Đồ án bê tông cốt thép: Tính toán bản dầm

Chia sẻ: Nguyễn Hạo Thiên | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

1.306
lượt xem 194
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bản là bản dầm, tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương l_1), do đó khi tính toán có thể tưởng tượng cắt ra một dải có chiều rộng một mét theo phương ngắn để xác định nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo phương l_1. Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án bê tông cốt thép: Tính toán bản dầm

E 190019001900 D 5700 B B C C C 5700 A B 5700 A A 5400 5400 5400 5400 1 2 3 4 5 I. Tính toán bản 1. Sơ đồ bản sàn • Xét tỷ số hai cạnh ô bản: • Bản là bản dầm, tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương ), do đó khi tính toán có thể tưởng tượng cắt ra một dải có chiều rộng m ột mét theo phương ngắn để xác định nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo ph ương . Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm. Các dầm trục 2, 3, 4 là dầm chính, vuông góc với dầm chính là dầm phụ và xem như là 1 dầm liên tục • Để tính bản, ta cắt một dãy rộng b=1m vuông góc với dầm ph ụ và thu ộc dầm lien tục có gối tựa là dầm phụ và tường a) Bản - Áp dụng công thức: - Trong đó: l là nhịp của bản (cạnh bản theo phương ch ịu l ực), l== 190(cm). D = phụ thuộc tải trọng m : phụ thuộc loại bản; m = - Vì tải trọng khá lớn nên chọn D= 1.4 ; chọn m= 35. Vậy : . Chọn . b) Dầm phụ Chọn sơ bộ kích thước dầm phụ: (nhịp c) Dầm chính Chọn sơ bộ kích thước dầm phụ: (nhịp
2. Nhịp tính toán của bản • Nhịp giữa: • Nhịp biên:Nhịp tính toán lấy bằng khoảng cách t ừ mép dầm ph ụ đ ến đi ểm đặt phản lực gối tựa ở trên tường. Điểm này được quy ước cách mép t ường m ột đoạn: • Chênh lệch giữa các nhịp: Sơ đồ nhịp tiính toán của bản 3. Tải trọng lên bản • Hoạt tải tính toán: • Tĩnh tải được tính toán và ghi trong bảng sau: Hệ số độ tin Chiều dày Trọng lượng Trị tiêu chuẩn Ttrị tính toán Lớp cấu tạo cậy về tải (mm) riêng (kN/) (kN/) (kN/) trọng Vữa lót 0.02 18 0.36 1.2 0.432 Bản bê tông 0.08 25 2 1.1 2.2 cốt thép Vữa trát 0.015 18 0.27 1.2 0.324 Tổng 2.99 2.956 Vậ y • Tải trọng toànp hần (tính theo bản rộng b=1m) 4. Tính giá trị moment • Gía trị tuyệt đối của moment dương ở nhịp biên và moment âm ở gối thứ hai: • Gía trị tuyệt đối của moment âm ở gối thứ hai: • Gía trị tuyệt đối của moment dương ở nhịp giữa và moment âm ở gối gi ữa:
