đồ án bê tông cốt thép i công trình chung cư 3 tầng của hộ gia đình nguyễn văn a địa điểm thi công phường trung đô t p vinh

Lời nói đầu Đồ án Bê tông cốt thép 1 là đồ án kết cấu đầu tiên của sinh viên ngành kỹ sư xây dựng dân dụng và công nghiệp phải thực hiện.. Đó là sự tổng hợp kiến thức áp dụng vào thực tế

- -ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Giáo viên hướng dẫn: ……….……

Sinh viên thực hiện: ……….……

MSSV: ……….…….…………

Năm học 2023

Lời nói đầu

Đồ án Bê tông cốt thép 1 là đồ án kết cấu đầu tiên của sinh viên ngành kỹ sư xây dựng dân dụng và công nghiệp phải thực hiện Đó là sự tổng hợp kiến thức áp dụng vào thực tế của sinh viên sau khi học xong các tất cả các môn cơ sở ngành và chuyên ngành Đây là đồ án nhằm kiểm tra kiến thức và khả năng tính toán của sinh viên, khả năng nắm bắt các nguyên lý cấu tạo các cấu kiện, khả năng tư duy và khả năng thể hiện các bản vẽ bằng Autocad, đó cũng là yêu cầu cấp thiết của một kỹ sư xây dựng sau khi ra trường Đồ

án được thực hiện theo từng nhóm sinh viên, mỗi nhóm gồm 2 sinh viên Tất cả các thành viên trong nhóm đều tích cực tham gia công việc của nhóm và hoàn thành công việc được giao đúng thời hạn và chính xác.

Qua một thời gian làm việc, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Trần Xuân Vinh, nhóm chúng em gồm 2 thành viên đã hoàn thành nhiệm vụ được giao.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Xây Dựng đã hết lòng giúp đỡ chúng em hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đồ án này.

Trong quá trình thực hiện đồ án mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy cô và các bạn góp ý để chúng em có thể hoàn thành tốt hơn trong những đồ án sau.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày tháng 12 năm 2023.

CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI

Hình 1.1 Mặt bằng kiến trúc

Hình 1.2 Mặt bằng kết cấu

1.2.2 Phân loại ô bản:

Từ mặt bằng kết cấu sàn ta phân ra các loại ô bản có trong công trình Nguyên tắcphân loại ô bản như sau:

- Đối với ô bản có liên kết ở hai cạnh đối diện thì coi như bản làm việc một phương

- Đối với ô bản có liên kết cả 4 cạnh và có tỉ số

1 2

l

l < 2 thì ta coi bản làm việc hai

phương

Hình 1.3 Mặt bằng ô bản.

Bảng1 Thống kê ô bản sử dụng trong công trình

1.3 Lựa chọn vật liệu sử dụng:

Bê tông cấp độ bền B20 , cốt thép dọc chịu lực trong dầm nhóm AII , cốt thép bố trítrong sàn và cốt đai dầm nhóm AI

1.4 Chọn kích thước sơ bộ cho bản và dầm.

Áp dụng các công thức :

Chiều dày bản sàn (Hb):

D

m



Trong đó: + D: là hệ số phụ thuộc tải trọng, thường lấy D = 0,8 ÷1,4

+ m: là hê ̣số phụ thuôc vào điều kiên liên kết ô bản, thường lấy m=30 ÷ 35(đối với ô bản công xôn m= 10 ÷ 15)

+ Bề rộng dầm thường chọn b= (0,3÷0,5)h.

Ta có, bảng sau:

TT Tên ô bản Kích thước (m) h b (m) h dc (m) h dp (m)

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ Ô BẢN

2.1 Xác định sơ đồ tính toán cho ô bản:

a) Đối với bản làm việc một phương:

Bản sàn có hai gối đều là dầm nên ta sử dụng sông thức :

2.2 Tính toán trải trọng tác dụng lên ô bản:

Các lớp cấu tạo bản sàn như sau:

Hình 2.1 Các lớp cấu tạo sàn

h

(mm)

Trọng lượng riêng

i



(kN/m 3 )

Hệ số độ tin cậy về tải trọng

i

n

Tải trọng tính toán

tt s

Hoạt tải tính toán, áp dụng công thức : pb    p bi 1,8 1 1,8(   kN m / )

Từ đó, tổng tải trọng tính toán:

