Đồ án Bê tông cốt thép 1

Đây là 1 dạng Đồ án BTCT 1 để giúp mọi người tham khảo, bài viết này có đầy đủ các thông tin cho môn đồ án mà mọi người có thể cần.Đồ án này gồm có sàn, dầm phụ, dầm chính, và các bản vẽ có liên quan có thể hỗ trợ cho người dùng

l ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG – BỘ MÔN CƠNG TRÌNH BÁO CÁO THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP SVTH: Trần Quốc Việt MSSV : 1814777 GVHD: TS Đoàn Ngọc Tịnh Nghiêm Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng năm 2021 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ -2 Biểu đồ bao momen sàn Hình III-1 Sơ đồ tính dầm phụ Hình III-2 Tiết diện tính cốt thép dầm phụ gối nhịp biên Hình IV-1 Sơ đồ xác định nhịp tính tốn dầm Hình IV-2 Biểu đồ momen trường hợp tải (kNm) Hình IV-3 Xác định momen mép gối (kNm)4 Hình IV-4 Biểu đồ bao momen dầm (kNm)4 Hình IV-5 Biểu đồ lực cắt dầm (kN)6 Hình IV-6 Bố trí cốt xiên cho gối B40 DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT (NẾU CĨ) E Mơ-đun đàn hồi vật liệu I Mơ-men qn tính tiết diện F, P Lực dọc trục phần tử M1, M2 Mô-men uốn hai đầu phần tử L0 Chiều dài ban đầu phần tử L Chiều dài phần tử sau biến dạng B Cấp cường độ chịu nén bê tông Rb Cường độ chịu nén dọc trục tính tốn bê tông trạng thái giới hạn thứ (MPa) Rbt Cường độ chịu kéo dọc trục tính tốn bê tông trạng thái giới hạn thứ Rs Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép trạng thái giới hạn thứ (MPa) Rsc Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép trạng thái giới hạn thứ (MPa) Rsw Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép ngang (MPa) A Diện tích tồn tiết diện ngang bê tông (mm2) a Khoảng cách từ hợp lực cốt thép S đến biên gần tiết diện (mm) Abt Diện tích tiết diện bê tơng vùng chịu kéo (mm2) As Diện tích tiết diện cốt thép S (mm2) Asw Diện tích tiết diện cốt đai nằm mặt phẳng vng góc với trục dọc cấu kiện, cắt qua tiết diện nghiêng (mm2) h0 Chiều cao làm việc tiết diện, h-a (mm) Lan sw ξ µs Chiều dài vùng neo cốt thép (mm) Khoảng cách cốt thép đai, đo theo chiều dài cấu kiện (mm) Chiều cao tương đối cảu vùng chịu nén bê tông, x/h Hàm lượng cốt thép thanh, xác định tỉ số diện tích tiết diện cốt thép cảu cốt thép S diện tích tiết diện ngang cấu kiện (bxh 0), không kể đến phần cánh chịu nén chịu kéo nhô PHẦN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Chương I Đề Cho cơng trình có mặt dầm sàn điển hình vẽ, chịu tác dụng hoạt tải p tc Sơ đồ D Hình I-1 Sơ đồ mặt sàn Bảng số liệu tính tốn tải trọng vật liệu: Vật liệu δ (mm) ϒ (kN/m2) Gạch gtc kN/m2 nvt gtt kN/m2 0.4 1.1 0.44 Vữa lót 20 20 0.4 1.2 0.48 Sàn BTCT 100 25 1.1 2.2 Vừa trát 15 20 0.3 1.2 0.36 Bảng Số liệu tính tốn tải trọng vật liệu Các kích thước đề cho: L1 = 2.2 m; L2 = 6.0m; pc =11KN/m có hệ số hoạt tải n=1.2; bê tông B15 Chương II Bản sàn II.1 Phân loại sàn Sơ đồ tính nhịp tính tốn: Xét tỷ số hai cạnh ô → L 6.0 = = 2.72 > L1 2.2 nên thuộc loại dầm Bản làm việc theo phương cạnh ngắn II.2 Chọn sơ kích thước sàn Chọn kích thước phận sàn hs = 100mm , hdc = 750 mm bdc = 300mm; bdp = 200mm ; hdp = 450 mm II.3 Sơ đồ tính Cắt theo phương cạnh ngắn dài có chiều rộng b=1m, xem làm việc liên tục nhiều nhịp, gối tựa dầm phụ Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp biên: L0b = L1 − 1.5bdp = 2.2 − 1.5 × 0.2 = 1.9m Đối với nhịp giữa: L0 = L1 − bdp = 2.2 − 0.2 = 2m Hình II-1 Sơ đồ tính sàn II.4 Xác định tải trọng II.4.1 Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên sàn trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn Tổng tĩnh tải tính tốn: : Σ gs=3.48 kN/m2 II.4.2 Hoạt tải Hoạt tải tính tốn ps = npc = 1.2 - × 11 = 13.2 kN/m2 Tổng tải tác dụng lên sàn ứng với dải bề rộng b = 1m × qs = (ps + gs) b = 13.2 + 3.48 = 16.68 kN/m2 II.5 Xác định nội lực Momen lớn nhịp biên M max = qs L2 b = 5.47 KNm 11 Momen lớn gối thứ M = − qs L20 = −6.07 KNm 11 Momen lớn nhịp gối M max = ± qs L20 = ±4.17 KNm 16 Hình II-2 Biểu đồ bao momen sàn II.6 Tính toán cốt thép Chọn cốt thép dọc cốt ngang CB240-T có Rs=210 MPa Sử dụng cơng thức cấu kiện chịu uốn: αm = As = M R b bh 02 ξR b h o Rs ξ = − − 2α m ; µ= As bh o ; Trong b = 1000 mm; ho = hs a =100-30= 70mm; = 0.3 ữ 0.9 % 10 Tiết diên Gối B 439.88 342.81 -289.60 -113.57 -89.24 -217.31 318.49 318.49 55.79 -41.28 -289.60 270.53 293.7 -217.31 -64.46 -64.46 370.88 205.58 -495.44 151.70 262.6 -162.11 -32.64 -56.02 457.51 378.85 -235.55 232.96 165.2 -438.11 191.22 284.37 M5=MG+MP5 124.40 95.95 -84.90 5.26 -57.43 -272.51 286.67 309.67 M6=MG+MP6 421.10 306.01 -344.79 -76.77 38.41 1.19 61.66 -30.73 457.51 378.85 -84.90 270.53 293.7 1.19 318.49 318.49 55.79 -41.28 -495.44 -113.57 -89.24 -438.11 -64.46 -64.46 Momen M1=MG+MP1 M2=MG+MP2 M3=MG+MP3 M4=MG+MP4 Mmax Mmin Gối C Bảng Xác định tung độ biểu đồ momen thành phần biểu đồ momen (kNm) IV.4.1 Xác định momen mép gối Gối B 2200 − 150 × (495.44 + 205.58) − 205.58 = 447.64 KNm 2200 2200 − 150 B ,ph M mg = × (495.44 + 151.7) − 151.7 = 451.31KNm 2200 B,tr B,ph M mg = M mg = 451.31KNm B ,tr M mg = Gối C 2200 − 150 × (438.11 + 165.29) − 165.29 = 396.97 KNm 2200 2200 − 150 = × (438.11 + 191.22) − 191.22 = 395.20 KNm 2200 C,tr M mg = C,tr M mg 34 C,tr C,ph M mg = M mg = 396.97 KNm Chọn Hình IV-3 Xác định momen mép gối (kNm) IV.4.2 Biểu đồ bao momen (KNm) l Hình IV-4 Biểu đồ bao momen dầm (kNm) IV.5 Vẽ biểu đồ bao lực cắt Xác định biểu đồ lực cắt cho trường hợp tải: Ta có quan hệ momen lực cắt: “Đạo hàm momen lực cắt” Vậy ta có M ' = Q = tgα Xét tiết diện a b cách đoạn x, chênh lệch momen tiết diện VM = M a − M b Q= Do lực cắt tiết diện là: VM x 35 Đoạn Sơ đồ a QG b QP1 c QP2 d QP3 e QP4 f QP5 g QP6 A-1 1-2 2-B B-3 3-4 4-C C-5 5-6 