Đồ án Bê tông cốt thép 1 Hệ sàn sườn toàn khối (Thuyết Minh)

Thuyết minh đồ án Bê tông cốt thép 1 Hệ sàn sườn toàn khối; Đại học Kiến trúc Thành phố Hồ Chí Minh; Sinh viên: Phạm Lê Kiến Kha; Gồm các nội dung tính toán tải trọng tĩnh tải và hoạt tải; Xác định nội lực; Sơ bộ tiết diện đầm sàn; Kiểm tra lại tiết diện đã chọn; Đặt bố trí cốt thép, thép đai...

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM THEO TCXDVN 356 : 2005 Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo I SỐ LIỆU TÍNH TỐN I.1 Sơ đồ sàn Dầm phụ Bản sàn Dầm 4600 4600 4600 2 2200 2200 2200 2200 6600 2200 2200 2200 6600 2200 2200 2200 6600 2 2200 2200 6600 2 Hình 1: Sơ đồ mặt sàn I.2 Kích thước - Chiều dài theo phương cạnh ngắn: L1 = 2,2m - Chiều dài theo phương cạnh dài : L2 = 4,6m I.3 Hoạt tải - Giá trị tiêu chuẩn : ptc = 200 daN/m2 - Hệ số : np = 1,2 I.4 Vật liệu I.4.a Bê tơng - Bê tơng có cấp độ bền : B15 - Cường độ chịu nén tính tốn : Rb = 8,5 MPa - Cường độ chịu kéo tính tốn : Rbt = 0,75 MPa - Môdun đàn hồi bêtông : Eb =2,3E+07 kN/m2 I.4.b Cốt thép - Cốt thép sàn nhóm AI → Cường độ tính tốn Rs1 = 225 MPa - Cốt thép đai nhóm AI → Cường độ tính tốn Rsw= 175 MPa - Cốt thép dọc nhóm AII → Cường độ tính tốn Rs2= 280 MPa Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo I.5 Các lớp cấu tạo sàn Gach Ceramic Vua lót Bêtơng sàn 20 80 20 10 Vua trát Gạch ceramic Vữa lót Bêtơng Cốt thép Vữa trát II BẢN SÀN II.1.Phân loại sàn 𝐿 4,6 Xét tỉ số cạnh ô 𝐿2 = 2,2 Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn δg = 10 mm, γb = 20 kN/m3, δv = 20 mm, γb = 18 kN/m3, δb = 80 mm, γb = 25 kN/m3, δv = 20 mm, γb = 18 kN/m3, γf = 1,2 γf = 1,3 γf = 1,1 γf = 1,3 > xem sàn làm việc theo phương (phương cạnh ngắn L1) Khi tính tốn cần cắt dải sàn có bề rộng b = 1m theo phương vng góc với dầm phụ (phương cạnh dài L2) Sơ đồ tính xem dầm liên tục, gối tựa dầm phụ II.2.Chọn sơ kích thước phận sàn II.2.a Bản sàn: Xác định sơ chiều dày sàn: 1 1 hb = ( ữ ) L1 = ( ữ ) ì 2200 = (62 ÷ 73) ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 = 60𝑚𝑚 30 35 30 35 Chọn hb = 80mm II.2.b Dầm: - Xác định sơ kích thước dầm phụ: 1 1 hdp = ( ÷ ) Ldp = ( ÷ ) × 4600 = (329 ÷ 383)mm 12 14 12 16 Chọn hdp = 350mm 2 bdp = ( ÷ ) Ldp = ( ÷ ) × 350 = (87 ÷ 233)mm 4 Chọn bdp = 150mm - Xác định sơ kích thước dầm chính: 1 1 hdc = ( ÷ ) Ldc = ( ÷ ) × 6600 = (66 ÷ 55)𝑚𝑚 10 12 10 12 Chọn hdc = 600mm 2 bdc = ( ÷ ) Ldc = ( ữ ) ì 600 = (15 ữ 40)𝑚𝑚 4 Chọn bdc = 300mm II.3.Sơ đồ tính Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Cắt theo phương cạnh ngắn dải có chiều rộn b = 1m (Hình 1), xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa dầm phụ Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa - Đối với nhịp biên: - 𝐿𝑜𝑏 = 𝐿1 − 𝑏𝑑𝑝 = 2200 − × 150 = 1975 mm Đối với nhịp giữa: 𝐿𝑜 = 𝐿1 − 𝑏𝑑𝑝 = 2200 − 150 = 2050 mm 2200 150 1975 2200 150 2050 150 Hình Sơ đồ xác định nhịp tính tốn II.4.Xác định tải trọng II.4.a Tĩnh tải: Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: 𝑔𝑠 = ∑(𝛾𝑓,𝑖 × 𝛾𝑖 × 𝛿𝑖 ) Kết