Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP * -* -* Giáo viên hướng dẫn Sinh viên Lớp :LÊ XUÂN QUANG :Nguyễn Văn Nghĩa :64DCCD01 ĐỀ BÀI: Thiết kế dầm cho cầu dường ôtô nhịp giản đơn, BTCT, thi công phương pháp đúc riêng dầm công trường tải trọng cho trước I-SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp Hoạt tải Khoảng cách tim hai dầm Bề rộng chế tạo cánh Tĩnh tải mặt cầu dải Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt : l = 19(m) : HL – 93 : 210(cm) : bf = 160(cm) : DW = 5(kN/m) : mgM = 0.7 : mgQ = 0.6 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng Hệ số cấp đường Độ võng cho phép hoạt tải Khối lượng riêng bê tông Vật liệu(cốt thép theo ASTM 615M) : mg = 0.65 : k = 0.65 : 1/800 γc = 24(kg/m3) : Cốt thép chịu lực fy = 420 MPA : Cốt đai fy = 280MPA : Bêtông f’c = 35MPA Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005 II-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG: A-TÍNH TỐN : Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mơmen, lực cắt lớn tải trọng gây 3.Vẽ biểu đồ bao mômen, lực cắt tải trọng gây Tính bố trí cốt thép dọc mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép đai Tính tốn kiểm tốn nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu Thuyết minh đánh máy A4 B-BẢN VẼ : 10 Thể khổ giấy A1 11 Vẽ mặt dầm, vẽ mặt cắt đại diện, chi tiết neo, nối, uốn cốt thép 12 Vẽ biểu đồ bao vật liệu 13 Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu ghi cần thiết khác BÀI LÀM Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép I-XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h: - Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng, thông thường với dầm BTCT chiều cao thỏa mãn điều kiện cường độ tai yêu cầu độ võng - Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: �1 � 1� � � h = 0.95(m) 1.9(m) h = � � �l 20 10 - Chiều cao nhỏ theo quy địn quy trình: hmin = 0.07 �l = 0.07 �19 = 1.33(m) Trên sở chọn chiều cao dầm h = 150(cm) Mặt cắt ngang dầm 1600 180 100 1500 65 200 330 1.2 Bề rộng sườn dầm:bw Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bêtông với chất lượng tốt Theo yêu cầu ta chọn chiều rộng sườn dầm bw = 20(cm) 1.3 Chiều dày cánh: hr Chiều dày cánh phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf = 18(cm) 1.4 Chiều rộng cánh: Theo điều kiện đề cho: bf =160(cm) 1.5 Chọn kích thước bầu dầm:b1,h1 h1 = 20(cm) b1 = 33(cm) 1.6.Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tơng cốt thép Diện tích mặt cắt dầm: A =1.6x0.18+0.1x0.1+0.065x0.065+(1.5-0.18-0.20)x0.2+0.20x0.33= 0.592225m2 Wdc= Axγ = 0.592225x24= 14.2134(KN/m) Trong đó: γ = 24(kN/m3): trọng lượng riêng bê tông * Xác định bề rộng cánh tính tốn: Bề rộng cánh tính tốn dầm bên khơng lấy q trị số nhỏ ba trị số sau: - 19 L = = 4.75(m), với L chiều dài nhịp 4 - Khoảng cách tim dầm: 210(cm) - 12 lần bề dày cánh bề rộng sườn dầm: 12hf + bw =12 �18+20 = 236(cm) - Và bề rộng canh tính tốn khơng lớn bề rộng cánh chế tạo 160(cm) Vì bề rộng cánh hữu hiệu bf = 160(cm) *Quy đổi tiết diện tính tốn: - Diện tích tam giác chỗ vát cánh : S1 = 10x10/2 = 50cm2 - Chiều dày cánh quy đổi: 2S1 �50 hf' = hf+ = 18+ = 18.715cm= 187.15mm 160  20 b  bw - Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm: S2 = x6.5x6.5 = 21.125(cm2) - Chiều cao bầu dầm mới: 2S2 h1' =h1+ b1  b = 20+ w Sv:Nguyễn Văn Nghĩa �21.13 = 23.25(cm) 33  20 Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Mặt cắt ngang tính tốn 1600.000 187.150 100.000 1500.000 65.000 232.500 330.000 II-TÍNH TỐN DIỆN TÍC BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: Tính mơmen tính tốn ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính mặt cắt nhịp: M U = n{(1.25xwdc+1.5xwdư)}+mgM[1.75xLL1+1.75x k x LLMx(1+IM)]}xwM Trong đó:  LLL: Tải trọng rải đều(9.3KN/m)  LLMtan dem = 20.68: Hoạt tải tương đương củ xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắt t nhịp  LLMtruck = 24.76: Hoạt tải tương đương củ xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắt t nhịp (KN/m)  mgM = 0.7: Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen(đã tính cho hệ số xem)  wdc = 14.9334: Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài (KN/m)  wdw = : Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích cơng cộng đơn vị chiều dài(tính cho dầm)(KN/m)  1+IM : Hệ số xung kích  wM = 32.0: Diện tích đường ảnh hưởng(m2)  k = 0.65 : Hệ số HL-93 Thay số: M=0.95x{(1.25x14.2134+1.5x5)+0.7[1.75x9.3+1.75x0.65x29.57x(1+0.25)]}x32= 1978.9 (KNm) Giả sử chiều cao hữu hiệu dầm: d = (0.8 �0.9)h chọn d=0.9h=0.9x150=135(cm) - Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén,được xác định:  ß1 = 0.85 28 MPa≥fc’ Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép   1 f  0.85  0.05 � ’ c  28  56MPa ≥ fc’ ≥28MPa ’ ß1= 0.65khi f c ≥ 56MPa f  Vì f c = 30MPa nên ta có:   0.85  0.05 � ’ ’ c  28   35  28   0.85  0.05 �  0.8 Giả sử :   0.021 -Diện tích cốt thép lớn nhất: As max  max �bw �d  0.021�20 �135  56.7(m ) -Momen uốn dầm: M f  b f �h 'f �f c' �(d   Ta có: h 'f )  1.6 �0.18715 �35 �103 �(1.35  M u  1978.9(kN m) 0.18715 )  13167.84(kN m) � � M f  M u => TTH qua cánh lên ta tính M f  13167.87( kN m) � tốn mặt cắt hình chữ nhật - Chiều cao khối ứng suất tương đương: a As max �f y 0.85 �b f �f ' c  56.7 �420  5.002(cm) 0.85 �160 �35 -Sức kháng dầm: a 0.05002 M r  As max �f y �(d  )  56.7 �104 �420 �103 �(1.35  )  3155.33(kN m) 2 M r  3155.33(kN m) �  Ta có: �   M  M r  1978.9  3155.33  1176.43  M u  1978.9(kN m) �  Ta bố trí cốt thép kép theo chức cấu tạo Vì TTH qua cánh nên ta tính tốn hình chữ nhật: Vậy ta chọn bố trí cốt *Sơ đồ chọn bố trí cốt thép: Phương Φ Số án 22 16 19 20 25 12 Từ bảng ta chọn phương án:1 +Số bố trí:16 +Số hiệu thanh:#22 +Tổng diện tích CT thực tế:61.92cm2 Ft(cm2) 61.92 56.8 61.2 Bố trí thành hàng cột: Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép *Kiểm tra lại tiết diện: -Kiểm tra lại tiết diện: As=61.92cm2 -Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép Fi y i �40  �100  �160  �220  130(mm)  13(cm) dl= Fi = 16 de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: de =h-dl=150-13=137 (cm) Giả sử trục trung hòa đí qua cánh -Tính tốn chiều cao vùng nén quy đổi: a As �f y 61.92 �420  0.85 �f �b f = 0.85 �35 �160 =6.0(cm) < 1hf = 0.8x18.715=14.97(cm) ' c  Vậy điều giả sử - Mơmen kháng tính tốn: � a� b f f c ' ��  � de  � Mr = Mn = 0.9 0.85.a � 2� 0.0567 Mr =  0.9 �0.85 �0.05002 �1.8 �35 �10 �(1.37  )  3242.38( kN m) => Như Mr = 3242.38 (K.Nm) > Mu = 1978.9 (KN.m) � Dầm đủ khả chịu mômen *Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: 5.002 = = 0.8 �137 =0.046 < 0.42  Vậy cốt thép tối đa thoả mãn -Diện tích mặt cắt ngang:Ag Ag =0.18715 �1.6+(1.5 – 0.18715-0.2325) �0.2+0.2325 �0.33 =0.592235(m2) =5922.35(cm2) *Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: 61.92 Pmin = = 5922.35 =0,01=1 (%) Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép - Tỷ lệ hàm lượng cốt thép � Thoả mãn  f' 35 �c = (%) > 0.03 f y = 0.03x 420 = 0.25% III-XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: 1.Tính tốn mơmen lực cắt vị trí Vẽ đ.a.h mômen lực cắt +chiều dại nhịp:l=20(m) +chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ đến 10,mỗi đoạn dài 1.9m Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: 10 1.71 ÐAH M1 3.04 ÐAH M2 3.99 ÐAH M3 4.56 ÐAH M4 4.75 ÐAH M5 Các cơng thức tính tốn giá trị mơmen,lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ: Mi=η  (1,25 wdc  1,5 wdw )  mg M [1,75 LLl  1,75 k LLM (1  IM )] wM Qi=η  (1,25 wdc  1,5 wdw ) wQ  mg Q [1,75 LLl  1,75 k LLQ (1  IM )] w1Q Các công thức tính tốn giá trị mơmen.lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng: Mi=1×  ( wdc  wdw )  mg M [ LLl  LLM k (1  IM )] wM Qi=1×  ( wdc  wdw ) wQ  mg Q [ LLl  LLQ k (1  IM )] w1Q Trong đó: w dw ;wdc : Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm(KNm) wM : Diện tích đ.a.h mômen mặt cắt thứ i Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép wQ : Tổng đại số diện tích đ.a.h lực cắt w lQ : Diện tích phần lớn đ.a.h lực cắt LLM : Hoạt tải tương ứng với đ.a.h mômen lực cắt mặt cắt thứ i LLQ : Hoạt tải tương ứng với đ.a.h lực cắt mặt cắt thứ i mgM;mgQ : Hệ số phân bố ngang tinh cho mômen lực cắt LLL=9,3KN/m : Tải trọng rải (l+IM) : Hệ số xung kích,lấy=1,25 Η : Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định cơng thức η = ηd × ηR × ηl ≥ 0,95 với đường quốc lộ trạng thái giới hạn cường độ I: ηd = 0,95; ηR = 1,05; ηl = 0,95 với trạng thái giới hạn sử dụng η=1 Bảng giá trị mômen xi (m)  wmi ( LLmi truck LLMi tan dem m2 ) (KN/m) (KN/m) cd sd M i (kNm) M i (kNm) 1.9 0.1 16.245 28.452 22.387 1056.8 726.25 3.8 0.2 28.88 27.764 22.289 1860 1279.81 5.7 0.3 37.905 27.068 22.141 2415.3 1664.75 7.6 0.4 43.32 26.364 21.943 2732.6 1885.22 9.5 0.5 45.125 25.66 21.745 2816.5 1945.71 1056.8 1860 2415.3 2732.6 2816.5 2816.5 2732.6 2415.3 1860 1056.8 Ta vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm trạng thái giới hạn cường Biêu Đồ Bao Mômen (KN.m) Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện 10 ÐAH Q0 ÐAH Q1 ÐAH Q2 ÐAH Q3 ÐAH Q4 ÐAH Q5 Bảng Giá Trị Lực Cắt : xi (m) l i (m) w Q ( m ) wQl (m ) LLQi truck LLQi tan dem (kN / m) (kn / m) cd sd Qi (kN ) Qi (kN ) 19 9.5 19.5 29.14 22.485 624.2 428.25 1.9 17.1 7.6 7.695 31.75 24.908 522 356.356 3.8 15.2 5.7 6.08 34.776 27.822 421.5 285.316 5.7 13.3 3.8 4.655 38.439 31.62 323.4 215.726 7.6 11.4 1.9 3.42 42.818 36.624 227.4 147.377 9.5 9.5 2.375 467.955 43.495 133.4 80.238 Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 624.2 522 421.5 323.4 227.4 133.4 133.4 227.4 323.4 421.5 522 624.2 