Tính toán dầm B3- khung trục 3 tầng hầm

4.2.1.1. Thông số tính toán:

- Kích thước hình học:

+ Tiết diện dầm: h = 60 cm, b = 25 cm + Nhịp dầm: L = 6,6 m

- Nội lực: Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp ở 5 tiết diện. Trên cơ sở bảng tổ hợp nội lực, ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại 3 tiết diện: giữa nhịp và 2 đầu để tính toán thép.

Bảng 1-1. Nội lực dầm B1 tầng 1 Tiết diện Đầu dầm Giữa

dầm

Cuối dầm (M)(T.m) -43,6 26,96 -40,06

(Q)(T) -24,96 -17,11 24

- Vật liệu :

Sö dông BT B25, cã R_b = 14,5 MPa = 145 (KG/cm² ) R_bt = 1,05 MPa = 10,5 (KG/cm²)

0 0

0,608 0, 423

A

Sö dông thÐp A_I cã R_k = 225 MPa = 2250 KG/cm². A_II cã R_k = 280 MPa = 2800 KG/cm². 4.2.1.2. Thiết kế cốt dọc:

1) Tính với mômen âm: M = 43,6T.m = 4360000 kG.cm

Cánh nằm trong vùng chịu kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b = 25 cm. Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản.

Giả thiết a = 4,5 cm h₀ = 60 – 4,5 = 55,5 cm.

2 2 0

n 0

M 4360000

A = = 0,39 A 0, 423

R ×b×h 145 25 55,5

=>Đặt cốt đơn

0,5 1 1 2 A 0,5 1 1 2 0,39 0, 734

2 a

a 0

M 4360000

F = = = 38,22 cm

γ × R × h 0,734 × 2800 × 55,5

Kiểm tra tỉ lệ cốt thép:

a 0

F × 100 38,22 × 100

μ = = = 2,75 %

b × h 25 × 55,5 % > _max =0, 608. ¹⁴⁵ 3,14%

2800

 Chọn 5 32 có fa = 40,2 cm² đặt làm 2 lớp KiÓm tra a_b.v :

Chän a_b.v = 2,5 cm

.

max .

3, 2 4,5( )

2,5 4,1( )

2 2 ^{g t}

b v cm

a a cm a

Bµi to¸n thiªn vÒ an toµn.

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt thÐp : ₀

2

2 4 25 25 2 2,5 3 3, 2

5, 2( ) 2,5( ) 2

b abv

t cm cm

Tho¶ m·n.

2) Tính với mômen dương: M = 26,96 T.m = 2696000 kG.cm.

Tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén. Bề rộng cánh là: b_c = b_dc + 2 × C₁ C₁ là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị:

+ Một nữa khoảng cách giữ 2 mép của dầm: 0,5 × ( 660 – 25 ) = 317,5 cm.

+ Một phần sáu nhịp dầm: 1/6 × 660 = 110 cm.

+ 9 × h_c = 9 × 12 = 108 cm.

b_c = 25 + 2 × 108 = 241 cm

Giả thiết a = 4,5 cm h₀ = 60 – 4,5 = 55,5 cm

c n c c 0 c

M R b h (h - 0,5 h ) 145 241 12 (55,5 - 0,5 12) 20757330 kG.cm 207,5733T.m

Mô men dương lớn nhất: M = 26,96 T.m < M_c trục trung hoà đi qua cánh.

b

^c c

h

250

2 2 0

n c 0

M 2696000

A = = 0, 025 A 0, 423

R ×b ×h 145 241 55,5

0,5 1 1 2 A 0,5 1 1 2 0, 025 0,987

2 a

a 0

M 2696000

F = = = 17,57 cm

γ × R × h 0,987 × 2800 × 55,5 Kiểm tra tỉ lệ cốt thép:

a

min 0

F × 100 17,57 × 100

μ = = = 1,26 %> 0,15%

b × h 25 × 55,5

Chọn cốt thép như trong bảng .Lấy lớp bê tông bảo vệ ở phía dưới là 2,5 cm, ở phía trên là 2,5 cm. Khoảng hở giữa 2 hàng cốt thép là 3 cm.

Bảng 5: Chọn cốt thép dọc của dầm B1 tầng 1

Tiết diện F_a (cm²) Cốt thép Diện tích (cm²) h₀(cm)

Gối 38,22 5 32 40,2 55,9

Giữa nhịp 17,57 3 28 18,47 55,6

=> Thỏa mãn

4.2.1.3. Tính toán cốt thép ngang:

- Kiểm tra điều kiện hạn chế:

Q < k₀ × R_n × b × h₀ Thay k = 0,35 ta có:

k₀ × R_n × b × h₀ = 0,35 × 145 × 25 × 55,9 = 70923,125 kG = 70,923 T Trị số lực cắt lớn nhất là: 24,96 KN < 70,923 KN. Thoả mãn điều kiện hạn chế.

