ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: NGUYỄN THANH LÂN LỚP: XB10 MSSV: 10610300080 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 4-2012 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 2 MỤC LỤC Trang A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 4 B. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN 5 CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI 5 1. Mô tả các bộ phận của sàn sườn 5 2. Tải trọng tác dụng lên sườn 5 CHƯƠNG 2. BẢN SÀN 5 1. Phân loại bản sàn 5 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 5 3. Sơ đồ tính 6 4. Xác đinh tải trọng 8 5. Xác định nội lực 8 6. Tính cốt thép 9 7. Bố trí cốt thép 10 CHƯƠNG 3. DẦM PHỤ 13 1. Sơ đồ tính 13 2. Xác đinh tải trọng 13 3. Xác định nôi lực 14 4. Tính cốt thép 16 5. Biểu đồ vật liệu 19 CHƯƠNG 4. DẦM CHÍNH 23 1. Sơ đồ tính 23 2. Xác đinh tải trọng 23 3. Xác định nôi lực 24 4. Tính cốt thép 29 5. Biểu đồ vật liệu 33 CHƯƠNG 5. THỐNG KÊ VẬT LIỆU 39 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 3 Phụ lục: Sử dụng kiến thức cơ kết cấu để tính toán và xác định biểu đồ mômen của từng trường hợp tổ hợp tải trọng trong dầm chính của đồ án môn học bê tông cốt thép 1. 41 Tài liệu tham khảo 45 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT) 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI A. SỐ LIỆU BAN ĐẦU: Số thứ tự trong danh sách lớp: 40. Tra theo bảng số liệu từ “Nhiệm vụ đồ án môn học kết cấu BTCT 1”, số liệu của đồ án như sau: Bảng 1: Bảng tổng hợp số liệu của đồ án Mã số đề bài Bước dầm phụ L 1 (m) Bước dầm chính L 2 (m) Hoạt tải tiêu chuẩn p c (kg/m 2 ) Hệ số vượt tải của hoạt tải n p Chiều dày tường bao quanh (mm) Kích thước tiết diện cột BTCT (mm) Sơ đồ mặt bàng sàn 40 2,0 4,4 500 1,2 300 500x500 Sơ đồ 1 Sơ đồ 1: Hình 1. Sơ đồ mặt bằng sàn Vật liệu: - Bê-tông: Chọn bê tông có mác 250 (B20), có R b = 11,5 MPa, R bt = 0,9 MPa. - Cốt thép: dùng thép sợi với các mác thép:  Loại CI: Cốt thép bản sàn, cốt cấu tạo, cốt đai.  Loại CII hoặc CIII: Cốt dọc dầm phụ, cốt dọc dầm chính. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 5 - Giả sử sàn có cấu tạo như sau: Bảng 2: Bảng số liệu các lớp cấu tạo của sàn Phân lớp cấu tạo Bề dày lớp (mm) Trọng lượng riêng (kN/m 3 ) Hệ số độ tin cậy về tải trọng Gạch ceramic 10 g   20 g   1,2 f   Vữa lót 25 vl   18 vl   1,3 f   Bê tông cốt thép bt b h   25 bt   1,1 f   Vữa trát 20 vt   18 vt   1,3 f   B. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN: CHƯƠNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI 1. Mô tả các bộ phận của sàn sườn: Sàn có kích thước 18m*13,2m, sàn có 08 dầm phụ và 02 dầm chính. Dầm phụ có 3 nhịp, mỗi nhịp khoảng 4,4m. Dầm chính cũng có 03 nhịp, mỗi nhịp khoảng 6,0m. Dầm chính gối lên tường chịu lực dày 300mm và cột kích thước mặt cắt ngang 500mm*500mm. 2. Tải trọng tác dụng lên sàn sườn: Tải trọng tác dụng lên sàn sườn bao gồm tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải gồm trọng lượng của sàn, dầm phụ, dầm chính, hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn được lấy bằng 500 kg/m 2 . CHƯƠNG 2. BẢN SÀN 1. Phân loại bản sàn: Xét tỷ số 2 cạnh ô bản: 2 1 4,4 2,2 2 2,0 L L    , bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn. 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn: Xác đinh sơ bộ chiều dày của bản sàn: - Chọn các hệ số như sau:  D: hệ số phụ thuộc tải trọng, chọn D = 1.  M: hệ số phụ thuộc vào loại bản, với bản dầm chọn m = 32. 1 1 2000 62,5 32 b D h L m    (mm) ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 6 Chọn h b =70 mm. Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ: 2 1 1 1 1 1 1 .4,4 366,67 275 12 16 12 16 12 16 dp dp h L L                           (mm) Chọn h dp = 300 mm. 1 1 1 1 .300 150 75 2 4 2 4 dp dp b h                   (mm) Chọn b dp = 200 mm. Xác định sơ bộ kích thước dầm chính: 1 1 1 1 1 1 1 3 .3.2,0 750 500 8 12 8 12 8 12 dc dc h L L                           (mm) Chọn h dc = 600 mm. 1 1 1 1 .600 300 150 2 4 2 4 dc dc b h                   (mm) Chọn b dc = 300 mm. 3. Sơ đồ tính: Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có chiều rộng b = 1 m (hình 2). Xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phụ (hình 3). ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B C D DAÀM CHÍNH DAÀM PHUÏ Hình 2. Dải được cắt để tính toán 1 2 3 Hình 3. Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản dầm Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. Đoạn bản kê lên tường ( ,120) (70,120)( ) b b C h mm   chọn C b =120 mm. , Đối với nhịp biên: 1 200 300 120 2000 1810( ) 2 2 2 2 2 2 dp b ob b Ct L L mm          Đối với nhịp giữa: 1 2000 200 1800( ) ob dp L L b mm      Độ chênh lệch giữa L ob và L b là không đáng kể, khoảng 0,56%. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 8 4. Xác định tải trọng: 4.1. Tĩnh tải: Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: , ( ) s f i i i g        Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3. Bảng 3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn Lớp cấu tạo Bề dày lớp i  (mm) Trọng lượng riêng i  (kN/m 3 ) Trị tiêu chuẩn c s g (kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy về tải trọng , f i  Trị tính toán s g (kN/m 2 ) G ạch ceramic 10 20 0,2 1,2 0,24 V ữa lót 25 18 0,45 1,3 0,5 8 Bê tông c ốt thép 70 25 1,75 1,1 1,93 V ữa trát 20 18 0,36 1,3 0,47 Tổng cộng 2,76 3,22 4.1.1. Hoạt tải: Hoạt tải tính toán: , 1,2 5 6,0 s f i c p p       kN/m 2 4.2. Tổng tải: Tổng tải tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1 m: ( ) (3,22 6,0) 1 9,22 s s s q g p b        kN/m 5. Xác định nội lực: Mômen lớn nhất ở nhịp biên: 2 2 ax 1 1 9,22 1,81 2,75 11 11 m s ob M q L     (kN.m) Mômen lớn nhất gối thứ 2: 2 2 min 1 1 9,22 1,80 2,72 11 11 s o M q L        (kN.m) Mômen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa: ax min 2 2 1 1 9,22 1,80 1,87 16 11 m s o M q L        (kN.m) ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 9 gs ps M kNm Hình 4. Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn 6. Tính cốt thép: - Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (M250): R b =11,5 MPa. - Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI, R s =225 MPa. - h b = 70 mm < 100 mm, nên chọn a =15 mm. 0 70 15 55( ) h h a mm       - R b = 11,5 MPa < 15 MPa, nên lấy 0,3 pl   và 0,37 pl   . - Tính hệ số tính toán cốt thép m  theo công thức 2 0 m b b M R bh    . - Tính hệ số tính toán cốt thép  theo công thức 1 1 2 m      - Tính diện tích cốt thép A s theo công thức: 0 b b s s R bh A R   - Tính hàm lượng cốt thép theo công thức: 0 s A bh   - Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo min  và ax m  , được xác định như sau:  min 0,05%    ax 0,9.11,5 0,37 1,7% 225 b b m pl s R R       Từ các giá trị mômen ở nhịp và gối, tính cốt thép theo các công thức sau: ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 10 Đường kính cốt thép d  h b /10 = 7 mm, chọn d = 6 mm. Bảng 4: Tính toán cốt thép cho bản sàn Tiết diện M (kNm) m   A s (mm 2 /m)  (%) Chọn cốt thép d (mm) @ (mm) A sc (mm 2 /m) Nhịp biên 2,75 0,088 0,092 233 0,42 6 120 236 Gối 2 2,72 0,087 0,091 230 0,42 6 120 236 Nhịp giữa, gối giữa 1,87 0,060 0,062 156 0,28 6 180 157 7. Bố trí cốt thép: - Đối với các ô bản dầm có liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên hình 5 được giảm 20% lượng thép so với kết quả tính được. Ở các gối giữa và các nhịp giữa: A s = 0,8*156=124 mm 2 Chọn d6@200 (A sc =141 mm 2 ) - Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau: ,s ct A     d6@200 50%A s gối giữa = 0,5*156=78 mm 2 Chọn d6@200 - Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: 2 1 2 , 4,4 2 2,2 3 2,0 20% 0,2 230 46 s pb st L L A A mm          Chọn d6@300 (A sc =94 mm 2 ). - Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L an =120 mm  10d [...]