(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN kết THÚC học PHẦN học PHẦN CHUYÊN đề kết cấu bê TÔNG cốt THÉP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC PHẦN: LỚP HỌC PHẦN: GVHD: SVTH: MSSV: TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2021 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .5 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG .5 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức 1.2.2 Mặt đứng 1.2.3 Hệ thống giao thông PHẦN 2: PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHIU LỰC CỦA CƠNG TRÌNH .10 PHẦN 3: GIỚI THIỆU VỀ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VỀ KẾT CẤU ỨNG SUẤT TRƯỚC .11 CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC… .11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC 15 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG LÝ THUYẾT ĐỂ TÍNH TỐN SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC CHO CƠNG TRÌNH REETOWER 44 3.1 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG CHO CƠNG TRÌNH REETOWER 44 3.1.1 Tải trọng thường xuyên lớp cấu tạo sàn 44 3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 46 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.1.3 Tải trọng gió 46 3.2 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 49 3.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 49 3.2.2 Lựa chọn vật liệu 49 3.2.3 Kích thước sơ 51 3.3 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP 53 3.3.1 Lựa chọn tải trọng cân ứng lực trước sàn .53 3.3.2 Xác định khoảng cách từ tâm cáp đến mép sàn 53 3.3.3 Xác định cao độ cáp hình dạng cáp sàn 55 3.4 TÍNH ỨNG SUẤT HỮU HIỆU TRONG CÁP 57 3.4.1 Chọn ứng suất trước ban đầu 57 3.4.2 Tính tổn hao ứng suất 57 3.4.3 Tính ứng suất hữu hiệu cáp 60 3.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ BỐ TRÍ CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG SÀN 60 3.5.1 Tính số lượng cáp cần thiết dải sàn khung tương đương trục .60 5.3.2 Các tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn ACI 318M-08 .64 3.5.2 Kết nội lực 65 3.6 KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA BÊ TÔNG 67 3.6.1 Tại giai đoạn truyền ứng lực trước (lúc buông neo) .67 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.6.2 Giai đoạn sử dụng 68 3.7 TÍNH TỐN CỐT THÉP THƯỜNG GIA CƯỜNG 73 3.8 KIỂM TRA NỨT 74 3.9 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC 75 3.10 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA SÀN 78 3.11 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO SÀN 84 PHẦN 4: NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHĨ VỀ MÔN HỌC CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 90 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU Với xu tồn cầu hóa phát triển mạnh mẽ theo lĩnh vực kinh tế, xã hội, trị diễn với tốc độ chóng mặt mơi trường cạnh tranh khốc liệt Để thích ứng với xu hướng này, cá thể liên quan đến lĩnh vực phải tìm cách đổi mới, bắt kịp với xu hướng nhất, đại hóa mặt để tìm chỗ đứng Ngành xây dựng không ngoại lệ Nhu cầu nhà ở, văn phòng, trung tâm thương mại,… ngày gia tăng yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ ngày cao, yêu cầu không gian rộng lớn khách hàng khiến thiết kế thông thường với bước cột 4-5m trở nên lạc hậu Chính vậy, cơng ty xây dựng, chủ thầu áp dụng công nghệ xây dựng truyền thống tồn hàng thập