Đồ án kết cấu công trình bê tông cốt thép

Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch - Các nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch nội lực giữa 2 phương pháp tính: - Nguyên nhân đầu tiên là việc lựa chọn sơ đỗ tính theo từng phương pháp.. Cụ

GVHD: TS Nguyễn Thế Trường Phong

SVTH: Phạm Tấn Tài MSSV: 17149262

TP Hà Chí Minh, tháng 7 năm 2020

MỤC LỤC

CHUONG 1: TINH TOAN VA THIET KE SAN BANG PHUONG PHAP TRA

1.1 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 2 1.2 Tai trong tac dung lên sàn 3 1.2.1 Hoạt tảip 3

1.2.3 Téng tải trọng tác dung lên các ô bản 5

1.3 Xác định nội lực, tính toán và bố trí cốt thép trong các ô bản 6

1.3.3 Sản làm việc 2 phương phương pháp tra bảng 9

1.5.1 Tính chuyển vị gần đúng theo công thức sức bền: 13 1.5.2 Kiểm tra điều kiện độ võng có xét đến vết nứt 14 CHƯƠNG 2: TĨNH TOÁN THIẾT KE SAN BANG PHAN TỬ HỮU HAN 17

2.2.10 Hoat tai 26

2.2.14 Biéu dé moment theo phuong x

2.2.15 Biéu dé moment theo phuong y

2.3 Tinh toan va bé trí cốt thép cho các ô bản

30

31

31 2.4 Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch khi tính toán giữa tính tay và tính bằng phần mềm

2.4.1 Nhận xét ban đầu

2.4.2 Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch

2.4.3 Kết luận

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CÂU KHUNG

3.1 Tính toán tiết điện cột sơ bộ

3.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

3.2.1 Kích thước tiết diện dam

3.2.2 Tải sàn tầng thượng

3.2.3 Kích thước tiết diện cột

3.2.4 Kích thước tiết diện cột

1.1 Chiều đài neo cốt thép cơ sở 74

2.1 Nguyên tác cầu tạo cốt đọc cho nút khung biên và nút khung giữa các tang 75 2.2 Nguyên tác cầu tạo cốt dọc nút khung trên cùng tị

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT GVHD: TS NGUYEN THE TRUONG PHONG

CHUONG 1: TINH TOAN VA THIET KE SAN BANG

PHUONG PHAP TRA BANG

THIET KE SAN TANG DIEN HINH (TANG 2 > 5) 1.1 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận san

D: hệ số phụ thuộc vao tai trong D = (0.8 +1.4)

m : hệ số phụ thuộc loại bản kê 4 cạnh m = (40 z 45)

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT

1.2 Tải trọng tác dung lên san

121 Hoqttdip

Hệ số vượt tải tra tra bảng 1 TCVN 2737-1995

Hoạt tải tiêu chuẩn tra TCVN 2737-1995 bang Bang 3 Tdi trong tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995

@ Bang 1.1 Hoat tai tac dung lén cac 6 ban

GVHD: TS NGUYEN THE TRUONG PHONG

6 bi Công d Hệ số | Hoạt tải tiêu chuân | Hoạt tải tính toán

an ong dụng vượt tải (KN/m?) (KN/m?)

St Các lớp cấu tạo sàn Chiều day Trọng lượng Hệ 80 Trong lượng

(mm) riêng (kN/m") | vượt tải (kN/m*)

Trọng lượng bản thân sàn phòng vệ sinh ô bản S5: hạ sàn vệ sinh thấp hơn 50(mm) so với các ô sàn khác và thiết kế theo ô sàn Khi tính tải cho ô sàn này

ta phải tính tính thêm chiều dày của lớp vữa trát với độ dốc ¡ = 1% và lớp bê tông gạch vỡ

Gach Ceramic hoan thién

Chiều dày trung bình lớp vữa trát tạo độ đốc:

b= $81 9\ mm) Trọng lượng lớp vữa trát tạo độ đốc:

eo =0.019 X16 X1.3 =0.3952( KN J mm)

