đồ án bê tông cốt thép 2 công trình dân dụng có mặt bằng công trình các tầng, có số tầng là 5

ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo THUYẾT MINH PHẦN 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BẢN SÀN (THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH: TẦNG 1)  Đề bài: Một cơng trình dân dụng có mặt cơng trình tầng, có số tầng 5, cho biết: c Hoạt tải sàn: ps  2(kN / m ) Hệ số vượt tải hoạt tải n p  1.2 - Tải trọng gió W0  95(KG / m ) Chiều cao tầng 3.6m, L1  5500(mm), L  3500(mm), L3  3000(mm), B  5500(mm) Giả thiết tường gạch xây tất dầm, tường dày 200, -  t  18(kN / m3 ) n g  1.1 Bê tơng có độ bền chịu nén B15: R b  8.5(MPa) Cốt thép : d �12 R s  280(MPa) - d  12 R s  225(MPa) Yêu cầu: Tính tốn bố trí cốt thép sàn Thiết kế dầm dọc trục B khung ngang trục 3500 B 1 1 2 2 3 3 5500 5500 5500 5500 5500 12000 5500 A 3000 C D 27500 Trang ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Chọn sơ kích thước dầm sàn: +Xét sàn 1: L 5.5  1 L1 5.5 +Xét ô sàn 2: L 5.5   1.57  L1 3.5 +Xét ô sàn 3: L 5.5   1.83  L1  Ô sàn 1+2+3:thuộc loại kê bốn cạnh(bản phương),ô số D h s  L1 m  Chọn chiều dày sàn: - m : hệ số phụ thuộc vào đặc điểm làm việc sàn m=30 ÷35 làm việc phương m=40 ÷ 45 làm việc phương D=0.8 ÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng - L1 chiều dài cạnh ngắn ô sàn 1: 0.8 0.8 hs  �L1  �5500  110(mm) 40 40 Chọn h s  100(mm) - Để thuận tiện cho việc tính tốn thiết kế thi cơng ta chọn chiều cao h s  100(mm) cho tất ô sàn  Chọn sơ kích thước dầm chính: - - �1 � �1 � h d  � � �L  � � � 5500  (458 �688)mm 12 12 � � � � Chọn h d  500(mm) �1 � �1 � bd  � � � hd  � � � 500  (125 �250)mm �4 � �4 � Chọn b d  200(mm) Xác định tải trọng tác dụng lên ô bản:  Tĩnh tải: tt tc g san  �  fi .n.g san  - Tĩnh tải lớp cấu tạo sàn: Trang ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo I : khối lượng riêng lớp vật liệu( kN/m3) I : chiều dày lớp(m) n : hệ số vượt tải ( KN/m2) (KN/m ) 20 0.01 1.1 0.20 0.22 18 0.03 1.3 0.54 0.70 25 0.1 1.1 2.50 2.75 18 0.01 1.3 0.27 0.35 3.51 4.02 Gạch ceramic Lớp vữa lót+ tạo dốc Sàn bê tông cốt thép Lớp vữa trát ST T i (m) Hệ số vượt taûi n i (KN/m ) Vật liệu TỔNG g  Hoạt tải: - c Hoạt tải tiêu chuẩn : ps  2(kN / m ) Hoạt tải tính toán : pstt  �1.2  2.4(kN / m ) tt tt  Tải trọng toàn phần: q  g s  ps  4.02  2.4  6.42(kN / m ) Tính tốn với dãy b  1(m) , có q  6.42(kN / m ) Xác định nội lực:  Tải trọng tác dụng kích thước bản:  Xét hai phương: h d 500  53 h s 100 Trang tc san tt g san ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Do liên kết với dầm bao quanh xem liên kết ngàm Vậy thuộc loại ô số M2 M1 l - - MII l MII MI MI Moment dương lớn M1  m91.P(kNm) M  m92 P(kNm) Moment âm lớn gối M I  k 91.P(kNm) M II  k 92 P(kNm) Trong