Hướng dẫn đồ án bê tông 1

Hướng dẫn đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1 – Nguyễn Minh Long

Tóm tắt nội dung đồ án

Thiết kế bản sàn

Thiết kế dầm phụ

Thiết kế dầm chính

Trình tự thiết kế

Xác định sơ đồ tính và nhịp tính toán

Xác định tải trọng tác dụng: tĩnh tải và hoạt tải [tiêu chuẩn và tính toán]

Tổ hợp tải trọng và xác định nội lực.

Tính toán cốt thép

Bố trí cốt thép

Biểu đồ vật liệu

Thống kê thép

Thể hiện bản vẽ

Password: 6r42T@mK

Cuốn sách Hướng dẫn đồ án môn học Bê tông cốt thép 1 Sàn sườn toàn khối có bản dầm gồm 9 chương như sau:

Chương 1: Hướng dẫn đồ án sàn sườn toàn khối có bản dầm

Chương 2: Thiết kế bản

Chương 3: Tính dầm phụ

Chương 4: Tính toán dầm chính

Chương 5: Cấu tạo cốt thép trong dầm chính, dầm phụ

Chương 6: Vẽ biểu đồ vật liệu

Chương 7: Bản vẽ

Chương 8: Phần mở rộng của đồ án

Chương 9: Ví dụ bằng số tính toán bản, dầm phụ và dầm chính

Cuốn sách phục vụ cho việc thực hiện đồ án môn học của sinh viên ngành xây dựng, kiến trúc trong trường Đại học. Cuốn sách cũng là tài liệu tham khảo dành cho kỹ sư xây dựng trong quá trình thiết kế, thi công công trình.

CỐT THÉP 1 GVHD: SỐ LIỆU Cho mặt bằng sàn như hình vẽ: D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 CC C D1 D1 D1 D1 BB D B A 560056005600 6600 2200 54321 AA 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 6600 6600 6600 SƠ ĐỒ SÀN C  Nhịp L1 = 2.2 m ; L2 = 5.6 m .  Hoạt tải : Pc = 850 daN/m2 ; np = 1.2 .  Bêtông chịu nén B15 có: Rb = 8.5 MPa; Rbt = 0.75 MPa; Eb = 23 * 103 MPa  Cốt thép Φ ≤ 10 khi dùng CI có: Rs = 225 MPa; Rsw = 175 MPa, Es = 21 * 103 MPa  Cốt thép Φ > 10 khi dùng CII có: Rs = 280 MPa; Rsw = 225 MPa, Es = 21 * 103 MPa  Cấu tạo sàn : - Lớp gạch lát dày 10mm: γ = 20 kN/m3 ; n = 1.2 - Lớp vữa lót dày 2 cm : γ = 20 kN/m3 ; n = 1.2 . - Bản bêtông cốt thép dày 80cm: γ = 25 kN/m3 ; n = 1.1 . - Lớp vữa trát dày 1.5 cm: γ = 20 kN/m3 ; n = 1.2 .

