Tải bản đầy đủ
Lớp: BI06_XD Ngành: Xây dựng DD&CN

Lớp: BI06_XD Ngành: Xây dựng DD&CN

Tải bản đầy đủ

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN
Phần I : TÍNH BẢN SÀN
I. Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán bản sàn
1. Sơ đồ tính
2. Xác định sơ bộ kích thước và tải trọng tính toán bản sàn
3. Xác định nhịp tính toán của bản sàn
4. Xác định tải trọng tính toán
II. Xác định nội lực bản sàn
III. Tính toán cốt thép cho bản sàn
1. Tính toán
2. Bố trí cốt thép
3. Cốt thép chịu mômen âm theo cấu tạo
4. Cốt thép phân bố - cấu tạo
Phần II: TÍNH DẦM PHỤ
I. Sơ đồ tính toán dầm phụ.
II. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm phụ.
III. Xác định nội lực
IV. Tính cốt thép cho dầm phụï
1. Kiểm tra lực cắt
2. Tính cốt dọc chịu mômen
3. Tính cốt đai và cốt xiên
4. Cắt uốn cốt thép
5. Tính toán và vẽ biển đồ bao vật liệu
Phần III: TÍNH DẦM CHÍNH
I. Sơ đồ tính toán dầm chính
II. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính
III. Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen dầm chính
IV. Tính toán và vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm chính
V. Tính cốt thép dọc
VI. Tính cốt thép đai và xiên
VII. Tính cốt treo
VIII. Cắt và uốn cốt thép
1. Kiểm tra uốn cốt thép
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 16

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

2. Xác định mặt cắt các thanh
3. Kiểm tra neo cốt thép
4. Vẽ biển đồ bao vật liệu.

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
1. MẶT BẰNG SÀN:
Sơ đồ mặt bằng sàn như sau:

 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 17

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Hình 1. Sơ đồ mặt bằng sàn

*Cấu tạo mặt sàn:
1- Khoảng cách giữa các dầm phụ và dầm phụ với tường l1= 2.2 m
Khoảng cách giữa các dầm chính và dầm chính với tường l 2= 6.4 m
2- Tường chịu lực dày t= 34 cm.
3- Dầm phụ gối lên dầm chính, dầm chính gối lên tưòng và cột.
Bản có kích thước

L2
> 2 nên ta tính bản theo bản loại dầm.
L1

2. SỐ LIỆU:
Kích thước mặt bằng:l1=2,2m; l2=6,4m (tính từ giữa trục dầm và trục tường).
Hoạt tải tiêu chuẩn: Ptc=950daN/m2
l1 (m)

l2 (m)

2,2

6,4

Hoạt tải tiêu chuẩn
Pc (daN\m2)
950

Hệ số vượt tải của Chiều dày tường
hoạt tải np
bao quanh (cm)
1,2
34

Hoạt tải tính toán: p = Pc . np = 950 . 1,2 = 1140 (daN/m2)
3. CẤU TẠO BẢN SÀN:





Cấu tạo sàn gồm các lớp như sau :
Lớp gạch lát nền, khối lượng riêng 2000Kg/m 3.
Lớp vữa lót, khối lượng riêng 1800Kg/m3.
Bản sàn bê tông cốt thép, khối lượng riêng 2500Kg/m 3.
Lớp vữa trát trần, khối lượng riêng 1800Kg/m3.

4. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU:
Vật liệu chọn như sau:
- Bê tông Cấp độ bền B15 có:
Cường độ chịu nén dọc trục Rb = 8.5 MPa.
Cường độ chịu kéo dọc trục Rbt = 0.75 MPa.
- Cốt thép có:
Loại

Cốt thép dọc RS
MPa

 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Cốt thép ngang Rsw
(Cốt đai ,cốt xiên)
MPa

Cường độ chịu nén RSC
MPa

Trang 18

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

AI
AII

225
280

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

175
225

255
280

PHẦN I: TÍNH BẢN SÀN
I. Xác định sơ đồ và tải trọng tính toán bản sàn:
1. Sơ đồ tính bản sàn:
Xét tỷ số :

l 2 6,4
=
= 2,9 > 2
l1 2,2

Như vậy xét bản làm việc theo một phương, ta có sàn sườn toàn khối loại bản dầm,
bản làm việc một phương theo cạnh ngắn.
Để tính toán bản, ta cắt một dải bản có bề rộng b=1m, vuông góc với các dầm phụ
và xem như một dầm liên tục.
2. Xác định sơ bộ kích thước và tải trọng tính toán bản sàn:
a. Giả thiết chiều dày bản sàn hb:
hb =

D
l1
m

Trong đó:
+ l1 = 2,2(m) : khoảng cách giữa các dầm phụ (Tính theo phương cạnh ngắn).
+ D = 0,8 ÷ 1,4: Phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D = 1
+ m = 30 ÷ 35: Bản loại dầm. Chọn m = 30
thay số: hb =

1x 2200
= 73(mm)
30

Chọn hb = 80 mm
b. Giả thiết kích thước dầm phụ:
Có: hdp = ( 1/16 ÷ 1/12 ) . l2 = ( 1/16 ÷ 1/12 ) x 6400 = 400 ÷533mm
Chọn hdp = 450 mm
⇒ bdp = ( 1/4 ÷ 1/2 ) . hdp = ( 1/4 ÷ 1/2 ) x 450 = 112 ÷ 225mm
Chọn bdp = 200 mm
Vậy dầm phụ có kích thước b x h = (200 x 450)
c. Giả thiết kích thước dầm chính:
Có : hdc = ( 1/12 ÷ 1/8 ) .ldc = ( 1/12 ÷ 1/8 ) x 6600 = 550 ÷820mm
Chọn hdc = 800 mm
⇒ bdc = ( 1/4 ÷ 1/2 ) hdc = ( 1/4 ÷ 1/2 ) x 800 = 200 ÷ 400mm
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 19

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Chọn bdc = 400 mm
Vậy dầm chính có tiết diện b x h = (400 x 800)

3. Xác định nhịp tính toán của bản sàn:
Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có chiều rộng b=1m (hình 1), xem bản như
một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phụ (hình 2).
Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.
a. Nhịp biên: Là khoảng cách từ điểm đặt của phản lực gối đến mép dầm phụ đầu
tiên.
L ob = L1 −

b dp
2



t Cb
200 340 120
+
= 2200 −

+
= 1990mm.
2 2
2
2
2

b. Nhịp giữa: Lo = L1 – bdp = 2200 – 200 = 2000mm
Lob và Lo chênh lệch không đáng kể (0,5%).
(Với Cb đoạn bản kê lên tường, chọn Cb=120mm)
4. Xác định tải trọng tính toán:
a. Tĩnh tải: là loại tải trọng thường xuyên có mặt trong kết cấu: Gồm trọng lượng bản
thân của tất cả các lớp cấu tạo bản sàn.
gs = ∑ ( f,i . i . δi)
Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:
Các lớp sàn
Gạch lát nền
Lớp vữa lát gạch
Bản sàn BTCT
Vữa trát trần

Chiều dày
δi(mm)
10
25
80
20
Tổng cộng

Trọng lượng
riêng
γi (kN/m3)
20
18
25
18

Trị tiêu
chuẩn
c
gs (kN/m2)
0,20
0,45
2,00
0,36
3,01

Hệ số độ tin
cậy về tải
trọng (γf,i)
1,1
1,3
1,1
1,3

Trị tính toán
gs(kN/m2)
0,24
0,59
2,20
0,47
3,50

b. Hoạt tải:
ps = Pc . np
Trong đó:
+ Ptc = 950(daN/m2)
+ np = 1,2 (hệ số vượt tải)
⇒ ps = 950 . 1,2 = 1140 (daN/m2) = 11,4kN/m2
c. Tổng tải:
Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b=1m:
qs = (gs + ps) x b = (3,5 + 11,4) x 1 = 14,9 (kN/m2)
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 20

