Đồ án giải chi tiết đầy đủ, dễ hiểu.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TOÀN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU NỘI DUNG PHẦN A: TÍNH TỐN SÀN DẦM TỒN KHỐI THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI .6 CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN DẦM BTCT TỒN KHỐI I MƠ TẢ CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI: Sơ đồ mặt sàn: Các lớp cấu tạo sàn: Sơ đồ truyền lực kết cấu sàn: II YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II ( TTGH II): Yêu cầu vật liệu: Yêu cầu trạng thái giới hạn II ( TTGH II): III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN: Tĩnh tải : Hoạt tải: .9 Tổng tải trọng: IV LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT: Chiều dày sàn: Chọn kích thước dầm phụ: 10 Chọn kích thước cho dầm chính: 10 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BẢN SÀN BTCT TOÀN KHỐI 11 I SƠ ĐỒ TÍNH BẢN SÀN BTCT: 11 Sơ đồ tính: .11 Nhịp tính tốn: 12 Sơ đồ chất tải cho sàn: 12 II XÁC ĐỊNH NỘI CỦA BẢN SÀN - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000: .12 Tính vẽ biểu đồ bao mômen cho sàn: 12 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Tính vẽ biểu đồ bao lực cắt sàn: 14 III TÍNH TỐN CỐT THÉP BẢN SÀN: 18 Tính tốn cốt thép chịu mơmen uốn sàn: 18 Bố trí cốt thép: .23 IV KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN SÀN: 24 Khả chịu cắt phẳng: 24 Khả chống cắt thủng : 24 V KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO BẢN SÀN: 25 VI CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI: 36 Chỉ tiêu vể tải trọng: 36 Chỉ tiêu vật liệu: 36 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN DẦM PHỤ 37 I SƠ ĐỒ TÍNH DÀM PHỤ: 37 Sơ đồ tính: .37 Nhịp tính tốn: 38 Sơ đồ chất tải dầm phụ: 38 II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM PHỤ: 39 Hoạt tải: 39 Tĩnh tải: 39 Tải trọng toàn phần: 39 III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM PHỤ - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000: 39 Tính vẽ biểu đồ bao mômen dầm phụ: 39 Tính vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm phụ: 41 IV TÍNH TỐN CỐT THÉP DỌC DẦM PHỤ: 46 Tính tốn cốt thép chịu lực : 46 Bố trí cốt thép: .49 V TÍNH TỐN THÉP NGANG: 51 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Số liệu tính tốn: .51 Các bước tính tốn: 51 Khoảng cách cốt đai : .52 Bố trí cốt đai dầm phụ: 52 VI TÍNH TỐN VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CẮT: 53 Khả chịu lực tiết diện .53 Xác định tiết diện cắt lý thuyết: 54 Xác định đoạn kéo dài W: 57 VII KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO DẦM PHỤ: 58 VIII CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI: .66 Chỉ tiêu vể tải trọng: 66 Chỉ tiêu vật liệu: 66 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ DẦM CHÍNH - THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI: 68 I SƠ ĐỒ TÍNH DẦM CHÍNH: 68 Sơ đồ tính: .68 Nhịp tính tốn: 68 Sơ đồ chất tải dầm chính: 68 II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 69 Tĩnh tải tập trung : (g) 69 Hoạt tải tập trung : (g) 69 III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHÍNH - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000: 