tính tốn trình bày bảng Chiều Trọng lượng Trị tiêu chuẩn Hệ số độ tin cậy dày riêng tải trọng 𝛾𝑓,𝑖 𝑔𝑠 (kN/m2) 𝛿𝑖 (mm) 𝛾𝑖 (kN/m3) Gạch ceramic 10 20 0,20 1,2 Vữa lót 20 18 0,36 1,3 Bêtơng cốt thép 80 25 1,1 Vữa trát 20 18 0,36 1,3 Tổng cộng 2,92 II.4.b Hoạt tải: Hoạt tải tính tốn: 𝑝𝑠 = 𝛾𝑓,𝑖 × 𝑝𝑐 = 1,2 × = 2,4 kN/m II.4.c Tổng tải: Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b = m: 𝑞𝑠 = (𝑔𝑠 + 𝑝𝑠 ) × 𝑏 = (2,4 + 3,38) × = kN/m II.5.Xác định nội lực Mômen lớn nhịp biên: 1 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑞𝑠 𝐿2𝑜𝑏 = × 5,78 × 1,9752 = 2,0496 (𝑘𝑁𝑚) 11 11 Momen lớn gối thứ 2: 1 𝑀𝑚𝑖𝑛 = − 𝑞𝑠 𝐿2𝑜 = × 5,78 × 2,052 = −2,2082 (𝑘𝑁𝑚) 11 11 Lớp cấu tạo Phạm Lê Kiến Kha Trị tính tốn gs (kN/m2) 0,24 0,47 2,2 0,47 3,38 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Moment lớn nhịp gối giữa: 1 𝑚𝑖𝑛 𝑀𝑚𝑎𝑥 = ± 𝑞𝑠 𝐿2𝑜 = ± × 5,78 × 2,052 = 1,5182 (𝑘𝑁𝑚) 16 16 2,2082 kNm 1,5182 kNm 1,5182 kNm 2,0496 kNm 1975 2050 Hình Sơ đồ tính biểu đồ bao mơmen sàn II.6.Tính cốt thép Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8.5 MPa Cốt thép sàn sử dụng loại CI: Rs = 225Mpa Từ giá trị mômen nhịp gối, giả thiết a = 15 mm, tính cốt thép theo công thức sau: ℎ𝑜 = ℎ − 𝑎 = 80 − 15 = 65 mm 𝑀 𝛼𝑚 = 𝛾 𝑅 𝑏ℎ2 ≤ 𝛼𝑅 = 0,255: 𝑏 𝑏 𝑜 Tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo, tra bảng 𝜉 tính từ : 𝜉 = − √1 − 2𝛼𝑚 𝐴𝑠 = 𝜉𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 𝑅𝑠 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 𝜇𝑚𝑖𝑛 = 0.05% ≤ 𝜇 = Phạm Lê Kiến Kha 𝐴𝑠 𝑏ℎ0 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Ngun Hảo Kết tính cốt thép tóm tắt bảng Bảng Tính cốt thép cho sàn Tiết diện M (kN/m) αm ξ As (mm2/m) µ (%) 2,05 2,21 1,52 0,057 0,061 0,042 0,058 0,063 0,043 142 155 106 0 Nhịp biên Gối Nhịp giữa, gối 150 120 550 550 Ø6a250 150 Ø6a180 Ø6a250 Ø6a180 550 550 Ø6a180 150 550 Ø6a250 2200 Ø6a200 550 Ø6a200 Ø6a250 2200 Chọn cốt thép a Asc (mm) (mm2/m) 200 141 180 157 200 141 Ø6a250 Ø6a180 150 Ø6a200 Ø6a200 2200 Ø6a250 550 Ø6a250 d (mm) 6 Ø6a200 1 Ø6a200 Ø6a200 1 Hình Bố trí thép sàn Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo III DẦM PHỤ III.1 Sơ đồ tính 600 350 Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo sơ đồ tính dầm liên tục nhịp có gối tựa dầm 300 4150 300 4300 4600 300 4150 4600 D C 300 4600 A B Hình Sơ đồ xác định nhịp tính tốn dầm phụ Nhịp tính tốn dầm phụ lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp biên: 3 𝐿𝑜𝑏 = 𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 = 4600 − × 3000 = 4150 mm Đối với nhịp giữa: 𝐿𝑜𝑔 = 𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 = 4600 − 300 = 4300mm ➔ Chọn Lo = 4300mm để tính tốn 4300 4300 D C B Hình Sơ đồ tính dầm phụ III.2 Xác định tải trọng III.2.a Tĩnh tải - Trọng lượng thân dầm phụ: 𝑔𝑜 = 𝛾𝑓,𝑔 × 𝛾𝑏𝑡 × 𝑏𝑑𝑝 × (ℎ𝑑𝑝 − ℎ𝑏 ) = 1,1 × 25 × 0,15 × (0,35 − 0,08) = 1,11 kN/m - Tĩnh tải từ sàn truyền vào: 𝑔1 = 𝑔𝑠 × 𝐿1 = 3,38 × 2,2 = 7,436 kN/m - Tổng tĩnh tải: 𝑔𝑑𝑝 = 𝑔𝑜 + 𝑔1 = 1,11 + 7,436 = 8,546 kN/m III.2.b Hoạt tải Hoạt tải tính tốn từ sàn truyền vào: 𝑝𝑑𝑝 = 𝑝𝑠 × 𝐿1 = × 1,2 × 2,2 = 5,28 kN/m III.2.c Tổng tải: Tải trọng tổng cộng: 𝑞𝑑𝑝 = 𝑔𝑑𝑝 + 𝑝𝑑𝑝 = 8,546 + 5,28 = 13,83 kN/m Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo III.3 Xác định nội lực III.3.a Biểu đồ bao mômen 𝑝 5,28 Tỉ số 𝑔𝑑𝑝 = 8,546 = 0,6178 𝑑𝑝 Tung độ tiết diện biểu đồ bao mơ men tính theo cơng thức sau: 𝑀 = 𝛽 × 𝑞𝑑𝑝 × 𝐿2𝑜 (đối với nhịp biên Lo =Lob) 𝛽, 𝑘 - hệ số tra phụ lục Kết tính tốn tóm tắt bảng Mơmen âm triệt tiêu cách gối tựa đoạn: 𝑥1 = 𝑘 × 𝐿𝑜 = 0,167 × 4,3 = 0,7181 m Mô men dương triệt tiêu cách gối tựa đoạn: Đối với nhịp biên: 𝑥2 = 0,15 × 𝐿𝑜 = 0,15 × 4,3 = 0,645 m Đối với nhịp giữa: 𝑥3 = 0,15 × 𝐿𝑜 = 0,15 × 4,3 = 0,645 m Mômen dương lớn cách gối tựa biên đoạn: 𝑥4 = 0,425 × 𝐿𝑜 = 0,425 × 4,3 = 1,8275 m Bảng Xác định tung độ biểu đồ bao mômen dầm phụ 𝑞𝑑𝑝 𝐿2𝑜 Mmax Nhịp Tiết diện Lo (m) 𝛽𝑚𝑎𝑥 𝛽𝑚𝑖𝑛 (kNm) (kNm) 0,0000 0,065 16,62 0,09 23,014 Biên 0,425Lo 4,3 255,716 0,091 23,27 0,075 19,1787 0,02 5,114 -0,0715 0,018 -0.01 4,603 Giữa 4,3 255,716 0,058 -0,022 14,832 0,5Lo 0,0625 15,982 Mmin (kNm) -18,28 -2,557 -5,626 III.3.b Biểu đồ bao lực cắt Tung độ biểu đồ bao lực cắt xác định sau: Gối thứ 1: 𝑄1 = 0,4 × 𝑞𝑑𝑝 × 𝐿𝑜𝑏 = 0,4 × 13,83 × 4,3 = 23,79 kN Bên trái gối thứ 2: 𝑄2𝑇 = 0,6 × 𝑞𝑑𝑝 × 𝐿𝑜𝑏 = 0,6 × 13,83 × 4,3 = 35,68 kN Bên phải gối thứ bên trái gối thứ 3: 𝑄2𝑃 = 𝑄3𝑇 = 0,5 × 𝑞𝑑𝑝 × 𝐿𝑜 = 0,5 × 13,83 × 4,3 = 29,73 kN Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 7181 645 645 23,01 16,62 (kNm) 19,18 5,11 18,28 4,6 14,8 14,8 15,98 4,6 2,56 2,56 18,28 5,11 19,18 23,01 23,27 16,62 645 1827,5 7181 23,27 1827,5 GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo 645 35,68 23,78 29,73 2300 35,68 29,73 23,78 (kN) Hình Biểu đồ bao nội lực dầm phụ III.4 Tính cốt thép Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5MPa; Rbt = 0,75 Mpa Cốt thép dọc dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 Mpa Cốt thép đai dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175 Mpa III.4.a Cốt dọc a) Tại tiết diện nhịp Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T Xác định Sf: 1 × (𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 ) = × (4600 − 300) = 716,67 mm 6 𝑆𝑓 ≤ × (𝐿1 − 𝑏𝑑𝑝 ) = × (2200 − 150) = 1025 mm 2 ′ × ℎ = × 80 = 480 mm { 𝑓 Chọn Sf = 480 mm Chiều rộng cánh: 𝑏𝑓′ = 𝑏𝑑𝑝 + 2𝑆𝑓 = 150 + × 480 = 1110 mm Kích thước tiết diện chữ T (𝑏𝑓′ = 1110 mm; h𝑓′ = 80 mm; b = 150 mm; ℎ = 350 mm) Xác định vị trí trục trung hịa: Giả thiết a = 45 mm  ho = h – a = 350 – 45 = 305 mm 𝑀𝑓 = 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏𝑓′ ℎ𝑓′ (ℎ𝑜 − ℎ𝑓′ ) = 8,5.103 × 1,11 × 0,08 × (0,305 − 0,08 ) = 200,02 kNm Nhận xét: M < Mf =200,02kNm, nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật 𝑏𝑓′ × ℎ𝑑𝑝 = 1110 × 350 mm b) Tại tiết diện gối Tương ứng với giá trị mômen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật 𝑏𝑑𝑝 × ℎ𝑑𝑝 = 150 × 350 mm Phạm Lê Kiến Kha MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo 350 350 80 1110 480 150 150 480 Hình 10 Tiết diện tính cốt thép dầm phụ Kết tính cốt thép tóm tắt