4,58 1,8 6,38( / )

2.3 Tính toán nội lực ô bản:

2.3.1 Ô bản làm việc hai phương:

Tính ô bản đơn làm việc theo sơ đồ khớp dẻo:

Trong đó: α = 1 khi 2 cạnh l2 đều kê tự do hoặc cản xoay

α = 1,2 khi một cạnh l2 kê tự do, cạnh đối diện cản xoay

β – hệ số, được cho trong bảng ở trên

- lực cắt lớn nhất vào khoảng giữa liên kết theo cạnh l2 là:

Ta có, bảng sau:

ô bản

02 01

→ Ta chọn lực cắt lớn nhất tác dụng lên ô bản là: Q13,98(kN m/ )

2.3.2 Ô bản làm việc một phương:

Sử dụng ô bản O4 và O8 và tính nội lực trong sàn tính theo sơ đồ đàn hồi Do bản làm việc 1 phương và theo phương cạnh ngắn, do vậy ta tưởng tượng cắt dải bản có bề rộng 1m xem như một dầm, nên ta có:

- Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa

- Cốt thép bản sàn sử dụng loại A-I: Rs = 225Mpa, Rsc=225Mpa, R 0, 645,R 0, 407

- Chọn a15 (mm)cho mọi tiết diện Chiều cao làm việc h0  h a120 15 105 (  mm)

6 2

10

0, 407.1000

100 2,54

12,5020,36

S S

Ta bố trí thanh thép sàn theo 8 150a

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM

3.1 Xác định sơ đồ tính cho dầm

Tính toán theo dầm đơn giản , nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai gối trục tựa, ở đây là khoảng cách giữa trục các cột

3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm

b) Tải trọng ô bản tác dụng lên dầm :

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 Mpa

Cốt thép bản sàn sử dụng loại A-II: Rs = 280Mpa, Rsc=280Mpa, R 0,623,R 0, 429

+ Tải trọng của sàn tác dụng lên dầm: god  0,5 g lb1

Trong đó: - gb: Tĩnh tải của bản (g

* Ô bản hai phương:

Tải trọng từ bản làm việc hai phương được truyền theo bốn diện tích theo quy ước lấyđường phân giác các góc làm cạnh giới hạn Như vậy, tải trọng từ ô bản truyền lên dầmtheo phương cạnh ngắn sẽ có dạng tam giác và theo phương cạnh dài là tải trọng hình thangvới giá trị lớn nhất là 0,5 g lb1

Do tải trọng được phân theo đường phân giác nên khoảng cách từ gối đến đỉnh của tảitrọng hình thang là 0,5 l1

Chiều dày lớp

Tải tường có cửa có tính đến hệ số cửa 0,75 9,74110

Tải tường có cửa có tính đến hệ số cửa 0,75 5,82Hoạt tải tác dụng lên dầm được truyền từ bản Nguyên tắc truyền hoạt tải tương tự như tĩnh tải: gHT  0,5 g lb1

Trong đó: + gb: tải trọng hoạt tải từ sàn truyền vào dầm tính (kN/m);

+ l1: chiều dài của ô bản theo phương cạnh ngắn (m)

- Ta được bảng sau:

 Chọn dầm D1 để tính toán và chia dầm thành 5 nhịp để tính tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm:

a) Tính tải tác dụng lên từng nhịp:

- Tại đây dầm chịu lực từ tường 220, nên gt1 9,74 kN m /

- Tĩnh tải của O1 tác dụng lên dầm : do O1 là ô làm việc 2 phương và tải trọng nó truyền lên dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang : g1 15,21 / kN m

- Tại đây dầm chịu lực từ tường 220, nên gt1 9,74 kN m /

- Tĩnh tải của O2 tác dụng lên dầm : do O2 là ô làm việc 2 phương và tải trọng nó truyền lên dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang : g2  15, 21 kN m /

- Tại đây dầm chịu lực từ tường 110, nên g t2 5,82kN m/

- Tĩnh tải của O3 tác dụng lên dầm, do O3 là ô làm việc 2 phương và tải trọng nó truyền lên dầm theo phương cạnh ngắn có dạng hình tam giác: g316,18kN m/ ;

- Tĩnh tải O4 tác dụng lên dầm: do nó là ô 1 phương truyền lên nhịp 3 là phương cạnh ngắn nên g od 0.

