Báo cáo nghiên cứu khoa học Tính toán và thiết kế kết cấu dầm chuyển bê tông cốt thép

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH  - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM CHUYỂN BÊ TÔNG CỐT THÉP PHẠM XUÂN TUÂN NGUYỄN THẾ TRƯỜNG BIÊN HÒA – 11/2012 BIÊN HÒA – 11/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH  - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM CHUYỂN BÊ TÔNG CỐT THÉP SVTH: PHẠM XUÂN TUÂN NGUYỄN THẾ TRƯỜNG GVHD: Ths.Nguyễn Quốc Thơng BIÊN HỊA – 11/2012 LỜI CÁM ƠN Lời chúng em xin gởi lời cám ơn tới bậc sinh thành tạo điều kiện cho chúng em suốt trình học tập, rèn luyện nghiên cứu khoa học Chúng em xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường tồn thể thầy Khoa Kỹ Thuật Cơng Trình dạy tận tình suốt năm vừa qua, để từ giúp chúng em có đủ kiến thức để thực đề tài Và đặc biệt chúng em xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy Ths.Nguyễn Quốc Thông dành thời gian theo sát giúp đỡ, trực tiếp bảo tận tình suốt trình nghiên cứu Trong thời gian làm việc chúng em tích lũy kiến thức, tinh thần làm việc khả làm việc nhóm Với thời gian nghiên cứu lực thân cịn nhiều hạn chế, đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót, tồn Chúng em mong muốn nhận nhiều ý kiến đóng góp q báu từ phía quý thầy cô Cuối chúng em xin chúc thầy sức khỏe, lịng biết ơn sâu sắc Xin trân trọng cảm ơn Biên Hòa, tháng 11 năm 2012 Người thực Phạm Xuân Tuân Nguyễn Thế Trường MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng biểu hình ảnh Chương : Giới thiệu .1 1.1 Mở đầu 1.2 Lý nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chương : Tổng quan đề tài 2.1 Khái niệm công dầm chuyển 2.1.1 Khái niệm dầm chuyển 2.1.2 Công dầm chuyển 2.1.3 Ưu điểm khuyết điểm dầm chuyển 2.1.3.1 Ưu điểm .3 2.1.3.2 Khuyết điểm 2.1.4 Các loại dầm chuyển BTCT .4 2.1.5 Một số cơng trình sử dụng dầm chuyển .4 2.2 Các phương pháp tính tốn dầm chuyển 2.2.1 Tính tốn kết cấu theo tiêu chuẩn ACI 318-2002 .7 2.2.1.1 Phân tích khả chịu lực làm việc dầm chuyển .7 2.2.1.2 Lý thuyết tính tốn 2.2.2 Tính tốn theo mơ hình giàn ảo (Strut and tied) .16 2.2.2.1 Giới thiệu 16 2.2.2.2 Phân vùng ứng suất biến dạng cấu kiện bêtơng cốt thép .16 2.2.2.3 Mơ hình giàn ảo (Strut and tie model) 18 2.2.2.4 Các phận cấu thành mơ hình giàn ảo 19 2.2.2.5 Các bước chung để thành lập mơ hình giàn ảo 23 2.2.2.6 Định hướng mô hình giàn ảo tối ưu 24 2.2.2.7 Các mơ hình giàn ảo cho dầm chuyển 25 2.2.2.8 Các u cầu tính tốn mơ hình giàn ảo theo ACI 318-02 26 Chương : Tính tốn kết từ mơ hình cơng trình cao ốc – hộ cao cấp BMC – Hưng Long 32 3.1 Cơng trình thực tế sử dụng tính toán 32 3.2 Tính tốn nội lực