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

ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG Hình 1 - 3 Cấu tạo sàn vệ sinh Do trọng lượng tường gây ra: Ô sàn S5 có nhà vệ sinh nên còn chịu tác dụng của tải tập trung do t

TÍNH TOÁN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Đ Ề BÀI

Bảng 1 - 1 Số liệu đề bài a (m) b (m) Bê tông Vùng gió

T ẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Hình 1 - 1 Mặt bằng kí hiệu ô sàn tầng điển hình

C HỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC BỘ PHẬN SÀN

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức: b D 1 h L

Hệ số D được xác định dựa trên tải trọng tác động lên sàn, trong khi hệ số m phụ thuộc vào dạng bản sàn Chiều dài nhịp tính toán L1 được lấy là 4200 mm, với các giá trị D là 0.8 và m là 45.

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 2

Xác định sơ bộ kích thước của dầm:

Chọn dầm có chiều cao h d = 400 (mm)

Chọn bề rộng dầm b d = 200 (mm)

Vậy dầm có tiết diện b x h = 200x400 (mm)

T ẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Tùy thuộc vào công năng sử dụng của từng phòng, các ô sàn sẽ chịu những hoạt tải khác nhau Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được quy định cụ thể.

Bảng 1 - 2 Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

Công trình thường bao gồm các tải trọng như sau

STT Công dụng Hệ số vượt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²)

Hoạt tải tính toán (KN/m²)

Bảng 1 - 3 Các lớp cấu tạo sàn

STT Tên lớp Chiều dày (m)  ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S3, S4, S6, S7 là: 3.508 (kN/m 2 ) (S5 sàn vệ sinh nên tính riêng)

Riêng ô sàn S5 có nhà vệ sinh, ta thiết kế theo ô sàn lật ngược với cao trình sàn cùng cao độ với cao trình đáy dầm (sàn lật ngược)

Khi tính toán tải trọng cho ô sàn này thì ta phải tính thêm chiều dày lớp vữa trát tạo độ dốc và lớp bê tông gạch vỡ

Chọn độ dốc 1 %, chiều dài ô sàn là 4.2 m, chiều dày trung bình lớp vữa tạo độ dốc là: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 1 - 3 Cấu tạo sàn vệ sinh

Trọng lượng do lớp vữa trát là: g vt = 1.2 × 16 × 0.021 = 0.403 (kN/m 2 )

Bề dày lớp bê tông gạch vỡ là: δ gv = 0 4 0 0 8 0 0 1 5 0 0 2 0 0 2      0 0 4 2  0 0 2 1  0 2 0 2 m

  Trọng lượng của lớp gạch vỡ là: g gv = 0.202×16×1.2 = 3.878 (kN/m 2 )

Ô sàn S5 có nhà vệ sinh chịu tác động của tải trọng tường, do đó tải tập trung từ tường xây sẽ được quy đổi thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn.

  Với: n =1.1 là hệ số vượt tải

Trọng lượng riêng của tường xây được ký hiệu là t kN m, với chiều dày tường là b t = 100 mm (0.1 m) Chiều cao của tường được tính theo công thức h t = 3.6 - 0.08 * 3.52 m Đồ án này thuộc lĩnh vực bê tông cốt thép và được hướng dẫn bởi TS Nguyễn Ngọc Dương.

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 5 l t là chiều dài tường xây, l t    3 2 5( ) m

Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản Tải trọng tính toán

Tổng tải trọng q tt  g tt  p tt

Bảng 1 - 4 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản

Hoạt tải tính toán (kN/m2)

Tải sàn (kN/m2) Tải tường

X ÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP TRONG BẢN SÀN

 Xem các ô bản như các ô bản đơn, không xét ảnh hưởng của các ô bản kế cận

 Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

Sơ đồ 9 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

 L2/L1 ≥ 2 : bản làm việc một phương theo phương cạnh ngắn

 L2/L1 < 2 : bản làm việc theo hai phương

Sơ đồ tính toán cho các ô bản: xét tỉ số giữa chiều cao của dầm và của sàn:

 80    d s h h  xem liên kết giữa bản sàn và dầm là các liên kết ngàm, tính toán theo sơ đồ 9

Xét ô bản S1 đến S6 Xem các ô bản làm việc độc lập, tính toán theo ô bản đơn

 Momen dương lớn nhất ở giữa bản:

 Momen âm lớn nhất tại gối:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 1 - 5 Giá trị momen lớn nhất ở nhịp và gối

M II kNm S1 4.2 4.4 1.05 0.019 0.017 0.044 0.040 100.864 1.882 1.729 4.398 3.985 S2 4.2 4.4 1.05 0.019 0.017 0.044 0.040 153.532 2.865 2.631 6.695 6.066 S3 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 93.826 1.958 0.916 4.385 2.039 S4 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 72.046 1.503 0.704 3.367 1.566 S5 3 4.4 1.47 0.021 0.010 0.047 0.022 163.411 3.410 1.596 7.637 3.551 S6 1.2 1.6 1.33 0.021 0.012 0.047 0.027 13.647 0.286 0.161 0.647 0.366 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Xét tỷ số L 2 /L 1 = 4.4/1.2 = 3.7 > 2  bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn

Để tính toán ô bản S7, ta cắt một dải bản có bề rộng 1 m theo phương cạnh ngắn Sơ đồ tính được xem như dầm đơn giản với 2 đầu ngàm, có kích thước tiết diện là 1000×80 mm.

