5.1.Xác định tải trọng tác dụng lên dầm 5.1.1. Tĩnh tải
5.1.1.1.Tải trọng do trọng lượng bản thân Số bộ chọn kích thước dầm: (1 1 ).
12 20 h= ÷ l Trong đó :
l – nhịp tính toán của dầm D1 đang xét. Tất cả nhịp của dầm D1 có cùng chiều dài tính toán l=8m
1 1
( ).7,5 (0,375 0,625) 12 20
h= ÷ = ÷ m ⇒ Chọn sơ bộ hd = 400 mm
Bề rộng dầm: b = (0,3 ÷ 0,5) hd
Bề rộng dầm: b = (0,3 ÷ 0,5).hd = (0,3 ÷ 0,5).400 = (130 ÷ 200)mm
⇒ Chọn b = 220 mm
Hình 0.1: MC ngang dầm D2 (Xem phụ lục I)
Phần dầm và sàn giao nhau tính cho sàn ⇒ trọng lượng bản thân của dầm chỉ tính với phần không giao với sàn :
Phần bê tông
gb = n.γbt.(hd - hb).bd = 1,1.2500.(0,5 - 0,15).0,22 = 151,25 (daN/m) Tải trọng do sàn truyền vào dầm
Bảng 1.1: Tĩnh tải sàn tác dụng lên dầm (Xem phụ lục II) Bảng 1.2: Tải trọng tường kính tác dụng lên dầm (Xem phụ lục II) 5.1.2. Tải trọng do dầm khác truyền vào dầm D2:
Tải trọng của dầm phụ cũng bao gồm tải trọng bản thân dầm phụ, tải trọng sàn, tải trọng tường, cửa truyền vào thành lực tập trung tác dụng lên dầm tính toán.
*Dầm bo Db1:
Chọn kích thước dầm phụ: chọn sơ bộ hd = 400 mm, b= 220 mm Tải trọng bản thân của dầm
gd = n.γbt.(hd – hb).bd + n’.γv.δv.(bd + 2hd -2hb)
= 1,1.2500.(0,4-0,15).0,22 + 1,3.1600.0,015.(0,22 + 2.0,4 – 2.0,15) = 173,71 daN/m
Tải trọng sàn truyền vào dầm phụ do ô sàn S12 truyền vào dạng tải hình thang.
Tải trọng do trọng lượng ô sàn S12 truyền vào q12 = (1-2β2+β3).g l2s1 (daN/m) ; với β=0,5.
2 1
l
l =0,5. 0,66 1,14 =0,29
q12 = (1-2.0,292+0,293). 485.0, 66
2 = 137,11 daN/m
Tải trọng do trọng lượng vách kính truyền lêm dầm: vách kính dày 20mm.
qt =n.tgt.ht (daN/m); qt = 1,1.0,02.2500.3,6= 198 daN/m
⇒ Tĩnh tải tập trung do dầm phụ Dp2 gây ra
Pdp2tt =(gd +q122 +q lt). ; Pdp2tt =(173,71+137,11 1982 + ).1 4,1 = 290,03 daN
*Dầm bo Db2, Db3:
Tải trọng bản thân của dầm
gd = n.γbt.(hd – hb).bd + n’.γv.δv.(bd + 2hd -2hb)
= 1,1.2500.(0,4-0,15).0,22 + 1,3.1600.0,015.(0,22 + 2.0,4 – 2.0,15) = 173,71 daN/m
Tải trọng do trọng lượng vách kính truyền lêm dầm: vách kính dày 20mm.
qt =n.tgt.ht (daN/m); qt = 1,1.0,02.2500.3,6= 198 daN/m
⇒ Tĩnh tải tập trung do dầm phụ Dp2 gây ra Pdp2tt =( ).
2
d t
g +q l
;Pdp2tt =(173,71+2198).1,35= 250,91 daN Bảng 1.1: Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm (Xem phụ lục II) 5.2.Hoạt tải
Có 2 loại hoạt tải do sàn truyền vào và do dầm phụ khác truyền vào, cách xác định như tĩnh tải.
