Tiểu luận Đồ án Bê tông

GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CHƯƠNG I: THIẾT KẾ SÀN LẦU Mặt sàn lầu công trình tương đối giống nhau, khác công sử dụng, phạm vi đề tài, sinh viên lựa chọn sàn lầu 1để tính toán kết cấu - Tính toán cốt thép sàn Cấu tạo sàn lầu 1: 1.1 Mặt cắt cấu tạo sàn lầu b Lớp gạch ceramic 400x400 mm Lớp vữa xi măng liên kết mác 75 dày 15mm Lớp BTCT B20 Lớp vữa trát trần B 7,5 Hình 4.1: Mặt cắt cấu tạo sàn lầu 1.2 Mặt cắt cấu tạo sàn vệ sinh lầu b Lớp gạch ceramic 400x400 mm Lớp vữa xi măng tạo dốc mác 75, dày tối thiểu 10mm Tạo dốc 2% Trát vửa xi măng sika mác 75 chống thấm Sàn BTCT B20 Lớp vữa xi măng dày 15mm mác 50 Hình 4.2: Mặt cắt cấu tạo sàn vệ sinh lầu Vật liệu sử dụng: Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2.1 Bê tông - Cấp độ bền B20 (tương đương M250) - Trọng lượng riêng (kể cốt thép) : γ = 25 kN/m3 - Cường độ chịu nén (cường độ lăng trụ) : Rbn = Rb,ser = 18,5 MPa - Cường độ chịu kéo : Rbtn = Rbt,ser =1,4 MPa (Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai) - Cường độ tính toán chịu nén (cường độ lăng trụ): Rb = 11,5 MPa - Cường độ tính toán chịu kéo : Rbt = 0,9 MPa (Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất) : Eb = 27*103 MPa - Modul đàn hồi chịu kéo, nén 2.2 Cốt thép a Cốt thép có đường kính không lớn 10mm (không gân) - Cốt thép AI - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : Rsn = 235 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán : Rs =225 MPa (Theo trạng thái giới hạn thứ nhất) - Cường độ chịu nén tính toán : Rsc =225 MPa - Cường độ tính cốt ngang : Rsw = 175 MPa - Modul đàn hồi : Es = 21x104 MPa b Cốt thép đường kính lớn 10mm (có gân) - Cốt thép AII - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : Rsn = 295 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán : Rs =280 MPa (Theo trạng thái giới hạn thứ nhất) - Cường độ chịu nén tính toán : Rsc =280 MPa - Cường độ tính cốt ngang : Rsw = 225 MPa - Modul đàn hồi : Es = 21 x104 MPa (Tham khảo TCVN 5574:2012) Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CHƯƠNG II TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ I.TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Tiêu chuẩn thiết kế lấy theo TCVN 356 – 2005 1.Chọn sơ tiết diện dầm chính, dầm phụ + Dầm chính: 1 h = ( ÷ ) × L giảm L 12 15 1 b = ( ÷ )h + Dầm phụ: 1 h = ( ÷ ) × L giảm L 12 16 20 1 b = ( ÷ )h Kết tính lập thành Dầm 3.5m TẦNG Mái,trệt,1,2,3,4 Dầm 6m TẦNG Mái,trệt,1,2,3,4 Dầm phụ 3.5m TẦNG Mái,trệt,1,2,3,4 Dầm phụ 6m TẦNG Mái,trệt,1,2,3,4 TIẾT DIỆN (mm) 200×400 TIẾT DIỆN (mm) 250×500 TIẾT DIỆN (mm) 200×300 TIẾT DIỆN (mm) 200×400 q = γ bt bd (hd − hb ).n 25×0.2× (0.4-0.09) ×1.1 q = γ bt bd (hd − hb ).n 25×0.25× (0.5-0.09) ×1.1 q = γ bt bd (hd − hb ).n 25×0.2× (0.3-0.09) ×1.1 q = γ bt bd (hd − hb ).n 25×0.2× (0.4-0.09) ×1.1 Trang TẢI TRỌNG (KN/m) 1.705 TẢI TRỌNG (KN/m) 2.819 TẢI TRỌNG (KN/m) 1.155 TẢI TRỌNG (KN/m) 1.705 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG gtls: tải trọng tường nhà vệ sinh phân bố lên sàn - ta có:gs = 400 kg/m2 gtls = mà: gtvs = n lt Trong đó: n = 1,2 hệ số vượt tải Tổng tường vs lt = 11.7 m ht = m Vậy 2527,2 kg Ta có sàn ô 1: l1 = 4,2 m L2 = => gtls = = 100.3 kg/m2 Vậy: Tĩnh tải sàn g= 400 + 100.3 = 500.3 kg/m2 CHI TIẾT CẤU TẠO SÀN MÁI Hoạt tải mái tôn kèo thép: 0.9kN/m2 Tỉnh tải :0.2kN/m2 Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Tải trọng Cấu tạo ô sàn điển hình sê nô: Kết tính lập thành Lớp Vật Liệu Chiều Trọng Lượng Dày Riêng γ (KN/m3) δ (m) Vữa tạo dốc # 0.015 16 75,i=2% BTCT 0.1 25 Vữa trát 0.015 16 lớp flincote 0.005 _ chống thấm Nước 0.3 10 Hệ Số VượtTải (n) 1,3 Tải Trọng q s (KN/m2) 1,1 1,3 1,3 2,75 0,312 0,0065 Tổng 6.38 0,312 2.1 Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên) a Bảng tính tĩnh tải tiêu chuẩn tĩnh tải tính toán ô sàn lầu 1: Loại sàn Cấu tạo lớp sàn (2) Ô sàn lầu (3) Gạch ceramic 0.01(m) Lớp vữa lót B7,5 Sàn BTCT B20 Vữa trát trần B7,5 Trọng lượng riêng (daN/m 3) (4) Chiều dày - h (m) Hệ số vượt tải - n Tải tiêu chuẩn - gtc (daN/m2) Tải tính toán - gtt (daN/m2) (5) (6) (7)=(4)*(5) (8)=(7)*(6) 2800 0,01 1,2 28 33.6 1600 0,03 1,3 48 62.4 2500 0,09 1,1 225 247.5 1600 0,015 1,3 24 31.2 325 374.7 (Ghi chú: Trọng lượng riêng kết cấu tham khảo sổ tay thực hành kết cấu công trình Vũ Mạnh Hùng) Bảng 4.1: Tĩnh tải tính toán ô sàn lầu Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG b Bảng tính tĩnh tải tiêu chuẩn tĩnh tải tính toán ô sàn vệ sinh lầu 1: Loại sàn Cấu tạo lớp sàn (2) (3) Sàn vệ sinh lầu Gạch ceramic 0,4x0,4m Lớp vữa lót B7,5 Lớp tạo dốc B7,5 Sàn BTCT B20 Tải tường Lớp vữa ximăng dày 15 Hệ Trọng Chiều số lượng dày - vượt riêng h (m) tải (daN/m3) n Tải tiêu chuẩn gtc (daN/m2) Tải tính toán - gtt (daN/m2) (4) (5) (6) (7)=(4)*(5 ) (8)=(7)*(6) 2800 0,01 1,2 28 33.6 1600 0,02 1,3 32 41.6 1600 0,02 1,3 32 41.6 2500 180 0,09 0.1 1,1 1.1 225 18 247.5 333.25 1600 0,015 1,3 24 31.2 341 728.75 Bảng 4.3: Tĩnh tải tính toán ô sàn vệ sinh lầu c Bảng tính tĩnh tải tiêu chuẩn tĩnh tải tính toán ô sàn ban công-hành lang lầu 1: Các lớp vật liệu γ (daN/m3) gtc (daN/m2) n gstt (daN/m2) Gạch ceramic dày 10 mm 2000 200 1,1 220 Vữa lát dày 30 mm 1800 54 1,3 70,2 Sàn BTCT dày 100 mm 2500 250 1,1 275 Vữa trát trần dày 15 mm 1800 27 1,3 35,1 Tổng trọng lượng thân kết cấu sàn 600,3 2.2 Hoạt tải (tải trọng tạm thời) Hoạt tải tính toán