Tổng quan tính toán dầm dọc trục D

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC D I. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM DỌC TRỤC D Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm dọc trục D như sau: 1. Tĩnh tải Tĩnh tải từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo sơ đồ diện truyền tải như hình trên. Tĩnh tải tác dụng lên dầm khung gồm có trọng lượng các lớp cấu tạo sàn, trọng lượng bản thân dầm và trọng lượng tường xây trên dầm. - Trọng lượng bản thân dầm: - Trọng lượng tường xây trên dầm: - Tải trọng do sàn truyền vào với các diện truyền tải hình tam giác và hình thang. Diện tam giác tải phân bố đều tương đương tính theo công thức: Diện hình thang tải phân bố đều tương đương tính theo công thức: Với: Dựa vào phần tính toán sàn của chương trước ta có các thông số như sau: hd = 50cm = 0.50m bd = 25cm = 0.25m dt = 10cm = 0.10m ht = 3.00m Tĩnh tải tác dụng lên dầm được thể hiện qua bảng sau: Nhịp Dạng truyền tải Tải dầm Tải tường Tải sàn Tổng tải trọng (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) 1 - 2 2 Hình thang 3.44 7.02  14.23 24.68 2 - 3 2 Hình thang 3.44 14.23 17.66 3 - 4 1 Tam giác 3.44 4.35 7.79 4 - 5 2 Hình thang 3.44 14.23 17.66 5 - 6 2 Hình thang 3.44 7.02  14.23 24.68 6 - 7 1 Hình thang 3.44 7.02  6.83 17.28 7 - 8 2 Hình thang 3.44 7.02  14.23 24.68 8 - 9 2 Hình thang 3.44 14.23 17.66 9 - 10 Tam giác 3.44 4.35 7.79 - Tải trọng tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính tại nhịp 6-7 là Trọng lượng dầm Tải trọng do sàn truyền vào dầm phụ Tải trọng tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính là - Tải trọng tập trung và tải phân bố trên consol là Trọng lượng bản thân dầm consol là: Tải trọng do sàn truyền vào dầm môi là Trọng lượng dầm môi là Tải trọng tập trung do dầm môi truyền vào consol là -Với các phần mềm tính kết cấu thông dụng cho phép tính trực tiếp các dạng tải phân bố dạng hình thang, tam giác nên có thể để nguyên diện truyền tải trọng để tính trực tiếp nhằm đảm bảo tính chính xác có thể có. 2. Hoạt tải Hoạt tải truyền từ sàn vào dầm khung theo diện truyền tải tam giác và hình thang như tĩnh tải và được thể hiện qua bảng sau Nhịp Dạng truyền tải Tải sàn (kN/m) 1 - 2 2 Hình thang 6.97 2 - 3 2 Hình thang 6.97 3 - 4 1 Tam giác 3.94 4 - 5 2 Hình thang 6.97 5 - 6 2 Hình thang 6.97 6 - 7 1 Hình thang 3.34 7 - 8 2 Hình thang 6.97 8 - 9 2 Hình thang 6.97 9 - 10 1 Tam giác 3.94 - Hoạt tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính tại nhịp 6-7 là Hoạt tải do sàn truyền vào dầm phụ Hoạt tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính là - Tương tự hoạt tải tập trung do dầm môi truyền vào dầm console là: Chú thích các dạng diện truyền tải hình thang và tam giác II. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 1. Các trường hợp chất tải TĨNH TẢI HOẠT TẢI CÁCH NHỊP CHẴN HOẠT TẢI CÁCH NHỊP LẺ HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 1-2 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP CS-1 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 2-3 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 3-4 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 4-5 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 5-6 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 6-7 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 7-8 HOẠT TẢI LIỀN NHỊP 8-9 Từ cách xác định tải ở trên, ta có các trường hợp chất tải sau: - Tĩnh tải chất đầy (a). - Hoạt tải cách nhịp chẵn (cs-2-4-6-8) để tìm ở nhịp 2,4,6,8 (b). - Hoạt tải cách nhịp lẻ (1-3-5-7-9) để tìm ở nhịp 1,3,5,7,9 (c). - Hoạt tải liền nhịp (cs-1) để tìm ở gối 1 (d). - Hoạt tải liền nhịp (1-2) để tìm ở gối 2 (e). - Hoạt tải liền nhịp (2-3) để tìm ở gối 3 (f). - Hoạt tải liền nhịp (3-4) để tìm ở gối 4 (g ). - Hoạt tải liền nhịp (4-5) để tìm ở gối 5 (h). - Hoạt tải liền nhịp (5-6) để tìm ở gối 6 (i). - Hoạt tải liền nhịp (6-7) để tìm ở gối 7 (j). - Hoạt tải liền nhịp (7-8) để tìm ở gối 8 (k). - Hoạt tải liền nhịp (8-9) để tìm ở gối 9 (l). 2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng : 1- (a) + (b) 2- (a) + (c) 3- (a) + (d) 4- (a) + (e) 5- (a) + (f) 6- (a) + (g) 7- (a) + (h) 8- (a) + (i) 9- (a) + (j) 10- (a) + (k) 11- (a) + (l) 12- (a) + (b) + (c) Dùng phần mềm SAP2000 để giải tìm nội lực và tổ hợp nội lực để tính toán cốt thép. Ta có biểu đồ bao momen như hình BIỂU ĐỒ BAO MOMEN BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT 3. Tính thép dọc Cốt thép CII có Rs = 280 MPa Lấy ao = 4cm ho = h – ao = 50 – 4 = 46 cm ; ; . Kiểm tra hàm lượng cốt thép trong khoảng : Từ các công thức trên ta có bảng tính chọn như sau Nhịp Mặt cắt M (kNm/m) ho (cm) am g As (cm2) Chọn Asc (cm2) μ% cs 0.00 0.00 46 0.000 1.000 0.00 3f16 6.03 0.52 1.00 -11.26 46 0.019 0.990 0.89 4f18 10.18 0.89 1 0.00 -11.26 46 0.019 0.990 0.89 4f18 10.18 0.89 1.25 37.82 46 0.064 0.967 3.07 3f16 6.03 0.52 2.50 44.77 46 0.075 0.961 3.66 3f16 6.03 0.52 3. 75 12.10 46 0.020 0.990 0.96 3f16 6.03 0.52 5.00 -69.11 46 0.116 0.938 5.78 4f18 10.18 0.89 2 0.00 -69.11 46 0.116 0.938 5.78 4f18 10.18 0.89 1.25 7.94 46 0.013 0.993 0.63 3f16 6.03 0.52 2.50 34.65 46 0.058 0.970 2.80 3f16 6.03 0.52 3. 75 22.88 46 0.038 0.980 1.83 3f16 6.03 0.52 5.00 -32.55 46 0.055 0.972 2.63 4f18 10.18 0.89 3 0.00 -32.55 46 0.055 0.972 2.63 4f18 10.18 0.89 0.875 -5.29 46 0.009 0.996 0.42 3f16 6.03 0.52 1.75 -1.52 46 0.003 0.999 0.12 3f16 6.03 0.52 2.625 -6.72 46 0.011 0.994 0.53 3f16 6.03 0.52 3.50 -34.98 46 0.059 0.970 2.83 4f18 10.18 0.89 4 0.00 -34.98 46 0.059 0.970 2.83 4f18 10.18 0.89 1.25 22.76 46 0.038 0.981 1.82 3f16 6.03 0.52 2.50 36.73 46 0.062 0.968 2.98 3f16 6.03 0.52 3. 