Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu đồ kết cấu bê tông
Đồ án bê tông cốt thép CHƯƠNG 1: NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Công tác thiết kế kết cấu bê tông cốt thép tuân thủ quy định, quy phạm, hướng dẫn, tiêu chuẩn thiết kế xây dựng nhà nước Việt Nam ban hành Chủ yếu gồm có TCXDVN 356 – 2005, TCVN 2737 – 1995 v.v…ngoài trình tính toán sử dụng tài liệu, số liệu, tham khảo số đầu sách chuyên ngành Theo tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế bê tông cốt thép 356 – 2005, tính toán kết cấu bê tông cốt thép dựa số nguyên tắc sau đây: I NGUYÊN TẮC CƠ BẢN o Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện bố trí cốt thép đảm bảo độ bền, độ ổn định độ cứng không gian xét tổng thể riêng phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả chịu lực giai đoạn xây dựng sử dụng o Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn yêu cầu tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn: Theo nhóm trạng thái giới hạn thứ (TTGH I): o Nhằm đảm bảo khả chịu lực kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu : o Không bị phá hoại tác dụng tải trọng tác động o Không bị ổn định hình dáng vị trí o Không bị phá hoại kết cấu bị mỏi o Không bị phá hoại tác động đồng thời nhân tố lực ảnh hưởng bất lợi môi trường Theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II ): o Nhằm bảo đảm làm việc bình thường kết cấu, cụ thể cần hạn chế: o Khe nứt không mở rộng giới hạn cho phép không xuất khe nứt o Không có biến dạng giới hạn cho phép độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động II NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG o Khi thiết kế nhà công trình phải tính đến tải trọng sinh trình sử dụng, xây dựng trình chế tạo, bảo quản vận chuyển kết cấu o Khi thiết kế tính toán nhà cao tầng, hai đặc trưng tải trọng tải trọng tiêu chuẩn tải trọng tính toán Tải trọng tính toán tích tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng Hệ số tính đến khả sai lệch bất lợi SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép xảy tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn tính đến * Hệ số vượt tải γ : Khi tính toán cường độ ổn định, hệ số vượt tải lấy theo điều 3.2; 4.2.2; 4.3.3; 4.4.2; 5.8; 6.3; 6.17 TCVN 2737 – 1995 “tải trọng tác động” Khi tính độ bền mỏi lấy Khi tính toán theo biến dạng chuyển vị lấy Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 – 1995 “ tải trọng tác động “ Tải trọng chia thành tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời Ngoài ta cần phải xét đến tải trọng đặc biệt tác dụng lên nhà cao tầng Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải) - Tải trọng thường xuyên (tiêu chuẩn tính toán) tải trọng tác dụng không biến đổi trình xây dựng sử dụng công trình * Tải trọng thường xuyên gồm có: - Khối lượng thân phận nhà công trình, gồm khối lượng kết cấu chịu lực kết cấu bao che - Khối lượng áp lực đất lắp đắp Trọng lượng thân xác định cấu tạo công trình bao gồm tường, cột, dầm, sàn, lớp vữa trát, ốp, lát, lớp cách âm, cách nhiệt…và theo trọng lượng đơn vị vật liệu sử dụng.hệ số vượt tải trọng lượng thân thay đổi từ 1.05 → 1.3 tùy theo loại vật liệu sử dụng phương pháp thi công Tải trọng tạm thời (hoạt tải) - Tải trọng tạm thời tải trọng giai đoạn trình xây dựng sử dụng - Tải trọng tạm thời chia làm hai loại: tạm thời dài hạn tạm thời ngắn hạn Tải trọng tạm thời dài hạn gồm có: - Khối lượng vách tạm thời, khối lượng phần đất khối lượng bê tông đệm thiết bị + Khối lượng thiết bị, thang máy, ống dẫn… + Tác dụng biến dạng không kèm theo thay đổi cấu trúc đất + Tác dụng thay đổi độ ẩm, co ngót từ biến vật liệu Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm có: + Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ đồ gá lắp phạm vi phục vụ sửa chữa thiết bị SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép + Tải trọng