Hình 1. Sơ đồ tính và biểu đồ moment của bản sàn 5. Tính cốt thép • Chọn a=15 (mm). Trong đó: a là khoảng cách từ mép ch ịu kéo c ủa ti ết di ện đ ến trọng tâm của cốt thép chịu kéo. • Chiều cao làm việc của tiết diện dầm: • Công thức tính toán : ;; • Số liệu bê tông: Bê tông B15 : Dùng thép AI: • Hàm lượng cốt thép hợp lý của bản dầm: a) Tính cốt thép ở nhịp biên • Ta có: • Diện tích cốt thép được tính theo công thức: • Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp biên và gối biên: Vậy thỏa mãn Dự kiến dùng cốt thép Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là : Chọn Φ8, a=16 (cm), có b) Tính cốt thép cho gối thứ 2 • Ta có:
• Diện tích cốt thép được tính theo công thức: • Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp biên và gối biên: Vậy thỏa mãn Dự kiến dùng cốt thép Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là : Chọn Φ8, a=16 (cm), có c) Tính cốt thép ở nhịp giữa và gối giữa: • Ta có : • Diện tích cốt thép được tính theo công thức sau: • Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp giữa và g ối gi ữa: Vậy: thỏa mãn Dự kiến dùn cốt thép Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là : Chọn Φ6, a=14 (cm), có .Thiếu hụt trong phạm vi cho phép. • Tại các giữa nhịp và gối giữa ở trong vùng được phép gi ảm t ối đa 20% c ốt thép . Hàm lượng cốt thép: Vậy: thảo mãn Khoảng cách giữa các cốt thép sẽ là: Chọn dùng Φ6, a=16 (cm), có . Tieát M m As Choïn coát theùp dieän (kN/m) (mm2) (%) d a As (mm) (mm) (mm2 Nhòp bieân 4.2 0.117 0.125 307 0.47 8 160 314 Gối 2 4.24 0.118 0.126 309.4 0.48 8 160 314 Nhòp giuõa, goái 2.92 0.081 0.085 208.7 0.32 6 140 202 giöõa
• Kiểm tra lại chiều cao làm việc . Lấy lớp bảo vệ 1 (cm). Với tiết diện dùng Φ8,có Với tiết diện dùng Φ6, có Nhận xét: đều xấp xỉ và nghiêng về phía lớn hơn so với tr ị s ố đã dùng đ ể tính toán là 6.5 (cm), nên sự bố trí cốt thép như trên là đ ược và thiên v ề an toàn d) Cốt thép chịu moment âm theo cấu tạo: Với Chọn v=0.25 Nên áp dụng công thức tính đoạn thẳng từ mút cốt mũ đến mép dầm ph ụ: Khoảng cách từ mút cốt mũ đến trục dầm: Ta sử dụng cách uốn phối hợp ở nhịp và gối: Đoạn thẳng từ điểm uốn đến mép dầm là: khoảng cách từ trục dầm phụ đến điểm uốn: 6. Cốt thép phân bố - cấu tạo Xét tỷ số Chọn - Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo được giảm 20% lượng thép so với kết quả tính được. ở các gối giữa và nhịp giữa : Chọn dùng Φ6, a=16 (cm), có . - Cốt thép cấu tạo chịu moment âm dọc theo các gối biên và phía trên d ầm chính được xác định như sau: Chọn - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: Chọn - Dùng các thanh cốt mũ ở phần bản chịu moment âm phía trên d ầm chính mà trong tính toán đã bỏ qua - Chọn các thanh mũ. Khoảng cách tính đến trục dầm: - Chiều dài toàn bộ đoạn thẳng: , kể đén hai móc vuông 8 (cm), thì chiều dài thanh là : - Bố trí thép cho bản:
Ø8a160 Ø8a160 Ø6a200 Ø6a140 Ø6a140 Ø6a200 7 3 7 5 5 7 Ø8a160 Ø8a160 Ø6a140 Ø6a300 2 1 4 8 A B 1050 1050 1050 570 65 65 65 65 65 65 3 5 5 65 65 2 60 1 60 1950 19040 45 4 MAËT CAÉT A-A Ø6a180 Ø6a180 6 9 425 Ø6a250 Ø6a250 10 10 1060 750 65 65 6 65 65 9 MAËT CAÉT B-B MAËT CAÉT C-C II. Tính toán dầm phụ 1. Sơ đồ tính Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp. Đoạn dầm gối lên tường là . Bề rộng dầm chính đã giả thuyết . Nhịp tính toán là:
• Nhịp giữa: • Nhịp biên: • Chênh lệch giữa các nhịp : Ta có sơ đồ tính toán :( hình vẽ ) 2. Tải trọng Vì khoảng cách giữa các dầm đều nhau, bằng nên: • Hoạt tải trên dầm: • Tĩnh tải : Trong đó: Tải trọng tính toán toàn phần Tỉ số Tra bảng ta có k=0.285 3. Nội lực Tung độ hình bao moment : • Nhịp biên : • Nhịp giữa: Nhịp Giá trị Tung độ M ,kGm tiết diện Mmax(b1) Mmin(b2) Mmax Mmin Nhịp biên 0 0 0 1 0,065 5679 2 0,090 7864 0,425l 0,091 7951 3 0,075 6553 4 0,020 1748 TD5 -0,0715 -5972 Nhịp giữa 6 0,018 -0,035 1573 -2924 7 0,058 -0,016 5068 -1336 0.5l 0,0625 5461 8 0.058 -0.014 5068 -1169 9 0.018 -0,029 1573 -2422 TD10 -0,0625 -5220
Nhịp giữa 11 0,018 -0,028 1573 -2339 12 0,058 -0,01 5068 -835 0.5l 0,0625 5461 13 0.058 -0,01 5068 -835 14 0.018 -0.028 1573 -2339 Moomen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa m ột đo ạn: Moomen dương triệt tiêu cách mép gối tựa với nhịp gi ữa một đo ạn: Tại nhịp biên : Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn: Lực cắt : QA = 0,4qdlb = 0,4. 32,752 .5,165 = 67.67 kN QBT = 0,6qdlb = 0,6. 32,752 .5,165 = 101.5kN QBP = QC = 0,5qdl = 0,5. 32,752 .5,05 = 82.7 kN
4. Tính toán cốt thép dọc Bê tông có cấp độ bền chịu nén B15: Có Cốt dọc dầm phụ sử dụng loại AII : Cốt đai dầm phụ sử dụng loại AI : 4.1. Cốt dọc a) Tại tiết diện ở nhịp biên Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, ti ết di ện tính toán là tiết diện chữ T Xác định Chọn Chiều rộng bản cánh: Kích thước tiết diện chữ T (
Xác định vị trí trục trung hòa: Gỉa thiết lấy a=4.5cm ; - Nhận xét : nên trục trung hòa đi qua cánh, do đó ta tính nh ư đ ối v ới ti ết di ện hình chữ nhật với kích thước Tính Ta thấy Tính diện tích cốt thép : Kiểm tra Vậy: thỏa mãn b) Tại tiết diện ở nhịp giữa và gối Tương ứng với giá trị moment âm, bản chịu kéo, tính c ốt thép theo ti ết di ện ch ữ nhật Giả thiết a=4.5 cm. - nên trục trung hòa đi qua cánh, do đó ta tính nh ư đ ối v ới ti ết di ện hình ch ữ nhật với kích thước Tính Ta thấy Tính diện tích cốt thép : Kiểm tra Vậy: thỏa mãn - Tại gối 2, với M=59.72 kNm Tính : Tính Tính Ta thấy Tính diện tích cốt thép : Kiểm tra Vậy: thỏa mãn - Tại gối 3, với M=52.2 kNm
