đồ án bê tông cốt thép 1 , bản kê

BÀI 1: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI 1.1 Sàn 1m L1 A L1 B 1m L1 C L1 D E L2 L2 L2 L2 L2 Hình 1.1 sơ đồ mặt sàn 1.1.1 Phân loại sàn: Phân loại cách xét tỉ số: α= ld ln α= ld >2 ln : sàn làm việc theo phương (bản dầm) α= ld ≤2 ln : sàn làm việc theo phương (bản kê) Trong đó: ld : chiều dài cạnh dài ô ln : chiều dài cạnh ngắn ô 1.1.2 Chọn sơ kích thước phận sàn: Chọn kích thước cho sàn: hb = D.ln ≥ hmin m Các ô chọn chiều dày giống nhau:   hb =  ÷ ÷lb  45 50  thường chọn hb = ÷ 14cm Trong đó: hb - chiếu dày sàn m – hệ số phụ thuộc vào loại bản, dầm m=( 30 ÷ 35 ), kê m=( 40 ÷ 45 ), công xôn m=( 10 ÷ 18 ) D – hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D=( 0.8 ÷ 1.4 ) hmin - chiều dày tối thiểu sàn, theo TCXDVN 356:2005 hmin = 60mm sàn nhà sản xuất hmin = 50mm sàn nhà nhà công cộng hmin = 40mm sàn mái Chọn kích thước cho dầm:   hdp =  ÷ ÷ldc  12 16  thường chọn bội số cm h ≤ 60cm chọn bội số 10 cm h > 60cm   hdc =  ÷ ÷ldc  12 14  thường chọn bội số cm h ≤ 60cm chọn bội số 10 cm h > 60cm 1 1 bdp =  ÷ ÷hdp 2 4 thường chọn 20, 25, 30, 35 cm 1 1 hdc =  ÷ ÷hdc 2 4 thường chọn 20, 25, 30, 35 cm 1.1.3 Sơ đồ tính: Nội dung ĐA ta xét đến làm việc sàn loại kê ( làm việc theo phương) Cắt theo phương cạnh ngắn cạnh dài (phương L1 L ) dải có chiều rộng b=1 m (hình 1.1) Sơ đồ tính toán kê dâm liên tục nhiều nhịp, gối tựa tường biên dầm phụ Bản kê tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa, cụ thể sau: Theo phương cạnh dài L1 : (hình 2.1) Đối với nhịp biên: L ob = L1 − bdc t C − + b 2 Đối với nhịp giữa: L = L1 − bdc t Cb>=(hb ; 120) hb Lob bdc L1 Lo bdc L1 Lo L1 A Hình 1.2: Sơ đồ xác định nhịp tính toán sàn Theo phương cạnh ngắn L : (hình 2.2) Đối với nhịp biên: L ob = L − bdc t Cb − + 2 Đối với nhịp giữa: L = L − bdc t Cb>=(hb ; 120) hb Lob bdc L2 Lo L2 bdc Lo L2 Hình 1.3 Sơ đồ xác định nhịp tính toán sàn Trong đó: L ob - nhịp tính toán nhịp biên L o - nhịp tính toán nhịp L1 - chiều dài cạnh ngắn ô L - chiều dài cạnh dài ô bdp - bề rộng dầm phụ bdc - bề rộng dầm t- chiều dày tường chiệu lực Cb - đoạn kê lên tường, chon Cb ≥ ( hb ; 120 mm) 1.1.4 Xác định tải trọng 1.1.4.1 Tĩnh tải Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sào: gs = ∑ ( γ n.h ) i i i Trong đó: γ i : trọng lượng riêng lớp thứ i ni - hệ số độ tin cậy tải trọng lớp thứ i hi - chiều dày lớp thứ i Hình 1.4 Các lớp cấu tạo sàn Bảng Trọng lượng riêng lớp cấu tạo sàn Stt Các lớp γ i (kN/ m3 hi (m) n ) 01 02 Gạch lót: -Gạch ceramic 20 0.01 1.1 -Gạch 40 0.02 1.1 -Đá hoa cương 50 0.02 1.1 Lớp vữa trát dày 18 0.02 1.3 25 0.12 1.1 20 03 Sàn BTCT dày 120 04 Trần thạch cao khung kẽm 1.1.4.2 Hoạt tải Hoạt tải tính toán tính theo công thức: 1.2 ptt = ptc.np Trong đó: ptc - hoạt tải tiêu chuẩn, ptc thuộc TCVN 2737-1995 np - hệ số độ tin cậy tải trọng hoạt tải np tc =1.3 p ≤ 200 daN/ m np tc =1.2 p >200 daN/ m 1.1.4.