thiết bị sinh trình hoạt động, nhà cao tầng hoạt động lên xuống thang máy + Tải trọng gió lên công trình bao gồm gió tĩnh gió động Tải trọng đặc biệt - Tải trọng động đất - Tải trọng nổ, cháy - Tác động biến dạng gây thay đổi cấu trúc đất biến dạng sụt lở lún ướt, ảnh hưởng công trình xây dựng xung quanh Tổ hợp tải trọng Tùy theo thành phần tải trọng tính đến, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp tổ hợp đặc biệt - Tổ hợp tải trọng gồm có tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn tạm thời ngắn hạn - Tổ hợp tải trọng đặt biệt gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn xảy tải trọng đặt biệt - Tổ hợp tải trọng đặc biệt tác dụng động đất không tính đến tải trọng gió Tổ hợp tải trọng chia làm loại: tổ hợp tổ hợp + Tổ hợp có tải trọng tạm thời giá trị tải trọng tạm thời lấy toàn + Tổ hợp tổ hợp có tải trọng tạm thời trở lên tải trọng tạm thời nội lực nhân với hệ số tổ hợp sau: * Tải trọng tạm thời dài hạn ngắn hạn nhân với hệ số Ψ= 0.9 Khi phân tích ảnh hưởng riêng biệt tải trọng tạm thời ngắn hạn lên nội lực Tải trọng tạm thời dài hạn nhân với ψ1 = 0,95 Tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số ψ2=0,8 Trừ trường hợp nói rõ tiêu chuẩn thiết kế chuyển vị kết cấu móng ảnh hưởng tải trọng lớn không giảm, tải trọng thứ hai nhân với hệ số 0,8 Các tải trọng lại nhân với hệ số 0,6 - Tổ hợp tải trọng đặc biệt có tải trọng tạm thời giá trị tải trọng tạm thời lấy toàn Tổ hợp tải trọng đặc biệt có hai tải trọng tạm thời trở lên, giá trị tải trọng đặc biệt không giảm, giá trị tính toán tải trọng tạm thời nội lực tương ứng SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép chúng nhân với hệ số tổ hợp saucác công trình vùng động đất tiêu chuẩn thiết kế kết cấu móng khác Khi tính kết cấu móng theo cường độ ổn định với tổ hợp tải trọng đặc biệt trường hợp tác dụng đồng thời hai tải trọng tạm thời (dài hạn ngắn hạn), nội lực tính toán cho phép lấy theo dẫn phụ lục A TCVN 2737 – 1995 CHƯƠNG 2: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP I KHÁI NIỆM - Sàn kết cấu chịu lực trực tiếp tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau tải truyền lên dầm, từ dầm truyền lên cột, xuống móng Phân loại sàn a Theo phương pháp thi công - Sàn đổ toàn khối : làm ván khuôn, đặt cốt thép, trộn đổ bê tông vị trí thiết kế - Sàn lắp ghép : cấu kiện sàn đúc sẵn nhà máy công trường, vận chuyển đến công trường, dùng phương tiện cẩu lắp vào vị trí thiết kế b Theo sơ đồ kết cấu Theo sơ đồ kết cấu ta phân thành loại sàn sau: - Sàn loại – dầm : (sau ta gọi sàn phương) dạng sàn chịu uốn theo phương hai phương phương lại chịu uốn nhỏ Liên kết kê lên tường đổ liền khối với dầm, ≤ cạnh đối diện - Sàn loại kê bốn cạnh : (sau ta gọi sàn hai phương) dạng sàn chịu uốn theo hai phương, liên kết kê lên tường (gối) đổ liền khối với dầm (ngàm), liên kết với dầm có ≥ cạnh kề Ta có bảng so sánh sau để phân biệt rõ sàn phương hai phương: SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép Bảng 8: Phân loại sàn phương hai phương Sàn phương Sàn phương ( ý sau) ( ý sau) • tỷ lệ cạnh dài cạnh ngắn > • tỷ lệ cạnh dài cạnh ngắn • liên kết có ≤ cạnh đối diện ≤ • liên kết có ≥ cạnh kề Số liệu tính toán: + Thuộc mặt tầng + Khung trục tính toán : 5’-8 + Số tầng công trình : II TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP SÀN CỦA CÁC TẦNG Lý thuyết tính toán - Sàn bê tông cốt thép đỗ toàn khối, theo hình thức kết cấu chia sàn sườn sàn phẳng: + Sàn sườn có liên kết theo cạnh tường dầm ( liên kết tuyến) + Sàn phẳng ( thường gọi sàn nấm) có đặt trực tiếp lên cột (liên kết điểm) - Tùy loại sàn công sử dụng mà ta chọn cấu tạo loại sàn hoạt tải tác dụng lên loại ô sàn khác Đối với hoạt tải ta chọn hoạt tải cho ô sàn vào TCXDVN 2737-1995 Các thông số tính toán Bảng 9: Cường độ tính toán môđun đàn hồi bê tông Cấp độ bền bê tông Cường độ chịu nén Rb (mpa) Cường độ chịu kéo Rbt (mpa) Môđun đàn hồi Eb (mpa) B20 11.5 0.9 27.103 SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép Bảng 10: Cường độ tính toán môđun đàn hồi thép Nhóm thép Cường độ tính toán (mpa) Cốt ngang, Chịu kéo Rs Chịu nén Rsc xiên Rsw CI, AI 225 225 175 21.104 CII, AII 280 280 225 21.104 Ghi chú: - Đối với cốt đai thép sàn sử dụng thép CI (AI) - Đối với thép dọc dầm thép cột sử dụng thép CII (AII) Bảng 11: Trọng lượng đơn vị số vật liệu STT Vật liệu Đơn vị đo Gạch Ceramic 20x20x1cm Vữa lót #50 Sàn bê tông Vữa trát trần #75 Lớp hồ tô m3 m3 m3 m3 m3 Hệ số vượt tải N Trọng lượng Kg 1.1 1.3 1.1 1.3 1.3 2800 1600 2500 1600 1600 *Ghi : Hệ số vượt tải lấy theo mục 3.2 TCVN 2737-1995 sau: Các kết cấu đất Thép 2.bê tông có khối lượng thể tích lớn hown1600 kg/m , bê tông cốt thép, gạch đá, gạch đá có cốt thép gỗ Bê tông có khối lượng thể tích không lớn 1600 kg/m , vật liệu ngăn cách, lớp trát hoàn thiện(tấm, vỏ, vật liệu cuộn, lớp phủ, lớp vữa lót…) tùy theo điều kiện sản xuất: - nhà máy - công trường Đất nguyên thổ Đất đắp SVTH: Hệ số độ tin cậy 1.05 1.1 1.2 1.3 1.1 1.15 Trang Đồ án bê tông cốt thép Cấu tạo lớp sàn: * Tĩnh tải sàn tầng gồm lớp sau: Gạch ceramic gạch 20x20x1cm Vữa lót #50 dày 2cm Sàn bê tông 8-10cm Vữa trát trần #75 dày 1.5cm * Tĩnh tải sàn mái gồm lớp sau: Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung bình 10cm Sàn bê tông 8cm Vữa trát trần #75 dày 1.5cm III TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN SÀN: -Chọn sơ chiều dày sàn : + hs = hs = L1 cho sàn có tải trọng vừa 50 3.1 = 0,062m = 6.2cm 50 Trong L1 = 3.1 m cạnh ngắn ô sàn có kích thước lớn S (3.1mx3.5m) Chọn chiều dày sàn tầng , sàn vệ sinh : hs = 8cm Chọn chiều dày lớp đệm a0 = cm, khoảng cách từ trọng tâm As đến mép vùng chịu nén => ho = hs – a0 = – = (cm) Cấu tạo lớp sàn tầng SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép Bảng 12: Trọng lượng thân sàn tầng Bề dày δ (m) Trọng lượng riêng γ kg/m3 Hệ số vượt tải n Tải trọng tính toán gs(kg/m2) 0.01 2800 1.1 30.8 0.02 1600 1.3 41.6 Sàn BTCT 0.08 2500 1.1 220 Lớp hồ tô 0.015 1600 1.3 31.2 Vật liệu Gạch Ceramic Lớp vữa lót Trọng lượng thân sàn:Gs = Σ gsi = Σ.γi δi N 323.6 Cấu tạo sàn vệ sinh : Bảng 13: Trọng lượng thân sàn vệ sinh Vật liệu Bề dày δ (m) Trọng lượng riêng γ kg/m3 Hệ số vượt tải n Tải trọng tính toán gs(kg/m2) Gạch Ceramic 0.01 2800 1.1 30.8 Lớp vữa lót 0.02 1600 1.3 41.6 Sàn BTCT 0.08 2500 1.1 220 Lớp hồ tô 0.015 1600 1.3 31.2 Thiết bị vệ sinh - 75 - 75 Trọng lượng thân sàn: Gs = Σ gsi = Σ.γi δi n 398.6 SVTH: Trang Đồ án bê tông cốt thép IV HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN Bảng 14: Hoạt tải phân bố sàn STT Loại sàn P (kg/m ) Hệ số vượt tải n Hoạt tải tính toán Ptt (kg/m2) tc Phòng khách 150 1.3 195 Phòng ngủ 150 1.3 195 Bếp 150 1.3 195 Vệ sinh 150 1.3 195 Lô gia 200 1.2 240 Hành lang 300 1.2 360 Kho 480 1.2 576 Ghi : * tải trọng tiêu chuẩn phân bố sàn cầu thang lấy theo mục 4.3.1 TCVN 2737 – 1995 * Hệ số vượt tải lấy theo mục 4.3.3 TCVN 2737-1995 sau: Khi tải trọng tiêu chuẩn: - Nhỏ 200 dan/m2 : n = 1.3 - Lớn 200 dan/m2 : V n = 1.2 TỔNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG LOẠI SÀN Bảng 15: Tải trọng tính toán loại sàn STT SVTH: Loại sàn Tĩnh tải (kg/m2) Hoạt tải tính toán Ptt (kg/m2) Tổng tải (kg/m2) Trang Đồ án bê tông cốt thép Phòng khách 323.6 195 518.6 Phòng ngủ 323.6 195 518.6 Phòng bếp 323.6 195 518.6 Vệ sinh 398.6 195 593.6 Lô gia 323.6 240 563.6 Hành lang 323.6 360 683.6 Kho 323.6 576 899.6 VI SƠ ĐỒ BỐ TRÍ TỪNG LOẠI SÀN -Sơ đồ bố trí sàn tầng : SVTH: Trang 10 Đồ án bê tông cốt thép Tính lại x ' = (ξ R + As = As ' = = − ξR − 0.623 ) × ho = (0.623 + ) × 37 = 27.4 eo 8.4 + 50( ) + 50( ) 40 h Ne − γ b Rbbx '(h0 − 0.5 x ') Rsc (ho − a ') 89.25 × 1000 × 26.4 − 0.85 × 115 × 30 × 27.4 × (37 − 0.5 × 27.4) = 5.1cm 2800(37 − 3) Lấy As lớn để bố