Biểu Đồ Bao Lực Cắt Ở Trạng Thái Cường Độ: Biểu đồ bao Q (KN) 2.VẼ VẬT LIỆU BIỂU ĐỒ BAO Tính tốn mơmen kháng tính tốn dầm bị cắt uốn côt thép: Kết tính tốn thể bảng sau: Số lần Số cắt lại 14 12 10 Diện tích As lại(cm2) 3969.4 3402.3 2835.3 2268.22 1701.2 d(cm) 14.14 12.00 10.50 8.250 7.00 a(cm) Vị trí trục trung hòa Qua cánh 4.818 Qua cánh 4.13 Qua cánh 3.442 Qua cánh 2.753 Qua cánh 2.065 Qua cánh Mr(KN m) 3036.31 2642.29 2226.59 1807.99 1369.17 Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên Mu≤0,9Mcr điều kiện lượng cơt thép tối thiểu Mr≥ 1,33Mu.Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường M M cr cr = f I y Mu Mu≤0,9Mcr g r t =858.94 (KN.m) Trong đó: f y r = 0,63 f c ' = 0.63 28 = 3.33 Mpa : Cường độ chịu kéo uốn = 113.24 mm: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo ngồi t Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 10 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép I =29209099.62 cm : Mơmen qn tính mặt cát ngun bê tơng xung quanh trục Nội suy tung độ biểu đồ bao moomen xác định vị trí Mu=1,2Mcr Mu=0,9Mcr thông qua xl=810 mm ; x2=1080 mm g 1/2 mặt c c h?nh diện dầm D C B A E D C B A 180 50 E 9500 250 50 [1056.8] [1860] [2415.3] [2732.6] 0.9Mcr = 402.02 kNm 1.2Mcr = 536.03 kNm Mr (kN.m) [1369.17] X1=1400 X2=1850 [1807.99] [2226.59] [2642.29] [3036.31] Biểu đô mômen sau hiệu chỉnh Xác định điểm cắt lý thuyết Điểm cắt lý thuyết mà theo u cầu uốn khơng cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ moomen tính tốn Mu xác định điểm giao biểu đồ ΦMn Xác định điểm cắt thực tế Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài phía moomen đoạn ll.chiều dài ll lấy trị số lớn trị số sau: -chiều cao hữu hiệu tiết diện:d=1658.6 mm -15 lần đường kính danh định:15x19=285 mm -1/20 lần nhịp:1/20x19000=1100mm =>chọn ll=1660 mm Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển lực ld.Chiều dài ld gọi chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực đoạn mà cốt thép dính bám với BT để đạt cường độ tính tốn Chiều dài khai triển ld kéo lấy sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo ld,phải khơng nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo ldb quy định đây,nhân với hệ số điều chỉnh hệ số quy định quy trình.Chiều dài triển khai cốt thép kéo không nhỏ 300mm Chiều dài triển khai cốt thép ldb(mm) sử dụng với cốt thép dọc sử dụng thép sô 29 ldb= 0,02 Ab f y f ' c = 0,02 x 284 x520 =558.17 (mm) 28 Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 11 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Đồng thời ldb≥0,06×db×fy=0,06×19×520=592.8 (mm) Trong Ab =284 :diện tích số 19 (mm2) fy =520MPa:cường độ chảy quy định cốt thép f 'c =28 MPa:cường độ chịu nén quy định BT tuổi 28 ngày db =28.7 mm:đường kính thanh(mm) Hệ số điều chỉnh làm tăng ld:1,4 Xong Act 37.6827 Hệ số điều chỉnh làm giảm ld: A = = 0.947 39.76 tt ld=558.17x1.4x0.947 = 740 (mm) Chọn ld=1000(mm) Với: Act=37.6827(cm2) Diện tích cần thiết theo tính tốn Att=39.76(cm2) Diện tích thực tế bố trí Cốt thép chịu kéo kéo dài cách uốn cong qua thân dầm kết thúc vùng BT chịu nén với chiều dài triển khai ld tới mặt cắt thiết kế có the kéo dài liên tục lên mặt đối diện cơt thép 1/2 mỈt c ¾t c h?nh diƯn dÇm D C B A E D C B A 180 50 E 9500 250 50 [1056.8] [1860] [2415.3] [2732.6] 0.9Mcr = 402.02 kNm 1.2Mcr = 536.03 kNm Mr (kN.m) [1369.17] X1=1400 X2=1850 [1807.99] M'u=43 Mu [2226.59] ? i?m c?t lí thuy?t [2642.29] ? i?m c?t th? c t? [3036.31] Ld=1000 L1=1660 Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 12 Đồ án môn học kết cấu bê tơng cốt thép IV TÍNH TỐN CHỐNG CẮT Biểu thức kiểm toán φVn > Vu Vn : Sức kháng danh định,được lấy giá trị nhỏ Vn=Vc+Vs (N) Hoặc Vn=0,25f 'c bvdv (N) Vc=0,083β f c' dvbv (N) Vs= Av f v d v (cot g  cot g ) sin  (N) s Trong đó: • Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn dv =d-a/2.Đồng thời dv = max{0,9d; 0,72h} Vậy : dv = max{0,9d; 0,72h; d-a/2} 0,9de = 0,9×1658.6= 1492.74 (mm) 0,72h = 0,72×1800 = 1296 (mm) d-a/2 = 1658.6 – 48.3 = 1634.45 (mm) + bv :Bề rộng bụng hữu hiệu,lấy băng bụng nhỏ chiều cao dv,vậy bv=bw=20cm Từ ta thấy dv = 1309 mm + s(mm) :Bước cốt thép đai + β :Hệ số khả BT bị nứt chéo truyền lực kéo + Ө :Góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, Ө xác định cách tra đồ thị tra bảng + α :Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vng với trục dầm nên α=90  + Hệ số sức kháng cắt,với BT thường Φ=0,9 Av : Diện tích cốt thép bị cắt cự ly s(mm) Vs : Khả chịu lực cắt BT (N) Vu : Lực cắt tính tốn(N) Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực BT vùng nén: + Xét mặt cắt cách gối khoảng dv=1634.45mm.Xác định nội lực đường bao băng phương pháp nội lực: Vu=562.1 (KN) Mu= 909.1 (KNm) ΦVn = Φ(0,25f 'c bvdv) =0,9x0.25x28x200x1634.45=2059.4x103 (N) = 2059.4(KN) Vu = 562.1 KN < ΦVn = 2059.4 KN => Đạt Tính góc Φ hệ số β: +Tính tốn ứng suất cắt Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 13 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Vu 562.1 10 V=  d b = =1.9N/mm2 ,  1634 45  200 v v v 1.9 +Tính tỉ số ứng suất f ' = = 0,067 < 0,25 28 c +Giả sử trị số góc Φ =40  tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo cơng thức Mu  0,5 Vu cot g dv E s As εx= M kN.m dv=1634.45(mm) Es=2.105 (MPa) As=1701.2 (mm2 )(khi kéo gối cắt lại thanh) εx=2.6×10-3 Tra bảng ta Φ =43o.Tính lại εx=2.62×10-3 Tiếp tục tra bảng ta Φ =43  Tính lại εx=2.62×10-3 Giá trị Φ, εx hội tụ Vậy ta lấy Φ =43  Tra bảng ta β=1.4 Khả chịu lực cắt BT Vc=0,083×β f c' ×dv×bv=0,083×0.85× 28 ×200×1634.5=122.033×103(N) Yêu cầu khả chịu lực cắt cần thiết côt thép: u = 909.1 Vs=Vn-Vc= 562.1 10 -122.03×103=502.52×103(N) 0,9 Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn Smax= Av  f y d v cot g Vs fy=420MPa:giới hạn chảy quy định với côt thép đai Φ =43  :góc nghiêng với ứng suất nén chéo Dv=1634.45 mm Vs=502.52×103(N) Av:diện tích cốt thép đai(mm2) Chọn cơt thép đai số 10,đường kính danh định d=9,5mm,diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: Av=2×71=142mm2 Vậy ta tính Smax= 142 420 1634.45 cot g 43 =208 (mm) 340.78 10 Ta chọn khoảng cách bố trí cốt đai s=19cm Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu bv s Av≥0,083 f c' f =0,083 28 y 200x190 =39.73 mm2 420 Mà Av=142mm2 > A vmin =39.73 mm2=>thỏa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa côt thép đai Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 