Đang tải... (xem toàn văn)
File mẫu đồ án bê tông 1 + toàn bộ file tính toán (tính sàn, dầm chính, dầm phụ,...), bản vẽ, hinh minh họaBài mẫu này được 8,5đTrình bày rõ ràng, dễ hiểu......................................................................................................................................................................................................................................................................
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG TRÌNH ĐAMH KẾT CẤU BÊTÔNG SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH SVTH: MAI TRẦN AN BÌNH MSSV: 81300304 NHÓM: A12 - TPHCM, 5/2016 - SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích MỤC LỤC Mục lục Đề 1/ Số liệu tính toán 2/ Bản sàn 2.1 Phân loại sàn 2.2 Chọn sơ kích thước phận sàn 2.3 Sơ đồ tính 2.4 Xác định tải trọng 2.5 Xác định nội lực 2.6 Tính cốt thép 2.7 Bố trí cốt thép 3/ Dầm phụ 11 3.1 Sơ đồ tính 11 3.2 Xác định tải trọng 11 3.3 Xác định nội lực 12 3.4 Tính cốt thép 13 3.5 Biểu đồ vật liệu 16 4/ Dầm 22 4.1 Sơ đồ tính 22 4.2 Xác định tải trọng 22 4.3 Xác định nội lực 22 4.4 Tính cốt thép 31 4.5 Biểu đồ vật liệu 34 5/ Thống kê vật liệu 41 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích ĐỀ BÀI: Thiết kế sàn theo sơ đồ số liệu sau: _ Kích thước: L1 = 2.3m ; L2 = 5.5m _ Hoạt tải: pc = 600 daN/m2 ; hệ số vượt tải γf.p = 1.2 _ Tiết diện cột: 300x300 _ Vật liệu: + Bêtông B15: Rb = 8.5; Rbt = 0.75; γb = + Cốt thép nhóm: AI (610): Rs = 225MPa; Rsw = 175MPa AII (>10): Rs = 280MPa; Rsw = 225MPa Hình Sơ đồ mặt sàn Hình Các lớp cấu tạo sàn SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích SỐ LIỆU TÍNH TOÁN c L1 (m) L2 p (m) (daN/m2) γf.p Bêtông B15 (Mpa) 2,3 5,5 1,2 Rb = 8,5 Rbt = 0,75 γb = 600 Sàn d ≤ 10 (MPa) Cốt thép Cốt đai d ≤ 10 (MPa) Cốt dọc d ≤ 12 (MPa) Rs = 225 Rsw = 175 Rs = 280 BẢN SÀN 2.1 Phân loại sàn Xét tỉ số hai cạnh ô L2 5.5 = > 2, nên thuộc loại dầm, làm việc L1 2.3 phương theo cạnh ngắn 2.2 Chọn sơ kích thước phận sàn Xác định sơ chiều dày sàn: hb = D L1 = ×2300 = 65,7 mm ≥ hmin = 60 mm m 35 chọn hb = 70 mm Xác định sơ kích thước dầm phụ: hdp = ( ) Ldp = ( )×5500 = 458 ÷ 344 mm chọn hdp = 400 mm bdp = ( ) hdp = ( )×400 = 200 ÷ 100 mm chọn bdp = 200 mm Xác định sơ kích thước dầm chính: hdc = ( ) Ldc = ( )×6900 = 863 ÷ 493 mm chọn hdc = 600 mm bdc = ( ) hdc = ( )×600 = 300 ÷ 150 mm chọn bdc = 300 mm SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích 2.3 Sơ đồ tính Cắt theo phương cạnh ngắn dải có chiều rộng b = 1m (hình 1), xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa tường biên dầm phụ (hình 3) Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa Vì tường chịu lực nên nhịp tính toán nhịp biên nhịp nhau: Lob = Lo = L1 – bdp = 2300 – 200 = 2100 mm Hình Sơ đồ xác định nhịp tính toán 2.4 Xác định tải trọng 2.4.1 Tĩnh tải Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: gs = ∑ Kết tính toán trình bày bảng Bảng Tĩnh tải tác dụng lên sàn Chiều dày Lớp cấu tạo Trọng lượng riêng (kN/m3) (mm) Trị tiêu chuẩn Hệ số độ tin cậy tải trọng gsc (kN/m2) Trị tính toán gs (kN/m2) Gạch ceramic 10 20 0,20 1,2 0,24 Vữa lót 25 18 0,45 1,3 0,59 Bêtông cốt thép 70 25 1,75 1,1 1,93 Vữa trát 20 18 0,36 1,3 0,47 2,76 - 3,23 Tổng cộng 2.4.2 Hoạt tải Hoạt tải tính toán: ps = × pc = 1,2×6 = 7,2 kN/m2 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích 2.4.3 Tổng tải Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b = m: qs = (gs + ps)×b = (3,23 + 7,2)×1 = 10,43 kN/m 2.5 Xác định nội lực Mômen lớn nhịp biên: Mmax = 4,18 kN/m Mômen lớn gối thứ hai: Mmin = kN/m Mômen lớn nhịp gối giữa: kN/m Hình Sơ đồ tính toán biểu đồ bao mômen sàn 2.6 Tính cốt thép Bêtông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5 MPa Cốt thép sàn sử dụng loại AI: Rs = 225MPa Từ giá trị mômen nhịp gối, giả thiết a = 15 mm, tính cốt thép theo công thức sau: ho = h – a = 70 – 15 = 55 mm : tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo tra bảng ξ tính từ: √ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Kết tính cốt thép tóm tắt bảng Bảng Tính cốt thép cho sàn Tiết diện M (kNm) As (mm2/m) (%) Chọn cốt thép d a Asc (mm) (mm) (mm2/m) Nhịp biên 4,18 0.163 0,179 372 0,7 130 387 Gối 4,18 0,163 0,179 372 0,7 130 387 Nhịp giữa, gối 2,87 0,112 0,119 247 0,4 110 257 2.7 Bố trí cốt thép * Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo gối biên phía dầm xác định sau: As,ct ≥ { chọn d8a200 (Asc = 251 mm2) * Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: => As,pb ≥ 20%Ast = 0,2 × 372 = 75 mm2 chọn d6a300 (Asc = 94 mm2) Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: Lan = 120 mm ≥ 10d Bố trí cốt thép cho sàn thể hình SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Hình Bố trí cốt thép sàn 10 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Hình 18 Biểu đồ lực cắt trường hợp tải (kN) Hình 19 Biểu đồ bao lực cắt (kN) 29 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích KẾT QUẢ TỔ HỢP NỘI LỰC BẰNG SAP2000 30 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Hình 20 Biểu đồ bao nội lực giải SAP2000 Ghi chú: kết giải nội lực SAP2000 không xét ảnh hưởng lực cắt; để biểu đồ đối xứng phải đặt thêm trường hợp hoạt tải đối xứng trường hợp d e hình 14 4.4 Tính cốt thép Bêtông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5 MPa; Rbt = 0,75 MPa Cốt thép dọc dầm sử dụng loại AII: Rs = 280 MPa Cốt thép đai dầm sử dụng loại AI: Rsw = 175 MPa 4.4.1 Cốt dọc a) Tại tiết diện nhịp Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính toán tiết diện chữ T Xác định Sf: { Chọn Sf = 420 mm Chiều rộng cánh: = bdc + 2Sf = 300 + x 420 = 1140 mm 31 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Kích thước tiết diện chữ T ( = 1140; = 70; b = 300; h = 600 mm) Xác định vị trí trục trung hòa: Giả thiết anhịp = 50 mm => ho = h – a = 600 – 50 = 550 mm Mf = γb Rb ( ) = 8,5.103 x 1,14 x 0,07 x ( ) = 349 kNm Nhận xét: M < Mf nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật x hdc = 1140 x 600 mm b) Tại tiết diện gối Tương ứng với giá trị mômen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdc x hdc = 300 x 600 mm Giả thiết agối = 80 mm => ho = h – agối = 600 – 80 = 520 mm a) b) Hình 21 Tiết diện tính cốt thép dầm a) Tiết diện nhịp b) Tiết diện gối Kết tính cốt thép tóm tắt bảng 13 Bảng 13 Tính cốt thép dọc cho dầm Tiết diện M (kNm) αm Chọn cốt thép As µ (mm2) (%) Chọn Asc (mm2) Nhịp biên (1140x600) 284,2 0,097 0,102 1941 1,2 5d22 1901 Gối (300x600) 281,8 0,365 0,480 2404 1,5 4d22 + 2d25 2503 Nhịp (1140x600) 153,8 0,052 0,053 1009 0,6 3d22 1140 Lưu ý: Sử dụng mômen mép gối để tính cốt thép cho