phương pháp phần tử hữu hạn 33 3.2.1 Mơ hình kết cấu Etabs 9.7 .33 3.2.2 Nội lực tính tốn .34 3.3 Tính toán dầm chuyển dựa tiêu chuẩn ACI-318-02 35 3.3.1 Tính tốn cốt thép chịu moment uốn 36 3.3.1.1 Tính tốn thép chịu lực moment dương nhịp dầm liên tục 36 3.3.1.2 Tính tốn thép chịu lực moment âm gối tựa dầm liên tục 37 3.3.2 Tính toán thép chịu lực cắt dầm 38 3.4 Tính tốn dầm chuyển dựa phương pháp giàn ảo ( Strut – Tied ) 42 3.5 Kết tính tốn 66 3.5.1 Tính tốn dầm chuyển theo tiêu chuẩn ACI-318-02 66 3.5.2 Tính tốn dầm chuyển theo mơ hình giàn ảo (Strut and tie Model) 67 3.6 Thiết kế bố trí cốt thép 67 Chương : Kết luận kiến nghị 69 4.1 Kết luận 69 4.2 Kiến nghị 69 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với mở cửa kinh tế đất nước, ngành xây dựng Việt Nam phát triển mạnh đa dạng Cùng với phát triển kinh tế, tốc độ đô thị hóa ngày phải cao để đáp ứng việc tăng dân số, người đổ dồn đô thị, thành phố lớn để sinh sống, học tập làm việc nên cơng trình nhiều tầng xây dựng nhiều thành phố lớn Từ nhu cầu thực tế đó, địi hỏi kỹ sư xây dựng phải nghiên cứu thiết kế cơng trình có khơng gian lớn tầng bên để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt cơng cộng như: siêu thị, bãi để xe, văn phịng đại diện.Cịn tầng bên trên, phịng có khơng gian nhỏ phù hợp với nhu cầu phòng khách sạn hay hộ gia đình Một giải pháp kết cấu đáp ứng yêu cầu thiết kế để tạo không gian lớn tầng bên không gian nhỏ tầng kết cấu “Dầm chuyển” để đỡ vách cứng hay cột nhà nhiều tầng 1.2 LÝ DO NGHIÊN CỨU Theo xu hướng ngày nay, nhà nhiều tầng cơng trình phức hợp đáp ứng nhiều công thương mại dịch vụ tầng bên dưới, văn phòng làm việc hộ tầng bên Để có khơng gian kiến trúc trên, u cầu đòi hỏi nhịp khung lớn bên nhịp khung nhỏ bên trên, giải pháp đưa địi hỏi phải có kết cấu chuyển đổi tầng, lý chùng tơi chọn đề tài “Tính tốn thiết kế kết cấu dầm chuyển bê tông cốt thép“ 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Do nước ta chưa có tiêu chuẩn hay tài liệu hướng dẫn kỹ thuật thức tính tốn thiết kế dầm chuyển (dầm cao) BTCT công trình cao tầng dân dụng, việc thiết kế thường tính tốn với hệ số an tồn tổng thể lớn theo tài liệu kỹ thuật chuyên ngành nước ngồi Vì đề tài tập trung nghiên cứu làm rõ khả chịu lực dầm chuyển (dầm cao) chịu tải trọng lớn (khi sử dụng dầm chuyển để gánh đỡ cột, vách cột, vách đỡ nhiều tầng phía bên dầm chuyển) từ kiến nghị phương pháp tính tốn thiết kế cho loại dầm 1.4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Làm rõ phải sử dụng dầm chuyển kết cấu BTCT tòa nhà cao tầng dân dụng Làm rõ khả chịu lực dầm chuyển (moment uốn, lực cắt) từ nêu phương pháp thiết kế tính tốn cho dầm Làm rõ vấn đề bố trí cốt thép chịu moment uốn chịu cắt cho dầm chuyển 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu phương pháp lý thuyết (giải tích kết hợp với mơ hình phương pháp phần tử hữu hạn ) gồm hướng sau:  Mơ hình kết cấu để tìm nội lực phương pháp phần tử hữu hạn phần mềm Etabs 9.7, Sap 2000  Tính tốn kết cấu dầm chuyển BTCT theo tiêu chuẩn ACI 318 – 2002 Hoa Kỳ  Tính tốn kết cấu dầm chuyển theo mơ hình giàn ảo (Strut and tie Model) Từ phương pháp nêu trên, tìm hiểu nghiên cứu sử dụng kết thực nghiệm mơ hình phá hoại phương pháp tính tốn cơng nhận ứng dụng nước ngồi, từ kiến nghị chấp nhận áp dụng vào việc xây dựng Việt Nam CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Khái niệm công dầm chuyển 2.1.1 Khái niệm dầm chuyển: Dầm chuyển BTCT loại dầm thường có độ cứng tiết diện hình học tương đối lớn (tỷ lệ chiều dài chiều cao phải nhỏ 2.5 nhịp liên tục nhịp đơn), có tác dụng thay đổi trạng thái làm việc hệ kết cấu từ hệ dầm cột chịu lực sang hệ dầm vách chịu lực hệ dầm cột với số lượng cột phải dầm nhiều số lượng cột phía dầm 2.1.2 Cơng dầm chuyển: Cơng dầm chuyển gánh đỡ tồn tải trọng kết cấu bên phân bố xuống chân cột bên Chính dầm chuyển phải nhận lượng tải trọng lớn nên chúng thường có kích thước độ cứng lớn so với dầm truyền thống Ngoài khả chống lại moment uốn trực tiếp tải trọng lớn bên trên, dầm chuyển cịn có khả chống cắt lớn nhiều so với dầm truyền thống ảnh hưởng tiết diện lớn dầm Trong kiến trúc nhà cao tầng dầm chuyển lựa chọn nhiều khả vượt nhịp lớn khả thay đổi kiến trúc cách linh hoạt 2.1.3 Ƣu điểm khuyết điểm dầm chuyển 2.1.3.1 Ƣu điểm: Giải việc việc trốn cột, tạo không gian lớn cho tầng bên dưới, kết cấu dầm chuyển có khả vượt nhịp lớn, nhịp lên đến 16-20m, giảm kích thước cấu kiện tầng kết cấu dầm chuyển 2.1.3.2 Khuyết điểm: Tải trọng tập trung bên dầm chuyển lớn, xảy động đất kết cấu dầm chuyển dễ phá hoại Tính tốn thi cơng dầm chuyển tương đối phức tạp, khó khăn lắp dựng giàn giáo đổ bê tơng tồn khối cấu kiện lớn Trọng lượng thân cơng trình phân bố không đồng đều, tập trung khối lượng lớn tầng có dầm chuyển làm cho cơng trình dễ ổn định có ngoại lực tác dụng vào cơng trình (động đất, gió bão) kết cấu bên dầm chuyển dễ ổn định 2.1.4 Các loại dầm chuyển BTCT: Trong xây dựng thông thường có loại dầm chuyển dạng BTCT: Dầm thường dầm ứng lực trước Dầm chuyển BTCT thường dầm chuyển chế tạo BTCT truyền thống Dầm chuyển ứng lực trước dầm chuyển chế tạo BTCT kết hợp với cốt thép cường độ cao kéo căng tạo ứng suất nén bê tông.Trong dùng cốt thép cường độ cao để tạo ứng suất trước cho bê tông kết hợp với cốt thép thường 2.1.5 Một số công trình sử dụng dầm chuyển: Hình 