Hướng dẫn đồ án kết cấu bê tông

Hướng dẫn đồ án kết cấu bê tôngTrình tự thiết kếBản sàn một phương

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊTÔNG 1 [1] TCXDVN356-2005, Tiêu chuẩnthiếtkế bê tông và bêtông cốt thép, Nhà xuất bản Xây dựng, 2006. [2] TCVN 2737-1995, Tảitrọng và tác động – Tiêu chuẩnthiếtkế, Nhà xuất bản Xây dựng, 1995. [3] Đồ án môn học kết cấu bê tông – Sàn sườn toàn khốiloạibảndầm(Theo TCXDVN 356-2005), Võ Bá Tầm (chủ biên), Nhà xuất bản Xây dựng, 2007 BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GV: TS. Nguyễn Minh Long Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng E-mail: minhlong_nguyen@yahoo.com ĐH Bách Khoa, TP. HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP Tài liệu tham khảo 1. Thiếtkế bản sàn 2. Thiếtkế dầmphụ 3. Thiếtkế dầm chính. 1. Tóm tắtnội dung đồ án 2. Trình tự thiếtkế 1. Xác định sơ đồ tínhvànhịp tính toán 2. Xác định tảitrọng tác dụng: tĩnh tảivàhoạttải(tiêu chuẩn và tính toán) 3. Tổ hợp tảitrọng và xác định nộilực. 4. Tính toán cốt thép 5. Bố trí cốt thép 6. Biểu đồ vật liệu 7. Thống kê thép 8. Thể hiện bản vẽ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP Bản sàn 1 3. BẢN SÀN MỘT PHƯƠNG 3.1 Phân loại ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP Bản sàn 2 a) Bản làm việc 2 phương: 2 1 2 L L ≤ b) Bản làm việc 1 phương: L 1 –chiềudàicạnh ngắncủa bản L 2 –chiềudàicạnh dài của bản 3.2 Xác định sơ bộ kích thước các bộ phậnsàn a) Bản sàn: 1b D hL m = m – hệ số phụ thuộcvàoloạibản • bản 1 phương: m =(30~35) • bản 2 phương: m = (40~45) D – hệ số phụ thuộcvàotảitrọng: D =(0.8~1.4) b) Dầm: -Dầm phụ: 11 12 16 dp dp hL ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ ∼ -Dầm chính: 11 812 dc dc hL ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ ∼ 11 24 bh ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ ∼ -Chiềurộng dầm: Lưuý: Khi chọn h và b, nhớ làm tròn và nên chọn giá trị là bộisố của 50 mm ! Bản sàn 3 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.3 Xác định sơ đồ tính ED C BA L2L2L2L2 L2 F 4 3 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 2 1 L1 SÔ ÑOÀ II Dầm chính Dầm phụ • Sàn 1 phương • Cắt dảicóchiềurộng b = 1m để tính • Sàn tính theo sơ đồ khớpdẽo 1m b dm L 1 L 1 L 1 b dp L ob1 L o1 h b 1 b dp h dp b dp 2 L o1 L 1 L o1 Bản sàn 4 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.4 Xác định tảitrọng Trọng lượng bản thân của các lớpcấu tạo sàn: • γ f,i : hệ số tin cậycủa tảitrọng lớpthứ i • γ i : trọng lượng riêng lớpthứ I • h i : chiều dày lớpthứ i 3.4.1 Tĩnh tải (TT) ( ) , s ii fi gh γ γ =×× ∑ 3.4.2 Hoạttải (HT) Hoạttải tính toán: • γ f,p : hệ số tin cậycủa hoạttải • p c : hoạttải tiêu chuẩn , s fp c pp γ =× 3.4.3 Tổng hợp kết quả tính toán tảitrọng Bảng 3.1 –Tải trọng tác dụng lên sàn (ví dụ) Bản sàn 5 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.4.4 Tổ hợp tảitrọng ( ) 1 sss qgpm=+× (tảitrọng trên 1 đơnvị dài !) 3.5 Xác định nộilực p s L 01 L 01 L ob1 g s 2 0 1 11 s b qL 2 0 1 11 s b qL 2 01 1 16 s qL 2 01 1 16 s qL Hình 3.1 –Sơ đồ tính và biểu đồ mô-men Giá trị nộilực đượcxácđịnh trên cơ sở xuất hiện khớpdẽo! 