Tổng tải trọng tác dụng lên dải bản có bề rộng b là: q = (g s +p s ).b = 7.108 x 1 = 7.108 kN/m

Mô men âm lớn nhất tại gối:

Bảng 1 - 6 Kết quả tính nội lực các ô bản sàn tầng điển hình

M_1 1.882 2.865 1.958 1.503 3.410 0.286 M_2 1.729 2.631 0.916 0.704 1.596 0.161 M_I 4.398 6.695 4.385 3.367 7.637 0.647 5.118 M_II 3.985 6.066 2.039 1.566 3.551 0.366 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Xác định mômen âm lớn nhất tại vị trí giao nhau của các ô bản liền kề:

Bảng 1 - 7 Momen lớn nhất tại vị trí giao nhau của các ô bản liền kề

Tính toán và bố trí cốt thép:

 Vật liệu sử dụng: Bê tông B25 có

 Cốt thộp ỉ ≤ 10: sử dụng thộp CB240T cú Rs = 210 MPa, Rsw = 170 MPa

 Cốt thộp ỉ > 10: sử dụng thộp CB300V cú Rs = 260 MPa, Rsw = 210MPa

 Cốt thép cho bản sàn được tính quy về cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước b×h = 1000×80 (mm)

Lớp bảo vệ thép được giả thiết là 15 mm cho các thanh thép nằm dưới nhịp chịu mômen M1 và các thanh thép ở gối chịu mômen MI và MII Đối với các thanh thép chịu mômen dương nằm trên (các thanh chịu M2), lớp bảo vệ được xác định là 25 mm.

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  min     max

  ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 1 - 8 Bảng tính thép sàn tầng điển hình Ô bản Kí hiệu M

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

4 M1 1.503 1000 80 15 75 0.025 0.025 112 ỉ6a200 141 0.17 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

7 M1 5.118 1000 80 15 75 0.084 0.087 392 ỉ10a200 393 0.60 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

T ÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2

Chọn ô sàn lớn nhất để kiểm tra độ võng nhằm đảm bảo khả năng sử dụng Việc tính toán cần được thực hiện để tránh biến dạng hoặc chuyển vị quá lớn của cấu kiện, đảm bảo rằng độ bền biến dạng của sàn nằm trong giới hạn cho phép.

Xét ô bản S2 (phòng thể thao), có kích thước L 1 ×L 2 = 4.2×4.4 (m), chịu tải trọng phân bố đều:

Xét 2 dải giữa của bản theo phương L 1 và L 2 , có bề rộng b = 1 đơn vị

Gọi q q 1 tc , 2 tc là tải trọng phân bố lên dải theo phương L 1 và L 2

Xem mỗi dải như một dầm 2 đầu khớp, độ võng tại điểm chính giữa của các dải bản bằng nhau:

Kiểm tra nứt cho sàn (TCVN 5574:2018):

Giá trị momen kiểm tra: crc bt W pl

W pl I bo I so I so bo h x S

 Các thông số trong công thức:

I I A r b x mm ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 bo so so pl bo

 Thỏa điều kiện tính toán bề rộng vết nứt Độ cong của cấu kiện được xác định:

M m P kNm (momen do tải trọng ngắn hạn)

M m P kNm (momen do tải trọng thường xuyên và dài hạn)

 m r Độ võng giữa nhịp cho dầm 2 đầu ngàm: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Vậy kết cấu sàn vẫn làm việc bình thường theo trạng thái giới hạn II ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

TÍNH TOÁN BẢN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE

K HAI BÁO

Dầm kích thước bxh 0x400 (mm) và dầm 200x300 (mm)

Cột chọn cột dưới chiều cao cột bằng chiều cao tầng trệt 3.6m Sàn BTCT dày 80mm

Các loại tải trọng gồm: TTBT ; TTCT ; TTTX ; HT1 ; HT2

Bảng 2 - 1 Khai báo tải trọng Ô sàn Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Tải cấu tạo (kN/m 2 ) Tải tường

Khai báo tải trọng cho từng ô sàn

 Tính moment:Tổ hợp tải trọng theo TTGH I (tải trọng tính toán)

 Tính độ võng: Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

M Ô HÌNH

Chọn tiêu chuẩn thiết kế, đơn vị ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Khai báo đặc trưng vật liệu ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Khai báo tiết diện sàn, dầm cột

Khai báo trường hợp tải trọng

Hình 2 - 1 Các trường hợp tải ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Khai báo các tổ hợp tải trọng

Hình 2 - 2 Khai báo theo TTGH 2

(Chuyển vị) Hình 2 - 3 Khai báo theo TTGH 1

(Tính thép) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 4 Mặt bằng mô hình SAFE