tiết diện gối; dầm tính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,439 32 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 4.4.2 Cốt ngang Lực cắt lớn gối: QA = 123,6 kN, = 196,7 kN, = 152,0 kN Kiểm tra điều kiện tính toán: φb3 (1 + φf + φn) γbRbtbho = 0,6 x (1 + + 0) x 0,75.103 x 0,3 x 0,52 = 70,2 kN => Q > φb3 (1 + φf + φn) γbRbtbho => cần phải tính cốt ngang (cốt đai cốt xiên) chịu lực cắt Chọn cốt đai d8 (asw = 50 mm2), số nhánh cốt đai n = Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo: sct ≤ { Chọn s = 200 mm bố trí đoạn L1 = 2300 gần gối tựa Kiểm tra: => Q < Kết luận: dầm không bị phá hoại ứng suất nén Khả chịu cắt cốt đai: kN/m Khả chịu cắt cốt đai bêtông: Qswb = √ =√ = 206,4 kN 33 = 172,3 kN SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích => QA,C < Qswb : không cần tính cốt xiên chịu lực cắt cho gối A gối C, có cốt xiên uốn dọc lên để chịu mômen => < Qswb : không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B Bố trí cốt đai cho đoạn dầm nhịp: sct ≤ { Chọn s = 450 mm bố trí đoạn L1 = 2300 dầm 4.4.3 Cốt treo Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm chính: F = P + G – Go = 91 + 61 – 10 = 142 kN Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn d8 (asw = 50 mm2), n = nhánh Số lượng cốt treo cần thiết: ( ) ( ) chọn m = đai, bố trí bên dầm phụ đai, đoạn hs = 150 mm => khoảng cách cốt treo 70 mm (hình 22) Hình 22 Bố trí cốt treo 4.5 Biểu đồ vật liệu 4.5.1 Tính khả chịu lực tiết diện - Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm ao,gối = 40 mm; khoảng cách thông thủy hai thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm 34 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích ∆M (kNm) (%) 0,096 0,079 0,038 274,3 221,6 117,1 -3,6 0,517 0,365 0,197 0,383 0,298 0,178 276,4 208,7 135,8 -2,0 548 547 0,349 0,197 0,288 0,178 220,5 135,8 564 564 0,058 0,039 0,056 0,038 172,6 117,1 hoth (mm ) (mm) (mm) 5d22 cắt 1d22, 4d22 uốn 2d22, 2d22 1901 1521 760 57 62 36 Gối B bên trái (300x600) 4d22 + 2d25 cắt 2d22, 2d22 + 2d25 uốn 2d22, 2d25 2503 1742 982 Gối B bên phải cắt 2d22, 2d22 + 2d25 cắt 2d22, 2d25 Nhịp (1140x600) 3d22 cắt 1d22, 2d22 Cốt thép Nhịp biên (1140x600) As [M] ath Tiết diện ξ αm 543 538 564 0,101 0,082 0,039 68 76 53 532 524 547 1742 982 52 53 1140 760 36 36 10,9 4.5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, xác định theo tam giác đồng dạng - Lực cắt vị trí tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy độ dốc biểu đồ bao mômen Bảng 15 Xác định vị trí lực cắt tiết diện cắt lý thuyết Vị trí điểm cắt lý thuyết x Tiết diện Thanh thép Nhịp biên bên trái (1d22) 1793 123,5 Nhịp biên bên phải (1d22) 2205 28,4 35 (mm) Q (kN) SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Gối B bên trái Gối B bên phải Nhịp bên trái (bên phải lấy đối xứng) (2d22) 503 196,7 (2d22) 506 172,3 (2d22) 997 172,3 (1d22) 241 152,0 36 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích 4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W xác định theo công thức: Trong đoạn dầm có cốt đai d8s200 thì: kN/m Trong đoạn dầm có cốt đai d8s450 thì: kN/m Kết tính đoạn W tóm tắt bảng 16 Bảng 16 Xác định đoạn kéo dài W dầm Tiết diện Thanh thép Q (kN) As,inc (mm2) Qs,inc (kN) qsw (kN/m) Wtính (mm) 20d (mm) Wchọn (mm) Nhịp biên bên trái (1d22) 123,5 0 38,9 