kỉ nước ta Sự cạnh tranh phương án thiết kế, thời gian thi công, giá thành cơng trình,… với hình thành phát triển hàng loạt công ty thiết kế, thi công, học hỏi công nghệ mới, thay đổi phát triển điều bắt buộc muốn tồn chiến Các công nghệ xây dựng thể ưu điểm vượt trội so với phương pháp truyền thống mặt Kết cấu chịu lực tốt với tiết diện kết cấu chịu lực nhỏ khiến cho khối lượng vật liệu phải dùng cho cơng trình giảm, trọng lượng cơng trình truyền xuống kết cấu móng từ giảm bớt Cơng nghệ xây dựng cho phép người xây dựng công Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 trình thời gian ngắn Tất ưu điểm giúp giảm bớt chi phí xây dựng cách đáng kể Chính lý trên, em chọn tìm hiểu giải pháp kết cấu vượt nhịp lớn kết cấu BTCT với chút kiến thức ỏi mà em học tự tìm hiểu Cụ thể, em chọn nghiên cứu giải pháp kết cấu bê tơng dự ứng lực (ứng suất trước) với cơng trình em sưu tầm cơng trình Ree Tower Hiện nay, bê tông cốt thép ứng suất trước ứng dụng hầu hết cơng trình cầu đường ngày phát huy ưu giải pháp dần sử dụng nhiều cơng trình nhà dân dụng, đặc biệt nhà cao tầng, Ưu điểm bật của bê tông cốt thép ứng suất trước khả vượt nhịp lớn, giảm chi phí xây dựng giảm chiều cao kết cấu cơng trình tận dụng khả chịu lực thép cường độ cao, có khả chống nứt chống ăn mòn tốt,… Bài tiểu luận phần lý thuyết bao gồm phần chính: đại cương bê tông cốt thép ứng suất trước thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước, viết dựa giáo trình tiêu chuẩn hành Việt Nam nước phát triển giới tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318, Eurocode PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Nằm quận 4, cơng trình vị trí thống đẹp tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên hài hoà, hợp lý đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư Cơng trình nằm trục đường giao thơng nên thuận lợi cho việc cung cấp vật tư giao thơng ngồi cơng trình Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước khu vực hoàn thiện đáp ứng tốt yêu cầu cho công tác xây dựng Khu đất xây dựng cơng trình phẳng, trạng khơng có cơng trình cũ, khơng có cơng trình ngầm bên đất nên thuận lợi cho cơng việc thi cơng bố trí tổng bình đồ Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức Mặt cơng trình hình chữ nhật, chiều dài 60 m, chiều rộng 30 m chiếm diện tích đất xây dựng 1800 m2 Cơng trình gồm 10 tầng tầng hầm Cốt ±0,00 m chọn đặt mặt sàn tầng Mặt đất tự nhiên cốt -0,80 m, mặt sàn tầng hầm cốt -4,30 m chiều cao cơng trình 34,50 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên Tầng hầm: Thang máy bố trí giữa, chỗ đậu xe ơtơ xung quanh Các hệ thống kỹ thuật bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngồi ra, tầng ngầm cịn có bố trí thêm phận kỹ thuật điện trạm cao thế, hạ thế, phịng quạt gió Tầng lững: Gồm sảnh đón, văn phịng ban quản lý Tầng – 8: Bố trí khu vực văn phịng cho th 1.2.2 Mặt đứng Các cơng trình thương mại cao tầng cơng trình ảnh hưởng lớn đến cảnh quan đô thị Do thiết kế cơng trình tính thẩm mỹ yêu cầu đáng ý Sử dụng, khai thác triệt để nét đại với cửa kính lớn, tường hoàn thiện lớp đá Granit đen mặt bên, mặt đứng hình thành với xen kẽ lam đá Granit đen tạo nên chắn, ấn tượng đại cho tịa nhà 1.2.3 Hệ thống giao thơng Giao thơng ngang đơn nguyên hệ thống hành lang Hệ thống giao thông đứng thang thang máy, bao gồm thang bộ, thang máy