Dầm thiết kế và tính toán dầm dọc trục D tầng 2

CHƯƠNG IV: DẦM THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC D TẦNG 2 ------000------ I. SƠ ĐỒ TÍNH, SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI, VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM. 1) Sơ đồ tính: 2) Sơ đồ tryền tải: 3) Tải trọng tác dụng lên dầm. 3.1) Tải quy về phân bố điều tương đương Tải trọng tác dụng lên dầm dọc bao gồm: - Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn gs (Kg/m2); - Trọng lượng bản thân dầm gd; - Trọng lượng tường xây trên dầm(nếu có); Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm như chương III muc 3 phần a: + Đối với dầm có nhịp 6.5m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd1 = l1 = ðChọn hd1=50 Cm bd1 = hd1 = ðChọn bd1=30 Cm + Đối với dầm có nhịp 5.4m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd2 = l1 = ðChọn hd2=45cm bd2 = hd1 = ðChọn bd2=30 Cm + Đối với dầm có nhịp 4.2m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd3 = l1 = ðChọn hd3=40 Cm bd3 = hd1 = ðChọn bd3=25 Cm Trọng lượng bản thân dầm: Nhịp 1-2; 2-3; 3-4: gd = bx(h-hs)xgbxn = 0.3x(0.5-0.15)x2500x1.1= 289 (Kg/m). Nhịp 4-5: gd = bx(h-hs)xgbxn = 0.25x(0.4-0.1)x2500x1.1= 206 (Kg/m). Nhịp 5-6: gd = bx(h-hs)xgbxn = 0.3x(0.45-0.1)x2500x1.1= 289 (Kg/m). Trọng lượng tường xây trên dầm: Nhịp 1-2; 2-3; 3-4: gt= btxhtxgtxn =0.2x(3.2-0.5)x1800x1.1= 1069 (Kg/m). Nhịp 4-5: gt= btxhtxgtxn =0.2x(3.2-0.4)x1800x1.1= 1108 (Kg/m). Nhịp 5-6: gt= btxhtxgtxn =0.2x(3.2-0.45)x1800x1.1= 1089 (Kg/m). Trọng lượng do sàn truyền vào dầm: Tải phân bố đều từ sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang, ta sử dụng công thức quy tải tương đương như sau: Tải trọng từ sàn truyền vào dầm qd được quy về tải tương đương (gtd, ptd). - Tĩnh tải: qd = x gs và gtd = qd (tải tam giác ), gtd = qd(1-2+) (tải hình thang ). Hoạt tải: qd = x ps và ptd = qd (tải tam giác), ptd = qd(1-2+) (tải hình thang). Với = Tải trọng toàn phần: - Tỉnh tải: gtt = gd + gt + Sgtd (Kg/m). - Hoạt tải: ptt =Sptd (Kg/m). * kết quả tính toán tải trọng tương đương tác dụng lên dầm được trình bày tóm tắt trong các bảng sau : Ô Bản L1 m L2 m (m) = gs (Kg/m2) gtd (Kg/m) ps (Kg/m2) ptd (Kg/m) S1 6 6 3 0.5 539 1011 360 675 S2 5.4 6 2.7 0.45 539 910 360 608 S3 4.2 6 2.1 0.35 402 528 360 473 S4 3.5 6 1.75 0.29 402 602 360 539 S5 3.5 5.4 1.75 0.324 402 580 360 519 S6 3.5 4.2 1.75 0.416 402 511 360 457 Tải tác dụng lên dầm được thể hiện trong bản sau: CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM TÊN DẦM D1 D2 D3 D4 D5 Tải do trọng lượng bản thân dầm gd (Kg/m). 289 289 289 206 289 Tải trọng do tường xây trên dầm gt (Kg/m) 1069 1069 1069 1108 1089 Các ô sàn tác dụng lên dầm ( S1 . . . . S6 ). S1 S1 + S4 S4 S3 + S6 S2 + S5 Tĩnh tải tương đương gtd (Kg/m). 1011 1613 602 1109 1490 Hoạt tải tương đương ptd (Kg/m). 675 1214 539 930 1127 Tổng tĩnh tải: gtt = gd + gt + gtd (Kg/m). 2369 2971 1960 2423 2868 Tổng hoạt tải: ptt = ptd (Kg/m). 675 1214 539 930 1127 3.2) Tải quy về lực tập trung tại các nút dầm + Do trọng lượng bản thân dầm D2, tường xây trên dầm và phản lực gối tựa của dầm D2 (dầm thang) truyền vào: GN2=gbD2+gt+RD2=(0.3-0.1)x0.2x2500x1.1x+(3.2-0.5)x0.2x1800x1.1x+2683= = 4747 (Kg) +Tại nút trục D-1.(đối với tải do sàn truyền vào có dạng hình thang hoặc tam giác ta không quy về tải tương đương như phần trên vì sẽ có sai số lớn).giả sử chọn cột có tiết diện (45x60) cm. -Tĩnh tải: ND-1=x(3x3)x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3x1.1+(0.4-0.1)x0.25x2500x1.75x1.1 +0.45x0.6x2500x3.2x1.1 = 6029 (Kg). -Họat tải: PD-1=SSxPs= x(3x3)x360 = 1620 (Kg). +Tại nút trục D-2: -Tĩnh tải: ND-2=(3x3)x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3x1.1+(0.4-0.1)x0.25x2500x1.75x1.1 + x(1.75x1.75)x539 +0.45x0.6x2500x3.2x1.1 = 9280 (Kg). -Họat tải: PD-2=SSxPs= [(3x3) +x(1.75x1.75)]x360 = 3791 (Kg). +Tại nút trục D-3: -Tĩnh tải: ND-3=x(3x3)x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3x1.1+(0.4-0.1)x0.25x2500x1.75x1.1 +(1.75x1.75)x539 +0.45x0.6x2500x3.2x1.1 = 7679 (Kg). -Họat tải: PD-3=SSxPs= [x(3x3) + (1.75x1.75)]x360 = 2723 (Kg). +Tại nút trục D-4: -Tĩnh tải: ND-4=x(0.9+3)x2.1x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3x1.1+(0.4-0.1)x0.25x2500x1.7x1.1 +(1.75x1.75)x539 +0.45x0.6x2500x3.2x1.1 = 7461 (Kg). -Họat tải: PD-4=SSxPs= [x(0.9+3) x2.1+ (1.75x1.75)]x360 = 2577(Kg). +Tại nút trục D-5: -Tĩnh tải: ND-5=x(0.9+3)x2.1x539+x(0.3+3)x2.7x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3x1.1 +(0.4-0.1)x0.25x2500x1.75x1.1+(1.75x1.75)x539+0.45x0.6x2500x3.2x1.1 =9862 (Kg). -Họat tải: PD-5=SSxPs=[x(0.9+3)x2.1+x(0.3+3)x2.7+ (1.75x1.75)]x360 = 4181(Kg). +Tại nút trục D-6: -Tĩnh tải: ND6=(0.3+3)x2.7x539+(0.5-0.15)x0.3x2500x3.25x1.1+(0.4-0.1)x0.25x2500x1.75x1.1 +(1.75x1.75)x539+0.45x0.6x2500x3.2x1.1=10056 (Kg). -Họat tải: PD-6=SSxPs=[ (0.3+3)x2.7+ (1.75x1.75)]x360 = 4310 (Kg). II. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG ( SƠ ĐỒ CHẤT TẢI ). Tĩnh tải: 2) Họat tải: 2.1) Họat tải 1: 2.2) Họat tải 2: 2.3) Họat tải 3: 2.4) Họat tải 4: 2.5) Họat tải 5: 2.6) Họat tải 6: 2.7) Họat tải 7: 2.8) Hoạt tải 8: III. TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC. 1)Tổ hợp tải trọng. Hệ số tổ hợp n 1: TT+HT1 n : 1 - 1. 2: TT+HT2 n : 1 - 1. 3: TT+HT3 n : 1 - 1. 4: TT+HT4 n : 1 - 1. 5: TT+HT5 n : 1 - 1. 6: TT+HT6 n : 1 - 1. 7: TT+HT7 n : 1 - 1. 8: TT+HT8 n: 1 - 1 9: TT+HT1+HT2 n : 1 - 0.9 - 0.9 10: Tổ hợp bao(1+2+3+4+5+6+7+8+9), n : 1-1-1-1-1-1-1-1. 2) Tính toán nội lực: ( Sử dụng phần mềm SAP2000 ). BIỂU ĐỒ MOMEN VÀ BIỂU ĐỒ LỰC CẮT CỦA CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG: TỔ HỢP 1 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 1). TỔ HỢP 2 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 2). TỔ HỢP 3 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 3). TỔ HỢP 4 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 4). TỔ HỢP 5 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 5). TỔ HỢP 6 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 6). TỔ HỢP 7 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 7). TỔ HỢP 8 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 8 ). TỔ HỢP 9 ( TĨNH TẢI + HOẠT TẢI 1 + HOẠT TẢI 2). TỔ HỢP BAO. + Giá trị nội lực dùng để tính toán thiết kế thép cho dầm được lấy ở biểu đồ bao.được thể hiệt trong bản sau(vì dầm đối xứng, nên ta chỉ cần tính cho ½ đoạn dầm trục D): Mô men (T.m) Nhịp 1 Nhịp 2 Nhịp 3 Nhịp 4 Nhịp 5 Mn 12.17 7.81 5.9 2.41 7.28 Mg 16.49 11.98 6.5 7.77 12.67 IV. TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÀ CHỌN THÉP CHO DẦM DỌC TRỤC D. 1) Tính cốt thép dọc: - Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2700 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=4 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.1% < m% =< 3.5 * Tính thép cho dầm được thể hiện trong bản sau: Nhịp Mômen (T.m) b (cm) h0 (cm) A α Fatinh (cm2) Fachon (cm2) µ (%) Mn Mg Nhịp 1 12.17 30 46 0.174 0.193 10.84 2 Þ18+2Þ20 (11.37) 0.82 16.49 30 46 0.236 0.274 15.38 3Þ16+4Þ18 (16.2) 1.17 Nhịp 2 7.81 30 46 0.112 0.119 6.69 3 Þ18 (7.635) 0.55 11.98 30 46 0.172 0.19 10.66 3 Þ16+2 Þ18 (11.123) 0.8 Nhịp 3 5.9 30 46 0.084 0.088 4.97 1Þ14+2Þ16 (5.56) 0.43 6.5 30 46 0.093 0.098 5.5 23 Þ16 (6.033) 0.44 Nhịp 4 2.41 25 36 0.068 0.07 2.57 2 Þ16 (4.022) 0.447 7.77 25 36 0.218 0.249 9.11 2 Þ16+2 Þ18 (9.11) 1.012 Nhịp 5 7.28 30 41 0.131 0.141 7.08 2 Þ16+1Þ20 (7.164) 0.58 12.67 30 41 0.228 0.263 13.18 2 Þ16+4Þ18 (14.2) 1.155 2) Tính toán cốt đai: Theo biểu đồ bao lực cắt, ta chọn giá trị êQmax ê=14720 kg, để tính chung cho toàn bộ dầm. Kiểm tra điều kiện chịu cắt của của bê tông: Q K0 x Rn x b x h0 Với K0 = 0.35 (đối với BT mác < 400). Rn = 110 kg/cm2. Rk = 8.8 Kg/cm2. b = 30 Cm. h0 = 50 – 4 =46 Cm. K0 x Rn x b x h0 = 0.35 x 110 x 30 x 46 = 53130 Kg > Qmax = 14720 Kg. Vậy thỏa điều kiện bê tông không bị phá hoại trên tiết diện ngiêng. - Xét: 0.6 x Rk x b x h0 = 0.6 x 8.8 x 30 x 46 = 7286 Kg < Qmax Cần đặt cốt đai. Lực mà cốt đai phải chịu: qd = = = 48.48 Kg/cm. Khoảng cách giữa các đai tính toán: utt = Chọn đai 8, n = 2, fđ = 0.503 Cm2 , Rađ =2100 Kg/cm2. utt = = 43.58 Cm. Khoảng cách Max giữa các đai : umax = = = 56.925 Cm. Theo cấu tạo đối với đoạn dầm dài ¼ L gần gối tựa, khoảng cách đai cho dầm có chiều cao h > 45 cm uct h/3 = 50/3 = 16.66 cm. * Bố trí cốt đai cho các đoạn dầm như sau : Đoạn dầm ¼ L gần gối tựa đặt đai 8 a150. ( u < utt , umax , uct . ) Đoạn giữa dầm đặt 8 a200. ( u < umax ). - Kiểm tra khả năng chịu lực của 1 bước cốt đai bố trí. qd = = = 140 Kg/cm. Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai tại tiết diện nguy hiểm nhất là : Qđb = = =25022 Kg > 14720 Kg. Vậy bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu lực cắt không cần bố trí cốt xiên. * Bố trí cốt thép được thể hiện trong bản vẽ KC-4/7.