Hình 2 - 5 Tĩnh tải cấu tạo ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 7 Hoạt tải 2 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 8 Tĩnh tải tường xây

K ẾT QUẢ

Hình 2 - 9 Độ võng của sàn Độ võng sàn f = 5.389 (mm) < [1/f] = L1/200 = 4200/200 = 21 (mm) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Kết quả phương án sàn bằng mô hình Safe

Hình 2 - 10 Biểu đồ moment theo phương x

Hình 2 - 11 Biểu đồ moment theo phương y ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 2 - 2 So sánh moment 2 phương pháp tính sàn

PHÁP Mô hình SAFE Tính tay Ô sàn M1 M2 M_I M_II M1 M2 M_I M_II S1 3.12 3.05 4.37 6.60 1.88 1.73 4.40 3.99 S2 4.62 4.30 5.49 5.56 2.87 2.63 6.70 6.07 S3 2.65 1.75 5.22 3.16 1.96 0.92 4.39 2.04 S4 1.43 1.91 3.52 4.31 1.50 0.70 3.37 1.57 S5 3.60 4.13 5.05 6.58 3.41 1.60 7.64 3.55 S6 0.00 1.75 2.16 0.75 0.29 0.16 0.65 0.37 S7 0.00 0.00 5.75 0.00 0.00 0.00 5.118 0.00

Hình 2 - 12 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 2 - 13 So sánh moment qua mặt cắt 1-1

Hình 2 - 14 So sánh moment qua mặt cắt 2-2

Giá trị momen tại gối và nhịp có sự khác biệt do phân bố momen không đồng đều Cụ thể, momen tại nhịp được tính bằng phương pháp tay thường lớn hơn so với phương pháp phần tử hữu hạn trong SAFE ở một số vị trí, trong khi tại gối thì tình hình ngược lại.

Phần mềm SAFE là công cụ tính toán hữu hạn giúp phân tích sự tương tác giữa các dầm sàn Khi các dầm sàn chịu tải, hiện tượng võng xảy ra, dẫn đến việc moment nhịp có xu hướng gia tăng.

Phương pháp tra bảng để xác định liên kết giữa dầm và sàn thường cho kết quả liên kết cứng với moment gối lớn hơn so với phương pháp tính bằng safe.

Tổng moment ở các ô bản giữa hai phương pháp có sự khác biệt do phương pháp tra bảng không tính đến sự làm việc đồng thời của các ô bản, mà coi mỗi ô bản như một bản đơn Do đó, moment có thể khác so với phương pháp bằng safe.

 Giá trị moment giữa 2 phương án ở bụng gần bằng nhau và xấp xỉ (q*L^2)/8 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 2 - 3 chon thép theo momen của safe Ô bản Kí hiệu M

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

MII 3.164 1000 80 15 65 0.052 0.053 238 ỉ8a200 251 0.37 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

7 MI 5.753 1000 80 15 65 0.094 0.099 443 ỉ10a150 524 0.68 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

N GUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ KHÁC BIỆT CỦA KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA HAI PHƯƠNG PHÁP

Sử dụng phương pháp tra bảng và phần mềm SAFE dẫn đến sự khác biệt trong kết quả, với những sai lệch rõ rệt giữa các giá trị nội lực Tuy nhiên, một số ô sàn cho thấy giá trị nội lực tương đối gần nhau, chỉ chênh lệch rất nhỏ.

Khi áp dụng phương pháp tra bảng trong tính toán ô bản đơn, kết quả thường cho ra giá trị gần đúng với thực tế, mặc dù có sự chênh lệch nhất định Phương pháp này mặc định ô bản 4 cạnh ngàm hoạt động độc lập theo ô bản số 9, dẫn đến giá trị momen gối luôn lớn hơn momen ở nhịp Tuy nhiên, thực tế không tồn tại các điều kiện ngàm hay khớp lý tưởng như giả thiết của phương pháp, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình tính toán.

Khi tính toán bằng phần mềm, ngoài việc ổ bản làm việc độc lập, cần xem xét điều kiện biên và liên kết giữa các ô bản kề nhau, cũng như độ võng của sàn Điều này cho phép mô phỏng chính xác hơn điều kiện làm việc của kết cấu Khi mô hình hóa sàn, phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để chia nhỏ ô sàn, giúp tính toán momen nhịp và gối co thay đổi tùy thuộc vào điều kiện liên kết giữa các ổ bản sàn.

Khi tính toán sàn bằng phần mềm, mô hình được mặc định là các ô bản liên tục, có tính đến sự ảnh hưởng lẫn nhau và tựa lên các gối (dầm) Ngược lại, khi tính tay, các ô bản được tính độc lập Sự khác biệt giữa hai phương pháp tính toán ô bản đơn và ô bản liên tục dẫn đến chênh lệch về giá trị moment, nhưng cả hai phương pháp đều cho kết quả tương đối chính xác với độ chênh lệch có thể chấp nhận.

