 0. 018 729 48.32 4 01. 68 0.2 21 cắt 1d12 còn 4d14 616 51. 5 398.5 0 .18 8 cắt 2d14 còn 2d14 Gối 3 (200x450) 628 4d14+1d12 Nhịp 2 (12 80x450) 2d14+2d16 308 32 418 0.090 2d14+2d16 628 50.35 399.65 0.030 cắt 2d14 còn 2d16 402 33 417 0. 018 0.032 0 0. 018 2 0 .19 7 9 0 .17 0 5 0.085 7 0.032 0 0. 018 2 75.23... 22 ,1 1 1 2 2 1 7,23 34,45 B B 17 35,3 3 5,3 3 4 C C D Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng GVHD: Đinh Thế 209,06 1 8 22 ,1 A M A P4 M P4 1 2 B 2 B 34,45 51 ,68 1 7,23 34,45 1 1 7,23 35,3 35,3 3 51 ,68 209,06 1 8 22 ,1 4 3 5 C 4 6 5 D 6 D C 2 21 , 81 , 81 252 ,1 2 21 252 ,1 3 3 365,27 365,27 M P5 A M P5 A 34,84 34,84 1 1 1 04.53 69.69 1 04.53 B 69.69 2 2 B 3 4 3 5 C 4 12 ,64 1 6 1 1 47,99 1 99,63 269,74 35,3 2 B 2 21. .. M 1 2 B 51 68 SVTH: Bùi Công Danh 16 Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng GVHD: Đinh Thế M3 = (209.06 + 51. 68) x 2/3 – 209.06 = -35.3 kNm M4 = (209.06 + 51. 58)/3 – 209.06 = -12 2 .18 kNm 1 3 2 B 1 48,05 A M P1 1 M P2 M P2 A A 51 68 51 68 1 1 4 40.65 40.65 5 94.65 1 56. 21 1 56. 21 5 3 4 2 2 1 56, 21 1 56, 21 3 3 4 4 B B 365,2 7 365,27 C C 234,9 234,9 1 2 3 1 48.05 6 D 1 04,53 1 04,53 5 5 339.43 51 ,68 51 ,68 6 6... 8, 21 31 8, 21 15,56 15 ,56 1 1 M 1 A 1 2 5 3 B 487,48 4 A 1 D C 3 81 ,23 3 81 ,23 487,48 31 8, 21 M 2 6 9,88 31 8, 21 3 2 9,88 4 D 5 C B 6 96,37 96,37 275,55 275,55 5 27,27 266,53 M A 3 1 3 2 4 B C 1 ,2 53 9 2 ,6 42 4 M 4 D 13 , 21 1 3 71 ,06 10 1 ,32 1 24,9 6 6 2 34,9 41 ,79 7 A 5 2 81 ,53 5 3 B 5 ,35 4 6 D C 1 5,2 1 6 8 29 ,1 346 8 36 6 ,7 9,8 SVTH: Bùi Công Danh 19 Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng GVHD: Đinh Thế... 35,3 2 B 2 21 , 81 3 D 269,74 1 8 22 ,1 A M P6 D 1 47,99 12 ,64 1 209,04 5 C 1 99,63 6 C 51 ,68 4 5 34,45 6 D 1 7,23 252 ,1 3 a Xác định biểu đồ bao moment: Tiết diện Moment 1 2 Gối B 3 4 M1= Mg + Mp1 M2 = Mg +Mp2 M3 =Mg + Mp3 487.48 96.37 417 .79 3 81. 23 - 318 . 21 -9.88 - 318 . 21 242.64 -527.27 M4 = Mg + Mp4 M5 = Mg + Mp5 16 5.28 11 3. 21 129 .10 -11 0.32 24.96 -266.53 5.35 240.28 - 81. 53 15 3.29 -3 71. 06 -527.27 M6... A 1 2 3 6 13 , 21 1 240,28 1 53,29 242,64 41 7,79 365,27 10 ,32 1 82 ,1 5 M 6 A 1 D C B 24,96 5 4 2 4 3 B 5,35 5 6 D C 1 29 ,1 1 65,28 369,86 346,78 527,27 527,27 1 15,56 15 ,56 1 D A C B 275,55 275,55 3 81 ,23 3 81 ,23 487,48 487,48 Biểu đồ bao moment (kNm) b Xác định moment mép gối: SVTH: Bùi Công Danh 20 Đồ án kết cấu bê tông 1 Hưng GVHD: Đinh Thế 527.27 242.64 1 50 B 527.27 1 53.29 C 1 53.29 1 50 2500 1 . 3 4 C 51. 68 10 4,53 15 6, 21 234,9 234,9 15 6, 21 104,53 51, 68 269,74 14 7,99 365,27 11 2,64 19 9,63 10 4,53 69,69 34,84 17 ,23 34,45 51, 68 35,3 12 2 ,18 209,06 252 ,13 2 21, 81 MP2 MP3 MP4 A 1 2 A 1 2 A 1 2 B. 6 3 4 D 51. 68 10 4,53 15 6, 21 234,9 234,9 15 6, 21 104,53 51, 68 269,74 14 7,99 365,27 11 2,64 19 9,63 10 4,53 69,69 34,84 17 ,23 34,45 51, 68 35,3 12 2 ,18 209,06 252 ,13 2 21, 81 MP2 MP3 MP4 A 1 2 A 1 2 A 1 2 B. trái 1 16 11 00 x 89 .1 76,25 10 5,58 482 26.7 Nhịp biên bên phải 1 16 963 x 89 .1 106,75 87,98 57.5 19 .5 Gối 2 bên trái 1 14 70 14 41 83,88 x 12 02 58.2 Gối 2 bên phải 1 14 70 11 00 83,88 37,23 x 772.7 42.4 Đồ án kết cấu bê tông