Thiết kế môn học kết cấu bê tông cốt thép

Môc lôc PhÇn i: NhiÖm vô thiÕt kÕ 2 PhÇn ii: thuyÕt minh tÝnh to¸n 3 1. S¬ bé tÝnh to¸n, chän kÝch th­íc mÆt c¾t ngang dÇm 3 1.1. ChiÒu cao dÇm h 3 1.2. BÒ réng s­ên dÇm bw 3 1.3. ChiÒu dµy b¶n c¸nh hf 3 1.4. ChiÒu réng b¶n c¸nh bf 3 1.5. KÝch th­íc bÇu dÇm b1, h1 3 1.6. KÝch th­íc vót bv1, hh1, bv2, hh2 4 1.7. Träng l­îng b¶n th©n dÇm 4 1.8. X¸c ®Þnh mÆt c¾t ngang tÝnh to¸n 4 2. TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao néi lùc 6 2.1. C«ng thøc tæng qu¸t 6 2.2. TÝnh m«men M 6 2.3. TÝnh lùc c¾t V 8 3. TÝnh vµ bè trÝ cèt thÐp däc chñ t¹i mÆt c¾t gi÷a dÇm 10 4. X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¾t cèt thÐp, vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu 13 4.1. Lý do vµ nguyªn t¾c c¾t cèt thÐp 13 4.2. LËp c¸c ph­¬ng ¸n c¾t cèt thÐp 13 4.3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¾t cèt thÐp däc chñ, vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu 13 5. TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp ®ai 17 5.1. X¸c ®Þnh mÆt c¾t tÝnh to¸n 17 5.2. TÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp ®ai 17 6. TÝnh to¸n kiÓm so¸t nøt 20 6.1. KiÓm tra xem mÆt c¾t cã bÞ nøt hay kh«ng 20 6.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ bÒ réng vÕt nøt 20 7. TÝnh to¸n kiÓm so¸t ®é vâng do ho¹t t¶i 22 PhÇn iii: B¶n vÏ 23 PHÇn i NhiÖm vô thiÕt kÕ m«n häc I. §Ò bµi: ThiÕt kÕ mét dÇm tiÕt diÖn ch÷ T (dÇm gi÷a) cho cÇu trªn ®­êng « t« nhÞp gi¶n ®¬n, b»ng BTCT, thi c«ng b»ng ph­¬ng ph¸p ®óc riªng tõng dÇm t¹i c«ng tr­êng, sau ®ã lao vµ nèi c¸c c¸nh dÇm l¹i b»ng ®æ bª t«ng mèi nèi ­ít. II. C¸c sè liÖu gi¶ ®Þnh ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n : L = 12 (m) Ho¹t t¶i : HL- 93 HÖ sè cÊp ®­êng : k = 0,65 Kho¶ng c¸ch tim hai dÇm liÒn kÒ : S = 1,7 (m) BÒ réng chÕ t¹o c¸nh : bf = 1,4 (m) TÜnh t¶i r¶i ®Òu cña c¸c líp trªn mÆt cÇu : wDW = 5 kN/m TÜnh t¶i b¶n th©n dÇm : wDC = kN/m HÖ sè ph©n bè ngang tÝnh cho m« men : mgM = 0,59 HÖ sè ph©n bè ngang tÝnh cho lùc c¾t HÖ sè ph©n bè ngang tÝnh cho ®é vâng : mgV = 0,68 : mg = 0,50 §é vâng cho phÐp cña ho¹t t¶i :1/800 VËt liÖu: Cèt thÐp däc, cèt thÐp ®ai ASTM 615M Bª t«ng Tiªu chuÈn thiÕt kÕ : 22TCN272 - 05 : fy = 420 MPa : fc’ = 28 MPa III. Yªu cÇu néi dung A - ThuyÕt minh tÝnh to¸n Chän mÆt c¾t ngang. TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao m«men, lùc c¾t vµ t¶i trong g©y ra. TÝnh vµ bè trÝ cèt thÐp däc chñ t¹i mÆt c¾t ngang. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cèt thÐp chñ vµ vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu. TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp ®ai. TÝnh to¸n vµ kiÓm so¸t nøt. TÝnh to¸n ®é vâng do ho¹t t¶i g©y ra. B - B¶n vÏ ThÓ hiÖn b¶n vÏ trªn khæ giÊy A1. VÏ mÆt c¾t chÝnh dÇm, c¸c mÆt c¾t ngang (Tû lÖ :1/10; 1/20; 1/25). PHÇn ii thuyÕt minh tÝnh to¸n 1. S¬ bé tÝnh to¸n, chän kÝch th­íc mÆt c¾t ngang dÇm 1.1. ChiÒu cao dÇm h - ChiÒu cao cña dÇm chñ cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn gi¸ thµnh c«ng tr×nh, do ®ã ph¶i c©n nh¾c kü khi lùa chän gi¸ trÞ nµy. Ở ®©y, chiÒu cao dÇm ®­îc chän kh«ng thay ®æi trªn suèt chiÒu dµi nhÞp. §èi víi cÇu ®­êng « t«, nhÞp gi¶n ®¬n, ta cã thÓ chän s¬ bé theo kinh nghiÖm sau: h=L = hmin = 0,07 . 12 = 0,84m VËy ta chän h = 1000mm. 1.2. BÒ réng cña s­ên dÇm bw - T¹i mÆt c¾t gèi trªn cña dÇm, chiÒu réng cña s­ên dÇm ®­îc dÞnh ra theo tÝnh to¸n vµ øng suèt kÐo chñ, tuy nhiªn ë ®©y ta chän bÒ réng s­ên kh«ng ®æi trªn sèt chiÒu dµi dÇm. ChiÒu réng bw ®­îc chñ yÕu theo yªu cÇu thi c«ng sao cho dÔ ®æ bª t«ng víi chÊt l­îng tèt. - Theo yªu cÇu ®ã, ta chän chiÒu réng s­ên bw= 200 mm. 1.3. ChiÒu dµy b¶n c¸nh hf - ChiÒu dµy b¶n c¸nh chän phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn chÞu lùc côc bé cña vÞ trÝ xe vµ tham gia chÞu lùc tæng thÓ víi c¸c bé phËn kh¸c. - Tiªu chuÈn quy ®Þnh hf ≥ 175mm, ta chän hf = 180 mm. 1.4. ChiÒu réng b¶n c¸nh bf - ChiÒu réng b¶n c¸nh lµ phÇn b¶n c¸nh ®­îc chia ®Òu cho c¸c dÇm chñ. Theo ®Ò bµi cho, ta cã: bf = 1,4m = 1400mm. 1.5. KÝch th­íc bÇu dÇm b1, h1 - KÝch th­íc bÇu dÇm ph¶i c¨n cø vµo viÖc bè trÝ cèt thÐp chñ trªn mÆt c¾t dÇm (quyÕt ®Þnh sè l­îng thanh, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh, bÒ dµy líp bª t«ng b¶o vÖ). Tuy vËy ë ®©y ta ch­a biÕt sè l­îng cèt thÐp däc chñ lµ bao nhiªu, nªn ta chän theo kinh nghiÖm: b1 = 330mm, h1 = 190mm 1.6. KÝch th­íc c¸c vót bv1, hv1, bv2, hv2 - Theo kinh ngiÖm ta chän: bv1 = hv1 = 65 mm bv2 = hv2 = 100 mm VËy mÆt c¾t ngang cña dÇm ®· chän nh­ sau: H×nh 1: MÆt c¾t ngang dÇm 1.7. TÝnh träng l­îng b¶n th©n cña dÇm DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang dÇm: A = 1400*180+330*190+100*100+65*65+(1000-190-180)*200 = 454925mm2 = 0,454925m2. Träng l­îng b¶n th©n 1m chiÒu dµi dÇm: wDC = A. gc = 0,454925.24,5 = 11.15kN/ m. Trong ®ã: gc = 24,5 kN/m3 : Träng l­îng riªng