@ Lop bé tong gach vo Chiều dày trung bình của lớp bê tông gạch vỡ:

ổ„=500 —90— 50—20—20.5=219.5 (mm)=0.32(m) Trọng lượng lớp bê tông gạch vỡ:

= 0.32 x16 1.3 =6.66(KN /m-)

> Trong luong ban than 6 san 85 gf = 3.892+0.3952+6.66= 10.94(kN/m’)

¢ Tinh tai do trong luong ban than tường xây

Các ô bản có tường xây làm vách ngăn sẽ chịu tải tập trung do trọng lượng tường truyền vào

a= ny,b,h,l,

¬

Với n: hệ số vượt tải (n = 1.1)

Y.: trọng lượng riêng của tường (,= 18 kN/m°) b„; chiều rộng tường (b =0.1 m)

:: chiều đài tường (m) ( I = 3+2=5 m) : chiều cao tường (m) (h = 3.6 — 0.5 = 3.1 m)

Ô bản S5 (phòng vệ sinh) có tường đặt trực tiếp lên sàn nên qui tĩnh tải tường thành tải phân bố tác dụng lên sàn:

oa Tĩnh tải tính toán ø" (daN/m°) Tổng tải

1.3 Xác định nội lực, tính toán và bố trí cốt thép trong các ô bản

1.3.1 Quan điễm tính toán

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

Ô bản được tính theo so đồ đàn hồi

Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục đầm

Suy ra liên kết giữa sàn và dầm là liên kết ngàm nên các ô bản thuộc ô bản số 9 trong bảng tra

@ Bảng phân loại sự làm việc của ô sàn :

1.3.2 San lam việc Ï phương

Đề tính toán, cắt 1 dai ban cé bé réng b = | m theo phurong canh ngan, so dé tinh thường là các dạng sau:

@ Bảng nội lực ô bản làm việc một phương

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT GVHD: TS NGUYEN THE TRUONG PHONG

1 Chọn sơ đồ TH2 ta có nội lực ô Š7:

q(kNm) | Ôbản | Li(mm) | Li(mm) | M,(kN.m) | M, (kN.m)

1.3.3 Sản làm việc 2 phương phương pháp tra bang

Đối với ô bản làm việc 2 phương thì cắt l đải bản có chiều rộng Im theo phương cạnh ngắn và phương cạnh dài dé tinh toán

m92 0.0103 1 k91 0.0469| 4.53 k92 0023| 222 m91 0.0209| 1.58 m92 0.0103| 0.78 S4 3000| 4300| 143 | 5842 L 0.04601 353

k92 0023| 173 m91 0.0209| 4.13 S5 3000| 4300| 143 | 15293 | "22 k91 oor | es 0.0469] 925

k92 0023| 4.54 m91 0.0208 0.3

$6 1200| 1600| 133 | z492 |" k91 oo} 0.0475 | oe 0.68

k92 0.0278 0.4

Giả thiết ap = 25mm > hy) =h—a = 100 — 25 =75

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT

@ Bang 1.6 Két qua tinh thép cac 6 sàn tầng điển hình

MI 1.58 | 1000 | 100 25 | 75 | 0.033 | 0.034 | 103.21 | 0.14 | @6a200 | 142 | 0.19

sạ M2 0.78 | 1000 | 100 35 | 65 | 0.022 | 0.022 | 57.88 | 0.09 | @6a200 | 142 | 0.22

MI 353 | 1000 | 100 | 25 75 | 0.074 | 0.077 | 233.75 | 0.31 | ®8a200 | 252 | 0.34 MII 173 | 1000 | 100 | 25 75 | 0036| 0037 | 11232 | 0.15 | ®6a200 | 142 | 0.19

MI 4.13 | 1000 | 100 25 | 75 |0086| 009 | 27321 | 0.36 | @8al50 | 335 | 0.45

ss _M2 2.03 | 1000 | 100 35 | 65 | 0.057 | 0.059 | 155.23 | 0.24 | @8a200 | 252 | 0.39