49.92 -19.55 -88.82 74.26 4.78 -64.49 69.48 0.00 150.02 -24.57 -198.63 5.75 6.27 6.27 174.07 0.00 -24.57 -24.05 180.3 5.75 -167.79 0.00 0.00 118.66 -55.58 -247.82 219.8 45.65 -128.59 -10.63 -10.63 158.04 -16.20 -190.44 138.7 -35.54 -209.78 216.58 42.34 -33.28 -33.28 -33.28 184.69 10.45 47.57 47.57 47.57 -41.99 -41.99 6.62 -24.57 6.62 6.62 141.48 -32.76 -207.00 Bảng 10 Xác định tung độ biểu đồ lực cắt (kN) Xác định biểu đồ bao lực cắt Đoạn A-1 1-2 2-B B-3 3-4 4-C C-5 5-6 -44.1 -287.46 80.0 11.06 -58.2 243.5 0.00 -44.1 -112.87 254.6 10.53 -232.3 69.5 0.00 Q3=QG+QP3 168.58 Q4=QG+QP4 207.96 -75.1 -336.64 294.2 50.44 -193.1 58.9 -10.63 -35.8 -279.27 213.0 -30.76 -270.3 286.1 42.34 56.55 -12.9 -82.20 41.0 -28.50 -97.8 254.2 10.45 Q6=QG+QP6 191.41 -52.3 -295.82 121.8 52.35 -16.9 27.5 -41.99 Lực cắt Q1=QG+QP1 199.95 Q2=QG+QP2 25.36 Q5=QG+QP5 36 Qmax 207.96 -12.9 -82.20 294.2 52.35 -16.9 286.1 42.34 Qmin 25.36 -75.1 -336.64 41.0 -30.76 -270.3 27.5 -41.99 Bảng 11 Xác định tung đồ biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt (kN) Biểu đồ bao lực cắt (KN) Hình IV-5 Biều đồ bao lực cắt dầm (kN) IV.6 Tính tốn cốt thép IV.6.1 Tính cốt thép dọc Rb = 8.5MPa Rbt = 0.75MPa Bê tơng B15 có , Rs = 260 MPa Cốt thép dọc dầm sử dụng CB300-V: Rsw = 170 MPa Cốt đai dầm sử dụng CB240-T: Tại tiết diện nhịp Tương ứng với giá trị momen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T Xác định Sf 1 × L = × × 2.2 = 1.1m 6  1 S f ≤  × ( L2 − bdc ) = × (5.9 − 0.3) = 2.8m ⇒ S f = 600mm 2 6 × h ' f = × 0.1 = 0.6m   b ' f = bdc + S f = 300 + × 600 = 1500mm Chiều rộng cánh: b ' f = 1500mm h ' f = 100mm b = 300mm Kích thước tiết diện chữ T ( Xác định vị trí trục trung hịa: , , , h=750mm) 37 Giả thiết anhịp=75mm ⇒ M f = Rb b ' f h ' f ( h0 − h0 = hdc- anhịp =750-75 = 675mm h'f ) = 8.5 ×103 × 1.5 × 0.1 × (0.675 − 0.1 ) = 796.88 KNm M f > M = 457.51KNm Nên trục trung hịa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật có kích thước (bf=1500mm, hdc=750mm) Tiết diện gối Tương ứng với giá trị momen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật có kích thước (bdc=300mm, hdc=750mm) ⇒ Gỉa thuyết: agối = 100mm h0 =hdc- agối= 750-100 = 650mm Kết tính cốt thép dọc dầm sau: Tiết diện M(KNm) αm ξ As (mm2) Nhịp biên AB (1500x750) 457.51 0.079 0.082 2719 1.34% 4Ø25+2Ø22 2723 Gối thứ (B) (300x750) 451.31 0.419 0.597 3807 1.95% 3928 Nhịp BC (1500x750) 293.70 0.051 0.052 1718 0.85% 2Ø25+2Ø22 1742 Gối thứ (C) (300x750) 396.97 0.368 0.487 3105 1.59% 6Ø25 2946 Nhịp CD (1500x750) 318.49 0.055 0.056 1867 0.92% 4Ø25 1963 µ% Chọn thép 8Ø25 Asbt (mm2) Bảng 12 Tính cốt thép dọc cho dầm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: ξ ≤ ξ R = 0.583 α = 0.1% ≤ α m ≤ α max = 2.58% ; 38 → Hợp lý IV.6.2 Tính cốt thép ngang Lực cắt lớn gối: QA = 207.96 KN QBtr = 336.64 KN QBph = 294.2 KN QCtr = 270.3 KN QCph = 286.1KN ; ; ; ; Xác định khả chịu cắt tiết diện bê tơng: Qb = 0.5Rbt × b × h0 = 0.5 × 0.75 ×103 × 0.3 × 0.65 = 73.13KN Q > 73.13KN Kiểm tra điều kiện cấu kiện không bị phá hoại tác dụng ứng suất nén chính: Qmc = 0.3Rb bh0 = 0.3 × 8.5 × 103 × 0.3 × 0.65 = 497.25 KN Qmax ≤ 497.25KN Vậy bê tông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt asw = 78mm Chọn cốt đai Ø10, số nhánh cốt đai n=2, Khoảng cách cốt đai thiết kế: Chọn sw = 100mm đoạn dầm gần gối tựa 2200mm R A qsw = sw sw = 265KN sw Kiểm tra khả chịu cắt cốt đai: Xác định chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: h0 = 650mm ≤ C0 = Rbt bh02 × 0.75 × 0.3 × 0.652 = = 848mm qsw qsw ≤ 2h0 = 1300mm Xác định khả chịu cắt bê tông vùng nén: 1.5Rbt bh02 0.5 Rbt bh0 = 73.13 ≤ Qb = = 168.12 KN ≤ 2.5 Rbt bh0 = 365.63 C0 Xác định khả chịu cắt cốt đai ( Qsw = 0.75qswC0 = 168.1KN h0 ≤ C0 ≤ 2h0 Xác định khả chịu cắt bê tông cốt đai: ) Qbsw = Qb + Qsw = 336.2 KN 39 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện: Q ≤ Qbsw = 336.2 KN  Q ≤ 0.3Rbbh0 = 497 KN Suy ra: QA, , QB (ph), QC thõa Có QB (tr) khơng thõa nên tính tốn cốt xiên sw,max = Rbt bh02 = 300.22mm Q Xác định bước cốt đai lớn cho phép: Để đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt, khoảng cách x i < smax Bố trí lớp cốt xiên Diện tích lớp cốt xiên xác định sau: Q − Qbsw 336.64 × 103 − 336.2 × 103 As ,inc ,i = i = = 400mm o Rs ,inc sin α 170 × sin 45 Bên trái gối B: Tận dụng cốt dọc chịu momen dương nhịp uốn lên gối để chịu momen âm làm cốt xiên chịu lực cắt Bên trái gối B lớp cốt xiên 2d25 có As = 982mm2 lớn 400mm2 Hình IV-6 Bố trí cốt xiên cho gối B 0.75h0 = 487.5mm sw,ct ≤  ⇒ sw,ct = 300mm 500 Bố trí cốt đai cho đoạn nhịp: Chọn s=300mm trọng đoạn 2200mm đoạn dầm IV.6.3 Cốt treo Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm chính: F=P+G-G0= 174.24 + 69.34 - 11.8= 232KN Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn d8 ( asw=50.3mm2), n=2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết: 40 hs ) 232 × 103 × (1 − 245 ) h0 695 = 5.66 m≥ = nasw Rsw × 78 × 170 F (1 − Với: h0 chiều cao có ích tiết diện: h0 = 750 – 55= 695 mm hs khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc: hs = h0 – hdp = 695 – 450 = 245 mm Chọn m=6 đai, bố trí bên dầm phụ đai, đoạn hs=220mm ⇒ khoảng cách cốt treo 50mm IV.7 Biểu đồ vật liệu Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép là: a0, nhịp = 25mm, a0, gối =50mm Khoảng cách thông thủy thép theo phương chiều cao dầm là: → h0 = hdc − abt Xác định abt Tính khả chịu theo công thức sau: ξ= t = 30 mm Rs As → α m = ξ (1 − 0.5ξ ) → [ M ] = α m Rb bh02 Rb bh0 Kết tính tốn tóm tắt bảng sau: Tiết diện Nhịp biên AB (1500x700) Gối B trái (300x700) Cốt thép As (mm2) abt (mm) h0 (mm) 4Ø25+2Ø22 2723 57 697 uốn 2Ø25 2Ø25+2Ø22 1742 37 uốn 2Ø25 2Ø22 760 8Ø25 uốn 