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Ta có sơ đồ tính như sau:

hb= 80

340
Cb=120

450
2000

1990
200

2200

2200

200

q = 14,9kN/m2
s
2000

1990
Hình 2. Sơ đồ tính của bản sàn

II. Xác định nội lực bản sàn:
Tính toán bản sàn theo sơ đồ biến dạng dẻo với các công thức:
Nội lực trong bản được tính theo sơ đồ dẻo.
- Sơ đồ tính: Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn, xem các dải bản
làm việc độc lập như dầm liên tục tựa lên dầm phụ và tường.
- Nội lực:
Momen lớn nhất ở nhịp biên:
2

M=

qb .l ob
14,9 x1.99 2
= 5,36 kN/m.
=
11
11

Momen lớn nhất ở gối thứ 2:
2

M=

qb .l o
14,9 x 2 2
= 5,42 kN/m
=
11
11

Momen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa:
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 21

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

2

q .l
14,9 x 2 2
M= b o =±
= ± 3,725 kN/m
16
16
Biểu đồ môment:

M = 5,42(KN/m)
g2
M = 5,36(KN/m)
b

M = 3,725KN/m)
g

M = 3,725KN/m)
nh

2000

1990

Hình 3. Biểu đồ mômen của bản sàn

III. Tính toán cốt thép cho bản sàn:
1. Tính toán:
Cốt thép trong bản được tính như cấu kiện chịu uốn chữ nhật đặt cố đơn với b =
1m, h = 0.08 m.
Chọn a = 1.5 cm cho mọi tiết diện. Do đó h0 = h -1.5 = 8-1.5 = 6.5 cm.
* Ở nhịp biên:
- Do tính theo sơ đồ dẻo nên ξd = 0.3
Suy ra αd = ξd (1- 0.5ξd) = 0.3(1-0.5x0.3) = 0.255
- Tính :
αm =

M
Rb .b.h0

2

=

5360 x10 3
= 0.149
8.5 x1000 x65 2

- Kiểm tra: αm < αd , tra bảng có ξ = 0.92 nên:
M
5360 x10 3
=
= 398 (mm2) =3.98cm2
ξ .Rs .h0
0.92 x 225 x 65
As
398
Hàm lượng cốt thép: µ = b.h =
x 100% = 0.6%.
1000 x 65
0

As =

 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 22

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Kiểm tra điều kiện µmin; µmax thoả và điều kiện µhợp lý = (0,3÷0,9)% đối với loại bản
dầm.
- Dự kiến dùng φ8 có fa = 0.503 cm2 .Khoảng cách các thanh:
a=

b. f a 100x0.503
=
= 12.6 cm.
As
3.98

Chọn a = 120 mm có As = 4.19 cm2.
* Ở gối 2:
- Do tính theo sơ đồ dẻo nên ξd = 0.3
Suy ra αd = ξd (1- 0.5ξd) = 0.3(1-0.5x0.3) = 0.255
- Tính :
αm =

M
Rb .b.h0

2

=

5420 x10 3
= 0.15
8.5 x1000 x65 2

- Kiểm tra: αm < αd , tra bảng có ξ = 0.919 nên:
M
5420 x10 3
As =
=
= 403 (mm2) =4.03cm2
ξ .Rs .h0
0.919 x 225 x 65
As
403
Hàm lượng cốt thép: µ = b.h =
x 100% = 0.62%.
1000 x 65
0

Kiểm tra điều kiện µmin; µmax thoả và điều kiện µhợp lý = (0,3÷0,9)% đối với loại
bản dầm.
- Dự kiến dùng φ8 có fa = 0.503 cm2 .Khoảng cách các thanh:
a=

b. f a 100x0.503
=
= 12.5 cm.
As
4.03

Chọn a = 120 mm có As = 4.19 cm2.
* Ở nhịp giữa và gối giữa:
- Tương tự trên ta có : αd = 0.255.
- Tính:
αm =