P  (g stc  g stt ).L1.L  qL1L (kN) L1 , L : kích thước sàn Tính tốn bố trí cốt thép sàn: - Chọn a = 15(mm).Trong đó: a khoảng cách từ mép chịu kéo tiết diện đến trọng tâm cốt thép chịu kéo - Chiều cao làm việc tiết diện dầm: h0= h - a = 100- 15 = 85 (mm) - Tính  m Trang ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên m  - - GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo M R b b.h 02     2. m Diện tích cốt thép tính theo cơng thức sau .R b b.h As  Rs Hàm lượng cốt thép cần thiết   0.05% �  As  R 0.9 �8.5 �100% � max   r b b  0.681 �100  2.32% h0 Rs 225 Bảng tính cốt thép Trang ĐỒ ÁN BÊTƠNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo PHẦN 2: THIẾT KẾ DẦM TRỤC B  Sơ đồ truyền tải: 3500 B 12000 5500 A 3000 C D 5500 5500 5500 5500 5500 27500  Tải trọng:  Tĩnh1 tải: - Trọng lượng thân dầm g d  b.(h  h s ).n g  b  0.2 �(0.5  0.1) �1.1 �25  2.2(kN / m) - Trọng lượng thân tường xây dầm - Tải trọng sàn truyền vào: Nhịp 1-2: tải từ sàn truyền vào dầm có hai dạng Phía bên trái có dạng tam giác, trị số lớn là: g t  b t h t n g  t  0.2 �(3.6  0.5) �1.1 �18  12.28(kN / m) 5.5g s 5.5 �4.02   11.06(kN / m) 2 Phía bên phải có dạng hình thang, trị số lớn : 3.5g s 3.5 �4.02   7.04(kN / m) 2 5.5g s /2=11.06(kN/m) Trang 3.5g s/2=7.04(kN/m) ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo  Hoạt tải: Nhịp 1-2: hoạt tải từ sàn truyền vào dầm có hai dạng 5.5p s  6.60(kN / m) Phía bên trái có dạng tam giác, trị số lớn 3.5p s  4.20(kN / m) Phía bên phải có dạng hình thang, trị số lớn  Xác định nội lực:  Các trường hợp tải trọng Tĩnh tải 5.5g s /2=11.06(kN/m) 3.5g s/2=7.04(kN/m) g d+g t=14.48(kN/m) 5500 5500 5500 5500 5500 Hoạt tải1: cách nhịp 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) Hoạt tải 2: cách nhịp Trang 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) Hoạt tải 3: liền nhịp 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) Hoạt tải 4: liền nhịp 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) Hoạt tải 5:liền nhịp 5.5p s /2=6.6(kN/m) 3.5p s/2=4.2(kN/m) ( Các nhịp khác giống nhịp 1-2) Trang ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Biểu đồ bao moment Biểu đồ bao lực cắt  Tính tốn cốt thép - Dùng thép CII, Rb = 8,5 MPa ; Rs = 280 MPa,  b  0.9 - Giả thuyết a =60mm→ h  500  60  440mm Chiều dài cánh : h f  h s  100mm  0.1h  0.1 �500  50mm - 6h  �100  600mm � � f Sf ��1 � Sf  600mm 5500 L   917mm � �6 Trang ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên - GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Bề rộng cánh: b f  b  2sf  200  �600  1400mm  Cốt thép dọc  Tại tiết diện nhịp: -Xác định vị trí trục trung hòa: M max  91.22  kNm  100 � 6 � hf � � M f   b R b bf h f � h o  � 0.9 �8.5 �1400 �100 �� 440  �10  417.69  kNm  � 2� � � � M