- Kiểm tra điều kiện tính toán:

0,6 × R_k × b × h₀ = 0,6 × 10,5 × 25 × 55,9 = 8804,25 kG = 8,8 T Lực cắt Q > 8,8T nên cần phải tính toán cốt thép chịu lực cắt.

Giả thiết dùng cốt đai 8, fd = 0,503 cm² hai nhánh ( n = 2 ).

2 2

k 0

max

1,5×R ×b×h 1,5×10,5×25×55,9

U = = = 49,3 cm

Q 24960

2 2

k 0 ad d

tt 2 2

8 R b h R n f 8 10, 5 25 55, 9 2250 2 0, 503

U 23,84 cm

Q 24960

U_ct ≤ h/3 = 60/3 = 20cm và U_ct ≤ 30 cm Chọn U = 20 cm thoả mãn điều kiện cấu tạo.

ad a

d

R n f 2250 2 0,503

q = = = 113,175 kG/cm

U 20

Khả năng chịu lực cắt của bê tông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất là:

2 2

db k 0 d

Q 8 R b h q 8 10, 5 25 55, 9 113,175 27251,89 kG=27,251(T) lực cắt lớn nhất trong dầm Q < Q_đb, bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính toán cốt xiên

4.2.1.4.TÝnh to¸n cèt treo:

45⁰

P

220

450 600

+ ë t¹i vÞ trÝ dÇm phô kª lªn dÇm chÝnh cÇn cã cèt treo ®Ó t¨ng c-êng kh¶ n¨ng chÞu lùc cho dÇm chÝnh. Lùc tËp trung do dÇm phô truyÒn cho dÇm chÝnh lµ:

P₁ = P + G₁ = 17,048 + 8,912 = 25,961 ( T )

+ Cèt treo ®-îc ®Æt d-íi d¹ng c¸c cèt ®ai, diÖn tÝch cÇn thiÕt lµ:

F_tr = ^{1 25961} 11,538( ²)

a 2250

P cm

R

Dïng ®ai 8 hai nh¸nh ( cã f_d = 0,503; n = 2 ) th× sè l-îng ®ai cÇn thiÕt:

m = ^11,58 11, 46

2.0,503 ®ai. ->LÊy 12 ®ai . §Æt mçi bªn dÇm phô 6 ®ai.

Coi lùc c¾t xuÊt ph¸t tõ ®¸y dÇm phô nghiªng 1 gãc 45⁰ so víi ph-¬ng th¼ng ®øng.

Nh- vËy chiÒu dµi ®o¹n dÇm chÝnh cÇn ®Æt cèt treo vÒ mét phÝa lµ:

h₁ = h_dc - h_dp = 60 - 45 = 15 (cm)

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®ai lµ: 15/5 = 3 (cm) 4.2.2 Tính toán dầm B21- khung trục 3 tầng 6.

Nội lực dầm B21 tầng 6 Tiết diện Đầu dầm Giữa

dầm Cuối dầm (M)(T.m) -36,83 26,74 -26,47

(Q)(T) -23,52 -14,63 20,36

Chọn tiết diện dầm B21 tầng 6 giống với tiết diện dầm B1 tầng hầm: bxh = 25x60 cm.

4.2.2.1.Tính toán cốt dọc:

1) Tính với mômen âm: M = 36,83 T.m = 3683000 kG.cm

Cánh nằm trong vùng chịu kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b = 25 cm. Ở trên gối cốt thép dầm chính phải đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản.

Giả thiết a = 4,5 cm h₀ = 60 – 4,5 = 55,5 cm.

2 2 0

n 0

M 3683000

A = = 0,329 A 0, 423

R ×b×h 145 25 55,5

0,5 1 1 2 A 0,5 1 1 2 0,329 0, 792

2 a

a 0

M 3683000

F = = = 29,936 cm

γ × R × h 0,792 × 2800 × 55,5 Kiểm tra tỉ lệ cốt thép:

a

ax 0

F × 100 29,936 × 100

μ = = = 2,15 %< 3,14%

b × h 25 × 55,5 ^m

2) Tính với mômen dương: M = 26,74T.m = 2674000 kG.cm.

Tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén. Bề rộng cánh là: b_c = b_dc + 2 × C₁ C₁ là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị:

+ Một nữa khoảng cách giữ 2 mép của dầm: 0,5 × ( 660 – 25 ) = 317,5 cm.

+ Một phần sáu nhịp dầm: 1/6 × 660 = 110 cm.