1 (kN/m) Bản sàn 6 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.6 Tính cốt thép 2 m bb o M Rbh α γ = Tính như cấu kiệnchịu uốn có tiếtdiện b × h = 1000 × h b (mm) • R b ≤ 15 MPa : α pl = 0.3 ; ξ pl = 0.37 • R b > 25 MPa : α pl = 0.255 ; ξ pl = 0.3 • 15 < R b ≤ 25 MPa : nội suy α pl và ξ pl a) Chọn a (a = 15 mm khi h b ≤ 100 mm; a = 20 mm khi h b > 100 mm) b) Tính h o : ho = h b -a c) Tính α m ,ξ m : d) Kiểm tra điềukiệnsử dụng cốt đơn α m ≤α pl hoặc ξ m ≤ξ pl 112 m ξ α =− − e) Tính diện tích cốt thép bb o s s Rbh A R ξ γ = f) Kiểm tra hàm lượng cốt thép 0.05% s bb min pl os A R bh R γ μμξ =≤=≤ Tra bảng suy ra số lượng cốt thép thựctế Ví du: d10 a 150 Bản sàn 7 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.6 Tính cốt thép (tt) a) Chọn đường kính: d6, 8, 10 3-3 2-2 1-1 A s (mm 2 /m)@ (mm)d (mm)(%)(mm 2 /m)(kNm) Chọn cốt thépμA s ξα m M Tiếtdiện Bảng 3.2 – Tính toán cốt thép cho sàn 3.7 Bố trí cốt thép b) Khoảng cách cốt thép: 100 ≤ @ ≤ 200 mm, chọn giá trị chẵn để tiện thi công ! c) Uốn cốt thép: uốn theo góc nghiêng 30 o hoặctỉ lệ 1:2 d) Cốt thép cấu tạo cho sàn để chống mô-men âm tại vị trí các gối biên và vùng giao tiếpvới dầm chính A s,ct = max (d6@200; 50%A s giữa nhịp) Bản sàn 8 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.7 Bố trí cốt thép (tt) e) Cốt thép theo phương 2 (phương cạnh dài) phân bố như sau: ,spb A ⎧ ≥ ⎨ ⎩ 20% A s khi 2<L 2 /L 1 <3 15% A s khi L 2 /L 1 ≥ 3 Thường chọn d6@250 L 1 L o1 /8 h b L o1 /4 L o1 /4 A s,ct A s,pb A s,ct f) Neo thép: Chiều dài đoạnneo cốt thép nhịp vào gối tựaL an ≥ 10d Hình 3.2 –Cốt thép cấu tạochịu mô-men âm l=7.5d – uốn tay l=4.5d – uốn máy l h b -a o a o =10 mm khi h b ≤ 100 mm 1 a o =15 mm khi h b > 100 mm Hình 3.3 –Qui cáchuốn cốt thép trong sàn Bản sàn 9 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.7 Bố trí cốt thép (tt) Hình 3.4 –Bố trí thép bảnsàn  Trường hợp h b ≤ 100 mm (ví dụ) L 1 L 1 /6 A s,pb L 1 L 1 /4 L 1 /4 b dp A s L 1 /4 b dp h b 1 1 2 3 1 2 3 2 1 1 3 d8@200 d8@200 d8@200 – 2200 mm/thanh L 0b1 L 01 [...]... R ≤ ξ pl b b bho Rs 16 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.4.2 Tính cốt thép ngang a) Kiểm tra khả năng chống nén vỡ của bê tông dưới tác dụng của US nén chính Q ≤ 0.3ϕ w1ϕ b1γ b Rb bho ϕ w1 = 1 + 5αμ sw ≤ 1.3 E α= s Eb μ sw A = sw b× s Chọn φw1=1 ϕb1 = 1 − βγ b Rb β = 0.01 với b tông nặng, b tông hạt nhỏ β = 0.02 với b tông nhẹ Dầm phụ 17 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.4.2... -0.0400 -0.0240 -0.0210 -0.0210 -0.0625 -0.0330 -0.0180 0.333 14 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.4 Tính cốt thép 4.4.1 Tính cốt thép dọc Lob2 Lo2 Lo2 B A Tiết diện tính toán giữa nhịp b’f C Tiết diện tính toán tại gối hb hdp hdp Sf bdp ⎧ (1/6)L2 ⎪ S f ≤ ⎨ (1/2)L02 ⎪ ⎩ 6h’f Dầm phụ Sf bdp b’f = bdp + 2Sf 15 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.4.1 Tính cốt thép dọc (tt) Tại nhịp... smax 21 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.5 Cắt, uốn và neo cốt thép 4.5.3 Neo, nối cốt thép Chiều dài đoạn neo cần theo qui định như sau: lan ≥ 30d • lan ≥ 15d • Chiều dài đoạn nối cần theo qui định như sau: - Đoạn nối trong vùng kéo: ≥ 30d - Đoạn nối trong vùng nén: ≥ 20d ≥ 20d ≥ 20d Dầm phụ 22 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.6 Biểu đồ vật liệu 4.6.1 Khái niệm • • Biểu đồ vật... đổi, biểu đồ có dạng đường nằm ngang Trong đoạn uốn cốt thép, biểu đồ có dạng đường xiên ứng với điểm bắt đầu và kết thúc của đoạn uốn 24 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.6 Biểu đồ vật liệu 4.6.3 Trình tự thành lập biểu đồ vật liệu • Hoàn thành việc tính toán và bố trị cốt thép trong dầm • Dự kiến trước phương án cắt, uốn cốt thép • Vẽ mặt cắt dọc của dầm đúng tỉ lệ • Vẽ biểu đồ bao mô-men...ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 3.7 Bố trí cốt thép (tt) Trường hợp hb > 100 mm: Tận dụng cốt thép chịu mô-men dương ở nhịp uốn lên gối để chịu mô-men âm (ví dụ) L1/4 L1/8 As,pb 2 L1/6 3 L1/4 bdp L1/4 L1/6 L1/6 bdp hb 1 As 1 L1 1 L1 3 2 2 d8@200 3 d8@200 1 d8@200 Hình 3.5 – Bố trí thép bản sàn Bản sàn 1 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4 DẦM PHỤ Dầm phụ 4.1 Xác định sơ đồ. .. (2d20) W3 10 32 W4 (3d20) 49 49 1 27 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 2d12 1 1d20 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 2d12 5 5 1 1d20 2d20 3 1d20 1 1 1d20 2d16 2 2d16 2 5 2d12 2d20 3 2d16 2 2d16 2 2d16 2 2d20 1 1d20 4 2d16 2 3 4 5 1 2 3 4 5 49 1 (3d20+2d16) 30 (2d16) (2d16+1d20) 38 38 (2d16) Dầm phụ 45 35 30 (2d20) W3 10 32 W4 (3d20) 49 2 1d20 1 4 2d16 3 2d16 2d20 3 28 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.7 Thống... 3L1 L1 L1 3 L1 3L1 L1 4 31 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 5 DẦM CHÍNH 5.2 Xác định tải trọng • hs hdp Tải trọng truyền lên sàn, sàn truyền vào dầm phu, dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dạng tải tập trung hdc 0.5L1 0.5L1 L1 L1 hdp hdc L1 L1 3L1 L1 3L1 L1 P G P G L1 L1 3L1 L1 4 3 2 1 Dầm chính L1 L1 P G P G P G P G P – Hoạt tải G – Tĩnh tải 32 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP... Dầm chính 33 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 5 DẦM CHÍNH 5.3 Tổ hợp tải trọng và xác định biểu đồ bao mô-men và lực cắt a) G G b1) P P b2) P P P G P P P P a) + b1) → Biểu đồ mô-men M1 a) + b2) → Biểu đồ mô-men M2 a) + b3) → Biểu đồ mô-men M3 MG = α ×G × L Dầm chính P G P G P b3) • • • G Vẽ chồng các biểu đồ mô-men M1, M2, M3 lên cùng một hệ trục tọa độ với cùng một tỉ lệ, biểu đồ bao chính... Thể tích bê tông Trọng lượng cốt thép Hàm lượng cốt thép trong 1 m3 bê tông (mm) Tên cấu kiện (mm) (kg/m3) Bản sàn Dầm phụ Dầm chính Toàn sàn Trọng lượng cốt thép trên 1 m2 diện tích mặt sàn (kg/m2): Dầm phụ 30 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 5 DẦM CHÍNH Dầm phụ 5.1 Xác định sơ đồ tính 4 • • L1 Dầm liên tục Tính theo sơ đồ đàn hồi !!! L1 L1 3 Dầm chính L1 L1 L1 2 L1 L1 L1 1 L2 A L2 B L2... lệ (M1) và (M2) lên biểu đồ bao mô-men bằng hai đường nằm song song với trục dọc của dầm và đi qua các già trị M1 và M2 Giao điểm của đường đi qua giá trị M2 với biểu đồ bao mômen đánh dấu vị trí cắt thép lý thuyết - Dầm phụ Tính đoạn kéo dài W để xác định vị trí cắt thép thực tế 25 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN NHÀ CÔNG NGHIỆP 4.6 Biểu đồ vật liệu 4.6.3 Trình tự thành lập biểu đồ vật liệu (tt) • Xác định . L2 F 4 3 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 2 1 L1 SÔ ÑOÀ II Dầm chính Dầm phụ • Sàn 1 phương • Cắt dảicóchiềurộng b = 1m để tính • Sàn tính theo sơ đồ khớpdẽo 1m b dm L 1 L 1 L 1 b dp L ob1 L o1 h b 1 b dp h dp b dp 2 L o1 L 1 L o1 Bản. nộilực p s L 01 L 01 L ob1 g s 2 0 1 11 s b qL 2 0 1 11 s b qL 2 01 1 16 s qL 2 01 1 16 s qL Hình 3 .1 –Sơ đồ tính và biểu đồ mô-men Giá trị nộilực đượcxácđịnh trên cơ sở xuất hiện khớpdẽo! 1 (kN/m) Bản. h b ≤ 10 0 mm (ví dụ) L 1 L 1 /6 A s,pb L 1 L 1 /4 L 1 /4 b dp A s L 1 /4 b dp h b 1 1 2 3 1 2 3 2 1 1 3 d8@200 d8@200 d8@200 – 2200 mm/thanh L 0b1 L 01 Bản sàn 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG 1 SÀN