70 Biểu đồ mơmen dầm chính: 70 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính: 72 IV TÍNH TỐN CỐT THÉP DỌC CỦA DẦM CHÍNH: 79 Tính tốn cốt thép dọc dầm chính: 79 Bố trí cốt thép: .84 V TÍNH TỐN CỐT THÉP NGANG: 86 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN Số liệu tính tốn: .86 Khoảng cách cốt đai: 88 Tính tốn cốt treo: 89 VI TÍNH TỐN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ VẬT LIỆU: 89 Tính toán khả chịu lưc tiết diện : 89 Xác định tiết diện cắt lý thuyết: 91 Xác định đoạn kéo dài W: 92 Biểu đồ bao vật liệu : 93 VII KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO DẦM CHÍNH: 93 VIII CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI: 102 Chỉ tiêu vể tải trọng: 102 Chỉ tiêu vật liệu: 102 PHẦN B: TÍNH TỐN SÀN DẦM TỒN KHỐI THEO SƠ ĐỒ KHỚP DẺO .104 PHẦN C: SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ KHỚP DẺO – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI 126 I KHÁI QUÁT VỀ HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH: 126 Phương pháp sơ đồ đàn hồi: 126 Phương pháp sơ đồ khớp dẻo: .127 II ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN: 128 1.Phương pháp 1: Tính tốn Sàn Dầm BTCT Toàn Khối theo phương pháp sơ đồ đàn hồi: 128 2.Phương pháp 2: Tính tốn Sàn Dầm BTCT Tồn Khối theo phương pháp sơ đồ khớp dẻo: 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN LỜI MỞ ĐẦU Đồ án môn học kết cấu Bê Tông Cốt Thép1(BTCT1) “Sàn sườn toàn khối dầm” đồ án quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng thuộc Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường Kiến Trúc Thành Phố Hồ Chí Minh Đồ án giúp cho sinh viên nâng cao vận dụng tổng hợp, sang tạo kiến thức học để tính tốn cấu kiện BTCT thường gặp, làm quen nắm bắt quy cách với việc thiết kế sau đặc biệt rèn luyện kỹ thể vẽ kết cấu Đồ án BTCT1 tập trung vào ba nội dung bản: Bản sàn, hệ kết cấu dầm phụ, hệ kết cấu dầm Với đồ án BTCT1 tính tốn cho sàn mặt sàn cho cơng trình nhà dân dụng, đồ án xây dựng dựa tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN356.2005 Phần mềm hỗ trợ làm đồ án sap2000, Autocad ngồi có số phần mềm phụ trợ trình làm thuyết minh đồ án Trong thời gian thực Đồ án gặp số khó khăn định em cố gắng, nổ lực học hỏi, bổ sung kiến thức để hoàn thành tiến độ giao Tuy nhiên kiến thức thân hạn chế nên ảnh hưởng phần đến “chất lượng” đồ án Vì chắn đồ án nhiều sai sót Rất mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến từ thầy bạn bè để em kịp thời khắc phục, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình làm việc, cơng tác sau Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường Đại học Kiến Trúc Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy HỒNG THIỆN TỒN tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế cho em suốt q trình học tập mơn BTCT1 trường thời gian làm đồ án TP Hồ Chí Minh, ngày 01tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực NGUYỄN ĐẠT THẠNH SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN NỘI DUNG PHẦN A: TÍNH TỐN SÀN DẦM TOÀN KHỐI THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN DẦM BTCT TỒN KHỐI MƠ TẢ CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI: I Sơ đồ mặt sàn: C DẦM CHÍNH DẦM PHỤ D 5400 C B C 16200 5400 B B A 5400 A A 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 30000 11 13 Hình1: Sơ đồ mặt sàn dầm tồn khối - Dựa vào sơ đồ mặt sàn ta phân tích sau: Hệ kết cấu sàn sườn BTCT toàn khối gồm: Bản sàn, hệ dầm phụ hệ dầm Trong Bản sàn có 12 nhịp, nhịp l1=2500 (mm) Hệ kết cấu gồm 11 dầm phụ, dầm phụ có nhịp, nhịp dài l2 = 5400 (mm) Hệ kết cấu gồm dầm chính, dầm có nhịp, nhịp dài 3l1 =7500 (mm) SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP - GVHD: HỒNG THIỆN TOÀN Kết cấu đỡ sàn: Tường biên bao xung quanh chu vi sàn có chiều dày: dT = 400 (mm) Được bố trí cột BTCT có kích thước (350 x 350) mm, chịu lực chống đỡ cho sàn Các lớp cấu tạo sàn: - Cấu tạo chung lớp sàn từ xuống sau: + Lớp gạch lát dày 10 (mm) + Bản sàn BTCT chịu lực + Lớp vữa đệm dày 30 (mm) + Lớp vữa trát trần dày 10 (mm) Sơ đồ truyền lực kết cấu sàn: Sàn tiếp nhận tải trọng theo phương thẳng đứng lên sàn, tải trọng bao gồm: tĩnh tải (g) hoạt tải (P).Tiếp đến truyền đến dầm phụ, sau từ dầm phụ truyền vào dầm Cuối dầm truyền tải trọng lên cột tường biên bao quanh chu vi sàn.Từ cột tường truyền tải trọng xuống móng Bản Sàn Dầm Phụ Dầm Chính Tường Biên Cột Móng Hình 2: Sơ đồ truyền lực kết cấu sàn dầm toàn khối SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TOÀN YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II ( TTGH II): II Yêu cầu vật liệu: 1.1 Bê tông : - Sự dụng bê tông nặng với cấp độ bền theo cường độ chịu nén B20 cho sàn dầm phụ, dầm chính.Trong B20 có Rb =11,5MPa; Rbt= 0,9 MPa; Eb =2 103 MPa 1.2 Cốt thép: - Nhóm thép loại CI: Dùng cốt thép sàn, cốt thép cấu tạo, cốt đai: Rs = 225 MPa; Rsw =175 MPa; Rsc =225 MP; Es = 21x10-4 MPa - Nhóm thép loại CII: Dùng cốt thép dọc cho dầm phụ dầm chính: Rs = 280 MPa; Rsw = 225MPa; Rsc =2 MPa ; Es = 21x10-4 MPa - Sự dụng thép dạng sợi nối buộc cốt thép dây mềm D = (mm) Yêu cầu trạng thái giới hạn II ( TTGH II): =( )L 150 - Độ võng giới hạn sàn: - Độ võng giới hạn dầm phụ: - Độ võng giới hạn dầm chính: - Yêu cầu cấp chống nứt không quy định III gh gh gh =( = )L 200 ( 250 )L TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN: Tĩnh tải : Tĩnh tải sàn trọng lượng thân lớp cấu tạo lên sàn Kết tính tốn ghi bảng đây: SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TOÀN Bảng 1: Kết tải trọng tĩnh tải lớp cấu tạo lên sàn Các lớp cấu tạo Tải tiêu chuẩn ( (kN/m2) Lớp gạch lát Hệ số an tồn Tải tính tốn (kN/m2) 0,20 1,1 0,22 0,54 1,2 0,648 2,00 1,1 2,2 0,18 1,2 0,216 Dày 10 mm,γ =20 kN/m Lớp vữa đệm Dày 30mm,γ=1 kN/m Bêtông cốt thép: Dày mm,γ=25kN/m3 Lớp trát trần Dày 10 mm, γ=1 kN/m Tổng cộng 2,92 3.290 Hoạt tải: c - Giá trị hoạt tải tiêu chuẩn: p = 450 kG/m2 = 4,5 (kN/m2) - Giá trị hoạt tải tính tốn: - Trong thành phần ngắn hạn hoạt tải P 60%, thành phần dài hạn Pttb = Pc np = 4,5 1,2 = 5,4 (kN/m2) c hoạt Pc 40% Hệ số vượt tải np =1,2 Tổng tải trọng: Tải trọng toàn phần tác dụng lên dải sàn với bề rộng b = 1m là: qttb = (pttb + gttb ) = 8,690 (kN/m) LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT: IV Chiều dày sàn: 1.1 Phân loại sàn: - Để xác định phân loại sàn, ta xét tỉ số hai cạnh sàn: SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP - Ta có: l2 l1 = 5400 2500 GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN = 2,16 Nên xem sàn sườn BTCT toàn khối loại dầm, sàn làm việc theo phương cạnh ngắn Để tính tốn cách dải có bề rộng b = 1m theo phương vng góc với dầm phụ tính dầm liên tục 1.2 Chọn sơ kích thước phận sàn: - Tính toán sơ chiều dày sàn theo cơng thức: hb = D l m Trong đó: - m = 30 ÷ 35 Đối với loại dầm (bản làm việc theo phương) - D = 0, ÷ 1,4 Phụ thuộc vào tải trọng Chọn D =1 hb = 1 1 ÷ l1 = ÷ 35 20 35 20 2500 = 1,42 ÷ 125 (mm) Chọn hb = 80 (mm) Chọn kích thước dầm phụ: 2.1 Chiều cao dầm phụ :( - Chiều cao dầm phụ xác định theo công thức : hdp = 1 1 ÷ l2 = ÷ 20 10 20 10 Chọn hdp = 350 (mm) 2.2 Bề rộng dầm phụ: ( - ) 5400 = ÷ 540 (mm) ) Bề rộng dầm phụ tính theo cơng thức: bdp = 0,3 ÷ 0,5 hdp = 0,3 ÷ 0,5 350 = 120 ÷ 200 (mm) Chọn bdp = 200 (mm) Vậy kích thước dầm phụ là: (200 x 350) mm Chọn kích thước cho dầm chính: 3.1 Chiều cao dầm chính: ( hdc ) - Căn vào nhịp ldc = 3l1 = 500 (mm) Chiều cao dầm xác định theo cơng thức: hdc = 1 1 ÷ ldc = ÷ 20 10 20 10 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH 500 = ÷ 50 (mm) Trang 10 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Hình B -10: Sơ đồ tính tốn dầm Nhịp tính tốn: Nhịp tính tốn dầm xác định sau: - + Nhịp biên: Lb = L2 - bdc = 5400 - 150 = 5250 (mm) + Nhịp giữa: Lg = L1 - bdp = 5400 - 300 = 5100 (mm) 400 7325 350 7500 7150 7500 Hình B-11: Sơ đồ xác định nhịp tính tốn dầm II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: ( PHẦN A) III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM CHÍNH – PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG: Cách tính theo sơ đồ dẻo: - Thực thao tác giống theo sơ đồ đàn hồi , sau có biểu đồ mômen sơ cấp (Mi ) trường hợp TH = MG +MPi1 , TH = MG +MPi2 , - Sau ta thực điều chỉnh phân phối mômen cách ứng biểu đồ sơ cấp lập biểu đồ (mi ) sau cộng với biểu đồ (Mi ) để giảm mômen gối (vì tính theo sơ đồ đàn hồi mơmen gối lớn nhịp) - Thành lập biểu đồ (mi ): đặt vào tiết diện gối tựa ( nơi dự định xuất khớp dẻo) mômen dương m, với giá trị m tùy ý, gí trị m 0,03 Mi gối xét ( đa số gối thứ hai) SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 116 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP - GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Khi giá trị hoạt tải khơng lớn, với P 1.3G, xây dựng biểu đồ bao mơmen xét đến hai trường hợp chất tải hoạt tải, đặt cách nhịp nhịp lẻ nhịp chẵn mà không cần điều chỉnh phân phối mômen Trư ng h p chất tải: - Do hoạt tải tác dụng lên dầm khơng lớn P = 72,9 (kN).< 1.3G = 83,72 (kN) Nên xét đến ba trường hợp chất tải Không cần hiểu chỉnh cấp phối mômen - Trường hợp 1: Tĩnh tải (g) chất đầy lên toàn dầm - Trường hợp 2: Hoạt tải ( P ) chất đầy lên toàn nhịp lẻ dầm - Trường hợp3: Hoạt tải (P) chất đầy lên tồn nhịp chẵn dầm (A) P G P G P G P G P G P G P G P G G G G G G G G G P P P P P P G G MG (B) MP1 (C) P P MP2 Hình B-12: Các trường hợp chất tải dầm Biểu đồ mơmen dầm chính: 3.1 Biểu đồ mơmen trư ng h p: - Trường hợp 1: Tĩnh tải (g) chất đầy lên tồn dầm G th1 G l=7500 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH G l=7500 G G G l=7500 l=7500 Trang 117 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Hình B-13: Biểu đồ mômen TH1 - Trường hợp 2: Hoạt tải ( P ) chất đầy lên toàn nhịp lẻ dầm P P P l=7500 l=7500 P l=7500 l=7500 Hình B-14: Biểu đồ mơmen TH2 - Trường hợp3: Hoạt tải (P) chất đầy lên toàn nhịp chẵn dầm P l=7500 P l=7500 P l=7500 P l=7500 Hình B-15: Biểu đồ mơmen TH3 3.2 Tổng h p biểu đồ bao mơmen dầm chính: SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 118 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP P P G G G GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN G P P G G G G Hình B-16: Biểu đồ mơmen (Mi1 dầm G G P P G G G G P P G G Hình B-17: Biểu đồ mơmen (Mi2 dầm Hình B-18: Biểu đồ bao mơmen dầm Biểu đồ bao lực cắt dầm chính: SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 119 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN 4.1 Biểu đồ bao lực cắt trư ng h p: - Trường hợp 1: Tĩnh tải ( g ) chất đầy lên tồn dầm G th1 G G l=7500 G G G G l=7500 l=7500 l=7500 G Hình B-19: Biểu đồ lực cắt TH1 - Trường hợp 2: Hoạt tải (P) chất đầy lên toàn nhịp lẻ dầm P P P l=7500 l=7500 P l=7500 l=7500 Hình B-20: Biểu đồ lực cắt TH2 - Trường hợp3: Hoạt tải (P) chất đầy lên toàn nhịp chẵn dầm P l=7500 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH l=7500 P P l=7500 P l=7500 Trang 120 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Hình B-21: Biểu đồ lực cắt TH3 4.2 Tổng h p biểu đồ bao lực cắt dầm chính: P P G G G G P P G G G G Hình B-22: Biểu đồ lực cắt (Mi1 G G P P G G G G P P G G Hình B-23: Biểu đồ lực cắt (Qi2 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 121 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Hình B-24: Biểu đồ lực cắt dầm IV TÍNH TỐN CỐT THÉP CỦA DẦM CHÍNH: Tính tốn cốt thép dọc dầm chính: - Giả thiết a = (mm) tiết diện gối chịu mômen âm Nên h0 = 650 – = (mm) Với tiết diện ( bdc x hdc) = ( 300x650) mm - Giả thiết a = 50 (mm) tiết diện nhịp chịu mômen dương Nên h0 = 650 – 50 = 600 (mm) Với tiết diện ( bf x hdc) = ( 1260x650) mm - Với: m= M Rb.b.h0 ; γ= 0,5 1-2 m ; = M ; Rs γ.ho = As ; bh0 Bảng 4: Kết tính cốt thép dầm chính: Thép chọn Tiết diện M (kNm) γ 215,12 0,897 1477 22 1520 0,85 +2,91 144,95 0,933 957 22 +2 25 1362 0,77 +1,57 (mm2) (%) (mm ) (%) Gối B (300x650) Gối C (300x650) SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 122 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Nhịp biên 271,54 0,973 1662 22 +2 25 1742 0,92 +4,80 174,91 0,982 1100 22 1140 0,61 +3,64 (1280x650) Nhịp (1380x650) Bố trí cốt thép: 2.1 Tính tốn kiểm tra chiều cao làm việc thực tế: Tính toán kiểm tra chiều cao làm việc thực tế tiết diện so với giả thiết Ta xác định giá trị a theo công thức : Asi a= AS - Trong đó: Asi - diện tích cốt thép lớp thứ i - khoảng cách từ lớp cốt thép thứ i đến mép dầm - Từ xác định chiều cao làm việc theo công thức : - Với lớp bêtông bảo vệ dầm phụ: Phía C ≥ {Co = 25; Phía C ≥ {Cdp + max = max= – a = 25} Chọn C = 25 (mm) 20+ 16 = 36} Chọn C = 40 (mm) Khoảng hở hai lớp cốt thép: - Phía t ≥ {to = 25; Phía t ≥ {to = 30; max = max = 25} Chọn t = 30 (mm) 25} Chọn t = 30 (mm) 2.2 Bố trí cốt thép dầm chính: 2Ø25 