thuyết minh đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

Bên cạnh đó, nhu cầu xây dựng về nhà ở cũng như các công trình công cộng, các hệ thống phức hợp công trình cũng ngày một gia tăng ở hiện tại và trong tương lai.. Vì lẽ đó, lĩnh vực xây d

BO GIAO THONG VAN TAI

TRUONG DAI HOC GIAO THONG VAN TAI TP.HCM

VIEN XAY DUNG

LOI CAM ON

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nhà trường đã tạo điều kiện cho em học tập và nghiên cứu đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép L”; đồng thời, tỏ lòng cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Mạnh Tuấn đã nhiệt tình chỉ dẫn và hỗ trợ em hoàn thành đồ án này!

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, đất nước ta đang trên đà phát triển, từ một nền văn minh nông nghiệp lúa nước bước qua kỷ nguyên của sự hiện đại trong công nghiệp và dịch vụ Đề đạt được mục tiêu trọng đại này, hơn ai hết, đất nước ta phải tiến hành trên phát triển nhiều lĩnh vực, trong số đó, một trong những nhiệm vụ cấp thiết đi đôi với cách mạng kiến thiết nước nhà là xây đựng cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng, chúng là nền tảng cũng như tiền đề thúc đây nền kinh tế, còn là minh chứng rõ ràng nhất cho sự thịnh vượng vả chất lượng cuộc sống Bên cạnh đó, nhu cầu xây dựng về nhà ở cũng như các công trình công cộng, các hệ thống phức hợp công trình cũng ngày một gia tăng ở hiện tại và trong tương lai Vì lẽ đó, lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp cũng ngày một đi lên mạnh mẽ trong những năm gần đây song song đó là yêu cầu về chất lượng công trình cũng gia tăng trên thị trường Đề có được những công trình thâm mỹ và bên bĩ theo thời gian, một trong những yếu tổ quyết định chính là Kết cầu bê tông cốt thép trong xây dựng

Là một sinh viên ngành xây dựng nói chung và xây dựng dân dụng và công nghiệp nói riêng cần phải nhận thức được sự cần thiết của hệ thông kết cầu bê tông cốt thép đối với công trình; nắm được các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông cốt thép: phương pháp tính toán theo trường hợp giới hạn các cầu kiện chịu uốn, kéo, nén, cắt; cũng như lả bố trí cầu tao thép trong các câu kiện cơ bản Nhận thức được điều đó, với sự hướng dẫn của Thầy, em đã thực hiện đồ án “Kết cầu bê tông cốt thép 1” để nghiên cứu, học tập, trau dôi kiến thức chuyên môn ngày một tốt hơn

2 Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện: . ¿ 2- + xecx+reereerxerxerreree 3 3 Sơ đồ tính: s-ccc t2 tr 21.21121121 xe 3 4 Tải trọng tác đụng lên Sàn: . 5 HH HH ngu gu re 4 S1 c8 A L HH, 5

GB Tim cOt théps 81 .A HHHHH ,., 6

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ DẢM CHÍNH 55c St crterrrrrrirrrrrrree 24 1 So GO tiles nh 24

PC) n:ì08 1n 24

Ki {Ca 000017 25

'\Xönc 5 1 a 31 5 Bieu dO vat LQUs oo ccc ceccecscsssssssssessssssesssesecsscsscsscsscssseseesecsecseesueesecsesssesseseeseeseess 35

6 Neo và nối cốt HEP: oo eeccescscsessessessscsseesecsseeseesecsscsscsussseeseesecsecsessscssesssesseeseeseeseess 40 7 Bồ trí cốt thép): . - -5 2s StSt x2 2 2E xEEE21.21121111.111111 11.1111 1.ckcre 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 5-25- 552252222222 xe EEEkEEkrrkrrerkerkrrrrerkerrrree 43

(daN/m?)