2.1: Dầm chuyển nhà ideo MORPH 38 Bangkok – Thái Lan 56  Bề rộng nút C3 D1 là: w s  Fu 9648.6   536 mm  f cu b 0.75  0.02 1200  Bề rộng nút C4 D2 là: w s  Fu 6351.4   353 mm  f cu b 0.75  0.02 1200  Tổng bề rộng bốn chống vùng nút C là: 732 + 376 + 536 + 353 = 1997mm, thoã với bề rộng thực vùng nút C 2200mm Vị trí lực nút C mơ hình thứ hai thể hiện: C1 101 732 376 536 632 353 101 822 78 13183.1 KN C4 C3 C2 378 6760.7 KN 9648.6 KN 1200x2200 6351.4 KN 35943.8 KN Hình 3.20: Vị trí lực nút C mơ hình thứ hai  Tổng bề rộng bốn chống vùng nút D là: 536 x + 353 x = 1778mm, thoả với bề rộng thực vùng nút D 1800mm Vị trí lực nút D mơ hình thứ hai thể : 57 32000 KN 1200x1800 9648.6 KN 9648.6 KN 6351.4 KN 6351.4 KN 621 621 176.5 D1 176.5 D4 D3 D2 536 353 353 536 1778 Hình 3.21: Vị trí lực nút D mơ hình thứ hai Bảng tóm tắt vị trí nút mơ hình thứ hai (Bảng 2-1) Bên trái Bên trái Bên trái Bên trái trọng tâm trọng tâm trọng tâm trọng tâm nút A nút B nút C nút D (mm) (mm) (mm) (mm) A - - B1 - 554 B2 - B3 Phía Phía đỉnh dầm đáy dầm (mm) (mm) - - 140 - - 420 - -147 - - 420 - - -701 - - 140 - C1 - - 632 - - 140 C2 - - 78 - - 420 Nút 58 C3 - - -378 - - 420 C4 - - -822 - - 140 D1 - - - 621 140 - D2 - - - 176.5 420 - Bảng tóm tắt kích thƣớc lực chống giằng mơ hình thứ hai (Bảng 2-2) Thanh Kích thước Kích thước chống theo phương theo phương giằng ngang (mm) đứng (mm) 3200-554 2800-140- =2646 420 = 2240 3200-147- 2800-420- 632 =2421 140 = 2240 3200-701-78 2800-140- =2421 420 = 2240 3500-378- 2800-420- 621 =2501 140 = 2240 3500-822- 2800-140- 176.5=2501.5 420 = 2240 - - A-B1 B2-C1 B3-C2 C3-D1 C4-D2 A-C1 Lực theo Lực theo phương phương đứng (KN) ngang (KN) 40.25 12056.2 14241.4 18659.3 42.78 13183.1 14246.4 19410.2 42.78 6760.7 7306 9954.1 41.85 9648.6 10772.4 14461.7 41.84 6351.4 7093.7 9521.6 - - Góc θ (độ) 14241.4 A C1 Lực dọc (KN) - 59 B3-D1 - - - - C4-C’4 - - - - 10772.4 B3 D1 7093.7 C4 C’4 - - Bảng tính tốn bề rộng chống giằng mơ hình thứ hai (Bảng 2-3) fcu Bộ phận Lực dọc (KN) chống (KN/mm2) fcu vùng nút (KN/mm2 ) Bề rộng ws wt (mm) Lực thẳng đứng A 12056.2 0.024 0.02 670 Thanh chống A-B1 A 18659.3 0.018 0.02 1152 Tại B1 18659.3 0.018 0.02 1152 Lực thẳng đứng B1 12056.2 0.024 0.02 670 Lực thẳng đứng B2 13183.1 0.024 0.02 732 Lực thẳng đứng B3 6760.7 0.024 0.02 376 Thanh chống B2-C1 B2 19410.2 0.018 0.02 1198 Tại C1 19410.2 0.018 0.02 1198 Thanh chống B3-C2 B3 9954.1 0.018 0.02 461 Tại C2 9954.1 0.018 0.02 461 Lực thẳng đứng C1 13183.1 0.024 0.02 732 60 Lực thẳng đứng C2 6760.7 0.024 0.02 376 Lực thẳng đứng C3 9648.6 0.024 0.02 536 Lực thẳng đứng C4 6351.4 0.024 0.02 353 Thanh chống C3-D1 C3 14461.7 0.018 0.02 893 Tại