• 3. SÀN
• 4. VIỆC CỦA BẢN SÀN Xét tỷ số 2 1 L 5600 2.54 2 L 2200 = = > vậy xem bản sàn làm việc theo một phương [phương cạnh ngắn L1]. Khi tính toán cần cắt ra một dải có bề rộng b = 1m theo phương vuông góc với dầm phụ [phương cạnh dài L2]. Sơ đồ tính xem như dầm liên tục, gối tựa là các dầm phụ. 2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN 2.1. Bản sàn: min1b hL 45 1 20 1 h ≥      ÷= . Với hmin = 6 cm _ Sàn nhà công nghiệp theo TCXDVN 356- 2005 hb = [49 ÷ 110]mm → Chọn hb = 80 mm 2.2. Dầm: Xác định sơ bộ chiều cao và bề rộng dầm  Dầm phụ: dpdp L 16 1 12 1 h       ÷= . Với Ldp = L2 = 5600 mm Nhịp dầm phụ hdp = [350 ÷ 467]cm → Chọn hdp = 450 mm  Dầm chính: dcdc L 12 1 8 1 h       ÷= . Với Ldc = 3L1 = 3 * 2200 = 6600 mm . hdc = [550 ÷ 825]cm → Chọn hdp = 750 mm dcdc h 4 1 2 1 b       ÷= → Chọn bdc = 300 mm .  Như vậy các kích thước sơ bộ như sau: - Bản sàn : hb = 80 mm . - Dầm phụ : bdp × hdp = [200 × 450] mm - Dầm chính : bdc × hdc = [250 × 600] mm 3. XÁC ĐỊNH NHỊP TÍNH TOÁN CỦA BẢN SÀN Bản được tính theo sơ đồ khớp dẻo, với nhịp tính toán được xác định như sau:  Nhịp biên: 1 3 3 L 2200 200 1900 2 2 ob dpL b mm= − = − = .  Nhịp giữa : L0 = L1 – bdp = 2200 – 200 = 2000 mm
• 5. Lob và Lo: L 2000 1900 *100% *100% 5.2% 10% 1900 ob b ob L L − − = = < Khi chênh lệch giữa các nhịp tính toán ∆% ≤ 10%, chênh lệch không đáng kể Xem Lob = Lo để tính toán 4. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 4.1. Tĩnh tải: STT Vật liệu h[mm] γ[kN/m3 ] gtc [kN/m2 ] HSVT n gtt [kN/m2 ] 1 Gạch bông 10 20 0.2 1.2 0.24 2 Vữa lót 20 20 0.4 1.2 0.48 3 Sàn BTCT 80 25 2 1.1 2.2 4 Vữa trát 15 20 0.3 1.2 0.36 Tổng tĩnh tải tính toán gS tt 3.28 4.2. Hoạt tải: Theo điều kiện 3.2 và 4.3.3 TCVN 2737-1995 Tải phân bố đều trên sàn - Khi ptc < 200 daN/m² thì chọn hệ số vượt tải n = 1,3 - Khi ptc ≥ 200 daN/m² thì chọn hệ số vượt tải n = 1,2 Theo đề cho ptc = 850 daN/m² = 6 kN/m² => Chọn n = 1,2 Vậy ps = n * ptc = 1.2 * 8.5 = 10.2 kN/m² 4.3. Tổng tải: Tải trọng tính toán ứng với dải bản có bề rộng b = 1 m : QS = [ gs + ps ] * 1m = [3.28 + 10.2]*1 = 13.48 kN/m . 5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC  Mômen lớn nhất ở nhịp biên và gối thứ 2: 2 2 max L 1.9 13.48 4.42 11 11 ob sM Q kNm= = =  Mômen lớn nhất ở nhịp giữa và gối giữa: 2 2 max L 2 13.48 3.37 16 16 o sM Q kNm= = = 6. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ SƠ ĐỒ CẤU TẠO SÀN
• 6. B C 2000 4.42 kN/m² 3.37 kN/m² qb = 13.48 kN/m 7. TÍNH TOÁN CỐT THÉP - Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật. - Tiết diện dải bản : b * hb = [1000 * 80] mm . - Giả thiết a = 15 mm → h0 = hb – a = 80 – 15 = 65 mm - Các công thức tính : b 0 m m s2 b 0 s 0 ξR bhM α 0.45;ξ 1 1 2α ;A ; 100% *R *b*h R s b A bh µ γ = ≤ = − − = =
• 7. toán: STT Vị trí M[kNm/m] αm ξ AS[cm2 ] μ[%] Bố trí ASBT[cm2 ] 1 Nhịp biên 4.42 0.12 0.13 3.24 0.50 ф8a110 4.57 2 Gối thứ 2 -4.90 0.14 0.15 3.62 0.56 ф8a110 4.57 3 Nhịp giữa 3.37 0.09 0.10 2.42 0.37 ф8a170 2.96 - Chọn cốt thép sàn theo bảng phụ lục 12 trang 447/GT KCBTCT tập 2] - Cốt thép bố trí theo phương L2 đặt theo cấu tạo như sau:  Khi L2/L1 ≥ 3 thì lấy As2 ≥ 10%As  Khi L2/L1 = 2 ÷ 3 thì lấy As2 ≥ 20%As Như đã tính ở trên L2/L1 = 2.54 Vậy As2 ≥ 20% * 242 = 72 mm² => Chọn Þ6a300 Cốt thép cấu tạo của bản đặt dọc theo các gối biên [Mặt cắt B - B] và dọc theo dầm chính [Mặt cắt C - C] như hình trên có tác dụng tránh cho bản 50%As gối giữa =1.21 chọn Þ6a200 - Xét tỷ số : 10.2 3.1 3 3.28 b b p g = = > ⇒ α = 0.3 . Ta có : αL0 = 0.3 * 2000 = 600mm => Chọn αL0 = 600 mm - Góc uốn thép : 30o . - Vị trí uốn thép cách mép gối giữa một đoạn: Lo/6 =2000/6 =333 mm => Chọn 350 mm