MI 9.25 1000 | 100 | 25 75 | 0.193 | 0.216 | 655.71 | 0.87 |@10a100 | 785 | 105 MII 454 | 1000 | 100 | 25 75 |0095| 01 | 30357 | 04 | ®8al50 | 335 | 0.45 SVTH: Pham Tan Tai MSSV: 17149262 11

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT

Mg 1.3486 | 1000 | 100 25 75 | 0.028 | 0.028 85 0.11 | ®6a200 | 142 | 019

1.5 Tính toán sàn theo trạng thái giới hạn II

Trước khi tính toán chuyên vị cần xem vị trí tính toán kết cấu sàn có bị nứt hay

không Chọn kiểm tra ô sàn số 2 Vì ô bản số S2 có tải trọng lớn:

roan CÁ ` Chiều dày Trọng lượng Hệ số Trọng lượng

Stt ( Cac lop cau tao sản (mm) | riêng(KN/m) | vuot tai | TC (kN/m2)

Gọi qi°, q; là tải trọng phân bố lên dải theo phương L¡ và La,

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

1 580 ™10°- «430° 117 I1Ix4.3

ƒ 0.26 cm < f | = =2.63(cm)

+ San théa diéu kién độ võng

1.5.2 Kiễm tra điều kiện độ võng có xét đến vễt nứt

Theo mục 8.2.2.2.4 TCVN 5574-2018, cấu kiện bê tông cốt thép được tính toán theo sự hình thành vết nứt

Giá trị momen kiểm tra:

Do đó cầu kiện bị nứt do nội lực

Độ võng được xác định theo công thức:

DANE ( toàn bộ tải trọng)

A/' =m, PT =0.021 x(§.092 + 0.35 xI.95)1.1Sx4.3 xŠ9 =4.34 KH (tải thường xuyên và tải va › AT SA xố:

tam thời đài hạn)

Vo=m, P* =0.021 (4.8 + 0.05 1.95) / 1.15 x4.3 xŠ.9 =2.81 kMm ao

ời ngã

'” (tải tạm thời ngắn hạn) Xác định chiều cao vùng nén bê tông khi có xuất hiện vết nứt:

CHUONG 2: TINH TOAN THIET KE SAN BANG PHAN TU HUU HAN

2.1 Khai báo tải trọng từng ô sàn

Các lớp c ấu | Chiều Trọng lượng | Hệ số Trọng lượng Loại tái STT tao san day Tiêng VƯỢT tiêu chuẩn trong mô

Bang 3.9 Bảng tổng hợp tải trọng tiêu chuẩn chạy trong phán mến

Osa TICT 1.1 TICTL2 = TICTL3 — HT! HT2 san (kNm) — (kN/m) (kNMm) — (kNm) (RN/m°) 0.18 0.44 0.32 L5

Ô số 5: - TTCT 1.1 là gồm tinh tải của gạch lót và tỉnh tải tường phân bố lên sàn

- TTCT 1.3 là gầm tỉnh tải của vữa tạo dốc, bê tông gạch vữa và vữa lót sàn TTTX gỗm tường 200 là 11.52 kN⁄m°, tường 100 là 5.76 kN/m

2.2 _ Các bước tiến hành mô phỏng Safe

2.2.1 Khai bao mac bê tông

General Data

Material Weight

lsorogic Propety Deta

Poieeons Ratio, U 0.2

Other Properties for Concrete Materiale

Nedulus of Rupture ior Cracked Deflections

© Program Defauit (Based on Concrete Slab Design Code)