D1 14461.7 0.018 0.02 893 Thanh chống C4-D2 C4 9521.6 0.018 0.02 588 Tại D2 9521.6 0.018 0.02 588 Lực thẳng đứng D1 9648.6 0.024 0.02 536 Lực thẳng đứng D2 6351.4 0.024 0.02 353 792 Thanh giằng A-C1 14241.4 - 0.02 wt/2=396 Thanh giằng B3-D1 598 10772.4 - 0.02 wt/2=299 Thanh giằng C4-C’4 394 7093.7 - 0.02 wt/2=197 Với w s , w t  Fu ,  = 0.75  f cu b  Tính tốn cốt thép giằng A-C1 mơ hình thứ hai:  Lực giằng A-C1 là: 14241.4 KN 61  Fnt   Ast f y  FAC1  14241.4( KN )  Ast  FAC1 14241.4  1000  45210.8mm2  452.108cm2  f y 0.75  420  Dùng thép No.10 (đường kính danh nghĩa 32.26mm), với diện tích as = 8.19cm2 số thép: n  Ast 452.108   55.202 (thanh) chọn as 8.19 56 bố trí  Chọn thép theo TCVN để bố trí thực tế: chọn 58  32 với diện tích là: 466.32 cm2 Bố trí lớp (mỗi lớp 10 lớp thanh) khoảng lớp theo phương thẳng đứng 1 28 Với lớp bê tông bảo vệ chọn 1.25 in (30mm)  Khoảng cách từ tâm lớp thép đến tâm lớp thép là: 32 + 28 = 60mm  Vậy chiều cao bố trí cốt thép là: 30 + 32/2 + (60x4) + 32/2 = 302mm  Vậy chiều cao hiệu giằng A-C1 : 302x2 = 604mm  Thỏa nằm vùng chịu lực giằng A-C1 tính tốn từ (Bảng23) là: 792mm Tính tốn cốt thép giằng B 3-D1 mơ hình thứ hai:  Lực giằng B3-D1 là: 10772.4 KN  Fnt   Ast f y  FAC1  10772.4( KN )  Ast  FAC1 10772.4  1000  34198.1mm2  341.981cm2  f y 0.75  420  Dùng thép No.10 (đường kính danh nghĩa 32.26mm), với diện tích as = 8.19cm2.Số thép: n  42 bố trí Ast 341.981   41.755 (thanh) Chọn as 8.19 62  Chọn thép theo TCVN để bố trí thực tế: chọn 45  32 với diện tích là: 361.8 cm2 Bố trí lớp (mỗi lớp thanh) khoảng lớp theo phương thẳng đứng 1 28 Với lớp bê tông bảo vệ chọn 1.25 in (30mm)  Khoảng cách từ tâm lớp thép đến tâm lớp thép là:32 + 28 = 60mm  Vậy chiều cao bố trí cốt thép là: 30 + 32/2 + (60x4) + 32/2 = 302mm  Vậy chiều cao hiệu giằng A-C1 là: 302x2 = 604mm  Thỏa nằm vùng chịu lực giằng A-C1 tính tốn từ (Bảng 23) là: 598mm  Kiểm tra thống chống xiên vùng nút mơ hình thứ hai:  Vùng nút A – chống A-B1:  Bề rộng nhỏ chống A-B1 : w s  wt cos   lb sin   Chiều rộng chịu ép bê tông là: lb = 670mm  Chiều cao vùng chiụ kéo bê tông với chiều cao giằng tính tốn là: wt = 604mm  Góc hợp chống phương ngang là: θ = 40.25o Vậy : w s  670  sin 40.25o  604  cos40.25o  894mm  Giá trị nhỏ giá trị tính tốn (Bảng 2-3) là:11520mm Nên chống không thỏa  Tăng chiều rộng chịu ép bê tông lên: lb = 1200mm Ta có: w s  1200  sin 40.25o  604  cos40.25o  1236mm  1152mm  Với lb = 1200mm chống A-B1 thoả bề rộng vùng nút A  Vùng nút C – chống B2-C1 B3-C2 : 63  Bề rộng nhỏ hai chống : w s  wt cos   lb sin   Chiều rộng chịu ép bê tông là: lb = 732 + 376 = 1108mm  Chiều cao vùng chiụ kéo bê tông với chiều cao giằng