cña bª t«ng. 1.8. X¸c ®Þnh mÆt c¾t ngang tÝnh to¸n 1.8.1. X¸c ®Þnh bÒ réng c¸nh h÷u hiÖu be - BÒ réng c¸nh tÝnh to¸n ®èi víi dÇm trong kh«ng lÊy qu¸ trÞ sè nhá nhÊt trong ba gi¸ trÞ sau: + = = 3m. + Kho¶ng c¸ch gi÷a hai tim dÇm S = 1.7m. + 12 lÇn bÒ dÇy c¸nh vµ bÒ réng s­ên = 12.0,18 + 0,2 = 2,36m. VËy bÒ réng c¸nh h÷u hiÖu be = 1.4m 1.8.2. Quy ®æi mÆt c¾t tÝnh to¸n - §Ó ®¬n gi¶n cho tÝnh to¸n thiÕt kÕ ta quy ®æi tiÕt diÖn dÇm vÒ tiÕt diÖn cã kÝch th­íc ®¬n gi¶n theo nguyªn t¾c sau: Gi÷ nguyªn chiÒu cao h, chiÒu réng be, b1, chiÒu dµy bw. Do ®ã ta cã chiÒu dµy bÇu dÇm vµ chiÒu dµy b¶n c¸nh quy ®æi nh­ sau: = = VËy mÆt c¾t dÇm sau khi quy ®æi lµ: H×nh 2: MÆt c¾t Quy ®æi 2. TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao néi lùc 2.1. C«ng thøc tæng qu¸t M«men vµ lùc c¾t t¹i tiÕt diÖn i bÊt k× ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: + §èi víi TTGHC§I: Mi=h{1,25.wDC + 1,5.wDW + mgM[1,75.LLL + 1,75.k.LLMi(1+IM)]} wMi Vi =h{(1,25.wDC + 1,5.wDW).wVi + mgV[1,75.LLL + 1,75.k.LLVi(1+IM)]w1Vi} + §èi víi TTGHSD: Mi=1,0{1,0.wDC + 1,0.wDW + mgM[1,0.LLL + 1,0.k.LLMi(1+IM)]} wMi Vi =1,0{(1,0.wDC+1,0.wDW). wVi + mgV[1,0.LLL + 1,0.k.LLVi(1+IM)] w1Vi } Trong ®ã: LLL : T¶i träng lµn r¶i ®Òu (9,3 kN/m). LLMi : Ho¹t t¶i t­¬ng ®­¬ng øng víi ®.¶.h M t¹i mÆt c¾t i. LLVi : Ho¹t t¶i t­¬ng ®­¬ng øng víi ®.¶.h V t¹i mÆt c¾t i. mgM : HÖ sè ph©n bè ngang tÝnh cho m«men (®· tÝnh c¶ hÖ sè lµn xe m). mgV : HÖ sè ph©n bè ngang tÝnh cho lùc c¾t (®· tÝnh c¶ hÖ sè lµn xe m). wDW : Träng l­îng c¸c líp mÆt cÇu vµ c¸c tiÖn Ých c«ng céng trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi (tÝnh cho mét dÇm). kN/m wDC : Träng l­îng dÇm trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi. kN/m (1+IM) : HÖ sè xung kÝch (IM = 25%) wMi : DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng Mi m2 wVi : Tæng ®¹i sè diÖn tÝch ®.a.h Vi m2 w1Vi : DiÖn tÝch ®.a.h Vi (phÇn diÖn tÝch lín) m2 k : HÖ sè cÊp ®­êng h : HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng h = hd . hR. hl ≥ 0,95 Víi ®­êng quèc lé vµ tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I:hd= 0.95;hR=1,05; hd= 0,95 Víi tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông: h = 1 2.2. TÝnh m« men M Chia dÇm thµnh 10 ®o¹n b»ng nhau, nªn mçi ®o¹n cã chiÒu dµi = 1,2m §¸nh sè thø tù c¸c mÆt c¾t vµ vÏ ®­êng ¶nh h­ëng Mi t¹i c¸c mÆt c¾t nh­ sau: H×nh 3: §ah m«men t¹i c¸c mÆt c¾t B¶ng gi¸ trÞ Mi: MÆt c¾t xi (m) a wMi (m2) LLMitruck (kN/m) LLMitandem (kN/m) MiC§ (kN.m) MiSD (kN.m) 1 1,20 0,10 6,480 39,618 34,586 395,680 263,275 2 2,40 0,20 11,520 37,906 34,342 687,714 458,590 3 3,60 0,30 15,120 36,174 33,976 881,753 589,346 4 4,80 0,40 17,280 34,422 33,488 983,591 659,025 5 6,00 0,50 18,000 32,670 33,000 1004,175 674,215 BiÓu ®å bao m« men ë TTGHC§: h×nh 4: BiÓu ®å bao m (kN.m) 2.3. TÝnh lùc c¾t V Chia dÇm thµnh 10 ®o¹n b»ng nhau, nªn mçi ®o¹n cã chiÒu dµi = 1,2m. §¸nh sè thø tù c¸c mÆt c¾t vµ vÏ ®­êng ¶nh h­ëng Vi t¹i c¸c mÆt c¾t nh­ sau: H×nh 5: §ah lùc c¨t t¹i c¸c mÆt c¾t B¶ng gi¸ trÞ Vi: MÆt c¾t xi (m) li (m) wVi (m2) w1Vi (m2) LLVitruck (kN/m) LLVitandem (kN/m) ViC§ (kN) ViSD (kN) 0 0,00 12,00 6,000 6,000 41,330 34,830 413,053 271,853 1 1,20 10,80 4,860 4,800 44,350 38,528 346,832 227,341 2 2,40 9,60 3,840 3,600 47,666 43,068 281,814 183,552 3 3,60 8,40 2,940 2,400 51,572 48,780 219,057 141,124 4 4,80 7,20 2,160 1,200 56,532 56,152 159,309 100,505 5 6,00 6,00 1,500 0,000 62,030 66,000 106,705 64,184 BiÓu ®å bao lùc c¾t ë TTGHC§: h×nh 6: BiÓu ®å bao V (kN) 3. TÝnh vµ bè trÝ cèt thÐp däc chñ t¹i mÆt c¾t gi÷a dÇm §©y lµ bµi to¸n tÝnh As vµ bè trÝ cña dÇm tiÕt diÖn ch÷ T ®Æt cèt thÐp ®¬n. BiÕt: h = 1000mm, b = 1400mm, bw = 200mm, hf = 188mm, fy = 420 MPa fc’ = 28 MPa vµ Mu = Mu max = 1004,175kN.m - Gi¶ sö chiÒu cao cã hiÖu cña ds: ChiÒu cao cã hiÖu phô thuéc vµo l­îng cèt thÐp däc chñ vµ c¸ch bè trÝ. Ta lÊy s¬ bé: ds = h = .1000 = mm. Chän ds = 900mm. - Gi¶ sö trôc trung hoµ (TTH) ®i qua c¸nh, tÝnh nh­ tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt cã kÝch th­íc bxh = 1400x1000mm2. Ta cã: = = Suy ra: Trong ®ã: : M« men kh¸ng danh ®Þnh (kN.m). : M«men do ngo¹i lùc t¸c dông (kN.m). : HÖ sè kh¸ng (). : C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng (MPa). : ChiÒu cao khèi øng suÊt ch÷ nhËt t­¬ng ®­¬ng (mm). c: ChiÒu cao vïng nÐn (mm). : HÖ sè quy ®æi chiÒu cao vïng nÐn, ®­îc x¸c ®Þnh: = 0,85 khi = khi = 0,65 khi Thay sè: VËy, gi¶ sö TTH ®i qua c¸nh lµ ®óng. - DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo: As S¬ bé mét sè ph­¬ng ¸n chän cèt thÐp nh­ sau: Ph­¬ng ¸n §­êng kÝnh (mm) DiÖn tÝch 1 thanh (mm2) Sè thanh As (mm2) 1 16 199 16 3184 2 19 284 12 3408 3 22 387 10 3870 Tõ b¶ng trªn, ta chän ph­¬ng ¸n 2 vµ bè trÝ mÆt c¾t nh­ sau: h×nh 7: s¬ ®å bè trÝ cèt thÐp - KiÓm tra l¹i tiÕt diÖn ®· chän: MÆt c¾t sau khi chän cã: ds= 1000 - (50+60) = 890mm Gi¶ sö TTH qua c¸nh: + TÝnh