THIẾT KẾ SÀN SƯỜN CÓ BẢN LOẠI DẦM I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN A B C D E 1 2 3 4 5 6 6100 6100 6100 6100 6100 250025002500250025002500250025002500250025002500 7500 7500 7500 7500 1000 Hình 1: Sơ đồ sàn 1 – Sơ đồ sàn theo hình 1. 2 – Kích thước tính từ giữa trục dầm đến trục tường: L 1 =2.5m; L 2 =6.1m. chọn tường chịu lực có chiều dày b t =34cm. 3 – Hoạt tải tiêu chuẩn P tc = 7.2 kN/m 2 ; chọn hệ số vượt tải n =1.2 4 – Vật liệu: Bê tông B15, cốt thép của bản và cốt đai của dầm loại AI, cốt dọc loại AII cho dầm phụ và AIII cho dầm chính. L 1 (m) L 2 (m) PTC (Kn/m2) n Bê tông B15 (Mpa) Cốt Thép AII (Mpa) AIII (Mpa) 2.5 6.1 7.2 1.2 R b =8.5 R bt =0.75 =1 R s =225 R sw =175 R sc =225 R s =280 R sw =225 R sc =280 R s =365 R sw =290 R sc =365 Bảng 1: Tổng hợp số liệu tính toán Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 1 Các lớp cấu tạo như sau: Gạch ceramic Vữa lót Vữa trát Bê tông cốt thép Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn Gạch Ceramic δ g =8mm =20 kN/m 3 n =1.1 Vữa lót δ v =20 mm =18 kN/ m 3 n =1.3 Bê tơng cốt thép δ bt =h b =25 kN/ m 3 n =1.1 Vữa trát δ vt =10 mm =18 kN/ m 3 n =1.3 II. TÍNH BẢN 1. Phân loại bản sàn Xét tỷ số hai cạnh ơ bản Xem bản làm việc một phương. Ta có sàn sườn tồn khối bản dầm. Các dầm trục 2 đến 5 là dầm chính. Các dầm ngang là dầm phụ. Để tính bản. cắt một dải bản rộng b 1 =1m vng góc với dầm phụ và xem như một dầm liên tục. 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận * Bản: Tính sơ bộ chiều dày bản theo cơng thức: h b = ×L  Với D=1.1 (hệ số phụ thuộc tải trọng tác dụng lên bản, D=0.8÷1.4):  m (với bản loại dầm m=30÷35):  L=L 1 =2500mm cạnh bản theo phương chịu lực h b = × 2500=(91.667÷78.571) mm > h min =60 mm chọn h b =90 mm *Dầm phụ: Với dầm phụ m d =12÷20 nhịp dầm L dp =L 2 =6.1m; chiều cao dầm phụ: h dp = × L dp . h dp =×L dp =×6100=(508.333÷305) mm. Chọn h dp =450 mm. b dp =×h dp =×450=(225÷112.5). Chọn b dp =200mm. *Dầm chính: Với dầm chính m d = 8÷12, L dc =2500×3=7500mm. Thuyết minh đồ án Bêtơng cốt thép Trang 2 h dc = L dc = ×7500=(937.5÷625)mm. Chọn h dp =750mm. b dc =(0.3÷0.5)×h dc =(0.3÷0.5)×750=(225÷375) mm. Chọn b dc =300mm. 3. Sơ đồ tính Cắt theo cạnh ngắn một dải có chiều rộng b=1m, xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các tường biên và dầm phụ (hình 3). Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. Đối với nhịp biên: L ob = L 1 – = 2500 – = 2290mm. Đối với nhịp giữa: L o = L 1 – b dp = 2500-200 =2300 mm. Trong đó s b = Max(120,h b ) = Max(120,90)=120mm. A B 340 L 1 =2500 L 1 =2500 L 1 =2500 s b =120 L 0b =2290 L 0 =2300 L 0 =2300200 200 200 Hình 3. Mặt cắt I-I 4. Xác định tải trọng 4.1. Tĩnh tải Xác định trọng lượng bản thân các lơp cấu tạo sàn: g b = ∑(n×γ i ×δ i ) Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2: Lớp cấu tạo Chiều dày δ i (mm) Trọng lượng riêng (kN/m 3 ) Giá trị tiêu chuẩn g s c (kN/m 3 ) Hệ số độ tin cậy n Giá trị tính toán g s (kN/m 3 ) Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 3 Gạch ceramic 8 20 0.16 1.1 0.176 Vữa lót 20 18 0.36 1.3 0.468 Bê tông cốt thép 90 25 2.25 1.1 2.475 Vữa trát 10 18 0.18 1.3 0.234 Tổng cộng 2.95 3.353 Bảng 2: Tỉnh tải tác dụng lên sàn Vậy g b = 3.353 kN/m 2 . 4.2. Hoạt tải Hoạt tải tính toán p b = p tc ×n = 7.2×1.2 = 8.64 kN/m 2 . 4.3. Tổng tải Tải trọng toàn phần q b =g b +p b =3.353+8.64=12 kN/m 2 . Tính toán với dải bản b l =1m, q b =12 kN/m 2 ×1.0m =12 kN/m. 5. Nội lực tính toán  Mômen uốn tại nhịp biên và gối thứ hai: M nh = M g2 = ± = ± = ± 5.721 kNm.  Mômen uốn tại nhịp giữa và gối giữa: M nhg = M g = ± = ± = ± 3.968 kNm.  Gía trị lực cắt: Q nhb = 0.4q b l ob = 0.4×12×2.29=10.992 kN. Q nhbt =0.6 q b l ob = 0.6×12×2.29= 16.488 kN. Q nhbp = Q = 0.5q b l o = 0.5×12×2.3=13.800 kN. qb=12 kN/m L0b=2290 L0=2300 L0=2300 Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 4 Q nhgp =13.800 kN Q nhgt =13.800 kN Q nhgt =13.800 kN Q nhgp =13.800 kN M nh =5.712 kNm M nh =5.712 kNm M nhg =3.968 kNm Mnhg=3.968 kNm M nhg =3.968 kNm M nhg =3.968 kNm Q nhb =10.922 kN Q nhbt =16.488 kN Q nhbp =13.800 kN Hình 4: Sơ đồ tính và biểu đồ mômen, lực cắt của sàn 6. Tính cốt thép chịu mômen uốn Chọn a=15mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản: h 0 =h b -a=90-15=75mm. vì tính theo sơ đồ khớp dẻo nên ξ D =0.37 Vậy α D = = 0.37(1 0.5×0.37)=0.302.  Tại gối biên và nhịp biên, với M max =M=5.712 kNm. α m = = =0.119< α D =0.302 Thoả mản điều kiện hạn chế. => ξ = 1 = 1 = 0.128 A S = = = 360 mm 2 . Kiểm tra hàm lượng cốt thép. µ% = = = 0.48% > µ min = 0.05% Chọn thép có đường kính 8mm có f a =50.3mm 2 , khoảng cách giữa các thanh cốt thép là. s = = = 140 mm Chọn φ8, s = 140mm có A s =360 mm 2  Tại gối giữa và nhịp giữa, với M = 3.968 kNm, α m = = = 0.083 < α D =0.302 => ξ = 1 = 1 = 0.087 A S = = = 246 mm 2 . Kiểm tra hàm lượng cốt thép. µ% = = = 0.328% > µ min = 0.05% Chọn thép có đường kính 6mm có f a =28.3mm 2 , khoảng cách giữa các thanh cốt thép là. Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 5 s = = = 115 mm Vậy chọn φ6, s =110mm có A S = 257 mm 2 bố trí tại nhịp giữa. Tại gối giữa chọn thép có đường kính 8mm có f a =50.3mm 2 , khoảng cánh giữa các cốt thép là. s = = = 204.47 mm Vậy chọn φ8, s=200 có A s =251.5 mm 2 bố trí tại nhịp giữa.  Tại gối giữa và nhịp giữa ở trong vùng được phép giảm tối đa 20% cốt thép, có As = 0.8×246 =197 mm2. Hàm lượng µ% = = = 0.263% > µmin = 0.05% Chọn thép có đường kính 6mm có fa=28.3mm2, khoảng cách giữa các thanh cốt thép là. s = = = 144 mm Vậy chọn φ6, s =140mm có AS = 202 mm2. Tiết diện M (kNm) α m ξ A s (mm 2 ) µ (%) Chọn cốt thép φ (mm) a (mm) A s (mm 2 ) Nhịp biên, gối 2 Nhịp giữa, gối giữa 5.712 3.968 0.119 0.083 0.128 0.087 360 246 0.480 0.328 8 6 140 110 360 257 Bảng 3. Tính cốt thép cho bản sàn  Kiểm tra lại chiều cao làm việc h o : Lớp bảo vệ 10mm. h o =h – a =90 – 10 – 0.5×8 = 76mm. Như vậy trị số đã dùng để tính toán là h o = 75 là thiên về an toàn và không cần tính lại.  Cốt thép mũ chiệu mômen âm: Với = = 2.571<3, trị số λ=0.25, đoạn vươn của cốt thép chịu mômen âm tính từ mép dầm phụ là: λl 0 =0.25×2300=575mm. Tính từ trục dầm phụ là λl 0 +0.5×b dp =575+0.5×200=675mm.  Bản không bố trí cốt đai, lực cắt của bản hoàn toàn do Bê tông chịu, do: Q nhbt =16.448 kN<Q bmin =0.8R bt b 1 h o =0.8×0.75×1000×75=45 kN. 7. Cốt thép cấu tạo Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 6  Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính: chọn φ8, s=200 có diện tích trên mỗi mét dài là 251.5 mm 2 , lớn hơn 50% diện tích cốt thép tính toán tại gối tựa giữa của bản là 0.5×246=123mm 2 , sử dụng các thanh cốt mũ, đoạn vươn ra tính từ mép dầm chính là: ×l 0 = ×2300=575mm. Tính từ trục dầm chính là ×l 0 +0.5×b dc =575+0.5×300=725mm,(chọn 750mm).  Cốt thép mũ chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với tường: Chọn φ8, s=200 có diện tích trên mỗi mét dài là 251.5mm 2 . Đoạn vươn ra tính từ mép tường là λl 0 =0.25×2300=575mm và tính từ đầu dầm là 575+120=695mm, chọn 700mm Không ít hơn cốt thép chịu lực ở nhịp là ×360=120mm 2 và không ít hơn φ6s200mm.  Cốt thép phân bố được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực: Chọn φ6, s=250mm có tiết diện trên mỗi mét của bản là 113mm 2 , đảm bảo lớn hơn 20% diện tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp (nhịp biên 0.2×360=72mm 2 , nhịp giữa 0.2×246=49.2 mm 2 ). 8. Bố trí cốt thép 1575 1 6 Φ8 a140 Φ6 a250 3 6 Φ6 a110 Φ6 a250 3 6 Φ6 a110 Φ6 a250 5 6 Φ8 a200 Φ6 a250 2 7 Φ8 a140 Φ6 a250 4 6 Φ8 a200 Φ6 a250 800 1400 1400 220 120 2230 200 2300 200 2300 200 2500 2500 2500170 5 Φ8 a200 Φ8 a140 1 2 Φ8 a140 Φ6 a110 3 4 Φ8 a200 Φ6 a110 3 4 Φ8 a200 Mặt cắt 1-1 Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 7 6 Φ6 a250 Φ8 a140 1 8 Φ6 a250 7 Φ8 a200 300 1500 1575 Mặt cắt 2-2 QHình 5: Bố trí cốt thép dầm A B C D E 1 2 3 4 5 6 6100 6100 6100 6100 6100 250025002500250025002500250025002500250025002500 7500 7500 7500 7500 A A B B I I Hình 6. Vùng được phép giảm cốt thép III. TÍNH TOÁN DẦM PHỤ 1. Sơ đồ tính Dầm phụ là dầm liên tục năm nhịp, gối lên tường và dầm chính. Chiều dày tường b t =340mm. Đoạn dầm gối lên tường là s d =220mm Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 8 Bề rộng dầm chính là b dc =300mm, theo giả thiết Nhịp tính toán:  Nhịp giữa: L 0 =L 2 -b dc =6100-300=5800mm.  