1380 440 1380 Nhịp biên bên phải (1d22) 28,4 0 38,9 402 440 440 Gối B bên trái (2d22) 196,7 0 87,5 1009 440 1010 (2d22) 172,3 0 87,5 898 440 900 (2d22) 172,3 0 87,5 898 440 900 Gối B bên phải Kết bố trí cốt thép biểu đồ vật liệu dầm phụ thể hình 23 4.5.4 Kiểm tra uốn cốt thép Chi tiết uốn cốt thép thể hình 23 * Bên trái gối B, uốn thép số (2d22) để chịu mômen Uốn từ nhịp biên lên gối B: xét phía mômen dương Tiết diện trước có [M]tdt = 221,6 kNm (4d22) Tiết diện sau có [M]tds = 117,1 kNm (2d22) 37 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Hình 23 Bố trí cốt thép biểu đồ vật liệu dầm 38 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích 39 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn 790 mm: 790 mm > mm Trên nhánh mômen dương, theo tam giác đồng dạng, tiết diện sau cách tiết diện có M = 218,9 kNm đoạn: Tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: 565 + 95 = 660 mm Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 490 + 790 = 1280 mm > 660 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1280 – 660 = 620 mm Uốn từ gối B xuống nhịp biên: xét phía mômen âm Tiết diện trước có [M]tdt = 208,7 kNm (2d22 + 2d25) Tiết diện sau có [M]tds = 135,8 kNm (2d25) Điểm bắt đầu uốn cách tiết diện trước đoạn 610 mm: 610 > mm Trên nhánh mômen âm, theo tam giác đồng dạng tiết diện sau cách tiết diện trước đoạn: Điểm kết thúc uốn cách tiết diện trước đoạn: 490 + 610 = 1100 mm > 370 mm Như vậy, điểm kết thúc uốn nằm tiết diện sau, điểm kết thúc uốn cách tiết diện sau đoạn: 1100 – 370 = 730 mm 4.5.5 Kiểm tra neo, nối cốt thép Nhịp biên bố trí 5d22 có As = 1901 mm2, neo vào gối 2d22 có As = 760 mm2 > 1/3 × 1901 = 634 mm2 Nhịp bố trí 3d22 có As = 1140 mm2, neo vào gối 2d22 có As = 760 mm2 > 1/3 × 1140 = 380 mm2 Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên 220 mm vào gối 440 mm Tại nhịp biên, nối số (2d22) số (2d25), chọn chiều dài đoạn nối 500 mm ≥ 20d = 500 mm 40 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích THỐNG KÊ VẬT LIỆU Bảng 17 Thống kê cốt thép 41 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Bảng 18 Tổng hợp cốt thép Nhóm thép AI AII Đường kính (mm) 12 16 22 25 Trọng lượng (kN) 16,41 8,85 8,14 6,81 19,58 4,93 Bảng 19 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Bản sàn Thể tích Bêtông (m3) 32,8 Trọng lượng cốt thép (kN) 18,90 Hàm lượng cốt thép m3 bêtông (kN/m3) 0,576 Dầm phụ V1 = 14,7 ; V2 = 17,8 17,98 1,010 Dầm V1 = 16,7 ; V2 = 18,9 27,84 1,473 64,2 64,72 1,008 Tên cấu kiện Toàn sàn Trọng lượng cốt thép m2 diện tích mặt sàn: 0,138 kN/m2 Chú thích: V1 - thể tích phần sườn dầm, tính với chiều cao (h – hb); V2 - thể tích toàn dầm, tính với chiều cao h Dùng V1 để tính thể tích toàn sàn V2 để tính hàm lượng cốt thép dầm 42 SVTH: Mai Trần An Bình – MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Hình 24 Bản vẽ 43 ... (1040x400) 3.5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết - Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, xác định theo tam giác đồng dạng - Lực cắt vị trí tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy độ dốc biểu đồ bao mômen... MSSV: 81300304 GVHD: Trần Ngọc Bích Bảng Xác định vị trí lực cắt tiết diện cắt lý thuyết Vị trí điểm cắt lý thuyết x Tiết diện Thanh thép Nhịp biên bên trái (1d16) 969 43,7 Nhịp biên bên phải
