Chọn cốt thép dọc cho dầm - CƠ SỞ TÍNH TOÁN

P 1 DP1A phtP1BP1Cpht P1 D

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 3

4.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN

4.2.6. Chọn cốt thép dọc cho dầm

Khi chọn cốt thép dọc cho dầm cần phải lưu ý phối hợp thép dầm cho các nhịp liền kề nhau.

SVTH: LÊ ĐÌNH NGHĨA–MSV:1512111024 81

21,84 (cm²) A_s

cm² Bố trí thép Dầm tầng 2

6800 3000 6800

4d25+1d20 (22,77 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

4,83 (cm²)

21,84 (cm²) 21,84 (cm²)

4,83 (cm²)

21,84 (cm²) Cấu tạo

15,06 (cm²) 15,06 (cm²)

D29 D30 D31

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 4d25+1d20

(22,77 cm²)

4d25+1d20 (22,77 cm²)

19,33 (cm²) As

cm² Bố trí thép Dầm tầng 3

6800 3000 6800

4d25+1d20 (22,77 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

4,6 (cm²)

19,33 (cm²) 19,33 (cm²)

4,6 (cm²)

19,33 (cm²) Cấu tạo

D32 D33 D34

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 4d25+1d20

(22,77 cm²)

4d25+1d20 (22,77 cm²)

16,64 (cm²) As

cm² Bố trí thép Dầm tầng 4

6800 3000 6800

4d25 (19,63 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

4,62 (cm²)

16,64 (cm²) 16,64 (cm²)

4,62 (cm²)

16,64 (cm²) Cấu tạo

D35 D36 D37

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 4d25

(19,63 cm²)

4d25 (19,63 cm²)

13,88 (cm²) A_s

cm² Bố trí thép Dầm tầng 5

680 0

3000 6800

4d22 (15,2 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

4,92 (cm²)

13,88 (cm²) 13,88 (cm²)

4,92 (cm²)

13,88 (cm²) Cấu tạo

D38 D39 D40

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 4d22

(15,2 cm²)

4d22 15,2 cm²)

SVTH: LÊ ĐÌNH NGHĨA–MSV:1512111024 82 4.3.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho dầm.

a.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho phần tử dầm 29 (tầng 2,nhịp AB) và 31 (tầng 2,nhịp CD) bxh = 300x600

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

Q_max = 155,1 (KN) = 15510 (KG) Bê tông cấp độ bền B20 có:

R_b = 11,5 (MPa) = 115 (KG/cm²); R_bt = 0,9 (MPa) = 9 (KG/cm²) E_b = 27x10³ (MPa)

Thép đai nhóm AI có:

R_sw = 175 MPa = 1750 (KG/cm²); E_s = 21x10⁴ (MPa) + Chọn a = 4 (cm) => h₀ = h – a = 60 – 4 = 56 (cm)

+ Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng chịu ứng suất nén chính

10,71 (cm²) A_s

cm² Bố trí thép Dầm tầng 6

6800 3000 6800

4d20 (12,57 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

5,43 (cm²)

10,71 (cm²) 10,71 (cm²)

5,43 (cm²)

10,71 (cm²) Cấu tạo

D41 D42 D43

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 4d20

12,57 cm²)

4d20 12,57 cm²)

4d20 (12,57 cm²)

8,59 (cm²) A_s

cm² Bố trí thép Dầm tầng 7

6800 3000 6800

3d20 (9,42 cm²)

2d22 (7,6 cm²)

A B C

5,43 (cm²)

8,59 (cm²) 8,59 (cm²)

5,43 (cm²)

8,59 (cm²) Cấu tạo

D44 D45 D46

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 3d20

(9,42 cm²)

3d20

(9,42 cm²) 3d20

(9,42 cm²)

7,0 (cm²) As

cm² Bố trí thép Dầm tầng mái

6800 3000 6800

2d22 (7,6 cm²)

A B C

6,37 (cm2)

7,0 (cm²) 7,0 (cm²)

6,37 (cm2)

7,0 (cm²) Cấu tạo

D47 D48 D49

2d22 (7,6 cm²)

2d22 (7,6 cm²) 2d22

(7,6 cm²)

2d22 7,6 cm²)

2d22 7,6 (cm²)

SVTH: LÊ ĐÌNH NGHĨA–MSV:1512111024 83 Q < Q_bt = 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

Do chưa bố trí cốt đai nên ta giả thiết φ_w1φ_b = 1

Ta có : Q < Q_bt = 0,3R_bbh₀ = 0,3x115x30x56 = 57960 (KG) > Q =15510 (KG)

=> Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính + Kiểm tra sự cần thiết của cốt đai:

Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên φ_n = 0

M_b = φ_b2(1+φ_f + φ_n)R_btbh₀² = 2(1+0+0)x 9x30x56² = 1693440 (KG.cm) ( Do dầm nằm trong vùng kéo nên φ_f = 0)

+ Tính chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm : C_∗ = ^2M^b

Q_max = ^2x1693440

15510 = 218 (cm)

=> C_* > 2h₀ = 56x2 = 112 cm => C = C_* ; C₀ = 2h₀

Q_bmin = φ_b3 (1 + φ_n )R_btbh₀ = 0,6(1+0)9 x 30 x 56 = 9072 (KG) + Xác định Qb:

Q_b= ^M^b

C = ^1693440

218 = 7768 (KG)

Tính khả năng chịu cắt của cốt thép đai phân bố đều theo trục dầm : q_sw1 = ^Q^max^−Q^b

C₀ =^15510−7768

112 = 69,1 (KG/cm) q_sw2 = ^Q^bmin

2h₀ = ⁹⁰⁷²

112 = 81 (KG/cm)

Ta lấy giá trị q_sw2 để tính khoảng cách S theo công thức:

Sử dụng cốt thép ∅8, do b_dầm< 350mm nên ta có số nhánh đai n = 2

=> Khoảng cách s_tt = ^R^sw^na^sw

q_sw = 1750 x 2 x 0,503

81 =21,7 (cm) s_max= ^φ^b4^(1+φⁿ^)R^bt^bh⁰

Q_max = 1,5 x 9 x 30 x 56²

15510 = 81,9 (cm) s_ct = min(h/3 ; 50cm) = 20 (cm)

Khoảng cách thiết kế cốt đai cho dầm:

s = min( s_tt;s_ct;s_max ) = 20 (cm).Chọn s = 20 (cm) = 200 (mm)

=> Ta bố trí ∅8a200 cho dầm.

+Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai: Q < = 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

Với φ_w1 = 1+5αμ_w ≤ 1,3.

Dầm bố trí thép ∅8a200 có μ_w = ^na^sw

bs = ^{2 x 0,503}

30 x 22 = 0,0015 α = ^E^s

E_b = ^21x10

27x10³ = 7,7

φ_w1 = 1+5αμ_w = 1 + 5 x 7,7 x 0,0015 = 1,05 ≤ 1,3.

φ_b1 = 1 – βR_b = 1- 0,01 x 11,5 = 0,885 Ta có : φ_w1φ_b = 1,05 x 0,885 = 0,929 ≈ 1

=> Q = 15510 (KG) < 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

= 0,3 x 0,929 x 115 x 30 x 56 = 53844,8 (KG)

=> Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính.

SVTH: LÊ ĐÌNH NGHĨA–MSV:1512111024 84 b.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho phần tử dầm 30 (tầng 2,nhịp BC)

bxh = 300x350

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

Q_max = 77,1 (KN) = 7710 (KG) Bê tông cấp độ bền B20 có:

R_b = 11,5 (MPa) = 115 (KG/cm²); R_bt = 0,9 (MPa) = 9 (KG/cm²) E_b = 27x10³ (MPa)

Thép đai nhóm AI có:

R_sw = 175 MPa = 1750 (KG/cm²); E_s = 21x10⁴ (MPa) + Chọn a = 4 (cm) => h₀ = h – a = 35 – 4 = 31 (cm)

+ Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng chịu ứng suất nén chính Q < Q_bt = 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

Do chưa bố trí cốt đai nên ta giả thiết φ_w1φ_b = 1

Ta có : Q < Q_bt = 0,3R_bbh₀ = 0,3x115x30x31 = 32085 (KG) > Q =7710 (KG)

=> Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính q_sw = ^Q^max

4,5R_btbh₀² - ¹

0,75(q-0,5p)

= ^{(77,1 x 10}

3)²

4,5x0,9x300x310² - ¹

0,75

(6,7 – 6,78 x 0,5) = 46,49 (N/mm) q_swmin = 0,25R_btb = 0,25 x 0,9 x 310 = 69,75 (N/mm)

Sử dụng cốt thép ∅8, do b_dầm≤ 350mm nên ta có số nhánh đai n = 2

=> Khoảng cách s_tt = ^R^sw^na^sw

q_sw = 175 x 2 x 50,3

69,75 = 252 (mm) s_max= ^R^bt^bh⁰

Q_max = 0,9 x 300 x 310²

77,1 x 10³ = 336 (mm) s_ct = min(h₀/2 ; 300mm) = 165 (mm)

Khoảng cách thiết kế cốt đai cho dầm:

s = min( s_tt;s_ct;s_max ) = 165 (cm).Chọn s = 150 (mm)

=> Ta bố trí ∅8a150 ở đầu dầm và ∅8a200 ở giữa dầm.

+Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai: Q < = 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

Với φ_w1 = 1+5αμ_w ≤ 1,3.

Dầm bố trí thép ∅8a200 có μ_w = ^na^sw

bs = ^{2 x 0,503}

30 x 11 = 0,003 α = ^E^s

E_b = ^21x10

27x10³ = 7,7

φ_w1 = 1+5αμ_w = 1 + 5 x 7,7 x 0,003 = 1,11 ≤ 1,3.

φ_b1 = 1 – βR_b = 1- 0,01 x 11,5 = 0,885 Ta có : φ_w1φ_b = 1,11 x 0,885 = 0,987 ≈ 1

=> Q = 7710 (KG) < 0,3φ_w1φ_bR_bbh₀

= 0,3 x 0,987 x 115 x 30 x 31 = 31667,9 (KG)

=> Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính.

SVTH: LÊ ĐÌNH NGHĨA–MSV:1512111024 85 c.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho phần tử dầm 32,35,38,41,44,47 (tầng 3- tầng 7 nhịp AB) và 34,37,40,43,46,49 (tầng 3 – tầng 7 nhịp CD) bxh = 300x600.

Ta thấy trong các dầm trên thì các dầm từ tầng 2 đến tầng 6 ( nhịp AB và CD) và dầm 47,49 có kích thước bxh = 30x50 thì dầm 29 và 31 có lực cắt lớn nhất Q = 15510 (KG), dầm 29 và 31 được bố trí cốt đai theo cấu tạo ∅8a200 nên ta chọn cốt đai theo ∅8a200 cho toàn bộ các dầm trên.

d.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho phần tử dầm 33,36,39,42,45,48 (tầng 3- tầng 7 nhịp BC) bxh = 300x350.

Tương tự tính toán dầm 30, ta bố trí thép đai ∅8a110 cho các phần tử dầm 33,36,39,42,45,48

e.Bố trí cốt đai cho dầm

+ Với dầm có kích thước 30x60 cm:

Ở 2 đầu dầm trong đoạn L/4,ta bố trí cốt đai đặt dày ∅8a200 với L là nhịp thông thủy của dầm.

Phần dầm còn lại đặt cốt đai thưa hơn theo điều kiện cấu tạo s_ct = min(3h/4 ; 50cm) = 3x60/4 = 45 (cm)

Ta chọn ∅8a300 bố trí cho đoạn dầm này.

+Với dầm có kích thước 30x35:

Do nhịp dầm ngắn ta bố trí cốt thép đai theo cấu tạo ∅8a110 suốt dầm.

CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CỘT KHUNG TRỤC 5

Dalam dokumen Nhà làm việc 7 tầng (Halaman 80-85)