• 8. THÉP BẢN SÀN MC C - C 750 80 Ø6a200 300 600 3Ø6a300 Ø6a200 8Ø6a300 300 750 80 600 300 600 MC B - B MC A - A 85 4Ø8a340 2Ø8a220 1Ø8a220 3Ø8a220 4Ø8a340 60 60 70 70 440 100 85 1765 70 1400 701150 100 85 1655 70 1150 100 70115085 100 1765 2400 450 80 600 200 600 350350 250 600200600 350 100020001900200 54Ø8a17021Ø8a1106Ø6a300 200200 2200 2200 1100 5Ø8a340 5Ø8a340 6Ø6a300 8Ø8a220 7 8 9 60 60 60 60
• 9. PHỤ
• 11. TÍNH  Dầm phụ là dầm liên tục gối lên dầm chính.  Tính dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán được tính như sau : • Nhịp giữa : Lo = L2 – bdc = 5600 – 300 = 5300 mm • Nhịp biên : 2 3 3 L 5600 300 5150 2 2 ob dcL b mm= − = − = Chênh lệch giữa Lob và Lo: L 5300 5150 *100% *100% 2.91% 10% 5150 ob b ob L L − − = = < Khi chênh lệch giữa các nhịp tính toán ∆% ≤ 10%, chênh lệch không đáng kể Xem Lob = Lo để tính toán Do trường hợp này bản thuộc loại bản dầm [L2/L1] > 2, để đơn giản tính toán, xem tải trọng từ sàn truyền toàn bộ cho dầm theo phương cạnh dài L2 2. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 2.1. Tĩnh tải: Công thức: Gdp = gb * L1 + gdp Trọng lượng bản thân dầm : gdp = n * γ * bdp * [hdp – hb ] = 1.1 * 25 * 0.2 * [0.45 – 0.08 ] = 2.035 kN/m . Trong đó : n = 1.1 γ = 25 kN/m3 bdp = 200 mm hdp = 450 mm hb = 80 mm Từ bản sàn truyền vào: gb = 3.28 kN/m² • Tĩnh tải tổng cộng: Gdp = gb * L1 + gdp = 3.28 x 2.2+ 2.035 = 9.25 kN/m 2.2. Hoạt tải: • Từ bản sàn truyền vào: Pdp = pb * L1 = 8.5 * 2.2*1.2 = 22.44 kN/m 2.3. Tổng tải: Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ: q1 = Gdp + Pdp = 9.25 + 22.44 = 31.69 kN/m
• 12. NỘI LỰC 3.1. Xác định biểu đồ bao mômen:  Ta có tỉ số : dp dp 22.44 2.43 9.25 P G = = ⇒ k = 0.27 [tra bảng nội suy trang 34/GT KCBTCT tập 2 - Võ Bá Tầm]  Mômen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: x = kLob = 0.27 * 5150 = 1391 mm .  M dương ở nhịp biên triệt tiêu ở tiết diện cách mép gối tựa thứ 2 một đoạn : x = 0.15Lob = 0.15 * 5150 = 773 mm  Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn: x = 0.15Lo = 0.15 * 5300 = 795 mm.  Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn: x = 0.425Lob = 0.425 * 5225 = 2220 mm .  Tung độ của biểu đồ bao mômen tính theo công thức sau: • Đối với nhánh dương : M = β1[Gdp + Pdp]Lo 2 • Đối với nhánh âm : M = β2[Gdp + Pdp]Lo 2 [ đối với nhịp biên Lo = Lob ] Trong đó: β1 _ hệ số cho trong bảng 1.1 trang 33/GT KCBTCT tập 2 - Võ Bá Tầm β2 _ Hệ số phụ thuộc vào tỷ số Pd/Gd bảng 1.2 trang 33/GT KCBTCT tập 2 - Võ Bá Tầm Bảng tính mômen: Nhịp Vị trí Hệ số β q1 * Lo 2 Tung độ biểu diễn đồ thị bao M Nhánh dương β1 Nhánh âm β2 Nhánh dương[kNm] Nhánh âm[kNm] Biên 0 0 865.18 0.00 1 0.065 54.63 2 0.09 75.65 0.425*Lob[2'] 0.091 76.49 3 0.075 63.04 4 0.02 16.81 5[Gối thứ 2] -0.0715 -63.65 Giữa 6 0.018 -0.033 907.08 16.02 -34.05 7 0.058 -0.012 51.63 -10.68
• 13. đồ bao mômen của dầm phụ: 0 1 2 2' 3 4 5 5 6 7 7' 54.63 75.65 76.49 63.04 16.81 63.65 63.65 16.02 51.63 55.64 34.05 10.68
• 14. biểu đồ bao lực cắt:  Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định theo công thức sau : • Ở gối thứ A : QA = 0.4q1Lob =0.4 * 31.69* 5.150 = 65.28 kN • Ở bên trái gối thứ 2 : QB T = -0.6q1Lob = -0.6 * 31.69 * 5.150 = -97.93 kN • Ở bên trái và bên phải các gối giữa : Q C= 0.5q1Lo = 0.5 * 31.69 * 5.300 = 83.98 kN Biểu đồ bao lực cắt của dầm phụ [đơn vị tính kN] 65.28 97.9383.98