Thang máy tập trung nhà, văn phịng bố trí xung quanh nên khoảng lại ngắn nhất, tiện lợi, hợp lý đảm bảo thơng thống Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA CƠNG TRÌNH REE TOWER Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 83 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Jc 500 192 / 1923 2.192 189 407 500 192 192.1892 66 1,02.1010 mm4 V Vu(AB) u v M u CAB 522, 54.10 0, 38.116, 32.106 189 1, 37MPa AcJ c3801601,02.1010 Xác định v c V c p p Trong đó, 30 cho cột biên; s 0,083 p Choïn p f pc Vc 0,296 P 6200000 Ac 2,58MPa 240.10000 p fc' 0, 3fpc 0,296 25 0, 3.2, 58 2,254 MPa Kiểm tra lực cắt Vu 1, 37MPa ΦVc 0, 75.2,254 1,69MPa 84 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 Kết luận: Sàn đủ khả chịu cắt cột biên Kiểm tra chọc thủng cột Lực cắt cột: v 711,82 kN u Mômen không cân cột: Xác định hệ số v min(0, 8hs ,d t ) 0,8.240 192mm dt d 240 30 14 196mm c 700mm c 700mm b1 =c 1+d=700+192=892mm b =c +d=700+192=892mm v1 f Xác định vu A b c C CD Jc 192.(700 192)3 662 9,16.1010 mm4 192 (700 192) 192.(700 192).(700 192)2 ) 85 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Vu V A u(AB) c Xác định vc V c p p Trong đó: 40 cho cột biên s 0, 083 p Choïn p f pc 0,285 P 6200000 Ac Vc 2,58MPa 240.10000 p fc' 0, 3fpc 0,285 25 0, 3.2, 58 2,2 MPa Kiểm tra lực cắt Vu 1,29 MPa ΦVc 0,75.2,2 1,65MPa Kết luận Sàn đủ khả chịu cắt cột 3.11 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO SÀN Độ võng toàn phần bằng: f f1 f2 f3 86 Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Trong đó, - f1 - độ võng tác dụng ngắn hạn toàn tải trọng f2 - độ võng tác dụng ngắn hạn tải trọng dài hạn f3 - độ võng tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn Hình 25: Các thành phần độ võng Do chiều dày sàn sinh viên chọn lớn theo yêu cầu tối thiểu để thỏa độ võng tiêu chuẩn ACI 318M-08 theo Bijan O Alami trường hợp sàn ứng lực trước chọn khoảng cần phải kiểm tra độ võng Tuy nhiên để có tính thực hành minh họa cho phần sở lý thuyết tiểu luận này, sinh viên xin trình bày cách kiểm tra cách gần cho sàn ứng lực trước sau: 87 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3000010000 10000 Trong trường hợp sàn có kích thước sàn khơng có dầm biên độ võng lớn rơi vào biên Do sinh viên tính độ võng cho có kích thước 10mx10m Hình 26: y 10000 Ôsa øn c kie åm tra đo ävo õng 10000 Hình 26: Vị trí cần kiểm tra độ võng Tính thành phần độ võng ngắn hạn toàn tải trọng ô Toàn tải trọng tác dụng lên sàn D+LL+PT Trong đó, D: tĩnh tải tiêu chuẩn; LL: hoạt tải tiêu chuẩn; PT: tải trọng cân cáp Nên: Wnet = 100 – 54 = 46 kN/m Độ võng dải tải trọng tiêu chuẩn coi hai đầu ngàm chặt dải cột phương y: f0 384.E I Coi cách gần (theo phân bố cáp), dải cột chiếm 60% dải nhịp chiếm 40% mơmen cho tồn Độ võng dải cột giải nhịp theo phương y sau: cy 88 f f Mc Ec Ics Ec Ic M fr my Tuy nhiên hai đầu dải phải chịu góc xoay nên dải có thêm thành phần độ võng góc xoay gây (coi gần góc xoay đầu dải cột góc xoay đầu dải nhịp góc xoay trung bình cột ec ) Do đó: fcx2 fmx2 ' '' ec ec L 2,84.10 0,89.10 10000 0, 466 mm Trong đó, - Góc xoay A M ' A ec K ec - Góc xoay B '' M B ec K ec MA MB mômen không cân khung tương đương khung trục trục A trục B Hình 27: Biểu đồ mômen tải trọng gây uốn D+LL+PT 89 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Vì vậy: fcy 5,28 0, 466 5,7 mm fmy 3, 52 0, 