ĐỒ án kết cấu CÔNG TRÌNH bê TÔNG cốt THÉP TÍNH TOÁN bản sàn BẰNG PHẦN mềm SAFE

ĐỒ ÁN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BÊ TƠNG CỐT THÉP  SVTH  MSSV  GVHD  GVBV  HỌC KÌ ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1.1: ĐỀ BÀI 1.2: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 1.3: CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC BỘ PHẬN SÀN 1.3.1: Bản sàn 1.3.2: Dầm 1.4: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 1.4.1: Hoạt tải 1.4.2: Tĩnh tải 1.5: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TỐN CỐT THÉP TRONG BẢN SÀN 1.6: TÍNH TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BẢN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE .15 2.1: KHAI BÁO 15 2.2: MÔ HÌNH 15 2.3: KẾT QUẢ 19 2.3.1: Kết độ võng 19 2.4: NGUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ KHÁC BIỆT CỦA KẾT QUẢ TÍNH TỐN CỦA HAI PHƯƠNG PHÁP 26 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG 28 3.1: CÁC GIẢ THUYẾT 28 3.2: SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỘT 28 3.2.1: Kích thước tiết diện dầm 28 3.2.2: Kích thước tiết diện cột 29 3.3: CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH 41 3.3.1: Tĩnh tải 43 3.3.2: Tải trọng phân bố 43 3.3.3: Tải trọng tập trung nút khung 44 3.3.4: Hoạt tải đứng 52 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG 3.3.5: Hoạt tải ngang (tải trọng gió) 56 3.4: TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC 59 3.4.1: Các trường hợp tải 59 3.4.2: Kết nội lực khung 68 3.5: TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO DẦM, CỘT 71 3.5.1: Vật liệu sử dụng 71 3.5.2: Tính tốn bố trí cốt thép cho dầm 72 3.5.3: Tính tốn bố trí cốt thép cho cột 75 3.6: CHIỀU DÀI NEO CỐT THÉP 94 3.6.1: Chiều dài neo cốt thép sở 94 3.6.2: Chiều dài neo cốt thép tính tốn 94 3.7: NGUYÊN TẮC CẤU TẠO KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 95 3.7.1: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc cho nút khung biên nút khung tầng 95 3.7.2: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc nút khung 97 SVTH: HỒNG THẾ PHONG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1.1: Đề Bảng - Số liệu đề a (m) 1.2: Tải trọng tác dụng lên sàn Hình - Mặt kí hiệu sàn tầng điển hình 1.3: Chọn sơ kích thước phận sàn 1.3.1: Bản sàn D Chiều dày sàn xác định sơ theo cơng thức: hb = m × L1 Trong đó: D hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn, m hệ số phụ thuộc vào dạng sàn, L1 chiều dài nhịp tính tốn Lấy L1 = 4200 (mm), D = 0.8, m = 45 SVTH: NGUYỄN THIÊN PHÚC ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRANG Từ ta có: 1.3.2: Dầm Xác định sơ kích thước dầm: Chiều cao dầm: Chọn dầm có chiều cao hd = 400 (mm) Bề rộng dầm: bd = ( 1 1 ÷ )h d = ( ữ )ì400 = (100 ÷ 200)mm Chọn bề rộng dầm bd = 200 (mm) Vậy dầm có tiết diện b x h = 200x400 (mm) 1.4: Tải trọng tác dụng lên sàn 1.4.1: Hoạt tải Tùy theo công sử dụng phịng mà sàn chịu hoạt tải sử dụng khác Theo TCVN 2737:1995 ta có hoạt tải tác dụng lên ô sàn sau: Bảng - Hoạt tải tác dụng lên ô sàn STT 1.4.2: Tĩnh tải Công trình thường bao gồm tải trọng sau SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Do trọng lượng thân sàn Hình - cấu tạo sàn Bảng - Các lớp cấu tạo sàn STT Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên ô sàn S1, S2, S3, S4, S6, S7 là: 3.508 (kN/m ) (S5 sàn vệ sinh nên tính riêng) Riêng sàn S5 