14 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Ta có 0,1f 'c ×dv×bv=0,1×28×1634.45×200=915.3×103(N)>Vu=562.1×103(N) Nên ta kiểm tra theo điều kiện sau: s≤0,8dv s=190mm≤0,8dv=0,8×1634.45=1307.56 mm => thỏa mãn s≤600mm => thỏa mãn Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp mômen,lực dọc trục lực cắt: Khả chịu lực cắt cốt thép đai: Vs= Av  f y cot g s = 142 420 1634.45 cot g (43 ) = 550.17×103 (N) 190 Asfy=1701.2x420=714.5×103 (N) M u  Vu  562.110   909.1 10     , V  0,5 502.52 10  cotg(43  ) + + s  cotg Φ =  d v   0,9 1634.45 0,9    =400.9×103 (N) M V  u u Asfy > d  +   0,5Vs  cotg Φ =>đạt v   VI:TÍNH TỐN KIỂM TỐN NỨT: Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bêtơng bị nứt hay khơng.Vì để tính tốn kiểm tốn nứt ta kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay khơng Để tính tốn xem mặt cắt có bị nưt hay khơng người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính ứng suất kéo fc bêtông Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 15 Đồ án môn học kết cấu bê tơng cốt thép Mặt cắt ngang tính tốn 187 1600 1500 TTH 240 yt 200 360 Diện tích mặt cắt ngang: Ag =19.41x180+(180-24-19.41)x20+36x24=7089.6 (cm ) Xác định vị trí trục trung hòa: 19.41x180 x170.3  (180  19.41  24) x 20 x72.3  24 x36 x12 yt  113 24 (cm) 6002 Mơmen qn tính tiết diện nguyên: I g 29209099.62 (cm ) -Tính ứng suất tiết diện nguyên: fc  Ma 1945.71x10 yt  113 24 7.54 MPa Ig 29209099.62 10 -Cường độ kéo uốn bê tông: ' f r 0,63 f c 0,63 28 3,3MPa  f c  0,8 f r Vậy mặt cắt bị nứt Xác định khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng :   Z f sa min  ;0,6 f y  1/  (dxA)  +Trong đó: +dc:chiều cao phần bê tơng tính từ thớ chịu kéo ngồi tâm Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 16 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép gần theo bố trí cốt thép dọc ta có:dc=45(mm) +A:diện tích phần bê tơng có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo tạo mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hòa chia số lượng diện tích phần bê tơng bọc cốt thép cần tìm: dt A 20 x36  x8  20 x8  9.89 953.89(cm) 9.89 200 80 dt A 7949.083(mm) 12 200 80 A= 360 360 Z : Thông số bề rộng vết nứt xét điều kiện bình thường Z= 30000 N/mm Z 30000  422.615MPa 1/ (d c A) ( 45x7949.083)1 /  0,6 f y 0,6 520 312 MPa  => f sa = 312MPa Tính tốn ứng suất sử dụng cốt thép: - Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt E s 2.10 MPa E c 0,043 y c n= 1, f ' c 0,043 24001,5 28 2675,49MPa 2.10 7,48  chọn n =7 2675,49 -Xác định vị trí trục trung hòa dựa vào phương trình mơmen tĩnh với trục trung hòa khơng S= H f (b  b ) (h – y - h w f )+ b w S= 19.41× (180-20) × (180 – y - (h - y) h y - n As (y y A ) 19.41 (180  y ) )+20× -7×90.3× (y-14.14)=0 2 Giải y=146.7 cm Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 17 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép M a Tính ứng suất cốt thép : f s =n I (y-d ) cr Tính mơmen qn tính tiết diện nứt : 19.41 20 (180  146.7) 160 19.413 ) + I cr = +160×19.41×(180-146.7+7 90.3  12 (146.7-14.14) =1317.9x104 cm fs= 1945.7110 (1467  141.4) 54.7 MPa 1317.9 10 f s =54.7 Mpa > f sa =312MPa  Đạt Sv:Nguyễn Văn Nghĩa Gv: Lê Xuân Quang 18