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có bề rộng b=1 m: qs = ( g + p ) x1m 1.1.5 Xác định nội lực Nội lực sàn tính theo sơ đồ đàn hồi xác định sau Về nguyên tắc loại ô có giá trị mômen cần xác định Cho trường hợp ô ngàm cạnh thường gặp L2 L1 M2 M'II M1 M'I MI MII Hình 1.5 Momen uốn cạnh M1 , M2 - momen nhịp, theo phương cạnh l1 , l2 tương ứng M'I ' , MI , MI I , MI I - momen gối, cạnh ngàm theo chu vi, theo phương l1 , l2 tương ứng Nêu có cạnh tựa đơn cạnh tự do, giá trị momen gối tương ứng ' ' Nếu ô đối xứng, liên kết theo chu vi đối xứng, MI = MI , MI I = MI I lại giá trị momen cần xác lập: M1 = α1ql1l2 M2 = α2ql1l2 MI = M'I = −β1ql1l2 M'I I Trong đó: trình BTCT) = MI I = −β2ql1l2 α1,2 , β1,2 hệ số tra bảng, tùy thuộc vào ô ( phục lục 17 giáo L2 D B L2 L2 A C L1 L1 L1 Hình 1.6 Sơ đồ phân tải cho dầm đỡ kê bốn cạnh Đối với làm việc theo phương, có phân bố tải khác phương: Dầm theo phương cạnh dài (AB) có diện truyền tải hình thang (hình 1.7) Dầm theo phương cạnh ngắn (CD) có diện truyền tải hình tam giác (hình 1.8) pL2 gbL2 L2/2 L2/2 L1 L2/2 L2/2 L1 L2/2 L2/2 L1 Hình 1.7 Tải phân bố hình thang dầm A-B L2/2 L1 pL2 gbL2 L2/2 L2/2 L2/2 L2 L2/2 L2/2 L2 L2/2 L2 L2/2 L2 Hình 1.8 Tải phân bố hình tam giác dầm C-D 1.1.6 Tính cốt thép Tính cốt thép theo toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b × h = 1000 × hbmm Chọn a=15 mm hb ≤ 100mm a=20mm hb > 100mm , tính công thức theo công thức sau: h0 = h − a αm = M γ bRbbh02 Do sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế tính theo toán cốt đơn: αm ≤ αpl α = 0.3 ξ = 0.37 Khi: Rb ≤ 15MPa pl pl R b > 25MPa αpl = 0.255 ξ pl = 0.3 15MPa < R b < 25MPa phải nội suy αpl ξpl Từ αm ta tính ξ theo công thức: Trong đó: id , ic - cường độ đơn vị dầm, cột; I d, I c - momen quán tính tiết diện dầm, cột; L d, L c - chiều dài dầm, cột; E – môđun đàn hồi Dầm tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán lấy theo trục, cụ thể sau: Theo phương cạnh ngắn, chiều dài nhip: L = L Theo phương cạnh dài, chiều dài nhịp: L = L1 Chọn đoạn kê lên tường chiều dày tường: Cdc = t = 340mm hd t L1 A L1 B L1 C L1 D Hình 2.1 Sơ đồ làm việc dầm theo phương cạnh dài hd t L2 L2 L2 L2 Hình 2.2 Sơ đồ làm việc dầm theo phương cạnh ngắn 1.2.2 Xác định tải trọng Tải trọng truyền từ sàn lên dầm theo hai phương: Theo phương cạnh ngắn, dầm chịu tải phân bố hình tam giác (hình 2.3) Theo phương cạnh dài, dầm chịu tải phân bố hình thang (hình 2.4) pL2 gbL2 L2/2 L 2/ L2/2 L2 L2/2 L2/2 L2 L 2/ L2/2 L2 L2 Hình 2.3 Sơ đồ chịu tải dầm