466 mm Trong trường hợp ô góc hình vng nên độ võng dải theo phương x với phương y Do đó, độ võng tính theo cơng thức: f1 fcx fmy fmx fcy 5,7 9, mm Tính thành phần độ võng ngắn hạn tải dài hạn ô bản: Theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 hoạt tải dài hạn 50% hoạt tải tồn phần Khi tải trọng dài hạn D+0,5.LL+PT Trong đó, D: tĩnh tải tiêu chuẩn; AL: hoạt tải tiêu chuẩn; PT: tải trọng cân cáp Nên: Wnet = 80 + 0,5.20 - 54 = 36 kN/m Thành phần độ võng ngắn hạn f2 Δ tải trọng dài hạn: 36 46 9,7 7,6 mm Tính thành phần độ võng dài hạn tải trọng dài hạn ô bản: Thành phần độ võng dài hạn f2 Cc fe,sus 2.7,6 Δ tác dụng tải trọng dài hạn: 15,2 mm Lấy hệ số kể đến từ biến Cc = Kiểm tra độ võng sàn 90 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Độ võng tồn phần f f1 f2 f3 9,7 7,6 15,2 17, 3mm Độ võng giới hạn sàn theo mục 9.5.2 tiêu chuẩn ACI 318M-08 f Vậy chiều dày sàn chọn thỏa độ võng cho phép theo tiêu chuẩn ACI 318M-08 91 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 PHẦN 4: NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHĨ VỀ MÔN HỌC CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy, Th.S Trần Quốc Hùng, tình hình dịch bệnh phức tạp, thầy lẫn trị gặp thơng qua hình máy tính thầy dốc truyền tải kiến thức vơ bổ ích loại kết cấu đặc biệt bê tông cốt thép mà em chưa có hội biết đến, ôn lại kiến thức cần thiết học phần kết cấu BTCT 1, 2, kết cấu thép 1,2 Những kiến thức thầy truyền đạt cho sinh viên vơ bổ ích q báu, cộng với giảng dạy tận tình, nhiệt huyết thầy giúp cho kiến thức in sâu vào trí nhớ sinh viên Qua mơn học chun đề kết cấu bê tông cốt thép, em hiểu nhiều, hiểu sâu kết cấu bê tông cốt thép, giải thích khái niệm, thuật ngữ tên, làm việc phận kết cấu cơng trình có kết cấu bê tơng ứng suất trước bê tông cốt cứng, Nắm ngun lý cấu tạo tính tốn phận kết cấu cơng trình bê tơng cốt cứng nguyên lý cấu tạo, phương pháp căng trước, căng sau việc tính tốn cấu kiện kết cấu bê tông cốt thép đặc biệt, biết thêm dạng kết cấu cơng trình tiếng tồn giới, đồng thời tiếp thu cách kiểm tra, tính tốn, thiết kế thi công loại kết cấu đặc biệt sàn ứng lực trước, kết cấu liên hợp thép – bê tông, mái vỏ mỏng silo – bunke BTCT, phân biệt ưu, nhược điểm loại kết cấu để từ đưa phương án hợp lý cho cơng trình thực tế Đặc biệt qua tuần làm tiểu luận cuối kì với đề tài sàn ứng lực trước, em hình dung cụ thể bước tính tốn, kiểm tra sàn ứng lực trước theo tiêu chuẩn khác nhau, đặc biệt hiểu thêm tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép ACI-18 Hoa Kỳ Trong trình làm em cố gắng cẩn thận có thể, nhiên chắn có sai sót, em mong nhận phản hồi từ thầy để tiểu luận em hoàn thành cách trọn vẹn, xác Em xin chân thành cảm ơn 92 Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 93 ... trích dẫn kết cấu ứng suất trước quy định TCVN 55742018: 18 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 19 Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 20 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì... tác động bên ngồi Việc nén trước bê tông tạo dạng kết cấu bê tông – kết cấu bê tông dự ứng lực Như vậy, kết cấu bê tông dự ứng lực dạng kết cấu bê tơng, đó, bê tơng nén trước để cải thiện khả... Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA CƠNG TRÌNH REE TOWER Chun đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 10 Chuyên