2Ø25 300 300 Nhịp biên 2Ø25 Gối B 1Ø22 2Ø22 300 Nhịp 650 650 2Ø22 2Ø25 650 2Ø22 650 2Ø22 2Ø22 300 Gối C BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM CHÍNH SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 123 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2Ø25 300 2Ø25 300 2Ø22 2Ø25 300 MC 2-2 1Ø22 300 MC 3-3 650 2Ø25 650 650 2Ø22 MC 1-1 2Ø25 2Ø22 650 2Ø22 650 2Ø22 GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN MC 4-4 2Ø22 300 MC 5-5 MẶT CẮT CHI TIẾT CỐT THÉP DẦM CHÍNH Hình B-25: Bố trí cốt thép dầm V TÍNH TỐN CỐT THÉP NGANG: Số liệu tính tốn: - Bêtơng: Cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, Eb = 27.103MPa - Cốt thép : Chọn cốt đai loại thép CI, dạng cốt đai nhánh, As = 100 (mm2); Rsw = 175 MPa; Es= 21.104MPa - Từ biểu đồ lực cắt dầm phụ, nhận xét Qmax gối B, Qmax = QBT= 165,98(kN) Các bước tính tốn: 2.1 Kiểm tra điều kiện tính tốn: Qb0 =0,5 = 0,5 b4 b4 Rbt bh0 .Rbt.bh0 = 0,5.1,5.900.0,3.0,58 = 117,45 ( kN) Q max > Cần phải tính cốt đai chịu lực cắt 2.2 Kiểm tra ứng suất nén chính: Q - Qbt =0,3 b1 R bh0 b - Là hệ số xét đến ảnh hưởng cốt đai đặt vng góc với Giả thiết: trục cấu kiện - Từ tính giá trị hệ số xét đến khả phân phối lại nội lực loại bê tơng khác tính theo: Qbt =0,3 b1 b1 =1- =1-11,5.0,01 =0,885 .R bh0 = 0,3.0,885.11500.0,3.0,58 = 531,27 ( kN) b Q =165,98 (kN ) Qbt = 531,27 (kN) (Thỏa mãn điều kiện) 2.3 Tính toán cốt đai theo phương pháp thực hành : SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 124 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN Mb = - Trong đó: b2 b2 n Rbt b.h20 - Là hệ số xét đến ảnh hương BT, đối vơi BT nặng chọn b - Là hệ số xét đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T cánh nằm vùng nén n Tính : Mb = Với: - n = - Là hệ số xét đến lực dọc trục, ta có n b2 n Rbt.b.h20 = 2.(1+ 0,083).900.0,3 0,582 = 196,73 ( kNm) 0, h 0, 5.0,24.0,0 = = 0,083 b.h0 0,3.0,5 Tính chiều dài hình chiếu tiết diện nguy hiểm: C= 2Mb 2.1 6, = = 2,37 Q Ta có: C ≥ 2h0 = 1,16 Lấy C = C = 2,3 C0 - Tính lực cắt bê tông nén chịu được: Qb = - 2h0 =1,16 Qb Kiểm tra: Qbmin = b3 Qbmin n Mb 6, = = 83,1 (kN) C 2,3 b3 n Rbt.b Rbt b.h0 = 0,6(1+0,083).900.0,3.0,58 = 101.76 (kN) Điều kiện lấy Qb ≥ Qbmin nên lấy Qb = 101.76 (kN) qs = - Q - Qb C0 = 165, - 101 1,16 = 55,36 (kN/m); qs = Qbmin 2h0 = 101 =87,7 (kN/m) 2.0,5 Kiểm tra khả chống cắt tiết diện nghiêng bê tông cốt đai chịu được: Qmax Qbs = Qs Qb Qs = qs C0 = 87,7.1,16 = 101,73 (kN) Qbs = Qs Qb = 101,73 +101.76 = 203,49 (kN) Qmax = 165,98 (kN) < Qbs = 203,49 (kN) SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 125 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP - GVHD: HỒNG THIỆN TOÀN Kết luận: Dầm đảm bảo khả chịu lực cắt tiết diện nghiêng, khơng cần bố trí cốt xiên Khoảng cách cốt đai: 3.1 Khoảng cách cốt đai: - Khoảng cách cốt đai tính tốn: R A 5.100 Stt = s q s = = 200 (mm) , s - Khoảng cách đai lớn nhất: smax = - b4 (1 n) Rbt b h0 Q Khoảng cách đai cấu tạo: l Vùng gần gối ( ): S Vùng dầm ( l ): S = 1,5 00 0,3 0,5 = 0,82 (m) = 820 (mm) 165, 1/3h =1/3 650 = 216, (mm) 500 mm 3h/4 = 0, 650 = 500 (mm) - Khoảng cách s cần tìm vùng gần gối : s - Trong đoạn dầm lực cắt nhỏ Q < ,5 (mm) Sct , Stt , Smax = 117,45 (kN), khơng cần tính tốn, đặt cốt đai theo cấu tạo Bố trí cốt đai dầm chính: - Ở khu vực gần gối tựa: - Ở khu vực dầm: , hai nhánh, s = 200 (mm) , hai nhánh, s = 400 (mm) PHẦN C: SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ KHỚP DẺO – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI I KHÁI QUÁT VỀ HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH: Phương pháp sơ đồ đàn hồi: Sơ đồ đàn hồi sơ đồ tính tốn cấu kiện mà tác dụng tải trọng hay tác động (nhiệt độ, chuyển vị cưỡng bức, ) phân tố, tiết diện, miền vật liệu hệ kết cấu làm việc giới hạn đàn hồi SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 126 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN Trong sơ đồ đàn hồi nhịp tính toán lấy từ tim cột đến tim cột (dầm chính) hay tim dầm đến tim dầm (dầm phụ) Giá trị nội lực sơ đồ đàn hồi mơmen gối có giá trị lớn mômen nhịp Phương pháp sơ đồ khớp dẻo: Khi có gia tăng cường độ tác dụng tải trọng hay tác động tới mức số vị trí tiết diện hệ siêu tĩnh nói (thường vị trí có nội lực Mơ men cực trị), vật liệu bắt đầu làm việc giới hạn đàn hồi, miền chảy dẻo, khớp dẻo bắt đầu hình thành, khớp dẻo xuất chuyển vị xoay Cùng với việc giảm bậc siêu tĩnh (số bậc siêu tĩnh suy giảm số khớp dẻo vừa hình thành), hệ kết cấu bị thay đổi thành hệ khác có bậc siêu tĩnh thấp hơn, đồng thời có phân bố lại nội lực thay đổi sơ đồ kết cấu, giá trị Mô men cực trị lại xuất vị trí tương ứng với sơ đồ làm việc Nếu q trình gia tăng tải trọng hay tác động tiếp tục, trình hình thành khớp dẻo tiết diện chịu lực nguy hiểm tiếp tục xảy ra, với q trình suy giảm bậc siêu tĩnh phân bố lại nội lực liên tục tiếp diễn, số bậc siêu tĩnh không, hệ kết cấu trở thành hệ tĩnh định chịu mức cường độ tải trọng tác động cực hạn làm tiết diện có nội lực cực trị bắt đầu đạt tới giới hạn chảy, ứng suất cấu kiện chịu kéo đạt tới giới hạn chảy, biến dạng cốt thép phát triển, khe nứt mỡ rộng, vùng kéo bị thu hẹp dẫn đến biến dạng BT vùng nén tăng lên, từ xuất vùng có biến dạng cục lớn.Vùng gọi vùng biến dạng dẻo thêm hệ trở nên hệ biến hình Trạng thái cực hạn hệ kết cấu gọi sơ đồ khớp dẻo Như vậy, sơ đồ khớp dẻo hệ kết cấu siêu tĩnh hệ kết cấu tĩnh định, suy biến từ hệ kết cấu siêu tĩnh gốc xuất đủ số lượng khớp dẻo tới hạn, chịu tải trọng tác động đến mức cực hạn Trong sơ đồ tính sơ đồ khớp dẻo lấy nhịp tính tốn vị trí xuất khớp dẻo, thường mép gối, lấy từ mép gối tựa đến mép gối tựa SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 127 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN: Phương pháp 1: Tính tốn Sàn Dầm BTCT Toàn Khối theo phương pháp sơ đồ đàn hồi: 1.1 Ưu điểm: - Sơ đồ đàn hồi thiên an tồn, vật liệu tính tốn giới hạn đàn hồi, có tính thẩm mĩ cao, dầm khơng nứt, áp dụng rộng rãi thiết kế - Kiểm tra độ võng cách dễ dàng thông qua phần mềm - Các phần mềm hành (sap200, etab, sa e,…) làm viêc dựa theo theo sơ đồ đàn hồi, nên thuận tiện cho việc xác định nội lực kết cấu, hạn chế việc sai sót q trình tính tay hay tra bảng 1.2 Như c điểm: - Tính theo sơ đồ đàn hồi khơng tận dụng hết khả làm việc vật liệu Tính tốn cốt thép có hàm lượng thép nhiều lớn hơn, nôi lực