+ 9 × h_c = 9 × 12 = 108 cm.

b_c = 25 + 2 × 108 = 241 cm

Giả thiết a = 4,5 cm h₀ = 60 – 4,5 = 55,5 cm

c n c c 0 c

M R b h (h - 0,5 h ) 145 241 12 (55,5 - 0,5 12) 20757330 kG.cm 207,5733T.m

Mô men dương lớn nhất: M = 26,74T.m < M_c trục trung hoà đi qua cánh.

b

^c c

h

250

2 2 0

n c 0

M 2674000

A = = 0, 0248 A 0, 423

R ×b ×h 140 241 55,5

0,5 1 1 2 A 0,5 1 1 2 0, 0248 0,987

2 a

a 0

M 2674000

F = = = 17,433 cm

γ × R × h 0,987 × 2800 × 55,5 Kiểm tra tỉ lệ cốt thép:

a

min 0

F × 100 17,433 × 100

μ = = = 1,26 %> 0,15%

b × h 25 × 55,5

Chọn cốt thép như trong bảng .Lấy lớp bê tông bảo vệ ở phía dưới là 2,5 cm, ở phía trên là 2,5 cm. Khoảng hở giữa 2 hàng cốt thép là 3 cm.

Chọn cốt thép dọc của dầm B21 tầng 6

Tiết diện F_a (cm²) Cốt thép Diện tích (cm²) h₀(cm)

Gối 29,936 3 30+2 28 33,53 55,9

Giữa nhịp 17,433 3 28 18,47 55,6

=> Thỏa mãn

4.2.2.2.Tính toán cốt thép ngang:

- Kiểm tra điều kiện hạn chế:

Q < k₀ × R_n × b × h₀ Thay k = 0,35 ta có:

k₀ × R_n × b × h₀ = 0,35 × 145 × 25 × 55,9 = 70923,125 kG = 70,923 T Trị số lực cắt lớn nhất là: 23,52 KN < 70,923 KN. Thoả mãn điều kiện hạn chế.

- Kiểm tra điều kiện tính toán:

0,6 × R_k × b × h₀ = 0,6 × 10,5 × 25 × 55,9 = 8804,25 kG = 8,8 T Lực cắt Q > 8,8T nên cần phải tính toán cốt thép chịu lực cắt.

Giả thiết dùng cốt đai 8, fd = 0,503 cm² hai nhánh ( n = 2 ).

2 2

k 0

max

1,5×R ×b×h 1,5×10,5×25×55,9

U = = = 52,3 cm

Q 23520

2 2

k 0 ad d

tt 2 2

8 R b h R n f 8 10, 5 25 55, 9 2250 2 0, 503

U 26,84 cm

Q 23520

U_ct ≤ h/3 = 60/3 = 20cm và U_ct ≤ 30 cm Chọn U = 20 cm thoả mãn điều kiện cấu tạo.

ad a

d

R n f 2250 2 0,503

q = = = 113,175 kG/cm

U 20

Khả năng chịu lực cắt của bê tông và cốt đai trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất là:

2 2

db k 0 d

Q 8 R b h q 8 10, 5 25 55, 9 113,175 27251,89 kG=27,251(T) lực cắt lớn nhất trong dầm Q < Q_đb, bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính toán cốt xiên

4.2.2.4.TÝnh to¸n cèt treo:

45⁰

P

220

450 600

+ ë t¹i vÞ trÝ dÇm phô kª lªn dÇm chÝnh cÇn cã cèt treo ®Ó t¨ng c-êng kh¶ n¨ng chÞu lùc cho dÇm chÝnh. Lùc tËp trung do dÇm phô truyÒn cho dÇm chÝnh lµ:

P₁ = P + G₁ = 17,442 + 4,992 = 22,434 ( T )

+ Cèt treo ®-îc ®Æt d-íi d¹ng c¸c cèt ®ai, diÖn tÝch cÇn thiÕt lµ:

F_tr = ^{1 22434} 9,9( ²)

a 2250

P cm

R

Dïng ®ai 8 hai nh¸nh ( cã f_d = 0,503; n = 2 ) th× sè l-îng ®ai cÇn thiÕt:

m = ^9,9 9,8

2.0,503 ®ai. ->LÊy 10 ®ai . §Æt mçi bªn dÇm phô 5 ®ai.

Coi lùc c¾t xuÊt ph¸t tõ ®¸y dÇm phô nghiªng 1 gãc 45⁰ so víi ph-¬ng th¼ng ®øng.

Nh- vËy chiÒu dµi ®o¹n dÇm chÝnh cÇn ®Æt cèt treo vÒ mét phÝa lµ:

h₁ = h_dc - h_dp = 60 - 45 = 15 (cm)

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®ai lµ: 15/4 = 4 (cm)

Trong tài liệu Trụ sở UBND quận Hoàng Mai - Hà Nội (Trang 72-79)