có nhà vệ sinh, ta thiết kế theo ô sàn lật ngược với cao trình sàn cao độ với cao trình đáy dầm (sàn lật ngược) Khi tính tốn tải trọng cho sàn ta phải tính thêm chiều dày lớp vữa trát tạo độ dốc lớp bê tông gạch vỡ Chọn độ dốc %, chiều dài ô sàn 4.2 m, chiều dày trung bình lớp vữa tạo độ dốc là: SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Hình - Cấu tạo sàn vệ sinh 4200 × 0.01 vt = = 21mm = 0.021m  Trọng lượng lớp vữa trát là: gvt = 1.2 × 16 × 0.021 = 0.403 (kN/m ) Bề dày lớp bê tông gạch vỡ là: δgv = − 08 − 015 − 0.02 − 02 − 0.042 − 021 = 202 m  gv =16 kN / m Trọng lượng lớp gạch vỡ là: ggv = 0.202×16×1.2 = 3.878 (kN/m ) Do trọng lượng tường gây ra: Ơ sàn S5 có nhà vệ sinh nên chịu tác dụng tải tập trung tường xây truyền vào, ta quy tải tập trung thành tải phân bố diện tích sàn Tải trọng tường xây: gs = n.γ t b S t ht S lt Với: n =1.1 hệ số vượt tải γt =18kN / m trọng lượng riêng tường xây bt = 100 mm = 0.1 m chiều dày tường xây ht chiều cao tường, ht = 3.6 − 0.08 = 3.52( m) SVTH: HỒNG THẾ PHONG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TƠNG CỐT THÉP TRANG lt chiều dài tường xây, lt = + = 5(m) Từ ta có g Tổng tải trọng tác dụng lên Tải trọng tính tốn Tổng tải trọng STT 1.5: Xác định nội lực tính tốn cốt thép sàn Sơđồ9 Quan điểm tính tốn:  Xem ô đơn, không xét ảnh hưởng ô kế cận SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 90 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Story Cột Load P SRY2 C4 Comb6 789 SRY3 C4 Comb6 632 SRY3 C4 Comb7 764 SRY3 C4 Comb6 632 SRY4 C4 Comb6 482 SRY4 C4 Comb7 576 SRY4 C4 Comb6 482 SRY5 C4 Comb6 332 SRY5 C4 Comb7 390 SRY5 C4 Comb6 332 SRY6 C4 Comb6 182 SRY6 C4 Comb7 204 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 91 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Story Cột Load P SRY6 C4 Comb6 SRY7 C4 Comb6 SRY7 C4 Comb17 SRY7 C4 Comb6 SRY2 C5 Comb5 SRY2 C5 Comb16 SRY2 C5 Comb6 SRY3 C5 Comb5 SRY3 C5 Comb16 SRY3 C5 Comb5 SRY4 C5 Comb5 SRY4 C5 Comb16 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 92 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Story Cột Load P SRY4 C5 Comb5 SRY5 C5 Comb5 SRY5 C5 Comb16 SRY5 C5 Comb5 SRY6 C5 Comb5 SRY6 C5 Comb16 SRY6 C5 Comb5 SRY7 C5 Comb5 SRY7 C5 Comb12 SRY7 C5 Comb5 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 93 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG 3.6: Chiều dài neo cốt thép 3.6.1: Chiều dài neo cốt thép sở Chiều dài neo cốt thép sở tiến hành tính tốn sau: L o , an Trong đó:  As (mm ),us diện tích, chu vi tiết diện ngang cốt thép  Rbond : cường độ bám dính cốt thép tính sau: Rbond = η1η 2Rbt  η1: hệ số kể đến ảnh hưởng loại bề mặt cốt thép, lấy η1 = 2.5 cốt thép không ứng suất trước, cán nóng có gân  η : hệ số kể đến ảnh hưởng đường kính cốt thép, lấy η2 =1 đối đường kính nhỏ 32 mm  Rbt : cường độ chịu nén bê tông  us : chu vi cốt thép 3.6.2: Chiều dài neo cốt thép tính tốn Chiều dài neo cốt thép tính tốn theo u cầu cốt thép, có kể đến giải pháp cấu tạo vùng neo cấu kiện, xác định theo công thức: Lan =αLo , an Trong đó:  Lo , an ( mm) chiều dài neo cốt thép sở  As ( mm ), As ,cf ( mm ) diện tích mặt cắt ngang cốt thép tính tốn thực tế  α hệ số kể đến trạng thái ứng suất bê tông cốt thép Kể đến ảnh hưởng giải pháp cấu tạo vùng neo cấu kiện đến chiều dài vùng neo SVTH: HỒNG THẾ PHONG TRANG 94 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Đối