Đồ án Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận bê tông cốt thép 1

Môc lôc Trang 1. NhiÖm vô ®å ¸n 2. Sè liÖu tÝnh to¸n cña vËt liÖu 3. Lùa chän s¬ bé kÝch th­íc c¸c bé phËn 4. TÝnh to¸n b¶n 5. TÝnh to¸n dÇm phô 6. TÝnh to¸n dÇm chÝnh I – nhiÖm vô ®å ¸n : ThiÕt kÕ sµn s­ên ( sµn ,dÇm chÝnh ,dÇm phô ) cã sè liÖu nh­ sau : 1.1 S¬ ®å hÖ dÇm sµn ( xem h×nh vÏ ). 1.2 kÝch th­íc l1= 2,4m vµ l2 = 5,7m . 1.3 .HÖ t­êng chÞu lùc cã chiÒu dµy t = 35cm . 1.4 CÊu t¹o mÆt sµn ( xem h×nh vÏ ) ho¹t t¶i sµn Ptc = 1000 KG/m2 VËt liÖu sö dông : Bª t«ng : M¸c BT M200. cã Rn = 90 KG/cm2 ; Rk = 7,5KG/cm2 ThÐp : §­êng kÝnh 10mm dïng thÐp nhãm AI cã : Ra = 2100 KG/cm2 , Ra® = 1700 KG/cm2 §­êng kÝnh 10mm dïng thÐp nhãm AII cã : Ra = Ra’= 2700 KG/ cm2, Rax = 2150 KG/ cm2 II – TÝnh to¸n b¶n sµn . S¬ ®å b¶n . XÐt tØ sè 2 c¹nh « b¶n Xem b¶n lµm viÖc theo 1 ph­¬ng . Ta cã sµn s­ên toµn khèi b¶n lo¹i dÇm . DÇm chÝnh tõ trôc 2 ®Õn trôc 5 . DÇm phô lµ c¸c dÇm däc. §Ó tÝnh b¶n , ta c¾t ra 1 d¶i réng b = 1 m vu«ng gãc víi dÇm phô vµ xem nh­ mét dÇm liªn tôc . 2 . Chän kÝch th­íc s¬ bé : -TÝnh chiÒu dµy b¶n sµn hs = D = 1,4 = 0,096 m. chän hs = 10cm . - DÇm phô : hdp = b dp = 22cm - DÇm chÝnh : hdc = 3l1 =0,8 (m). b dc = 33cm. 3.NhÞp tÝnh to¸n cña b¶n . - NhÞp gi÷a : lg = l1 - bdp= 2,4 - 0,22 =2,18( m) - NhÞp biªn : lb = - Chªnh lÖch gi÷a c¸c nhÞp : = 0,7%. 4.T¶i träng trªn b¶n. - Ho¹t t¶i tÝnh to¸n : ptt = 1,2.1000 = 1200 kG/cm2. -TÜnh t¶i ®­îc tÝnh to¸n vµ ghi trong b¶ng sau : Dùa vµo h×nh 2 Stt Tên lớp ( m) g (T/m3) gtc (T/m2) n gtt (T/m2) 01 Gạch lát nền Ceramic 0.02 2 0.04 1.1 0.044 02 Vữa lót xi măng cát 0.03 1.8 0.054 1.3 0.0702 03 Sàn BTCT 0.1 2.5 0.25 1.1 0.275 04 Vữa trát xi măng cát 0.015 1.8 0.027 1.3 0.0351 cộng 0.4243 T¶i träng toµn phÇn : qb = 1200+424,3= 1624,3kG/m2. Chän qb = 1625KG/m2 TÝnh to¸n víi d¶i b¶n réng b = 1m , cã qb = 1625kG/m. *S¬ ®å tÝnh sµn: 5.TÝnh néi lùc(M): - M«men ë nhÞp gi÷a : - M«men ë nhÞp biªn vµ gèi thø hai : TÝnh to¸n cèt thÐp cho sµn: - Chän ao = 15=> ho = 100 – 15 = 85=8,5cm. - Bª t«ng M200 cã Rn=90 KG/cm2. - ThÐp AI cã Ra=2100 KG/cm2 Tra b¶ng ta cã: ad=0,37 => AdÎo = 0,3 - T¹i gèi thø 2 vµ nhÞp biªn : A = < AdÎo = 0,3. =0,5x(1+=0,94 Fa = (cm2 ). KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : 0.3<<0,9% (Thoả mãn) Chän cã fa= 0,5 cm2. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt thÐp sÏ lµ: Chän a=12cm -T¹i c¸c nhÞp gi÷a vµ gèi gi÷a: Mg=48300(KG.cm) A = <Adeo=0,3 => =0,5 (1+= 0,96. Fa = (cm2). Dïng thÐp cã fa=0,283cm2 Chän a=10 cm. Fa=2,83 cm2( Tra b¶ng II sµn BTCT) T¹i c¸c nhÞp gi÷a vµ gèi gi÷a ë trong vïng ®­îc phÐp gi¶m 20% cèt thÐp cã : Fa’=0,82,82=2,26 (cm2) *KiÓm tra hµm l­¬ng cèt thÐp -§iÒu kiÖn: 0,3£≤0,9 (Thoả mãn) * KiÓm tra l¹i chiÒu cao lµm viÖc h0: - ChiÒu dµy cña b¶n = 10 cm theo quy ph¹m chän abv= 10 mm Víi cèt Víi cèt TÊt c¶ ®Òu xÊp xØ nhau vµ nghiªng vÒ phÝa lín h¬n so víi trÞ sè ®· dïng tÝnh to¸n ë b¶n lµ:8,5cm *Cèt thÐp chÞu m«men ©m ®Æt theo cÊu t¹o : Ta cã :Pb = 1200 <3gb =1273 (KG/m ) LÊy ®o¹n dµi tÝnh to¸n cèt thÐp 0,25lg = 0,252,18= 0,55(m) §o¹n dµi tõ mót cèt thÐp ®Õn trôc dÇm sÏ lµ : x=0,55+ 0,22/2 = 0,66 (m) . Cèt thÐp ®Æt theo cÊu t¹o. Cèt thÐp ©m ®­îc ®Æt theo ph­¬ng vu«ng gãc víi dÇm chÝnh do cã nh÷ng b¶n chÞu m«men ©m nh­ng trong tÝnh to¸n ®· bá qua.§ã lµ däc theo c¸c gèi biªn,vïng b¶n phÝa dÇm chÝnh.Do vËy cÇn thiÕt ph¶i ®Æt cèt thÐp cÊu t¹o ®Ó chÞu m«men ©m nãi trªn,t¨ng ®é cøng tæng thÓ tr¸nh vÕt nøt do m«men ®ã g©y ra. Quy ®Þnh, sè l­îng thanh thÐp khong Ýt h¬n: + +50% cèt chÞu lùc gèi gi÷a= Dïng c¸c thanh cèt mò , ®o¹n dµi ®Õn mÐp dÇm chÝnh tÝnh ®Õn trôc dÇm 0,55 + = 0,72m . chiÒu dµi toµn bé ®o¹n th¼ng 1,44m kÓ ®Õn mãc vu«ng 7cm .ChiÒu dµi toµn thanh 1,44+2x0,08 = 1,6(m)=160(cm) Cèt thÐp ph©n bè ë phÝa d­íi chän 6 a 300 cã diÖn tÝch tiÕt diÖn trong mçi mÐt bÒ réng cña b¶n lµ 0,283.100/20 = 1,42 cm2 > 20% cèt chÞu lùc (nhÞp biªn : 0,2x4,12= 8,24 cm2; nhÞp gi÷a : 0,2x2,83= 0,57 cm2). Cèt ph©n bè phÝa d­íi chän ,a=25(cm) Tõ C¸ch chän nµy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lín h¬n 20% cèt chÞu lùc ë : +NhÞp gi÷a +NhÞp biªn III – TÝnh to¸n dÇm phô. S¬ ®å tÝnh. - DÇm phô lµ dÇm liªn tôc 5 nhÞp ®­îc gèi lªn c¸c dÇm chÝnh. - §o¹n gèi lªn t­êng lÊy lµ d= 220mm . - NhÞp tÝnh to¸n : + NhÞp gi÷a : lg = l2 - bdc =5,7-0,33= 5,37m. + NhÞp biªn : lb = l2 - m. Chªnh lÖch gi÷a c¸c nhÞp: S¬ ®å tÝnh dÇm phô theo s¬ ®å khíp dÎo: X¸c ®Þnh t¶i träng : + Kho¶ng gi÷a cña c¸c dÇm ®Òu nhau: l1=2,4 m + Ho¹t t¶i t¸c dông lªn dÇm . Pdp = pb.l1 = 1200x2,4 =2880 kG/m . + TÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm. => T¶i träng toµn phÇn t¸c dông lªn dÇm: qdp = pdp + gdp = 1321+ 2880 = 4201 kG/m. XÐt tØ sè : =2,2 TÝnh to¸n néi lùc : +Tung ®é h×nh bao m«men tÝnh theo c«ng thøc: M=.qd.l2 -Tra b¶ng ®Ó lÊy hÖ sè vµ kªt qu¶ tÝnh to¸n tr×nh bµy trong b¶ng 1. -M«men ©m ë nhÞp biªn bÞ triÖt tiªu c¸ch mÐp gèi tùa mét ®o¹n : x=k.lb= 0.0262.5,47=1,43m :(k,k=0,262 Tra b¶ng III Sµn BTCT) -M«men d­¬ng