ô sàn lầu xác định bảng LOẠI PHÒNG Ban công HOẠT Sàn mái TẢI Nhà vệ sinh Văn phòng Phòng họp Hành lang Kho Hội trường HOẠT TẢI TIÊU CHUẨN PTC (daN/m2) 400 75 200 200 400 300 480 750 HỆ SỐ VƯỢT TẢI 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Bảng 4.4: Hoạt tải tính toán ô sàn lầu Trang TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN (daN/m2) 480 90 240 240 480 360 560 900 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Quan niệm tính toán phân loại ô sàn 3.1 Quan niệm tính toán ô sàn - Bản sàn đúc toàn khối với dầm - Quan niệm liên kết dầm với sàn sau: + Nếu hd ≥ 3hs xem liên kết dầm sàn ngàm + Nếu hd < 3hs xem liên kết dầm sàn gối tựa Trong đó: hd: chiều cao dầm hs: chiều cao sàn - Ký hiệu L1, L2 chiều dài theo phương cạnh ngắn cạnh dài ô sàn + Nếu L2 > 2: sàn loại dầm, ô sàn làm việc theo phương (theo phương L1 cạnh ngắn ô sàn) + Nếu L2 ≤ 2: sàn kê cạnh, ô sàn làm việc theo hai phương L1 3.2 Phân loại ô sàn Số hiệu ô sàn S1 S2 S3 S4 S5 Cạnh dài L2 (m) Cạnh ngắn L1 (m) α= L2/L1 Loại sàn 3.5 6.0 3.5 3.5 3.25 3.25 2.5 2.5 3.25 1.08 1.85 2.4 1.4 1.08 phương phương phương phương phương Bảng4.5 Phân loại ô sàn lầu Chọn sơ chiều dày cho sàn Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Chọn chiều dày sàn theo công thức: δ = ( 1 ÷ ) * L1 50 40 (Tham khảo sách Kết cấu bê tông cốt thép nhà xuất khoa học kỹ thuật) Số hiệu ô sàn Cạnh ngắn L1 (m) S1 S2 S3 S4 S5 3.25 3.25 2.5 2.5 3.25 Giới hạn sơ chiều dày sàn (mm) L1/50 L1/40 Lựa chọn sơ chiều dày sàn (cm) 65 65 50 50 65 81 81 62.5 62.5 81 90 90 70 70 90  Chọn chiều dày cho sàn tầng dày 90 (mm) Bảng 4.6 Lựa chọn sơ chiều dày sàn lầu Tính toán nội lực bố trí thép cho ô sàn Theo phân tích loại sàn Bảng 4.5, sinh viên lựa chọn tính toán chi tiết cho ô sàn S1 S2 S4 (sàn làm việc phương) ô sàn S3 (sàn làm việc phương) Kết tính toán ô sàn lại tổng hợp thành bảng 5.1 Tính ô sàn phương (tính toán cho ô sàn S1 – 3,5x3.25m) 5.1.1 Tính nội lực 1000 L1 1000 MI M1 L2 MII M2 Hình 4.4: Sơ đồ tính ô sàn S2 - Ô sàn S1, tĩnh tải g1 = 374.7 daN/m2, hoạt tải ptt = 240 daN/m2 - Kích thước ô sàn 3,5x3.25 m Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN - Xét tỉ số: α = ĐỒ ÁN BÊ TÔNG L2 3.5 = = 1.08 < 2, sàn làm việc hai phương, tính theo sơ đồ L1 3, 25 kê bốn cạnh - Tổng tải toàn phần tác dụng lên ô sàn: q = g1 + ptt = 374.7 + 240 = 614.7 daN/m2 P = q*L1*L2 = 614.7*3,5*3.25 = 6992.2 daN - Tra bảng “sơ đồ 9” ta có: m91= 0,0191 k91= 0,0445 m92= 0,0165 k92= 0,0381 - Moment bụng gối theo phương cạnh ngắn cạnh dài sau: M1= m91*P = 0,0191*6992.2 = 133.6 daN.m (moment bụng theo phương cạnh ngắn) M2= m92*P = 0.0165*6992.2 = 112.6 daN.m (moment bụng theo phương cạnh dài) MI= k91 *P = 0,0445*6992.2 = 314.8 daN.m (moment gối theo phương cạnh ngắn) MII= k92 *P = 0,0381*6992.2 = 260.2 daN.m (moment gối theo phương cạnh dài) 5.1.2 Tính toán bố trí thép cho ô sàn S1 - Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 1.5 cm (chiều dày lớp bảo vệ tính từ tâm thép đến mặt gần cấu kiện) - Chiều cao làm việc h0= h – a = 90– 15 = 75 mm - Tính dải rộng b = 1m - Sử dụng bê tông B20 (Rb = 11,5 MPa), thép AI (Rs =225 MPa) (xem mục 4.2) Tra bảng E.2 TCVN 5574:2012 ta có αR = 0,437 a Tính bố trí thép chịu mômen dương theo phương cạnh ngắn L1= 3,25m - M1= 133.6 daN.m Trang GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN αm = ĐỒ ÁN BÊ TÔNG M1 133.6*10−2 = = 0,0206 < αR = 0,437 Rb * b * h02 11.5*103 *0.0752 ζ = 0,5*(1 + − 2*α m ) = 0,5*(1 + − 2*0.0206) = 0,98 - Tính thép: As = M1 133.6*10−2 = = 0.8 cm2 ζ * Rs * h0 0,98* 225*103 *0.075 - Chọn φ6a200 (1.41 cm2) - Kiểm tra hàm lượng thép: Điều kiện: µmin < µ < µmax µmin = 0,05% µmax = ξ R * Rb 0,98*11,5 *100% = *100 = 5% Rs 225 As 1.41 µ = b * h *100% = 100*7.5 *100% = 0,19% - Vậy với hàm lượng thép thỏa điều kiện: µmin < µ < µmax b Tính bố trí thép chịu mômen âm theo phương cạnh ngắn L1= 3,5m - MI = 314.8 daN.m αm = MI 314.8*10−2 = = 0.048 < αR = 0,437 Rb * b * h02 11,5*103 *0.0752 ζ = 0,5*(1 + − 2*α m ) = 0,5*(1 + − 2*0.048) = 0,975 - Tính thép: MI 314.8*10−2 As = = = 1.91 cm2 ζ * Rs * h0 0,975* 225*103 *0.075 - Chọn φ6a140 ( cm2) - Kiểm tra hàm lượng thép: Điều kiện: µmin < µ < µmax µmin = 0,05% µmax = ξ R * Rb 0.975*11.5 *100% = *100 = 4.98% Rs 225 Trang 10 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Cọn tiết diện cột: TÊN CỘT TIẾT DIỆN (cm) 45x45 40x40 50x50 40x50 50x50 40x50 55x55 40x60 55x55 40x60 CỘT BIÊN CỘT TRONG CỘT BIÊN Lầu CỘT TRONG CỘT BIÊN Lầu CỘT TRONG CỘT BIÊN Lầu CỘT TRONG CỘT BIÊN Tầng CỘT TRONG - Tải tường 200 tác dụng lên dầm + Đoạn 3.5m truc A, D gt= 1.2*3.4*330*3.3=44.4312 KN + Đoạn 6m trục A, D - gt= 1.2*3.4*330*5.8= 78,0912 KN - Tải tường 100 tác dụng lên dầm + Đoạn 3.5m trục C, B gt= 1.2*3.4*180*3.3= 24,2352 KN + Đoạn 6m trục C, B gt= 1.2*3.4*180*5.8= 42,5952KN + Đoạn 2.5m trục 1,6 gt= 1.2*3.4*180*2.3= 16,8912 KN + Đoạn 6.5m trục 2,3,4,5 gt= 1.2*3.4*180*6.3= 46,2672 KN + Đoạn 6.5m trục 1,6 gt= 1.2*3.4*330*6.3= 84,82.32 KN TA CÓ CÁC TỔ HỢP NỘI LỰC : Do chạy khung không gian nên bỏ qua bước quy tải Trường hợp BAO nội lực thành lập cách vẽ chồng tất trường hợp tổ hợp tổ hợp vào biểu đồ, đường viền bên biểu đồ BAO nội lực Về mặt tính toán, ta tính nhý sau: Trường hợp BAO = Max/Min (TT,HT,GTR,GPH) Lầu Trang 18 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC Trang 19 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT Trang 20 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO MOMEN II TÍNH BỐ TRÍ THÉP: Tính Toán Đọan Dầm Điển Hình : 1.1 Cốt Dọc : - Chọn đoạn dầm 252 để tính, đọan dầm có nội lực sau : - Rb = 11.5MPa, Rs = 280MPa Mgối = 152.9 KN.m Mbụng = 68.2 KN.m Qmax = 142.1 KN - Tiết diện : 25x50 cm - Gỉa thiết a = cm suy ho = 50 – = 46 cm - Chiều dài đọan dầm : l =600 cm •Tính thép gối : - Ta có : αm = M 152.9 ×103 = = 0.251 R b b.h02 11.5 × 25 × 462 -Kiểm tra m R =0,429( đảm bảo điều kiện đặt cốt đơn ) α m = 0.251 , tra bảng ⇒ ζ = 0.5 × (1 + − × α m ) = 0.5 × (1 + − × 0.251) =0.85 Trang 21 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN AS = ĐỒ ÁN BÊ TÔNG M 152.9 ×103 = = 13.92 cm2 ζ ×RS ×h0 0.85 × 280 × 46 - Chọn 4Φ22 có tổng As = 15.2 cm2 + Kiểm tra điều kiện hàm lượng µ= Aschon 15.26 ×100 = ×100 = 1,32% b ×h0 25 × 46 min = 0,1 % R 11,5 µmax = ξ R × b ×100 = 0, 623 × ×100 = 2,56% RS 280 - Điều kiện tránh phá hoại giòn : min [...]... hợp ở trên vào cùng 1 biểu đồ, đường viền bên ngoài là biểu đồ BAO nội lực Về mặt tính toán, ta tính nhý sau: Trường hợp BAO = Max/Min (TT,HT,GTR,GPH) Lầu 4 Trang 18 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC Trang 19 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT Trang 20 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG BIỂU ĐỒ BAO MOMEN II TÍNH BỐ TRÍ THÉP: 1 Tính Toán Đọan Dầm Điển Hình : 1.1... ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Bảng tính thép dầm tầng 1: Bảng tính thép dầm tầng 2 : Bảng tính thép dầm tầng 3: Trang 23 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG Bảng tính thép dầm tầng 4: Bàng tính thép dầm tầng 5: Trang 24 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1.2 Cốt đai : Chọn thép đai 8 , số nhánh đai n = 2  Asw = 2×0.283 = 1.005 cm2 Tính : S max ≤ ϕ (1 + ϕ ) Rbt b ho 2 b4 n Q max Trong đó : ϕ b4 = 1.5 , ϕ n = 0 , Qmax... 18 ϕ25 để bố trí thép cho 2 phương Trang 29 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2.2 Tính toán cốt thép đai của cột: Cốt đai cột thường không được tính toán mà chỉ bố trí theo cấu tạo bởi vì lực cắt trên cột thường rất nhỏ so với tiết diện cột Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo theo qui phạm TCXD 198:1997- Nhà cao tầng - Thiết kế cấu tạo bê tông toàn khối Mục đích bố trí cốt đai cho cột là để bó các cốt... 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 82,27 78,50 78,50 78,50 78,50 78,50 78,50 GVHD:ĐỖ TRẦN NHƯ VÂN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Kết cấu bê tông cốt thép ( tập 2- Cấu kiện nhà cửa ) – Võ Bá Tầm 2 TCVN 2737-1995 3 Bài giảng bê tông cốt thép – Th.S Đỗ Trần Như vân Trang 32 ... - Điều kiện tránh phá hoại giòn : min