trí thép As= 7.2 cm2 Chọn 3Ø20có As=9.42cm2 Hàm lượng cốt thép : µ =0.2%< μ = As × 9.42 × 100 = 1.7 %< µ max =3.5% (thỏa) = b × h0 30 × 37 b Tính thép đai cho cột: - Cốt đai cột thường bố trí cấu tạo ( lực cắt cột thường nhỏ) Theo yêu cầu sau: + Đường kính cốt đai mm + Khoảng cách bố trí : khoảng cách nối thép a ≤ 100mm ≤ 10φ doc ; khoảng cách lại bố trí sau: 500 mm RSC ≤ 400 MPa a ≤ 15φ doc a ≤ 12φ doc 400 mm RSC ≥ 400MPa - Để dễ thi công nên bố trí khoảng a = 150-200 mm - Tính đại diện cho cột tầng có số hiệu C1 có: φdoc = φdoc max = 20 Đường kính cốt thép đai: 1 φd ≥ φd max = × 20 = 5mm 6mm 4 Chọn φ d = 6mm a ≤ 15 × 20 = 300 500 mm Rsc ≤ 400Mpa Để dễ thi công nên bố trí khoảng a = 150 mm Bảng 27: Tính bố trí thép cột - Cấp đồ bền BT:B20 có Rb=11.5 MPa, ξR=0.623 - Hệ số moment Eb= 27000 MPa, Es=210000 MPa, α = - Nhóm thép: CI có Rs= Rsc = 280 MPa, Es= 21x104 MPa, TÊN PHƯƠNG 3-3 (PHƯƠNG CẠNH H) SVTH: CH.CAO B H Es = 7.78 Eb LỚP BỐ TRÍ THÉP PHƯƠNG Trang 62 Đồ án bê tông cốt thép PHẦ N TỬ n-max kgf kgf-m m3max kgf-m c1 102270.17 7097.46 7524.04 c2 151052.1 1369.97 c3 152046.1 c4 n - tư B.V Ệ as=as' A=A' H cm c m c m cm cm2 89268.44 510 30 40 7.24 20 9.42 1.70 9312.24 120975.63 510 30 50 5.49 20 9.42 1.34 1314.83 9311.52 120888.6 510 30 50 5.79 20 9.42 1.34 100690.0 7081.76 7524.01 88882.68 510 30 40 8.13 20 9.42 1.70 c5 79071.71 8563.88 8563.88 79071.71 330 30 40 6.00 20 9.42 1.70 c6 117771.40 5482.94 8958.07 113546.7 330 30 45 6.76 20 9.42 1.50 c7 118412.9 5340.28 8833.95 114115.4 330 30 45 3.59 20 9.42 1.50 c8 78043.99 8435.79 8435.79 78043.99 330 30 40 5.19 20 9.42 1.70 c9 56961.17 5716.76 6016.55 56167.11 330 25 35 4.16 18 7.63 1.91 c10 85487.65 3149.95 6081.39 82726.18 330 25 40 5.36 18 7.63 1.65 c11 85785.94 3070.13 6003.05 82985.91 330 25 40 5.51 18 7.63 1.65 c12 56479.91 5647.35 5936.11 55685.85 330 25 35 4.85 18 7.63 1.91 c13 35961.92 2507.94 3835.26 35789.10 330 20 30 3.25 18 5.09 1.88 c14 53165.46 1703.28 3137.78 51501.35 330 20 30 4.66 18 5.09 1.88 c15 53195.66 1660.30 3097.82 51519.54 330 20 30 4.54 18 5.09 1.88 c16 36011.07 2465.76 3797.29 35841.34 330 20 30 3.61 18 5.09 1.88 c17 15694.80 2513.86 3063.20 15397.32 330 20 30 2.26 18 5.09 1.88 c18 21744.26 1448.73 2037.42 20419.03 330 20 30 0.26 18 5.09 1.88 kgf as µ chọn thép n φ SVTH: m3-tư CỘT H chon cm (%) Trang 63 Đồ án bê tông cốt thép c19 21629.58 1430.72 1999.19 20224.85 330 20 30 0.35 18 5.09 1.88 c20 16313.19 2468.21 3021.41 15977.58 330 20 30 2.24 18 5.09 1.88 Tính toán bố trí thép cho dầm khung trục A a Tính toán cốt dọc cho dầm Dầm tính cấu kiện chịu uốn, nội lực dùng để tính toán dầm gồm: - Moment Mmax, Mmin nhịp gối để tính cột dọc dầm, ý moment âm gối thường có giá trị bên trái bên phải khác nhau, cần tính cho tiết diện bên trái bên phải khác - Lực cắt Qmax để tính cốt đai, lực cắt toàn dầm thay đổi cho phép lấy lực cắt lớn tất nhịp tính cốt đai bố trí chung cho toàn dầm, khác nhiều nên tính bố trí cốt đai khác Ta tính toán điển hình đoạn dầm có số hiệu D1 nhịp 5’-6 (tầng 2), dầm lại tính tương tự Tiết diện dầm 1: bxh =20cm x 60cm, chiều dài tính toán L= 6.6 m Dựa vào biểu đồ bao nôi lực ta có giá trị lớn nhịp 1-2 sau: + Môment gối A5’ : M = 1876158 daNcm + Môment nhịp : M = 1601188 daNcm + Môment gối A6 : M = 1876158 daNcm Vật liệu: -Bê tông có cấp độ bền B20 : + Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2 + Rbt = 0.9 Mpa = daN/cm2 -Thép : - CI : cho cốt đai dầm + Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2 + Rsw = 175 Mpa = 1750 daN/cm2 - CII : cho cốt dọc dầm + Rs = Rsc = 280 Mpa = 2800 daN/cm2 + Rsw = 225 Mpa = 2250 daN/cm2 ⇒ α R = 0.429 ξ R = 0.623 .