CB240T Rpt = 1.05 Mpa Rsw= 170 Mpa

3 Sơ đồ sàn đã thay theo số liệu đề bài:

CHUONG 2: THIET KE BAN SAN 1 Phan loai ban san:

Xét ty SỐ: Be = 2.95 > 2, nén bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn

2 Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện: 2.1 Chiều dày của bản:

bac= ( 5 TT Chọn b„„= 300rnm 2.4 Chiều dày tường chịu lực: Chọn tường chiu luc có bề day bt = 340mm 3 So dé tinh:

Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b=1m, xem ban nhu mét dam liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phu

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán được lây theo mép gối tựa

Trang 3

+

Nhịp tính toán của bản: Cp — đoạn bản kê lên tường, chọn Cp = 220mm

Căn cứ theo cầu tạo mặt sản

Gia tri tiêu Gia tri tiéu Các lớp cấu tạo bản chuẩn Hệ số tin cậy | tinh toan gs

4.2 Hoat tai: Hoạt tải tính toán:

D; = p°n, = 5 x 1.3 = 6.5kN/m? 4.3 Tổng tải:

Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với đải bản có bề rộng b = Im

ds = (9s +p,)b = (3.61 + 6.5).1 = 10.11kN/m

5 Nội lực và lực cắt: 5.1 Nội lực:

6 Tinh cét thép: 6.1 Cốt thép chịu lực:

Thép bản sàn được tính như cầu kiện chịu uốn có bè rông b = 1n = 1000mm,

chiều cao h = h, = 80mm Thép sử dụng: CB240T Chon a = 25mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản

pl: @pi= 0.3 (Rp = 14.5MPa < 15MPa) Hệ số 1:

ÿm¡= 0.37 Tính a:

=————ay<ứữ , YpR,bhạ” Ps Tinh š:

g=1-V1—2a

Tinh As:

R,bh As = šYpRybho

6.2 Cot thép cau tao:

Cét thép cầu tạo chịu moment âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau:

Ø6a200

Chon 060200, A,.= 141mm?

6.3 Cốt thép phan bo: ¬ Ly _ 5900 _ Xét tỷ số: 2 < i, = 2000 = 2.95 <3 Cét thép phan bổ chọn theo điều kiện:

A;.¿> 20%A,¿= 20% x 237 = 47.4mm? Chọn Ø6a250, A,¿= 113.1mm?

A;zr diện tích thép theo bồ trí; Loan chiều dài neo cơ sở, được tính theo công thức:

RẢ;

han= Rponat,

Trang 7

trong đó: Rpsua= ?¬naRp¿ cường độ bám dính của cốt thép và bê tông

Thép trơn: ? = 1.5; Thép gân: ? = 2.5 d, <S 32mm: r; = 1; d, > 32mm: rị; = 0.9 u, chu vi thanh cốt thép được neo

*Chiều dài đoạn neo thép lớp trên:

R, As 210 28,26

Loa 0,an = TC ——= -=——= 200mm Rhond Us 1,575.1 6

Roond= M1: No - Ryp= 1,51 1,05 = 1,575 Mpa

n.d2_ 1 64

4;= — 7 = 28,26 mm?

Lanz 15d, = 90mm Lan= 200mm A

| ban Loan Scat

= 166 mm = 0.3Lo.q,= 60mm Chon chiéu dai doan neo thép lớp trén : LE, = 250mm *Chiéu dai doan neo thép lớp dưới :

7 Bồ trí cốt thép: Mặt bằng san va vi trị cắt xem tại mục 3, Chương |

pe SE; a Oe, OO

MAT CAT 1-1

TL: 1/20 Ø6a2002) Ø6a100() 2631508) 50 — M0) 9U ch mmm.m.r mm.) Ta T8Ơ

55 — @ 65

Ø6a150G) 20090

TL: 1/20

Trang 9

CHUONG 3: THIET KE DAM PHU

1 So dé tinh: Dam phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính là dầm liên tục 4 nhịp có các gối tựa là tường biên vả dầm chính Cap — doan ban kê lên tường, chọn Cạp = 220mm

340, 229

5690 300, 5600 00, 5900 1 5900

Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa Nhịp biên:

Lj =L,- #—-t4—@-+ ob= Lạ XE + 5 5900 —-— 5 —- — + — = 5690 2 + 2 mm Nhịp giữa:

bạ = L¿ — bạ¿= 5900 — 300 = 5600mm 2 Xác định tải trọng:

5690 ‡ 5600 ‡

2.1 Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân dầm phụ:

Jo = bạp(hạy — h;)my„/= 0.2 x (0.4— 0.08) x 1.1 x 25 = 1.76 kN/m

Tinh tải từ bản sàn truyền vào:

G1 = g;bị = 3.61 x2 = 7.22 kN/m Tổng tĩnh tải:

Øap= Øo + gì = 1.76 + 7.22 = 8.98 kN/m 2.2 Hoạt tải:

Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào:

Đap= Psly = 6.5 X 2 = 13kN/m

2.3 Tong tai: Tải trọng tổng cộng:

đap= Bap + Đap= 8.98 + 13 = 21.98 kN/m 3 Xác định nội lực:

3.1 Biéu dé bao moment: gg Pep B84 45 Tỷ số: dip 898 TL Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao moment tính theo công thức:

Mạp= Pqapbko? (đối uới nhịp biên Lạ = Lop)

8: hệ số tra bảng phụ lục 3 sách Kết cầu bê tông cốt thép của thầy Võ Bá Tầm Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Xx, = kLop= 0.225 x 5.69 = 1.281m k: hệ số tra bảng phụ lục 3 sách Kết cầu bê tông cốt thép của thầy Võ Bá Tam Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Đối với nhịp biên:

X;¿ = 0.151„p= 0.15 x 5.69 = 0.854m Đối với nhịp giữa:

x3 =0.15L, = 0.15 x 5.6 =0.84m Moment dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:

xạ = 0.425L¿p= 0.425 x 5.69 = 2.418m

Trang 11

*Kết quả tính toán được tóm tắt trong bang sau

Nhip bién | Cat 2d12 con (1160x400)| 2d12+1d14 380 31.4 | 368.6 | 0.021 | 0.021 | 48.43

Uốn 1d14 còn

2d12 226 31 369 | 0.013 | 0.013 | 29.03

Nhịp giữa

(1160x400)| Cát 1d14 con

226 31 369 | 0.013 | 0.013 | 29.03 2d12

Géi 3 bén 2d14+1d12 421 31.7 | 368.3 | 0.138 | 0.129 | 50.48

Cat 1d12 con (200x400) 2414 308 32 368 | 0.101 | 0.096 | 37.65

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết:

- Vị trí tiết điện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng - Lực cắt tại tiết điện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ đốc của biểu đồ bao moment

5.3 Xac dinh doan kéo dai W: Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức sau:

0.80 -Q., W = 0.86 ~ Qsine Sd > 20d

24sw trong do:

Q: Lực cắt tại tiết điện cat lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao moment Q;¡„„: Khả năng chịu cắt của cốt xuyên nằm trong vùng cắt bớt cốt đọc, mọi cốt

xuyên đều năm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Q;,„„—= 0

bén trai Nh al

6 Neo và nỗi cốt thép: 6.1 Neo cốt thép: Chiều đài đoạn neo cốt thép phải đảm bảo các điều kiện

Lan= 15d, Lanz 200mm

Asef dign tích thép theo bố trí; Loan chiều dải neo cơ sở, được tính theo công thức:

Rs As

Loan= Rponatts „

trong đó: Rpona= ?4?Ọ2Rp¿ cường độ bám dính của côt thép và bê tông

Thép trơn: ? = 1.5; Thép gân: ? = 2.5 d, <S 32mm: r; = 1; d, > 32mm: rị; = 0.9 1„ chu vi thanh cốt thép được neo

*Chiều dài đoạn neo thép lớp trên (Thép đ14):

Roond= M1: No - Ryp= 2,5 1 1,05 = 2,625 Mpa

Tr để — TL 142 A, = >= = 154 mm?

