Đồ án Thiết kế xây dựng trường Trung học phổ thông Phan Bội Châu - TP Hồ Chí Minh

PHẦN II (20%) Nhiệm vụ : - Thiết kế sàn tầng điển hình. - Thiết kế dầm phụ trục C2. - Thiết kế cầu thang. - Thiết kế khung + móng, trục CB. GVHD Kết Cấu : ThS.NGUYỄN PHÚ HOÀNG SVTH : PHAN THẾ CƯƠNG LỚP : 08XD2 Đà nẵng , tháng0 5 năm 2011 CHƯƠNG I : TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1.1. Sơ đồ bố trí ô sàn 1.2. Số liệu tính toán 1.2.1. Bêtông Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông có cấp độ bền B25 có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: Khối lượng riêng: g = 25000N/m3 Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14,5.106 N/m2 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1,05.106 N/m2 1.2.2. Cốt thép Sử dụng cốt thép AI, AII có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sau: Thép AI: Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: Rs = Rsc = 225.106 N/m2 Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: Rsw = 175.106 N/m2 Môđun đàn hồi: Es = 21.1010 N/m2 Thép AII: Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: Rs = Rsc = 280.106 N/m2 Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: Rsw = 225.106 N/m2 Môđun đàn hồi: Es = 21.1010 N/m2 1.2.3. Chọn chiều dày bản Chọn chiều dày bản sàn dựa theo công thức: Trong đó: m = 40 ÷ 45 với bản kê bốn cạch m = 30 ÷ 35 với bản loại dầm m = 10 ÷ 18 với bản loại dầm l - Chiều dài cạnh ngắn nhất của bản lớn nhất. Chọn chiều dày bản cho ô sàn lớn nhất có kích thước: 3,9x6m; với m = 40; D = 1. . Ta chọn hb = 90mm. 1.2.4. Chọn chiều dày ô sàn Sàn l2 (m) l1 (m) l2/l1 Loại ô sàn Diện tích (m2) hbchon (mm) S1 4,2 2,4 1,75 Bản kê 4 cạnh 10,08 90 S2 6,3 2,4 2,63 Bản dầm 15,12 90 S3 4,2 3,4 1,24 Bản kê 4 cạnh 14,28 90 S4 3,4 2,9 1,17 Bản kê 4 cạnh 9,86 90 S5 3,4 1,3 2,62 Bản dầm 4,42 90 S6 3,4 1,8 1,89 Bản kê 4 cạnh 6,12 90 S7 3,4 2,4 1,42 Bản kê 4 cạnh 8,16 90 1.2.5. Cấu tạo các lớp mặt sàn Cấu tạo lớp mặt sàn phòng học, sàn hành lan 1.3. Xác định tải trọng 1.3.1. Tĩnh tải. Xác định dựa vào các lớp cấu tạo của kiến trúc. Ta có công thức tính: Tĩnh tải tiêu chuẩn: gtc = δ . γ (kG/m2) Tĩnh tải tính toán: gtt = gtc . γf,i (kG/m2). Trong đó: γf,i - Hệ số độ tin cậy về tải trọng lớp th ứ i γ - Trọng lượng riêng của vật liệu δ - Bề dày lớp vật liệu Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn dựa vào cấu tạo của chúng. Kết quả được trình bày ơ các bảng sau: Sàn phòng học, hành lang , phòng chuẩn bị . stt Các lớp vật liệu δ(m) γf,i γ(N/m3) gtt(N/m2) 1 Gạch Ceramic tự nhiên 0.01 1.1 17000 187 2 Vữa liên kết B7,5 dày 20 0.02 1.3 16000 416 3 Bản BTCT B25 dày 90 0.1 1.1 25000 2475 4 Vữa trát trần B7,5 dày 15 0.015 1.3 16000 312 5 Trần treo alpolic va hệ khung xương 1.1 385 Tổng cộng 3775 1.3.2. Hoạt tải Dựa vào chức năng của từng loại ô sàn, rồi tra bảng trong TCVN 2737-1995 để xác định hoạt tải cho sàn. Sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải ѰA1 cho các ô sàn theo mục 4.3.4.1 ( Áp dụng đối với các ô sàn chức năng : phòng ngủ , văn phòng ..... co diện tích A>A1=9m2 ) . Hệ số giảm tải : Trong đố A (m2) : Diện tích chịu tải của ô sàn . Hoạt tải tiêu chuẩn: Ptc (N/m2) Hoạt tải tính toán: Ptt = Ptc . γf,p (N/m2) Sàn Chức năng Diện tích (m2) Ptc.10-3 (N/m2) Hệ số n Ptt.10-3 (N/m2) Hệ số ѰA1 Ptt.10-3 (N/m2) S1 Hành lang 10,08 3,00 1,2 3,6 0,967 3,481 