... (đoạn L/3 bên trái) Nhịp biên (đoạn L/3 ở giữa) Nhịp biên (đoạn L/3 bên trái) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 34 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 Tiết diện Thanh thép Gối 4 (bên phải) SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Vị trí điểm cắt lý thuyết x (mm) Q (kN) (1d16) 1572 112,8 (2d16) 1145 112,8 (1d16) 491 106,9 (2d16) 1148 42,4 Gối 4 (bên trái) Gối 4 (bên trái) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 35 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 Tiết... trị mơmen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b dc*hdc = 300 mm*600 mm Giả thiết agối = 60 => ho = h – agối = 600 – 60 = 540 mm Hình 21 Tiết diện tính cốt thép dầm chính b) Tiết diện ở nhịp GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG b) Tiết diện ở gối Trang 30 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Kết quả tính cốt thép được thể hiện trong bảng 15 Bảng 15 Tính cốt thép dọc cho dầm chính... QUỐC HÙNG Trang 28 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Hình 18 Biểu đồ lực cắt của từng trường hợp tải (kN) Q Hình 19 Biểu đồ bao lực cắt (kN) Biểu đồ bao mơmen (kNm) Biểu đồ bao lực cắt (kN) Hình 20 Biểu đồ bao nội lực giải bằng SAP 2000 Nhận xét: các kết quả tính tốn bằng cách tra bảng và các kết quả tính tốn bằng phần mềm sáp khơng chênh lệch q nhiều 4 Tính cốt thép: - Bêtơng có cấp độ... tra phụ lục 9 – giáo trình Đồ án mơn học Kết cấu Bêtơng – sàn sườn tòan khối loại bản dầm (Hoặc xác định  theo kết quả tính tốn ở phần phụ lục đính kèm ở phần cuối Đồ án này) Do tính chất đối xứng nên chỉ cần tính tốn cho 2 nhịp Kết quả tính biểu đồ mơmen cho từng trường hợp tải được trình bày trong bảng 11 GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 24 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN G G G G... mỗi bên dầm phụ 3 đai, trong đoạn h s = hnhịp – ao(nhịp) – hdp = 250 mm Khoảng cách giữa các cốt treo 80mm GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 32 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN d6@80 N Hình 22 Bố trí cốt treo 5 Biểu đồ vật liệu: 5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện: Chọn chiều dày lớp bêtơng bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm và ao,gối = 30 mm; khoảng cách thơng thủy giữa hai thanh thép. ..ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Vù g giả cố thé n m t p C A C A A B D D B B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 5 Vùng giảm cốt thép - h b = 70 mm < 80 mm: cốt thép nhịp và gối tách riêng  6 a 300  6 a 120  6 a 120  6 a 120  6 a 120 5 3  6 a 120 1 3  6 a 120 4 4  6 a 120  6 a 120 2 4  6 a 120  6 a 120 1  6 a 120 4 2 2 MẶT CẮT A – A GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 11 ĐỒ ÁN BÊ... trí cho đoạn L/2 giữa dầm GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 18 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 5 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Biểu đồ vật liệu: 5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện: Trình tự tính như sau: - Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As Chọn chiều dày lớp bê tơng bảo vệ cốt thép dọc ao = 25 mm; khoảng thơng thủy giữa 2 thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 25 mm - Xác định ath => h... 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép dọc của dầm chính sử dụng loại CII: Rs = 280 MPa - Cốt thép đai sử dụng loại CI: Rsw = 175 MPa 4.1 Cốt dọc: a) Tại tiết diện ở nhịp: GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 29 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN Tương ứng với các giá trị mơmen dương, bản cánh chịu nén, giả thiết tiết diện tính tốn là tiết diện chữ T Xác định độ vươn của bản cánh Sf: 1 1  6  (3L1... ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN 3 4 5 Hình 16 Xác định mơmen mép gối Gối 4: 4, M mgtr  166, 2  4, M mgph  166, 2  (79, 4  (166, 2))  250  135,5  135, 5 kNm 2000 (47,5  (166, 2))  250  139,5  139,5 kNm 2000 4, Chọn M  M mgph  139, 5 kNm M1 M2 M3 M4 M Hình 17 Các biểu đồ mơmen thành phần và biểu đồ bao mơmen (kNm) GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 27 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT... 77kNm 2 Nhận xét: M . của đồ án môn học bê tông cốt thép 1. 41 Tài liệu tham khảo 45 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: NGUYỄN THANH LÂN GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG Trang 4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT) 1: KẾT CẤU. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1: KẾT CẤU SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI . 0,9 MPa. - Cốt thép: dùng thép sợi với các mác thép:  Loại CI: Cốt thép bản sàn, cốt cấu tạo, cốt đai.  Loại CII hoặc CIII: Cốt dọc dầm phụ, cốt dọc dầm chính. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 SVTH: