ĐỒ ÁN BTCT đạ học nha trang

1. Giới thiệu đồ án 1.1. Mục đích Đồ án môn học kết cấu bê tông “ sàn sườn toàn khối loại bản dầm” , tạo điều kiện cho sinh viên ngành xây dựng, vận dụng tổng hợp và sáng tạo các kiến thức đã học để giải quyết bài toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cụ thể. Sinh viên được yêu cầu thiết kế hệ thống kết cấu sàn và dầm của một công trình nhà công nghiệp. Để làm tốt đồ án này, sinh viên cần phải nắm chắc kiến thức cơ bản của các môn học : sưc bền vật liệu, cơ học kết cấu, vẽ kỹ thuật xây dựng, và đăc biệt là giáo trình kết cấu bê tông cốt thép 1 và 2. Đồ án giúp sinh viên nắm được trình tự thiết kế một kết cấu bê tông cốt thép, từ bước chọn sơ bộ kích thước tiết diện, chọn sơ đồ tính, xác định tải trọng tác dụng, xác định nội lực, tôt hợp nội lực, tính cốt thép, chọn và bố trí cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo, kiểm tra khả năng chịu lực đến việc thể hiện các kết quả tính toán thanhg bản vẽ chi tiết có thể thi công được. Qua quá trình làm đồ án, sinh viên còn có dịp rèn luyện kỹ năng thiết kế và nhất là khả năng thể hiện bản vẽ kết cấu. Đây là kỹ năng rất quan trọng đối với người kỹ sư xây dựng, đồng thời là dịp để rèn luyện tác phong của người thiết kế : chính xác, cẩn thận, trng thực .. Đây là những đức tính cần thiết đối với người cán bộ thiết kế công trình. 1.2. Nội dung

GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT PHẦN : SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO N BTCT - Gạch 200x200x20 - Vữa xi măng cát dày 20 - Bê tông cốt thép - Vữa tam hợ p dày 15 B15 AI AII E (KN/) 23 x 21 x 21 x (KN/) 25 78 78 (KN/) 19030 300000 400000 (KN/) 236250 294000 Giới thiệu đồ án 1.1 Mục đích Đồ án mơn học kết cấu bê tơng “ sàn sườn tồn khối loại dầm” , tạo điều kiện cho sinh viên ngành xây dựng, vận dụng tổng hợp sáng tạo kiến thức học để giải tốn thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép cụ thể Sinh viên yêu cầu thiết kế hệ thống kết cấu sàn dầm cơng trình nhà công nghiệp Để làm tốt đồ án này, sinh viên cần phải nắm kiến thức môn học : sưc bền vật liệu, học kết cấu, vẽ kỹ thuật xây dựng, đăc biệt giáo trình kết cấu bê tơng cốt thép Đồ án giúp sinh viên nắm trình tự thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, từ bước chọn sơ kích thước tiết diện, chọn sơ đồ tính, xác định tải trọng tác dụng, xác định nội lực, tơt hợp nội lực, tính cốt thép, chọn bố trí cốt thép chịu lực cốt thép cấu tạo, kiểm tra khả chịu lực đến việc thể kết tính tốn thanhg vẽ chi tiết thi cơng Qua q trình làm đồ án, sinh viên cịn có dịp rèn luyện kỹ thiết kế khả thể vẽ kết cấu Đây kỹ quan trọng người kỹ sư xây dựng, đồng thời dịp để rèn luyện tác phong người thiết kế : xác, cẩn thận, trng thực Đây đức tính cần thiết người cán thiết kế cơng trình 1.2 Nội dung Nội dung chủ yếu đồ án tính tốn thiết kế ba kết cấu chịu lực cở cơng trình : bàn sàn, dầm phụ dầm Kết cấu cột móng, sinh viên tính tốn thiết kế đồ án môn học kết cấu bê tông Trình tự thết kế kết cấu bê tơng cốt thép bao gồm : - Xác định sơ đồ tính ( sơ đồ khớp dẻo hay sơ đò đàn hồi) nhịp tính tốn SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT - Xác định tải trọng tác dụng : tĩnh tải hoạt tải, tỉa trọng tiêu chuẩn tải trọng tính tốn - Xác định nội lucwc tổ hợp nội lực - Tính tốn cốt thép: cốt dọc cốt ngang ( cốt đai, cốt xiên) - Bố trí cốt thép - Biểu đồ vật liệu - Thống kê cốt thép - Thể vẽ 1.3 Yêu cầu Kết tính tốn thiêt kế trình bày trong thuyết minh vẽ A1 (594x840) Yêu cầu thuyết trình : đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn, trình tự tính tốn cho cấu kiện, kết tính tốn phải xác Yêu cầu vẽ : bố cụ vẽ phải hợp lý, thể tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật, thể đầy đủ mặt kết cấu, chi tiết thiết kế cấu kiện, mặt cắt, kích thước, trục định vị… có bảng thống kê cốt thép, bảng tổng hợp cốt thép bảng chi tiêu kinh tế kỹ thuật Bản vẽ phải thể cho người khác đọc hiểu thi cơng Bản sàn 2.1 Phân loại sàn Xét tỉ số hai cạnh ô = = 1.2 , nên thuộc kê