tính tốn là: 604mm Tổng chiều cao vùng nút C hai lần giá trị đó: wt = 604 x = 1208mm  Góc hợp chống phương ngang là: θ = 42.78o Vậy : w s  1108  sin 42.78o  1208  cos42.78o  1669mm  Giá trị lớn giá trị tính toán (Bảng 2-3) : 1659mm Với wt = 1208mm chống B2-C1 B3-C2 thoả bề rộng vùng nút C 32000KN 32000KN 13183.1KN 8000KN 8000KN 6760.7KN 12056.2KN 8000KN 8000KN chieu cao cot thep giang B3-D1 1800 B1 1800 B3 D1 B2 D4 D2 D3 lop thu cua vung nut B lop thu cua vung nut C A 14241.4KN lb Wt/2 1200 C1 C2 C3 C4 7093.7KN 2200 chieu cao cot thep giang A-C1 13183.1KN 6351.4KN 6760.7KN 9648.6KN 12056.2KN 35943.8KN 3200 3200 3500 Hình 3.22: Vùng nút chống - giằng mô hình thứ hai  Kiểm tra lƣợng cốt thép chịu uốn mơ hình thứ hai:  Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu: Với As = 452.108cm2 64 As  As  200bd 200  47.244  (98.346)   15.488(in2 )  99.929(cm2 ) fy 60000 f 'c bd fy  4000  47.244  (98.346)  14.693(in2 )  94.798(cm2 ) 60000  Thỏa điều kiện Với d = 2800 – 302 = 2498mm (98.346 in) b = 1200mm (47.244 in) + Kiểm tra hàm lượng cốt thép chịu lực:  Hàm lượng cốt thép tính tốn : w  As 58  8.04   0.0156 bd 120  249.8  Hàm lượng cốt thép lớn cho phép : p  0.75 p max b  Với hàm lượng cốt thép cân : b  0.851 f 'c 6000 28 6000   0.85  0.75   0.03972 f y 6000  f y 420 6000  420 p  0.75  0.03972  0.02979 max  Với hàm lượng cốt thép tối thiểu : min  14 14   0.00333 f y 4200  min  0.00333  w  0.0156  max  0.02979  Vậy thỏa điều kiện  Tính tốn thép chịu cắt mơ hình thứ hai:  Giả sử chọn thép phân bố có số hiệu No =6 (đường kính danh nghĩa 19.05mm diện tích a s = 2.84 cm2 ) bố trí theo hai phương đứng ngang theo hai bên thành dầm 65  Khoảng cách lớn thép theo phương đứng : sh  Avh  284   189.33mm 0.0025 b 0.0025 1200  Khoảng cách lớn thép theo phương ngang : sv  Av  284   315.556mm 0.0025 b 0.0015 1200  Chọn thép chịu cắt theo TCVN  Chọn thép đai  20 (diện tích as = 3.14 cm2 )  Khoảng cách lớn thép theo phương đứng : sh  Avh  314   209.33mm 0.0025 b 0.0025 1200  Khoảng cách lớn thép theo phương ngang : sv  Av  314   348.889mm 0.0025 b 0.0015 1200  Chọn bước đai : s = sv = sh = 200mm + Kiểm tra điều kiện phân bố cốt thép đai với s = 200mm: s < d/5 = 2498/5 = 499.5mm s ≥ 200mm  Khoảng cách lớn cốt đai không vượt :  Hướng dọc trục sv : smax = 0.60d = 0.60x2498 = 1498.8mm 400mm  Hướng ngang sh : smax = 0.60d = 0.60x2498 = 1498.8mm 400mm + Kiểm tra lượng cốt thép yêu cầu bên chống hình chai (thép chịu lực phá vỡ bụng chống hình chai):  Asi sin  i  0.003 bsi 66  Từ chống A-B1 ta có góc chống thép theo phương ngang là: 40.25o sinγi = 0.646, hợp với cốt thép theo phương đứng góc : 90o - 40.25o = 49.75o  sinγ i = 