• 15. CỐT THÉP 4.1. Tính cốt thép dọc:  Kiểm tra lại kích thước tiết diện dầm: 0 76.49 2* 0.42 420 8500*0.2b M h r m mm R b = = = = h = ho + a = 420 + 35 = 455 mm . ⇒ chênh lệch so với giả thiết ban đầu không đáng kể ⇒ không thay đổi kích thước tiết diện. Vậy kích thước dầm phụ vẫn là [b*h] = [200 * 450] mm. Giả thiết a = 35 mm ⇒ ho = hdp – a = 450 – 35 = 415 mm Từ các giá trị moment lớn nhất ở gối và ở nhịp, tính toán cốt thép:  Khi tính cốt thép ở gối [ứng với moment âm], tiết diện tính toán là tiết diện chữ nhật [bdp * hdp], vì bản cánh chịu kéo.  Khi tính cốt thép ở nhịp [ứng với moment dương], tiết diện tính toán là tiết diện chữ T, vì bản cánh chịu nén. • Chiều cao hf’ = hb = 80 mm . • dp ' f L 5600 933mm 6 6 2200 1100mm 2 2 6h 6*80 480mm b f L S  = =   ≤ = =   = =   ⇒ chọn Sf = 480 mm . • Bề rộng bản cánh: bf’ = 2Sf + bdp = 2 * 480 + 200 = 1160 mm. => Vậy kích thước tiết diện chữ T: bf’ = 1160 mm; h’f = 80 mm; b = 200 mm, h = 450 mm • Xác định vị trí trục trung hòa: Mf = γbRbbf’hf’[ho-hf’/2] = 0.9*8500*1.16*0.08*[0.415 - 0.08/2] = 295.8kNm > Mmax ⇒ Trục trung hòa qua cánh, tính như tiết diện chữ nhật [bf’×hdp] = [1160 mm * 450 mm]  Các công thức tính: bf ’ hdp hf ’ bdp Sf Sf
• 16. s2 b 0 s 0 ξR bhM α ;ξ 1 1 2α ;A ; 100% R bh R sA bh µ= = − − = = Kết quả tính toán cốt thép cho dầm phụ : Tiết diện M [kNm] αm ξ AS [cm2 ] μ [%] Chọn cốt thép Chọn ASBT[cm2 ] Nhịp biên 76.49 0.04 5 0.046 6.74 0.81 5ф14 7.7 Nhịp giữa 55.64 0.03 3 0.033 4.87 0.59 4ф14 6.16 Gối thứ 2 63.65 0.21 7 0.248 6.25 0.75 5ф14 7.7 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bê tông:  Kiểm tra kích thước tiết diện dầm: koγbRbbho = 0.27 * 0.8 * 8.5 * 200 * 415 = 152388 N = 152.388 kN > Qmax = 97.93 kN ⇒ không cần thay đổi kích thước tiết diện dầm . φb3 γb. Rbt.bho = 0.6 * 0.9 * 0.75 * 200 * 415 = 33615 N = 33.61 kN < Qmax = 97.93 kN ⇒ Phải tính cốt đai. 4.2. Tính cốt đai [tính cho gối có Qmax = 97.93 kN]: • Chọn cốt đai Þ6 [ có Asw = 28,274 mm2 ], số nhánh cốt đai n = 2 . 2 2 4 bt 0 max max dp ct ct 2 2 2 bt 0 tt sw sw2 2 max . R .bh 1.5*0.9*0.75 200 415 s 356mm Q 97930 h 450 s 225cm và s 150cm 2 2 4 . R bh 4*2*0.9*0.75*200*415 s R nA 175*2*28.274 191 m Q 97930 b b b b m ϕ γ ϕ γ × × = = = = = = = = = = ⇒ Như vậy: chọn s = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm , đoạn L/2 ở giữa dầm lấy s = 300 mm.
• 17. ĐỒ BAO VẬT LIỆU 5.1. Tính khả năng chịu lực tại từng tiết diện [Mtd]:  Trình tự tính như sau : • Tại tiết diện đang xét có As , tính ath [ chọn ao =25 mm, t = 25 mm ] . • s s b 0.th m R A ξ R bh α ξ[1 0.5ξ] = = − • Nếu 2 th m b 0th[M ]α R bh M= ≥ => Đạt yêu cầu • hoth = hdp – ath Bảng kết quả tính toán : Tiết diện Cốt thép Asbt [cm2 ] abt [mm] ho [mm] ξ αm [M] [kNm] ∆M [%] Nhịp biên 5ф14 7.7 51 399 0.05 5 0.053 83.67 9.39 [1160x450] Cắt 2ф14, còn3ф14 4.62 32 418 0.03 1 0.031 53.22 Cắt 1ф14, còn 2ф14 3.08 32 418 0.02 1 0.021 35.67 Nhịp giữa 4ф14 6.16 51 399 0.04 4 0.043 67.31 20.98 [1160x450] Cắt 2ф14, còn 2ф14 3.08 32 418 0.02 1 0.021 35.67 Gối thứ 2 5ф14 7.7 51 399 0.31 8 0.267 72.44 13.81 [200x450] Cắt 2ф14, còn3ф14 4.62 32 418 0.18 2 0.166 49.11 Cắt 1ф14, còn 2ф14 3.08 32 418 0.12 1 0.114 33.86
• 18. điểm cắt lý thuyết: Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x [mm] Q [kN] Nhịp biên 2ф14 1003 53.04 bên trái Nhịp biên 2ф14 219 44.88 bên phải Nhịp biên 1ф14 672 53.04 bên trái Nhịp biên 1ф14 610 44.88 bên phải Nhịp giữa 2ф14 585 33.59 bên trái [Bên phải lấy đối xứng] Gối thứ 2 2ф14 1073 45.77 bên trái 29.93 33.86 10.88 54.63 53.22 63.04 16.81 53.22 54.63 35.67 63.04 35.67 16.81 16.02 33.67 51.63 63.65 49.11
• 19. 2ф14 521 27.92 bên phải Gối thứ 2 1ф14 740 45.77 bên trái Gối thứ 2 1ф14 9 27.92 bên phải 5.3. Xác định đoạn W: w w 0.8 * 5 20 2 * *s Q s W d d R n A = + ≥  Xác định lực cắt tại các điểm cắt lý thuyết: 34.05 10.88 33.86 63.65 34.05 49.11 63.65 33.86