- Tính thép cho gối A5’: M = 1876158 daNcm Tính toán tiết diện chữ nhật (b x h) Giả thuyết a = 6cm ⇒ ho = 60 - = 54cm SVTH: Trang 64 Đồ án bê tông cốt thép Ta có: am = M 1876158 = = 0.28 < aR = 0.429 Rb × b × h0 115 × 20 × 542 → Thỏa điều kiện đặt cốt đơn ς = 0.5(1 + − 2am ) = 0.5(1 + − × 0.28) = 0.83 As = M 1876158 = = 14.95cm ς × Rs × ho 0.83 × 2800 × 54 Chọn thép φ 22 +2 φ 16 có Asch = 15.42 cm2 để bố trí Hàm lượng thép chọn: µ = µ max = Asch 15.42 × 100 = ×100 = 1.4% b × ho 20 × 54 ξ R × Rb 0.623 × 115 x100% = x100% = 2.56% Rs 2800 Vậy μmin=0.1% < μ = 1.4 % < μmax = 2.56 % (Thỏa điều kiện hàm lượng) Kiểm tra lớp bảo vệ: att = + φ +1.5 =2+2.2+1.5= 5.7< agt = cm (thỏa) Kiểm tra khoảng thông thủy: t0= (20-2x2-3x2.2)/2= 4.7 cm > 2.5 cm (thỏa) Tính thép cho nhịp : M = 1601188 daNcm 520 80 Xem dầm làm việc chung với sàn, ta tính theo toán tiết diện chữ T cánh nằm vùng nén, lấy khoảng cách thông thủy dầm Bo= 6.3 0.2 = 6.1 m, chiều dày sàn 8cm ⇒ h’f = 8cm 6.1m Kiểm tra độ vươn cánh S’c : - S’c ≤ L/6 = 630/6 = 105 cm; - S’c ≤ Bo/2 = 610/2 = 305 cm; - h’f = 8cm > 0,1h = 0,1x60 = cm ⇒ S’c ≤ 9h’f = 9x8 = 72cm; - Vậy chọn S’c = 50 cm ⇒ b’f = S’c + b = 2x50 + 20 =120cm SVTH: Trang 65 Đồ án bê tông cốt thép Giả thuyết lớp bảo vệ a = cm; ho = 60 – = 54 cm Kiểm tra vị trí trục trung hoà: Ta có Mf = Rb.b’f.h’f (ho – 0.5h’f) = 115x120x8 (54 – 0.5x8) = 5520000 daNcm Ta thấy: Mf > M = 1601188 daNcm ⇒ Trục trung hoà qua cánh, tính tiết diện chữ nhật (b’f x h) để đơn giản an toán ta tính với tiết diện bxh am = M 1601188 = = 0.24 < aR = 0.429 Rb × b ' f × h0 115 × 20 × 542 → Thỏa điều kiện đặt cốt đơn ς = 0.5(1 + − 2am ) = 0.5(1 + − × 0.24) = 0.86 As = M 1601188 = = 12.3cm ς × Rs × ho 0.86 × 2800 × 54 Chọn thép φ 20 có Asch = 12.57 cm2 để bố trí Asch 12.57 × 100 = ×100 = 1.16% Hàm lượng thép chọn: µ = b × ho 20 × 54 µ max = ξ R × Rb 0.623 × 115 x100% = x100% = 2.56% Rs 2800 Vậy µ =0.1%< 1.16 % < µ max = 2.56 % Thỏa điều kiện hàm lượng Kiểm tra lớp bảo vệ: att = + φ +1.5 =2+2+1.5= 5.5< agt = cm (thỏa) Kiểm tra khoảng thông thủy: t0= (20-2x2-2x3)/2= cm > cm (thỏa) Tính thép cho gối 6: M = 1876158 daNcm Tính toán tiết diện chữ nhật (b x h) Giả thuyết a = cm ⇒ ho = 60 - = 54 cm Ta có: Giả thuyết a = 6cm ⇒ ho = 60 - = 54cm Ta có: am = M 1876158 = = 0.28 < aR = 0.429 Rb × b × h0 115 × 20 × 542 → Thỏa điều kiện đặt cốt đơn ς = 0.5(1 + − 2am ) = 0.5(1 + − × 0.28) = 0.83 SVTH: Trang 66 Đồ án bê tông cốt thép As = M 1876158 = = 14.95cm ς × Rs × ho 0.83 × 2800 × 54 Chọn thép φ 22 +2 φ 16 có Asch = 15.42 cm2 để bố trí Asch 15.42 × 100 = ×100 = 1.4% Hàm lượng thép chọn: µ = b × ho 20 × 54 µ max = ξ R × Rb 0.623 × 115 x100% = x100% = 2.56% Rs 2800 Vậy μmin=0.1% < μ = 1.4 % < μmax = 2.56 % (Thỏa điều kiện hàm lượng) Kiểm tra lớp bảo vệ: att = + φ +1.5 =2+2.2+1.5= 5.7< agt = cm (thỏa) Kiểm tra khoảng thông thủy: t0= (20-2x2-3x2.2)/2= 4.7 cm > 2.5 cm (thỏa) Bảng 28:Tính bố trí thép dầm Rb = 11.5 MPa ξR = 0.623 Rs = 280 MPa αR = 0.429 - Cấp độ bền BT: B20.0 - Nhóm thép:AII - Hàm lượng µmin= 0.1% - Hàm lượng µmax = ξR*Rb/Rs = 2.56% n φ n φ chọn 280 0.280 0.832 14.92 1.38 22 16 15.42 1.43 11.5 280 0.239 0.861 12.29 1.14 20 12.57 1.16 20 11.5 280 0.280 0.832 14.92 1.38 22 16 15.42 1.43 44.0 20 11.5 280 0.235 0.864 9.85 1.12 22 16 15.42 1.75 50 44.0 20 11.5 280 0.008 0.996 0.29 0.03 16 4.02 0.46 µ ch% (MPa) 11.5 20 54.0 50 As m Chọn Rs (MPa) 20 54.0 60 µ tt% Rb (cm) 54.0 60 As b (cm) 60 1,047,7 64 Gối ζ ho (cm) 1,876,1 58 Gối α h 1,601,1 88 Nhịp (cm2) 6 1,876,1 58 Gối 5' A6-A7 35,353 (cm) (daN.c m) A5'-A6 Nhịp a Giá trị M Vị trí dầm TẦNG Đoạn Tầng SVTH: Trang 67 Đồ án bê tông cốt thép 1.12 22 16 15.42 1.75 14.91 1.38 22 16 15.42 1.43 12.29 1.14 20 12.57 1.16 0.867 11.79 1.09 22 16 15.42 1.43 0.852 13.10 1.21 20 18 14.51 1.34 0.867 11.83 1.10 20 18 14.51 1.34 0.252 0.852 13.10 1.21 20 18 14.51 1.34 0.203 0.885 8.30 0.94 20 18 14.51 1.65 0.023 0.988 0.83 0.09 16 4.02 0.46 280 0.194 0.891 7.86 0.89 20 18 14.51 1.65 280 0.252 0.852 13.10 1.21 20 18 14.51 1.34 280 0.230 0.868 11.73 1.09 20 18 14.51 1.34 11.5 280 0.208 0.882 