triÖt tiªu c¸ch mÐp gèi tùa gi÷a ®o¹n : 0,15. T¹i nhÞp biªn: (m) + Lùc c¾t: QA = 0,4qdplb = (KG) . QBT = 0,6.qdp.lb = (KG). QBP = QCP = QCT = 0,5.qdp.lg = (KG). + H×nh bao m«men vµ biÓu ®å lùc c¾t thÓ hiÖn h×nh 5 : B¶ng1: TÝnh to¸n h×nh bao m« men cña dÇm phô: Nhịp, tiết diện Giá trị β Tung độ M, kGm Của Mmax Của Mmin Mmax Mmin Nhịp biên Gối A 0 1 0.065 8170 2 0.09 11313 0,425l 0.091 11438.52 3 0.075 9427 4 0.02 2514 Gối B - TD.5 -0.0715 -8987.41 Nhịp 2 6 0.018 -0.0315 21801 -3816 7 0.058 -0.0105 7026 -1272 0,5l 0.0625 7572 8 0.058 -0.0075 7026 -909 9 0.018 -0.0255 2181 -3089 Gối C - TD.10 -0.0625 -7571.5 Nhịp giữa 11 0.018 -0.048 2181 -5815 12 0.058 -0.0045 7026 -545 0,5l 0.062 -0.0106 7511 -545 Chó thÝch: - ë nhÞp biªn, KG.m - ë gi÷a nhÞp, ; KG.m TÝnh to¸n cèt thÐp däc. Rn = 90 kG/cm2. Ra = Ra’ = 2700 kG/cm2 (Dïng thÐp A-II) Víi m«men ©m : +T¹i gèi B : tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt b =220 mm , h = 600 mm . Gi¶ thiÕt a = 6 cm . M2 = A = Fa = . KiÓm tra : = >% +T¹i gèi thø C vµ c¸c gèi tiÕp theo : M = 7571.5kG.m =757150KG.cm A = Fa = cm2 . = > Víi m«men d­¬ng . TÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ T c¸nh trong vïng nÐn (do bª t«ng chÞu nÐn tèt vµ chÞu nÕn kÐm). - LÊy -NhÞp gi÷a : chän a =6 cm -NhÞp biªn cã m«men lín dïng nhiÒu cèt thÐp : chän a = 6 cm , h0 = 54 cm. -§Ó tÝnh bÒ réng c¸nh bc lÊy C1 bÐ h¬n 3 trÞ sè sau: lÊy C1 = 0,9(m) = 90(cm) TÝnh bc = b+2C1 = 22+290 = 202 (cm). MC= Rn Cã Mmax =11438.52kG.m Trôc trung hoµ ®i qua c¸nh tÝnh theo mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt b=bc=202 cm. +T¹i nhÞp biªn : A=<Ad=0,3 Fa = Cã: = > +T¹i nhÞp gi÷a cã = 7571.5KG.m=757150KG.cm ; h0 = 54(cm). Fa = Cã = Chän vµ bè trÝ cèt thÐp däc :  B¶ng 2 : Mét sè c¸ch chän bè trÝ thÐp däc cho c¸c tiÕt diÖn chÝnh. Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp 2 và giữa Gối C Diện tích Fa cần thiết 7,93 6,7 5,25 5,58 Các Thanh và diện tích tiết diện 3 Chän thÐp cho c¸c tiÕt diÖn ®iÓn h×nh cña dÇm: ------ NhÞp biªn Gèi B Nhịp 2 và giữa Gèi thø C 7,93cm2 6,7cm2 5,25 cm2 5,58 cm2 3 KiÓm tra l¹i chiÒu cao lµm viÖc h0: Chän líp b¶o vÖ : +T¹i nhÞp biªn : a= => ( Tho¶ m·n) +T¹i gèi B: a= > ( Tho¶ m·n) +T¹i nhÞp gi÷a vµ nhÞp 2: (Tho¶ m·n) + T¹i gèi C: (Tho¶ m·n)` 6.TÝnh to¸n cèt thÐp ngang: §iÒu kiÖn h¹n chÕ Q cho tiÕt diÖn chÞu lùc c¾t lín nhÊt ,t¹i ®ã theo cèt thÐp ®· bè trÝ th× cã => ho =55(cm). => Q=. Nh­ vËy ,nªn bªt«ng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i bëi øng suÊt nÐn chÝnh. *)KiÓm tra ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n .