- Lực tập trung : cuối nhịp 3 chịu ½ tải trọng của bản thân dầm phụ và ½ tải trọng của sàn O3 và O4 truyền vào dầm phụ khi quy về tải trọng tập trung, nên:

- Tĩnh tải của O5 tác dụng lên dầm : g5 15, 21kN m/

- Tại đây dầm chịu lực từ tường 220, nên gt1 9,74 kN m /

- Tĩnh tải của O1 tác dụng lên dầm : do O1 là ô làm việc 2 phương và tải trọng nó truyền lên dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang : g1 15,21 / kN m

Bảng thống kê các tĩnh tải trên mỗi nhịp

- Hoạt tải của ô O5 tác dụng lên dầm do O2 là ô 2 phương truyền lực lên nhịp 2 theo phương cạnh dài nên nhịp 2 chịu lực phân bố hình thang :gHT  5 ,98 kN m /

Nhịp 5:

- Hoạt tải của ô O1 tác dụng lên dầm: do O1 là ô 2 phương truyền lực lên nhịp 2 theo phương cạnh dài nên nhịp 2 chịu lực phân bố hình thang :

Từ đó , ta có bảng sau:

Bảng thống kê các hoạt tải trên mỗi nhịp.

Dầm chịu lực từ tường 220, nên gt  9,74 kN m /

Tải trọng tĩnh tải từ sàn O3 và O4 truyền vào: g3 6,18 kN m g / ; 4  3,89 kN m / ;

Dầm chịu lực từ tường 220, nên gt  9,74 kN m /

Tải trọng tĩnh tải từ sàn O8 truyền vào: g6  3,89 kN m /

b)Hoạt tải trên mỗi nhịp:

Nhịp 1:

Hoạt tải của ô O3 tác dụng lên dầm: do O3 là ô 2 phương truyền lực lên nhịp 2 theophương cạnh dài nên nhịp 1 chịu lực phân bố hình thang : gHT  2 ,43 kN m /

Hoạt tải của ô O4 tác dụng lên dầm: do O4 là ô làm việc 1 phương với nhịp 1 làphương cạnh dài nên gHT  1,53 kN

Lực tập trung: đoạn dầm phụ ở nhịp 1 chịu ½ hoạt tải của sàn O 3 truyền vào dầmphụ, nên:

Hoạt tải của ô O8 tác dụng lên dầm: do O8 là ô làm việc 1 phương với nhịp 2 là

phương cạnh dài nên gHT  PTTr  1,53 kN

3.3 Tính toán nội lực

Các trường hợp chất tải lên dầm D1 và D7:

HT6

Biểu đồ nội lực do các trường hợp tải trọng gây ra:

Biểu đồ momen:

Các trường hợp bất lợi của dầm

Các trường hợp chất tải lên dầm D7

Các trường hợp chất tải lên dầm

TĨNH TẢI

HT1

Biểu đồ nội lực do các trường hợp tải trọng gây ra:

Biểu đồ momen:

TĨNH TẢI

HT1

Các trường hợp bất lợi của dầm

TH1: TT+HT1

Biểu đồ monmen

TH BAO MOMEN

TH BAO LỰC CẮT

Các trường hợp chất tải lên dầm D1

TĨNH TẢI

HT1

HT2

HT3

Biểu đồ nội lực do các trường hợp tải trọng gây ra:

Biểu đồ momen:

TĨNH TẢI

HT1

HT2

HT3

Nội lực trong dầm gồm mô men uốn M và lực cắt Q Mô men và lực cắt do tĩnh tải và hoạt tải gây ra.

Các trường hợp bất lợi của dầm

Momen âm được tính theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước 220 420 ( mm)

Momen âm lớn nhất ở gối là M 45, 45 (KN m )

Chọn cấp độ bền của bê tông: B20; nhóm thép: AII, ta tra được các trị số:

b

R  MPa ; R s 280(MPa); R sc 280(MPa);  R 0,623 ;  R 0, 429

Chọn a40mm h0  h a420 40 380  mm

Momen âm được tính theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước 220 420 ( mm)

Momen âm lớn nhất ở gối là M 24.25 (KN m )

Chọn cấp độ bền của bê tông: B20; nhóm thép: AII, ta tra được các trị số:

3.4.1.2 Tính cốt dọc chịu mô men dương

- Dầm D D D D9, 2, 3, 4:

Vì dầm D D D D9, 2, 3, 4 là dầm biên nên momen dương ta tính theo tiết diện hình chữ nhật

b h   mm Momen dương lớn nhất M max 41, 08(KN m )

Chọn cấp độ bền của bê tông: B20; nhóm thép: AII, ta tra được các trị số:

Vì M M f trục trung hòa đi qua cánh

Q < Q bminnên đặt cốt đai theo tính toán

Điều kiện cần tính toán và thiết kế cốt đai:

min

b

Q <Q0,3R b h b d 0 (t/m)

Cần phải tính toán và bố trí cốt đai

- Tính cốt đai đối với dầm D D D D9, 2, 3, 4

Chọn thép 6 , số nhánh n=2,

Khoảng cách giữa các cốt đai

w w w

tt s

R A s

225 56,52

49,5

s tt

Khoảng cách giữa các lớp cốt đai s ct là:

Điều kiện cần tính toán và thiết kế cốt đai:

min

b

Q <Q0,3R b h b d 0 (t/m)

Cần phải tính toán và bố trí cốt đai

- Tính cốt đai đối với dầm D7

Chọn thép 6 , số nhánh n=2,

Khoảng cách giữa các cốt đai

w w w

tt s

R A s

175 56,52

49,5

s tt

Khoảng cách giữa các lớp cốt đai s ct là:

Q<Q bminnên đặt cốt đai theo tính toán

Điều kiện cần tính toán và thiết kế cốt đai:

min

b

Q <Q0,3R b h b d 0 (t/m)

Cần phải tính toán và bố trí cốt đai

- Tính cốt đai đối với dầm D1

Chọn thép 6 , số nhánh n=2,

Khoảng cách giữa các cốt đai

w w w

tt s

R A s

225 56,52

49,5

s tt

Khoảng cách giữa các lớp cốt đai s ct là:

2 56,52 225

134190

s

na R q

- Đối với thép được bố trí ở vùng mô men âm, ta dự kiến sẽ cắt1 10 ( thanh thép ở giữa)

+ Tính khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép

s s b

trong đó : Q - giá trị lực cắt tại mặt cắt lý thuyết

d – đường kính cốt dọc bị cắt bớt

w w w

2 56,52 225

134190

s

na R q

s

Từ biểu đồ bao mô men ta có :

Tại mặt cắt lý thuyết 1 : Q1= 31.8kN, khoảng cách từ gối đầu tiên đến mặt cắt lý thuyết

là l1 = 3.17m

3 1

Tại mặt cắt lý thuyết 2 : Q2= 26.4 kN, khoảng cách từ gối giữa đến mặt cắt lý thuyết là l2

= 0,12m

3 2

Vậy mặt cắt thực tế cách gối giữa một khoảng là : L2  l2 W20.12 0.2 0.32 m 

- Đối với thép được bố trí ở vùng mô men dương, ta dự kiến sẽ cắt1 8 ( thanh thép ở giữa)

+ Tính khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép

Ở phần thép dương, ta dự kiến sẽ cắt1 8 ở giữa

Tính  :

0

280 100

0,0311,5 220 390

s s b

trong đó : Q - giá trị lực cắt tại mặt cắt lý thuyết

d – đường kính cốt dọc bị cắt bớt

w w w

2 56,52 225

134190

s

na R q

s

Từ biểu đồ bao mô men ta có :

Tại mặt cắt lý thuyết 3: Q3= 7.06 kN, khoảng cách từ gối đầu tiên đến mặt cắt lý thuyết là l3 =0.77 m

3 3

Tại mặt cắt lý thuyết 4 : Q4= 13.33 kN, khoảng cách từ gối giữa đến mặt cắt lý thuyết

là l4 = 1.39 m

3 4

Tại mặt cắt lý thuyết 5 : Q5= 14.09 kN, khoảng cách từ gối giữa đến mặt cắt lý thuyết là l5

= 1.3 m

3 5

Vậy mặt cắt thực tế cách gối giữa một khoảng là: L5 l5-W 1.3 0.16 1.145   m

Tại mặt cắt lý thuyết 6 : Q6= 11,85kN, khoảng cách từ gối cuối đến mặt cắt lý thuyết

là l6 = 0.46m

3 6

- Biểu đồ bao vật liệu :