đồ án bê tông cốt thép 1 (gôm bản vẻ +thuyết minh )

Là một sinh viên ngành xây dựng nói chung và xây dựng cầu đường nói riêng cầnphải nhận thức được sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tông cốt thép đối vớicông trình; nắm được các tính c

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nhà trường đã tạo điều kiện cho

em học tập và nghiên cứu đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1”; đồng thời, tỏ lòngcảm ơn đến giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Văn Thông đã nhiệt tình chỉ dẫn và

hỗ trợ em hoàn thành đồ án này!

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, đất nước ta đang trên đàphát triển, từ một nền văn minh nông nghiệp lúa nước bước qua kỷ nguyên của sựhiện đại trong công nghiệp và dịch vụ Để đạt được mục tiêu trọng đại này, hơn aihết, đất nước ta phải tiến hành trên phát triển nhiều lĩnh vực, trong số đó, một trongnhững nhiệm vụ cấp thiết đi đôi với cách mạng kiến thiết nước nhà là xây dựng cơ

sở vật chất, cơ sở hạ tầng như mở rộng đường bộ, hệ thống cấp thoát nước, cầucống, công sở,… chúng là nền tảng cũng như tiền đề thúc đẩy nền kinh tế, còn làminh chứng rõ ràng nhất cho sự thịnh vượng và chất lượng cuộc sống Bên cạnh

đó, nhu cầu xây dựng về nhà ở cũng như các công trình công cộng, các hệ thốngphức hợp công trình cũng ngày một gia tăng ở hiện tại và trong tương lai Vì lẽ đó,lĩnh vực xây dựng cầu đường, nhà ở cũng ngày một đi lên mạnh mẽ trong nhữngnăm gần đây song song đó là yêu cầu về chất lượng công trình cũng gia tăng trênthị trường Để có được những công trình thẩm mỹ và bền bĩ theo thời gian, mộttrong những yếu tố quyết định chính là Kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng

Là một sinh viên ngành xây dựng nói chung và xây dựng cầu đường nói riêng cầnphải nhận thức được sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tông cốt thép đối vớicông trình; nắm được các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông cốt thép; phươngpháp tính toán theo trường hợp giới hạn các cấu kiện chịu uốn, kéo, nén, cắt;cũng như là bố trí cấu tạo thép trong các cấu kiện cơ bản Nhận thức được điều đó,với sự hướng dẫn của Thầy em đã thực hiện đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1” đểnghiên cứu, học tập, trau dồi kiến thức chuyên môn ngày một tốt hơn

Hình 1 Sơ đồ mặt bằng sàn

Cốt đai, cốt xiên

việc một phương theo cạnh ngắn

Lo và Lob chênh lệch không đáng kể

Hình 3 Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản

Bảng 2 Tĩnh tải tác dụng lên sàn

Lớp cấu tạo

Chiềudày

δ i

(mm)

Trọnglượng riêng

γ i (kN/m3)

Trị tiêuchuẩn

g s (kN/m2)

Hệ số độ tincậy về tảitrọng γ f ,i

Trị tínhtoán

Hình 4 Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn

6 Tính cốt thép

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B25: Rb = 14,5 MPa

Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI: Rs = 225Mpa

Từ các giá trị mômen ở nhịp và ở gối, giả thiết a = 15 mm, tính cốt thép theo các công thức sau:

s

R bhA

R





Tiết diện (kNm)M αm Ԑ As (mmm) 2/ (%)µ

Chọn cốt thépd

(mm)

a(mm)

Asc(mm2/m)

0,1090,120,083

0,1160,1280,087

437483328

0,670,740,51

888

110100150

457503335

Kiểm tra tiết diện gối 2:

chọn αLo = αLob =630 mm ( nhưng ở đây lấy bằng L4 )

 Đối với ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, có thể giảm được khoảng 20% lượng thép so với kết quả tính được Ở đây thiên về an toàn nên ta giữ nguyên kết quả tính

 Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau:

Tại gối biên: bố trí thép mũ là thép cấu tạo d8a300 và thép phân bố d6a250.

Tại nhịp biên: bố trí thép chịu lực d8a110 và thép phân bố d6a250

Tại gối thứ 2 bố trí thép mũ là thép chịu lực d8a100 và thép phân bố lớp trên d6a250

Tại các gối còn lại: bố trí thép mũ là thép chịu lực d8a150 và thép phân bố d6a250

Tại các nhịp còn lại: bố trí thép chịu lực d8a150 và thép phân bố d6a2500

Hình 6 Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ

Nhịp tính toán dầm phụ lấy theo mép gối tựa

Đối với nhịp biên:

g1=gs × L1=3,48 ×2,3=8 kN/mTổng tĩnh tải:

M=β ×q dp × L o2 (đối với nhịp biên Lo =Lob)

β , k - hệ số tra phụ lục 8

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 4

Mômen âm triệt tiêu cách gối tựa một đoạn:

x1=k × Lob=0,282× 6 , 225=1,755 m

Mô men dương triệt tiêu cách gối tựa một đoạn:

Đối với nhịp biên:

Mmin(kNm)

Q2T=0,6 × qdp × L ob=0,6 × 40,28 ×6,225=150,45kNBên phải gối thứ 2 và bên trái gối thứ 3:

Q2P=Q3T=0,5 ×qdp × L o=0,5 × 40,28 ×6,350=127,89 kN

Hình 9 Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ

4 Tính cốt thép

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B25: Rb = 14,5 MPa; Rbt = 1,05 Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175 Mpa

4.1 Cốt dọc

a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

Kích thước tiết diện chữ T (b f '=1160 mm; hf '=80 mm; b=200 mm; h=500 mm)Xác định vị trí trục trung hòa:

b) Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b dp × h dp=200 × 400 mm.=200*500 mm

Hình 10 Tiết diện tính cốt thép dầm phụ

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5

γ b R b b h o2≤ α pl=0,3¿Thỏa điều kiện cốt đơn )

Tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo tra bảng được ξ hoặc tính từ : ξ=1−√1−2 α m

 bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt,

Chọn cốt đai ϕ6 (asw = 28 mm2), số nhánh cốt đai n = 2,

2× 28

Chọn s = 300 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm,

5 Biểu đồ bao vật liệu

5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Tại tiết diện đang xét cốt thép bố trí có diện tích As

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao = 25 mm; khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm

- Xác định ath  hoth = hdp  ath

- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

γ b R b b h 0 th ⇒α m=ξ (1−0,5 ξ )⇒[M]=α m γ b R b b h 0 th2

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 6

Bảng 6: Tính toán khả năng chịu lực của dầm phụ

Tiết diện Cốt thép mmAs2 mmath mmhoth ξ αm kNm[M]Nhịp biên

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

 Vị trí tiết diện cắt lý thuyết x được xác định theo tam giác đồng dạng

 Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Q lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mo6men

5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công

thức-W = 0,8 Q−Q s ,inc

Trong đó: Q - lưc cắt tại tiết diện cắt lý thuyết lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao

mômenQs.inc - khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt thép dọc mọi cốt xiên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs.inc=0;

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng 8.

Bảng 8 Xac định đoạn kéo dài W của dầm phụ

Tiết diện Thanh thép Q

(kN)

qsw(kN/m)

Wtính(mm)

20d(mm)

Wchọn(mm)Nhịp biên

5.4 Kiểm tra neo nối cốt thép (Mục 8.5 TCVN 5574:2012)

Đoạn neo cốt thép trong dầm được tính theo công thức:

Bảng– Các số liệu để xác định đoạn neo cốt thép

Tải trọng tác dụng lên dầm chính gồm trọng lượng bản thân go phần tải trọng

từ bản truyền vào g1 p1 và tải trọng từ dầm phụ truyền vào G1 P dưới dạng lực tập trung

2.1 Tĩnh tải

Trọng lượng bản thân dầm chính (quy về lực tập trung):

G o=γf , g γ bt b dc(hdc−hb)L1=1,1× 25× 0,25 ×(0,55−0,08)×2,3=7,43 kNTrọng lượng bản thân dầm phụ và bản truyền xuống:

G1=g dp L2=10,31 ×6,3=64,95 kN

- Sử dụng sơ đồ đàn hồi để xác định các giá trị mômen (M) và lực cắt (Q)

- Ta có các trường hợp tải trọng của dầm chính như sau:

+ Hoạt tải 6:

3.3 Biểu đồ bao mômen

Bỏ qua các tải trọng đặt trực tiếp lên gối tựa, trong mỗi nhịp có 1 tải tập trung.Dùng số liệu của phụ lục 12b để xác định tung độ hình bao mômen:

Mmax = αgGL + αp1PLMmin = αgGL - αp2PLVới sơ đồ dầm 3 nhịp, trong mỗi nhịp có 1 tải trọng với khoảng cách L/2 có các

hệ số α và tính ra M như bảng 9:

Bảng 9 Xác định tung độ biểu đồ bao mômen

0.5 0.175 58.27 0.2125 184.56 0.0375 32.57 242.83 25.70.833 -0.0416 -13.85 0.0208 18.07 0.0625 54.28 4.22 -68.13

1 -0.15 -49.94 0.025 21.71 0.175 151.99 -28.23 -201.931.15 -0.075 -24.97 0.0063 5.47 0.0813 70.61 -19.5 -95.58

3.4 Biểu đồ bao lực cắt

Qmax = βgG + βp1PQmin = βgG - βp2P

Hệ số β và Qmax, Qmin được trình bày trong bảng 10:

Bảng 10 Xác định tung độ biểu đồ bao lực cắt

3.5 Xác định mômen mép gối

Hình 14 Xác định mômen mép gối

M M M M 0,5Qb Với: - M là mômen tiết diện gối tựa;

- Q là lực cắt, lấy bằng độ dốc biểu đồ mômen Mmin ở đoạn gần gối

tr mg

kNm

4 Tính cốt thép

4.1 Cốt dọc

a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương bản cánh chịu nén tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

Xác định Sf:

b) Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm bản cánh chịu kéo tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b dc ×h dc=250 ×550 mm

Giả thiết agối = 50 mm  ho = h - agối = 550 – 50 = 500 mm

μ(%)

Chọn cốt thép

ΔAAs(%)Chọn

Asc(mm2)Nhịp biên

(1210×550

)

242.83

0,0615

0,2476

0,0468

0,047

0,223

Nếu dùng thép ϕ22 Thì đai gia cường cần thiết:

660

Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường b1= h dc-h dp=550-500=50 mm

b2= b dc+ b1=250 + 50= 300 mm

Chọn bước đai bằng 50 mm

5 Biểu đồ bao vật liệu

5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Tại tiết diện đang xét cốt thép bố trí có diện tích As

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao.nhịp = 30 mm và ao.gối

= 30 mm; khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm

- Xác định ath  hoth = hdp  ath

- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

γ b R b b h 0 th ⇒α m=ξ (1−0,5 ξ )⇒[M]=α m γ b R b b h 0 th2

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 14

Bảng 12 Tính khả năng chịu lực của dầm chính KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TIẾT DIỆN CỐT THÉP

A SC (mm 2 )

a (mm)

h 0 (mm )

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

 Vị trí tiết diện cắt lý thuyết x được xác định theo tam giác đồng dạng

 Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Q lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen

Bảng 13 Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

5.3 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

W = 0,8 Q−Q s ,inc

Trong đó: Q - lưc cắt tại tiết diện cắt lý thuyết lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao

mômen

Qs.inc - khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt thép dọc mọi cốt xiên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs.inc=0;

Qsw - khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

q sw=175× 2× 50

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng 16

Bảng 14 Xác định đoạn kéo dài W của dầm chính

Tiết diện Thanh thép Q

(kN)

qsw(kN/m)

Wtính(mm)

20d(mm)

Wchọn(mm)Nhịp biên

5.4 Độ dài đoạn neo cốt thép

Đoạn neo cốt thép trong dầm được tính theo công thức:

Bảng– Các số liệu để xác định đoạn neo cốt thép

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1) TCXDVN 365:2005 Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép Tiêu chuẩn thiết

kế NXB Xây dựng 2005

MỤC LỤC

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1

II BẢN SÀN 2

1 Phân loại bản sàn 2

2 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận của sàn 2

3 Sơ đồ tính 3

4 Xác định tải trọng 3

5 Xác định nội lực 4

6 Tính cốt thép 4

7 Bố trí cốt thép 5

III DẦM PHỤ 6

1 Sơ đồ tính 6

2 Xác định tải trọng 7

3 Xác định nội lực 7

4 Tính cốt thép 9

5 Biểu đồ bao vật liệu 11

IV DẦM CHÍNH 16

1 Sơ đồ tính 16

2 Xác định tải trọng 16

3 Xác định nội lực 17

4 Tính cốt thép 19

5 Biểu đồ bao vật liệu 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25