cạnh, làm việc phương 2.2 Chọn sơ kích thước phận sàn Kích thước tiết diện cac phận sàn phụ thuộc vào nhịp tải trọng tác dụng 2.2.1 Bản sàn Chiều dày sàn xác định theo sơ theo công thức sau : =≥ Sơ chọn chiều dày sàn phòng ngủ : = = 3.8 = 0,08 (m) = 80(mm) ≥ = 50 (mm) Sơ chọn chiều dày sàn công xôn : = = 1,2 = 0,08 (m) = 80 (mm) ≥ = 50 (mm) Sàn hành lang chọn nhỏ để thuận tiện cho thi công ta chọn80(mm) 2.2.2 Dầm  Chiều cao dầm Dầm : = = = 0,33 (m) 300 (mm)  Dầm phụ = = 3.8 = 0.23 (m) 200 (mm)  Chiều rơng dầm : = =× 0,3 = 0,15 (m) 200 (mm) = = × 0,2 = 0.1 (m) 150 (mm) 2.3 Xác định tải trọng SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT 2.3.1 Tĩnh tải Xác định trọng lượng than lớp cấu tạo sàn : = (× ) Lớp cấu tạo Gạch Vữa xi măng cát Vữa tam hợp Trọng lượng riêng (kN/) Trị tiêu chuẩn (kN/) 20 18 20 15 Tổng cộng Chiều dày(mm) Hệ số độ tin cậy tải trọng Trị tính tốn (kN/) 0.36 1.1 0.396 16 0.32 1.3 0.416 18 0.27 0.95 1.3 - 0.351 1.163 2.3.2 Hoạt tải Hoạt tải tính tốn Loại phịng ( kN/) Hệ sốvượt tải ( kN/) Phòng ngủ 1.5 1.3 1.95 Hành lang 1.2 4.8 Tổng 9.5 6.75 2.3.3 Tổng tải Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b = m = ( + ) = 1.163 + 6.75 = 7.913 (kN/) 2.4 Xác định nội lực : dùng phần mềm Safe ta có nội lực sau : 5.4KN.m = 7.8KN.m 2.5 Tính cốt thép  Tính cốt thép cho nhịp (thép sàn) Tính cốt thép theo tốn chịu uốn tiết diện hình chữ nhật b x h = x (m) = x 0.08 (m) Chọn a = 0.025 (m) = h – a = 0.08 – 0.025 = 0.055 (m) = = = 0.105 = 0.11 = = = 4,57× = 457 ( SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Khoảng cách thép sàn + @ = = = 0.12 (m) = 120(mm) @ = 120 (mm) Kiểm tra hàm lượng cốt thép = 0.415% 1.4%  Tính cốt thép cho gối.(thép mũ) Tính cốt thép theo tốn chịu uốn tiết diện hình chữ nhật b x h = x (m) = x 0.08 (m) Chọn a = 0.025 (m) = h – a = 0.08 – 0.025 = 0.055 (m) = = = 0.3 = 0.37 = = = 6.18× =618( - Khoảng cách thép gối + @ = = = 0.077(m) = 0.77(cm) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép = % 1.12% 2.6 Bố trí cốt thép  Tính bề rộng ×( - ) ×( - )  Sàn ngủ × ( - ) = ×(4,7 – 0.2 ) = 0.75m × ( - ) = ×(3,8 – 0.15 ) = 1,825 m = ×0.08 = 0.48m m 1.4m  Sàn hành lang × ( - ) = ×(3.8 – 0.2 ) = 0,6 m × ( - ) = ×(1.2 – 0.15) = 0,525 m = ×0.08 = 0.48m m 1.1m Cầu thang 3.1 Hoạt tải tính tốn cầu thang SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT ( kN/) Cầu thang Tổng hoạt tải cầu thang : = 3.6 = 6.912(KN/ Hệ sốvượt tải 1.2 ( kN/) 3.6 Tổng tĩnh tải cầu thang : = 1.163 = 2.233(KN/) Dầm 4.1 Xác định nội lực 4.1.1 Xác định momen mép gối Moment lực cắt Trục 1: Moment M1 M2 M3 M4 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT M5 M6 M7 M8 M SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Các biểu đồ thành phần biểu đồ bao momen M1 Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục 1) Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Lực cắt Q1 Q2 Q3 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q Các biểu đồ thành phần biểu đồ bao lực cắt M1 Moment lực cắt Trục 2: Moment M1 M2 M3 M4 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 10 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT M5 M6 M7 M8 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 11 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT M Các biểu đồ thành phần biểu đồ bao momen M2 Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục 2) Chọn cốt thép m % Chọn 0,103 172 0,41 212 226 0,124 0,133 222 0,41 212 226 17,76 0,138 0,149 249 0,61 312 339 Gối trái C 23,06 0,179 0,199 332 0,61 312 339 Gối phải C 19,38 0,15 0,163 272 0,61 312 339 Nhịp CD 12,03 0,094 0,099 165 0,41 212 226 Gối trái D 19,38 0,15 0,163 272 0,61 312 339 Tiết diện M (kNm) Gối trái B 12,63 0,098 Gối phải B 15,97 Nhịp BC SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 m 12 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Gối phải D Nhịp DE 10,31 0,08 0,083 138 0,41 212 226 Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Gối trái E 7,46 0,058 0,059 99 0,41 212 226 Gối phải E 8,47 0,066 