to¸n chiÒu cao vïng nÐn quy ®æi: <.hf = 0,85.188 =159.8 mm VËy ®iÒu gi¶ sö lµ ®óng. + M«men kh¸ng tÝnh to¸n: = .Mn= 0,9. Mr = 0,9.0,85.28.1400.42,9. = 1118,85.106 Nmm = 1118,85kN.m > Mu =1004.175 KNm => DÇm ®ñ kh¶ n¨ng chÞu m«men. + KiÓm tra l­îng cèt thÐp tèi ®a: => L­îng cèt thÐp tèi ®a tho¶ m·n. + KiÓm tra l­îng cèt thÐp tèi thiÓu : > . => L­îng cèt thÐp tèi thiÓu tho¶ m·n. KÕt luËn: As chän vµ bè trÝ nh­ h×nh vÏ lµ tho¶ m·n. 4. X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¾t cèt thÐp, vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu 4.1. Lý do c¾t vµ nguyªn t¾c c¾t cèt thÐp §Ó tiÕt kiÖm thÐp, sè l­îng cèt thÐp chän khi tÝnh víi mÆt c¾t cã m« men lín nhÊt (mÆt c¾t gi÷a dÇm) sÏ lÇn l­ît ®­î bít ®i cho phï hîp h×nh bao m« men. C«ng viÖc nµy ®­îc tiÕn hµnh trªn c¬ së c¸c nguyªn t¾c sau ®©y: - C¸c cèt thÐp ®­îc c¾t bít còng nh­ c¸c cèt thÐp cßn l¹i trªn mÆt c¾t ph¶i ®èi xøng qua mÆt ph¼ng uèn cña dÇm (tøc lµ mÆt ph¼ng ®i qua trôc ®èi xøng cña tÊt c¶ c¸c mÆt c¾t cña dÇm ). - §èi víi dÇm ®¬n gi¶n Ýt nhÊt ph¶I cã mét phÇn ba sè thanh trong sè thanh cèt thÐp cÇn thiÕt ë mÆt c¾t gi÷a nhÞp ®­îc kÐo vÒ neo ë gi÷a dÇm. - Sè l­îng thanh cèt thÐp c¾t ®i cho mçi lÇn nªn chän lµ Ýt nhÊt (th­êng lµ 1 ®Õn 2 thanh). - Kh«ng ®­îc c¾t, uèn c¸c cèt thÐp t¹i gãc cña cèt ®ai. - T¹i mét mÆt c¾t kh«ng ®­îc c¾t 2 thanh c¹nh nhau. 4.2. LËp c¸c ph­¬ng ¸n c¾t cèt thÐp Tõ s¬ ®å bè trÝ cèt däc chñ tµi mÆt c¾t gi÷a dÇm, ta lËp ®­îc c¸c ph­¬ng ¸n c¾t cèt thÐp nh­ sau: Sè lÇn c¾t Sè thanh cßn l¹i (thanh) As cßn l¹i (mm) c (mm) VÞ trÝ TTH ds (mm) Mn (kN.m) Mr (kN.m) 0 12 3408 50,54 Qua c¸nh 890 1243,17 1118,85 1 10 2840 42,12 Qua c¸nh 902 1054,56 949,10 2 8 2272 33,69 Qua c¸nh 905 849,92 764,93 4.3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¾t cèt thÐp däc chñ, vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu 4.3.1. HiÖu chØnh biÓu ®å bao m«men - DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang tÝnh to¸n: Ag = 1400.188 + (1000-290-188).200 + 330.190 = 454590mm2 - Kho¶ng c¸ch ngoµi cïng tõ TTH tíi thí chÞu kÐo ngoµi cïng cña tiÕt diÖn quy ®æi: - M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn quy ®æi víi TTH: - M«men nøt cña tiÕt diÖn: =220,55kN.m Do ®ã: 1.2Mcr = 264,66kN.m vµ Mcr = 198,49kN.m - Do ®iÒu kiÖn vÒ l­îng cèt thÐp tèt thiÓu : nªn khi th× ®iÒu kiÖn l­îng cèt thÐp tèi thiÓu sÏ lµ . §iÒu nµy cã nghÜa lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm ph¶i bao ngoµi ®­êng 4/3 Mu khi . - Néi suy tung ®é biÓu ®å bao m« men ban ®Çu x¸c ®Þnh vÞ trÝ vµ . Ta cã: x1 = 803mm vµ x2 = 602mm - Do vËy biÓu ®å m«men sau khi ®· hiÖu chØnh nh­ sau: H×nh 8: biÓu ®å bao m«men ®· hiÖu chØnh (kN.m) 4.3.2. X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¾t cèt thÐp däc chñ,vÏ biÓu ®å bao vËt liÖu - X¸c ®Þnh ®iÓm c¾t lý thuyÕt: §iÓm c¾t lý thuyÕt lµ ®iÓm mµ t¹i ®ã theo yªu cÇu vÒ uèn kh«ng cÇn cèt thÐp dµi h¬n. §Ó x¸c ®Þnh ®iÓm c¾t lý thuyÕt ta chØ cÇn vÏ biÓu ®å m«men tÝnh to¸n Mu vµ x¸c ®Þnh ®iÓm giao biÓu ®å  - X¸c ®Þnh ®iÓm c¾t thùc tÕ: Tõ ®iÓm c¾t lý thuyÕt nµy cÇn kÐo dµi vÒ phÝa m«men nhá h¬n mét ®o¹n lµ . ChiÒu dµi l1 lÊy b»ng trÞ sè lín nhÊt trong c¸c trÞ sè sau: + ChiÒu cao h÷u hiÖu cña tiÕt diÖn: d = 890mm + 15 lÇn ®­êng kÝnh danh ®Þnh:15x19 = 285mm + 1/20 lÇn nhÞp tÞnh:1/20x12000 = 600mm =>Chän = 1000mm - §ång thêi chiÒu dµi nµy còng kh«ng nhá h¬n chiÒu dµi ph¸t triÓn lùc . ChiÒu dµi ld gäi lµ chiÒu dµi khai triÓn hay chiÒu dµi ph¸t triÓn lùc, ®ã lµ ®o¹n mµ cèt thÐp dÝnh b¸m víi bª t«ng ®Ó nã ®¹t ®­îc c­êng ®é nh­ tÝnh to¸n. + ChiÒu dµi khai triÓn ld cña thanh kÐo ®­îc lÊy nh­ sau: + ChiÒu dµi triÓn khai cèt thÐp kÐo d, ph¶i kh«ng ®­îc nhá h¬n tÝch sè chiÒu dµi triÓn khai cèt thÐp kÐo c¬ b¶n db ®­îc quy ®Þnh ë ®©y, nh©n víi c¸c hÖ sè ®iÒu chØnh hoÆc hÖ sè nh­ ®­îc quy ®Þnh cña quy tr×nh. ChiÒu dµi triÓn khai cèt thÐp kÐo kh«ng ®­îc nhá h¬n 300 mm . + ChiÒu dµi triÓn khai cèt thÐp c¬ b¶n db(mm) ®­îc sö dông víi cèt thÐp däc sö dông trong bµi lµ thÐp sè 19. => §ång thêi: Trong ®ã : Ab = 387mm2 : DiÖn tÝch cña thanh sè 19 fy = 420MPa: C­êng ®é ch¶y ®­îc quy ®Þnh cña c¸c thanh cèt thÐp = 28MPa: C­êng ®é chÞu nÐn quy ®Þnh cña bª t«ng ë tuæi 28 ngµy db = 19mm: §­êng kÝnh thanh HÖ sè ®iÒu chØnh lµm t¨ng d :1,0 HÖ sè ®iÒu chØnh lµm gi¶m d: . Chän Víi : :DiÖn tÝch cÇn thiÕt theo tÝnh to¸n :DiÖn tÝch thùc tÕ bè trÝ - Cèt thÐp chÞu kÐo cã thÓ kÐo dµi b»ng c¸ch uèn cong qua th©n dÇm vµ kÕt thóc trong vïng bª t«ng chÞu nÐn víi chiÒu dµi triÓn khai tíi mÆt c¾t thiÕt kÕ hoÆc cã thÓ kÐo dµi liªn tôc lªn mÆt ®èi diÖn cèt thÐp H×nh 9: vÞ trÝ c¾t cèt thÐp vµ biÓu ®å bao vËt liÖu 5. TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp ®ai 5.1. X¸c ®Þnh m¾t c¾t tÝnh to¸n - Ta chØ cÇn tÝnh to¸n cèt thÐp ®ai ë mÆt c¾t ®­îc coi lµ bÊt lîi nhÊt lµ m¾t c¾t c¸ch gèi mét ®o¹n b»ng chiÒu cao h÷u hiÖu chÞu c¾t dv : - ChiÒu cao chÞu c¾t h÷u hiÖu lµ trÞ sè