M
Rb .b.h0

2

=

3725 x10 3
= 0.10
8.5 x1000 x65 2

- Kiểm tra : αm < αd , tra bảmg có ξ = 0.945
M
3725 x10 3
=
= 269 (mm2) = 2.69 (cm2)
ξ .Rs .h0
0.945 x 225 x65
As
2.69
Hàm lượng cốt thép: µ = b.h =
x 100% = 0.41%.
100 x 6.5
0

As =

 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 23

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Kiểm tra điều kiện µmin; µmax thoả và điều kiện µhợp lý = (0,3÷0,9)% đối với loại bản
dầm.
- Dự kiến dùng φ6 có fa = 0.283 cm2 .Khoảng cách các thanh:
a=

b. f a 100x0.283
=
= 10.5 cm.
As
2.69

Chọn a = 100 mm có As = 2.83 cm2 .
Kiểm tra lại giá tri thực tế của a :
Lấy lớp bê tông bảo vệ dày 1 cm , ta có:
0.8
= 1.4 cm < 1.5 cm = achọn (thoả).
2
0.6
Tiết diện dùng φ6 có a = 1 +
= 1.3 cm < 1.5 cm = achọn(thoả).
2

Tiết diện dùng φ8 có a = 1 +

Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là không lớn và nghiêng về an toàn (cho
chiều cao làm việc lớn hơn), nên không cần phải giả thiết lại. Cốt thép được bố trí
thành lưới và phù hợp với yêu cầu khoảng cách giữa các cốt thép.
Ta có bảng kết quả sau:
Tiết diện
Nhịp biên
Gối 2
Nhịp giữa
Gối giữa

M
(kNm)

αm

ξ

As
(mm2/m)

5,36
5,42

0,149
0,15

0,92
0,919

398
404

φ
(mm)
8
8

3,725

0,10

0,945

269

6

As chọn
A
As
(mm) (mm2/m2)
120
419
120
419
100

283

µ
(%)
0,6
0,62
0,41

2. Bố trí cốt thép:
Xét tỷ số 3<

p s 11,4
=
< 5 nên chọn α = 0,3.
gs
3,5

Suy ra: α.Lo = 0.3 x 2000 = 600mm
Chọn α.Lo = α.Lob = 600mm
Đoạn dài từ mút cốt thép đến trục dầm phụ: 0.6 +

0.2
= 0.7m = 700mm.
2

* Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên hình 4, được
giảm 20% lượng thép so với kết quả tình được. Ở các gối giữa và các nhịp giữa:
As = 0.8 x 269 = 215mm2
Do đó chọn φ6, a = 120mm, có As = 235mm2.
* Cốt thép chịu momen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác
định như sau:
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 24

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Chọn cốt thép As,ct này theo cấu tạo, không nhỏ hơn φ6a200 và cũng không ít hơn
50% cốt thép chịu lực tính toán ở các gối tựa.
Chọn φ6, a = 200. Có As= 141mm2 > 50% As gối giữa = 50% x 269 = 134.5mm2.
* Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau:
2<

L2
6400
=
= 2,9 < 3
L1
2200

Suy ra As,pd ≥ 20% Ast = 0.2 x 404 = 80.8 mm2
⇒ chọn φ 6, a = 300 có diện tích As = 94mm2
Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa:
Lan = 120mm ≥ 10d
Bố trí cốt thép cho bản sàn được thể hiện trên hình 5.

 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 25

Trường Đại học Bách Khoa TP-HCM
 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

GVHD: Th.S Phan Lưu Minh Phượng

Hình 4. Vùng giảm cốt thép

Hình 5. Bố trí cốt thép bản sàn
 SVTH: PHAN PHỤNG MINH.
Lớp: BI06_XD

Trang 26