max  91.22  kNm   M f  417.69  kNm  � Trục trung hòa nằm cánh, cốt thép tính tiết diện hình chữ nhật b=bf (bf �h)  1400 �500mm Cơng thức tính tốn: M  b R b b.h 02 ;     2 m Diện tích cốt thép cần thiết:  R b h As  b b f Rs Hàm lượng cốt thép A R 0.9 �8.5   0.05% �  s �100% � max   r b b  0.681 �100  1.86% b.h Rs 280 m  Bảng tính cốt thép  Tại tiết diện gối: Trang 10 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo  Điều kiện bê tông đủ khả chịu cắt: Q≥Qbmin= Qb3  b3 �   f  n  � b �Rbt �b �h0  Qb  0.6 �    �0.9 �0.75 �250 �395  39994( N )  39.99( KN ) b3  0.6 (Bê tông nặng) (Cấu kiện chòu uốn) Qmax > Qb3  Phải tính toán cốt ngang (cốt đai cốt xiên)chòu lực cắt - Chọn  , hai nhánh(n=2) Stt  - �2 �(1   0) �0.9 �0.75 �250 �3952 �175 �2 �28.26  353(mm) (76.87 �103 ) =>chọn Stt=300mm b  2.0 (Bê tông nặng) Smax 1.5 �    �0.9 �0.75 �250 �3952   514( mm) (76.87 �103 ) (Bê tông nặng) h  450mm �450mm * Khoảng cách cốt đai cấu tạo gần gối tựa: �1 �1 225 � h � �450 � ��  �2  �  mm  150 � 150 mm � 150 mm � � sctg � => Chọn6 sctg=150 (mm) o Khoảng cách thiết kế cốt đai gối đoạn L/4: 300( mm) � � 514( mm) � � 150( mm) s g≤ � =>Chọn sg=150 (mm) s≤ => o Khoảng cách cốt đai cấu tạo đoạn nhịp L/2: Trang 62 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo �3 0,75 �500 � 375 � � h �� �  �  mm  500 mm � 500 � 500 mm � sctn �  Chọn sctn=300(mm) Kết tính tốn bố trí cốt đai khung trục Trang 63 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Trang 64 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Ngun GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo  Tính tốn cốt thép cột khung - Cột khung phẳng tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm phẳng, chọn cách bố trí thép theo phương vng góc với phương chịu lực đối xứng để dễ bố trí thi công - Tuy nhiên lực cắt cột bé, riêng bê tông đủ khả chịu cắt nên bỏ qua tính tốn cốt thép chịu lực cột đồng thời khơng cần tính cốt thép ngang mà cần bố trí theo cấu tạo Sau lấy lượng thép lớn cặp nội lực để chọn bố trí thép Bảng phân tích kết nội lực Cộ t Tần g Tần g1 Tần g2 A2 Tần g3 Tần g4 Tần g5 B2 Tần g1 Tần g2 Tần g3 Tần g4 Tần g5 Vị trí Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n M max kNm Cấu trúc nội lực nguy hiểm N tu M N tu M tu kN kNm kN kNm N max kN 36.28 -896.64 -53.25 -993.59 -51.26 -1128.12 49.49 -934.17 -8.77 -765.92 48.08 -997.39 -14.27 -604.40 -61.97 -770.65 61.97 -770.65 60.61 -758.77 18.13 -592.52 60.61 -758.77 4.93 -427.62 -42.04 -534.95 -42.04 -534.95 41.95 -528.02 4.04 -420.69 41.95 -528.02 -12.95 -254.58 -44.41 -310.46 -44.41 -310.46 46.93 -303.53 21.04 -247.65 46.93 -303.53 1.26 -78.57 -14.53 -92.42 -6.88 -93.15 10.34 -88.46 5.50 -74.61 7.91 -89.19 100.32 -1351.40 -85.04 -1398.87 9.66 -1649.60 49.94 -1236.16 -80.36 -1317.25 -19.24 -1486.89 69.07 -1134.26 -6.34 -968.03 37.69 -1167.67 14.96 -950.71 -80.20 -1025.65 -38.47 -1150.34 46.68 -810.68 -18.26 -686.16 17.98 -831.64 17.44 -675.77 -51.47 -735.11 -20.71 -821.25 45.27 -490.81 2.27 -415.00 28.22 -502.26 -1.87 -0.60 -404.6 -140.66 -52.12 9.10 -480.41 -147.12 -32.12 3.79 -491.86 -166.93 Trang 65 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên Tần g1 Tần g2 C2 Tần g3 Tần g4 Tần g5 Tần g1 Tần g2 D2 Tần g3 Tần g4 Tần g5 Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh Châ n Đỉnh GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo 0.50 -134.47 -9.76 -158.5 -4.69 -162.97 63.04 -1061.58 -62.48 -1049.46 0.37 -1237.47 49.88 -909.14 -49.93 -921.26 -0.37 -1097.15 37.64 -717.30 -37.98 -707.12 0.25 -852.29 41.77 -694.35 -40.87 -703.94 -0.18 -838.92 26.36 -499.83 -23.86 -492.56 1.96 -593.98 25.07 -485.63 -26.61 -492.90 -1.46 -587.06 16.26 -291.92 -15.14 -289.56 1.29 -347.14 17.04 -282.63 -17.37 -284.99 -0.87 -340.21 4.75 -88.88 -4.62 -87.42 0.38 -105.95 4.78 -83.46 -4.93 -84.92 -0.42 -101.99 29.52 -773.41 -27.31 -641.12 27.04 844.96 14.88 -531.78 -21.49 -664.08 -20.34 -735.63 25.48 -505.57 -15.06 -426.57 24.85 -562.28 10.76 -417.91 -22.58 -496.91 -22.37 -553.62 14.96 -344.97 -10.11 -306.10 14.51 -386.00 4.00 -301.15 -11.28 -381.05 -11.28 -381.05 12.90 -221.29 -5.35 -181.21 12.90 -221.29 -1.38 -176.26 -8.83 -216.34 -8.83 -216.34 9.52 -52.93 -5.65 -50.90 8.96 -60.34 -1.84 -46.94 -4.84 -56.18 -4.53 -56.38  Tính tốn chi tiết cột : Tính tốn chi tiết cột B2, tầng 1: (trường hợp lệch tâm bé) � h  h  a  500  45  455(mm) - Giả thiết a=a’=45mm l0  l  0.7 �3600  2520(mm) - Tính tốn chi tiết cho cặp nội lực chân cột M max  100.32(kNm), N tu  1351.4(kN) - Độ lệch tâm tĩnh học Trang 66 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo M 100.32 �103 e1    74.23(mm) N 1351.4 - Độ lệch tâm ngẫu nhiên 500 �l h � �3600 � ea  max � , � max �  6,  16.67 � 16.67(mm) 30 �600 30 � �600 � → Độ lệch tâm e0  max(e1 , ea )  74.23(mm) - Xét ảnh hưởng uốn dọc l0 2520   5.04  �   h 500 Bỏ qua độ hệ số uốn dọc ta có độ lệch tâm: e  e0  h 500  a  �74.23   45  279.23(mm) 2 Chiều cao miền chịu nén tính theo công thức x N 1351.4 �103   505(mm)  r h  0.681 �455  310(mm)  b R b b 0.9 �8.5 �350 → Nén lệch tâm bé Tính lại x: εo = eo  0.148 h - Ta có : x1  (  r   r  0.681 )h o  (0.681  ) �455  379(mm)  500  50 �0.1482 - Diện tích cốt thép chịu nén A s  A s'   Ne   b R b bx1 (h  x1 / 2) R sc (h  a ' ) 1351.4 �103 �279.23  0.9 �8.5 �350 �379 �(455  379 / 2) 280(455  45)  945.41(mm ) Trang 67 ĐỒ ÁN BÊTÔNG CỐT THÉP Nguyên GVHD: Th.s Huỳnh Hữu Thảo Chọn 3s=1140 mm2 ) Kiểm tra: Tính  theo bảng 37 TCXDVN 356-2005: I bh3   144.34 A 12 bh i= lo  17.45  35 i = 0.1% 17 �  � min As + As' μ =×100 = 1.44