bảng ℎ𝑜 = ℎ − 𝑎 = 350 − 45 = 305 mm 𝑀 𝛼𝑚 = 𝛾 𝑅 𝑏ℎ2 ≤ 𝛼𝑅 : tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo tra bảng 𝜉 tính từ : 𝜉 = − 𝑏 𝑏 𝑜 √1 − 2𝛼𝑚 𝐴𝑠 = Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 𝜉𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 𝑅𝑠 𝜇𝑚𝑖𝑛 = 0.05% ≤ 𝜇 = 𝐴𝑠 𝑏ℎ0 Bảng Tính cốt thép dọc cho dầm phụ Tiết diện Nhịp biên (1110×350) Gối 150ì350) Nhp gia (1110ì350) As (mm2) (%) Chọn cốt thép Asc Chọn (mm2) 0,027 0,027 277,5 0,6 3ϕ12 339 22,16 18,3 0,021 0,021 215,8 0,4 2ϕ12 226 4,73 16 0,018 0,018 185 0,4 2ϕ12 226 22 M (kNm) αm 23,3 ΔAs (%) III.4.b Cốt ngang Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối có lực cắt lớn Q = 117,4 kN Kiểm tra điều kiện tính tốn: 𝜑𝑏3 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜 = 0,6 × (1 + + 0) × × 0,75.103 × 0,15 × 0,305 = 20,59 kN 𝑄 > 𝜑𝑏3 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜  bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt Phạm Lê Kiến Kha 10 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Chọn cốt đai ϕ6 (asw = 28 mm2), số nhánh cốt đai n = Xác định bước cốt đai: 4𝜑𝑏2 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜2 𝑠𝑡𝑡 = 𝑅𝑠𝑤 𝑛𝑎𝑠𝑤 𝑄2 × × (1 + + 0) × × 0,75 × 150 × 3052 = × 175 × × 28 (35,68.103 )2 = 644 mm 𝜑𝑏4 (1 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜2 𝑠= 𝑄 1,5 × (1 + 0) × × 0.75 × 150 × 3052 = = 440 mm 35,68.103 ℎ 350 = = 1750 mm 𝑠𝑐𝑡 ≤ {2 150 mm Chọn s = 150 mm bố trí đoạn L/4 đoạn đầu dầm Kiểm tra: 𝐸𝑠 𝑛𝑎𝑠𝑤 21.104 × 28 𝜑𝑤1 = + =1+5× × = 1,11 ≤ 1,3 𝐸𝑏 𝑏𝑠 23.10 150 × 150 𝜑𝑏1 = − 𝛽𝛾𝑏 𝑅𝑏 = − 0,01 × × 8,5 = 0,915 0,3𝜑𝑤1 𝜑𝑏1 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 = 0,3 × 1,113 × 0,915 × × 8,5.103 × 0,15 × 0,305 = 118,81 kN 𝑄 < 0,3𝜑𝑤1 𝜑𝑏1 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 Kết luận: dầm không bị phá hoại ứng suất nén 3ℎ𝑑𝑝 3×350 = = 263 mm Đoạn dầm nhịp:𝑠 ≤ { 𝑐𝑡 500 mm Chọn s = 250 mm bố trí đoạn L/2 dầm 1450 Ø6a150 2Ø12 1150 Ø6a150 2Ø12 300 1150 Ø6a150 1000 Ø6a150 2Ø12 1 350 80 2Ø12 1850 Ø6a250 2Ø12 300 2Ø12+1Ø12 2Ø12 800 2Ø12 800 2Ø12 4600 4 1Ø12 Ø6a250 2Ø12 2Ø12 2Ø12 350 2Ø12 350 Ø6a150 2Ø12 2300 350 350 2Ø12 300 Ø6a150 2Ø12 Ø6a250 2Ø12 150 150 150 150 1-1 2-2 3-3 4-4 Phạm Lê Kiến Kha 11 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo IV DẦM CHÍNH IV.1 Sơ đồ tính Dầm dầm liên tục nhịp tính theo sơ đồ đàn hồi Chọn tiết diện dầm: bdc = 300 mm, hdc = 600 mm 2200 2200 2200 2200 2200 6600 2200 6600 p p p p p p p p G G G G G G G G Hình 11 Sơ đồ tính dầm Nhịp tính tốn: − L = 3L1 = x 2200 = 6600 mm =6,6 m Do nhịp biên nhịp chênh lệch < 10%, nên xem dầm nhịp IV.2 Xác định tải trọng Tải trọng tác dụng lên dầm gồm trọng lượng thân go, phần tải trọng từ truyền vào g1, p1 tải trọng từ dầm phụ truyền vào G1, P dạng lực tập trung IV.2.a Tĩnh tải Trọng lượng thân dầm (quy lực tập trung): 𝐺𝑜 = 𝛾𝑓,𝑔 𝛾𝑏𝑡 𝑏𝑑𝑐 (ℎ𝑑𝑐 − ℎ𝑏 )𝐿1 = 1,1 × 25 × 0,3 × (0,6 − 0,08) × 2,2 − (0,35 − 0,08) × 0,15 = 9,104 kN Trọng lượng thân dầm phụ truyền xuống: 𝐺1 = 𝑔𝑑𝑝 𝐿2 = 8,5 × 4,6 = 39,3 kN Tổng tĩnh tải tập