Không có phương pháp nào có thể đảm bảo cho kết quả chính xác tuyệt đối, vì các phép tính thường dựa trên những giả thuyết khác nhau Trong lĩnh vực tính toán kỹ thuật, sai số là điều không thể tránh khỏi đối với mọi phương pháp Mỗi phương pháp đều mang theo những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Trong lĩnh vực thiết kế cấu kiện, phương pháp giải bằng phần mềm ngày càng trở nên phổ biến nhờ khả năng mô phỏng chính xác điều kiện làm việc thực tế Tuy nhiên, phương pháp giải tay theo ô bản đơn vẫn được ưa chuộng do tính kinh tế và khả năng kiểm soát tốt hơn trong quá trình tính toán Việc giả định các ô bản tựa lên gối (dầm) trong phần mềm có thể không phản ánh đúng thực tế, vì dầm không thể được coi là một điểm nhỏ như định nghĩa gối tựa Hơn nữa, độ võng của các dầm cũng cần được xem xét vì nó ảnh hưởng đến liên kết giữa ô bản và dầm Do đó, việc lựa chọn phương pháp giải phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó nếu cần độ chính xác cao và kiểm soát dữ liệu tốt, giải pháp phần mềm sẽ được ưu tiên, đặc biệt trong thiết kế nhà cao tầng Ngược lại, nếu muốn kiểm soát chủ động trong quá trình tính toán, phương pháp tra bảng sẽ là lựa chọn hợp lý.

TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG

C ÁC GIẢ THUYẾT

 Tùy theo mặt bằng công trình mà lựa chọn phương án tính khung phù hợp

 Ta chấp nhận các giả thuyết

 Khi L > 2B (độ cứng theo phương B và theo phương L có sự khác biệt khá nhiều) nên ta có thể tách công trình thành nhiều khung phẳng để tính toán

B : kích thước theo chiều rộng công trình

Theo để bài đã cho: L = 61.6 (m), B = 14.4 (m)

Vậy ta tách công trình thành nhiều khung phẳng để tính toán nội lực.

S Ơ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỘT

Base: 1500 mm Tầng 1: 4400 mm Tầng 2: 3600 mm Tầng 3: 3600 mm Tầng 4: 3600 mm Tầng 5: 3600 mm Tầng 6: 3100 mm

3.2.1: Kích thước tiết diện dầm

Xác định sơ bộ kích thước dầm: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Vậy dầm có tiết diện b h   200 400 (  mm )

3.2.2: Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

Fb là diện tích tiết diện ngang của cột

Rb là cường độ chịu nén tính toán của bê tông

N là lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

Dựa vào kích thước hình học cũng như cấu tạo công trình, ta thấy cột theo phương trục 4 chịu tải trọng lớn nhất

Chiều dày tường theo các phương trục được xác định như sau: phương trục A và C có chiều dày 0.2 m, trong khi phương trục B và D có chiều dày 0.1 m Phương trục E và 4 cũng có chiều dày 0.2 m Đối với mái, chiều dày ở trục A và E là 0.2 m, với chiều cao tường mái tại hai trục này là 1.0 m Đồ án này thuộc chuyên đề KCCT bê tông cốt thép, do TS Nguyễn Ngọc Dương hướng dẫn.

Khối lượng riêng của tường:   t 1800( daN m / 2 )

Hình 3 - 1 Sơ đồ truyền tải

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Tải trọng do tường của tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – A là:

Vì chỉ chọn sơ bộ tiết diện nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột

Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 1: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 1 là: 25×30(cm)

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – A ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – B là:

Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 1 là: 30×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 2, 3 là: 20×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – B ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – C là:

Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn tiết diện cột 4 – C ở tầng 1 là: 25×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – C ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 4 và tầng 5:

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 4 và 5 được chọn là 20×20 cm Để xác định sơ bộ tải trọng tác dụng lên các cột 4 – D và 4 – E, cần tính toán tải trọng cầu thang của các tầng điển hình và tầng trệt.

Hình 3 - 2 Mặt cắt bản thang tầng trệt ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3-3 Cấu tạo bản thang Bảng 3-1 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

STT Tên lớp Chiều dày(m)  tc ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

1 Gạch lót (đá hoa cương) 0.02 24 0.48 1.1 0.528

Tổng 3.400 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3-2 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu tới:

STT Tên lớp Chiều dày(m)  tc ( kN m / 3 ) g tc ( kN m / 2 ) n g kN m tt ( / 2 )

Bảng 3-3 Kích thước cầu thang tầng trệt

Kích thước bậc thang Kích thước cầu thang Rộng (mm) Cao (mm) Dài (m) Cao (m)

Góc nghiêng bản thang: Cosα = 0.840

Bản thang: phần bản nghiêng Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng: δ tdi

Lớp đá hoa cương: ( ) os (176 270) 0.02 0.840

 Cầu thang tầng điển hình ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 4 Mặt cắt cầu thang tầng điển hình

 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Kích thước bậc thang Kích thước cầu thang Rộng (mm) Cao (mm) Dài (m) Cao (m)