© User Specfied

x

Hình 2.1: Mô hình sàn khai báo vật liệu

2.2.2 Khai báo tiết diện sàn

Analysis Property Data

oK Hinh 2.2: Khai bdo tiét dién san

2.2.3 Khai báo tiết dién dam

Chọn cột tầng 2,3 đề thiết kế {BB Beam Property Data

Analysis Property Data

Beam Shape Type

Hình 2.3: Khai báo tiết dién dam

2.2.4 Khai bao tiết diện cột

Display Color [TS chance H =H

oe 5 AA Parallel to 2-Asis o3 m Parallel to 3-Asis jpa |m

Include Automatic Rigid Zone Area Over Column

Automatic Drop Panel Dimensions

1 Include Automatic Drop Panel Over Column

Automatic Column Capital (Drop Cap) Dimensions

CO Include Automatic Column Capital (Drop Cap)

OK

Hình2.4: Khai báo tiết điện cột

2.2.5 Khai bao tải don

(BB Load Patterns

Load Pattems Gick To:

2.2.6 Khai báo tải toàn phần

Hi Load Cases ? x Load Cases Click to:

Load Case Name Load Case Type Ade New Case

» Add Copy of Case

TTCT1.1 | Linear Static Modfy/Show Case

2.2.7 Té hop tai trong

Combinations Click to:

Add Copy of Combo

Delete Combo

OK Cancel

General Data

Load Combination Name Sows oes Load Combination Name | je@emwmE `]

Combination Type Linear Add v Combination Type Linear Add v Notes Mody/Show Notes

Auto Combination No ‘Auto Combination No

|rrcTi1 * | 1.1000 [rrcTi2 * | 1.2000

|rrcTi3 * | 1.3000 Irmx * | 1.1000

HT * | 1.3000

|HT2 * | 1.2000

- | v

Tình 2.7: TỔ hợp tải trọng 2.2.8 Hình ảnh mô phỏng

DO AN KET CAU CONG TRINH BICT GVHD: TS NGUYEN THE TRUONG PHONG

2.2.9 Tinh tải sàn

Hình 2.9: Tỉnh tải sàn Hệ số 1.1

2.2.13 Độ võng

Oo @ @ Ø @ G8 ODO ©

Hình 2.18: Độ võng sàn( 0.00S112m=8, lmm) 2.2.14 Biêu đồ moimenf theo phương x

2.2.15 Biéu dé moment theo phwong y

Hình 2.20 Biểu đồ momen theo phương y(N)

® Bảng 2.2 Kết quả nội lực của các ô bản

M,(kNm) | 418 6.64 2.61 1.58 4.13 0.28 0.34 M,(kNm) | 3.57 5.21 1.95 1.56 3.14 0.35

M, (kNm) 6.7 7.65 3.47 1.92 6.68 13 3.44 M,,(kNm) | 5.51 7.48 2.9 2.53 43 0.74

lo MI 3.47 1000 | 100 25 75 0.073 | 0.076 230.71 031 | â8a200 | 252 0.3 MII 2.9 1000 | 100 25 75 0.061 | 0.063 191.25 0.26 | ỉ8a200 | 252 0.2 M1 1.58 1000 | 100 25 75 0.033 | 0.034 103.21 0.14 | â6a200 | 142 0.1 S4 M2 1.56 1000 | 100 35 65 0.043 | 0.044 115.76 0.18 | ỉ6a200 | 142 0.2

MI 192 1000 | 100 25 75 004 | 0041 124.46 0.17 | đ6a200 | 142 0.1 MII 2.53 1000 | 100 25 75 0.053 | 0.054 163.93 0.22 | đ6al50 | 189 0.2

MI 4.13 1000 | 100 25 75 0.086 | 0.09 273.21 0.36 | đ6al00 | 283 0.3

Ss M2 3.14 1000 | 100 35 65 0.087 | 0.091 239.42 0.37 | ỉđúal00 | 335 0.4

MI 6.68 1000 | 100 25 75 0.14 | 0.151 458.39 0.61 | 10a150 | 523 0 MII 43 1000 | 100 25 75 0.09 | 0.094 285.36 0.38 | @8Đal50 | 335 0.4

SVTH: Phạm Tấn Tài MSSV: 17149262 32

DO AN KET CAU CONG TRINH BTCT GVHD: TS NGUYEN THE TRUONG PHONG 2.4 Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch khi tính toán giữa tính tay và tính bằng phần mềm