Nhịp biên: L 0b =l 2 + = 6100 - - + =5890mm. Chênh lệch giữa các nhịp: ×100%=1.5% < 10% 220 340 1 2 3 l 0b =5890 300 l 0 =5800 300 450 750 2900 Hình 7: Sơ đồ tính toán dầm phụ 2. Tải trọng tính toán Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau L 1 =2.5m nên. Tỉnh tải:  Tải trọng bản thân dầm (không kể phần bản dày 90mm): g odp =b dp (h dp -h b )γn = 0.2×(0.45- 0.09)×25×1.1=1.98kN/m.  Tỉnh tải truyền từ bản: g b l 1 =3.353×2.5=8.383kN/m. Tỉnh tải toàn phần g dp =g 0dp +g b l 1 =1.98+8.383=10.363 kN/m. Hoạt tải truyền từ bản p dp =p b l 1 =8.64×2.5=21.600 kN/m. Tải trọng tính toán toàn phần q dp =g dp +p dp =10.363+21.6=31.963kN/m. Tỷ số = =2.084 3. Nội lực tính toán 3.1 Mômen uốn Tung độ hình bao mômen (nhánh dương):  Tại nhịp biên M + = β 1 q dp l ob 2 = β 1 ×31.963 ×5.89 2 = β 1 ×1108.864 kNm.  Tại nhịp giữa M + = β 1 q dp ×l o 2 =β 1 ×31.963 ×5.8 2 = β 1 ×1075.235 kNm. Tung độ hình bao mômen (nhánh âm): M - = β 2 q dp l o 2 = β 2 ×31.963 ×5.8 2 = β 2 ×1075.235 kNm. Với tỷ số = =2.084 tra phụ lục 11 có hệ số k = 0.253 và các hệ số β 1 ,β 2 . Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4. Nhịp Tiết diện L o (m) M + M - Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 9 Biên 0 5.89 0.0000 1 0.0650 72.08 2 0.0900 99.80 0.425L o 0.0910 100.91 3 0.0750 83.16 4 0.0200 22.18 5 -0.0715 -76.88 Thứ 2 6 5.8 0.0180 -0.0305 19.35 -32.79 7 0.05800 -0.0095 62.36 -10.21 0.5L o 0.0625 67.20 8 0.0580 -0.0065 62.36 -6.99 9 0.0180 -0.0245 19.35 -26.34 10 -0.0625 -67.20 Giữa 11 5.8 0.0180 -0.0233 19.35 -25.05 12 0.0580 -0.0035 62.36 -3.76 0.5L o 0.0625 67.20 Bảng 4: Xác định tung độ biểu đồ bao mômen của dầm phụ Tiết diện có mômen âm bằng 0 cách bên trái gối thứ hai một đoạn : X=k×l ob =0.253 ×5890=1490mm. Tiết diện có mômen dương bằng 0 cách gối tựa một đoạn: + Tại nhịp biên: 0.15l 0b =0.15×5890=884mm. + Tại nhịp giữa: 0.15l 0 =0.15×5800=870mm. 3.2 Lực cắt Q 1 =0.4q dp l 0b =0.4×31.963 ×5.89=75.31 kN. Q 2 t =0.6q dp l 0b =0.6×31.963×5.89=112.96 kN. Q 2 p =0.5q dp l 0 =0.5×31.963 ×5.8=92.69 kN. l 0b =5890 l 0 =5800 2900 qdp=31.369 kN/m Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 10 [...]... -249.48 Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 22 B–3 90.45 3–4 13 .69 4-C -63.06 Q2= QG + QP2 35.88 -40.86 -11 7.85 222.08 13 .69 -19 4.68 Q3= QG + QP3 14 4. 31 -64 .18 -272.94 2 51. 86 43.34 -16 5. 31 Q4= QG + QP4 42.2 -34.54 -11 1.53 19 0.72 -17 .79 -226. 31 Q5= QG + QP5 16 1.57 -46.92 -255.68 12 1.68 44.92 - 31. 83 Q6= QG + QP6 59.59 -17 .15 -94 .14 60.55 -16 . 21 -92.96 Qmax 16 7.9 -17 .15 -94 .14 2 51. 86 44.92 - 31. 