Góc nghiêng bản thang: Cosα = 0.839

Bản thang: phần bản nghiêng Chiều dày tương đường của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng: δ tdi

Lớp đá hoa cương: ( ) os (172 262) 0.02 0.839

Trọng lượng của lancan, tay vịn là 0.3 kN/m Quy tải này về tải đơn vị trên 1 m 2 bản thang: 0.3 2

 1.5  g k kN m ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải tính toán p tt  p tc  n , trong đó p tc = 3 kN/m2 là hoạt tải tiêu chuẩn đối với cầu thang, n=1.2 là hệ số vượt tải (theo TCVN 2737-1995)

Bản thang có bề rộng B = 1.5 m, quy tải phân bố đều theo chiều dài

Chiếu nghỉ: q cn  g tt   B (3.6 3.4) 1.5 10.5(    kN m / ) Chiếu tới: q ct  g tt   B (3.6 3.27) 1.5 10.30(    kN m / ) Phần bản nghiêng:

Tầng trệt: q bn  ( g tt  g B k )  (3.6 5.80 0.2) 1.5 14.40(     kN m / ) Tầng điển hình: q bn  ( g tt  g B k )  (3.6 5.7 0.2) 1.5 14.25(     kN m / )

Hình 3 - 5 Sơ đồ tính cầu thang tầng trệt

Cầu thang tầng điển hình: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 6 Sơ đồ tính cầu thang tầng điển hình

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do tường của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – D là:

Trong quá trình thiết kế, chúng ta chỉ lựa chọn sơ bộ tiết diện mà không tính đến trọng lượng của dầm và cột Dự án này thuộc lĩnh vực kết cấu bê tông cốt thép, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Ngọc Dương.

 Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 1 là: 30×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 2, 3 là: 20×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – D ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm)

Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do sàn tầng thượng truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống cột 4 – E là:

N n   hL ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Tải trọng do tường tầng mái truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4 – E là:

 Chọn tiết diện thay đổi ở mỗi tầng:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 1 là: 25×30 (cm)

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 2 và tầng 3:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 2, 3 là: 25×25 (cm)

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 4 và tầng 5:

 Chọn tiết diện cột 4 – E ở tầng 4, 5 là: 20×20 (cm) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 4 Bảng tổng hợp cột lựa chọn

TIẾT DIỆN CỘT (cm2) TÂNG 1 TẦNG 2-3 TẦNG 4-5

C HỌN SƠ ĐỒ TÍNH

Dựa vào tình hình địa chất công trình và giải pháp nền móng, người thiết kế cần xác định sơ đồ tính toán và cấu tạo khung Điều quan trọng là phải xác định vị trí các liên kết cứng (nút cứng) và liên kết khớp, trong đó liên kết giữa dầm và cột là các nút cứng, còn liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm Sơ đồ tính toán được thể hiện như hình vẽ trong Đồ án KCCT bê tông cốt thép, do TS Nguyễn Ngọc Dương hướng dẫn.

Hình 3 - 7 Sơ đồ tính khung trục 4

Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm: tĩnh tải, hoạt tải (dài hạn và ngắn hạn) Để giải khung ta tách riêng từng trường hợp tải để tính

Trường hợp: a = 4.4 (m), b = 4.2 (m) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 8 Sơ đồ quy tải sàn lên dầm 3.3.1: Tĩnh tải

Tĩnh tải của công trình bao gồm: trọng lượng bản thân của dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn và tải trọng tường…

Trọng lượng tường xây trên dầm:

Tải trọng do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng hình tam giác, trị số lớn nhất: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Nhịp BC, CD tải truyền vào có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền lên dầm DE:

Tải trọng do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng hình tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE, tải truyền vào dầm có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

 Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm móng:

Chọn sơ bộ kích thước của dầm móng: b×h = 200×400 mm

Trọng lượng tường xây trên dầm móng:

1.1 18 0.2 (4.4 0.4) 15.84( / ) t t t t g      n   h      kN m 3.3.3: Tải trọng tập trung tại các nút khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục A:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút A:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục B:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C:

  s        d d d g n b h  h L kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục C:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút C:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục D:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng trệt là:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng điển hình là:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục E:

        t t t g n b h L  kN ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút E:

Tầng điển hình: G ct ' E  27.397 ( ) kN

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D của tầng trệt là:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E của tầng điển hình là:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C:

 Đỉnh mái che cầu thang:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D:

 Chân mái che cầu thang: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút D:

Do trọng lượng tường xây mái che truyền vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút D:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút E:

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E:

 Chân mái che cầu thang:

Do trọng lượng sàn truyền vào nút E: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Tổng tĩnh tải tập trung ở nút E:

 Tải trọng tác dụng lên dầm móng:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục C:

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục D:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút D:

 Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút E:

Hoạt tải của công trình bao gồm các hoạt tải đứng và hoạt tải ngang ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải đứng bao gồm hoạt tải ngắn hạn và hoạt tải dài hạn Để đơn giản ra tính chung hoạt tải ngắn hạn và dài hạn