trung: G = Go + G1 = 9,104 + 39,3 = 48,42 kN IV.2.b Hoạt tải Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: 𝑃 = 𝑝𝑑𝑝 𝐿2 = 5,28 × 4,6 = 24,288kN IV.3 Xác định nội lực IV.3.a Biểu đồ bao mômen Bỏ qua tải trọng đặt trực tiếp lên gối tựa, nhịp có tải tập trung Mmax = αgGL + αp1PL Mmin = αgGL - αp2PL IV.3.b Biểu đồ bao lực cắt Qmax = βgG + βp1P Qmin = βgG - βp2P Phạm Lê Kiến Kha 12 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC GIẢI BẰNG SAP2000 Frame Text 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Phạm Lê Kiến Kha Station m 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 TABLE: Element Forces - Frames OutputCase StepType Text Text BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Max BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min BAO Min 13 V2 KN -31.116 -31.116 -31.116 -31.116 -31.116 -31.116 21.641 21.641 21.641 21.641 21.641 21.641 94.349 94.349 94.349 94.349 94.349 94.349 -55.404 -55.404 -55.404 -55.404 -55.404 -55.404 12.967 12.967 12.967 12.967 12.967 12.967 61.387 61.387 61.387 61.387 61.387 61.387 -48.694 -48.694 -48.694 -48.694 -48.694 -48.694 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 72.723 72.723 72.723 72.723 72.723 72.723 -83.97 -83.97 -83.97 -83.97 -83.97 -83.97 -11.551 -11.551 -11.551 -11.551 M3 KN-m 3.02E-14 24.3778 48.7555 73.1333 97.511 121.8888 121.8888 114.275 106.6613 99.0475 91.4338 83.82 83.82 44.2147 4.6094 -31.5608 -58.571 -85.5813 2.309E-14 13.691 27.3821 41.0731 54.7642 68.4552 68.4552 60.8414 53.2277 45.6139 38.0002 30.3864 30.3864 1.4678 -27.4507 -59.8043 -101.3179 -142.8315 -85.5813 -64.1558 -42.6031 -10.6181 23.9114 58.4408 58.4408 60.9787 63.5166 66.0546 68.5925 71.1304 71.1304 41.6768 12.6049 -13.1593 -29.3817 -45.6041 -142.8315 -105.8849 -69.0654 -42.6782 -18.8355 5.0072 5.0072 7.5451 10.083 12.621 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Phạm Lê Kiến Kha 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2 2.2 2.64 3.08 BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Min Min Min Min Min Min Min Min Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Min Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Max Min Min Min Min Min Min Min Min Min 14 -11.551 -11.551 36.869 36.869 36.869 36.869 36.869 36.869 -36.869 -36.869 -36.869 -36.869 -36.869 -36.869 11.551 11.551 11.551 11.551 11.551 11.551 78.476 78.476 78.476 78.476 78.476 78.476 -72.723 -72.723 -72.723 -72.723 -72.723 -72.723 -0.015 -0.015 -0.015 -0.015 -0.015 -0.015 54.188 54.188 54.188 54.188 54.188 54.188 -64.567 -64.567 -64.567 -64.567 -64.567 -64.567 -16.147 -16.147 -16.147 -16.147 -16.147 -16.147 55.404 55.404 55.404 55.404 55.404 55.404 -91.169 -91.169 -91.169 -91.169 -91.169 -91.169 -18.461 -18.461 -18.461 15.1589 17.6968 17.6968 -1.0701 -20.2186 -42.675 -74.673 -106.6711 -45.6041 -29.3817 -13.1593 12.2232 41.6768 71.1304 71.1304 68.5925 66.0546 63.5166 60.9787 58.4408 58.4408 23.9114 -10.6181 -42.6031 -74.588 -106.573 -106.6711 -74.673 -42.675 -19.837 -1.0701 17.6968 17.6968 15.1589 12.621 10.083 7.5451 5.0072 5.0072 -18.8355 -42.6782 -69.0654 -95.4526 -121.8398 -106.573 -74.6011 -34.9958 4.6094 44.2147 83.82 83.82 91.4338 99.0475 106.6613 114.275 121.8888 121.8888 97.511 73.1333 48.7555 24.3778 1.402E-14 -121.8398 -85.2878 -56.3693 -27.4507 1.4678 30.3864 30.3864 38.0002 45.6139 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 4 4 4 4 3.52 3.96 4.4 4.4 4.84 5.28 5.72 6.16 6.6 BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO BAO GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Min Min Min Min Min Min Min Min Min -18.461 -18.461 -18.461 31.116 31.116 31.116 31.116 31.116 31.116 53.2277 60.8414 68.4552 68.4552 54.7642 41.0731 27.3821 13.691 -2.584E-14 Hình 13 Biểu đồ bao lực cắt dầm IV.4 Tính cốt thép Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5MPa; Rbt = 0,75 Mpa Cốt thép dọc dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 Mpa Cốt thép đai dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175 Mpa IV.4.a Cốt dọc a) Tại tiết diện nhịp Tương ứng với giá trị mômen dương, cánh chịu nén, tiết diện tính tốn tiết diện chữ T Xác định Sf: 1 × (3𝐿1 ) = × (3 × 2200) = 1100 mm 6 1 𝑆𝑓 ≤ × (𝐿2 − 𝑏𝑑𝑐 ) = × (4600 − 300) = 2150 mm 2 × ℎ𝑓′ = × 80 = 480 mm { Chọn Sf = 480 mm Chiều rộng cánh: 𝑏𝑓′ = 𝑏𝑑𝑐 + 2𝑆𝑓 = 300 + × 480 = 1260 mm Kích thước tiết diện chữ T (𝑏𝑓′ = 1260 mm; h𝑓′ = 80 mm; b = 300 mm; ℎ = 600 mm) Xác định vị trí trục trung hịa: Giả thiết anhịp = 50 mm  ho = h – a = 600 – 50 = 650 mm 𝑀𝑓 = 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏𝑓′ ℎ𝑓′ (ℎ𝑜 − ℎ𝑓′ ) = 8,5.103 × 1,26 × 0,08 × (0,55 − 0,08 ) = 436,97 kNm Nhận xét: M < Mf =436,97 kNm, nên trục trung hịa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật 𝑏𝑓′ × ℎ𝑑𝑝 = 1260 × +600 mm b) Tại tiết diện gối Tương ứng với giá trị mơmen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật 𝑏𝑑𝑐 × ℎ𝑑𝑐 = 300 × 600 mm Phạm Lê Kiến Kha 15 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Giả thiết agối = 70 mm  ho = h - agối = 600 – 70 = 530 mm Điều kiện hạn chế αm ≤ αR Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 𝐴𝑠 𝜇𝑚𝑖𝑛 = 0.05% ≤ 𝜇 = 𝑏ℎ0 Kết tính cốt thép tóm tắt bảng Tiết diện Nhịp biên (1260×600) Gối (300×600) Nhịp (1260×600) Gối M (kNm) Bảng 11 Tính cốt thép dọc cho dầm Chọn cốt thép As μ αm ξ Asc (mm2) (%) Chọn (mm2) ΔAs (%) 121,91 0,038 0,038 799 0,11 2ϕ18+2ϕ14 817 2,25 142,86 0,199 0,224 1072 0,67 2ϕ20+2ϕ18 1137 6,06 71,06 0,022 0,022 463 0,07 2ϕ18 509 9,93 106,57 0,149 0,162 782 0,49 2ϕ18+2ϕ14 817 4,48 IV.4.b Cốt đai Lực cắt lớn gối: QA = 55,4 kN, 𝑄𝐵𝑡𝑟 = 94,35 kN, 𝑄𝐵𝑝ℎ = 83,97 kN 𝑄𝐶𝑡𝑟 = 72,73kN Kiểm tra điều kiện tính tốn: 𝜑𝑏3 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜 = 0,6 × (1 + + 0) × × 0,75.103 × 0,3 × 0,53 = 71,55 kN 𝑄 > 𝜑𝑏3 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜  bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt ngang (cốt đai cốt xiên) chịu lực cắt Chọn cốt đai ϕ8 (asw = 50 mm2), số nhánh cốt đai n = Xác định bước cốt đai lớn cho phép: 𝜑𝑏4 (1 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜2 𝑠 𝑄 𝑚𝑎𝑥 1,5 × (1 + 0) × × 1,2 × 250 × 4802 = = 705 mm 147,05.103 Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo: ℎ 600 𝑠𝑐𝑡 ≤ {3 = = 200 mm 500 mm Chọn s = 200 mm bố trí đoạn L1 = 2,2m gần gối tựa Kiểm tra: 𝐸𝑠 𝑛𝑎𝑠𝑤 21.104 × 50 𝜑𝑤1 = + =1+5× × = 1,076 ≤ 1,3 𝐸𝑏 𝑏𝑠 23.10 300 × 200 𝜑𝑏1 = − 𝛽𝛾𝑏 𝑅𝑏 = − 0,01 × × 8,5 = 0,915 0,3𝜑𝑤1 𝜑𝑏1 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 = 0,3 × 1,076 × 0,915 × × 8,5.103 × 0,3 × 0,53 = 399,2 kN 𝑄 < 0,3𝜑𝑤1 𝜑𝑏1 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ𝑜 Phạm Lê Kiến Kha 16 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo Kết luận: dầm không bị phá hoại ứng suất nén Khả chịu cắt cốt đai: 𝑅 𝑛𝑎 175×2×50 𝑞𝑠𝑤 = 𝑠𝑤 𝑠 𝑠𝑤 = 200 = 87,5 kN/m Khả chịu cắt cốt đai bêtông: 𝑄𝑠𝑤𝑏 = √4𝜑𝑏2 (1 + 𝜑𝑓 + 𝜑𝑛 )𝛾𝑏 𝑅𝑏𝑡 𝑏ℎ𝑜2 𝑞𝑠𝑤 = √4 × × (1 + + 0) × × 0,75.103 × 0,3 × 0,532 × 87,5 = 210 kN  QA,B < Qswb: khơng cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A gối B Xác định bước cốt đai đoạn dầm nhịp: 3ℎ × 600 = 450 mm 𝑠𝑐𝑡 ≤ { = 500 mm IV.4.c Cốt treo Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm chính: 𝑃1 = 𝑃 + 𝐺 − 𝐺0 = 24,288 + 48,42 − 9,104 = 63,604 kN Diện tích cốt treo cần thiết: 𝑃 63,604 𝐴𝑠𝑠 = 𝑅1 = 175×103 × 106 = 363 mm2 = 3,63 cm2 𝑠 Nếu dùng đai ϕ8, hai nhánh số đai cần thiết: 3,63 = 3,63  chọn đai 2×0,5 Vậy bố trí bên đai, bước đai cách 50mm IV.5 Biểu đồ bao vật liệu IV.5.a Tính khả chịu lực tiết diện Tại tiết diện xét, cốt thép bố trí có diện tích As Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp=25mm ao,gối=40mm; khoảng cách thông thủy hai thép theo phương chiều cao dầm t=30mm Xác định ath  hoth = hdp − ath Tính khả chịu lực theo công thức sau: 𝑅𝑠 𝐴𝑠 𝜉= ⇒ 𝛼𝑚 = 𝜉(1 − 0,5𝜉) ⇒ [𝑀] = 𝛼𝑚 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ0𝑡ℎ 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ0𝑡ℎ Kết tính tốn tóm tắt bảng 14 Tiết diện Nhịp biên (1260×600) Gối B (300×600) Nhịp (1260×600) Bảng 12 Tính khả chịu lực dầm As ath hoth Cốt thép ξ mm2 mm mm 2ϕ18+2ϕ14 817 33,2 557 0,038 Cắt 2ϕ14, 2ϕ18 509 34 566 0,024 2ϕ18+2ϕ20 1137 49,5 550,5 0,227 Cắt 2ϕ20, 2ϕ18 509 49 551 0,101 Phạm Lê Kiến Kha 2ϕ18 509 17 34 566 0,024 0,037 0,024 0,201 0,096 [M] kNm 122,9 82,34 155,3 74,3 0,024 82,3 αm MSSV: 16520800138 ΔM % ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP Gối C (300×600) 2ϕ18+2ϕ14 Cắt 2ϕ14, 2ϕ18 GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo 817 509 48,3 49 551,7 551 0,163 0,101 0,15 0,096 116,4 74,3 IV.5.b Xác định tiết diện cắt lý thuyết − Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, xác định theo tam giác đồng dạng − Lực cắt tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy độ dốc biểu đồ bao mơmen Tính hình vẽ IV.5.c Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W xác định theo công thức: 0,8𝑄 𝑊= + 5𝑑 ≥ 20𝑑 2𝑞𝑠𝑤 Trong đó: Q - lưc cắt tiết diện cắt lý thuyết, lấy độ dốc biểu đồ bao mômen Qsw - khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết, 𝑅 𝑛𝑎 𝑞𝑠𝑤 = 𝑠𝑤 𝑠 𝑠𝑤 ; Trong đoạn dầm có cốt đai d8a200 thì: 175×2×50,9 𝑞𝑠𝑤 = = 88,03 kN/m 200 Kết tính đoạn W tóm tắt bảng 16 Tiết diện Nhịp biên bên trái Nhịp biên bên phải Gối B bên trái Gối B bên phải Gối C Bên trái Bảng 14 Xác định đoạn kéo dài W dầm Q qsw Wtính 20d Thanh thép (kN) (kN/m) (mm) (mm) 55,4 88,03 321,7 280 (2ϕ14) 77,04 88,03 421,7 280 (2ϕ14) 78,79 88,03 458 400 (2ϕ20) 66,8 88,03 403,5 400 (2ϕ20) 56,48 88,03 326,6 280 (2ϕ14) Phạm Lê Kiến Kha 18 Wchọn (mm) 335 431 480 430 328 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo 1890 5008 572 W=430 W=480 82,3 58,27 71,06 74,3 106,57 116,4 155,3 142,86 74,3 W=335 82,3 83,85 122,84 121,91 82,3 74,3 155,3 W=328 W=431 1485 2934 BIEU ÐO BAO VAT LIEU DAM CHINH ÐON V?MOMEN: kNm TY LE : / 25 300 1825 150 2050 150 1975 300 1975 150 2050 150 1975 300 2800 2x2Ø8a50 2x2Ø8a50 2Ø18 2Ø18 2Ø18+2Ø20 2Ø14 2Ø18 2Ø18+2Ø20 2Ø18 2x2Ø8a50 2Ø18 2x2Ø8a50 900 2Ø18 850 3700 2200 1600 2200 2200 2200 6600 2200 2200 6600 BO TRI THEP DAM CHINH T? L? : / 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Phan Quang Minh (chủ biên), Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bêtông cốt thép (phần cấu kiện bản) NXB Khoa học kỹ thuật, 2012 2) TCXDVN 365:2005 Kết cấu bêtông bêtông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế NXB Xây dựng, 2005 3) Nguyễn Đình Cống, Sàn sườn bêtơng tồn khối NXB Xây dựng, 2011 4) Võ Bá Tầm – Hồ Đức Duy, Đồ án môn học kết cấu bêtơng sàn sườn tồn khối loại dầm theo TCXDVN 365:2005 NXB Xây dựng, 2011 5) Nguyễn Văn Hiệp, Hướng dẫn đồ án môn học bêtông cốt thép sàn sườn tồn khối có dầm NXB ĐH Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh Phạm Lê Kiến Kha 19 MSSV: 16520800138 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: Trần Thị Ngun Hảo MỤC LỤC I SỐ LIỆU TÍNH TỐN Sơ đồ sàn Kích thước Hoạt tải Vật liệu Các lớp cấu tạo sàn 2 2 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 II BẢN SÀN II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 II.6 III III.1 III.2 III.3 III.4 IV IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 Phân loại sàn Chọn sơ kích thước phận sàn Sơ đồ tính Xác định tải trọng Xác định nội lực Tính cốt thép 3 4 DẦM PHỤ Sơ đồ tính Xác định tải trọng Xác định nội lực Tính cốt thép 7 DẦM CHÍNH 12 Sơ đồ tính Xác định tải trọng Xác định nội lực Tính cốt thép Biểu đồ bao vật liệu Phạm Lê Kiến Kha 12 12 12 15 17 20 MSSV: 16520800138 ... 2200 2200 2200 6600 2200 2200 6600 BO TRI THEP DAM CHINH T? L? : / 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Phan Quang Minh (chủ biên), Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bêtông cốt thép (phần cấu kiện bản)... 215,8 0,4 2ϕ12 226 4,73 16 0,018 0,018 185 0,4 2ϕ12 226 22 M (kNm) αm 23,3 ΔAs (%) III.4.b Cốt ngang Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối có lực cắt lớn Q = 117,4 kN Kiểm tra điều kiện tính... p p p G G G G G G G G Hình 11 Sơ đồ tính dầm Nhịp tính tốn: − L = 3L1 = x 2200 = 6600 mm =6,6 m Do nhịp biên nhịp chênh lệch < 10%, nên xem dầm nhịp IV.2 Xác định tải trọng Tải trọng tác dụng