10.43 0.97 20 18 14.51 1.34 11.5 280 0.220 0.874 11.14 1.03 18 12.72 1.18 280 0.236 11.5 280 11.5 9.88 0.861 0.231 280 11.5 11.5 20 0.832 0.252 280 11.5 20 20 0.863 0.231 280 11.5 20 20 54.0 0.239 280 11.5 20 20 54.0 0.280 280 11.5 20 54.0 54.0 280 11.5 20 54.0 54.0 280 11.5 20 54.0 44.0 11.5 20 54.0 60 11.5 20 44.0 60 20 44.0 60 60 20 44.0 60 60 54.0 50 60 54.0 50 60 50 60 60 50 863,146 6 101,274 1,472,4 49 Gối 5' 905,313 1,392,0 50 1,687,9 02 Gối TẦNG A5'-A6 153943 4.0 nhịp 1,550,1 27 nhịp A7-A8 1,688,1 03 1,687,9 02 Gối 5' 1,545,9 59 Gối nhịp 1,601,1 92 Nhịp A6-A7 6 1,875,9 78 Gối A5'-A6 1,050,6 32 Gối A7-A8 TẦNG Trang 68 SVTH: Đồ án bê tông cốt thép 14.51 1.34 12.72 1.18 12.72 1.45 4.02 0.46 12.72 1.45 12.72 1.18 14.51 1.34 12.72 1.18 10.18 0.94 15.71 1.45 10.18 0.94 10.18 1.16 4.02 0.46 10.18 1.16 18 20 18 0.90 18 1.38 20 0.90 18 9.10 1.03 18 3.99 0.45 16 8.79 1.00 18 18 18 0.65 9.71 18 16 1.28 14.94 0.878 18 1.03 9.71 0.945 18 0.96 6.99 0.874 20 0.33 13.81 0.891 1.00 11.14 0.832 1.03 8.43 0.891 0.214 1.28 2.89 0.921 0.104 8.83 0.844 0.220 11.14 0.874 0.195 13.81 0.883 0.280 0.960 0.195 0.878 0.145 0.874 0.263 0.844 0.220 280 0.206 280 0.077 280 0.214 280 0.220 280 0.263 280 280 280 280 280 280 11.5 280 11.5 280 11.5 280 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 20 11.5 20 11.5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 44.0 20 44.0 54.0 44.0 54.0 54.0 54.0 54.0 54.0 44.0 54.0 44.0 54.0 44.0 50 60 50 60 50 60 60 60 50 60 60 60 917,387 50 6 342,058 50 6 951,580 463,925 954,800 980,257 973,340 nhịp 1,307,5 30 Gối 6 1,878,1 95 nhịp A5'-A6 1,307,5 30 Gối 5' 1,762,5 30 nhịp A7-A8 1,472,5 60 nhịp 1,472,4 49 Gối 6 1,762,6 25 nhịp A6-A7 Trang 69 SVTH: Đồ án bê tông cốt thép 0.94 1.45 0.94 0.47 0.71 0.47 0.58 0.46 0.58 5.09 0.47 7.63 0.71 5.09 0.47 1.06 18 18 5.09 18 4.02 18 5.09 18 0.24 5.09 16 0.66 7.63 18 0.41 0.38 5.09 18 0.51 2.63 10.18 18 0.16 7.18 15.71 18 0.55 4.47 10.18 18 0.42 4.52 1.84 5.09 20 0.68 1.41 0.970 18 0.42 4.85 0.919 0.43 4.55 0.950 1.37 7.30 0.937 0.90 4.55 0.981 4.60 0.933 14.76 0.949 9.72 0.918 0.953 0.949 0.057 0.948 0.149 0.834 0.096 0.890 0.117 0.151 0.038 0.097 0.125 0.098 0.097 0.277 0.089 0.195 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 20 11.5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 44.0 20 44.0 20 44.0 54.0 54.0 54.0 54.0 54.0 54.0 54.0 60 54.0 50 54.0 50 24.0 50 60 60 60 60 60 60 60 60 30 6 642,144 521,896 170,109 557,210 385,428 652,025 652,025 997996 nhịp 659,100 117,845 ĐOẠN CONSOL 45 Gối nhịp A7-A8 6 1,013,1 99 nhịp A6-A7 Gối Gối 5' 1,860,0 43 nhịp A5'-A6 1,308,4 45 A7-A8 MÁI Trang 70 SVTH: Đồ án bê tông cốt thép 1.06 5.09 18 0.55 2.63 0.933 0.125 280 11.5 20 24.0 30 165,011 Gối ĐOẠN CONSOL 46 b.Tính toán bố trí cốt thép đai cho dầm Chọn D1 (20x60cm) tính cốt đai đại diện - Giả thuyết lớp bảo vệ cốt đai a = cm ho= h - a = 60 - = 57 cm - Từ biểu đồ bao ta có giá trị lực cắt lớn vị trí gối là: Qmax = 14,848 daN - Chọn cốt đai φ , số nhánh n = Asw = 0.565 cm2 - Tính khoảng bố trí: S max = Stt1 ϕb (1 + ϕn ) Rbt bh02 1.5 × × 20 × 57 = = 59 Q 14848 4ϕb (1 + ϕ n + ϕ f ) Rbt bh0 Rsw Asw Q2 = × × 1× × 20 × 57 × 1750 × 0.565 = 21cm 148482 Với: ϕ b = 1.5 : bê tông nặng; ϕ n = : không xét lực dọc trục Với: ϕ b = :đối với bê tông nặng; ϕ f = : bỏ qua ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T Stt = Rsw × Asw × 1750 × 0.565 = = 18.3cm ϕb (1 + ϕ f + ϕ n ) Rbt b 0.6 × × 20 Với: ϕ b3 = 0.6 : bê tông nặng; h Chiều cao dầm h = 60cm > 45 → Sct ≤ = 20 Sct ≤ 30cm Khoảng cách bố trí cốt đai là: S = min(Smax, Stt1; Stt2, Sct) = 18.3 cm Chọn 150 cm - Kiểm tra điều kiện chịu nén: Q ≤ 0.3ϕ w1ϕb1 Rb bh0 Với: : ϕ b1 = − 0,01Rb = − 0,01x11,5 = 0,885 ϕ w1 = + 5.α µ w Trong đó: α= SVTH: E s 21.10 = = 7.78 E b 27.10 Trang 71 Đồ án bê tông cốt thép µw = Asw 0.565 = = 1.89 x10 −3 bs 20.x15 ϕ w1 = + 5.