0.763 Ta có: Asi  314  314 sin  i   0.646   0.763  0.00369  0.003 bsi 1200  200 1200  200   Thỏa điều kiện 32000KN 32000KN 13183.1KN Ø20@200 8000KN 8000KN 6760.7KN 12056.2KN 8000KN 8000KN 45Ø32 bo tri lop 9Ø32 1800 sv B1 sh B3 D1 604 B2 2800 1152 A 14241.4KN lb 1200 893 588 1198 dinh cua tam betong giang voi giang 604 C1 58Ø32 bo tri lop (4lop 10Ø32 va 1lop 8Ø32) D4 D2 D3 461 Ø20@200 1800 302 C2 302 C3 C4 2200 13183.1KN 6351.4KN 6760.7KN 9648.6KN 12056.2KN 35943.8KN 3200 3200 3500 Hình 3.23: Vị trí cốt thép chống, giằng mơ hình thứ hai 3.5 Kết tính tốn : 3.5.1 Tính toán dầm chuyển theo tiêu chuẩn ACI-318-02 Cốt thép chịu moment dương : As = 189.992 cm2, chọn 28 thép No = 10 Cốt thép chịu moment âm : As = 226.476 cm2, chọn 30 thép No = 10 67 Thép chịu lực cắt : thép No = khoảng cách bố trí sv = sh = s = 180mm 3.5.2 Tính tốn dầm chuyển theo phƣơng pháp giàn ảo (Strut and tie Model) Cốt thép chịu moment dương : As = 452.108 cm2, chọn 56 thép No = 10 Chọn bố trí theo TCVN là: 58  32 Cốt thép chịu moment âm : As = 341.981 cm2, chọn 42 thép N o = 10 Chọn bố trí theo TCVN là: 45  32 Cốt thép chịu lực cắt : Thép No = khoảng cách bố trí sv = sh = s = 180mm Chọn bố trí theo TCVN : thép  20 khoảng cách bố trí sv = sh = s = 200mm 3.6 Thiết kế bố trí cốt thép : Cường độ bê tơng cốt thép chọn theo tiêu chuẩn ACI : f’c = 4000psi (f’c = 28MPa), fy = 60000psi (fy = 420MPa) Cường độ bê tông cốt thép tương ứng theo TCVN : B35 (M450) với f’c = 29.2MPa, thép A-IV với fy = 510MPa Cốt thép chịu moment dương: As = 189.992 cm2, chọn 28 thép  32 với As = 2225.12cm2 Cốt thép chịu moment âm: As = 226.476 cm2, chọn 30 thép  32 với As = 241.2cm2  Kiểm tra hàm lượng cốt thép chịu moment dương : Hàm lượng cốt thép tính tốn: w  As 28  8.04   0.0074 bd 120  252  min  0.00333  w  0.0074  max  0.02979  Vậy thỏa điều kiện 68 Bố trí thép chịu lực với 28  32 chia thành lớp (2 lớp 10 lớp  32) với khoảng cách lớp theo phương đứng  28 chiều dày lớp bê tông bảo vệ abv = 3cm (1.25in) Tổng chiều cao bố trí thép chịu lực: h’ = 3+(3.2/2) +6+6+(3.2/2) = 18.6cm < h1 = h2 = 56cm (thỏa điều kiện) Vậy chọn bố trí thực tế h’ = 20 cm  Kiểm tra hàm lượng cốt thép chịu moment âm : Hàm lượng cốt thép tính tốn: w  As 30  8.04   0.00798 bd 120  252  min  0.00333  w  0.00798  max  0.02979  Vậy thỏa điều kiện Bố trí thép chịu lực với 30  32 chia thành lớp lớp 10  32 với khoảng cách lớp theo phương đứng  28 chiều dày lớp bê tông bảo vệ abv = 3cm (1.25in) Tổng chiều cao bố trí thép chịu lực: h’ = 3+(3.2/2) +6+6+(3.2/2) = 18.6cm < h1 = h2 = 56cm (thỏa điều kiện)  Vậy chọn bố trí thực tế h’ = 20 cm Thép chịu lực cắt: thép  20 (Av = Avh = 2x314 = 628mm2 ) khoảng cách bố trí sv = sh = s = 200mm  Kiểm tra diện tích cốt thép chịu cắt : Diện tích thép nhỏ Av: Av  0.0015bsv  0.0015 1200  200  360mm2  628mm2 (thỏa ) Diện tích thép nhỏ Avh: Avh  0.0025bsh  0.0025 1200  200  600mm2  628mm2 (thỏa ) 69 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Kết cấu dầm chuyển với đặc điểm cấu tạo hình học khả chịu lực sử dụng kết cấu nhà cao tầng BTCT, đáp ứng u cầu mặt cơng năng, giài pháp tương đối tốt số trường hợp đòi hỏi cần hệ kết cấu chuyển vượt nhịp lớn tầng tầng tòa nhà Các phần mềm tính tốn kết cấu chưa có ứng dụng riêng để tính tốn dầm chuyển, nên phương pháp tính tốn chủ yếu dựa vào công thức thực nghiệm chủ yếu Đặc điểm làm việc kết cấu dầm chuyển nguyên lý cấu tạo loại dầm khác so với kết cấu chịu uốn thông thường Do dầm chuyển phải nhận tải trọng lớn từ cột hay vách cứng phía truyền xuống dầm nên dạng phá hoại lực cắt thường hay xảy với dầm chuyển, nên cần phải đặc biệt quan tâm đến tính tốn chịu cắt thiết kế loại dầm này.Sự phân bố ứng suất bên vùng nén khơng cịn giả thiết sử dụng, giả thiết tiết diện phẳng khơng cịn phù hợp với dầm chuyển.Vì tính toán dầm chuyển cần lưu ý tới đặc điểm Đề tài đưa hai phương pháp tính tốn kết hợp với mơ hình phần tử hữu hạn để tính tốn cốt thép chịu uốn, cốt thép chịu kéo cốt thép chịu cắt cho loại dầm đặc biệt 4.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu cho thấy, phá hoại dầm chuyển BTCT không uốn, cắt mà phá hoại gối tựa phá hoại cục (nén vỡ) khu vực đặt tải lực tập trung Đối với phương pháp giàn ảo (Strut and Tie Model), thơng thường phương pháp tính tốn với việc đặt tải tập trung tải phân bố khắp dầm, kết cấu đặt tải đặc biệt vách cứng không liên tục đặt 70 dầm, việc quy loại tải trọng để tính tốn theo phương pháp cịn Do vậy, nhóm xin kiến nghị mở rộng hai hướng nghiên cứu sau :  Tính tốn thiết kế dầm chuyển trường hợp phá hoại gối tựa phá hoại cục (nén vỡ) khu vực đặt tải lực tập trung  Cách quy tải trọng tập trung từ kết cấu đặc biệt vách cứng không liên tục đặt dầm chuyển tính tốn phương pháp giàn ảo (Strut and Tie Model ) ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH  - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM CHUYỂN BÊ TÔNG CỐT THÉP SVTH: PHẠM XUÂN TUÂN... dạng cấu kiện b? ?tông cốt thép Thơng thường, q trình tính tốn thiết kế, cấu kiện bê tông cốt thép phân loại thành dạng cột, thanh, dầm, … hệ kết cấu khung, dàn, …theo đặc điểm chịu lực hình thức kết. .. ? ?Tính tốn thiết kế kết cấu dầm chuyển bê tông cốt thép? ?? 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Do nước ta chưa có tiêu chuẩn hay tài liệu hướng dẫn kỹ thuật thức tính tốn thiết kế dầm chuyển (dầm cao) BTCT công