• 20. [mm] Nhịp biên 2ф14 53.82 66 391 280 400 bên trái Nhịp biên 2ф14 45.54 33 614 280 650 bên phải Nhịp biên 1ф14 53.82 66 391 280 400 bên trái Nhịp biên 1ф14 45.54 33 614 280 650 bên phải Nhịp giữa 2ф14 33.91 33 487 280 500 bên trái [Bên phải lấy đối xứng] Gối thứ 2 2ф14 45.97 66 347 280 350 bên trái Gối thứ 2 2ф14 32.64 66 239 280 250 bên phải Gối thứ 2 1ф14 45.97 66 357 280 400 bên trái Gối thứ 2 1ф14 32.64 66 249 280 250 bên phải
• 21. vật liệu và bố trí thép dầm phụ
• 22. 2306 391 1450 300 1645 318332168 521 530 2800 A B 2Ø14 7 1 2Ø14 2Ø14 2 1 2Ø12 1Ø14 4 2Ø14 12Ø14 D?M D2 [450X200] T?L?: 1/20 62Ø14 62Ø1442Ø14 72Ø14 12Ø14 22Ø14 31Ø14 12Ø14 Ø6a300 1250 Ø6a150Ø6a150Ø6a300Ø6a150 30014002350300 668 1050 1301 771 11451191 800 300 5600 1 1 2 2 3 3 51Ø14 14001400 1Ø143
• 23. - 3 2Ø14 7 6 2Ø14 1 2Ø14 MC 2 - 2 2Ø14 2 62Ø14 1 2Ø12 MC 1 - 1 1Ø145 4 2Ø14 6 2Ø14 12Ø14 D?M D2 [450X200] T?L?: 1/20 62Ø14 62Ø1442Ø14 72Ø14 12Ø14 22Ø14 31Ø14 12Ø14 Ø6a300 1250 Ø6a150Ø6a150Ø6a300Ø6a150 30014002350300 668 1050 1301 771 11451191 800 300 5600 1 1 2 2 3 3 51Ø14 14001400 1Ø143
• 24. CHÍNH
• 25. TÍNH  Do dầm chính chịu toàn bộ tải trọng [tĩnh tải và hoạt tải] từ bản sàn và dầm phụ truyền vào, tải trọng này khá lớn nên để an toàn ta tính dầm chính theo sơ đồ đàn hồi [coi dầm cứng, cột yếu để giải theo dầm liên tục].  Kích thước cột : 300mm * 300mm.  Dầm chính là dầm liên tục 4 nhịp gối lên cột với kích thước tiết diện [300 * 750]mm  Nhịp tính toán [lấy theo trục]: • Nhịp biên = Nhịp giữa: Lob = Lo = 3L1 = 3 * 2200 = 6600 mm. 2. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 2.1. Tĩnh tải: • Tải trọng từ sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dang lực tập trung . • Lực trung tâm do dầm phụ truyền vào: G = Go + G1 Trong đó : - Trọng lượng bản thân dầm: Go = bdc * [hdc - hb] * L1 * ng * γb = 0.3 * [0.75 – 0.08] * 2.2 * 1.1 * 25 = 12.16kN - Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: G1 = gdp * L2 = 9.25 * 5.6 = 51.81 kN => Tổng tĩnh tải: G = Go + G1 = 12.16+ 51.81 = 63.97kN 2.2. Hoạt tải: Hoạt tải tác dụng lên dầm chính: P = Pdp * L2 = 22.4 * 5.6 = 125.66 kN. 3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 3.1. Xác định biểu đồ bao moment:  Tĩnh tải chất đầy các nhịp  Hoạt tải lúc có lúc không: có 4 trường hợp đặt hoạt tải.  Tung độ của biểu đồ bao mômen tại tiết diện bất kỳ ứng với từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức: • Tĩnh tải : Mg = α .G .L [L=3L1 = 6.6 m , G = 63.97 kN] • Hoạt tải : Mp = α .P.L [L=3L1 = 6.6 m , P = 125.66 kN]
• 26. tải GG G G G G G G 1 2 B 3 4 CA PP P P P P P P PP P P P P P P P P P P PP P P D E B CA D E B CA D E B CA D E B CA D E B CA D E B CA D E Mg Mp1 Mp2 Mp3 Mp4 Mp5 Mp6
• 27. đồ Tiết diện 1 2 Gối B 3 4 Gối C a α 0.238 0.143 -0.286 0.079 0.111 -0.19 MG 100.48 60.37 -120.74 33.35 46.86 -80.21 b α 0.286 0.238 -0.143 -0.127 -0.111 -0.095 MP1 237.20 197.39 -118.60 -105.33 -92.06 -78.79 c α -0.048 -0.095 -0.143 0.206 0.222 -0.095 MP2 -39.81 -78.79 -118.60 170.85 184.12 -78.79 d α -0.321 -0.048 MP3 -266.23 -39.81 e α -0.031 -0.063 -0.095 -0.286 MP4 -25.71 -52.25 -78.79 -237.20 f α 0.036 -0.143 MP5 29.86 -118.60 g α -0.19 0.095 MP6 -157.58 78.79 Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không cho các trị số α tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu. * Sơ đồ d +/ Đoạn AB: M=P*L1=125.66*2.2=276.46kNm M1 = 276.46 – 266.23/3 = 187.72 kNm M2 = 276.46 – 2 * 266.23/3 = 98.97 kNm +/ Đoạn BC: M3 = 276.46 – 39.81 – 2 * [266.23 – 39.81]/3 = 85.70 kNm M4 = 276.46 – 39.81 – [266.23 – 39.81]/3 = 161.78 kNm M1 M2 A B 266.23 276.46 B C M3 M4 276.46 266.23 39.81
