BÀI GIẢNG ĐỒ ÁN BTCT 1 - PHẦN SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM

SÀN LOẠI BẢN DẦM

PHẦN I: SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN: 1.1. Mục đích: – Vận dụng tổng hợp và sáng tạo các kiến thức đã học để giải quyết bài toán thiết kế kết cấu BTCT cụ thể. – Sinh viên phải nắm vững kiến thức cơ bản của các môn học: SBVL, CHKC, Vẽ KTXD, Kết cấu BTCT 1 (Chương: Cấu kiện chòu uốn + Sàn phẳng). – Giúp sinh viên nắm được trình tự thiết kế: • Chọn sơ bộ kích thước tiết diện. • Chọn sơ đồ tính. • Xác đònh tính toán tác dụng. • Xác đònh nội lực. • Tổ hợp nội lực. • Tính cốt thép. • Chọn và bố trí cốt thép. • Kiểm tra khả năng chòu lực. • Thể hiện ra bản vẽ. – Rèn luyện khả năng thiết kế + thể hiện bản vẽ. – Rèn luyện tác phong của người thiết kế: chính xác, cẩn thận, trung thực, … 1.2. Nội dung: – Thiết kế 3 kết cấu chòu lực cơ bản: SÀN + DẦM PHỤ + DẦM CHÍNH. – Trình tự thiết kế một kết cấu BTCT bao gồm: 1. Xác đònh sơ đồ tính và nhòp tính toán. 2. Xác đònh tải trọng tác dụng: tónh tãi và hoạt tải, tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán. 3. Xác đònh nội lực và tổ hợp nội lực. 4. Tính toán cốt thép: cốt thép dọc, cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên). 5. Bố trí cốt thép. 6. Biểu đồ vật liệu. 7. Thống kê cốt thép. 8. Thể hiện bản vẽ. – 1 – 1.3. Yêu cầu: Kết quả tính toán trình bày trong 1 quyển thuyết minh và một bản vẽ A1 (840x594)mm. – Yêu cầu đối với thuyết minh: trình bày tính toán cho từng cấu kiện phải đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn, chính xác. – Yêu cầu đối với bản vẽ: • Bố cục bản vẽ hợp lý (Hình 2 .1), thể hiện đúng tiêu chuẩn bản vẽ kỹ thuật. • Thể hiện đầy đủ mặt bằng kết cấu, chi tiết thiết kế các cấu kiện, mặt cắt, kích thước, trục đònh vò … • Bảng thống kê cốt thép, bảng tổng hợp cốt thép và bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. • Người khác đọc có thể hiểu và thi công được. Sơ đồ sàn Các mặt cắt ngang của sàn DẦM PHỤ - Mặt cắt dọc - Biều đồ vật liệu - Các mặt cắt ngang DẦM CHÍNH - Mặt cắt dọc - Biều đồ vật liệu - Các mặt cắt ngang Bản thống kê cốt thép Bản tổng hợp cốt thép Bản chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Ghi chú Khung tên Hình 2.1: Bố cục bản vẽ SVTH GVHD CNBM NGUYỄN VĂN A 80100999 HOÀN THÀNH NGÀY NHẬN MÃ SỐ ĐỀÀØ 1A1a 19/09/2010 19/10/2010 TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH ĐAMH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM ĐIỂM 20 40 20 30 30 20 160 10 10 10 30 60 10 30 Hình 2.2: Khung tên – 2 – – 3 – 2. BẢN SÀN: 1 L =6800 6800 6800 6800 6800 2 3 4 5 6 E 3L =6900 6900 6900 6900 D C B A Tường chòu lực Bản sàn Dầm phụ Dầm chính Cột 1000 1 2 Hình 2.3: Sơ đồ mặt bằng sàn 2.1. Phân loại bản sàn: Giả thiết một nhà công nghiệp có mặt bằng sàn tầng thứ i th như Hình 2 .3. • 2 1 2 L L ≤ : bản làm việc 2 phương – loại bản kê • 2 1 2 L L ≥ : bản làm việc 1 phương – loại bản dầm. trong đó: 2 L là cạnh dài ô bản; 1 L là cạnh ngắn ô bản. Hệ truyền lực trong sàn sườn toàn khối loại bản dầm: Tải trọng → SÀN → DẦM PHỤ → DẦM CHÍNH → CỘT → MÓNG → NỀN – 4 – 2.2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn: Kích thước các bộ phận sàn ∈ nhòp và tải trọng. 