Tải bản đầy đủ - 740 (trang)
3 TÍNH TOÁN BẢN THANG

3 TÍNH TOÁN BẢN THANG

Tải bản đầy đủ - 740trang

ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Trong kết cấu bê tông toàn khối thì không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên

kết khớp tuyệt đối. Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới là liên kết bán trung gian giữa

liên kết ngàm và khớp; nó phụ thuộc vào độ cứng tương quan giữa bản thang và dầm chiếu

tới, nếu hd/hs <3 thì tiến về liên kết khớp và ngược lại nếu hd/hs >3 thì tiếng về liên kết ngàm.

Do đó:

-



Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới được xem là ngàm thì



-



dẫn đến thiếu thép bụng và dư thép gối kết cấu bị phá hoại do thiếu thép tại bụng

bản thang.

Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới được xem là khớp thì











dẫn đến thiếu thép gối và dư thép bụng kết cấu không bị phá hoại mà chỉ gây nứt tại

gối (do thiếu thép gối) và trở dần tiến về sơ đồ khớp. Tuy nhiên trong thực tế thì nếu

cầu thang bị nứt tại gối thì dẫn đến các lớp gạch lót sẽ bong nên không cho phép nứt

cầu thang trong thiết kế.

Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột và dầm được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc

lập được thi công sau cùng. Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và

dầm thang (việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường). Mặt khác, cầu

thang bộ là một trong những hệ thống giao thông đứng trong công trình, khi xảy ra sự cố bất

thường như cháy nổ, động đất,… thì cầu thang chính là lối thoát hiểm duy nhất, khi đó tải

trọng có thể tăng hơn lúc bình thường rất nhiều, vì vậy tính an toàn của cầu thang cần được

đảm bảo tối đa.

Trong phạm vi đồ án sinh viên chọn phân tích bằng sơ đồ hóa 2D và mô hình 3D, sau đó so

sánh kết quả với nhau và chọn kết quả thép an toàn để bố trí.



4.3.1.1 Mô hình phân tích 2D (Sơ đồ hóa)

Sinh viên chọn sơ đồ 2 đầu ngàm để tính toán và bố trí thép thiên về an toàn cho nhịp.



Tại vị trí liên kết gối: chọn 2 đầu ngàm và kiểm tra lại bằng sơ đồ 2 đầu khớp để an

toàn và tiết kiệm hơn.



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 94 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Hình 4. - Khai báo thuộc tính tiết diện (Không có trọng lượng)



Hình 4. - Sơ đồ tính 2 đầu ngàm



Hình 4.- Sơ đồ tính của bản thang vế 1,2 (Liên kết 2 đầu ngàm), đơn vị kNm/m

4.3.1.2 Mô hình phân tích 3D

Dầm thang và bản thang trên thực tế làm việc chung với nhau, do vậy khi mô hình 3D, kết

quả sẽ cho được chính xác hơn.

Ở đây sinh viên đã mô hình 03 tầng, để việc tính toán dầm thang và bản thang là gần đầy đủ

và chính xác nhất.



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 95 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Hình 4.- Mô hình 3D cầu thang bằng phần mềm ETAB



Hình 4.- Gán tải và trục địa phương trong mô hình 3D



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 96 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



4.3.2 Nội lực tính toán



4.3.2.1 Mô hình phân tích 2D (Sơ đồ hóa)



Hình 4.- Biểu đồ Môment 3-3 của 2 vế thang, đơn vị kN.m/m



Hình 4.- Biểu đồ lực cắt 3-3 của 2 vế thang, đơn vị kN/m

Nhận xét: Vì trong công trình có nội lực hai vế như nhau nên ta chỉ tính cho vế 1, rồi lấy kết

quả tương tự cho vế còn lại.



Bảng 4. - Bảng thống kê nội lực bản thang theo mô hình 2D (sơ đồ hoá)

Vị trí



Momen (kN.m)



Nhịp



7.4



Đoạn gãy



-8.3



Gối (gần dầm)



-14.99



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 97 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



4.3.2.2 Mô hình phân tích 3D



Hình 4.- Moment M2-2 của bản thang (Moment theo phương chịu lực)



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 98 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Hình 4.- Moment M1-1 của bản thang (Moment theo phương không chịu lực)



Hình 4.- Moment M2-2 tại nhịp bản thang

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 99 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Hình 4.- Moment M2-2 tại gối bản thang



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 100 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



Hình 4.- Moment M2-2 tại nút gãy của bản thang

 Nội lực của bản thang:

- M22 nhịp = 8.64 kNm/m

- M22 gối (gần dầm) = -14.06kNm/m

- M22 đoạn gãy = -8.05 kNm/m

- M11 nhịp = 0.50 kNm/m (momen uốn theo phương không chịu lực).

- M11 gối (gần dầm) = -1.5 kNm/m

- M11 đoạn gãy = -0.65 kNm/m

 So sánh với kết quả từ mô hình hóa 2D (sơ đồ 2 đầu ngàm) ta thấy momen tại gối của mô

hình 3D nhỏ hơn và momen tại nhịp lớn hơn. Tuy nhiên sự chênh lệch là không lớn (6.27%

tại gối, 12% tại nhịp, 3% tại đoạn gãy) vì vậy có thể kết luận liên kết giữa bản thang và

dầm chiếu tới, giữa bản thang và vách gần tiến về ngàm.