(K=0,6 ®èi víi dÇm) Gèi cã lùc c¾t bÐ nhÊt lµ QA= 9192 (KG) T¹i ®ã theo cèt thÐp ®· bè trÝ cã a=4,65cm =9192 KG Do vËy ta cÇn ph¶i tÝnh cèt ®ai, cèt ®ai theo lùc c¾t lín nhÊt t¹i gèi B phÝa bªn tr¸i, QBT=13790 (KG)>5485 ,ho=55,4. Chän ®ai cã fd=0,283 cm2,n=2,thÐp A-I cã Rad=1700 KG/cm2. X¸c ®Þnh aCT: mm = = 200 III – TÝnh to¸n dÇm chÝnh: 1.S¬ ®å lµm viÖc :Lµ mét dÇm liªn tôc cã 3 nhÞp,kÝch th­íc dÇm ®· ®­îcgi¶ thiÕt b=33cm,vµ h=80cm. Chän cét cã d¹ng h×nh vu«ng c¹nh dµi bo=33 cm.§o¹n dÇm chÝnh kª lªn t­êng lÊy b»ng 35cm.Ta cã h×nh vÏ nh­ sau: 2. X¸c ®Þnh t¶i träng: a) Ho¹t t¶i tËp trung : b) TÜnh t¶i : Träng l­îng b¶n th©n dÇm ®­a vÒ thµnh c¸c lùc tËp trung : T¶i träng do dÇm phô truyÒn vµo dÇm chÝnh lµ lùc tËp chung : TÜnh t¶i t¸c dônh tËp trung : =1525+7530=9055KG = 9,1T 3)TÝnh vµ vÏ biÓu ®å m«men: Lîi dông tÝnh chÊt ®èi xøng cña s¬ ®å tÝnh to¸n ®Ó vÏ biÓu ®å m«men theo c¸ch tæ hîp chÝnh (h.8) a)VÏ biÓu ®å MG: Dïng c¸c sè liÖu ë bang IV cña phô lôc®Î tra hÖ sè tÝnh: M= MPi= b)vÏ c¸c biÓu ®å MPi: +MmaxMPi +MminMPi Do thiÕu c¸c gi¸ trÞ MPi t¹i c¸c tiÕt diÖn do v¹y ta ph¶i dïng s¬ ®å tÝnh to¸n bæ trî m«men t¹i mét sè tiÕt diÖn: TiÕt diÖn / S¬ ®å 1 2 B 3 MG 0,244 0,156 -0,267 0,067 M 15,987 10,22 -17,494 4,39 MP1 0,289 0,244 -0,133 -0,133 M 34,16 28,84 -15,72 -15,72 MP2 -0,044 -0,089 -0,133 0,200 M -5,2 -10,52 -15,72 23,64 MP3 -0,311 M 27,15 14,888 -36,76 11,736 MP4 0,044 M 1,733 3,466 5,2 Mmax 50,147 39,06 -12,294 28,03 Mmin 10,787 -0,3 54,254 -11,33 c)BiÓu ®å bao m«men: Tung ®é cña biÓu ®å bao m«men: +MmaxMP +MminMP TÝnh to¸n Mmax vµ Mmin cho tõng tiÕt diÖn vµ ghi vµo 2 dång cuèi cña b¶ng . BiÓu ®å bao m«men vÏ nh­ sau: d) X¸c ®Þnh m«men ë mÐp gèi: XÐt gèi B theo h×nh bao m«men ta thÊy r»ng phÝa bªn ph¶i gèi B cña biÓu ®å MminÝt dèc h¬n phÝa tr¸i,tÝnh m«men mÐp phÝa bªn ph¶i th× sÏ cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi lín h¬n. -§é dèc cña biÓu ®å m«men trong ®o¹n gèi gÇn gèi B: MB= 54,254-2,946 = 51,31 Tm S¬ ®å tÝnh ngµm 4) TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao lùc c¾t : TiÕn hµnh tÝnh to¸n nh­ víi biÓu ®å bao m«men: HÖ sè cho ë b¶ng IV cña phô lôc c¸c tr­êng hîp chÊt t¶i lÊy còng nh­ ®èi víi biÓu ®å bao m«men. -Trong ®o¹n gi÷a nhÞp suy lùc c¾t theo ph­¬ng ph¸p mÆt c¾t: §o¹n / S¬ ®å Bªn ph¶i gèi A Gi÷a nhÞp biªn Gèi tr¸i B Gèi ph¶i B NhÞp gi÷a QG 0,733 -1,267 1,00 Q 6,67 -2,43 -11,53 9,1 0 QP1 0,867 -1,133 0 Q 14,233 -2,183 -18,60 0 0 QP2 -0,133 -0,133 1,00 Q -2,183 -14,233 -2,183 16,416 0 QP3 0,689 -1,311 1,222 Q 11,31 -4,836 -21,52 20,06 3,644 Qmax 20,903 -4,613 -13,713 29,16 3,644 Qmin 8,853 -16,66 -33,05 9,1 0 5. TÝnh cèt thÐp däc : V× dÇm chÝnh ®­îc tÝnh theo s¬ ®å ®µn håi. Sè liÖu: ThÐp A-II: ; a)TÝnh víi m«men d­¬ng : -TiÕt diÖn ch÷ T c¸nh trong vïng nÐn =>tËn dông ®­îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña bªt«ng Chän bÒ réng c¸nh : bc = b + 2xC1 C1 lÊy theo trÞ sè nhá nhÊt trong 3 trÞ sè sau: C1 ≤ => bc = 33 + 2x90 = 213 cm Gi¶ thiÕt a = 8 cm ; Víi dÇm ch÷ T tÝnh: M«men d­¬ng lín nhÊt :M=50,147 T.m<128,44T.m Trôc trung hoµ ®i qua c¸nh. TÝnh to¸n nh­ tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt cã b=bc=213 ;h=80 cm Cã hc=10 cm < 0,2h0=0,2.72 = 14,4cm ë nhÞp 1: ë nhÞp 2: b) TÝnh víi m«men ©m : C¸nh n»m trong vïng kÐo , tÝnh theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt cã b= 33cm. ë trªn gèi , cèt thÐp dÇm chÝnh ph¶i ®Æt xuèng d­íi hµng trªn cïng cña cèt thÐp dÇm phô nªn a kh¸ lín. Gi¶ thiÕt a = 8cm , *T¹i gèi B : M«men mÐp gèi KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp : T¹i gèi B: (Tho¶ m·n) T¹i nhÞp gi÷a: (Tho¶ m·n) Nh­ vËy tØ sè cèt thÐp n»m trong ph¹m vi hîp lÝ. B¶ng chän cèt thÐp: TiÕt diÖn Fa(cm2) Chän cèt thÐp nhÞp biªn 27,72 Gèi B 36,24 NhÞp gi÷a 15,50 +KiÓm tra l¹i chiÒu cao lµm viÖc h0 Chon líp b¶o vÖ abv=25 T¹i nhÞp biªn: (Tho¶ m·n) T¹i gèi B: (Tho¶ m·n) T¹i nhÞp gi÷a: (Tho¶ m·n) 6) TÝnh to¸n cèt thÐp ngang: §iÒu kiÖn h¹n chÕ: cho tiÕt diÖn chÞu lùc c¾t lín nhÊt ; T¹i ®ã cèt thÐp ®· ®­îc bè trÝ a=5,7cm ; h0=74,3cm T¹i gèi B:. nªn bª t«ng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i bëi øng suÊt nÐn chÝnh. KiÓm tra ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n : Trong ®o¹n gi÷a cña nhÞp cã trÞ sè lùc c¾t Q=16,66T do vËy ta kh«ng ph¶i tÝnh cèt ®ai chôi c¾t.ë mäi ®o¹n gÇn gèi tùa ®Òu cã Q > 16,660 KG nªn ph¶i tÝnh cèt thÐp chôi lùc c¾t : Bè tÝ cèt ®ai theo lùc c¾t lín nhÊt t¹i gèi B phÝa bªn tr¸i: ; ho=72,6 cm Chän cã fd=0,503; n=2. ThÐp A-I: X¸c ®Þnh aCT: mm = = 265 7.TÝnh to¸n cèt treo: - ë dÇm phô chç kª lªn dÇm chÝnh,lùc tËp trung truyÒn cho dÇm chÝnh lµ: P1=P+G1=16,416+7,5T =23,92(T) C¸c cèt treo ®Æt d­íi d¹ng cèt ®ai cã diÖn tÝch cÇn thiÕt lµ: Dïng thÐp ®ai sè nh¸nh n=2 =>sè l­îng ®ai cÇn thiÕt lµ:(®ai). =>§Æt mçi bªn mÐp dÇm phô 5 cèt ®ai nªn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®ai: Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®ai lµ: