Hướng dẫn đồ án bê tông 1

HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L2 A BOÄ BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬ THUẬT XÂY DỰ DỰNG NG L2 B L2 C L2 D L2 E F GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: hohuuchinh@hcmut.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 356-2005, Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, Bộ Xây dựng, 2006 (thay tiêu chuẩn TCVN 5574:1991) [2] Kết cấu bê tông cốt thép-Phần cấu kiện bản, Phan Quang Minh (chủ biên), Nhà xuất KHKT, 2006 [3] Kết cấu bê tông cốt thép-Cấu kiện nhà cửa (Tập 2), Võ Bá Tầm, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM, 2003 [4] TCVN 2737-1995, Tải trọng tác động-Tiêu chuẩn thiết kế, Bộ Xây dựng, 1995 BỘ BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬ THUẬT XÂY DỰ DỰNG NG GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: hohuuchinh@hcmut.edu.vn Nhiệm vụ thiết kế + đề Nhiệm vụ: Thiết kế hệ sàn sườn có dầm bê tông cốt thép toàn khối, gồm + dầm phụ + dầm Đề bài: Mỗi SV có mã hiệu đề theo thứ tự danh sách lớp học Ví dụ: Mã hiệu đề III-C-2-a có thông số sau: III → sơ đồ sàn số III C → L1 = 1.8 m → L2 = 5.0 m a → pc = kN/m2 trang trang 11 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Sơ đđồ sa ườn toa sàøn ssườ toàøn kho khốái DẦM PHỤ DẦM CHÍNH BẢN Yêu cầu L1 L2 > L1 EJ dc EJ ≥(6 - 8) c ldc lc L1 L1 L1 L1 L1 Tải trọng q L1 Bản L1 Dầm phụ L1 L2 A L2 B Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 L2 C L2 D Dầm L2 E F Cột trang trang 22 Kích thước sàn + hoạt tải sàn Sơ đồ sàn I II III IV V VI 9L1× 4L2 9L1× 5L2 12L1× 4L2 12L1× 5L2 15L1× 4L2 15L1× 5L2 VII VIII IX X XI XII 12L1× 4L2 12L1× 5L2 16L1× 4L2 16L1× 5L2 20L1× 4L2 20L1× 5L2 Kích thước L1 (m) Kích thước L2 (m) Hoạt tải sàn pc (kN/m2) A B C D 1.2 1.5 1.8 2.1 4.5 5.0 5.5 6.0 a b c d 10 11 12 Hoạt tải sàn tính toán: p = n x pc ( n = 1.2) Tieát diện cột: (300-500) x (300-500) mm trang trang 33 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Cấu tạo sàn + vật liệu BTCT - Lớp gạch laùt: gc = 0.4 kN/m2 ; - Lớp vữa lót dày cm: γ1 = 2000 kg/m3 ; - Bản bê tông cốt thép: γ2 = 2500 kg/m3 ; - Lớp vữa trát dày 1.5 cm: γ3 = 2000 kg/m3 ; n = 1.2 n = 1.2 n = 1.1 n = 1.2 Bê tông B15 Rb = 8,5 MPa , Rbt = 0,75 MPa , γb = 1,0 Cốt thép Việt Nam Nhóm AI - Rs = 225 MPa , Rsw = 175 Mpa (theùp sàn, thép đai) Nhóm AII - Rs = 280 MPa , Rsw = 225 Mpa (thép dầm, thép xiên) Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 trang trang 44 Sản phẩm đồ án Thuyết minh viết tay Bản vẽ A1 vẽ AutoCAD Yê Yêuucầ cầuu::Ngắ Ngắnngọ gọnn, , sú c tích, dễ kiể m súc tích, dễ kiểmtra, tra, chuyê chuyênnnghiệ nghiệppcao cao Yê Yêuucầ cầuu::Vẽ Vẽđú đúnnggtỷ tỷlệ lệ, ,thể thể hiệ n đầ y đủ cá c chi tiế t đầy đủ chi tiếtcủ củaa kế kếttcấ cấuu, ,kích kíchthướ thướcc, ,trụ trụcc Nộ Nộiidung: dung:Thô Thônnggsố số chính, sơ đồ chính, sơ đồtính tínhtoá toánn, , cấ cấuutạ tạoovà vàtính tínhtoá toánnbố bố trí thé p bả n + dầ trí thép + dầmmphụ phụ ++dầ dầmmchính Kế Kếttquả tính nê n lậ p bả tính nên lập bảnng.g Nộ Nộiidung: dung: Sơ Sơđồ đồmặ mặttbằ bằnngg sà n , bố trí cố t thé p sà n , sàn, bố trí cốt thép sàn,dầ dầmm phụ , dầ m chính,biể u đồ bao phụ, dầm chính,biểu đồ bao mô mômmen envà vàbao baovậ vậttliệ liệuucủ củaa dầ m chính, cá c bả n g thố n dầm chính, bảng thốnggkê kê thé thépp, ,phâ phânnloạ loạiithé thépp, ,ghi ghichú chuù…… trang trang 55 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Trình tự thiết kế BẢN Xác đònh sơ đồ tính, nhòp tính toán lo Xác đònh tải tiêu chuẩn + tải tính toán DẦM PHỤ Tính nội lực: M, Q + biểu đồ bao Tính cốt thép dọc, cốt đai, cốt xiên Bố trí cốt thép chòu lực thép cấu tạo DẦM CHÍNH Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Thống kê phân loại cốt thép trang trang 66 Pha Phầàn 1: THIE THIẾÁT KE KẾÁ BA BẢÛN ∅ a 300 ∅ a 300 ∅ ∅ ∅ a 300 a 300 a 300 3 ∅ a 240 ∅ a 240 ∅ a 240 5 ∅ ∅ a 240 a 240 5 trang trang 77 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Sơ đồ tính 1m Cắt 1m theo phương L1 để tính Sơ đồ tính dầm liên tục nhòp chòu tải phân bố theo sơ đồ khớp dẻo Nhòp tính toaùn: Lo = L1 – bdp L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 qs = gs + ps L1 L2 A L2 B L2 C L2 D M E Lob Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Lo 0.5Lo trang trang 88 Tính toán bố trí cốt thép Thép AI: φ = 6-10 mm Tính thép sàn theo cấu kiện uốn tiết diện chữ nhật cốt đơn: Hàm lượng thép: µ = (0,3-0,9)% b = 100 cm, ho = hb- a (a = 1-2 cm) Vì tính theo sơ đồ khớp dẻo, kiểm tra ξ ≤ 0,3 Khơng cần tính cốt thép chịu cắt αLob Lob/8 ∅ a 300 αLo Lo/6 ∅ Lob L1 Lo/6 a 300 α = 1/4 P/G < Lo L1 α = 1/3 P/G > 3 Lưu ý: Tại vị trí khoảng cách thép nên chọn @ ≤ 250 mm trang trang 99 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Pha Phầàn 2: THIE THIẾÁT KE KẾÁ DA DẦÀM PHU PHỤÏ ∅6 a 130 ∅6 a 260 ∅ 14 ∅ 16 MAËT CAÉT 1-1 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 B 2 ∅ 14 ∅ 12 ∅ 12 A 3 ∅ 12 ∅ 12 ∅6 a 260 ∅ 14 MẶT CẮT 2-2 ∅ 14 ∅ 14 ∅ 12 C ∅ 14 ∅ 12 ∅6 MẶT CẮT 3-3 a 260 ∅ 14 MẶT CẮT 4-4 trang trang 10 10 Sơ đồ tính dầm phụ qdp = gdp + pdp M Lob Lo 0.5Lo Nhịp tính toán: Lo = L2 - bdc Tĩnh tải: gdp = gsL1 + gbtdp Hoạt tải: pdp = psL1 Chọn dầm phụ để tính toán Sơ đồ tính dầm liên tục (≤ nhòp) chòu tải phân bố theo sơ đồ khớp deûo trang trang 11 11 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Biểu đồ bao mômen dầm phụ Momen M1 để tính nhòp, momen M2 để tính gối dầm Dùng bảng tính sơ đồ sẳn có để tìm k, β 1, β2 