2.4.2 Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch

- Các nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch nội lực giữa 2 phương pháp tính:

- Nguyên nhân đầu tiên là việc lựa chọn sơ đỗ tính theo từng phương pháp Cụ thê:

+ Đối với phương pháp tính tay, sơ đồ tính của các ô sàn được tính toán theo ô bản đơn và quan niệm các ô sàn được ngàm ở cả 4 cạnh (theo ô sàn số 9) Tuy nhiên thực tế, không tồn tại điều kiện ngàm hay khớp lý tưởng cũng như các ô bản độc lập như giả thiết của phương pháp

+_ Đối với phương pháp tính bằng phần mềm, sơ đồ tính của các ô sàn được tính theo sơ đồ liên tục, đây là gia thiết gần đúng như ở ngoài thực tế

- Nguyên nhân thứ hai là việc chọn cơ chế phân truyền tải trọng cho từng ô sàn

Cụ thể:

+_ Đối với phương pháp tính tay, cơ chế phân truyền tải trọng được quan niệm theo dạng “Hình thang — Tam giác”, dẫn đến nội lực của các ô sàn theo phương cạnh ngắn tương đối lớn hơn theo phương cạnh đài

+_ Đối với phương pháp tính bằng phần mềm, chúng ta đã dùngphương pháp

phan tử hữu han bang cách chia nhỏ ô sàn để tính toán nội lực được chính xác hơn Do

đó, momen nhịp và gối có thé thay đôi khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện liên kết giữa

các ô bản sản

- Nguyên nhân thứ ba là việc tính toán theo phương pháp tính tay, chúng †a xem như tải trọng tường theo hệ dầm sẽ tác dụng trực tiếp lên đầm nên dẫn đến tải trọng trường đọc theo dầm khung trục 4 sẽ không được kế đến khi chúng ta tính toán sàn Trên thực tế, các ô sàn liên kết với đầm khung trục 4 sẽ được xem như một hệ liên kết khớp, dẫn đến nội lực tác dụng lên hệ đầm vẫn sẽ có ảnh hưởng đến nội lực trên dải sản

243 Kétluan

- Không thê kết luận phương pháp nào cho ra kết quả chính xác Bởi việc tính toán dựa trên những giả thuyết khác nhau, chúng ta quan niệm sàn tính toán theo phương pháp nào thì phải chấp nhận kết quả theo phương pháp ấy

- Trong tính toán kỹ thuật, các sai số là không thê tránh khỏi cho tất cả các phương pháp Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác nhau Dù phương pháp giải bằng phần mềm có thê thoả mãn điều kiện cường độ và ứng dụng được trong nhiều trường hợp thực tế, mô phỏng gần với điều kiện làm việc của cấu kiện Nhưng song song đó, hiện nay phương pháp giải tay theo ô bản đơn vẫn được tin tưởng sử dung, vì có thể tính toán với điều kiện kinh tế tối ưu hơn, việc tính toán là hoàn toàn

có thể kiêm soát đồng thời giả thuyết các ô bản tựa lên gối (đầm) trong tính toán bằng phần mềm ngoài thực tế là không phù hợp vì dầm không thể được xem là I điểm nhỏ như định nghĩa gối tựa

- Ngoài ra, trong điều kiện làm việc thực t6, còn phải xét đến độ võng của các

dầm mà ô bản tựa lên, điều này ảnh hưởng đến liên kết giữa ô bản và đầm Chính vì thé việc lựa chọn phương pháp còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nêu đảm bảo sự chính xác và kiểm soát tốt dữ liệu củng như khai báo thì có thể ưu tiên lựa chọn giải bằng phần mềm, đặc biệt đối với nhà cao tầng nên ưu tiên dùng phương pháp này Ngược

lại nễu muốn kiểm soát tốt và chủ động được quả trình tính toán và tối ưu hóa về mặt

kinh tế thì có thể lựa chọn giải bằng phương pháp tra bảng