• 28. e: +/ Đoạn BC: M3 = 276.46 – 78.79 – [237.2 – 78.79]/3 = 144.87kNm M4 = 267.46 – 78.79 – 2*[237.2 – 78.79]/3 = 92.06 kNm * Sơ đồ f: +/ Đoạn AB: M1 = 29.86/3 = 9.95kNm M2 = 2*29.86/3 = 19.91 kNm +/ Đoạn BC: M3 = 19.63kNm M4 = 69.62kNm * Sơ đồ g: +/ Đoạn AB: M1 = 276.46-157.58/3 = 223.93kNm M2 = 276.46-2*157.58/3 = 171.41kNm +/ Đoạn BC: M3 = 157.58/2=78.79kNm B C M3 M4 78.79 237.2 267.46 A B M1 M2 29.86 B C M3 M4 29.86 118.60 A B M1 M2 276.46 157.58 157.58 78.79 B C M3 M4
• 29. Các biểu đồ mômen thành phần:  Bảng tổ hợp các Mpi với mômen MG [ kNm] : Momen Tiết diện A B C 1 2 3 4 100.48 60.37 120.74 33.35 46.68 80.21 237.20 197.39 118.60 105.33 92.06 78.79 MG MP1 39.81 78.79 118.60 170.85 184.12 78.79 187.72 98.97 266.23 85.70 161.18 39.81 M M P2 P3 25.71 52.25 78.79 144.87 92.06 237.20 9.95 19.91 29.86 19.63 69.12 118.60 P4M P5M 223.93 171.41 157.58 78.79 0 78.79 P6M
• 30. B 3 4 Gối C M1=MG+MP1 337.68 257.76 -239.34 -71.98 -45.20 -159.00 M2=MG+MP2 60.67 -18.42 -239.34 204.20 230.98 -159.00 M3=MG+MP3 288.19 159.34 -386.97 119.05 208.04 -120.02 M4=MG+MP4 74.77 8.12 -199.53 178.22 138.92 -317.42 M5=MG+MP5 110.43 80.28 -90.88 52.98 115.98 -198.82 M6=MG+MP6 324.41 231.78 -278.33 112.14 46.86 -1.42 Mmax 337.68 257.76 -90.88 204.20 230.98 -1.42 Mmin 60.67 -18.42 -386.97 -71.98 -45.20 -317.42  Xác định mô men mép gối: Gối B: MB,tr mg = 349.73kNm MB,ph mg = 352.47kNm Chọn MB mg = MB,ph mg = 352.47kNm Gối C: MC mg = 286.30 386.97 159.34 119.5B C 138.92 317.42 138.92
• 31. moment dầm chính 337.68 257.76 386.97 71.98 45.20 317.42 204.20 230.98 18.42 1.442
• 32. biểu đồ lực cắt: • Từ quan hệ đạo hàm giữa mômen và lực cắt M’ = Q = tgα , ta suy ra được biểu đồ mômen của từng trường hợp tải . • Gọi chênh lệch mômen giữa hai tiết diện a-a và b-b kề nhau là ∆M = Ma – Mb • Ta có : Qab = [Ma – Mb]/Lab , Lab là khoảng cách giữa 2 tiết diện a-a và b-b Giá trị biểu đồ bao lực cắt: Sơ đồ Giá trị Đoạn A - 1 1-2 2 - B B - 3 3-4 4 - C a QG 45.67 -18.23 -82.32 70.04 6.14 -57.76 b QP1 107.82 -18.10 -143.63 6.03 6.03 6.03 c QP2 -18.10 -17.72 -18.10 131.57 6.03 -119.51 d QP3 85.33 -40.34 -166.00 159.97 34.31 -91.36 e QP4 -11.69 -12.06 -12.06 101.66 -24.00 -149.67 f QP5 4.52 4.52 4.52 -22.49 -22.49 -22.49 g QP6 101.79 -23.88 -149.54 35.81 35.81 35.81 • Các biểu đồ lực cắt thành phần: A B C1 2 3 4 45.67 18.23 82.32 70.04 6.14 57.76 107.82 18.10 143.63 6.03 6.03 6.03 GM P1M 131.57 18.10 17.72 18.10 6.03 119.51 159.97 85.33 40.34 166.00 34.31 91.36 MP2 MP3
• 33. hợp lực cắt : 101.66 12.0612.06 M 24.00 149.67 22.49 4.524.524.52 22.49 22.49 P4 MP5 101.79 23.88 149.54 35.8135.8135.81 P6M
• 34. 1 1-2 2 - B B - 3 3-4 4 - C Q1=QG+QP1 153.49 -36.33 -225.96 76.07 12.17 -51.73 Q2=QG+QP2 27.58 -35.95 -100.42 201.61 12.17 -177.27 Q3=QG+QP3 131.00 -58.57 -248.33 230.01 40.45 -149.12 Q4=QG+QP4 33.99 -30.29 -94.39 171.71 -17.86 -207.43 Q5=QG+QP5 50.20 -13.71 -77.80 47.55 -16.35 -80.26 Q6=QG+QP6 147.46 -42.11 -231.86 105.86 41.95 -21.95 Qmax 153.49 -13.71 -77.80 230.01 41.95 -21.95 Qmin 27.58 -58.57 -248.33 47.55 -17.86 -207.43 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính 4. TÍNH TOÁN CỐT THÉP 153.49 58.57 248.33 230.01 41.95 17.86 207.43 21.95
