Đồ án Bê tông

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1. Mặt bằng: 2. Số liệu đề: - Sơ đồ I - L1 = 2.45m L2 = 6.6m - Hoạt tải tiêu chuẩn: pc = 9.9 kN/m2 3. Cấu tạo sàn: + Lớp sơn phủ hoàn thiện: γ =0.2 kN/m2; n= 1.1 + Bê tông đá mi dày 3 cm: γ= 24 kN/m3; n=1.2 + Bản BTCT dày 10cm: γ= 25 kN/m3; n=1.1 + Lớp vữa trát dày 1.5 cm : γ= 18 kN/m3; n=1.2 4. Bêtông cấp độ bền B20 : Rb= 11.5MPa, Rbt=0.9 MPa, γb=1.0 5. Cốt thép: + A I (d6-10) : RS= 225 MPa, RSW= 175 MPa( thép sàn, thép đai) + A II( d> 10) : RS= 280 MPa, RSW= 225 MPa( thép dầm, thép xiên) I. TÍNH SÀN 1. Phân loại bản sàn: L2/L1= 6.6/2.45= 2.694 > 2 . Bản làm việc 1 phương 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn: a. Bản sàn: +Chọn m=35, D= 1.2 +=(1.2x2450)/35 = 84 mm +Chọn hb = 100 mm = 0.1 m b. Dầm phụ: + hdp= = =mm, chọn hdp = 550 mm = 0.55 m + bdp= == mm, chọn bdp= 200mm = 0.2 m. c. Dầm chính: + hdc= = = mm , chọn hdc= 700 mm = 0.7 m + bdc= == mm mm, chọn 300 mm = 0.3 d. Cột = bdc: 300x300 mm = 0.3x0.3 m 3. Sơ đồ tính: + Lo = = 2450-200= 2250 mm = 2.25 m 4. Tải trọng: a. Tĩnh tải: g =(0.2x1.1+0. 03x24x1.2+0.1x25x1.1+0.015x18x1.2)x1m = 4.158 kN/m2 . b. Hoạt tải: p= n x pc x 1m =1.2 x 9.9 x 1=11.88 kN/m, (n = 1.2) c. Tổng tải trọng tính toán cho sàn: q = p+g =11.88+4.158=16.038 kN/m 5. Tính nội lực: + Ở giữa nhịp biên: M=== 7.38 kN.m + Ở gối thứ 2: M= - = - = - 7.38 kN.m + Ở nhịp giữa và gối giữa: M=== 5.07 kN.m 6.Tính cốt thép: +Tính cốt thép tại: Nhịp biên M= 7.38 kN.m Gối thứ 2 M= -7.38 kN.m Nhịp giữa và gối giữa M= 5.07 kN.m + Lấy giá trị momen tại nhịp biên M= 7.38 để tính mẫu, các giá trị còn lại tính tương tự. + Tiết diện tính toán: hình chữ nhật b= 1000mm, h= 100mm + Chọn a= 15mm => h0= 100-15 =85 mm += = =0.088 + + AS= m2/m = 399.7 mm2/m + Chọn thép d8,a=120mm có AS= 401.9 mm2/m + μ % = + μmin = 0,05 % + μmax = %. Thoả hàm lượng cốt thép Tiết diện M(kN.m) αm ξ Ast  (mm2/m) As (mm2/m) μ=As/bxho (%) Ф @ Asch Nhịp biên 7,38 0,089 0,093 404,74 8 120 401,9 0,47 Gối 2 7,38 0,089 0,093 404,74 8 120 401,9 0,47 Nhịp giữa 5,07 0,061 0,063 273,72 6 100 301,4 0,35 Gối giữa 5,07 0,061 0,063 273,72 6 100 301,4 0,35 7. Bố trí cốt thép: - Thép phân bố: d6 a200 - Thép theo phương L2: 2<=2.7 nên chọn AS=20%As (gối 2)=20%x404.74=80.95 mm2/m => Chọn d6 a200 có AS=141 mm2/m - Cốt thép chịu moment âm dọc theo gối biên và phía trên dầm