4.3.2.3 Tổng hợp nội lực tính toán

Bảng 4. – Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Momen (kN.m)

Sơ đồ hoá



Mô hình 3D



Momen chọn tính thép

(kN.m)



Nhịp



7.4



8.64



8.64



Đoạn gãy



-8.3



-8.05



-8.3



Gối (gần dầm)



-15



-14.06



-15



Thép cấu tạo



-



-1.5



-1.5



Vị trí



4.3.3 Tính toán cốt thép



4.3.3.1 Trình tự tính toán

Chọn thép:

Với thép có Ø ≥ 10 sử dụng thép AIII.

Với thép có Ø < 10 sử dụng thép AI.

Bêtông B30, cốt thép AI:



α R = 0.432; ξ R = 0.631



Bêtông B30, cốt thép AIII:



16



α R = 0.413; ξ R = 0.583



16 Theo Bảng E.1, Phụ lục E, TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép_Tiêu Chuẩn Thiết Kế

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 101 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



Chọn a →

bê tông.



h0 = h − a



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



17



, với a là khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép đến mép ngoài của



h0 = h − a

αm =



M

ξ × γb × Rb × b × ho

A

=

s

γ b × R b × b × h o2 ξ = 1 − 1 − 2 × α m ≤ ξ R

RS

,



µt =

Hàm lượng thép:



,



AS

× 100%

b × ho



Hàm lượng cốt thép AI:



µ min = 0.05% ≤ µ t ≤ µ max =



ξR R b 0.631× 17

=

× 100% = 4.77%

Rs

225



Hàm lượng cốt thép AIII:



µ min = 0.05% ≤ µ t ≤ µ max =



ξR R b 0.583 × 17

=

× 100% = 2.71%

Rs

365



4.3.3.2 Tính toán cốt thép cho bản thang

Bảng 4. – Bảng chọn thép hợp lí cho bản thang nghiêng

αm



ξ



Mômen

(kN.m)



h

(mm)



ho

(mm)



Nhịp



8.64



140



116



0.042



0.04

3



Đoạn

gãy



-8.30



140



116



0.040



Gối



-15.00



140



115



0.074



Vị trí



As

(cm2)



Chọn thép



As

chọn



 chon



Ø



a

(mm)



3.38



8



150



3.35



0.29



0.04

1



3.25



8



150



3.35



0.29



0.07

7



3.72



10



200



3.93



0.34



Thép cấu tạo theo phương ngang chọn Ø6a250.

Hàm lượng cốt thép trong bản thang thỏa yêu cầu.



17 Theo Mục 8.3.2, Trang 117, TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép_Tiêu Chuẩn Thiết Kế

GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 102 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



4.3.3.3 Tính toán cốt thép cho bản chiếu nghỉ

Moment gối và nhịp của bản chiếu nghỉ tính ra từ phương pháp sơ đồ hóa và mô hình 3D đều

nhỏ hơn bản chiếu nghiêng, nhưng để dễ dàng cho việc bố trí và thi công thì lấy bằng hàm

lượng thép trên bản chiếu nghiêng và bố trí thép cấu tạo theo phương ngang chọn Ø8a250.

4.3.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang

Khi tính toán khả năng chịu cắt của bản thang, thường không đặt cốt thép đai, khi điều kiện

kiểm tra không thỏa ta tiến hành tăng chiều dày bản thang .

Theo điều 6.2.3.4 TCVN 5574-2012 [1] đối với cấu kiện bêtông cốt thép không có cốt đai

chịu cắt, lực cắt lớn nhất trong bản thang phải thỏa yêu cầu:



Q ≤ Qb

Trong đó:

Q: lực cắt do ngoại lực

Qb: khả năng chịu cắt của bản thang:



ϕb3 = 0.6

ϕf = 0

ϕn = 0



Q b = ϕb3 (1 + ϕn )R bt bh 0



đối với bêtông nặng



đối với tiết diện chữ nhật

hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc (không xét đến lực dọc trục)



Q b = ϕb3 (1 + ϕn ) γ b R bt bh 0 = 0.6 × (1 + 0) × 0.9 ×1.2 × 1000 ×1 × 0.12 = 77.76 (kN)

Trong đó:



Q max = 20.45 (kN) < Q b = 77.76 (kN)

Vậy bản thang đủ khả năng chịu cắt, không cần bố trí đai gia cường chống cắt



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 103 -



ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016



4.3.5 Kiểm tra võng của bản thang



Hình 4.- Độ võng của bản sàn theo phương đứng.

Sử dụng mô hình tính 3D cầu thang để kiểm tra độ võng cho bản thang. Kết quả kiểm

tra tại vị trí có độ võng lớn nhất như sau:



f dh = 1.9 (mm)



Độ võng ở trên chỉ là độ võng đàn hồi, chưa kể đến từ biến, co ngót của bêtông theo

thời gian. Do đó độ võng thực tế lớn hơn rất nhiều so với kết quả từ phần mềm.

Theo công thức thực nghiệm (tham khảo tiêu chuẩn ACI 318M-11) thì độ võng tính

toán (ftt) bằng 2 ÷ 3 độ võng đàn hồi (fdh),

f tt = 3 × f dh = 3 × 1.9 = 5.7 (mm)

Theo bảng 4, TCVN 5574-2012, đối với cầu thang có

hạn là



[f ] = 25 (mm)



Như vậy:



f tt < [ f ]



→ Vậy bản thang thoả độ võng.



GVHD.KC: TRƯƠNG VĂN CHÍNH

GVHD.TC: LƯƠNG THANH DŨNG



- 104 -



5m ≤ L = 5.1m ≤ 10m



thì độ võng giới



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 TÍNH TOÁN BẢN THANG

Tải bản đầy đủ ngay(740 tr)

×