đồ án môn học bê tông cốt thép 2

đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2 đồ án môn học bê tông cốt thép 2

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời gian thực hiện đồ án em đã cố gắng nỗ lực để đạt kết quả tốt nhất, tìmhiểu những điều mình chưa được học trên giảng đường Nhưng vẫn gặp một số khókhăn nhất định.Do là kiến thức bản thân còn hạn chế nên ảnh hưởng phần nào đến “chấtlượng” tính toán của đồ án

Tuy nhiên em cũng đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ Chắc chắn đồ án này còn nhiều sai sót Rất mong nhận được sự quan tâm và những đóng góp ý kiến từ thầy cô và bạn bè để em kịp thời khắc phục, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy LÊ QUANG

THÔNG, thầy NGUYỄN VĨNH HIỆP đã tận tình hướng dẫn - truyền đạt những kiến thức chuyên môn - những kinh nghiệm thực tế cho em trong suốt quá trình học tập tại trường cũng như thời gian làm đồ án

Trong thời gian làm đồ án môn học em đã nhận được sự giúp từ nhiều thầy cô, với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn:

 Thầy LÊ QUANG THÔNG: Giáo viên hướng đồ án

 Thầy NGUYỄN VĨNH HIỆP: Giáo viên hướng đồ án

Sau cùng tôi xin gởi lời cảm ơn tới người thân, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó

và cùng học tập, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án môn học này.

Tp HCM ngày 05 tháng 01 năm 2011

Người thực hiện

MỤC LỤC:

I - Giới thiệu về công trình: 4

II - Số liệu đồ án: 4

III - Vật liệu sử dụng cho thiết kế : 5

1 Bê tông : ……… 5

2 Cốt thép : ……… 5

IV- Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột : 5

1 Chọn kích thước chiều dày sàn : ……….5

a Sàn phòng học : ………5

b Sàn hành lang : ………6

c Sàn mái : ………7

2 Chọn kích thước tiết diện dầm : ……….8

a Dầm AB (dầm trong phòng ): ……….8

b Dầm BC (dầm ngoài hành lang ): ……… 8

c Dầm dọc nhà: ………8

3 Chọn kích thước cột: ……….9

a Cột trục C: ………9

b Cột trục B: ……….10

c Cột trục A: ……….11

4 Mặt bằng bố trí dầm, cột, sàn: ……… 11

V- Lập sơ đồ tính toán khung: 11

1 Sơ đồ hình học: ……….11

a Xác định nhịp tính toán của dầm: ……….11

b Chiều cao của cột: ……… 12

2 Dữ liệu đầu vào nhập Sap 2000 V14: ……….12

a Thông số để nhập mô hình: ………12

b Thông số vật liệu: ……… 12

d Thông số tiết diện: ……… 12

e Thông số tải trọng: ……… 13

3 Các trường hợp chất tải lên mô hình: ………22

4 Tổ hợp tải trọng: ……….23

VI - CHẠY SAP2000: 23

VII – TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM: 34

1 Tính toán cốt thép cho dầm dọc: ……… 34

2 Tính toán và bố trí cốt thép đai cho dầm: ………41

VIII Thiết kế bản sàn: (Tính cho bản sàn điển hình) 43

1 Tính cho bản sàn phòng học: ……… 44

a Kích thước sàn phòng học: ……… 44

b Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: ……… 44

c Tính cốt thép: ……….45

2 Tính bản sàn hành lang: ……… 45

a Kích thước sàn hành lang : ……… 45

b Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: ……… 45

c Tính cốt thép: ……….46

3 Tính bản sàn mái: ……….47

a Với ô sàn lớn: ……….47

b Với ô sàn nhỏ: ……….48

IX TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT: 49

1 Vật liệu sử dụng: ……….50

2 Tính toán cốt thép cho phần tử cột trục B (khung 1_5): ……… 50

3 Tính cốt thép cho phần tử cột trục C: ………59

4 Tính toán cốt đai cho cột: ……….59

X Bố trí thép: 60

XI Bảng xuất nội lực từ sap: 60

THIẾT KẾ TRƯỜNG HỌC 10 TẦNG

I - Giới thiệu về công trình:

Một trường học 10 tầng được xây dựng ở An Giang gồm 2 block A,B Block A

có 2 nhịp và 4 bước cột, kích thước được cho trong bản vẽ

- địa điểm xây dựng ở An Giang

III - Vật liệu sử dụng cho thiết kế :

1. Bê tông :

Bê tông có cấp độ bền B15 có :

+ khối lượng riêng γ = 2500 Kg/m2

+ cường độ chịu nén tính toán Rn = 8.5 Mpa

+ cường độ chịu kéo tính toán Rk = 0.75 Mpa

+ mođun đàn hồi E = 23000 Mpa

2. Cốt thép :

Cốt thép sử dụng là Φ6, Φ8 có :

+ cường độ chịu kéo tính toán Rs = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

+ cường độ chịu nén tính toán Rsc = 225 MPa

Cốt thép sử dụng có Φ>= 10 có :

+ cường độ chịu kéo tính toán Rs =280 MPa, Rsw = 225 MPa

+ cường độ chịu nén tính toán Rsc = 280 MPa

IV- Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột :

1. Chọn kích thước chiều dày sàn :

Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn : Chọn giải pháp sàn toàn khối, không bố trí dầm phụ chỉ có các dầm qua các cột

a Sàn phòng học : kích thước Lngắn = 4.2 m; Ldài = 6.5 m

Được xác định theo công thức của tác giả Lê Bá Huế :



8 37

5 , 6

2 , 4

L



Hoạt tải tính toán:

2 / 240 2 1 200

p

Hỉnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản than sàn BTCT)

C u t o v t i tr ng các l p v t li u s n ấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn ải trọng các lớp vật liệu sàn ọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ật liệu sàn ệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn

Gạch ceramic dày 8 mm, 0 = 2000 daN/m3

4200 1

chọn hs = 100 mm

Vậy nếu tính cả tải trọng bản thân sàn bê tông cốt thép thì

Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng :

2

0 h .n 147 , 6 2500 0 , 1 1 , 1 422 , 6daN/m g

Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng :

q s p sg s  240  422 , 6  662 , 6daN/m2

b Sàn hành lang : kích thước Lngắn = 2.4m; Ldài = 4.2m

Được xác định theo công thức:



8 37

2 , 4

4 , 2

2400 1

chọn hs = 80 mm

Vậy nếu kể đến trọng lượng bản thân sàn BTCT thì

Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang :

C u t o v t i tr ng các l p v t li u mái ấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn ải trọng các lớp vật liệu sàn ọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ật liệu sàn ệu sàn

Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toánVữa lót dày 40 mm, 0 = 2000 daN/m3



Vì tải trọng trên sàn mái nhỏ nên ta chọn bề dày sàn mái là: hsm = 80 mm

♦ Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT và các lớp cấu tạo trên sàn mái thì: +Tổng tĩnh tải tính toán của ô sàn mái là:

♦ lựa chọn kết cấu mái :

Kết cấu mái là sàn BTCT có thi công chống thấm với vữa chống thấm dày 40

Với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: hdm = 0,5 m.

Diện chịu tải của cột

+ Diện truyền tải của cột trục C:

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang

N1 = qhl.SC =727,64,98 =3623,45 daN

+ Lực dọc do tải trọng lan can

N2 =gt.lt.hlc = 4414,151,2 = 2196,18 daN

(Với lan can được xây băng tường 200, cao 1,2 m)

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn mái

N2 = qm.SC = 473,54,98 = 2358,03 daN

+ Với nhà 10 tầng,có 9 sàn hành lang và 1 sàn mái

+ Không kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k =1

Vậy ta chọn kích thước cột C: bchc =25x30 cm có A=750 cm2 > 643,9 cm2

Ta chọn kích thước cột trục C không thay đổi từ tầng 1 đến tầng 9

2 , 4 ( 2

5 , 6

2 , 4 ( 2

4 , 2

 = 727,61,24,15 = 3623,44 daN

+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 200mm

N3 = gtltht =441(6,5/2 + 2)3,9 = 9029,5 daN

(Ở đây sơ bộ lấy chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà ht =Ht)

+Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn mái

N = q S = 473,5x18,47 = 8745.54 daN

V- Lập sơ đồ tính toán khung:

Chọn sơ đồ tính toán khung không gian

1 Sơ đồ hình học:( có bản vẽ cad kem theo)

a Xác định nhịp tính toán của dầm:

Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột:

- Nhịp tính toán của dầm AB:

b Chiều cao của cột:

Lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do dầm có thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có kích thước nhỏ hơn)

+ Chiều cao tầng 1: ta lấy từ trục đà kiềng (25x30 cm) đến trục dầm tầng 1

(25x30 cm):

ht1= Ht= 3,9 m

+ Chiều cao các tầng còn lại ( tầng 29) :

ht= 3,9 m

+ Chiều cao từ trục đà kiềng (25x30 cm) xuống vị trí ngàm tại cổ móng được

tính như sau: ( Lấy gần đúng ta bỏ qua lớp lót sàn):

h = Z + hm – hđk/2 = 0,5 + 0,5  0,3/2 = 0.85 m

Với: Z= 0.5 m là khoảng cách từ cốt ± 0.00 đến mặt đất tự nhiên

h m = khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến vị trí ngàm tại cổ móng.

Ta có sơ đồ kết cấu dược thể hiện trên hình vẽ :

2 Dữ liệu đầu vào nhập Sap 2000 V14:

a Thông số để nhập mô hình:

Số liệu theo phương X: 2; Chiều dài nhịp 6,3 m

Số nhịp theo phương Y: 4; Chiều dài nhịp 4,1 m.

Số tầng 10, chiều cao tầng 3,9 m

Khi nhập Sap 2000 V14 chúng ta có những điều chỉnh về kích thước cho hợp lí

b Thông số vật liệu:

W =2,5 T/m3, E =2,3.106 T/m2, bê tông cấp độ bền B15, μ = 0,2

d Thông số tiết diện:

Tiết diện dầm: D-2560 (Với dầm mái D-2550), D-2540 ,D-2530.

Tiết diện cột: C-3560 ,C-3550, C-3540.

Bản sàn gồm có: sàn phòng học có chiều dày 100 mm, bản hành lang có chiều dày 80mm, bản mái có chiều dày 80mm.

e Thông số tải trọng:

e.1 Thông số tĩnh tải :

• Trọng lượng bản thân cấu kiện (bản sàn, dầm, cột):

- Tạo 1 “load pattern” tên “TLBT” (type = dead)

Hệ số tin cậy của trọng lượng bản thân là: 1,1

• Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bề mặt :

Tạo 1 “load pattern” tên TT BEMAT (type =dead, self weight multiplier

= 0 )

• Tĩnh tải tường:

Tường dày 200 mm.

Tính tải trọng đơn vị:

Gạch: 1,316500,2 = 363 daN/m Mặt trát: 1,320000,03 =78 daN/m Suy ra:

Đối với tường dày 200 mm dầm dọc nhà B 1 , B 2 :

g t  441 H t  441 (H  h d)  441 ( 3 , 9  0 4 )  1543 , 5daN/m

Đối với tường dày 200 mm dầm phòng học AB:

g t  441 H t  441 ( 3 , 9  0 , 6 )  1455 , 3daN/m

Chú ý: Với dầm mái ta lấy gần đúng bằng 1455,3 dan/m.