chính: AS=50%As (gối giữa) = 50% x 273.72 =136.86 mm2/m => Chọn d6 a200 có AS=141 mm2/m II. TÍNH DẦM PHỤ: Sơ đồ tính: Chọn chiều dài đoạn dầm phụ kê lên tường Cdp = 220mm. + Lo = = 6600-300=6300 mm Tải trọng: a, Tĩnh tải: + Trọng lượng bản thân dầm phụ: Go= (hdp-hb)xbdpxxn= (0,55-0,1)x0,2x25x1,1=2,48 kN/m + Tĩnh tải sàn truyền xuống dầm phụ: G1= gSxL1= 4,158x2,45= 10,19 kN/m + Tổng tĩnh tải: Gdp= Go+ G1=2,48+10,19=12,67 kN/m. b, Hoạt tải: Pdp= pSxL1= 11,88x2,45=29,11 kN/m c. Tổng tải trọng: Qdp= Gdp+ Pdp= 12,67+29,111=41,77 kN/m Tính nội lực: Biểu đồ bao moment: + = =2.36 nên K= 0,26 (PL8) + Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn: X1=k*Lo=0.26x6300= 1670 mm + Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa 1 đoạn: Đối với nhịp biên: x2=0,15*Lo=0,15*6300=958,5 mm Đối với nhịp giữa: x3=0,15Lo=0,15x6300=945 mm + Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên 2 đoạn: X4=0,425Lob=0,425x6390= 2716 mm. Sơ đồ dẻo: M = βxqdpxL2 + Kết quả ghi ở bảng dưới tiết diện q (kN/m) L (m) βmax βmin Mmax (kN.m) Mmin (kN.m) 0 41.77 6.39 - - 1 0.0650 110.86 - 2 0.0900 153.49 - 0.425L 0.0910 155.20 - 3 0.0750 127.91 - 4 0.0200 34.11 - 5 -0.0715 - -121.94 6 6.39 0.0180 -0.0318 30.70 -54.22 7 0.0580 -0.0144 98.92 -24.54 0.5L 0.0625 106.59 - 8 0.0580 -0.0078 98.92 -13.29 9 0.0180 -0.0258 30.70 -43.99 10 -0.0625 - -106.59 b.Biểu đồ bao lực cắt: Q= αxqdpxL + Kết quả ghi ở bảng dưới: Tiết diện α q (kN/m) L (m) Q (kN) Gối biên 0.40 41.77 6.39 106.76 Gối 2 trái 0.60 6.39 160.14 Gối 2 Phải 0.50 6.30 131.57 Gối giửa 0.50 6.30 131.57 Biểu đồ bao moment và lực cắt dầm phụ. Tính cốt thép dọc: Tiết diện tính toán: - Độ vươn của cánh:dựa vào 3 điều kiện + Sf == 1.125 m + Sf == 1.095 m + Sf 6=6x0.1= 0.6 m Chọn Sf = 0.6m - Bề rộng bản cánh: = 2 Sf +bdp= 2x0.6+ 0.2=1.4 m - Kích thước tiết diện chữ T = 1.4 =0.1, b=0.2, h=0.55 m Moment dương: + Vị trí trục trung hoà: chọn a=0.05m, ho=0.55 - 0.05=0.5m Mf = = 1x 11,5xx1,4x0,1x(0,5-0,5x0,1) = 724.5 kN.m > M Trục trung hoà qua cánh, tiết diện tính toán hình chữ nhật b = 1.4m, h= 0.55m + = + = 1- + AS= =.. + μ % = x100 + μmin = 0,05 % + μmax = Moment âm: - Tiết diện tính toán: HCN b= 0.2m, h= 0.55m - Với M= 121,2 kN.m + = + = 1- + AS= + μ % = x100% + μ = 0,05 % + μmax = 1.52 % Bảng tổng hợp tính thép: Tiệt diện M αm ξ Astt (mm2) Chọn thép μ (%) φ as n Asc Nhịp biên 155.20 0.039 0.039 1130.80 22 380.13 3.00 1140.40 0.16 Gối 2 -121.94 0.212 0.241 1980.87 22 380.13 3.00 1140.40 1.14 Nhịp giữa 106.59 0.026 0.027 771.73 22 380.13 3.00 1140.40 0.16 Gối 3 -106.59 0.185 0.207 1698.31 22 380.13 3.00 1140.40 1.14 5. Tính cốt đai: Tính cốt đai cho mặt cắt bên trái gối 2 có Qmax= 159 kN + Khả năng chịu cắt của bêtông: =0,6x1,0x0,9x103x0.2x0.5 = 54 < Qmax= 160.14 kN Bêtông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt đai. + Chọn dSW= 6mm, n= 2, RSW=175Mpa= 175x103 kN/m2 + Stt= = = 0.139(m) =139mm Smax= =0.42 m=420mm + Sct1 h/3=550/3= 183. và Sct 300mm chọn Sct1=150mm chọn Sct2=300mm. Tại vị trí dầm gần gối L/4tại vị trí giữa dầm: + Chọn s = min(Stt, Smax, Sct)=139(mm) chọn s = 150mm Tại vị trí giữa dầm L/2: + Kiểm tra: + + + < 1.3 + += 0,31,111x0,89 x 11,5*0.2*0.5 = 341.13 kN > Qmax Không cần tính cốt xiên cho dầm phụ. 6/Tính đoạn kéo dài W: - Đoạn cắt lý thuyết: Với: Trong đoạn dầm d6@150 thì: ==65 kN/m. Trong đoạn dầm d6@300 thì: ==33 kN/m. + Nếu W chọn đoạn W = 20d. + Q: Lực cắt xác định bằng độ dốc của biểu đồ moment. + S: Bước cắt đai: S = 150mm + Thép Ký hiệu Dạng biểu đồ moment (KNm) Đoạn lực cắt lý thuyêt m Lực cắt Q (KN) Đường kính thép cắt d (m) 20d (m) W (m) W chọn (m) 1,245 86,76 0,022 0,44 0,643 (>20d) 0,44 1,36 73 0,022 0,44 0,559 (>20d) 0,44 1,36 73 0,022 0,44 0,559 (>20d) 0,44 0,856 52,98 0,022 0,44 0,326 0,33 0,584 1,2 0,022 0,44 0,1245 0,12 6.Biểu đồ vật liệu: Tính khả năng chịu moment của từng tiết diện:[Mtr],chọn ao=25mm, t = 25mm ; ; hotr= h- atr [Mtr] = Kết quả ghi ở bảng dưới tiết diện Thép As a0 h0 ξ αm [M] Nhịp Biên 3φ22 1140.40 0.036 0.514 0.039 0.038 160.96 Cắt 1φ22 còn 2φ22 760.27 0.036 0.514 0.026 0.025 108.01 Gối 2 3φ22 1140.40 0.036 0.514 0.270 0.234 141.96 cắt 1φ22 còn 2φ22 760.27 0.036 0.514 0.180 0.164 99.57 Nhịp giữa 3φ22 1140.40 0.036 0.514 0.270 0.234 141.96 Cắt 1φ22 còn 2φ22 760.27 0.036 0.514 0.180 0.164 99.57 Gối 3 3φ22 1140.40 0.036 0.514 0.270 0.234 141.96 cắt 1φ22 cònφ22 760.27 0.036 0.514 0.180 0.164 99.57 III, THIẾT KẾ DẦM CHÍNH: 1, Sơ đồ tính:Tính theo sơ đồ đàn hồi, xem như một dầm liên tục có 5 nhịp tựa lên tường biên và các cột. Chọn chiều dài đoạn dầm kê lên tường là 340mm. Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục: L = 3L1 = 3x2450 = 7350mm. Sơ đồ tính dầm chính. 