S2 Hành lang 15,12 3,00 1,2 3,6 0,863 3,106 S3 Phòng học 14,28 2,00 1,2 2,4 0,876 2,103 S4 Phòng chuẩn bị 9,86 3,00 1,2 3,6 0,973 3,504 S5 Phòng chuẩn bị 4,42 3,00 1,2 3,6 S6 Phòng học 6,12 2,00 1,2 2,4 S7 Phòng chuẩn bị 8,16 3,00 1,2 3,6 1.3.3. Tổng tải trọng Tính bằng công thức: q = gtt + ptt. Kết quả tính tải trọng: Ô sàn Stường (m2) Scửa (m2) (m) gtường (N/m2) gcửa (N/m2) gbt (N/m2) T.tải gs (N/m2) H.tải ps (N/m2) q N/m2 S1 0,1 3775 3775 3600 7375 S2 0,1 3775 3775 3600 7375 S3 0,1 3775 3775 2400 6175 S4 0,1 3775 3775 2400 6175 S5 0,1 3775 3775 2400 6175 S6 0,1 3775 3775 2400 6175 S7 0,1 3775 3775 2400 6175 1.4. Tính toán nội lực Nội lực trong sàn được tính toán theo sơ đồ đàn hồi. Gọi: l1 - kích thước cạnh ngắn của ô sàn l2 - kích thước cạnh dài của ô sàn Nếu < 2 Þ Tính ô sàn theo bản kê bốn cạnh. Nếu ≥ 2 Þ Tính ô sàn theo bản loại dầm. Khi tính toán để an toàn ta quan niệm như sau: Sàn với dầm giữa xem là liên kết ngàm . Dưới sàn không có dầm thì xem là tự do Sàn liên kết với dầm biên là liên kết khớp Ò xác định nội lực. Nhưng do thiên về an toàn nên ta lấy cốt thép ở biên ngàm đối diện để bố trí cho biên khớp. 1.4.1. Đối với bản kê 4 cạnh ta tính như sau : 1.4.1.1. moomen nhịp : + : Moomen dương lớn nhát theo phương cạnh ngắn . + : Moomen dương lớn nhát theo phương cạnh dài . 1.4.1.2. moomen gối : + : Moomen âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh ngắn . + : Moomen âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh dài . trong đó : + , (N/m2) : Tỉnh tải và hoạt tải tác dụng lên sàn . + , (m) : Kích thước theo phương cạnh ngắn, cạnh dài của ô bản . + , , , : hệ số tra bảng phụ thuộc tỷ số . ( Bảng 1.19 Sổ tay thưc hành kêt cấu công trình PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng) + i là chỉ số phụ thuộc vào ô sàn 1.4.2. Đối với bản loại dầm Cắt dãi bản rộng 1m theo phương vuông góc với cạnh dài và xem như một dầm để tính. Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm : q = (gtt + ptt ).1m (N/m) Tuỳ liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm 1.5. Tính toán cốt thép bản Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật với bề rộng b = 1m, chiều cao h = hb, chiều dày bản sàn là h = 90mm, chiều dày lớp bêtông bảo vệ a = 15mm. Chiều cao làm việc h0 phụ thuộc vào phương cạnh dài hay cạnh ngắn của ô bản. Theo phương cạnh ngắn, cốt thép đặt dưới. Chọn a = 1,5 cm Þ h0 = 9 – 1,5 = 7,5cm Theo phương cạnh dài, cốt thép đặt lên trên cốt thép cạnh ngắn nên khoảng cách giảm đi một đoạn, khi đó chiều cao làm việc của cốt thép cạnh dàilà: = hb - Với: d1 là đường kính nhóm cốt thép lớp dưới d2 là đường kính nhóm cốt thép lớp trên. Xác định: αm = . Trong đó: h0 = h - a Kiểm tra: Nếu αm > αR Þ Tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bêtông. Nếu αm ≤ αR Þ Tính hoặc từ αm tra bảng của phụ lục 9 ra Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính: và phải đảm bảo ³ mmin = 0,05% Bố trí thép với khoảng cách a = = Trong đó: fa - là diện tích một thanh thép. * Tính toán và bố trí cốt thép điển hình cho ô sàn S3 Bề dày bản sàn là hb=90 mm. Chọn bề dày lớp bêtông bảo vệ a=15 mm. Theo phương cạnh ngắn, cốt thép chịu lực đặt ở dưới. Do đó h0=9-1,5=7,5 cm Theo phương cạnh dài, cốt thép được đặt lên trên cốt thép theo phương cạnh ngắn. = h0 - Với d1: đường kính cốt thép theo phương cạnh ngắn d2: đường kính cốt thép theo phương cạnh dài Xác định mômen tại các vị trí của ô sàn S3 M1 = α1 .q.l1.l2 = 0,0206.6175.3,4.4,2 = 1816,49 N/m M2 = α2 .q.l1.l2 = 0,0136. 6175.3,4.4,2 = 1199,23 N/m MI = β1.q.l1.l2 = -0,0472.6175.3,4.4,2 = -4162,05 N/m MII = β2.q.l1.l2 = -0,0309.6175.3,4.4,2= -2724,73 N/m Xác định Do đó ta chọn d8, khoảng cách cốt thép sẽ là: Chọn: S = 200 Kiểm tra lại (0,1%) Do đó ta chọn d8, khoảng cách cốt thép sẽ là Chọn S = 200 Kiểm tra lại (0,1%) Do đó ta chọn d10, khoảng cách cốt thép sẽ là: Chọn S = 150 Kiểm tra lại (0,1%) Do đó ta chọn d10, khoảng cách cốt thép sẽ là: Chọn s =150 Kiểm tra lại (0,1%) * Từ kết quả tính toán ở trên ta bố trí cốt thép như sau: - Cốt thép theo phương cạnh ngắn l1: d8, s200 - Cốt thép theo phương cạnh dài l2: d8, s200 (đặt trên cốt thép theo phương l1) - Cốt mũ chịu mômen âm theo phương cạnh dài là: d10, s150 - Cốt mũ chịu mômen âm theo phương cạnh ngắn là: d10, s150 1.6. Bố trí cốt thép Từ những kết quả cốt thép được tính ra trong bảng tính EXCEL cho các ô sàn ta bố trí d và s như trên nhưng cần chú ý một số điểm sau đây: Đối với cốt thép mũ chịu mômen âm ở trên ta lấy khoảng cách từ mép dầm đến đến đầu mút cốt mũ là l0b/4 (với l0b là chiều dài nhịp tính toán của ô sàn) Đối với móc cong ở 2 đầu cốt thép chịu mômen dương ở dưới ta lấy đoạn uốn cong đó bằng 7,5d (với d là đường kính cốt thép) Chiều dài đoạn móc của cốt mũ chịu mômen âm ở trên ta lấy bằng một đoạn là: x = hb-15. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM *. Số liệu tính toán Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông có cấp độ bền B25 có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: Khối lượng riêng: g = 25000N/m3 Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14,5.106 N/m2 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1,05.106 N/m2 *. Cốt thép Sử dụng cốt thép CI, CII có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sau: Thép CI: Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: Rs = Rsc = 225.106 N/m2 Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: Rsw = 175.106 N/m2 Môđun đàn hồi: Es = 21.10+4MPa Thép CII: Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: Rs = Rsc = 280.106 N/m2 Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: Rsw = 225.106 N/m2 Môđun đàn hồi: Es = 21.10+4Mpa * TÍNH DẦM DS-6 2.1. Chọn tiết diện dầm dọc với l là nhịp dầm Các dầm dọc trục C2, C3 có nhịp đều nhau và bằng 4,2m nên chọn kích thước tiết diện như nhau: (cm). Chọn hdp = 30(cm) . Chọn bdp = 20(cm) Vậy tiết diện dầm phụ là: 2.2. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm DS-6 trục C2 Tải trọng tác dung lên dầm gồm có: Trọng lượng bản thân dầm Tải trọng do các ô bản truyền vào gồm tĩnh tải và hoạt tải Ô sàn Tĩnh tải (N/m2) Hoạt tải (N/m2) Phòng học 3775 2400 Phòng chuẩn bị 3775 3600 Hành lang 3775 3600 Sơ đồ truyền tải trọng từ sàn vào dầm Dầm DS-6 trục C2 là dầm liên tục 2.1.1 Tỉnh tải tác dụng lên dầm 2.1.1.1. Do trọng lượng bản thân dầm Phần sàn giao nhau với dầm được tính vào trọng lượng sàn. ...Trọng lượng bản thân của dầm chỉ tính với phần không giao với sàn. Phần bêtông: Phần trát: 2.1.1.2. Do sàn truyền vào dầm Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố theo diện chịu tải. Từ các góc bản, vẽ các đường phân giác chia sàn thành các phần 1, 2, 3, 4 Phần 1 truyền vào dầm D1, Phần 2 truyền vào dầm