• 35. thép dọc:  Ta chỉ tiến hành tính toán để bố trí cốt thép tại những tiết diện có |M|max ở các nhịp và gối tựa . Các giá trị mômen quanh những điểm này sẽ được dùng để kiểm tra [khi cần vẽ biểu đồ bao vật liệu].  Kiểm tra lại kích thước tiết diện dầm : 6 max 0 386.97*10 2 802 0.9*8.5*300b b M h r mm R bγ = = × = h = ho + a = 802 + 60 = 862 mm . ⇒ chênh lệch so với giả thiết ban đầu không nhiều ⇒ không phải thay đổi kích thước tiết diện. Vậy kích thước tiết diện vẫn là [bdc * hdc] = [300 * 750]mm  Giả thiết a = 60 mm  Tiết diện ở nhịp [ứng với giá trị mômen dương]: • Bản cánh nằm trong vùng chịu nén nên cùng tham gia chịu lực với sườn . • Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T . • Chiều cao hf’ = hb = 80 mm . • 2 dc ' f 1 dp ' f 1 1 [L b ] [5600 300] 833mm 6 6 1 1 S [L b ] [2200 200] 1000mm 2 2 6h 6 80 480mm  − = − =   ≤ − = − =   = × =   ⇒ chọn s’f = 500 mm . • Bề rộng bản cánh : bf’ = 2Sf’ + bdc = 2 * 480 + 300 = 1260 mm. • Kích thước tiết diện chữ T: bf’ = 1260 mm; hf’ = 80 mm; b = 300 mm; h = 750 mm. • Xác định vị trí trục trung hòa: Mf = γbRbbf’hf’[ho-hf’/2] = 0.9 * 8500 * 1.26 * 0.08* [0.69 - 0.08/2] = 501.23 kNm Nhận xét Mf = 501.23 kNm > Mmax = 386.97 kNm ⇒ Trục trung hòa qua cánh, tính như tiết diện chữ nhật [bf’×hdc] = [1260 * 750]mm. bf ’ hdc hf ’ bdc Sf ’Sf ’
• 36. ở gối [ứng với giá trị mômen âm]: • Bản cánh nằm trong vùng chịu kéo nên tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn hình chữ nhật [ bdc * hdc ] = [300 * 750]mm  Các công thức tính : %100; R bhξR A;2α11ξ; bhR M α 0s 0b sm2 0b m bh As ==−−== µ  Kết quả tính toán cốt thép cho dầm chính: Tiết diện M [kNm] αm ξ As [cm2 ] μ [%] Chọn cốt thép ∆M [%] Chọn Asbt [cm2 ] Nhịp biên 337.68 0.066 0.069 18.10 0.87 6ф20 18.85 4.15 [1260 x 750] Gối thứ 2[B] 352.47 0.308 0.380 23.20 1.15 8ф20 25.13 8.33 [300 x 750] Nhịp giữa 230.98 0.045 0.046 12.24 0.59 4ф20 12.57 2.70 [1260 x 750] Gối thứ 3[C] 286.30 0.250 0.293 17.88 0.89 6ф20 18.85 5.42 [300 x 750] 750 480 300 480 300 1260 80 750
• 37. khả năng chịu lực cắt của bê tông: Từ biểu đồ bao lực cắt: Qmax= 248.33 kN Khả năng chịu lực cắt của bê tông [Qb] = φb3 [1+φf + φn]γbRbtbho Trong đó: φb3 = 0.6 [đối với bê tông nặng] φf = 0 [tiết diện chữ nhật] φn = 0 [cấu kiện chịu uốn] => [Qb] = 0.6 * 0.9 * 750 * 0.3 * 0.69 = 83.83 kN < Qmax= 248.33 kN => Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt. Cần phải tính toán cốt xiên chịu lực cắt. 4.3 Tính cốt đai [ tính cho gối có Qmax= 248.33 kN]:  Tính cốt đai : • Chọn cốt đai Ф8 [ có asw = 0.503 cm2 ], số nhánh cốt đai n = 2 . 2 2 b4 bt 0 max 3 max dc ct ct R bh 1.5*0.75*300*690 s 303 m Q 503*10 h 750 s 250mm và s 500mm 3 3 m φ = = = = = = = Chọn Þ8, n = 2, s = 200 mm bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm • Kiểm tra lại khả năng chịu lực cắt của cấu kiện BTCT để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên theo điều kiện khống chế: Q ≤ 0.3 φw1.φb1.γb.Rb.bho Trong đó: φw1: hệ số xét đến ảnh hưởng của thép đai vuông góc với trục dọc của cấu kiện [không lớn hơn 1.3] 7 2 1 6 23*10 *0.008 1 5 * 1 5 * 1.035 1.3 * 27*10 4*0.3*0.2 s w w b E A E b s π φ = + = + = < bbb R..11 γβϕ −= [bê tông nặng : 01.0=β ] = 1 - 0.01* 0.9 * 8.5 = 0.9235 => 1 1 00.3 . . . . .w b b bR b hϕ ϕ γ = 0.3 * 1.035 * 0.9235 * 0.9 * 8500 * 0.3 * 0.69 = 454.07 kN ⇒ Qmax = 248.33 [kN] 011 .....3.0 hbRbbbw γϕϕ≤ = 454.07 [kN] ⇒ thỏa điều kiện khống chế. Vậy bố trí , n = 2, s = 200 mm bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm, còn lại bố trí theo cấu tạo s = 300 mm
• 38. năng chịu lực của bê tông và cốt đai: s dnR bhRQ wsw btbnfbwb 2 2 0.2 .. .].1[ π γϕϕϕ ++= 2 2 175000*2* *0.008 2*0.9*750*0.3*0.69 * 260.47[ ] 0.2 wbQ kN π = = Qwb= 260.47[kN] > Qmax= 248.33 [kN ] Vậy không cần tính cốt xiên. 4.4.Tính cốt thép treo : Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính : F = P + G - Go =177.47 kN . Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn ф8, số nhánh cốt đai n : n =2 aSW =0.503 cm2 Số lượng cốt treo cần thiết : 6.57 Với hs là khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc : hs = ho - hdp ho là chiều cao có ích của tiết diện. Chọn x = 8 đai, bố trí mỗi bên dầm phụ 4 đai, trong đoạn hs = 200 mm thì khoảng cách giữa các cốt treo là 50 mm. =       − ≥ swsw o s Ran h h F x ** 1*