lớn sơ đồ khớp dẻo - Tính theo sơ đồ đàn hồi khơng có phân phối lại nội lực, kết cấu bị phá hoại bê tông đạt đến giới hạn Phương pháp 2: Tính tốn Sàn Dầm BTCT Toàn Khối theo phương pháp sơ đồ khớp dẻo: 2.1 Ưu điểm: - Trong kết cấu bê tông cốt thép, phá hoại dẻo xảy vùng bê tông chịu nén đạt đến cường độ chịu nén cốt thép đạt đến cường độ chịu kéo ( gần đồng thời ), tính theo sơ đồ dẻo tận dụng khả chịu lực cốt thép bê tơng tiết kiệm thép (Vấn đề kinh tế ) Thể phần A phần B qua việc tính tốn cốt thép cho cấu kiện - Tính theo sơ đồ biến dạng dẻo kết cấu vấn làm việc sau bê tông cốt thép đạt giới hạn chảy Khi vị trí xuất khớp dẻo nội lực có phân phối lại 2.2 Như c điểm: - Khi thiết kế cho khớp dẻo xuất vị trí ngồi thực tế khó kiểm sốt khớp dẻo xuất đâu ( sai khác tính tốn thực tế) Dẫn đến SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 128 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN cơng trình gặp nguy hiểm ( chỗ bố trí thiếu thép, chỗ bố trí dư thép) việc hình thành khớp dẻo phân phối lại nội lực kết cấu - Độ an toàn (kết cấu giảm bậc siêu tĩnh), ứng suất cấu kiện chịu kéo đạt tới giới hạn chảy, biến dạng cốt thép phát triển, khe nứt mỡ rộng, vùng kéo bị thu hẹp dẫn đến biến dạng BT vùng nén tăng lên, từ xuất vùng có biến dạng cục lớn.Vùng gọi vùng biến dạng dẻo thêm hệ trở nên hệ biến hình biến dạng lớn - Tính theo phương pháp dễ có vết nứt lớn khớp dẻo độ võng lớn gây tâm lý không tốt cho người sữ dụng làm cho cấu kiện có độ võng lớn - Việc tính tốn phương pháp khơng áp dụng rộng rãi, khơng thuận tiện, khơng có phần mềm hỗ trợ, để xác định nội lực phải dung phương pháp tra bảng phức tạp, dài dòng - Khó khăn cho việc kiểm tra độ võng cấu kiện SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 129 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP GVHD: HỒNG THIỆN TỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO TCXDVN 356:2005 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế Nhà xuất xây dựng 2005 Phan Quang Minh ( chủ biên), Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bê tông cốt thép( phần cấu kiện bản) Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 Võ Bá Tầm Kết cấu bê tông cốt thép( tập 1- cấu kiện bản).Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2006 GS.TS Nguyễn Đình Cống Sàn sường bê tơng toàn khối Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2008 GS.TS Nguyễn Đình Cống Tính tốn thực hành: cấu kiện bê tông cốt thép Nhà xuất xây dựng, 2009 SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH Trang 130 ... 4,2 .10 6 = 52.65 b As Es v.Abred Eb 0,663 402. 21. 10 0, 3 0,45.26 .10 10 = 1, 379x 10 -5 (1/ mm) Độ cong tác dụng ngắn hạn tải trọng dài hạn: P P P P P P l1 l1 g l1 l1 l1 l1 l1 l1 l1 l1 l1 Hình15:... = 2,53 .10 6 0,2 0, 65 402. 21. 104 0 ,15 .15 ,14 5 .10 3 10 3 (1/ mm) Độ cong toàn phần: = - 1 = (13 ,79 - 8,3+ 10 ,62) .10 -6 = 16 ,1. 10-6 (1/ mm) Độ võng sàn: - Xét tiết diện (1 1) nhịp biên, giả thết EI =... -2,68 6,76 10 -3 -0 ,18 12 TH -2,68 6,76 10 -3 -0 ,18 12 0,5 TH 1, 03 6,76 10 -3 0,0696 TH 2,88 6,76 10 -3 0 ,19 47 1, 5 TH 2,88 6,76 10 -3 0 ,19 47 TH 1, 02 6,76 10 -3 0,0690 2,5 TH -2,70 6,76 10 -3 -0 ,1, 825 TH