75 12.21 46 0.021 0.990 0.97 3f16 6.03 0.52 5.00 -62.36 46 0.105 0.945 5.18 4f18 10.18 0.89 5 0.00 -62.36 46 0.105 0.945 5.18 4f18 10.18 0.89 1.25 10.64 46 0.018 0.991 0.84 3f16 6.03 0.52 2.50 33.89 46 0.057 0.971 2.74 3f16 6.03 0.52 3. 75 17.54 46 0.029 0.985 1.40 3f16 6.03 0.52 5.00 -47.16 46 0.079 0.959 3.86 4f18 10.18 0.89 6 0.00 -47.16 46 0.079 0.959 3.86 4f18 10.18 0.89 1.25 7.90 46 0.013 0.993 0.62 3f16 6.03 0.52 2.50 18.95 46 0.032 0.984 1.51 3f16 6.03 0.52 3. 75 7.65 46 0.013 0.994 0.60 3f16 6.03 0.52 5.00 -47.52 46 0.080 0.958 3.89 4f18 10.18 0.89 7 0.00 -47.52 46 0.080 0.958 3.89 4f18 10.18 0.89 1.25 17.55 46 0.029 0.985 1.40 3f16 6.03 0.52 2.50 34.23 46 0.058 0.970 2.77 3f16 6.03 0.52 3. 75 11.33 46 0.019 0.990 0.90 3f16 6.03 0.52 5.00 -60.77 46 0.102 0.946 5.04 4f18 10.18 0.89 8 0.00 -60.77 46 0.102 0.946 5.04 4f18 10.18 0.89 1.25 11.91 46 0.020 0.990 0.94 3f16 6.03 0.52 2.50 34.58 46 0.058 0.970 2.80 3f16 6.03 0.52 3. 75 18.76 46 0.032 0.984 1.50 3f16 6.03 0.52 5.00 -38.21 46 0.064 0.967 3.10 4f18 10.18 0.89 9 0.00 -38.21 46 0.064 0.967 3.10 4f18 10.18 0.89 0.875 -5.11 46 0.009 0.996 0.40 3f16 6.03 0.52 1.75 5.58 46 0.009 0.995 0.44 3f16 6.03 0.52 2.625 -5.11 46 0.009 0.996 0.40 3f16 6.03 0.52 3.50 38.21 46 0.064 0.967 3.10 4f18 10.18 0.89 4. Tính cốt thép đai Với lực cắt lớn nhất ta tính được dựa trên giá trị tính được qua phần mềm SAP2000 V 10.0.1 là: Q = 75.54 kN Bước 1: Chọn số liệu đầu vào - Chọn cấp độ bền của bê tông: Rb, Rbt, Eb. - Chọn loại cốt đai: Rsw, Es. - Tra bảng tìm: jb2, jb3, jb4 , b. - Chọn a ho = h – a - Tiết diện có chịu ảnh hưởng của lực dọc hay không: + Nếu có: (N là lực nén) và (N là lực kéo) + Nếu không có: - Tiết diện chữ nhật hay chữ T + Chữ nhật: + Chữ T: với trong đó: -: bề rộng bản cánh; -: chiều cao bản cánh. Bước 2: Kiểm tra về điều kiện tính toán QA Qo = 0.5 jb4 (1 + jn)Rbtbho - Nếu thỏa điều kiện thì đặt cốt đai theo cấu tạo. - Nếu không thỏa phải tính cốt đai. Bước 3: Tính toán cốt đai - Tính: với 1.5 - Từ C* xác định C, Co theo bảng C* <ho ho ¸ 2ho >2ho C ho C* C* Co C* C* 2ho - Tính: ; - Tính: - Chọn qsw = max ( qw1, qw2) - Khoảng cách cốt đai theo tính toán: - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: khi h < 450mm khi h 450mm s = min(stt, sct) Bước 4: Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng - Nếu thỏa điều kiện thì bố trí cốt đai - Ngược lại, có thể chọn lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. Bảng đặc trưng vật liệu Bê tông có cấp độ bền B20 Cốt thép CI Rb(MPa) Rbt(MPa) Eb(MPa) Rsw(MPa) Es(MPa) 11.5 0.9 24x103 175 210000 Bảng số nhánh đai và các hệ số Đai sử dụng Hệ số phụ thuộc loại bê tông Фđai (mm) n Asw (mm2) jb1 jb2 jb3 jb4 8 2 100 0.855 2 0.6 1.5 Kết quả tính toán cốt đai được lập thành bảng sau Q (kN) b(mm) h(mm) Qo(kN) Nhận xét qsw(kN/m) stt(mm) sct(mm) sch(mm) 0.7Qbt(kN) Kiêểm tra 93.41 250 500 63.45 Tính cốt đai 54.00 324 167 150 230.2 Thoả Þ Cốt đai đoạn giữa nhịp của dầm đặt theo cấu tạo. Chọn loại cốt đai 2 nhánh f8a250.