Tính Ta thấy Tính diện tích cốt thép : Kiểm tra Vậy: thỏa mãn Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng Tiết diện Nhịp biên Gối 2 Nhịp giữa ́ Gôi 3 Diện tích As cần 8.25 cm2 7.22 cm2 5.63 cm2 6.14 cm2 thiết Các thanh và diện 222+118 320 316 318 tích tiết diện 10,145 cm2 9,42 cm2 6,03cm2 7,63 cm2 4.2. Cốt ngang - Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối B có lực cắt lớn nh ất QBT = 101.5kN - Kiểm tra điều kiện tính toán:  QBT >  Bê tông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai ch ịu cắt - Chọn cốt đai , số nhánh đai n=2 - Xác định bước cốt đai:  Chọn bố trí tring đoạn L/4 đoạn đầu dầm Kiểm tra:
Cạnh gối cắt 1φ18 còn 5.09 37 20 0,2 0,23 46.76 2 2φ18 Nhịp giữa 3φ16 6,03 37,2 116 0,045 0,046 61.4 Cạnh nhịp Cắt 1φ16 4.02 37,2 116 0,03 0,031 41.23 giữa còn2φ16 Trên gối 3 3Φ18 7,63 37,1 20 0,28 0,34 65.84 Cắt 1Φ18 còn Cạnh gối 2Φ18 5.09 37.1 20 0.13 0.15 31.5 3 • Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh - Tại gối thứ 2 + Cốt thép số 2 (đầu bên phải): sau khi cắt thép số 2 ( 1φ18), tiết diện gần gối thứ 2 còn lai là cốt thép số 3 (2φ18). Khả năng chịu lực ở thớ trên là M= 44.76 kN.m. Ta thấy tiết diện có M=44.76 kNm nằm giữa tiết diện số 59.72 kNm và tiết diện 6 có M=29.24 kNm.Bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng Gía trị lực cắt Tại khu vực này cốt đai được bố trí Φ6a150 tính Do không bố trí cốt xiên nên Chọn + Cây thép số 3(đầu bên trái) sau khi cắt, cây thép số 3 (2) Gía trị lực cắt : Tại khu vực này cốt đai được bố trí Φ8a150 tính Do không bố trí cốt xiên nên Chọn + Tại nhịp 2: Sau khi cắt cây số 4 (1) còn cây số 5 2 thì khả năng chịu lực M=41.23 kN.m. Tiết diện có M=41.23 kN.m nằm giữa tiết diện 6 có M=15.73 kN.m và tiết diện 7 có M=50.68kN.m Gía trị lực cắt
Do không bố trí cốt xiên nên Chọn + Tại gối 3: Sau khi cắt cây số 9 (1) còn cây số 8 2 thì khả năng chịu lực M=31.5kN.m. Tiết diện có M=31.5 kN.m nằm giữa tiết diện 9 có M=24.22 kN.m và tiết diện 10 có M=52.2.m Gía trị lực cắt Do không bố trí cốt xiên nên Chọn • Tại nhịp biên Sau khi cắt cây số 6 (1) còn lại cốt thép số 1 (2) lúc này khả năng chịu lực M=65.63 kN.m. Nằm giữa tiết diện 1 có M=56.79 kN.m và tiết diện 2 M= 78.64 kN.m Gía trị lực cắt Do không bố trí cốt xiên nên Chọn - Cốt thép số 7 (2) cốt thép này được sử dụng làm cốt giá ở nhịp biên, trong đó không có moment âm. Diện tích cốt thép là 226 mm2 6. Bố trí thép
W3T=360 W2P=400 W10=400 59.72 65.63 59.72 65.63 46.76 46.76 52.2 29.24 24.22 13.36 11.69 15.73 15.73 17.48 41.23 50.68 41.23 50.68 54.61 56.79 65.53 61.4 78.64 79.51 76.23 76.23 100.7 W5=200 W5=200 W1=500 W1=500 1 2 3 4 5 Ø6a150 1 2 3 4 5 10 11 Ø6a300 5400 5400 1 2 3 4240 1Ø16 90 100 2Ø12 4 90 7 120 2020 120 2Ø22 1 2650 165 5480 165 135 1Ø18 9 1Ø18 2650 6 135 135 2856 135 2Ø18 8 5935 135 135 2Ø18 3 1975 135 135 1Ø18 2 2Ø16 5 120 11000 Sơ đồ biểu đồ bao vật liệu dầm phụ