Chỉ tính mômen cho ½ dầm lấy đối xứng Lob bdp Lo kLob 0.425Lob bdp 0.5Lo M2 = β2qdLo2 0.2Lob A 5 10 B 0.15Lob 10 11 12 C 0.15Lo 0.15Lo 0.15Lo M1 = β1qdLo2 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 trang trang 12 12 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ Không cần quan tâm đến dấu lực cắt cốt đai khép kín Chỉ tính lực cắt cho ½ dầm Lob bdp bdp QBp = 0.5qd Lo QA = 0.4qd Lob Lo 5 A 0.5Lo QBp = 0.5qd Lo 10 B 10 11 12 C QBt = -0.6qd Lob QCt = -0.5qd Lo trang trang 13 13 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Tính cốt thép dọc dầm phụ Tính thép mép gối theo cấu kiện uốn tiết diện chữ nhật cốt đơn: Tính thép nhịp theo cấu kiện tiết diện chữ T cốt đơn (b’f < Lo/3): b = bdp , ho = hdp- a (a ≥ cm) ∅6 a 130 ∅6 a 260 ∅ 16 MẶT CẮT 1-1 B ∅ 14 ∅ 12 2 ∅ 14 ∅ 12 A b = bdp , ho = hdp- a (a ≥ cm) ∅ 12 ∅ 12 ∅6 MẶT CẮT 2-2 C ∅ 14 4 Vì dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo, kiểm tra6ξ ≤ 0,3 ∅ 14 a 260 ∅ 14 ∅ 14 ∅ 12 ∅ 12 ∅6 a 260 ∅ 14 Thép AII: φ = 12-20 mm ∆φ = 4-8 MẶT CẮT 3-3 MẶTmm CẮT 4-4 Hàm lượng thép: µ = (0,5-1,5)% Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 trang trang 14 14 Các trường hợp tính theo lực cắt (Q) Công thức độ bền tiết diện nghiêng theo lực cắt (Q): Q ≤ Qb + Qsw + Qs ,inc a) Tính BTCT theo lực cắt (Q): - Không thép ngang (Asw, As,inc) ⇒ Qmax ≤ Qb : không nứt nghiêng b) Tính tốn dầm BTCT theo lực cắt (Q) có cốt đai: - Thép đai cấu tạo (Asw , sct) ⇒ Qmax ≤ Qb : không nứt nghiêng - Thép đai tính tốn (Asw , s) ⇒ Qb ≤ Q ≤ Qb + Qsw : có nứt nghiêng c) Tính tốn dầm BTCT theo lực cắt (Q) có thép xiên: - Tổng quát ⇒ Qb + Qsw ≤ Q ≤ Qb + Qsw + Qs ,inc : có nứt nghiêng trang trang 15 15 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Cấu tạo thép đai dầm: (Asw , sct) P1 q sct1 sct1 sct1 P2 sct2 sct2 sct1 sct1 sct1 h Q Q L1 ≥ L/4 L2 = L -2L1 L1 ≥ L/4 - Cốt đai: φsw = φ6 → φ10 loại AI có Rsw = 175 MPa - Bước đai hai đầu dầm (đoạn L1) : h < 45cm ⇒ sct1 = ( h / ; 15cm) h > 45cm ⇒ sct1 = (h / ; 30cm) - Bước đai dầm (đoạn L2) : h > 30cm ⇒ sct = (3h / ; 50cm) Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 trang trang 16 16 Tính cốt đai dầm phụ & s s s Qb b’f x Nb mặt cắt nghiêng ho Asw As h RswAsw2 Q RswAsw1 h’f Act b c stt = M b = φb (1+φ f +φn ) Rbt bho2 ∴ (1+φ f +φn ) ≤ 1,5 M b Rsw Asw Q2 smax = φb (1+φn ) Rbt bho2 Q Bố trí bước đai (s) cho: s = (sct ; stt ; smax ) trang trang 17 17 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Cấu tạo thép xiên dầm: (As,inc , α) P1 q sct1 sct1 P2 sct1 sct2 sct2 sct1 sct1 α sct1 α h Q ≤ smax ≤ smax ≤ smax ≤ smax Q - Cốt xiên: φs,inc = φ12 → φ25 loại AII có Rs,inc = 225 MPa - Góc nghiêng: α = 45° (thơng dụng); α ≤ 60° (h ≥ 80cm); α = 30° (h ≤ 30cm) - Khống