2, Tải trọng: qui về tải tập trung đặt tại vị trí dầm phụ a. Tĩnh tải: + Trọng lượng bản thân dầm chính: Go=[(hdc-hb)L1-(hdp-hb)bdp]bdcn = [(0,7-0,1).2,45-(0,55-0,1).0,2].0,3.25.1,1 = 12 kN + Tĩnh tải do dầm phụ truyền xuống: G1=gdpx L2= 12,387x 6,6=81,75kN + Tổng tĩnh tải: G= Go+ G1= 12+81,75= 93,75 kN b. Hoạt tải: P= pdpx L2=29,106x6,6=192,1 kN 3. Xác định nội lực: a. Biểu đồ bao moment: Để xác định nội lực trong dầm ta giải nội lực bằng sap 2000 với tải trọng đặt lên dầm bằng 1 đơn vị. Các trường hợp đặt tải của dầm liên tục 5 nhịp. Dựa vào bảng kết quả chạy sap của Thầy đã cho với chiều dài mỗi nhịp bằng 1m, ta có được bảng tung độ của các biểu đồ moment khi đặt tải bằng 1 đơn vị như sau: Tung độ biểu đồ momen khi đặt tải trọng G =1kN và P = 1kN: sơ đồ tiết diện 1' 1'' gối 2 2' 2'' gối 3 3' 3'' gối 4 4' 4'' gối 5 5' 5'' MG 0,24 0,15 -0,28 0,08 0,1 -0,21 0,12 0,12 -0,21 0,1 0,08 -0,28 0,15 0,24 MP1 0,29 0,24 -0,14 -0,13 -0,12 -0,11 0,23 0,23 -0,11 -0,12 -0,13 -0,14 0,24 0,29 MP2 -0,05 -0,09 -0,14 0,2 0,22 -0,11 -0,11 -0,11 -0,11 0,22 0,22 -0,14 -0,09 -0,05 MP3 0,23 0,12 -0,32 0,1 0,19 -0,06 -0,08 -0,1 -0,12 0,21 0,2 -0,14 -0,09 -0,05 MP4 -0,03 -0,06 -0,09 0,17 0,1 -0,3 0,12 0,2 -0,05 -0,09 -0,12 -0,15 0,23 0,28 MP5 0,27 0,21 -0,19 -0,1 0 0,09 0 -0,08 -0,16 0,19 0,2 -0,13 -0,09 -0,04 MP6 0,25 0,17 -0,24 0,05 0,01 -0,36 0,32 0,34 -0,3 0 -0,05 -0,42 0,38 0,53 Tung độ biểu đồ momen khi nhân với tải trọng thực G =93,75kN; P=192,1kN, chiều dài mỗi nhịp bằng 3L1=7,35m: Bảng tung độ biểu đồ moment thành phần và biểu đồ bao moment (kN.m) sơ đồ tiết diện 1' 1'' gối 2 2' 2'' gối 3 3' 3'' gối 4 4' 4'' gối 5 5' 5'' M1 574,8 442,2 -390,6 -128,4 -100,5 -300,0 407,4 407,4 -300,0 -100,5 -128,4 -390,6 442,2 574,8 M2 94,8 -23,7 -390,6 337,5 379,5 -300,0 -72,6 -72,6 -300,0 379,5 365,8 -390,6 -23,7 94,8 M3 490,1 272,8 -644,8 196,3 337,2 -229,4 -30,3 -58,5 -314,1 365,4 337,5 -390,6 -23,7 94,8 M4 123,0 18,6 -320,0 295,2 210,1 -568,3 252,1 365,1 -215,3 -58,2 -114,3 -404,7 428,1 560,7 M5 546,6 399,9 -461,2 -86,1 68,9 -17,6 82,7 -30,3 -370,6 337,2 337,5 -376,5 -23,7 108,9 M6 546,6 399,9 -461,2 -86,1 68,9 -17,6 82,7 -30,3 -370,6 337,2 337,5 -376,5 -23,7 108,9 Mmax 574,8 442,2 -320,0 337,5 379,5 -17,6 407,4 407,4 -215,3 379,5 365,8 -376,5 442,2 574,8 Mmin 94,8 -23,7 -644,8 -128,4 -100,5 -568,3 -72,6 -72,6 -370,6 -100,5 -128,4 -404,7 -23,7 94,8 Với: M1 = MG + MP1 . M2 = MG + MP2 . M3 = MG + MP3 . M4 = MG + MP4 . M5 = MG + MP5 . M6 = MG + MP6 . BAO = MAX,MIN (M1, M2, M3,M4, M5, M6). Biểu đồ momen thành phần và biểu đồ bao moment (kN.m) b. Biểu đồ bao lực cắt: Lấy hệ số góc của biểu đồ bao moment: Lực cắt giữa 2 tiết diện là: Q = ; với x là khoảng cách giữa 2 đoạn :2,45(m). Bảng tung độ biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt (kN.m) sơ đồ tiết diện 1' 1'' gối 2 2' 2'' gối 3 3' 3'' gối 4 4' 4'' gối 5 5' 5'' gối 6 Q1 234,6 -54,1 -339,9 107,0 11,4 -81,4 288,8 0,0 -288,8 81,4 -11,4 -107,0 339,9 54,1 -234,6 Q2 38,7 -48,4 -149,8 297,2 17,2 -277,4 92,8 0,0 -92,8 277,4 -5,6 -308,7 149,8 48,4 -38,7 Q3 200,0 -88,7 -374,5 343,3 57,5 -231,3 81,3 -11,5 -104,3 277,4 -11,4 -297,2 149,8 48,4 -38,7 Q4 50,2 -42,6 -138,2 251,1 -34,7 -317,7 334,9 46,1 -236,9 64,1 -22,9 -118,5 339,9 54,1 -228,9 Q5 223,1 -59,9 -351,5 153,1 63,3 -35,3 40,9 -46,1 -138,9 288,9 0,1 -291,4 144,0 54,1 -44,4 Q6 211,6 -71,4 -357,2 268,4 -17,4 -300,4 484,7 11,5 -461,6 260,1 -34,4 -314,5 582,0 111,8 -372,9 Qmax 234,6 -54,1 -311,1 268,4 17,2 -162,1 225,4 11,5 -317,6 242,8 -5,6 -303,0 414,9 111,8 -372,9 Qmin 38,7 -48,4 -253,5 210,7 11,4 -225,5 236,9 0,0 -202,3 190,9 -11,4 -268,4 311,1 48,4 -38,7 Biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt (kN) 4, Tính cốt dọc: a, Tính Sf: Tiết diện tính toán hình chữ T: - Độ vươn của cánh:dựa vào 3 điều kiện + Sf == 3150 mm + Sf == 1225 mm + Sf 6=6x100= 600 mm Chọn Sf = 600mm - Bề rộng bản cánh: = 2 Sf +bdc= 2x600 + 300 =1500 mm - Kích thước tiết diện chữ T = 1500, =100, b=300, h=650 mm b, Tiết diện ở nhịp: + Chọn a=50mm, ho= h - a = 700 – 50 = 650mm. + chọn giá trị Mmax= 578,4 kN.m + Tiết diện tính toán chữ T + Vị trí trục trung hoà = 1035 kN.m >Mmax. trục trung hoà qua cánh, tính theo tiết diện chữ nhật với kích thước = 1500, h=700 mm. ==0,079 < αR= 0.429 ==0,082 =3283,6mm2. Chọn thép 6d28 = 3692,6 mm2. ==0,34% Thoả điều kiện. c, Tiết diện ở gối : + chọn a= 80 mm + Tiết diện tính toán: HCN b= 300, h= 700 mm + Bảng tổng hợp tính thép: Tiết diện M αm ξ AS tính Chọn thép AS chọn μ% kN.m mm2 mm2 Nhịp biên 1.5x0.7 578,4 0,08 0,08 3315,3 5d30 3532,5 0,34 Gối 2 0.3x0.7 644,8 0,44 0,66 5289,7 8d30 5652 2,4 Nhịp 2 1.5x0.7 379,5 0,05 0,05 2142,5 4d30 2826 0,22 Gối 3 0.3x0.7 653 0,45 0,68 5425,9 8d30 5652 2,3 Nhịp giữa 1.5x0.7 562,7 0,08 0,08 3221,3 5d30 3532,5 0,33 + αR= 0.429 + μmin = 