lín nhÊt trong c¸c trÞ sè sau : + C¸nh tay ®ßn cña ®«i ngÉu lùc: + + => VËy dv = 891mm - Néi suy tuyÕn tÝnh ta cã néi lùc tÝnh to¸n t¹i mÆt c¾t c¸ch gèi mét ®o¹n lµ dv lµ: Mu = 293,79kN.m; Vu = 363,88KN 5.2. TÝnh to¸n bè trÝ thÐp ®ai BiÓu thøc kiÓm to¸n tÝnh chèng c¾t : Vn: Søc kh¸ng danh ®Þnh, ®­îc lÊy b»ng gi¸ trÞ nhá h¬n cña (N) hoÆc (N) (N) (N). Trong ®ã: + : BÒ réng b¶n bông h÷u hiÖu, lÊy b»ng bÒ réng b¶n bông nhá nhÊt trong chiÒu cao dv, vËy + S: b­íc cèt thÐp ®ai. + HÖ sè chØ kh¶ n¨ng cña bªt«ng bÞ nøt chÐo truyÒn lùc kÐo. + : Gãc nghiªng cña øng suÊt nÐn chÐo. +  ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch tra ®å thÞ vµ tra b¶ng. +  : Gãc nghiªng cña cèt thÐp ngang víi trôc däc, bè trÝ cèt thÐp ®ai vu«ng gãc víi trôc dÇm nªn + : HÖ sè søc kh¸ng c¾t, víi bªt«ng th­êng + Av: DiÖn tÝch cèt thÐp bÞ c¾t trong cù ly . + : Kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t cña cèt thÐp (N). + : Kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t cña bªt«ng (N). + : Lùc c¾t tÝnh to¸n (N). KiÓm tra ®iÒu kiÖn chÞu lùc c¾t theo kh¶ n¨ng chÞu lùc cña bª t«ng vïng nÐn : §¹t - TÝnh gãc vµ hÖ sè + TÝnh to¸n øng suÊt c¾t + TÝnh tû sè øng suÊt : < 0,25 + Gi¶ sö trÞ sè gãc , tÝnh biÕn d¹ng cèt thÐp chÞu kÐo theo c«ng thøc: - Tra b¶ng ta ®­îc : . TÝnh l¹i 1,259.10-3 Tra b¶ng ®­îc :. TÝnh l¹i 1,241.10-3 Tra b¶ng ®­îc :. TÝnh l¹i 1,244.10-3 Tra b¶ng ®­îc :. TÝnh l¹i 1,244.10-3 => VËy ta lÊy . Tra b¶ng ®­îc 2,004 Kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t cña bª t«ng: Yªu cÇu vÒ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t cÇn thiÕt cña cèt thÐp: Kho¶ng c¸ch bè trÝ cèt thÐp ®ai lín nhÊt: Trong ®ã: : Giíi h¹n ch¶y quy ®Þnh víi cèt thÐp ®ai. : Gãc nghiªng víi øng suÊt nÐn chÐo. dv = 891mm. Av: DiÖn tÝch cèt thÐp ®ai(mm2) Chän cèt thÐp ®ai lµ thanh sè 10, ®­êng kÝnh danh ®Þnh d = 9,5mm, diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cèt thÐp ®ai lµ:   => Ta chän kho¶ng c¸ch bè trÝ cèt ®ai: S =200mm KiÓm tra l­îng cèt thÐp ®ai tèi thiÓu: L­îng cèt thÐp ®ai tèi thiÓu: Mµ => Tho¶ m·n KiÓm tra kho¶ng c¸ch tèi ®a cña cèt thÐp ®ai: Ta cã: Nªn kho¶ng c¸ch cèt thÐp ®ai ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : => Tháa m·n. => Tho¶ m·n. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o cho cèt thÐp däc kh«ng bÞ ch¶y d­íi t¸c dông tæ hîp cña m« men, lùc däc trôc vµ lùc c¾t: Ta cã: MÆt kh¸c: As.fy = 2272.420 = 954270N VËy: => §¹t 6. TÝnh to¸n kiÓm so¸t nøt 6.1. KiÓm tra xem mÆt c¾t cã bÞ nøt hay kh«ng - Theo phÇn IV, ta cã: Ig= 44818441783mm4 ; yct = 676,7mm - Ứng suÊt kÐo trong bª t«ng : Ma= 674,21kN.m : M«men lín nhÊt cña dÇm ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông. C­êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng: Do ®ã: 0,8.fr = 0,8.3,33 = 2,66 MPa < fct = 10,18 MPa. VËy mÆt c¾t cã nøt. 6.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ bÒ réng vÕt nøt C«ng thøc kiÓm tra: fs 6.2.1. X¸c ®Þnh giíi h¹n øng suÊt trong cèt thÐp chÞu kÐo ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông fsa: Ta cã: Z = 30000N/mm (dÇm lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn b×nh th­êng) dc = 50mm. A: DiÖn tÝch vïng bª t«ng chÞu kÐo cã cïng träng t©m víi ®¸m cèt thÐp chñ chÞu kÐo vµ ®­îc bao bëi c¸c mÆt c¾t ngang vµ ®­êng th¼ng song song víi trôc trung hoµ, chia cho sè l­îng c¸c thanh chÞu kÐo: H×nh 10: S¬ ®å x¸c ®Þnh trÞ sè A Theo h×nh vÏ, ta cã: A = Do ®ã: . 6.2.2. X¸c ®Þnh øng suÊt trong cèt thÐp chÞu kÐo ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông fs - Tû lÖ m«®un ®µn håi cña thÐp vµ bª t«ng: Trong ®ã: Es = 2.105 MPa : M« ®un ®µn håi cña thÐp Ec = : M«®un ®µn håi cña bªt«ng tû träng cña bª t«ng (kg/m3). Suy ra: . VËy chän n = 7. - X¸c ®Þnh vÞ trÝ TTH: Gi¶ sö TTH qua c¸nh: VËy: x =173,99mm Gi¶ sö TTH qua c¸nh lµ ®óng. M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn khi nøt víi trôc trung hoµ: = 1688250517 mm4 - Ứng suÊt trong cèt thÐp ë tr¹ng th¸i sö dông: => §iÒu kiÖn h¹n chÕ bÒ réng vÕt nøt ®­îc tho¶ m·n. 7. TÝnh to¸n kiÓm so¸t ®é vâng do ho¹t t¶i - C«ng thøc kiÓm tra: - X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh tÝnh to¸n: Ta cã: Ig = 44818441783mm4; Mcr = 220,55kN.m Icr = 14688250517 mm4; Ma = 674,21kN.m => I = min(Ig, Ie) = min (44818441783; 14174257503) = 14174257503 mm4 - X¸c ®Þnh m«®un ®µn håi cña bªt«ng: - X¸c ®Þnh ®é vâng do ho¹t t¶i cña lµn: wlane = mg.LLL = 0,5.9,3 = 4,65 N/mm - X¸c ®Þnh ®é vâng do xe t¶I thiÕt kÕ: wtruck= mg.m.(1+IM).LLMmaxtruck=0,5.0,65.1,25.32,67 = 13,3 N/mm - §é vâng do ho¹t t¶i g©y ra ë m¾t c¾t gi÷a nhÞp sÏ lµ: - §é vâng kh«ng b¾t buéc cña ho¹t t¶i: => §iÒu kiÖn h¹n chÕ ®é vâng cña dÇm lµ tho¶ m·n. PHÇn iii B¶n vÏ ThÓ hiÖn trªn khæ giÊy A1, gåm cã: + MÆt c¾t chÝnh dÇm: TØ lÖ 1/20. + MÆt cÆt ngang dÇm: TØ lÖ 1/15 + TriÓn khai cèt thÐp: TØ lÖ 1/10 + BiÓu ®å bao vËt liÖu. + B¶ng thèng kª vËt liÖu - §¬n vÞ b¶n vÏ: mm