Đối với tường dày 200 mm dầm hành lang BC:

 Tạo 1 combo co tên “TINHTAI”

TINHTAI = TLBT + TT BEMAT + TTTUONG

e.2 Thông số hoạt tải :

 Hoạt tải cơ bản :

- Hoạt tải tiêu chuẩn phòng học: p =200 daN/m

- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn hành lang: p = 300 daN/m

- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn mái: p =75 daN/m

- Hệ số tin cậy: n = 1,2

- Hoạt tải tính toán sàn phòng học: p =1,2.200 =240 daN/m

- Hoạt tải tính toán sàn hành lang: p =1,2.300 =360 daN/m

- Hoạt tải tính toán sàn mái:p =1,3.75 = 97.5 daN/m Tạo 1 “load pattern” tên HT ( type = live, self weight multiplier = 0).

e.3 Thông số tải trọng gió: (GP,GT) theo 2 phương X,Y lấy theo TCVN

- Dạng địa hình lấy theo dạng địa hình C ( bị che chắn mạnh)

- k: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (tra bảng 5-TCVN 2737-1995) dạng địa hình C

Bảng tính hệ số k.

Chú ý: Để đơn giản khi tính toán và thiên về an toàn ta cũng có thể chọn chung

Kết quả tính toán gió đẩy và gió hút theo 2 phương X và Y như sau:

Tính gió theo Phương X:

Kết quả tính toán cho ở bản sau với B=4.15 m ( B : Bề rộng đón gió ).

(m)

qo tc Kg/

Tầng Cao độ

Khuaát

Khuaát

+ Tĩnh tải tường (TT TUONG).

+ Tĩnh tải lan can (TT LANCAN)

2 Hoạt tải chất đầy tầng lẻ (HTCTL).

3 Hoạt tải chất đầy tầng chẵn (HTCTC).

4 Gió trái X (GTX).

5 Gió phải X (GPX).

6 Gió trái Y (GTY).

7 Gió phải Y(GPY).

6 COMB5 = TT+0.9.HT_CHAN +0.9 GIO_TRAI

7 COMB6 = TT+0.9.HT_CHAN +0.9 GIO_PHAI

8 COMB7 = TT+0.9.HT_LE+0.9 GIO_TRUOC

9 COMB8 = TT+0.9.HT_LE+0.9 GIO_SAU.

10 COMB9 = TT+0.9.HT_LE+0.9 GIO_TRAI

11 COMB10 = TT+0.9.HT_LE+0.9 GIO_PHAI

12 COMB11 = TT+GIO_TRUOC

13 COMB12 = TT+GIO_SAU

14 COMB13=TT+GIO_TRAI

15 COMB14=TT+GIO_PHAI

16 COMB15=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_TRUOC

17 COMB16=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_SAU

18 COMB17=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_TRAI

19 COMB18=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_PHAI

20 BAO

VI - CHẠY SAP2000:

Nhập sáp được thể hiện qua các bản vẽ sau:

Nhập định nghĩa hệ lưới khung

Nhập định nghĩa tiết diện

Nhập định nghĩa các loại tải trọng

Các loại tổ hợp tải trọng

Mô hình khung không gian

Nhập các loại tải lên khung:

Tĩnh tải bề mặt

Hoạt tải cách tầng lẽ

Hoạt tải cách tầng lẽ

Gió trái

Gió phải

Gió sau

a Tính toán cốt thép dọc cho dầm nhịp AB: ( bh =30x60 cm ).

Từ file Sap ta xuất ra nội lực trong bảng sau.(Khung trục 1-5)

Từ bảng xuất nội lực ta chọn ra cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính dầm :

+ Cốt thép cho gối A và B ( Mômen âm) :

Tính theo tiết diện chữ nhật bh = 3060 cm

+ Tính cốt thép cho nhịp AB ( Momen dương)

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h’

f = 10 (cm)

Giả thiết a = 5 ( cm); h0 = 60  5 = 55 (cm)

Giá trị độ vương Sf lấy bé hơn trị số sau:

Có Mmax = 78 ( kNm) < 616.25 ( kNm)  trục trung hòa đi qua cánh

Trục trung hòa đi qua cánh tính toán với tiết diện chữ nhật có

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM TRỤC 1, 2, 4, 5 NHỊP A-B THEO TCVN.