5.2.1. Tải trọng do sàn truyền vào dầm
Bảng 1.1: Tải trọng do sàn truyền vào dầm (Xem phụ lục II) 5.2.2. Tải trọng do dầm khác truyền vào dầm D2
Tải trọng của dầm phụ cũng bao gồm tải trọng bản thân dầm phụ, tải trọng sàn, tải trọng tường, cửa truyền vào thành lực tập trung tác dụng lên dầm tính toán.
*Dầm bo Db1:
Tải trọng do ô sàn S12 truyền vào
q12 = (1-2β2+β3).g l2s1 (daN/m) ; với β=0,5.
2 1
l
l =0,5. 0,66 1,14 =0,29 q12 = (1-2.0,292+0,293). 360.0, 662 = 101,72 daN/m
⇒ Hoạt tải tập trung do dầm phụ Dp1 gây ra Pdp1ht = p l122. =101, 72.1,14
2 = 57,98 daN
Bảng 1.1: Tổng hoạt tải tác dụng lên dầm (Xem phụ lục II) 5.3. Sơ đồ tính của dầm D2
Hình 0.1: Sơ đồ tính của dầm D2 (Xem phụ luch I)
5.4.Kết quả nội lực dầm D2
Hình 0.1: Kết quả nội lực dầm D2 (Xem phụ luch I)
Bảng 1.1: BẢNG TỔ HỢP MOMENT DẦM LIÊN TỤC (Xem phụ lục II) Bảng 1.2: BẢNG TỔ HỢP LỰC CẮT DẦM LIÊN TỤC (Xem phụ lục II) 5.5.Tính toán cốt thép dầm D1
5.5.1. Tính toán cốt thép dọc:
Tính toán theo cấu kiện chịu uốn, dùng tổ hợp Mmax, Mmin để tính toán cốt thép dọc chịu lực.
Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép vùng bêtông chịu kéo a = 4cm cho tiết diện dầm.
⇒ Chiều cao làm việc của tiết diện thẳng góc:
Tiết diện 220×500: h0 = h -a = 50 - 4 = 46 cm Tiết diện chịu môment M+:
Vì dầm dầm có tiết diện chỉ có 1 bên cánh.
Tính như tiết diện hình chữ nhật bxh (bỏ qua sự làm việc của cánh).
Bảng 1.1: BẢNG TÍNH THÉP DỌC DẦM LIÊN TỤC (Xem phụ lục II) 5.5.2. Tính toán cốt thép đai:
5.5.2.1.Tổ hợp nội lực
Qmax = QTT + ∑(QHT+ ); Qmin = QTT + ∑(QHT− )
5.5.2.2.Tính toán cốt đai
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông
0 1 1
max 0,3 R bh
Q ≤ ϕwϕb b
Giả thiết bố trí cốt đai tối thiểu:φ6a200 Trong đó;
Qmax: lực cắt lớn nhất trong dầm
1
ϕw : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với trục dầm 3
, 1 5
1 =1+ wvà≤
w αà
ϕ ;
b s
E
= E
α ,
bs Asw
w = à
Asw: diện tích cốt thép đai đặt trong một mặt phẳng vuông góc với truc dầm và cắt qua tiết diện nghiêng, Asw = 2.0,283.10-4 = 0,566.10-4 m2
b: chiều rộng của tiết diện dầm, b = 0,22m
s: khoảng cách các cốt đai theo chiều dọc cấu kiện, s = 0,2m 0,566.10 4
0, 001286 0, 22.0, 2
sw w
A
à = bs = − = ; α = Es / Eb = 210000 / 30000 = 7
1 1 5. . 1 5.7.0,001286 1,045 1,3
w w
φ = + α à = + = <
1
ϕb : hệ số kể đến sự phân bố lại nội lực của các loại bê tông khác nhau,
b
b βR
ϕ 1 =1− (Rb tính bằng MPa)
β= 0,01 đối với bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ β= 0,02 đối với bê tông nhẹ
1 1 1 0,01.14,5 0,855
b Rb
φ = −β = − =
Điều kiện:
2
1 1 0 max
0,3φ φw b R bhb =0,3.1,045.0,855.14,5.10 .22.46 393326( )= N >Q = 54260 (N)
⇒Tiết diện thỏa mãn điều kiện đảm bảo không bị phá hoại theo ứng suất nén chính.
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:
Điêu kiện: Q ≥ Qbmin
Qbmin : khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông
=> Qb min = φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0 = 0,6.(1+0+0).1,05.220.460 = 63756 (N) Ta nhận thấy giá trị lực cắt nhỏ nhất tại tiết diện gần gối Q = 54260 (N) Xảy ra trường hợp : Q < Qbmin như vậy không cần phải tính toán cốt đai.
Điều kiện tính toán cốt đai : Qbmin< Qb ≤ Qbmax(khi Qb ≥Qbmax cần tính toán cốt xiên)
Ta chọn cốt đai còn dựa trên cấu tạo tối thiểu, khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao tiết diện h như sau:
+ Khi h ≤450mm thì lấy không lớn hơn h/2 và không lớn hơn 150mm + Khi h >450mm thì lấy không lớn hơn h/3 và không lớn hơn 500mm
+ Trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện lớn hơn 300mm thì lấy không lớn hơn 3/4h và không lớn hơn 500mm
Vậy ta chọn khoảng cách cốt đai như sau:
+ Ở khu vực gần gối tựa : φ6 hai nhánh, s = 150 mm + Ở khu vực giữa dầm : φ6hai nhánh, s = 200 mm + Tính chiều dài khu vực gần gối tựa:
Lấy l1 theo cấu tạo : l1 = l/4 = 7,5/4 = 1,875m. Chọn l1 = 1,9m.
Tính : Smax= mm h mm
Q
bh Rbt
n
b 200
709 3 179100
560 . 300 . 9 , 0 ).
0 1 .(
5 , . 1
) 1
( 02 2
4 +ϕ = + = > =
ϕ
Kết luận : Chọn đai φ6 hai nhánh với khoảng cách s=150mm trên đoạn cách gối tựa l=1,9m , trên đoạn còn lại bối trí đai φ6, 2 nhánh với khoảng cách s=200mm
Bảng 1.1: BẢNG THỐNG KÊ CỐT THÉP ĐAI (Xem phụ lục II)
hs350 560 F
DAÀM PHUẽ
CỐT THÉP DỌC
hs b hs
5.5.2.3.Tính toán cốt treo
Ở chỗ có dầm bo kê lên đoạn cônxôn dầm trục 1tính cốt treo để gia cố dầm, cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai.
Tính cốt treo cho dầm có nhịp l=0,75m Với lực tập trung lớn nhất là F = 348 daN Từ điều kiện để đảm bảo cho bê tông không bị giật nứt : sω sω
s R A
h F h ≤∑
−
0
1 .
Trong đó:
F: lực giật đứt (F=348 daN)
hs là khoảng cách từ vị trí đặt lực giật đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép dọc.
(hs= ho- hdp=400-400 = 0mm)
ΣRswAsw : tổng lực cắt chịu bởi cốt thép đai đặt phụ thêm trên vùng giật đứt có chiều dài a bằng: a= 2hs+b
b : bề rộng của diện tích truyền lực giật đứt (b= 22 cm) ho là chiều cao làm việc của cấu kiện chịu lực F(ho=36cm)
hs = 0 cm, do đó ta có : 0 5 2 2
5
1 348.(1 0 )
46 2.10 0, 2
175.10
s
sw
sw
F h
A h m cm
R
−
− ÷ −
≥ = = =
Chọn cốt đai ϕ6 hai nhánh thì lượng đai cần thiết :2.0, 2830, 2 =0, 4đai
Chọn 2 đai bố trí cho 2 bên dầm và trong phạm vi a = 2hs+b= 2.0+22 = 22cm . Ở chỗ có dầm phụ kê lên dầm trục 1-2, 2-3 tính cốt treo để gia cố dầm, cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai.
Tính cốt treo cho dầm có nhịp l=7,5m, với lực tập trung là Fmax=250,91daN Bố trí tương tự như ở côn xôn, chọn 2 đai bố trí cho hai bên dầm và bố trí trong phạm vi a = 2hs+b= 2.0+22 = 22cm .