α µ w = + x7.78 x1.89 x10 − = 1.07 0.3 φw1φb1Rbbh0 = 0,3x1,07x0,885x115x20x57=37243.5 daN > 14802daN → thỏa điều kiện chịu nén: Kết luận: bố trí cốt đai φ , nhánh, khoảng cách a = 150 cm cho đoạn ¼ đầu dầm, đoạn ½ dầm bố trí φ a200 Bảng 29: Tính bố trí thép đai cho dầm (Chỉ tính cho tiết diện chữ nhật, lực dọc: ϕf=0, ϕn=0; dùng BT nặng: ϕb2=2, ϕb3=0,6, ϕb4=1,5) - Cấp độ bền BT: B25, Rb=14.5 MPa,Rbt=1.05 MPa, Eb=30x103MPa -Nhóm thép: CI có Rsw=175 MPa, Es= 21x104 MPa, α = Es = 7.78 Eb 15 15.7 15 133.4 15.7 15 70.7 25.8 15.7 15 13645 72.4 27.0 15.7 15 OK 15 15.7 27.0 94.0 13645 20.0 A5'- 14,469 14,138 OK 15 15.7 23.6 72.3 92778 20.0 0.565 OK 15.7 95.6 67.6 13645 16.7 0.565 sω OK (cm) 24.5 94.0 13645 20.0 0.565 OK (cm) 68.9 92778 20.0 0.565 20 OK sbt (cm) 13645 16.7 0.565 20 57.0 OK stt2 (cm) 20.0 0.565 20 57.0 60 nén stt1 (daN.c 0.565 20 47.0 60 K.tra smax (cm) 20 57.0 50 5,248 A6-A7 A7-A8 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 Mb Α sω 20 57.0 60 ω1 sct n 20 47.0 60 ϕ Chọn (cm) 57.0 50 A5'- Tầng 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 b (cm) 60 ω ho (cm) 6,198 µ h (cm) 14,843 φ a (daN) A5'- Tầng 15,135 14,153 G.trị dầm A6-A7 A7-A8 Đoạn Tầng SVTH: Trang 72 Đồ án bê tông cốt thép 94.0 182.3 15.7 15 13645 71.1 26.1 15.7 15 20.0 13645 73.2 27.6 15.7 15 0.565 16.7 92778 94.0 223.2 15.7 15 0.565 20.0 13645 71.7 26.5 15.7 15 0.565 20.0 13645 114.0 87.3 15.7 15 20 0.565 16.7 92778 94.0 451.2 15.7 15 57.0 20 0.565 20.0 13645 114.0 100.9 15.7 15 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 0.0019 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 1.0660 60 57.0 20 0.565 20.0 1364580 114.0 1888.1 15.7 15 0.0019 1.0660 OK 60 57.0 20 0.565 20.0 1364580 114.0 1038.2 15.7 15 0.0019 1.0660 OK OK 92778 20.0 0.565 20 47.0 60 OK 16.7 0.565 20 57.0 50 OK 0.565 20 57.0 60 OK 20 47.0 60 OK 20 57.0 50 OK 20 57.0 60 OK 47.0 60 OK 50 2,281 1,691 7,315 2,853 7,865 14,265 4,056 A6-A7 A7-A8 congson phải A5'- congson trái A6-A7 A7-A8 14,394 13,981 A5'- Tầng Trang 73 SVTH: 4,488 A6-A7 A7-A8 Tầng c Bố trí cốt treo dạng cốt đai - Khung trục A : dầm trục 5’- chịu tải tập trung dầm phụ gối lên - Chọn giải pháp giai cường cốt đai - Chọn Ø6, s=50mm, bố trí S=b+2 ∆ h Đồ án bê tông cốt thép -Các dầm phụ có tiết diện với tiết diện dầm ta bố trí cốt treo dạng đai theo sách cấu tạo bê tông cốt thép SVTH: Trang 74 Đồ án bê tông cốt thép MỤC LỤC I NGUYÊN TẮC CƠ BẢN II NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 1 Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải) .2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải) Tải trọng đặc biệt .3 Tổ hợp tải trọng III TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN SÀN: IV HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN V TỔNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TỪNG LOẠI SÀN Bảng 15: Tải trọng tính toán loại sàn .9 VI SƠ ĐỒ BỐ TRÍ TỪNG LOẠI SÀN 10 I LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN 13 I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM 30 Xác định sơ kích thước dầm 30 II SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG PHẲNG 31 III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG .33 IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 44 V TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO CỘT – DẦM ĐẠI DIỆN 59 SVTH: Trang 75 [...]