Hoạt tải tác dụng lên khung cũng theo diện truyền tải tương tự như tĩnh tải

Bảng 3-5 Tải trọng phân bố hoạt tải

STT Công dụng n p tc (kN/m²) p tt (KN/m²)

Hoạt tải do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Hoạt tải do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB, tải truyền vào dầm có dạng tam giác, trị số lớn nhất: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Tải trọng tập trung vào các nút khung:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút A:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút B:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút C:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút D:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D tại tầng trệt: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D tại tầng điển hình:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D tại tầng trệt:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D tại tầng điển hình:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút E:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E tại tầng trệt:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E tại tầng điển hình:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E tại tầng trệt:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E tại tầng điển hình:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút A: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút B:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút C:

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

 Chân mái che cầu thang:

Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút D:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút D:

 Đỉnh mái che cầu thang: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút E:

 Chân mái che cầu thang:

Hoạt tải do sàn tầng mái truyền vào nút E:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E:

Hoạt tải tập trung tác dụng vào nút E:

3.3.5: Hoạt tải ngang (tải trọng gió) Áp lực gió tiêu chuẩn vùng gió IIIB là: w 0  0.125 kN m / 2 (tra bảng 4 2737:1995) Gán tải gió tập trung vào các nút khung

Cường độ tính toán của gió đẩy: W   n k zi  w 0   c B

Cường độ tính toán của gió hút: W '  n  k zi  w c B 0  ' 

Trong đó: n là hệ số vượt tải, lấy n = 1.2 c và c’ là hệ số khí động đón gió và hút gió, c = 0.8 và c’ = 0.6

Bề rộng đón gió của diện truyền tải gió lên nút khung được ký hiệu là B, với giá trị B = 4.4 m Hệ số k được sử dụng để điều chỉnh sự thay đổi áp lực gió theo độ cao của địa hình B và có thể tra cứu từ bảng.

Bảng 3 - 6 Kết quả tính gió gán vào các nút khung

Bảng 3 - 7 Bảng tổng hợp nội lực trong khung

LOẠI TẢI TẢI TRỌNG TẦNG VỊ TRÍ KẾT

DẦM MÓNG 15.840 TẦNG 2-5 12.870 DẦM MÁI 11.088

D 74.638 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

D 25.594 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

T Ổ HỢP TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC

Sau khi có được các thành phần nội lực, ta tiến hành tổ hợp nội lực

Bảng 3 - 8 Các trường hợp tải tác dụng

Với 7 trường hợp tải ở trên thì cấu trúc tổ hợp như sau:

2 HT1 Hoạt tải cách tầng lẽ

3 HT2 Hoạt tải cách tầng chẵn

4 HT3 Hoạt tải cách nhịp 1

5 HT4 Hoạt tải cách nhịp 2

7 GP Gió phải ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 9 Các tổ hợp tải trọng

Tổ hợp tải trọng Các trường hợp tải

TT HT1 HT2 HT3 HT4 GT GP

Để xác định nội lực trong cấu trúc, chúng tôi sử dụng phần mềm ETABS cho đồ án KCCT bê tông cốt thép Hướng dẫn bởi TS Nguyễn Ngọc Dương, nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các trạng thái tải trọng từ THBAO ENVE (TH1, TH2, , TH17).

Hình 3 - 9 Tĩnh tải phân bố ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 10 Tỉnh tải tập trung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 11 Hoạt tải cách tầng lẻ ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 3 Hoạt tải cách tầng chẵn ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 13 Hoạt tải cách tầng nhịp chẵn ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 14 Hoạt tải cách tầng nhịp lẽ ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 4 Gió trái ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 16 Gió phải 3.4.2: Kết quả nội lực khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 17 Biểu đồ bao lực cắt V khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 – 18 Biểu đồ bao lực dọc N khung ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Hình 3 - 19 Biểu đồ bao momen

T ÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM , CỘT

3.5.1: Vật liệu sử dụng ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

3.5.2: Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm

Để tính toán cốt thép cho dầm, chúng ta sử dụng tổ hợp combo bao và chọn ba vị trí có mô men lớn nhất, thường là đầu dầm, giữa dầm và cuối dầm.

Tương ứng với giá trị momen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

Kích thước tiết diện chữ T có: '

Xác định vị trí trục trung hòa: M f  R b b  ' f  h ' f  ( h 0  0.5 ) h ' f

Nhận xét: M  M f nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật lớn có kích thước : b ' f  h d

Ta sử dụng các công thức sau:

Để thiết kế bản cánh chịu kéo, cần xác định giá trị momen âm và tính toán cốt thép cho tiết diện hình chữ nhật nhỏ Thông tin chi tiết về kích thước và yêu cầu kỹ thuật được trình bày trong bảng bên dưới Đề tài này thuộc đồ án KCCT bê tông cốt thép, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Ngọc Dương.

