Tính toán nghiên cứu dầm dọc trục C

CHƯƠNG 2 : DẦM DỌC TRỤC C I. Sơ đồ tính: Dầm liên tục: Xác định kích thước tiết diện dầm:(h x b)mm h= ()x L ; b= ()x h Với nhip L = 8000 mm ta chọn tiết diện : ( h x b ) = ( 600 x 300 )mm. II.Tải trọng tác dụng: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI TỪ SÀN VÀO DẦM 1. Xác định tải trọng truyền lên dầm: Nguyên tắt truyền tải: - Nếu hai bên đều có sàn thì tải trọng truyền lên dầm được cộng dồn. - Để đơn giản hoá việc qui tải,mặt khác thiên về an toàn ta không trừ phần lỗ cửa khi tính tải trọng tường. a. Bản kê bốn cạnh. Tải trọng thẳng đứng từ sàn truyền vào dầm xác định bằng cách gần đúng theo diện truyền tải như tên mặt bằng truyền tải ( đường phân giác). Như vậy tải trọng truyền từ bản sàn vào dầm theo phương cạnh ngắn có dạng hình tam giác, và có dạng hình thang theo phương cạnh dài. - Với tải trọng hình tam giác: g = gs x - Với tải hình thang: gtd = 0.5x gs x l1(1-2xb2+b3) Trong đó: + b = 0,5x + l1: là cạnh ngắn của ô bản + l2: là cạnh dài của ô bản b. Đối với lực tâp trung : Lực tập trung truyền lên dầm dọc chính là phản lực của hệ dầm giao tác dụng lên dầm dọc tại điểm có các gối tựa là dầm dọc được tính : phản lưc : PA= * ; PB= * 2. Tải trọng tác dụng lên nhịp 3-4:( Nhịp 4-5 , Nhịp 5-6 , Nhịp 6-7) 2.1. Tĩnh tải: a.Tĩnh tải phân bốâ đều - Trọng lượng bản thân (600x300): gd = hd x bd x gbt x nbt = 0.6 x 0.3 x 2500 x 1.1 = 495 ( kG/m ). -Trọng lượng tường ngăn:( dày 200mm). gt = ht x gt x nt = 3 x 300 x 1.3 = 1170 (kG/m). Tĩnh tải phân bố đều tổng cộng: g34 = gd + gt = 495 + 1170 = 1665 (kG/m). * Trọng lượng từ sàn S1 truyền vào + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 4.0 x 4,0 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gS1 = gs x = 413.7 x = 827.4(kG/m). * Trọng lượng từ sàn S3 truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 4 x 2.7 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gS3 = gs x l1/2 = 413.7 x 2.7/2 = 558.5 (kG/m). b. Tải tâp trung : - Lực tập trung do sàn S1 truyền vào : Ps1 = 1/2x2x4x2x413.7+ (0.2x0.4x2500x1.1x4) = 4189.6 KG - Lực tập trung do sàn S3 truyền vào Ps3 =1/2x 2.7x1.35x413.7+ (0.2x0.4x2500x1.1x2.7/2) = 1051 KG Lực tập trung tổng cộng P = Ps1 + Ps3 = 4189.6 +1051 = 5240.6 KG 2.2. Hoạt tải: a. Hoạt tải phân bô đều : * Hoạt tải từ sàn S1 truyền vào ) + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 4 x 4,0 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác + Tải trọng sàn g =240 (kG/m2) . gs1 = gs x = 240x = 480(kG/m). * Trọng lượng từ sàn S3 truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 2.7 x 4 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =360 (kG/m2) . gs3 = gs x l1/2 = 360 x 2.7/2 = 486 (kG/m). b. Hoạt tải tâp trung : - Lực tập trung do sàn S1 truyền vào : Ps1 = 2x4x240 = 1920 KG - Lực tập trung do sàn S1 truyền vào : Ps3 = 1/2x2.7x1.35x360 = 656.1 KG -Lực tập trung tổng cộng P = Ps1 + Ps3 = 1920+656.1 = 2576.1 KG 3. Tải trọng tác dụng lên nhịp 7-8 : 3.1. Tĩnh tải: a.Tĩnh tải phân bốâ đều - Trọng lượng bản thân (600x300): gd = hd x bd x gbt x nbt = 0.6 x 0.3 x 2500 x 1.1 = 495 ( kG/m ). -Trọng lượng tường ngăn:( dày 200mm). gt = ht x gt x nt = 3 x 300 x 1.3 = 1170 (kG/m). Tĩnh tải phân bố đều tổng cộng: g78 = gd + gt = 495 + 1170 = 1665 (kG/m). -Trọng lượng từ sàn truyền vào * Trọng lượng từ sàn S2 truyền vào + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 3.75x4 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác + Tải trọng sàn g =413.7(kG/m2) . gs2 = gs x = 413.7x = 775.68 (kG/m). * Trọng lượng từ sàn S4 truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 2.7 x 4 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gs4 = gs x l1/2 = 413.7 x 2.7/2 = 558.5 (kG/m). b. Tải tâp trung : - Lực tập trung do sàn S2truyền vào : Ps2= (1/2x3.75x1.875x2+0.25x3.75)x413.7 + (0.2x0.4x2500x1.1x4) = 4173.6 KG - Lực tập trung do sàn S2truyền vào : Ps4= 1/2x2.7x1.35x413.7 + (0.2x0.4x2500x1.1x2.7/2) = 1051 KG Lực tập trung tổng cộng P = Ps2 + Ps4 = 4173.6 +1051 = 5224.6 KG 3.2. Hoạt tải: a. Hoạt tải phân bô đều : * Hoạt tải từ sàn S2 truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 3.75x 4m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác : + Hoạt tải sàn ps =240 (kG/m2). gtđ = gs x = 240x = 450(kG/m). * Trọng lượng từ sàn S4 truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 2.7 x 3.75 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =360 (kG/m2) . gtd = gs x l1/2 = 360 x 2.7/2 = 486(kG/m). b. Hoạt tải tâp trung : - Lực tập trung do sàn S2 truyền vào : Ps2 = (1/2x3.75x1.875x2+0.25x3.75)x240 = 1910.7 KG - Lực tập trung do sàn S4truyền vào : Ps4= 1/2x2.7x1.35x360= 656.1 KG -Lực tập trung tổng cộng P = Ps2 + Ps4 = 1910.7 +656.11 = 2566.8 KG 4. Tải trọng tác dụng lên nhịp 8-9 : a. Tĩnh tải: - Trọng lượng bản thân (600x300): gd = hd x bd x gbt x nbt = 0.6 x 0.3 x 2500 x 1.1 = 495 ( kG/m ). -Trọng lượng tường ngăn:( dày 200mm). gt = ht x gt x nt = 3 x 300 x 1.3 = 1170 (kG/m). Tĩnh tải phân bố đều tổng cộng: g8-9 = gd + gt = 495 + 1170 = 1665 (kG/m). -Trọng lượng từ sàn truyền vào: * Ô sàn S10 + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 4. x 5 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gs10 = g x l1 /2 = 413.7 x 4/2 = 727.4(kG/m). * Ô sàn S13 + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 2.7 x 5 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Tải trọng sàn g =413.7.7 (kG/m2) . gs13 = g x l1 /2 = 413.7 x 2.7/2 = 558.5(kG/m).  b. Hoạt tải: -Trọng lượng từ sàn truyền vào: * Ô sàn S10 + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 4 x 5 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Hoạt tải sàn p =240 (kG/m2) . gs10 = g x l1 /2 = 240 x 4 /2 = 480(kG/m). * Ô sàn S15: + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 2.7 x 5 m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình thang + Hoạt tải sàn p =360 (kG/m2) . gtd15 = g x l1 /2 = 360 x 2.7/2 = 486(kG/m). 5. Tải trọng tác dụng lên ngàm nhịp trục 9 : 5.1. Tĩnh tải: a.Tĩnh tải phân bốâ đều - Trọng lượng bản thân (600x300): gd = 495 ( kG/m ). -Trọng lượng tường ngăn: gt = 0 (kG/m). - Trọng lượng sàn S18 và S21 truyền vào có dạng tam giác * Trọng lượng từ sàn S18 truyền vào + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 1.5 x 4m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gtđ = gs x = 413.7x =310.275(kG/m). * Trọng lượng từ sàn S21truyền vào : + Kích thước ô sàn: (l1xl2 = 1.5 x 2.7m ). + Tải trọng truyền vào có dạng hình tam giác + Tải trọng sàn g =413.7 (kG/m2) . gtđ = gs x = 413.7x =310.275(kG/m). b. Tải tâp trung : - Lực tập trung do sàn S18 và S21 truyền vào : P = 1/2x0.75x0.75x2x413.7= 232.7 KG 5.2. Hoạt tải : - Hoạt tải sàn S18 và S21 truyền vào có dạng tam giác . Tải trọng được nhân 2 . Với l1 = 1.5 m ; gs = 360 kG/m2 gtd = 360x1.5/2 = 270 kg/m - Hoạt tải tập trung P=1/2x0.75x0.75x2x360= 202.5KG III.Các trường hợp chất tải: 1.Nguyên tắt tính dầm: - Dầm được tính theo sơ đồ đàn hồi: là một dầm liên tục nhiều nhịp với gối tựa là các cột. - Tải trọng từ sàn ,tường xây và trọng lượng bản thân truyền vào dạng tải phân bố điều.vị trí dầm phụ gác lên dầm dọc thì có tải tập trung. - Dùng đường ảnh hưởng hoặc tổ hợp tải trọng để xác định nội lực nguy hiểm tại các tiết diện. - Phân các tải trọng thành các trường hợp đặt tải + Tỉnh tải + Hoạt tải cách nhịp lẻ. + Hoạt tải cách nhịp chẵn. + Hoạt tải liền nhịp 12. + Hoạt tải liền nhịp 23. + Hoạt tải liền nhịp 34. + Hoạt tải liền nhịp 45. + ……………………………………. - Dùng phần mềm Sap2000 giải từng trường hợp tải trọng, sau đó tổ hợp tìm biểu đồ bao. Ta chọn các giá trị Momem và tại các mặt cắt gối và nhịp để tính cốt thép cho cho từng tiết diện. 2. Các trường hợp đặt tải. SAU KHI GIẢI BẰNG PHẦN MỀM SAP2000 TA CÓ BIỂU ĐỒ BAO VỚI GIÁ TRỊ MÔMEM VÀ LỰC CẮT SAU: BIỂU ĐỒ BAO MOMEM: ( Tm) * BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT: ( T). IV . TÍNH CỐT THÉP: Nội lực được tính bằng phần mềm SAP-2000 như trên và cụ thể kết quả được in trong phần phụ lục. Kết quả nội lực và tính toán cốt thép được in trong bảng tính sau với các thông số được tính theo các công thức dưới đây. 1.Nguyên tắt tính toán cốt thép : Tính cốt thép dọc: Kích thước tiết diện : h x b =600 x 300 mm. Thiên về an toàn ta không kể đến vùng cánh do sàn tạo nên. Chọn a => h0 = h-a = 60-3.5 = 56.5 cm A = ; Fa = chọn thép => Fachon 0.05% < m % = < m max= = =2.45% b. Tính cốt thép đai: Tính toán cốt đai vùng có (1/4 đầu nhịp) lực cắt lớn nhất tại mặt cắt của phần tử ta có với Qmax = 21060 kG k1xRkxbxh0 = 0,6x8.8x30x56.5 = 8950 (kG) k0x Rnxbxh0 = 0,35x110x30x56.5 = 65257 (kG) So sánh k1xRkxbxh0 <Qmax <k0x Rnxbxh0 (thoả mãn) Þ Vậy phải tính toán cốt ngang. Điều kiện tính toán cốt đai như sau: Chọn thép đai CII, f 6 đai hai nhánh. Utt = = = 22.4 cm. Umax = = = 60 cm. Uct = min(h/3, 30)cm – khi h³ 45 cm = min( h/2, 15)cm – khi h < 45 cm Uct = min(60/2=30 , 15)cm = 15cm Þ U = min( Utt ,Umax , Uct ) = 15 cm Kiểm tra điều kiện cốt xiên: Qđb = 2,8*h0* qđ = (0.8xRađx n x fđ )/Uđ = (0.8x2600x2x0.283)/15=78.485 kG/cm. Qđb = 2,8*56.5* = 22772 kG Qđb >Qmax bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu lực vì thế không cần tính cốt xiên. Chọn cốt đai vùng có lực cắt nhỏ( giữa nhịp)cốt đai đặt theo cấu tạo: Uct = min(h*3/4, 50)cm – khi h > 30 cm = min(60*3/4=45, 50)cm = 25 cm. 2. Tính cốt thép cho vài tiết diện : Vật liệu: -Bêtông mác 250 có Rn=110kg/cm2; Rk = 8,8 kg/cm2 , Ra a0= 0,58 Þ A0=0,412 - Thép dầm CII, Ra = Ra’= 2600 kg/cm2; -Tiết diện bxh = 600 x 300 mm, Chọn a= 3.5 cm => h0 = hb- a = 60 -3.5= 56.5 cm. Tính toán cốt thép nhịp 3-4 : Với M3-4=30453.57 (kGm). = 0.29 < A0 = 0.412 g = 0.5(1 +) = 0.5(1 +) = 0.82 Þ = 25.28 cm2 Tính toán cốt thép gối 4 : Với M4 = - 37904.03 (kGm). = 0.36 < A0 = 0.412 g = 0.5(1 +) = 0.5(1 +) = 0.764 Þ = 33.9 cm2 Các tiết diện còn lại tính tương tự. Ta có bảng tổng hợp tính thép sau: BẢNG TỔNG HỢP TÍNH THÉP CHO DẦM TRỤC C ` Tiết diện (cm) Momen (kGm) A g Fa (cm2) Chọn thép Fa chọn (cm2) m % Ghi chú Nhịp 3-4 30x60 28164 0.282 0.830 23.728 4F18+4F18 20.36 1.2 Gối 4 30x60 34563 0.346 0.777 31.096 4F22+4F22 30.41 1.48 Nhịp 4-5 30x60 17083 0.171 0.906 13.193 6F18 15.27 0.78 Gối 5 30x60 26877 0.269 0.840 22.384 4F22+2F20 21.49 1.11 Nhịp 5-6 30x60 19929 0.200 0.888 15.702 6F18 15.27 0.78 Gối 6 30x60 28830 0.289 0.825 24.439 6F22 22.81 1.34 Nhịp 6-7 30x60 18903 0.189 0.894 14.784 6F18 15.27 0.78 Gối 7 30x60 27705 0.278 0.834 23.244 6F22 22.81 1.34 Nhịp 7-8 30x60 18122 0.182 0.899 14.096 6F18 15.27 0.78 Gối 8 30x60 18941 0.190 0.894 14.818 4F22 15.21 0.74 Nhịp 8-9 30x60 3654 0.037 0.981 2.6038 4F18 10.18 0.6 Gối 9 30x60 4375 0.044 0.978 3.1296 4F22 15.21 0.74 Cốt thép bố trí trên bản vẽ KC – 2/7