Đồ án kết cấu bê tông cốt thép dành cho sinh viên khối ngành xây dựng dân dụng và cao tầng. Giúp các bạn tham khảo những kiến thức liên quan như khối lượng công việc trong đồ án, cách chọn loại sàn, cắt thép dầm, và uốn thép dầm chính...
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 22 Tháng 12 năm 2021 MỤC LỤC BÀI THUYẾT MINH 1 Sơ đồ sàn Vật liệu Chương 1: TÍNH TOÁN BẢN SÀN I Phân loại sàn Sơ đồ tính nhịp tính tốn 3 Xác định tải trọng 3.1 Tĩnh tải 3.2 Hoạt tải 3.3 Tổng tải Xác định nội lực 5 Tính tốn cốt thép 6 Chọn bố trí cốt thép Chương 2: TÍNH TỐN DẦM PHỤ SƠ ĐỒ TÍNH XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 10 2.1 Tĩnh tải 10 2.2 Hoạt tải 10 2.3 Tổng tải 10 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 10 3.1Biểu đồ bao môment 10 3.2.Biểu đồ bao lực cắt 11 TÍNH CỐT THÉP 12 4.1 Tại tiết diện nhịp 12 4.2 Tại tiết diện gối 14 TÍNH CỐT NGANG 15 TÍNH TỐN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU 17 Chương 3: TÍNH TỐN DẦM CHÍNH 23 Sơ đồ tính 23 Xác định tải trọng 23 2.1 Tĩnh tải 24 2.2 Hoạt tải 24 Tính vẽ biểu đồ bao nội lực 24 3.1 Xác định biểu đồ moment cho trường hợp tải 25 3.2 Xác định biểu đồ bao momen 27 3.3 Xác định momen mép gối 29 3.4 Xác định biểu đồ bao lực cắt 29 Tính tốn cốt thép 30 4.1 Tính tốn cốt thép chịu uốn 30 4.2 Tính tốn cốt thép chịu cắt 33 4.3 Tính tốn cốt xiên 35 4.4 Biểu đồ bao vật liệu 37 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT BÀI THUYẾT MINH Sơ đồ sàn Cho cơng trình có mặt dầm sàn điển hình vẽ, chịu tác dụng hoạt tải tiêu chuẩn ptc Hình 1.1 Sơ đồ mặt sàn (Sơ đồ 1) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT Vật liệu Cốt thép: - Thép CB240-T (Ø ˂ 10) : Rs = Rsc = 210 MPa - Thép CB300-V (Ø ≥ 10) : Rs = Rsc = 260 MPa Bê tông cấp độ bền : B20, Rb =11.5 ; Rbt = 0.9; Eb = 27.5.103 MPa Kích thước: L1 = 2.2m; L2 = 6.2m Hoạt tải: ptc = 1000 Kg/m2 = 10 kN/m2; hệ số vượt tải n = 1.2 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT Chương 1: TÍNH TỐN BẢN SÀN Phân loại sàn Xét tỉ số cạnh ô bản: L2 6.2 = = 2.818 > cạnh sàn liên kết với dầm L1 2.2 => Vậy xem sàn làm việc phương theo phương cạnh ngắn Sơ đồ tính nhịp tính tốn - Xác định sơ chiều dày sàn: Hb = D 1.4 L1 = 2200 = 102mm m 30 Trong D = 1.4 phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản, D =0.8 ÷ 1.4 với tải trọng trung bình m = 30 (phụ thuộc vào liên kết với kê cạnh m = 30÷35, với dầm m = 30÷35) → Chọn Hb = 100mm - Bản làm việc dầm liên tục nhiều nhịp Tính tốn theo sơ đồ có xét đến biến dạng dẻo, nhịp tính tốn xác định sau: + Nhịp dầm phụ L2 = Ldp = 6200mm h dp = 1 L2 = 6200 = (387.5 : 516.67)mm (12 16) (12 16) → Chọn hdp=450mm bdp = 1 h dp = 450 = (112.5 225)mm (2 4) (2 4) → Chọn bdp=200mm Vậy kích thước dầm phụ bdp hdp= 200500 (mm) + Nhịp dầm L1 = Ldc = 2200mm h dc = 1 3L1 = 6600 = (550 825)mm (8 12) (8 12) → Chọn hdc=700mm bdc = 1 h dc = 700 = (175 350)mm (2 4) (2 4) → Chọn bdc = 300mm Vậy kích thước dầm phụ bdc hdc= 300700 (mm) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT + Nhịp giữa: L0 = L1 - bdp = 2200 - 200 = 2000mm + Nhịp biên: L0b = L1 − 3 bdp = 2200 − 200 = 1900mm 2 Hình 1.2 Sơ đồ tính sàn - Để tính tốn, cắt theo phương cạnh ngắn L1, dải b = 1m để tính tốn Xác định tải trọng 3.1 Tĩnh tải Hình 1.3 Các lớp cấu tạo sàn Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: g s = ( i i n