D2, Phần 3 truyền vào dầm D3, Phần 4 truyền vào dầm D4. Gọi gS là tải trọng tác dụng lên ô sàn. Tải trọng tác dụng từ sàn truyền vào dầm: D1, D2 : Tải trọng hình thang D3, D4 - Tải trọng tam giác Để đơn giản quy đổi các tải trọng hình.thang và tam giác đó về phân bố đều(gần đúng). Dầm D1, D2: Với: Dầm D3, D4: Đối với sàn bản dầm : xem tải trọng truyền vào dầm theo phương cạnh dài, dầm theo phương cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn. D1, D2: D3, D4: * Đối với dầm có 2 bên sàn cần tính tải trọng do cả 2 bên truyền vào (cùng tác dụng vào 1 dầm). 2.1.1.3. Do tường và cửa xây trên dầm Trong kết cấu nhà khung chịu lực, tường chỉ đóng vai trò bao che, nó chỉ chịu tải trọng bản thân (tự mang). Tường chỉ truyền lực vào dầm mà không tham gia chịu lực (điều này để đơn giản trong tính toán và tăng độ an toàn vì thực tế tường có tham gia chịu lực). * Đối với mảng tường đặc: để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có tường trong phạm vi góc 60o là truyền lực lên dầm, còn lại tạo thành lực tập trung truyền xuống cột. (Nếu 2 biên tường không có cột thì xem như toàn bộ tường truyền vào dầm) Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát): Gọi ht là chiều cao tường (bằng chiều cao tầng - chiều cao dầm) Tải trọng lên dầm có dạng hình thang (như hình vẽ) qui đổi về phân bố đều: Với: a = ht . tg30o = ht . * Trường hợp ld bé. Phần tường truyền lên dầm có dạng tam giác: Quy đổi về phân bố đều: Với: * Đối với mảng tường có cửa. Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng (tường + cửa) phân bố đều trên dầm. Trong đó: gt - trọng lượng tính toán của 1m2 tường. St - Diện tích tường (trong nhịp đang xét). nc - Hệ số vượt tải đối với cửa. - Trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa. Sc - Diện tích cửa (trong nhịp đang xét). Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là: 2.1.1.4. Do dầm khác truyền vào Có thể có trường hợp dầm khác được xem là dầm phụ của dầm đang xét truyền lực lên dầm đang xét. (Vd: dầm bo, dầm cầu thang ...). Lực truyền từ dầm phụ đó vào là lực tập trung: P = Pa + Pb (Pa, Pb: lực tập trung do dầm thuộc đoạn la, lb truyền vào). Xét lực thuộc 1 đoạn dầm truyền vào (Vd: đoạn nhịp la ) Xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm phụ trong đoạn nhịp la qdp = qtrọng lượng bthân + qsàn truyền vào + qtường.+qcửa Xác định lực tập trung truyền vào dầm đang xét: Pa = qdp .la/2 Tương tự đối với lb (xác định: qdp => xác định: Pb = qdp . lb/2) 2.3. Bảng tính toán tỉnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm DS-6 trục C2 2.3.1. Bảng tính toán tỉnh tải Tường gạch 200 có trọng lượng riêng γt = 15000N/m3 Chiều dày vữa trát 10, trát 2 mặt có trọng lượng riêng γtr = 16000N/m3 Tường gạch 100 có trọng lượng riêng γt = 15000N/m3 Tên tải Các trường hợp tải trọng hợp thành nq,i Giá trị tính toán trên 1m (N/m) q3 =q5 +Trọng lượng bản thân dầm 1,1 1,3 1155,00 193,44 +Trọng lượng của dầm DS-2 , dưới dạng lực tập trung - Trọng lượng bản thân dầm - Trọng lượng do sàn S4 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng do sàn S5 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng tường có cửa truyền vào -Trọng lượng tập trung do dầm DS-2 truyền vào là phản lực gối tựa của dầm DS2 1,1 1,3 1155,00 193,44 4530,00 2453,75 5529,03 63758,00 + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q4 