Ta sử dụng các công thức sau :

Kiểm tra hàm lượng cốt thép : min max

Tính toán cốt thép cho dầm B1 tầng 2 kích thước tiết diện dầm 200×400 (mm), với

Giả thiết a = 40 mm, ta có chiều cao làm việc của tiết diện:

 Trục trung hòa qua cánh, tính toán cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật lớn có kích thước: b ' f   h 1160 400 

Diện tích thép cần dùng là:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: max min

 Thỏa hàm lượng cốt thép

 Chọn cốt thộp: 3ỉ18, đặt 1 lớp  A Schon  763 ( mm 2 ) Kiểm tra lại a tk :

 si i tk gt si a A a mm a mm

Ví dụ: Tính toán cốt thép cho dầm B1 tầng 2 tiết diện 200x400 (mm) với Q = 98.517 (kN)

Chọn cốt đai ỉ6(a sw = 0.283cm 2 ), số nhỏnh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

 Trong đoạn gần gối dầm (L/4) Bước cốt đai theo cấu tạo:

2 2 150 150 ct ct h mm s s mm mm

Bước cốt đai tính toán:

Bước cốt đai lớn nhất: ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

 Chọn s = min(s ct , s tt , s max ) = 150 mm bố trí đoạn L/4 gần gối tựa

Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với trục cấu kiện: w 4 w 3

Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau:

 tương ứng với bê tông nặng hoặc hạt nhỏ và bê tông nhẹ)

0,3   w   b       b R b h b o 0.3 1.063 0.855 14.5 10 0.2 0.36 284.627        kN Để đảm bảo các dải nghiêng ở bụng dầm không bị phá hoại do nén

 Vậy dầm không bị phá hoại do nén

 Chọn s = 250 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

3.5.3: Tính toán và bố trí cốt thép cho cột

Chọn a gt = 40 (mm) ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Tính toán cột lệch tâm Độ lệch tâm tĩnh: 1 M e  N Độ lệch tâm ngẫu nhiên: a L h e max ;

  Độ lệch tâm e 0  max(e ,e ) 1 a Chiều dài nhịp tính toán L = L o  ( = 0.7)

Lực nén tới hạn được tính bằng công thức : cr 2 b

 Momen quán tính của tiết diện: bh 3

 Hệ số kể đến độ lệch tâm: 0

Tính chiều cao vùng nén: 1 b x N

 TH1: 2a' x  1   R h o , Lệch tâm lớn, chiều cao vùng nén x = x 1 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 77 o s s sc a sc o

 TH2: x 1 < 2a’ lệch tâm đặc biệt, không dùng x 1 :

 TH3:  R h < x o 1  h o , lệch tâm bé, tính lại x: b b o n = N

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min s max

Ví dụ: Tính toán cốt thép cho cột C1 tầng 1

- Chiều cao vùng bê tông chịu nén b b

    ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 78 a a o

    Độ lệch tâm ngẫu nhiên : a a l 4400

  Độ lệch tâm ban đầu :

Lực nén tới hạn được tính bằng công thức : cr 2 b

 Momen quán tính của tiết diện:

 Hệ số kể đến độ lệch tâm:

 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 79 Độ lệch tâm 0 h 300 e = ηe + - a = 1.264×109.47+ 40 248.39(mm)

→ Chọn 3ỉ25 (A sc = 1473 mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s max min 0

Tính toán cốt đai cột

Lực cắt lớn nhất: Q max  42.718 kN  

Chọn khoảng bố trí cốt đai s 100 mm   

         ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 80 s w 4 w1 3 b

Khả năng chịu cắt của bê tông

Q  0.3    R bh  0.3 0.855 1.063 1 14.5 10 0.3 0.31         113.97 kN Thỏa Qmax = 42.718 (kN) < Qb = 113.97 (kN)

Bố trí cốt đai với khoảng cách s = 100 mm cho đoạn nối thép và khoảng cách s = 200 mm cho phần nhịp còn lại Đồ án: KCCT bê tông cốt thép, Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Dương.

Bảng 3 - 10 Bố trí cốt thép cho dầm

Vị trí Dầm Tổ hợp b

MIN 200 40 260 -21.885 0.112 0.119 344 3ỉ14 462 0.66 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

MIN 200 40 310 -45.305 0.163 0.178 617 2ỉ16+2ỉ14 710 1.00 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

MAX 1160 40 360 46.471 0.021 0.022 502 3ỉ16 603 0.12 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

109.272 0.291 0.353 1418 3ỉ20+2ỉ18 1451 1.97 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 – 11 Bố trí cốt thép cho cột

460.33 2ỉ18 509 2.192 SRY5 C1 Comb17 250.57 -34.05 200 250 40 3.6 LTL 419 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

698.28 3ỉ18 763 1.502 SRY4 C2 Comb7 518.68 10.83 300 350 40 3.6 LTL 698 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

726.34 3ỉ18 763 2.767 SRY3 C3 Comb16 576.41 43.99 250 250 40 3.6 LTB 726 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

951.00 3ỉ22 1140 2.045 SRY2 C4 Comb7 960.25 -3.55 300 350 40 4.4 LTB 951 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