0.05 % + μmax= % Cốt đai: Tính giá trị lực cắt lớn nhất tại gối: Qmax=582(kN) Kiểm tra điều kiện tính toán: 100,44 kN Qmax >, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt. + Chọn d8, n=2 + Stt= ==0,043m = 43mm. + =0,276m=267mm +Sct : =233mm. =200mm. v Tại vị trí gối (L/4) chọn: Chọn S=100mm v Tại vị trí nhịp (L/2) ở giữa dầm chọn: Kiểm tra: + =0,885 + 1,076 + = 611,07 kN > Qmax.Đạt Như vậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính Không cần tính cốt xiên cho tất cả các gối. - Khả năng chịu cắt của cốt đai + bê tông: Với: Vậy : cần bố trí thêm cốt xiên tại tất cả các gối. Cốt xiên: a/Cốt treo dạng đai: Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính: F= P+G1-G0=192,1+81,75-12=273,85 kN Dùng cốt đai d8, n=2,số lượng cốt treo cần thiết: m >= =6,8  Chọn m=8, mỗi bên 4 đai, trong đoạn 150mm, vậy khoảng cách giữa cốt treo S=37,5 < 50mm nên chọn S= 50mm. a/Cốt treo dạng vai bò lật ngược: dùng 2d18 có Trong đó: : diện tích cốt vai bò : cường độ tính toán cốt vai bò. =450: góc uốn cốt thép. m=8:tổng số lượng cốt treo dạng đai cần thiết. n=2: số nhánh cốt treo. ó242,93kN235,29kN.(thoả) 7.Biểu đồ vật liệu: a. Khả năng chịu lực của tiết diện: tiết diện thép AS(mm2) atr mm hotr mm [Mtr]kN.m Nhịp biên 1.5x0.7 5d30 3532,5 83,3 616,7 0,09 0,09 581,6 cắt 2d30, còn 3d30 2119,5 64 636 0,05 0,05 367,2 cắt 1d30, còn 2d30 1413 64 636 0,04 0,04 247,1 Gối 2 0.3x0.7 8d30 5652 123 577 0,16 0,15 840,5 cắt 4d30, còn 4d30 2826 94 606 0,08 0,07 461,4 cắt 2d30, còn 2d30 1413 94 606 0,04 0,04 235,2 nhịp 21.5x0.7 4d30 2826 64 636 0,07 0,07 485,1 cắt 2d30, còn 2d30 1413 64 636 0,04 0,04 247,1 Gối 3 0.3x0.7 8d30 5652 123 577 0,16 0,15 840,5 cắt 4d30, còn 4d30 2826 94 606 0,08 0,07 461,4 cắt 2d30, còn 2d30 1413 94 606 0,04 0,04 235,2 Nhịp giữa 1.5x0.7 5d30 3532,5 83,3 616,7 0,09 0,09 581,6 cắt 2d28, còn 3d30 2119,5 64 636 0,05 0,05 367,2 cắt 1d30, còn 2d30 1413 64 636 0,04 0,04 247,1 8/Tính đoạn kéo dài W: Đoạn cắt lý thuyết: Với: + Nếu W chọn đoạn W = 20d. + Q: Lực cắt xác định bằng độ dốc của biểu đồ moment. + S: Bước cắt đai: S = 150mm + Thép 9/ Vẽ biểu đồ bao vật liệu: - Tính toán tương tự dầm phụ, kết quả thể hiện trong bản vẽ. Vd: Tính toán điển hình: Ký hiệu Dạng biểu đồ moment (KNm) Đoạn lực cắt lý thuyêt m Lực cắt Q (KN) Đường kính thép cắt d (m) 20d (m) W (m) W chọn (m) 1,798 236,1 0,028 0,56 0,268 0,3