TẦNG KH TIẾT

DIỆN

VỊTRÍ

b h M a h0 αm ζ As µ min µ

tính µmax Kiểm

Tra Chọn thép

As(chọn) µ tt

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM TRỤC 3 NHỊP A-B THEO TCVN.

TẦNG KH DIỆNTIẾT TRÍVỊ b h M a h0 αm ζ As µ min

µtính µmax Kiểm

Tra Chọn thép

As(chọn) µ tt

+ Tính thép cho gối B ( Mômen âm) :

Tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 2530 cm

+ Tính thép cho gối C ( Momen âm).

Tính theo tiết diện chữ nhật bh = 25x30 cm

 Tính cốt thép chịu mômen dương: Ta tính tương tự, lượng thép này nhỏ nên ta

bố trí theo cấu tạo.

 Các dầm nhịp BC còn lại ta cũng tính toán tương tự

 Cách bố trí thép cho dầm L2 :

Để đáp ứng yêu cầu phối hợp thép dầm cho các nhịp liền nhau ta chọn cách bố trí thép dầm L2 như sau:

+ Tại gối liền kề với nhịp L1 ta kéo dài thép dầm L1 qua L2(Vì thép tại dầm

L1 sẽ lớn hơn thép gối tại đó của dầm L2 nên an toàn hơn)

+ Sau khi cắt bớt thanh thép ở giữa (giữ lại thép ở hai góc của dầm) thì ta được thép tại gối đầu bên kia của dầm L2

+ Tại nhịp thì ta chọn thép theo cấu tạo chon 414

b h M As µ min µ

tính µmax Kiểm

Tra

Chọnthép

As(chọn)

Cách bố trí được thể hiện trên bản vẽ.

2 Tính toán và bố trí cốt thép đai cho dầm:

a Tính toán cốt thép đai cho dầm nhịp AB : (bxh =30x60 cm)

+ Từ bảng nội lực xuất ra từ sap ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất để thiết kế cho dầm

Rsw = 175 (Mpa) = 1750 (daN/cm2 ); Es = 2,1.105 (Mpa)

Chọn cốt thép làm cốt đai là Ф6, số nhánh n = 2, khoảng cách cốt đai s = 200 mm

Khả năng chịu cắt nhỏ nhất của tiết diện (bê tông ):

Đối với bê tông nặng có: b2  2 ;   0 01

Vì bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc nên có:

min 164206 164, 2 159

u

 Thỏa mãn điều kiện chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi

b Tính toán cốt thép đai cho dầm nhịp BC : (bxh =2530 cm).

+ Từ bảng nội lực xuất ra từ sap ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất để thiết kế cho

Đối với bê tông nặng có: b2  2 ;   0 01

Vì bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc nên có:

min 94414, 2 94, 41 50,61

u

 Thỏa mãn điều kiện chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi

đã có bố trí cốt đai:

1 1 0

5061 0,3 0,3 0,915 1,068 8.5 250 30018689,3

+ Đối với dầm cĩ kích thước 25x30 cm ở nhịp B1, B2 cũng tương tự

Ta chọn 6a150 ở gối và 6a250 ở nhịp

VIII Thiết kế bản sàn: (Tính cho bản sàn điển hình).

Do công trình sử dụng kết cấu khung chịu lực là chính nên dùng phương án

sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tương đối tốt nhất vì sàn có khả năng chịu tải

lớn và làm tăng độ cứng , độ ổn định cho toàn công trình

+ khối lượng riêng γ = 2500 kG/m2

+ cường độ chịu nén tính tốn Rb = 8.5 MPa

+ cường độ chịu kéo tính tốn Rbt = 0.75 MPa

+ moodun đàn hồi E = 23000 MPa

1 Tính cho bản sàn phịng học:( hình vẽ kèm theo trong bản vẽ A 1 )

a Kích thước sàn phịng học: 2

1

6,3754,075

p g

q s  s  s   



 Hoạt tải: p p c.n 300 1 , 2 360daN/m2

2 / 6 , 727 360 6 ,

p g