theo phương cạnh ngắn pL2 g bL L2/2 L2/2 L1 L2/2 L2/2 L1 L2/2 L2/2 L1 Hình 2.4 Sơ đồ chịu tải dầm theo phương cạnh dài L2/2 L1 1.2.2.1 Tĩnh tải Trọng lượng thân dầm: G0 = nγ btbdcS Trong đó: n – hệ số độ tin cậy tải trọng; γ bt - trọng lượng riêng bê tông, γ bt = 25kN/m3 ; S - diện tích xác định trọng lượng thân dầm; S = ( hdc − hb ) L1,2 Tải từ sàn truyền trực tiếp lên dầm (hình 2.3, 2.4): G1 = gbL Khi tổng tải tác dụng lên dầm: G = G0 + G1 1.2.2.2 Hoạt tải Hoạt tải từ sàn lên dầm chính: P = p.L 1.2.3 Xác định nội lực Đối với dầm cần tiến hành tổ hợp nội lực để xác định giá trị nội lực gây nguy hiểm cho tiết diện (hình 2.5) 1.2.3.1 Biểu đồ bao mômen Cách tìm biểu đồ bao mômen: Đặt tĩnh tải G lên toàn dầm, tìm biểu đồ mômen MG Xét trường hợp bất lợi hoạt tải P Tương ứng với M trường hợp đặt hoạt tải Pi tìm biểu đồ mômen P Tung độ biểu i đồ mômen tiết diện trường hợp đặt tải xác định công thức: MG = αGL  MPi = αPL Trong α - hệ số tra phụ lục M Lần lượt đem cộng biểu đồ mômen MG với biểu đồ mômen P ta I mômen thành phần Mi tương ứng : Mi = MG + MPi Vẽ chồng biểu đồ mômen thành phần Mi lên hệ trục với tỉ lệ Biểu đồ bao mômen đường viền biểu đồ mômen thành phần Mi MG MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 Hình 2.5 Các trường hượp đặt tải dầm nhịp (theo phương cạnh ngắn) M Q Hình 2.6 Biểu đồ bao nội lực (theo phương cạnh ngắn) MG MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 Hình 2.7 Các biểu đặt tải dầm nhịp (theo phương cạnh dài) M Q Hình 2.8 Biểu đồ bao nội lực 1.2.3.2 Biểu đồ bao lực cắt Tiến hành tương tự biểu đồ bao mômen Tính vẽ biểu đồ lực cắt: Cách 1: tung độ biểu đồ lực cắt tiết diện trường hợp xác định theo công thức: QG = β G  MPi = β P đố hệ số β tra phục lục Cách 2: ta có quan hệ mômen lực cắt “ Đạo hàm mômen lực cắt” Vậy ta có M’=Q= tgα Xét hai tiết diện a b cách nhanu đoạn x, chênh lệch mômen hai tiết diện ∆M = Ma − Mb Do lực cắt hai tiết diện là: Q= ∆M x Lưu ý: - Tận dụng tính đối xứng dầm để giảm số lượng trường hợp dawthj tải - Hệ số α, β cho số tiết diện quang trọng, muốn có biểu đồ nội lực nhịp dầm cần phải thực phép tính bổ trợ theoo học kết cấu Đem cắt nhịp dầm xem dầm tĩnh định, đặt thêm mômen, lực cắt gối tựa tính thực giải dầm 1.2.4 Tính cốt thép 1.2.4.1 Cốt dọc Tính cốt dọc cho dầm cần lưu ý số điểm: - Dầm ngàm với cột vị trí mép gối Do tính cốt thép gối phải dùng mômen mép gối, Mmg , xác định theo phương pháp tam giác đồng dạng, để tiết kiệm cốt thép - Do dầm tính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế tính α m ≤ αR - Giả thiết anhịp= ( 50 ÷ 60 ) mm; agối= ( 70 ÷ 100 ) mm (cốt thép dọc mặt dầm thường đặt xuống phía cốt thép dọc dầm phụ) - Độ vươn sàn S f : Sf ≤ 1 x ( L1 ) nhịp tính toán