chế khoảng cách smax : smax = Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 ϕ b (1 + ϕ n ) Rbt bho2 Q trang trang 18 18 10 Tính cốt xiên dầm phụ & s s α s Ainc1 s Ainc2 Công thức thực hành: Ainc ,i = ho Ainc3 Rs ,inc sin α  Q1 − Qwb ,min  Ainc1 = Rs ,inc sin α  Q2 − Qwb ,min  ⇒  Ainc = Rs ,inc sin α  Q  − Qwb ,  Ainc = Rs ,inc sin α  c1 = co c2 = co “Tiết diện nghiêng nguy hiểm có hình chiếu co ln ln cắt qua lớp cốt thép xiên”: thiên an toàn !!! Qi − Qwb,min c3 = co x Q2 Q3 Qwb ,min = Q1 Qwb,min Mb + qswco co Rsw Asw s M b = φb (1+ φ f + φn ) Rbt bho2 co = M b qsw ; qsw = trang trang 19 19 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tơng 11 Pha ÍNH Phầàn 3: THIE THIẾÁT KE KẾÁ DA DẦÀM CH CHÍNH ∅8 a 200 ∅8 a 400 2 ∅ 12 ∅ 22 ∅ 22 ∅ a 80 9A ∅8 a 400 2 ∅ 22 ∅ 20 MẶT CẮT 1-1 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 ∅ 22 ∅ 22 ∅8 a 200 ∅ 22 ∅ 22 2 ∅ 12 ∅ 20 MẶT CẮT 2-2 ∅ 22 ∅ 22 ∅8 a 200 ∅ 22 ∅ 22 2 ∅ 12 ∅ 22 MAËT CAÉT 3-3 ∅ 22 ∅ 12 ∅8 a 200 ∅ 20 ∅ 22 MẶT CẮT 4-4 trang trang 20 20 11 Sơ đồ tính dầm Chọn dầm chínhï sàn để tính toán Sơ đồ tính dầm liên tục (≤ nhòp) đàn hồi chòu tổ hợp tải trọng P + G P/2 P - Tónh tải: G = gdpL2 + Gbtdc - Hoạt tải: P = pdpL2 - Nhòp tính toán: Lo = (3-4)L1 G/2 G P P P G G P G G P P G G M Lo Lo 0.5Lo trang trang 21 21 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Biểu đồ bao mômen dầm ví dụ dầm liên tục nhòp G/2 G G G G G G G G Lo Lo G/2 P P P P P P/2 P P Lo Duøng “phương pháp tổ hợp” để xác đònh mômen Mi với: Mi = MG + MPi MG = αGLo MPi = αPiLo Sau chồng đường Mi lên để có biểu đồ bao mômen Chỉ cần tính mômen cho ½ dầm lấy đối xứng Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 P/2 P P/2 P P P P P P P P P P P P/2 trang trang 22 22 12 Biểu đồ bao lực cắt dầm ví dụ dầm liên tục nhòp G/2 G G G G Lo G G G G G/2 P/2 P P P P P P P/2 P P P/2 Lo Lo Duøng “phương pháp tổ hợp” để xác đònh lực cắt Qi với: Qi = QG + QP i QG = β 1G QPi = β 2Pi Sau chồng đường Qi lên để có biểu đồ bao lực cắt Chỉ cần tính lực cắt cho ½ dầm P/2 P P P P P P P P P P P trang trang 23 23 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Tính cốt thép dọc dầm Tính thép mép gối theo cấu kiện uốn tiết diện chữ nhật cốt đơn: Tính thép nhịp theo cấu kiện tiết diện chữ T cốt đơn (b’f < Lo/3): b = bdc , ho = hdc- a (a ≥ cm) ∅ a 200 b = bdc , ho = hdc- a (a ≥ cm) ∅ a 400 3 ∅ 12 ∅ 22 ∅ 20 ∅ 22 ∅ a 80 9A ∅ a 400 2 ∅ 22 2 3 MẶT CẮT 1-1 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 ∅ ∅ 22 ∅ 22 ∅ 22 ∅ 22 a 200 ∅ 12 ∅ ∅ 20 MẶT CẮT 2-2 1 ∅ 22 ∅ 22 ∅ 22 7 Vì tính theo đàn hồi, kiểm tra ξ ≤ ξR ∅ 22 ∅ 22 ∅ 12 Tính thép2 chịu cắt dầm phụ a 200 a 200 12 ∅ ∅ Thép AII: φ4 = 12-25 mm 22 ∆φ = 4-8 mm ∅ ∅ 20 ∅ 22 MẶTlượng CẮT 3-3 thép: µ = (0,5-1,5)% MẶT CẮT 4-4 Hàm trang trang 24 24 13 Tính tốn cốt treo (giật đứt) dầm 3 a)- Khơng thép vai bò Fdp ho hs hs bdp a hs Kiểm tra giật đứt Fdp ≤ ∑R sw ∅ a 80 b)- Có thép vai bò Asw + ∑Rs ,inc As ,inc sin α 2φ20 - hs ho - Fdp = G + P (tải tập trung truyền từ dầm phụ) - Khi tải giật đứt q lớn bố trí thép vai bò ∅ a 80 trang trang 25 25 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tơng tơng 11 Pha Ồ VA Phầàn 4: VẼ BIE BIỂÅU Đ ĐỒ VẬÄT LIE LIỆÄU ∅ 22 (31,08 T.m) W=640 ∅ 22 (27,2 T.m) ∅ 22 (27,2 T.m) W=640 ∅ 22 (18,23 T.m) W=640 ∅ 22 (12,56 T.m) W=720 ∅ 20 + ∅ 22(17,84 T.m) 15,818 28,666 ∅ 20 (12,56 T.m) 22,229 6,116 ∅ 22 (18,23 T.m) W=760 ∅ 22 (12,56 T.m) 31,023 Kiểm tra bố trí thép: a tt = ∑ Fai a i ∑ Fai ≤ a gt ∅ 22 (13,49 T.m) W=600 ∅ 20 + ∅ 22(17,84 T.m) W=720 φ 20 + φ 22 (30,05 T.m) Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 ∅ 20 + ∅ 22(18,99 T.m) Yêu cầu: 1.0 < [M]/M < 1.1 trang trang 26 26 14 Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen M (tại mép gối) a/- Mômen mép gối chưa hiệu chỉnh 1,18 1,0 0,95 Mo 0,3 0,5 M = Mo + M1 0,6 1,18 - 1,0 = 0,18 0,06 0,12 M1 1,00 1,00 0,95 b/- Mômen mép gối hiệu chỉnh Yêu cầu - Áp dụng cho sơ đồ đàn hồi 0,36 0,5 0,6 M - Hiệu chỉnh mômen không 20% so với giá trị ban đầu trang trang 27 27 Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Uốn cốt thép lên gối chịu mômen âm dầm vùng mômen âm (M-) α α x x As2 = 2φ φ16 x x As1 = 2φ φ20 Ghi - Kiểm tra : x ≥0,5 ho = 0,5(h - att ) (att = a1 As1 + a2 As ) As + As - Chỉ nên dùng thép dọc uốn lên gối chịu mômen M a2 h a1 As1 As2 b - Chỉ nên dùng thép đai + thép xiên chịu lực cắt Q Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 trang trang 28 28 15 Cắt bớt thép dọc theo biểu đồ bao vật liệu [M] Q1 = δM/δx 2φ16 W M Yêu cầu: 1.0 < [M]/M < 1.1 2φ16 + 2φ20 W 2φ16 Vị trí cắt khơng thép xiên Vị trí cắt có thép xiên  Q1 + 5d  W ≥ max  2qsw  20d  Q1 − Qs ,inc + 5d  W ≥ max  2q sw  20d qsw = Rsw Asw 0,8Rs nAw = s s Hướ ớng ddẫn ẫn đđồ áán n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Qs ,inc = ∑ Rs ,inc As ,inc sin α trang trang 29 29 16 ... ớng ddẫn ẫn đồ án n bê Hư Hướng bê tông tơng 11 Pha Phầàn 2: THIE THIẾÁT KE KẾÁ DA DẦÀM PHU PHỤÏ ∅6 a 13 0 ∅6 a 260 ∅ 14 ∅ 16 MẶT CẮT 1- 1 Hướ ớng ddẫn ẫn đồ án n bê Hư Hướng bê tông tông 11 B... 0.5Lo M2 = β2qdLo2 0.2Lob A 5 10 B 0 .15 Lob 10 11 12 C 0 .15 Lo 0 .15 Lo 0 .15 Lo M1 = β1qdLo2 Hướ ớng ddẫn ẫn đồ án n bê Hư Hướng bê tông tông 11 trang trang 12 12 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ Không... trang trang 15 15 Hướ ớng ddẫn ẫn đồ án n bê Hư Hướng bê tông tông 11 Cấu tạo thép đai dầm: (Asw , sct) P1 q sct1 sct1 sct1 P2 sct2 sct2 sct1 sct1 sct1 h Q Q L1 ≥ L/4 L2 = L -2L1 L1 ≥ L/4 - Cốt