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 + Trọng lượng do ô sàn S3’ truyền vào 3889,15 + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q1 = q2 = q6 = q7 =q9 =q10 =13 =q14 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 + Trọng lượng do ô sàn S3 truyền vào 4954,69  + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 q8 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44 +Trọng lượng do ô sàn S2 truyền vào 7432,03 q11 =q12 + Trọng lượng bản thân dầm  1,1 1,3 1155,00 193,44  + Trọng lượng do ô sàn S1 truyền vào 3684,75 + Trọng lượng do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-6 2831,25 +Trọng lượng của dầm DS-2 , dưới dạng lực tập trung - Trọng lượng do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-2 - Trọng lượng tường có cửa truyền vào tương tự như dầm DS-2 nằm giữa trục CC-CD truyền vao dầm DS-6 -Trọng lượng tập trung do dầm DS-2 truyền vào là phản lực gối tựa của dầm DS-6 3202,26 48836,82 *Trọng lượng tường cửa truyền vào dầm DS-6 ( tính cho 1 nhịp và lấy gần đúng điều cho các nhịp khác trong dầm ) + Trọng lượng tường có cửa truyền vào 6037,97 2.3.2. Bảng tính toán hoạt tải Tên tải Các trường hợp tải trọng hợp thành np,i Giá trị tính toán trên 1m (N/m)  P3 =p5 + Hoạt tải do dầm DS-2 truyền vào dưới tập trung - Hoạt tải do ô sàn S5 truyền vào dầm DS-2 - Hoạt tải do ô sàn S4 truyền vào dầm DS-2 2340,00 5220,00 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P4 + Hoạt tải do ô sàn S3’ truyền vào 2472,57 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P1 = P2 = p6 = p7 =p9 =p10 =p13 =p14 + Hoạt tải do ô sàn S3 truyền vào 2550,00 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 P8 - Hoạt tải do ô sàn S2 truyền vào 4320,00 P11 =p12 + Hoạt tải do dầm DS-2 truyền vào dưới tập trung - Hoạt tải do ô sàn S6 truyền vào dầm DS-2 - Hoạt tải do ô sàn S7 truyền vào dầm DS-2 2160,00 3053,81 + Hoạt tải do ô sàn S1 truyền vào 3513,94 + Hoạt tải do ô sàn S7 truyền vào 2700,00 Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm Tĩnh tải Dạng N/m Hoạt tải Dạng N/m q3=q5 Tập trung 63758,00 q3=q5 Tập trung 7560,00 Phân bố đều 10562,22 Phân bố đều 3513,94 q4 Phân bố đều 14960,31 q4 Phân bố đều 5986,51 q1=q2 =q6=q7=q9=q10=q13=q14 Phân bố đều 16025,85 q1=q2 =q6=q7=q9=q10=q13=q14 Phân bố đều 6063,94 q8 Phân bố đều 14818,44 q8 Phân bố đều 4320,00 q11=q12 Tập trung 48836,82 q11=q12 Tập trung 5213,81 Phân bố đều 13902,41 Phân bố đều 6213,94 2.5. Tính toán cốt thép dầm DS-6 2.5.1. Tính toán cốt thép dọc Tính toán theo cấu kiện chịu uốn, dùng tổ hợp Mmax, Mmin để tính toán cốt thép dọc chịu lực và bố trí cho cả dầm , (kết quả của Mmax , Mmin được lấy từ kết quả tính của phần mềm SÁP 2000). 2.5.2.1. Tiết diện chịu môment M+=3451,20 (kg.m) (Tính theo tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén) Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo: a = 3,5cm cho tiết diện dầm. Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc: Tiết diện dầm 200300h0 = h - a = 30 - 3,5 = 26,5cm Vì dầm và sàn đổ toàn khối với nhau nên ta tính toán dầm theo cấu kiện có tiết diện chữ T theo cường độ trên tiết diện thẳng góc có cánh nằm trong vùng nén. h - chiều cao tiết diện ho - chiều cao tính toán tiết diện h’f - bề dày cánh h’f ≥ 0,1h = 0,1.300 = 30mm Lấy: h’f = hs = 90mm Bề rộng của cánh không được vượt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn. = 2.Sf + bdp Sf : độ vươn của cánh, Sf lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: Với: lo là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau. Vì lý do an toàn nên chọn Sf = 540mm để tính toán cho tiết diện chữ T. Vậy bề rộng cánh của tiết diện: = 2.Sf + b = 2.540 + 200 = 1280mm + Xác định mô men ứng với trường hợp trục trung hoà qua mép dưới của cánh: = 14,5.105.0,1.1,28.