Lan= 15d, = 15 xX 14 = 210mm Lanz 200mm

A s,cal

(an = Loan

= 467 mm > 0.3Ly„„= 140mm

Chon chiéu dai doan neo thŠP lớp trén : LE, = 500mm

*Chiều đài đoạn neo thép lớp dưới (Thép d12):

Rẹ.A 350.113 Lo an — 7 Roond Us ———~= ;————.~= 400mm 2,625 1 12

Ryona = TH Ta Ry = 2,5 1 1,05 = 2,625 Mpa

A.=

Trang 20

Lan 15d, = 15x12 = 180mm Lanz 200mm

As cat ta aLo,an > OALy

đ, đường kính thanh cốt thép được neo; a@ = 1.2 (thép chịu kéo), ø = 0.9 (thép chịu nén); A;a¡ diện tích thép theo tính toán;

A;„z diện tích thép theo bố trí; han chiều dài neo cơ sở, được tính theo công thức:

R4;

Loan= Rpenats „

trong đó: Rpsna= TH Rp¿ cường độ bám dính của côt thép và bê tông Thép trơn: ? = 1.5; Thép gân: ? = 2.5

d, < 32mm: rịạ = 1; d, > 32mm: rị;ạ = 0.9 1„ chu vi thanh cốt thép được neo

*Chiều đài đoạn nối thép đ14 trong vùng chịu nén:

Ry A 350.154

, Rpond Hs 2,625.11 14 Rbona = TH Ta Ry = 2,5 1 1,05 = 2,625 Mpa

1 để _ om 14 As= 7 = 154 mm?

Lign= 20d, = 20 x 14 = 280mm Lựy> 250mm

*Chiéu đài đoạn nối thép d12 trong ving chiu nén:

CHUONG 4 : THIET KE DAM CHINH

1 So dé tinh: Dâm chính tính theo sơ đồ đàn hồi

Sơ đồ tính là dầm 4 nhịp, các gối tựa là tường biên và cột Cac — đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cac = 340mm

Nhịp tính toán lây theo khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:

L = 3L¡ = 3 x 2000 = 6000mm

rt

2.1 Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân dầm chính:

Go = Ng YoeDac| ae — hs )La — (Rap — Its) Bap]

= 11x25 x 0.3 x [(0.6 — 0.08) x 2 — (0.4 — 0.08) x 0.2|

= 8.052kN Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:

Gy = gapba = 8,98 x 5.9 = 52.98kN Tổng tĩnh tải:

G =0; +¡ =8.052 + 52.98 = 61.03kN 2.2 Hoạt tải:

P =Đạph;¿ = 13 x 5.9 = 76.7kN

Trang 24

3 Xác định nội lực:

Sử dụng phần mềm SAP2000 để xác định nội lực cho dầm chính

3.1 Các trường hợp đặt tải và tổ hợp tải trọng: *Cac trường hợp đặt tải

Tinh tai

LL1

LL2 LL3 LL4

LL5

LL6 LL7 LL8

3.2 Bieu dé moment timg trudng hop tai:

es Ts et 2

LL8 3.3 Biéu dé moment timg to hop va biéu dé bao moment dam chính:

TH4

Từ biểu đồ bao moment ta xác định được các giá trị moment lớn nhất của nhịp

biên, nhịp thứ 2 và moment nhỏ nhất của gối 2, gối 3:

- Gối B:

2000 — 150

2000 — 150 MỆP"= (2000 — 150) s0 66 ‡ 77.2) — 77.2 = 226.07kNm

2000 - Gối C:

2000 — 150

Trang 28

3.4 Biêu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải:

*Tại tiết diện ở nhịp:

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

= 1X 14.5 x 1.26 x 0.08 x (0.55 — 0.5 x 0.08) x 10° = 715.416 kNm

Trang 31

Vi M < My nén truc trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật + x hạ¿= 1260 x 600mm

*Tại tiết diện ở gối: Giả thiết a„z;= 80mm; hạ = h — a = 600 — 80 = 520mm

Tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chit nhat by X hg-= 300 x 600mm

YoRpbho’ 8 Tinh š:

*K ét qua tinh toán được tóm tắt trong bảng sau:

219.02| 0.040] 0.040) 1161 | 0.7 | 2d18+2d16+2d14 1219 | 0.74 (1260x600)

Gối 2

226.07| 0.192| 0.215) 1392 | 0.89] 2d18+2d18+2d1¢ 1420 | 0.91 (300x600)

Nhịp giữa 142.69| 0.026|0.026| 751 |0.46| 2d18+1d18 763 | 0.46 (1260x600)

Gối 3

179.02| 0.152| 0.166| 1073 | 0.7 | 2d18+2d14+2d14 1125 | 0.72 (300x600)

*Vì dầm có chiều cao 600mm nên cần bồ trí cốt giá, sử dụng thép 2d12 chạy suốt chiều dài dầm

4.2 Cốt ngang: Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối B có lực cắt lớn nhất Q = 179.51kN Độ bền theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng:

@p1Y,Rgbhạ = 0.3 x 1 x 14.5 x 300 x 550 x 1073= 717.75kN

717.75kN > Q = 179.51kN Khả năng chịu cắt của dải bê tông trên tiết điện nghiêng:

Qp;= 0.5Rp,bhạ = 0.5 x 1.05 x 300 x 550 x 10”3= 86.63kN

Suy ra: Ợ = 179.51kN > Qp¡= 86.63kN, cần bồ trí cốt đai chịu cắt cho đầm

*Chọn thông số cốt đai tại gối: Đường kính ọa=8mm

Số nhánh đai: n=2

Diện tích tiết điện ngang của đai 2 nhánh:

nd? _ r8? Ayy= mm 2 =101mm? Bước đai tại ĐỐI:

Sgø¡Š \z — = 300 chọn s„ = 100mm

300mm

Luc chiu cat béi cét dai:

R.„A 170 x 101

Quw¡= qạyuhạ = -“— hạ = ———— ; Sự 100 + 550 x 10-3= 94.435kN

Kiểm tra điều kiện độ bền chịu cắt của bê tông và cốt đai dầm tại ĐỐI: Q = 179.51kN <Q;¡ +Q,„¡= 86.63 + 94.35 = 180.98kN Kết luận: Dầm đủ khả năng chịu cắt

Bồ trí cốt đai tại nhịp: 8a200 (đai 2 nhánh)

4.3 Cốt treo: Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

F=P+6—G,=76.7 + 61.03 — 8.052 = 129.68kN Sử dụng cốt treo dang dai, chon cét treo dang dai, chon théng số cốt treo dang dai: - Duong kinh dg=10mm

- Số nhánh đai: n=2

- Diện tích tiết điện ngang của đai 2 nhánh:

md? _ mr10? 7 x 2 = 157mm?

Asw=

*Sô lượng cốt treo cân thiết:

150 h

F(L—q5)_ 129.68 10° x(1— Ông) va

> =

trong do:

h, —khoang cach tr vi tri đặt lực tập trung dén trong tam cốt thép dọc, được tính theo

công thức h, = họ — hạy= 550 — 400 = 150mm;

h„ — chiều cao có ích của tiết dién, hg = 550mm;

m - tổng số lượng cốt treo dạng đai cân thiết; 4s — diện tích tiết diện ngang của cốt treo dạng đai;

Roy — cường độ tính toán cốt treo

Trang 34