• 39. ĐỒ BAO VẬT LIỆU 5.1. Tính khả năng chịu lực tại từng tiết diện [Mtr]:  Trình tự tính như sau : • Tại tiết diện đang xét có As , tính ath [ chọn ao =25 mm[nhịp], chọn ao =40 mm[gối] , t = 30 mm ] . • hoth = hdc – ath ; 2s s m b 0th b 0.th R A ξ ;α ξ[1 0.5ξ];[M ] α R bh M R bh tr m= = − = ≥ Bảng kết quả tính toán: Tiết diện Cốt thép As [cm2 ] abt [mm] ho [mm] ξ αm [M] [kNm] ∆M [%] Nhịp biên 6ф20 18.85 52 698 0.07 1 0.06 8 355.58 5.30 [1260 x 750] Uốn 2ф20, còn 4ф20 12.57 35 715 0.04 6 0.04 5 245.87 Uốn 2ф20, còn 2ф20 6.28 35 715 0.02 3 0.02 3 124.28 Gối B bên trái 8ф20 25.13 75 675 0.40 9 0.32 5 377.86 7.20 [300 x 750] Uốn 2ф20, còn 6ф20 18.85 83 667 0.31 0 0.26 2 297.24 Cắt 2ф20, còn 4ф20 12.57 75 675 0.20 4 0.18 4 213.30 Uốn 2ф20, còn 2ф20 6.28 50 700 0.09 9 0.09 4 117.03 Gối B bên phải 8ф20 25.13 75 675 0.40 9 0.32 5 377.86 7.20 Uốn 2ф20, còn 6ф20 18.85 83 667 0.31 0 0.26 2 297.24 [300 x 750] Cắt 2ф20, còn 4ф20 12.57 75 675 0.20 4 0.18 4 213.30 Cắt 2ф20, còn 2ф20 6.28 50 700 0.09 9 0.09 4 117.03 Nhịp giữa 4ф20 12.57 35 715 0.04 6 0.04 5 245.87 6.44 [1260 x 750] Uốn 2ф20, còn 2ф20 6.28 35 715 0.02 3 0.02 3 124.28 Gối C 6ф20 18.85 67 683 0.30 3 0.25 7 306.05 6.90
• 40. Uốn 2ф20, còn 4ф20 12.57 76 674 0.20 5 0.18 4 212.76 Cắt 2ф20, còn 2ф20 6.28 50 700 0.09 9 0.09 4 117.03 5.2. Xác định điểm cắt lý thuyết: Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x [mm] Q [kN] Gối B Bên Trái 2ф20 699 248.33 Gối B Bên Phải 2ф20 717 230.01 Gối B Bên Phải 2ф20 1608 76.07 159.34 386.97 2200 x 213.03 2200 386.97 119.05 x 222.08 2200 239.34 71.98 x 117.03
• 41. Trái 2ф20 966 207.43 5.3. Xác định đoạn W: Trong đó : Q là lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, giá trị Q lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao momen. Qs,inc là khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc . qsw là khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết : d là đường kính cốt thép được cắt. Bảng tính W: Tiết diện Thanh thép Q [kN] As,inc [cm2 ] Qs,inc qsw [kN/m] Wtính 20d Wchọn [kN] [mm] [mm] [mm] Gối B 2ф20 248.33 6.28 99.87 88.03 671 400 700 bên trái Gối B 2ф20 230.01 0 0.00 88.03 1155 400 1200 bên phải Gối B 2ф20 76.07 0 0.00 88.03 456 400 500 bên phải Gối C 2ф20 207.43 0 0.00 88.03 1053 400 1100 2200 138.92 317.42 x 117.03 ,0.8* 5* 20* 2* s inc SW Q Q W d d q − = + ≥ αsin** ,, incsSWincs RQ Α= * * 88.03 /SW SW SW R n a q kN m S = =
• 42. lấy đối xứng]
• 43. vật liệu và bố trí thép dầm chính 150 2050 2200 2200 220022002200 2Ø22[124.28] 4Ø20[245.87]4Ø20[245.87] 2Ø20[124.28] 4Ø20[245.87] 6Ø20[355.58] 2Ø20[124.28] 4Ø20[213.03] 6Ø20[297.24] 8Ø20[377.86] 6Ø20[297.24] 4Ø20[213.03] 2Ø20[117.03] 4Ø20[212.76] 6Ø20[306.05] BI?U Ð? BAO MOMENT D?M D1 T?L?: 1/25 317.42 198.82 159.00 120.02 1.42 45.20 230.98 46.86 115.98 138.92 208.04 71.98 204.20 52.98 112.14 119.05 178.22 386.97 278.33 239.34 199.53 90.88 337.68 324.41 288.19 74.77 60.67 110.43 18.42 257.76 231.78 159.34 80.28 8.12 640500350560200 865 500 350 560 350 300 350 530 578 3962 530 350 150 500530137031705303503002440 350500 350 560 300 2080 Ø8a200 Ø8a300 Ø8a200 Ø8a200 Ø8a200Ø8a50Ø8a300 D?M D1 [750X300] 1 2 3 12Ø20 32Ø2022 12Ø20 4 2Ø14 52Ø2032Ø20 1Ø7 1Ø20 6'1Ø20 7'1Ø20 1460 4 4 3 3 2 2 1 1 82Ø12 66006600 13801580 1380 175060016006001750300175060016006001600 500 1260 350 350 350 Ø8a50Ø8a50Ø8a50 8Ø20[377.86] 50 22Ø20 62Ø20 62Ø20