Tính toán thiết kế dầm dọc C

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM DỌC C SƠ ĐỒ TÍNH CỦA DẦM TRỤC C + Dầm chính là cấu kiện không cho phép xuất hiện vết nứt, do đó dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi + Theo sơ đồ mặt bằng sàn ta thấy hệ dầm chính là hệ dầm liên tục 6 nhịp. Khi tính toán ta chỉ cần tính nội lực cho 3 nhịp à giá trị nội lực của các nhịp còn lại được lấy đối xứng. + Kích thước tiết diện dầm : b ´ h = 30 ´ 80 (cm). Giả thiết kích thước tiết diện cột : 40 ´ 40 (cm) và dầm gối lên tường một đoạn là 34 cm (bằng chiều dày tường) 1) Xác định nhịp tính toán : a) Nhịp biên : Lb = 2 ´ L1 = 2 ´ 40 = 80 (cm) = 8.000 (m) b) Nhịp giữa : Lg = 2 ´ L1 = 2 ´ 420 = 840 (cm) = 8.40 (m) Sơ đồ tính của dầm trục : Dầm trục C ( từ trục 1 đến trục 7) : Bao gồm 6 nhịp . Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm: Đối với dầm chính có ld = 8,4 (m) Chiều cao dầm: hdc = (1/10 ¸1/13 ) ´ L = ( 1/10 ¸1/13 ) ´ 840 = 64,6 ¸ 84 (cm) à Chọn hdc = 80 (cm) Bề rộng dầm : bdc = (1/2 ¸ 1/4) ´ hdc = (1/2 ¸1/4) ´ 80 = 20 ¸ 40 (cm) à Chọn bdc = 40 (cm) Vậy tiết diện dầm chính được chọn : bdc ´ hdc = 40´80 (cm) II/ Xác Định Tải Trọng: Tải trọng tác dụng lên dầm dọc bao gồm : Tải từ sàn truyền lên dầm, được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn, được qui về tải phân bố đều . Tải trọng bản thân dầm, là tải phân bố đều . Tải tập trung do các dầm phụ truyền lên . Tải trọng bản thân tường trên dầm ,được qui về tải phân bố đều trên dầm . Tải do sàn truyền vào, có dạng tam giác hoặc hình thang : Đối với dạng tam giác ,ta qui về tải phân bố đều tương đương: gtd = 5/8 ´ gs ´B/2 (kg/m); ptd = 5/8 ´ ps ´B/2 (kg/m) Đối với dạng hình thang ,ta qui về tải phân bố đều như sau : gtd = gs ´B/2 ( 1 -2b2 + b3 ) (kg/m) ; ptd = ps ´B/2 ( 1 -2b2 + b3 ) (kg/m) Trong đó : gs : tỉnh tải do các lớp cấu tạo sàn ps : hoạt tải phân bố đều ; b = L1/2l2 . Dầm 1 – 2 trục C: - Trọng lượng bản thân dầm phụ truyền vào: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,3*(0,5-0,1)*1.1*2500*(8+4+4) = 5280 (kG) = 5,3 (T) - Trọng lượng bản thân dầm chính qui về lực tập trung: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,4*(0,8 - 0,1)*1.1*2500*8 = 6160 (kG) = 6,2 (T) - Trọng lượng bản thân tường: qt = bt*ht *ng*gt *Lt = 0,1 x (3,6 - 0,8) x1,1 x1800 x 8 = 4435 (kG) = 4,4 (T) Tổng tỉnh tải qui về tải tập trung : G0 = 5,3 + 6,2 + 4,4 = 15,9 (T) Tải trọng do sàn truyền vào : qs = gs + Pd = 420,9 + 1,2500 = 1021 KG/m2 Nhịp 1-2 : tải sàn truyền vào dầm có hai dạng : phía trái dạng tam giác, trị số lớn nhất 8/2 qs (kG/m). Tải tương đương : gtđ1= = 2552 (kG/m) = 2,55 (T/m) Phía bên phải dạng hình thang, giá trị lớn nhất 8qs/2 (kG/m) gtđ2 = qs*L2/2 * (1-2b2+b3) (trong đó b = 4/8.8 = 0,45) gtđ2 = 1021*4*(1-2*0,452+0,453) = 1021*4*0,686 = 2802 (kG/m) = 2,8 (T/m) Tổng tải phân bố đều: Gtt = 2,55 + 2,8 = 5,35 (T/m) Dầm 2 – 3 trục C: - Trọng lượng bản thân dầm phụ truyền vào: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,3*(0,5-0,1)*1.1*2500*12 = 3960 (kG) = 3,96 (T) - Trọng lượng bản thân dầm chính qui về lực tập trung: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,4*(0,8 - 0,1)*1.1*2500*8,4 = 6468 (kG) = 6,5 (T) - Trọng lượng bản thân tường: qt = bt*ht *ng*gt *Lt = 0,1 x (3,6 - 0,8) x1,1 x1800 x 12 = 6653 (kG) = 6,65 (T) Tổng tỉnh tải qui về tải tập trung : G0 = 3,96 + 6,5 + 6,65 = 17,11 (T) Tải trọng do sàn truyền vào : qs = gs + Pd = 420,9 + 1,2500 = 1021 KG/m2 Nhịp 2-3 : tải sàn truyền vào dầm có hai dạng : phía trái dạng tam giác, trị số lớn nhất 8,4/2 qs (kG/m). Tải tương đương : gtđ1= = 2680 (kG/m) = 2,68 (T/m) Phía bên phải dạng hình thang, giá trị lớn nhất 8qs/2 (kG/m) gtđ2 = qs*L2/2 * (1-2b2+b3) (trong đó b = 4/8.8 = 0,45) gtđ2 = 1021*4*(1-2*0,452+0,453) = 1021*4*0,686 = 2810 (kG/m) = 2,8 (T) Tổng tải phân bố đều: Gtt = 2,68 + 2,8 = 5,48 (T/m) Dầm 3 – 4 trục C: - Trọng lượng bản thân dầm phụ truyền vào: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,3*(0,5-0,1)*1.1*2500*8 = 2640 (kG) = 2,64 (T) - Trọng lượng bản thân dầm chính qui về lực tập trung: qd = b*(h - hs)*ng*gb *ld = 0,4*(0,8 - 0,1)*1.1*2500*8,4 = 6468 (kG) = 6,5 (T) - Trọng lượng bản thân tường: qt = bt*ht *ng*gt *Lt = 0,1 x (3,6 - 0,8) x1,1 x1800 x 12 = 6653 (kG) = 6,65 (T) Tổng tỉnh tải qui về tải tập trung : G0 = 2,64 + 6,5 + 6,65 = 15,79 (T) Tải trọng do sàn truyền vào : qs = gs + Pd = 420,9 + 1,2500 = 1021 KG/m2 Nhịp 3-4 : tải sàn truyền vào dầm có hai dạng : phía trái dạng tam giác, trị số lớn nhất 8,4/2 qs (kG/m). Tải tương đương : gtđ1= = 2680 (kG/m) = 2,68 (T/m) Phía bên phải dạng hình thang, giá trị lớn nhất 8qs/2 (kG/m) gtđ2 = qs*L2/2 * (1-2b2+b3) (trong đó b = 4/8.8 = 0,45) gtđ2 = 1021*4*(1-2*0,452+0,453) = 1021*4*0,686 = 2810 (kG/m) = 2,8 (T) Tổng tải phân bố đều: Gtt = 2,68 + 2,8 = 5,48 (T/m) III/ TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP: Các trường hợp đặt tải để tính dầm trục C: TÍNH TOÁN SỐ LIỆU TRÊN SAP ĐƯỜNG ĐÀN HỒI (KẾT CẤU BIẾN DẠNG) DO TỈNH TẢI BIỂU ĐỒ BAO MOMEN BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT VẼ LẠI BIỄU ĐỒ BAO MOMEN VẼ LẠI BIỄU ĐỒ BAO LỰC CẮT IV/ TÍNH CỐT THÉP DỌC 1) Tiết diện chịu moment âm : +Các gối 1 và 2,3,4 -7 chịu moment âm được tính toán với tiết diện chữ nhật : * h = 80 (cm) * giả thiết a = 8 (cm) à ho = 72 (cm) * b = 40 (cm) +Tính cốt thép gối tựa 1 : < Ao = 0.428 à à (cm2) 2) Tiết diện chịu moment dương : + Ở các nhịp chịu moment dương được tính với tiết diện chữ T cánh nén : * h = 80 (cm) * hc = 8 (cm) * b = 40 (cm) * bc = b + 2 x C Với C được lấy trị số min trong các giá trị sau : * C £ 9 ´ hc = 72 (cm) * C £ 1/6 ´ 4 ´ L1 = 200 (cm) với L1 = 400 cm * C £ ½ ´ L2 = 210 (cm) à Chọn C = 70 (cm) à bc = 180 (cm) giả thiết a = 8 (cm) à ho = 72 (cm) + Xác định vị trí trục trung hòa : Mc = Rn ´ bc ´ hc ´ (h0 – 0.5hc) = 130*180*8*(72 – 4) = 12729600 (Kg.cm) Nhận xét : Mc = 127.3 (Tm) > Mmax = 42.03 (Tm) à trục trung hòa đi qua cánh à tính toán dầm chịu uốn theo tiết diện chữ nhật bc ´ hdc = 180 ´ 80 (cm) + Tính diện tích cốt thép cần thiết : Ta thấy hc = 8 (cm) < 0.2 ´ ho = 14.4 (cm) à tính Fa theo công thức gần đúng sau : * Nhịp biên : (cm2) * Nhịp giữa : (cm2) BẢNG KẾT QUẢ CHỌN THÉP Tiết diện Fa tính(cm2) Fa chọn ho(cm) m(%) Loại thanh cm2 Nhịp biên 26.87 4f22 + 4f20 27.76 73.80 1.29 Gối 1 20.48 4f25 + 3f20 25.05 72.60 1.43 Nhịp giữa 16.02 2f22 + 4f20 20.16 74.98 0.93 V/ TÍNH TOÁN CỐT ĐAI VÀ CỐT XIÊN 1) Kiểm tra các điều kiện hạn chế : a) Điều kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính : ko ´ Rn ´ b ´ ho = 0.35 ´ 130 ´ 40 ´ 72 = 131040 (Kg) > Qmax = 21010 (Kg) à Thoả điều kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính. b) Điều kiện đặt cốt đai : k1 ´ Rk ´ b ´ ho = 0.6 ´ 10 ´ 40 ´ 72 = 17280 (Kg) < Q max = 21010 (Kg) Ta thấy trong đoạn giữa các nhịp có Q k1 ´ Rk ´ b ´ ho à cần phải tính cốt đai chịu cắt 2) Tính cốt đai : a) Chọn cốt đai : + Chọn cốt đai 2 nhánh à n = 2 + Đai Ф8 à fađ = 0.503 (cm2), bằng thép AI à Rađ = 1800 (Kg/cm2) + Bước cốt đai : chọn trị số min trong các giá trị sau : * u £ 30 (cm) (cấu tạo) * (cm) * (cm) à Chọn u = 150 (mm) b) Khả năng chịu cắt của tiết diện : (Kg/cm) à (Kg) Nhận xét : Giá trị lực cắt phát sinh tại các gối nhỏ hơn khả năng chịu cắt của các tiết diện à không cần phải tính cốt xiên chịu cắt. Chỉ cần đặt cốt xiên theo cấu tạo bằng cách lợi dụng cốt dọc uốn phối hợp chịu moment dương và moment âm