83 Qmin... biểu đồ bao mômen Tiết diện 1 2 B Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 20 3 4 C 14 1. 31 Mômen M1=MG+MP1 419 .75 317 .58 -306 .11 -79.98 -45.74 -203.38 M2=MG+MP2 89.69 -11 .49 -306 .11 249.09 283.33 -203.38 M3=MG+MP3 360.78 200.32 -482. 01 147.64 255.99 -15 6.93 M4=MG+MP4 10 6.49 20 .13 -258.68 218 .12 17 3.64 -392 .13 M5=MG+MP5 403.93 286.62 -352.56 -48.36 63.95 -15 .62 M6=MG+MP 14 8.98 10 6 .11 -12 9.22 22 .14 -18 .4... Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 19 Mc 16 4.80 a (MpG) 13 7 .12 10 9.50 45.52 82.39 14 1. 31 125.50 b (Mp1) 282.63 c (Mp2) 47.43 63.95 10 9.69 93.88 235 .19 93.88 93.88 14 1. 31 203.57 317 . 21 219 .38 47.43 d (Mp3) 223.66 10 2 .12 11 7.93 19 2.04 282.63 e (Mp4) 30.63 62.26 93.88 17 2.60 18 7.76 93.88 f (Mp5) 266. 81 g (Mp6) 0 93.88 204.23 23.38 11 .86 10 9.69 23.72 82.35 35.58 Hình 12 : Sơ dồ tính mômen trong dầm 3 .1. 3... 0 .18 1 80. 01 53. 31 53. 31 Nhịp 2 Cạnh nhịp 2 2 16 +1 16 Cắt 1 16 còn 2 16 603 402 33 33 417 417 0.022 0. 015 0.022 0. 015 69.62 46.59 710 509 509 34 34 34 416 416 416 0.2 81 0.202 0.202 0.242 0 .18 1 0 .18 1 71. 08 53. 31 53. 31 Gối 3 Bên trái bên phải 2 18 +1 16 Cắt 1 16 còn 2 18 Cắt 1 16 còn 2 18 Mtd (kNm) Bảng 6: Tính khả năng chịu lực của dầm phụ Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh Cốt thép số 4 (đầu bên... M2=329.4- 317 . 21 2/3 =11 7.93 kNm Mb B M3 =10 2 .12 C Mc M4 =19 2.04 Đoạn dầm BC M3=329.4 – ( 317 . 21 – 47.43)×2/3 – 47.43 = 10 2 .12 kNm Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 18 M4=329.4 – ( 317 . 21 – 47.43) 1/ 3 – 47.43 =19 2.04 kNm Sơ đồ e: 282.63 93.88 Mb B C M3 =17 2.60 M4 =10 9.69 Mc M3=329.4 – (282.63 – 93.88) 1/ 3 – 93.88 = 17 2.60 kNm M4=329.4 – (282.63 – 93.88)×2/3 – 93.88 =10 9.69 kNm Sơ đồ f: 18 7.76 A B M1=266. 81 187.76... lục Rb=8.5 MPa; Rbt= 0.75 MPa; lấy γb2 =1; Eb=23 10 3; Rsw =17 5 MPa; Es= 21 10 4 MPa Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính Qmax=Q2t < 0.3ϕ 1 b1Rbbh0 Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: φ6, S =15 0mm µω = = =0.0 019 ; α = = =9 .13 ; ϕ 1= 1+5αµω =1+ 5×9 .13 ×0.0 019 =1. 087 . s b = Max(120,h b ) = Max(120,90)=120mm. A B 340 L 1 =2500 L 1 =2500 L 1 =2500 s b =120 L 0b =2290 L 0 =2300 L 0 =2300200 200 200 Hình 3. Mặt cắt I-I 4. X c định tải trọng 4.1. Tĩnh tải X c định. g dp +0.5p dp =10.363+0.5×21.6=21.163 kN/m. Thuyết minh đồ án Bêtông cốt thép Trang 12 Tính Q b1 =2 =2× = 66.136 kN. = =110.227 < Q max =112.96 kN Tính + Q b1 = + 66.136 =190.64 kN. Vì + Q b1 > Q max > nên q sw . tại gối: Q max ≤ = = 54.89 kN. Tại gối 1: Q max =75.31 kN, như vậy l α =15φ =15×20=300mm, chọn l α =310mm. IV. TÍNH DẦM CHÍNH 1. Sơ đồ tính Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như một