dầm: Sf ≤ 1 x ( L − bdc ) khoảng cách hai mép dầm: S f ≤ 6h' Chiều rộng cánh đưa vào tính toán: b'f = bdc − 2S f 1.2.4.2 Cốt ngang Giá trị lực cắt dầm tương đối lớn, Q > Qswb , nên phải tính cốt đai cốt xiên chịu lực cắt 1.3 Cấu tạo cốt thép dầm 1.3.1 Nguyên tắc bố trí cốt thép Cốt thép bố trí tiết diện ngang dầm phải đối xứng qua trực đứng tiết diện không bố trí so le Các thép góc phải thẳng không uốn, thép lại phép cắt uốn để chịu mômen lực cắt Đường kính cốt dọc chịu lực thường dùng 12 ≤ ∅ ≤ 28 Để thuận tiện cho thi công dầm không nên dùng loại đường kính Trong tiết diện không dùng cốt thép có đường kính chênh lệch lớn: ∆∅ = ∅ max − ∅ ≤ Cốt dọc vùng chịu nén dầm bắt buột phải có đặt theo cấu tạo toán cốt đơn Chúng kết hợp với cốt đai cốt dọc vùng kéo để tạo thành khung cốt thép chịu ứng suất phát sinh tác dụng khác tải trọng Đối với dầm có chiều cao tiết diện lớn, cạnh bên cần phải đặt them cốt thép dọc cấu tạo (cốt giá) chạy suốt chiều dài dầm, cho khoảng cách cốt thép theo chiều cao dầm không lớn 400mm Diện tích cốt dọc cấu tạo: A s ≥ 0,1%s1s2 Trong đó: s1=max(1/2 bề rộng dầm, 200mm) s2- khoảng cách cốt thép Bố trí cốt thép tiết diện cần đảm bảo điều kiện chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép khoảng cách thông thủy cốt thép t>(d,30) (d,50) t>(d,25) a0>(d,c0) c0 =15 h800 Khoảng cách đai nên bố trì đoạn để thuận tiện thi công Đối với cốt thép nhịp, theo phương cạnh ngắn luôn cần cốt thép nhiều chúng phải đặt sát mép chịu lực kéo nhất; cốt thép nhịp theo phương cạnh dài đặt trực giao lên Đối với cốt thép gối, theo phương cạnh ngắn lớn L , cần phải đặt suốt theo toàn chiều dài cạnh L1 ; cốt thép gối theo phương cạnh dài L1 đóng vai trò cốt phân bố (đỡ) cho thép gối theo phương cạnh ngắn 1.3.2 Cắt uốn neo cốt thép 1.3.2.1 Cắt cốt thép Tiết diện cắt lý thuyết cốt thép mà tiết diện mà từ trở cắt cốt thép theo điều kiện khả chịu lực tiết diện thẳng góc Xác định vị trí tiết diện cắt lý thuyết cách tính khả chịu lực dầm, [M], cho cốt thép lại sau cắt, tìm biểu đồ bao mômen vị trí có M=[M] Tiết diện cắt thực tế = tiết diện cắt lý thuyết + đoạn kéo dài W Đoanh kéo dài W xác định theo công thức: W= 0.8Q − Qs,in c 2qsw + 5d ≥ 20d Trong đó: Q – lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, tính độ dốc biểu đồ bao mômen Qs,inc - khả chịu cắt cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt dộc Qs,inc = R s,inc A sin c sin α R s,inc A s,inc - cường độ tính toán cốt xiên - diện tích lớp cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt dọc Để đơn giản thiên an toàn lấy A s,inc sau: diện tích lớp cốt xiên cắt qua tiết diện cắt lý thuyết diện tích lớp cốt xiên nằm phía trước tiết diện cắt lý thuyết,tính từ gối tựa trở