... liên kết cứng, cũng có thể dùng liên kết khớp hoặc ngàm - Liên kết cột với dầm thường là liên kết cứng, liên kết ngàm hoặc khớp - Liên kết cột với dàn vì kèo thường là liên kết khớp III KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI: 1 Cấu tạo nút khung Giải quyết cấu tạo của khung chủ yếu là giải quyết cấu tạo nút khung và mối liên kết cột với móng Trong khung tồn khối các nút được xem là nút cứng, vì thế phải cấu. .. Trang 26 Đồ án bê tơng cốt thép CHƯƠNG 4: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI I.KHÁI NIỆM Kết cấu khung là một hệ thanh bất biến hình là kết cấu rất quan trọng trong cơng trình, vì nó tiếp nhận tải trọng sử dụng từ sàn rồi truyền xuống móng Khung là hệ thống gồm cột và xà (dầm),có thể ghép hoặc đỗ tồn khối II PHÂN LOẠI: 1 Theo phương pháp thi cơng -Khung tồn khối: khi các cấu kiện sàn, dầm, cột được đổ bê tơng... cứng (liên kết dầm và cột là liên kết ngàm) - Khung lắp ghép:khi các cấu kiện sàn, dầm, cột được chế tạo sẵn, được vận chuyển đến cơng trường lắp ghép 2 Theo sơ đồ kết cấu - Khung hồn tồn :khi có cột và dầm chịu lực -Khung khơng hồn tồn: khi có cột, dầm và cả tường chịu lực cùng tham gia chịu lực - Khung bê tơng cốt thép có thể là khung một nhịp hoặc nhiều nhịp, một tầng hoặc nhiều tầng - Liên kết cột... thật cần thi t) Nếu tính được nội lực từ các dạng tải đặc biệt đó thì khơng cần chuyển sang dạng tải phân bố đều tương đương 4 Xác định tải trọng Theo TCVN 2737 – 1995 Tải trọng được chia thành: SVTH: Trang 28 Đồ án bê tơng cốt thép + Tải trọng thường xun (tĩnh tải) là tải trọng tác dụng khơng biến đổi trong q trình xây dựng và sử dụng cơng trình gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và kết cấu bao che... móng phụ thuộc nhiều yếu tố như loại móng sẽ được thi t kế, sơ đồ địa chất - Thường giả thuyết chiều cao cổ cột h1 = 1.2 – 1.5 m - Khung là một kết cấu siêu tĩnh bậc cao, trong một số trường hợp nhằm giảm bậc siêu tĩnh có thể đưa ra một số giả thuyết để đơn giản hóa việc tính khung khi cần thi t Tuy nhiên hiện nay thường sử dụng các chương trình tính kết cấu đã được lập trình sẵn nên chỉ chú ý một số... 3100 3200 1500 3000 3000 2100 4400 1600 2100 2600 2100 1300 5000 3000 3000 1500 3500 1500 B A 1 MẶT BẰNG PHÂN BỐ HỆ DẦM SÀN TẦNG 3 TỈ LỆ 1/100 1300 Đồ án bê tơng cốt thép 19100 19100 MẶT BẰNG PHÂN BỐ HỆ DẦM SÀN TẦNG 3 Đồ án bê tơng cốt thép Dựa vào sơ đồ bố trí mặt bằng trên ta thấy: Các ơ sàn: S2, S3, S6, S8, S9,S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18, S19,S20, S21 Là sàn bản kê bốn cạnh làm... theo sơ đồ 9 Nếu α = L2 / L1 > 2 o Sàn thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo phương cạnh ngắn (Sách Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép của Võ Bá Tầm – NXB, Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh) o Bản dầm hay bản một phương có thể là bản đơn hoặc liên tục o Tính theo từng ơ riêng biệt chịu tải trọng tồn phần theo sơ đồ đàn hồi Cắt một dải bề rộng dài 1m theo phương cạnh ngắn để tính nội lực theo sơ đồ dầm... phương chịu 3 1 lực chính 1000 3000 1000 M1 MI 3400 MII M2 * tổng tải trọng tác dụng ; P= (g+p).L1.L2 (Kg/m2) P = (323.6 + 195)x3x3.4 = 5290 (Kg/m2) SVTH: Trang 15 Đồ án bê tơng cốt thép Từ tỉ số α = 1.13 ta tra bảng phụ lục 15 (sách Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép của Võ Bá Tầm – NXB, Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh) Ta được : M91= 0.0198 M92= 0.0154 K91= 0.0457 K92= 0.0358 Moment dương lớn nhất ở nhịp : M1... x115 x100 x6 = 0.767 (cm2) = Rs 2250 Tra bảng phụ lục 12 (sách Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép của Võ Bá Tầm – NXB, Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh) Chọn thép φ6a200 với As = 1.42 cm2 ( bố trí thớ dưới) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: As 1.42 x100 = 0.24 % µ = bh x100 = 100 x6 o µ max = SVTH: ξ R Rb 0.645.115 × 100 = x100 = 3.3% Rs 2250 Trang 16 Đồ án bê tơng cốt thép Μmin = 0.1% < μ = 0.24% < μmax = 3.3 % (Theo... cột một lần 3 Sơ đồ tính - Đối với khung tồn khối, sơ đồ tính là trục của dầm và cột Liên kết giữa cột – móng là liên kết ngàm ( hoặc khớp) Liên kết giữa cột - dầm vẫn xem là ngàm (nút cứng) Liên kế cột – dàn vì kèo được xem là khớp - Vị trí cột ngàm với móng tại mặt trên của móng, dầm kiềng thường được xem khơng phải là bộ phận của khung ngang - Khi tính tốn khung thường phải giả thi t chiều sâu đặt