0,068 113 0,41 212 226 Nhịp EF 10,42 0,08 0,083 138 0,41 212 226 Gối trái F 9,66 0,075 0,078 130 0,41 212 226 Gối phải F 8,8 0,068 0,07 117 0,41 212 226 Nhịp FG Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Lực cắt : Q1 Q2 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 13 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q3 Q4 Q5 Q6 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 14 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q7 Q8 Q Các biểu đồ momen thành phần biểu đồ bao momen Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục 3) Chọn cốt thép Tiết diện M (kNm) Gối trái B 9,49 0,074 0,077 m % Chọn 128 0,41 212 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 m 226 15 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Gối phải B 10,95 0,085 0,089 147 0,41 212 226 Nhịp BC 11,37 0,088 0,092 153 0,41 212 226 Gối trái C 14,2 0,11 0,117 195 0,41 212 226 Gối phải C 11,74 0,09 0,094 157 0,41 212 226 Nhịp CD 7,55 0,06 0,062 104 0,41 212 226 Gối trái D Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt Gối phải D Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt Nhịp DE Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Gối trái E Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Gối phải E Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Nhịp EF Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Gối trái F Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Gối phải F Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Nhịp FG Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục B) Chọn cốt thép Tiết diện M (kNm) Gối trái 8,15 0,06 0,062 m % Chọn 103 0,41 212 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 m 226 16 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Gối phải 13,33 0,1 0,11 184 0,41 212 226 Nhịp 23 13,81 0,11 0,12 200 0,41 212 226 Gối trái Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục C) Chọn cốt thép m % Chọn 0,11 184 0,41 212 226 0,12 0,13 217 0,41 212 226 0,13 0,14 234 0,41 312 339 Tiết diện M (kNm) Gối trái 13,02 0,1 Gối phải 15,75 Nhịp 23 16,08 Gối trái m Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục D) Chọn cốt thép Tiết diện M (kNm) Gối trái 9,66 0,075 Gối phải 10,76 0,085 m % Chọn 0,078 130 0,41 212 226 0,089 147 0,41 212 226 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 m 17 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Nhịp 23 Gối trái 9,18 0,071 0,074 124 0,41 212 226 Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục E) Chọn cốt thép m % Chọn 0,078 130 0,41 212 226 0,085 0,089 147 0,41 212 226 0,071 0,074 124 0,41 212 226 Tiết diện M (kNm) Gối trái 9,46 0,075 Gối phải 10,85 Nhịp 23 9,18 Gối trái m Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm ( trục F) Chọn cốt thép m % Chọn 0,062 104 0,41 212 226 0,09 0,094 157 0,41 212 226 0,09 0,094 157 0,41 212 226 Tiết diện M (kNm) Gối trái 7,26 0,06 Gối phải 11,9 Nhịp 23 11,91 Gối trái m Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 18 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Tính cốt thép dọc cho dầm Phụ ( trục G) Vì moment bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) Tính cốt thép dọc cho dầm Phụ ( trục A) Vì moment q bé nên bố trí theo thép cấu tạo (412 chạy xuyên suốt ) 4.2 Tính cốt thép Bê tơng có cấp độ bền chịu nén B15 : = 8500 kN/ , 750 kN/ Cốt thép dọc dầm sử dụng loại AII : 280000 kN/ Cốt thép đai dầm sử dụng loại AI : 175000 kN/ - Tính cốt ngang Lực cắt lớn gối C : = 29,85 KN Kiểm tra điều kiện tính tốn: (1 + + ) b (1 + + 0).0.75 0,2.0,275 = 24,75 KN Q = 29,85 KN 24,75 KN Cần tính cốt ngang chịu lực cắt d8 ( = 50 m), số nhánh đai n = Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo : Chọn s = 100 mm, bố trí đoạn = 3800 mm gần gối tựa Kiểm tra : = + = + = 1,228 1,3 = – = – 0,01.8,5 = 0,915 0,3 b = 0,3.1,228.0,915.8,5 0,2.0,275 = 157,59 KN Q < 157,59 KN Kết luận : dầm không bị phá hoại ứng suất nén Bố trí cốt đai cho đoạn dầm nhịp : Chọn S = 200 mm - Cốt treo : Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm : SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 19 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT F=P+GTính tãi : Trọng lượng thân dầm = = 1,1.25.0,2.(1,4.0,3 – (0,08.4.1,4 – 0,12.0,15)) = 1,595 KN Từ dầm phụ truyền lên dầm = = 4,915.4,7 = 23,1 KN : G = + = 1,595 + 23,1 = 24,695 KN Hoạt tải : P = = 18,24.4,7 =85,728 KN F = P + G - = 85,728 + 24,695 – 1,595 = 108,838 KN ốt treo dạng đai, chọn d10 ( = 79 m), số nhánh đai n = Số lượng cốt treo cần thiết : = = 2,86 m = đai, bố trí bên dầm phụ đai 4.3 Biểu đồ bao vật liệu Biểu đồ bao vật liệu cho trục SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 20 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Biểu đồ bao vật liệu cho trục C 4.3.1 Tính khả chịu lực tiết diện Trình tự tính sau :Tại tiết diện xét , cốt thép bố trí có diện tích Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc = 25mm = 40mm Xác định = Tính khả chịu lực theo thông số sau : = = (1 – 0,5.) = Tính khả chịu lực dầm phụ ( trục ) Tiêt diện Gối trái B Cốt thép m mm mm 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 B 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp BC 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái C 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 21 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT C Nhịp CD 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái D 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 D 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp DE 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái E 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 E 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp EF 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái F 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 F 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp FG 226 31 269 0.138 0.128 15.745 212 Tính khả chịu lực dầm ( trục ) Tiêt diện Gối trái B Cốt thép m mm mm 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 B 226 46 254 0.146 0.135 14.806 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 22 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Nhịp BC 312 Cắt d12 2d12 339 226 31 31 269 269 0.207 0.138 0.186 0.128 22.88 15.745 Gối trái C 312 Cắt d12 2d12 339 226 46 46 254 254 0.219 0.146 0.195 0.135 21.387 14.806 Gối phải 312 Cắt C d12 2d12 339 226 46 46 254 254 0.219 0.146 0.195 0.135 21.387 14.806 Nhịp CD 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái D 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 D 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp DE 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái E 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 E 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp EF 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Gối trái F 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải F 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 23 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Nhịp FG 212 226 31 269 0.138 0.128 15.745 Tính khả chịu lực dầm ( trục C ) Tiêt diện Gối trái Cốt thép m mm mm 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Gối phải 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 Nhịp 23 312 Cắt d12 2d12 339 226 31 31 269 269 0.207 0.138 0.186 0.128 22.88 15.745 Gối trái 212 226 46 254 0.146 0.135 14.806 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 24 ... Giới thiệu đồ án 1.1 Mục đích Đồ án mơn học kết cấu bê tơng “ sàn sườn toàn khối loại dầm” , tạo điều kiện cho sinh viên ngành xây dựng, vận dụng tổng hợp sáng tạo kiến thức học để giải toán thiết... HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT M5 M6 M7 M8 M SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Các biểu đồ thành phần biểu đồ bao momen M1 Tính cốt thép dọc cho... MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 SVTH : HỒ HUYNH MSSV : 52132105 GVHD : LÊ THANH CAO ĐỒ ÁN BTCT Q Các biểu đồ thành phần biểu đồ bao lực cắt M1 Moment lực cắt Trục