ra, mà khoảng cách từ điểm đầu lớp cốt xiên đến diện tích cắt lý thuyết không lớn (0,8Q- Qs,inc )/ 2qsw α - góc nghiêng cốt xiên qsw - khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết, qsw = R swnasw s R sw - cường độ tính toán cốt đai N – số nhánh cốt đai asw - diện tích cốt đai s – bước cốt đai bố trí tiết diện cắt lý thuyết d – đường kính cốt thép chịu cắt Bảng Kết tính đoạn W lập thành bảng Tiết Thanh Q A s,inc Qs,inc qsw Wtính 20d Wchọn diện thép (kN) (mm2) (kN) (kN/m) (mm) (mm) (mm) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1.3.2.2 Uốn cốt thép Nên tận dụng cốt dọc chịu mômen dương nhịp uốn lên gối để chịu mômen âm hay làm cốt xiên chịu lực cắt Cốt thép phải uốn mặt phẳng thẳng đứng Trong mội tiết diện nên uốn cốt thép đối 0 xứng vói trực tiết diện Góc uốn cốt thép α = 45 h ≤ 800 , α = 60 h > 800 (hình 3.2) h-2a0 h-2a0 1,41(h-2a0) 45° 0,58(h-2a0) h-2a0 Hình 3.2 Qui cách uốn cốt thép dầm Khi uốn cốt thép để chịu mômen phải đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo mômen: điểm bắt đầu uốn phải cách tiết diện trước đoạn ≥ h0 / (hình 3.3) Khi uốn cốt thép để làm cốt xiên chịu lực cắt (Q> Qswb ) phải đảm bảo điều kiện cường độ trren tiết diện nghiêng theo lực cắt: khoảng cách từ điểm cuối lớp cốt xiên thứ i đến điểm đầu lớp cốt xiên thứ i+1 phải < smax (hình 3.3) Trường hợp gối có lực cắt lớn, cần phải bố trí nhiều lớp cốt xiên, mà số cốt dọc uốn lên không đủ phải đặt them cốt xiên dạng vai bò, không dùng cốt cổ ngỗng (hình 3.3) Hình 3.3 Nguyên tắc bố trí cốt xiên 1.3.2.3 Neo nối cốt thép Cốt thép nhịp, sau bị cắt uốn số thanh, số lại phải neo vào gối tựa Diện tích cốt thép neo vào gối tựa ≥ / tổng diện tích cốt thép nhịp không hai Quy định chiều dài đoạn neo: L an1 ≥ 30d L an2 ≥ 20d (hình 3.4) Khi thép không đủ chiều dài phải nối Không nên nối cốt thép vùng có nội lực lớn: cốt thép nhịp nên nối gối cốt thép gối nên nối tai nhịp Khi nối cốt thép phương pháp nói chồng (nối buộc) chiều dài đoạn nối quy định sau: nối vùng chịu kéo L an3 ≥ 30d , nối vùng chịu nén L an3 ≥ 20d (hình 3.4) >30d Lan3 Lan1>10d Hình 3.4 Neo nối cốt thép Lan2>20d ... , ξpl - hệ số điều kiện hạn chế A s - diện tích cốt thép chiệu kéo µ - hàm lượng cốt thép 1. 1.7 Bố trí cốt thép Chọn đường kính cốt thép ∅≤ h 10 b , thường chọn ( ∅ 6, ∅ 8, 10 ) Khoảng cách cốt. .. MI I = −β2ql1l2 1, 2 , 1, 2 hệ số tra bảng, tùy thuộc vào ô ( phục lục 17 giáo L2 D B L2 L2 A C L1 L1 L1 Hình 1. 6 Sơ đồ phân tải cho dầm đỡ kê bốn cạnh Đối với làm việc theo phương, có phân bố... L0 L1 L1 Hình 1. 12 Bố trí cốt thép kê cạnh 1. 2 Dầm 1. 2 .1 Sơ đồ tính nhịp tính toán Trong thực t , kết cấu chịu lực công trình thường kết cấu khung, dầm với cột tao thành hệ khung chịu lực, nên