298.61 2ỉ14 308 1.422 SRY6 C4 Comb7 204.76 -3.91 200 250 40 3.6 ĐB 299 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

88.03 2ỉ16 402 0.271 SRY4 C5 Comb16 516.55 39.43 250 300 40 3.6 LTL 53 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

SRY7 C5 Comb5 34.10 15.01 200 200 40 3.1 ĐB 439 ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

C HIỀU DÀI NEO CỐT THÉP

3.6.1: Chiều dài neo cốt thép cơ sở

Chiều dài neo cốt thép cơ sở được tiến hành tính toán như sau: o an , s s ( ) bond s

 A mm s ( 2 ),u s lần lượt là diện tích, chu vi của tiết diện ngang cốt thép

 R bond : cường độ bám dính cốt thép được tính như sau: R bond    1 2 R bt

  1 : là hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép, lấy  1  2.5 đối với cốt thép không ứng suất trước, cán nóng có gân

  2 : là hệ số kể đến ảnh hưởng của đường kính cốt thép, lấy  2  1 đối đường kính nhỏ hơn 32 mm

 R : cường độ chịu nén của bê tông bt

3.6.2: Chiều dài neo cốt thép tính toán

Chiều dài neo cốt thép được tính toán dựa trên yêu cầu của cốt thép và các giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện, được xác định theo công thức cụ thể.

 L o an , ( mm chiều dài neo cốt thép cơ sở )

 A mm s ( 2 ), A s cf , ( mm 2 ) lần lượt là diện tích mặt cắt ngang của cốt thép tính toán và thực tế

Hệ số α thể hiện trạng thái ứng suất của bê tông và cốt thép, đồng thời phản ánh ảnh hưởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài vùng neo.

Đối với thanh cốt thép không ứng suất trước, khi thực hiện neo các thanh có gân bằng biện pháp neo thẳng hoặc neo cốt thép trơn với móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung, cần lấy hệ số   1 cho thanh cốt thép chịu kéo và   0.75 cho thanh cốt thép chịu nén Sử dụng cốt thép CB300-V trong các ứng dụng này.

Bảng 3 - 12 chiều dài đoạn neo, nối thép d

N GUYÊN TẮC CẤU TẠO KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

3.7.1: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc cho nút khung biên và nút khung giữa các tầng

Neo cốt thép dầm vào cột

Tại mép của dầm, cốt thép phía dưới được kéo và neo vào cột 1 đoạn l s được lấy như sau:

 Nếu trong bảng tổ hợp nội lực dầm hoặc trong biểu đồ bao moment không xuất hiện moment dương tại mép cột thì lấy l s  Max (15  max ,200)( mm )

Trong trường hợp bảng tổ hợp nội lực dầm hoặc biểu đồ bao memnt dương, chiều dài đoạn neo l s sẽ được thay bằng chiều dài đoạn neo l an đã được tính toán trước đó.

Trong thiết kế cột, việc cấu tạo kháng chấn là rất quan trọng để đảm bảo độ dẻo của kết cấu Chiều dài của vùng cấu tạo kháng chấn (lcr) có thể được tính toán từ công thức: lcr = max(h, c, 450 mm).

 h c  max(b , h )(mm) c c là kích thước lớn nhất của tiết diện ngang của cột

 L cl (mm)- là chiều dài thông thủy của cột

Khi thay đổi tiết diện cột trên bé hơn cột dưới:

  thì bẻ chéo thép cột dưới để chờ nối với thép cột trên như hình bên dưới

Hình 3 - 20 Nguyên tắc bố trí thép cột trên bé hơn cột dưới (1)

Trong quá trình thi công, không được phép bẻ chéo thép cột dưới để nối thép với cột trên Để tạo đoạn nối thép với cột trên, cần tuân thủ các quy định kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.

SVTH: HOÀNG THẾ PHONG TRANG 97 thường chôn thép chờ từ cột trên vào dầm và neo 1 đoạn l an như hình bên dưới

Hình 3 - 21 Nguyên tắc bố trí thép cột trên bé hơn cột dưới (2) 3.7.2: Nguyên tắc cấu tạo cốt dọc nút khung trên cùng

Cấu tạo nút góc trên cùng phụ thuộc vào tỷ số e o h của đầu cột; tỷ số này càng lớn thì yêu cầu neo cốt thép từ dầm vào cột càng sâu.

 Khi tỉ số e o 0.25 h  ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Bảng 3 - 22 Quy định uốn cốt thép đầu cột (1)

Khi tỉ số e o 0.5 h  ĐỒ ÁN: KCCT BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS NGUYỄN NGỌC DƯƠNG

Tiêu đề	Đồ Án Kết Cấu Công Trình Bê Tông Cốt Thép Tính Toán Bản Sàn Bằng Phần Mềm SAFE
Tác giả	Hoàng Thế Phong
Người hướng dẫn	TS Nguyễn Ngọc Dương
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Công Trình
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021 - 2022
Thành phố	N/A

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	8,62 MB