(0,265 – 0,5.0,09) = 36749(kg.m) So sánh với nội lực tiết diện do ngoại lực gây nên ta thấy: Mmax = 3451,20 (kG.m) Mf : trục trung hoà qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật (h). * Tính toán cốt thép cho trường hợp Mmax Mf (với tiết diện tính toán h) + Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = R Đối với bêtông cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực CII tra bảng phụ lục 8 sách “Kết cấu bêtông cốt thép - 2006” có: R = 0,595; R = 0,418 Xác định : Diện tích cốt thép cần thiết: (cm2) + Chọn 1d16+2d14 có tổng diện tích tiết diện: > Chiều dày lớp bảo vệ là 2,5cm. Do đó, trị số a thực tế là: a = 2,5 + 2/2 = 3,5cm Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là rất bé và thiên về an toàn nên không cần phải giả thiết lại. + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: = . Với min = 0,1% max = 2.5.2.2. Tiết diện chịu môment M -: Mmax = -4076,35(kg.m) - Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo: a = 3,5cm cho tiết diện dầm. Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc: - Tiết diện dầm 200300: h0 = h - a = 300 - 3,5 = 26,5cm Cánh thuộc vùng kéo, tính toán như tiết diện chữ nhật (bh). - Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = R - Xác định : + Diện tích cốt thép cần thiết: (cm2) + Chọn 2d16 + 2d14 có tổng diện tích tiết diện: > Chiều dày lớp bảo vệ là 2,5cm. Do đó, trị số a thực tế là: cm Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là rất bé nên không cần phải giả thiết lại. + Kiểm tra hàm lượng cốt thép: = . Với min = 0,1% max Với : max = 2.5.3. Tính toán cốt đai chịu cắt Tính toán với lực cắt Qmax = 7467,90 (kg.m) tại bên phải gối 3 trong bảng tổ hợp nội lực. * Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bụng dầm: Qmax 0,3.w1.b1.Rb.b.ho Trong đó: w1 - hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức: w1 = 1 + 5..w 1,3 Chọn w1 = 1 b1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức: b1 = 1 -.Rb Với: Bêtông nặng và bêtông hạt nhỏ có: = 0,01 Bêtông B25 có Rb = 14,5MPa ; ta tính được: b1 = 1- 0,01.14,5 = 0,855 Điều kiện kiểm tra: Qmax 0,3.1.0,855.Rb.b.ho = 0,2565.Rb.b.ho Tiết diện 200300: Qmax = 7467,90kG < 0,2565.14,5.105.0,2.0,265 = 19712,03(kg) Thỏa mãn điều kiện. * Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bêtông theo công thức: Qmax Qbmin = b3.(1 + n + ).Rbt.b.ho Bêtông nặng có: b3 = 0,6 n - Hệ số xét đến ảnh hưởng lực nén dọc trục. n = 0. f - Hệ số xét đến tiết diện chữ T và chữ I khi cánh nằm trong vùng nén. Khi tính lực cắt ta chỉ xét lực cắt ở gối nên cánh nằm trong vùng kéo. Vì vậy: f = 0 Điều kiện kiểm tra : Qmax Qbmin = 0,6.Rbt.b.ho - Tiết diện 200300: Qmax = 7467,90 (kg.m) > 0,6.1,05.105.0,2.0,265 = 3339(kg.m) Bêtông không đủ khả năng chịu cắt. Vì vậy phải tính toán bố trí cốt đai. *. Tính toán cốt đai + Tính toán khả năng chịu cắt của bêtông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: Qb1 = 2. Trong đó: Mb = b2.(1