2.2.1. Bản sàn: Chiều dày bản sàn b h có thể xác đònh sơ bộ theo công thức sau: 1 minb D h L h m = ≥ trong đó: • D - hệ số ∈ tải trọng 0.8 1.4D = → • m - hệ số ∈ loại bản 30 35 : 40 45 : 10 18 : bản dầm bản kê bản công xôn m →   = →   →  • 1 L là cạnh ngắn ô bản • min h - chiều dày tối thiểu của bản sàn, theo TCXDVN 356 : 2005 thì: min 60 : 50 : 40 : nhà sàn xuất nhà ở và công trình công cộng sàn mái h   =    2.2.2. Dầm: 2.2.2.1. Chiều cao dầm: – Dầm phụ: 1 1 12 16 dp dp h L   = →  ÷   – Dầm chính: 1 1 8 12 dc dc h L   = →  ÷   2.2.2.2. Chiều rộng dầm: 1 1 2 4 b h   = →  ÷   trong đó: • dp L - nhòp dầm phụ, 2dp L L= • dc L - nhòp dầm chính, 1 3 dc L L=  Lưu ý: – 5 – – Kích thước tiết diện nên chọn số chẵn: b h chọn theo bội của 10mm; , , dp dc h h b chọn theo bội số của 50mm. – Kích thước tiết diện chọn sơ bộ phải được kiểm tra sau khi tính được cốt thép. Nếu hàm lượng cốt thép µ không hợp lý sẽ phải thay đổi kích thước tiết diện và tính lại (Hình 2 .4). BẮT ĐẦU CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÍNH CỐT THÉP µ ≈ µ hợp lý CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KẾT THÚC không thỏa thỏa Hình 2.4: Lưu đồ chọn kích thước tiết diện hợp lý 2.3. Sơ đồ tính: Sàn thuộc loại bản dầm, cắt theo phương cạnh ngắn (phương 1 L ) một dải có chiều rộng 1b m= (Hình 2 .3). Sơ đồ tính bản sàn dầm liên tục, nhiều nhòp, gối tựa là các tường biên và dầm phụ. Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhòp tính toán lấy theo mép gối tựa, cụ thể như sau (Hình 2 .5): – Đối với nhòp biên: 0 1 2 2 2 dp b b b Ct L L= − − + – Đối với các nhòp giữa: 0 1 dp L L b= − trong đó: • dp b - bề rộng dầm phụ • t - chiều dày tường chòu lực, lấy 340t mm= • b C - đoạn bản kê lên tường, chọn ( ) max ;120 b b C h≥ – 6 – A L =2090 L =2300 L L b =200 L = 2100 b L h =80 t =340 C ≥ (h ; 120 ) =120 b b 1 0b 0 0 1 1 dp dp b Hình 2.5: Sơ đồ xác đònh nhòp tính toán của bản 2.4. Xác đònh tải trọng: 2.4.1. Tónh tải: Xác đònh trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: ( ) ,s f i i i i g γ γ δ = × × ∑ trong đó: • ,f i γ - hệ số độ tin cậy về tải trọng lớp thứ i th . • i γ - trọng lượng riêng lớp thứ i th . • i δ - chiều dày lớp thứ i th . 2.4.2. Hoạt tải: Hoạt tải tính toán: , c s f p p p γ = × trong đó: • ,f i γ - hệ số độ tin cậy về tải trọng của hoạt tải • c p - hoạt tải tiêu chuẩn. 2.4.3. Tổng tải: Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng 1b m= : ( ) 1 s s s q g p m= + × 2.5. Xác đònh nội lực: Khi chênh lệch giữa các nhòp tính toán 0 10%L∆ ≤ thì nội lực trong bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo được xác đònh như sau: – 7 – – Mômen nhòp giữa và gối giữa: 2 0 16 s q L M = ± – Mômen nhòp biên và gối thứ 2: 2 11 s q L M = ± trong đó: • Tại nhòp biên, lấy 0b L L= • Tại gối thứ 2, lấy ( ) 0 0 max , b L L L=  Lưu ý: Trong bản sàn thông thường, bê tông đã đủ khả năng chòu cắt nên không cần xác đònh lực cắt. g A L 0b L 0 L 0 s p s q L s 0b 2 11 q L s 0b 2 11 ; q L s 0 2 11 max( ) q L s 0 2 16 M Hình 2.6: Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn 2.6. Tính cốt thép: Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chòu uốn tiết diện chữ nhật ( ) 1000 b b h h mm× = × . – Chọn 15a mm= khi 100 b h mm≤ và 20a = khi 100 b h mm> , tính cốt thép theo công thức sau: 0 h h a= − 2 0 m b b M R bh α γ = – Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn: m pl α α ≤ – 8 – Khi: 15 b R MPa≤ thì 0.3 pl α = và 0.37 pl ξ = 25 b R MPa> thì 0.255 pl α = và 0.3 pl ξ = 15 25 b MPa R MPa< < thì phải nội suy pl α và pl ξ – Từ m α ta tính ξ theo công thức: 1 1 2 m ξ α = − − – Diện tích cốt thép cần thiết: 0b b s s R bh A R ξγ = – Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max 0 0.05% s b b pl s A R bh R γ µ µ µ ξ = ≤ = ≤ = – Hàm lượng cốt thép hợp lý: • Đối với loại bản dầm: ( ) 0.3 0.9 % hợp lý µ = → • Đối với loại bản kê: ( ) 0.4 0.8 % hợp lý µ = → – Kết quả tính cốt thép nên lập thành bản sau: Bảng 2.1: Tính cốt thép cho bản sàn Tiết diện M m α ξ s A µ Chọn cốt thép d ( ) mm @ ( ) mm ,s c A ( ) 2 mm m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) trong đó: • b - bề rộng tiết diện, 1000b = ; • h - chiều cao tiết diện, b h h= ; • 0 h - chiều cao có ích tiết diện; • a - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép bê tông chòu kéo; • M - mômen nội lực; • b R - cường độ nén tính toán của bê tông; • b γ - hệ số điều kiện làm việc của bê tông; – 9 – • s R - cường độ chòu kéo tính toán của cốt thép; • , m α ξ - hệ số tính toán cốt thép; • , pl pl α ξ - hệ số điều kiện hạn chế; • s A - diện tích cốt thép chòu kéo; • µ - hàm lượng cốt thép. 2.7. Bố trí cốt thép: – Chọn đường kính cốt thép 1 10 b d h ≤ (thường chọn 6, 8, 10∅ ∅ ∅ ); – Khoảng cách cốt thép 70 @ 200≤ ≤ đối với cốt thép chòu mômen dương (+) và 100 @ 200≤ ≤ đối với cốt thép chòu mômen âm (–); – Chênh lệch diện tích cốt thép: , .100% 5% s s c s s A A A A − ∆ = ≤ ; – Uốn cốt thép theo góc nghiêng 30 0 hoặc tỉ số 1:2; 1 L 2 =6800 6800 6800 6800 6800 2 3 4 5 6 E 3L =6900 6900 6900 6900 D C B A 1 C C A A B B D D vùng giảm cốt thép Hình 2.7: Vùng giảm cốt thép – 10 – [...]... , ic - độ cứng đơn vò của dầm, cột; • I d , I c - mômen quán tính của tiết diện dầm, cột • Ld , Lc - chiều dài dầm, cột; • E - mô đun đàn hồi vật liệu Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi, nhòp tính toán lấy theo trục, cụ thể: L = 3L1 Chọn đoạn dầm chính kê lên tường bằng chiều dày tường: Cdc = t = 340mm hdc t L1 L1 L1 L1 L1 3L1 A P P G B G 3L1 P P G 3L1 A L1 L1 3L1 C G 3L1 B Hình 4 .15 : Sơ đồ tính... Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác đònh như sau: Q = α × qdp × L trong đó: α - hệ số cho trên Hình 3 13 – 15 – 4 5 6 7 0 .15 L 0b 0 .15 L 0 8 10 9 0 .15 L 0 12 0 .15 L 0 0.5L 0 0.4 11 0.0625 0.425L 0b 3 M 0.0625 2 0.0625 1 0.0 910 0 0.0 715 k.L0b 0.5L 0 Q 0.5 0.5 0.5 0.6 Hình 3 .13 : Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ 3.4 Tính cốt thép: 3.4 .1 Cốt dọc: Dầm được đổ toàn khối với bản sàn nên... 3 3 @ 2 @ 1 2 1 bdp L0 3 – 12 – L0 3 Phương án 2: khi nhòp 1 và nhòp 2 khác bước cốt thép ( @1 ≠ @ 2 ) αL 0b L 0b/6 αL 0 L 0/6 L0b /6 αL 0 αL 0 L 0/6 L 0/6 hb≥80 As,pb bdp L0b bdp L0 5 @2 @ 1 1 3 4 2 3 Hình 2 .11 : Bố trí cốt thép trong bản sàn – 13 – L0 3 3 DẦM PHỤ: 3 .1 Sơ đồ tính: Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính là dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm chính (Hình 3 12 ) hdp 220... của dầm chính – 18 – 3L1 C 4.2 Xác đònh tải trọng: Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dạng lực tập trung L1 bdc h b S0 h dp L1 /2 L1 h dc L1 /2 L1 Hình 4 .16 : Xác đònh tải trọng tác dụng lên dầm chính 4.2 .1 Tónh tải:  Trọng lượng bản thân dầm chính: G0 = γ f , g × γ bt × bdc × S0 trong đó: • γ f , g - hệ số độ tin cậy về tải trọng, γ f , g = 1. 1 ; • γ bt -. .. của dầm phụ) – Độ vươn của bản cánh S f : 1 1 nhòp tính toán của dầm: × ( 3L1 ) 6 6  1 1 S f ≤  khoảng cách hai mép trong của dầm: × ( L2 − bdc ) 2 2 6 × h′f   – Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán: b′f = bdc + 2S f Sf b dc hdp hdp h'f b'f bdc Sf a) Khi bản cánh chòu nén b) Khi bản cánh chòu kéo Hình 4 .19 : Tiết diện tính toán cốt thép của dầm chính 4.4.2 Cốt ngang: Giá trò lực cắt trong dầm. .. cốt thép nhòp vào gối tựa: L ≥ 10 d h -ba 0 2.5 ∅ 7 5 Ø: uốn tay 4 5 Ø: uốn máy a) 0 0 30° hb - 2a b 2 2(h - 1. 73(hb-2a0) – 11 – Hình 2.9: Quy cách uốn cốt thép trong bản sàn Chú thích: – Các đoạn chiều dài lấy theo bội số của 10 mm; a0 = 10 mm khi hb ≤ 10 0mm – Chọn  a0 = 15 mm khi hb > 10 0mm  Cách bố trí cốt thép trong bản sàn được thể hiện trên Hình 2 10 , Hình 2 11 Trong đó, hệ số α được lấy như... nên khi tính cốt thép xem một phần bản cánh cùng tham gia chòu lực với sườn Tùy theo giá trò mômen âm hay dương mà có thể xét hay không xét bản cánh trong tính toán Sf bdp Sf a) Khi bản cánh chòu uốn hdp hdp h'f b'f bdp b) Khi bản cánh chòu kéo Hình 3 .14 : Tiết diện tính toán cốt thép của dầm phụ 3.4 .1. 1 Tại tiết diện ở nhòp: Tương ứng với tiết diện chòu mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chòu nén nên... với sườn, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T  Xác đònh độ vươn của bản cánh S f : 1 1  6 nhòp tính toán của dầm: 6 × ( L2 − bdc )  1 1 S f ≤  khoảng cách hai mép trong của dầm: ( L1 − bdp ) 2 2 6 × h f ′    Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán: b′f = bdp + 2S f – 16 –  Xác đònh vò trí trục trung hòa: h′   M f = γ b Rbb′f h′f  h0 − f ÷ 2   – Nếu M ≤ M f thì trục trung hòa qua cánh,... S0 - diện tích xác đònh trọng lượng bản thân dầm chính: S0 = ( hdc − hb ) L1 − ( hdp − hb ) bdp  Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: G1 = g dp × L2  Tổng tónh tải tính toán: G = G0 + G1 4.2.2 Hoạt tải:  Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: P = pdp × L2 4.3 Xác đònh nội lực: Đối với dầm chính cần tiến hành tổ hợp nội lực để xác đònh giá trò nội lực nguy hiểm cho từng tiết diện (Hình 4 17 ) 4.3 .1 Biểu đồ. .. Tónh tải:  Trọng lượng bản thân dầm phụ: g 0 = γ f , g × γ bt × bdp × ( hdp − hb ) trong đó: γ f , g - hệ số độ tin cậy về tải trọng, γ f , g = 1, 1 ; γ bt - trọng lượng riêng cũa bê tông, γ bt = 25 kN 3 m – 14 –  Tỉnh tải từ bản sàn truyền vào: g1 = g s × L1 Vậy, tổng tónh tải: g dp = g 0 + g1 3.2.2 Hoạt tải: Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào: pdp = ps × L1 3.2.3 Tổng tải: Tải trọng tổng cộng: . mặt cắt ngang của sàn DẦM PHỤ - Mặt cắt dọc - Biều đồ vật liệu - Các mặt cắt ngang DẦM CHÍNH - Mặt cắt dọc - Biều đồ vật liệu - Các mặt cắt ngang Bản thống kê. ĐỀÀØ 1A1a 19 /09/2 010 19 /10 /2 010 TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH ĐAMH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM ĐIỂM 20