gi ) STT Kết tính tốn trình bày bảng sau: Bảng 1.1 Kết tính tốn tĩnh tải tính tốn gtts Hệ số Chiều dày γi gtc Vật liệu vượt tải δi(mm) (kN/m3) (kN/m2) ngi Gạch Ceramic 10 20 0.2 1.2 Vữa lót 20 20 0.4 1.3 Sàn BTCT 100 25 1.1 Vữa trát 15 18 0.27 1.3 gtt (kN/m2) 0.24 0.52 2.75 0.351 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT STT Vật liệu Chiều dày δi(mm) γi (kN/m3) gtc (kN/m2) Hệ số vượt tải ngi Tổng tĩnh tải tính tốn gtts 3.2 Hoạt tải Hoạt tải tính tốn: ptts = ptc × n = 10 × 1.2 = 12 (kN/m2) → Tổng hoạt tải tác dụng lên sàn có bề rộng b = 1m 3.3 Tổng tải q = (gtts + ptts)b = (3.861 + 12) × = 15.861 (kN/m2) Xác định nội lực -Momen lớn nhịp biên: M max qL20b 15.8611.92 = = = 5.205(kN m) 11 11 - Momen lớn gối thứ 2: M max qL20 15.861 22 =− =− = −5.768(kN m) 11 11 - Momen lớn gối nhịp giữa: M max = qL20 15.861 22 = = 3.965(kN m) 16 16 gtt (kN/m2) 3.861 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT Hình 1.4 Biểu đồ moment Tính tốn cốt thép - Dãy sàn cắt dùng để tính tốn có bề rộng b = 1m nên tiết diện tính tốn b = 100cm = 1000mm - Giả thiết a = 25mm → h0 = hb - a = 100 – 25 = 75mm m = m = M Rbbh02 ; = − − 2 m ; As = Rbbh0 R s M M 5.768 106 = = = 0.089 Rbbh02 11.5 1000 702 11.5 1000 752 = − − 2 m = − − 0.089 = 0.093 R = As = 1+ 0.8 = Rs / Es b2 0.8 = 0.615 210 / (2 105 ) 1+ 0.0035 b Rbbh0 11.5 1000 70 0.093 11.5 1000 75 = = = 381(mm ) Rs 210 210 Chọn Ø8a130 có As = 387 (mm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min = 0.1% = As R 0.615 11.5 max = R b 100% = 100% = 3.37% bh0 Rs 210 * Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0 - Chọn lớp Bê tông bảo vệ a0 = 25mm - Đối với thép ϕ8 : att=25+0.5×8=29mm -> h0=71mm Thỏa điều kiện ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT Bảng 1.2 Kết tính tốn cốt thép bàn sàn Cốt thép chọn M b h0 As Vị trí αm ξ Asc (mm2) Ø, a(mm) (mm2) μ (%) (kN.m) (mm) (mm) Biên 5.025 1000 75 0.08 0.083 340 Ø8a140 359 0.45 Gối 5.768 1000 75 0.09 0.093 381 Ø8a130 387 0.5 3.965 1000 75 0.06 0.063 258 Ø8a190 265 0.35 Nhịp Gối Chọn bố trí cốt thép Cốt thép chịu momen âm theo cấu tạo: Cần phải đặt cốt thép chịu moment âm vùng chịu moment âm mà lúc tính tốn bỏ qua: dọc theo gối biên (trong tính tốn xem gối tự do) vùng phía dầm (trong tính tốn bỏ qua làm việc theo phương cạnh dài) để tránh nứt tăng độ cứng tổng thể Ta có: 𝑃𝑠𝑡𝑡 12 𝑝𝑠 = = 3.1 → ≥ → 𝑐ℎọ𝑛 𝛼 = 1/3 𝑔𝑠𝑡𝑡 3.861 𝑔𝑠 Đoạn vươn cốt thép mũ (Gối 2) +Phải: 𝛼 × 𝐿0 = × 2000 = 666.667 (𝑚𝑚) → 𝑐ℎọ𝑛 670(𝑚𝑚) +Trái: 𝛼 × 𝐿0𝑏 = × 1900 = 633.33(𝑚𝑚) → 𝑐ℎọ𝑛 640(𝑚𝑚) Đoạn vươn cốt thép mũ (Gối giữa) +Phải: 𝛼 × 𝐿0 = +Trái: 𝛼 × 𝐿0 = 4 × 2000 = 500 (𝑚𝑚) → 𝑐ℎọ𝑛 500(𝑚𝑚) × 2000 = 500(𝑚𝑚) → 𝑐ℎọ𝑛 500(𝑚𝑚) Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa với điều kiện: Lan 10d = 10 = 80 → chọn Lan = 80(mm) ... biên dọc theo dầm Cốt thép tính toán cốt thép chịu lực theo phương cạnh ngắn ô Thép sàn đặt thành lưới, cần phải chọn cốt thép phân bố cho sàn (đặt vng góc với thép chịu lực, với thép chịu lực tạo... Hình 1.1 Sơ đồ mặt sàn (Sơ đồ 1) ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT Vật liệu Cốt thép: - Thép CB240-T (Ø ˂ 10) : Rs = Rsc = 210 MPa - Thép CB300-V (Ø ≥ 10) : Rs = Rsc = 260 MPa Bê tông cấp độ bền : B20, Rb =11.5... định biểu đồ bao lực cắt 29 Tính tốn cốt thép 30 4.1 Tính tốn cốt thép chịu uốn 30 4.2 Tính tốn cốt thép chịu cắt 33 4.3 Tính tốn cốt xiên