2Ø12 7 2 1Ø18 2Ø18 3 2 1Ø18 2Ø18 3 Ø6a300 Ø6a150 Ø6a150 11 10 10 6 1Ø18 2Ø22 1 2Ø22 1 2Ø16 5 1-1 2 -2 3 -3 2Ø18 3 9 1Ø18 2Ø18 8 Ø6a300 Ø6a150 11 10 4 1Ø16 2Ø16 5 2Ø16 5 4 -4 5 -5
III. Tính toán dầm chính 1. Sơ đồ tính toán Dầm chính là dầm lien tục 4 nhịp. Kích thước dầm đã được giả thuyết: b=35 cm, h =70 cm. Bề rộng cột ,đoạn dầm kê lên bổ trụ dày . Đoạn dầm chính kê lên t ường đúng bằng chiều dày tường là 34 cm. Nhịp tính toán ở nh ịp gi ữa và nh ịp biên đ ều bằng l=3. Sơ đồ tính toán như sau: 2. Xác định tải trọng Hoạt tải tập trung P= Trọng lượng bản than dầm đưa về thành lực tập trung Tĩnh tải do dầm phụ truyền vào Tĩnh tải tác dụng tập trung 3. Tính và vẽ biểu đồ moment Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ tính toán để vẽ bi ểu đ ồ moment theo cách t ổ hợp - Biểu đồ - Các biểu đồ Do tính chất đối xứng, nên ta chỉ cần tính cho 2 nh ịp.K ết qu ả tính bi ểu đ ồ moment cho từng trường hợp tải được trình bày như sau:
TIẾT SĐ DIỆN 1 2 GỐ I B 3 4 GỐ I C α,M α 0.238 0.143 -0.286 0.079 0.111 -0.190 G M 71.87 43.49 -85.15 24.16 33.22 -57.96 α 0.286 0.238 -0.143 -0.127 -0.111 -0.095 P1 M 220.89 184.47 -109.28 -97.65 -86.03 -74.4 α -0.048 -0.095 -0.143 0.206 0.222 -0.095 P2 M -36.43 -72.85 -109.28 159.67 171.29 -74.4 α -0.321 -0.048 P3 M 175.66 93.99 -244.99 80.82 149.31 -39.52 α -0.031 -0.063 -0.095 -0.286 P4 M -24.8 -49.6 -74.4 134.87 86.83 -218.56 α 0.036 -0.143 P5 M 8.81 17.62 26.44 -18.8 -64.04 109.28 α -0.190 0.095 P6 M 209.7 161.22 -144.16 -72.85 -1.55 69.75 Trong sơ đồ bảng tra không cho các trị số tại một số tiết diện, phải tính n ội suy theo phương pháp cơ học kết cấu. +: Ta có +: Ta có +: Ta có +: Ta có Tieát dieän 1 2 Goái B 3 4 Goái C Moâmen M1=MG+MP1 292.76 227.96 -194.43 -73.49 -52.81 -132.36 M2=MG+MP2 35.44 -29.36 -194.43 183.83 204.51 -132.36 M3=MG+MP3 316 137.48 -330.14 104.98 182.51 -97.48 M4=MG+MP4 247.53 -6.11 -159.55 159.03 120.05 -276.52
M5=MG+MP5 80.68 61.11 -58.71 5.36 -30.82 51.32 M6=MG+MP 281.57 204.71 -229.31 -48.69 31.67 11.79 Mmax 292.76 227.96 -58.71 183.83 204.51 11.79 Mmin 35.44 -29.36 -330.14 -73.49 -52.81 -276.52 Xét gối B: theo hình bao moment thấy rằng phía bên trái g ối B bi ểu đ ồ d ốc nhi ều hơn bên phải, tính moment mép bên trái phảo sẽ có giá tr ị tuy ệt đ ối l ớn h ơn. Đ ộ dóc của biểu đồ moment trong đoạn gần gối B: Dùng giá trị này tính thép tại gối B Xét gối C: theo hình bao moment thấy rằng phía bên trái g ối C bi ểu đ ồ d ốc nhi ều hơn bên phải, tính moment mép bên trái phảo sẽ có giá tr ị tuy ệt đ ối l ớn h ơn. Đ ộ dóc của biểu đồ moment trong đoạn gần gối C: Dùng giá trị này tính thép tại gối C