với cốt thép không ứng suất trước, neo có gân với biện pháp neo thẳng neo cốt thép trơn có móc uốn chữ U mà khơng có chi tiết neo bổ sung lấy α = cốt thép chịu kéo lấy α = 0.75 cốt thép chịu nén Dùng cốt thép CB300-V  Bê tông B25 Bảng - 12 chiều dài đoạn neo, nối thép d (mm) 12 14 16 18 20 22 25 3.7: Nguyên tắc cấu tạo khung bê tông cốt thép 3.7.1: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc cho nút khung biên nút khung tầng Neo cốt thép dầm vào cột Tại mép dầm, cốt thép phía kéo neo vào cột đoạn ls lấy sau:  Nếu bảng tổ hợp nội lực dầm biểu đồ bao moment không xuất moment dương mép cột lấy l s ≥ Max (15φmax ,200)( mm)  Trong trường hợp, bảng tổ hợp nội lực dầm biểu đồ bao memnt dương thay chiều dài đoạn neo ls chiều dài đoạn neo lan tính SVTH: HỒNG THẾ PHONG TRANG 95 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Uốn cốt thép cột  Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, chiều dài vùng cấu tạo kháng chấn lcr (chiều dài tới hạn) tính tốn từ biểu thức sau đây:  l cl  lcr = max  h c , , 450  (mm)   Trong đó:  hc = max(bc ,hc )(mm) kích thước lớn tiết diện ngang cột  Lcl (mm)- chiều dài thông thủy cột Khi thay đổi tiết diện cột bé cột dưới:  Nếu tỉ số hcd − hct d hc ≤ bẻ chéo thép cột để chờ nối với thép cột hình bên Hình - 20 Nguyên tắc bố trí thép cột bé cột (1)  Nếu tỉ số hcd − hct d hc > khơng bẻ chéo thép cột cột để chờ nối thép với cột Để tạo đoạn nối thép với cột thi cơng, người ta SVTH: HỒNG THẾ PHONG TRANG 96 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG thường chôn thép chờ từ cột vào dầm neo đoạn lan hình bên Hình - 21 Ngun tắc bố trí thép cột bé cột (2) 3.7.2: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc nút khung Cấu tạo nút góc phụ thuộc vào tỉ số e o h đầu cột Nếu tỉ số lớn yêu cầu neo cốt thép từ dầm vào cột sâu  Khi tỉ số e o h ≤ 0.25 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 97 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Bảng - 22 Quy định uốn cốt thép đầu cột (1)  Khi tỉ số 0.25 < e o h ≤ 0.5 Bảng - 23 Quy định uốn cốt thép đầu cột (2) Khi tỉ số e o h > 0.5 SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 98 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Bảng - 24 Quy định uốn cốt thép đầu cột (3) SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 99 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Cống tác giả , Kết cấu bê tông cốt thép (phần cấu kiện nhà cửa), NXB KHKT – Hà nội, 2012 Nguyễn Đình Cống tác giả , Kết cấu bê tông cốt thép (phần cấu kiện đặc biệt), NXB KHKT – Hà nội, 2012 Bộ xây dựng, TCVN 5574:2018, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất xây dựng – 2012 TCVN 27371995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 100 ... 1.5: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TỐN CỐT THÉP TRONG BẢN SÀN 1.6: TÍNH TỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BẢN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE .15 2.1: KHAI BÁO ... Cơng trình thường bao gồm tải trọng sau SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Do trọng lượng thân sàn Hình - cấu tạo sàn Bảng - Các lớp cấu tạo sàn. .. thái giới hạn II SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 14 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BẢN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2.1: Khai báo Dầm kích thước bxh=200x400 (mm)