2Ø25 6Ø25 M (KNm) ΔM (%) 0.080 0.077 470.97 2.9% 713 0.050 0.049 314.89 36 714 0.022 0.021 139.56 3928 90 660 0.607 0.423 469.53 2946 81 669 0.449 0.348 397.39 ξ αm 4.04% 41 Gối B phải (300x700) Nhịp BC (1500x700) Gối C trái (300x700) Gối C phải (300x700) Nhịp CD (1500x700) cắt 2Ø25 4Ø25 1963 62.5 687.5 0.291 0.249 299.81 uốn 2Ø25 2Ø25 982 62.5 687.5 0.146 0.135 162.75 uốn 2Ø25 6Ø25 2946 81 cắt 2Ø25 4Ø25 1963 uốn 2Ø25 2Ø25 669 0.449 0.348 397.39 62.5 687.5 0.291 0.249 299.81 982 62.5 687.5 0.146 0.135 162.75 2Ø25+2Ø22 1742 37 713 0.050 0.049 314.89 uốn 2Ø25 2Ø22 760 36 714 0.022 0.021 139.56 6Ø25 2946 81 669 0.449 0.348 397.39 uốn 2Ø25 4Ø25 1963 90 660 0.303 0.257 285.77 cắt 2Ø25 2Ø25 982 62.5 687.5 0.146 0.135 162.75 uốn 2Ø25 4Ø25 1742 62.5 687.5 0.258 0.225 271.16 cắt 2Ø25 2Ø25 982 62.5 687.5 0.146 0.135 162.75 4Ø25 1963 65 uốn 2Ø25 2Ø25 982 37.5 685 0.058 0.057 339.40 712.5 0.028 0.028 179.36 7.21% 0.11% 6.56% Bảng 13 Tính khả chịu lực dầm IV.8 Xác định tiết diện cắt lý thuyết Xác định vị trí tiết diện cắt lý thuyết , x xác định theo tam giác đồng dạng Lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, Q lấy đọ dốc biểu đồ bao momen 42 Tiết Than diệ h n thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (KN) Gối 2Ø22 B (6) trái 613.94 318.6 2Ø22 (3) 333.33 294.1 2Ø25 (2) 1585.4 80.01 Gối 2Ø25 C (8) trái 1122.71 97.76 Gối B phả i 43 Gối C 2Ø22 phả (6) i 286.0 962.60 Bảng 14 Xác định vị trí lực cắt tiết diện cắt lý thuyết IV.9 Xác định đoạn kéo dài W W= 0.8Q − Qs ,inc + 5Ø ≥ 20Ø 2qsw W xác định theo công thức: R n.asw qsw = sw Qs ,inc = Rs ,inc As ,inc sin α Rs ,inc = Rsw s ; với 170 × × 78 qsw = = 265KN 100 Cốt đai Ø8a100 thì: Kết tính W tóm tắt bảng sau: Tiết diện Gối B trái Thanh thép Q (KN) As,inc (mm2) Qs,inc (KN) qsw (KN) W tính (mm) 20Ø (mm) W chọn (mm) 2Ø25 (6) 336.65 982 118.04 265 410 500 500 2Ø25 (3) 294.2 0 265 569 500 600 2Ø25 (2) 80 0 265 245 500 500 Gối C trái 2Ø25 (8) 270.3 0 265 533 500 600 Gối C phải 2Ø25 (6) 286.1 0 265 557 500 600 Gối B phải Bảng 15 Xác định đoạn kéo dài dầm IV.10 Kiểm tra neo, nối cốt thép 44 Nhịp biên bố trí 4Ø25+2Ø22 có As = 2723 mm2, neo vào gối 2Ø25 có As =982 mm2 ≥ × 2723 = 908mm As =982 mm2 Nhịp bố trí 2Ø25+2Ø22 có As =1742 mm2, neo vào gối 2Ø25 có ≥ × 1742 = 581mm Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên kê tự 650 mm vào gối 375mm Tại nhịp biên, nối số (2Ø18) số (2Ø25), chọn chiều dài đoạn nối 500mm 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kết cấu bê tông cốt thép (Cấu kiện bản) – Võ Bá Tầm, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [2] Tiêu chuẩn 5574-2018 (Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép) [3] Đồ án môn học kết cấu bê tơng Sàn sườn tồn khối loại dầm theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 356:2005 – Võ Bá Tầm-Hồ Đức Duy 46 47 48