Đồ án Bê tông cốt thép 1: Kết cấu bê tông cốt thép 1

Đồ án Bê tông cốt thép 1: Kết cấu bê tông cốt thép 1 được biên soạn với mục tiêu tìm hiểu sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tông cốt thép đối với công trình; nắm được các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông cốt thép; phương pháp 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.

ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  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 tơng cốt thép 1”; đồng thời, tỏ  lịng  cảm ơn đến giang viên h ̉ ướng dẫn đã nhiệt tình chỉ dẫn và hỗ trợ hồn thành đồ án   này! Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, đất nước ta đang trên đà phát triển, từ một nền văn minh nơng nghiệp lúa nước bước qua kỷ ngun của sự  đại trong cơng nghiệp và dịch vụ. Để đạt được mục tiêu trọng đại này, hơn ai hết,   đất nước ta phải tiến hành trên phát triển nhiều lĩnh vực, trong số đó, một trong những nhiệm vụ cấp thiết đi đơi 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 thốt nước, cầu cống,   cơng sở,… chúng là nền tảng cũng như tiền đề thúc đẩy nền kinh tế, cịn là minh 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 cơng trình cơng cộng, các hệ thống phức hợp cơng trình cũng ngày một gia tăng   hiện tại và trong tương lai. Vì lẽ  đó, lĩnh vực xây dựng cơng  trình giao thơng,  nhà   cũng ngày một đi lên mạnh mẽ  trong những năm gần đây   song song đó là u cầu về chất lượng cơng trình cũng gia tăng trên thị trường. Để  có được những cơng trình thẩm mỹ và bền bĩ theo thời gian, một trong những yếu   tố  quyết định chính là: Kết cấu của bê tơng cốt thép . Là một sinh viên ngành xây  dựng cần phải nhận thức được sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tơng cốt thép  đối với  cơng trình; nắm được các tính chất cơ  lý của vật liệu bê tơng cốt thép;   phương pháp tính tốn 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 tơng cốt   thép 1” để nghiên cứu, học tập, trau dồi kiến thức chun mơn ngày một tốt hơn ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  Mục lục ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  SƠ LIÊU TINH TOAN ́ ̣ ́ ́ Cho mặt bằng dầm sàn đê I5b : ̀ + Kí hiệu đầu tiên: I – cho biết mặt bằng sàn dạng thứ I.  + Kí hiệu thứ hai: 2 – cho biết nhịp l1 = 2.9m + Kí hiệu thứ 3: b – cho biết nhịp l2 = 6.1m + Hoạt tải tác dụng lên sàn ptc = 200 daN/m2  HÌNH 1. 1Măt băng san ̣ ̀ ̀ Bang 1. Tơng h ̉ ̉ ợp sơ liêu đê bai ́ ̣ ̀ ̀  (m) 2.9  (m) 6.1 Bêtông  B20 (daN/ m2) (MPa) Rb=  11.5 Rbt=  0.90 Cốt thép Cốt  doc̣   (MPa) 200 Cốt đai (MPa) Rs=Rsc  =210 Rs=Rsc  CB300V =260 CB240T Rsw=170 Rsw=210 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1                                                  ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1                                                  BAN SAN ̉ ̀ Phân loai ban san ̣ ̉ ̀ ­ Xét tỉ số hai cạnh ơ bản  Như vây b ̣ ản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn   Khi tính tốn cần cắt ra một dãy có bề rộng b=1m theo phương vng góc dầm   phụ. Sơ đồ tính xem như dầm liên tục, gối tựa là các dầm phụ Chon s ̣ ơ bơ tiêt diên cac câu kiên ̣ ́ ̣ ́ ́ ̣ Xac đinh s ́ ̣ ơ bô chiêu ban san  ̣ ̀ ̉ ̀ Bang 2. S ̉ ơ bô kich th ̣ ́ ươc san ́ ̀ SAN ̀ Chiều cao ban san ̉ ̀ CÔNG THƯC TINH ́ ́  =   KÊT QUA ́ ̉ CHON ̣  mm  mm Xac đinh s ́ ̣ ơ bô kich th ̣ ́ ước cua dâm phu ̉ ̀ ̣ Bang 2. S ̉ ơ bô kich th ̣ ́ ươc dâm phu ́ ̀ ̣ DÂM PHU ̀ ̣ Chiều cao dâm phu ̀ ̣ CÔNG THƯC TINH ́ ́  =   KÊT QUA ́ ̉ CHON ̣  mm  mm Bê ̀rông dâm phu ̣ ̀ ̣ Xac đinh s ́ ̣ ơ bô kich th ̣ ́ ước cua dâm chinh ̉ ̀ ́ Bang 2. S ̉ ơ bô kich th ̣ ́ ươc dâm chinh ́ ̀ ́ DÂM CHINH ̀ ́ Chiêu cao dâm chinh ̀ ̀ ́ CÔNG THƯC TINH ́ ́  =    mm  mm Bê rông dâm chinh ̀ ̣ ̀ ́  mm KÊT QUA ́ ̉ CHON ̣ ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  0 mm Sơ đơ tinh ̀ ́ ­ Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải bản có chiều rộng b = 1 m ( hình 1), xem   bản như 1 dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ ­ Bản sàn được tính theo sơ đồ biên dang d ́ ̣ ẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối  tựa            + Nhịp biên: mm            + Nhịp giữa: mm       Xét sự chênh lệch giữa chiều dài tính tốn các nhịp:   Xac đinh tai trong ́ ̣ ̉ ̣ Tinh tai ̃ ̉ ­ Xác định trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo sàn: Do dãy bản rộng 1m nên : gb =  (KN/m) Trong đó:  + n ­ hệ số vượt tải +  – KN/m3 +  – bề dày lớp (mm) ­ Các lớp cấu tạo sàn như sau: Hinh 2. Cac l ̀ ́ ơp câu tao san ́ ́ ̣ ̀ ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1                                                  Bang 2. Tai trong cac l ̉ ̉ ̣ ́ ơp câu tao san ́ ́ ̣ ̀ Lớp cấu  tạo Chiều dày  Trọng  δi (m) lượng riêng  γi (kN/m3)   Gạch  0,015 20 ceramic 2 Hô dâu ̀ ̀ 0,005 18 3 Vữa lót 0,03 18   Bê   tông  0,08 25 cốt thép 5 Vữa trát 0,015 18 Tổng cộng Tải tiêu  chuẩn gsc  (kN/m2) 0,3 Hệ số độ  tin cậy về  tải trọng γf,i 1,1 Tải tính  tốn gs  (kN/m2) 0,33 0,09 0,54 1,3 1,3 1,1 0,117 0,702 2,2 0,27 3,03  1,3 0,351 3,7 Hoat tai ̣ ̉ ­ Hoạt tải tính tốn: (kN/m2) Trong đó : ptc : hoạt tải tiêu chuẩn , ptc = 200 daN/m2 =2 KN/m2           np : hệ số vượt tải n = 1.2 (Theo mục 4.3.3 – TCVN 2737:1995) Tơng tai  ̉ ̉ ­ Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1 m:  (kN/m2) Xac đinh nơi l ́ ̣ ̣ ực Bang 2. Gia tri momen ban san ̉ ́ ̣ ̉ ̀ Nhịp tính  Tải trọng tính  Cơng thức Gía trị  ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  momen toán  toán  (kNm) 4.19 (m) Nhịp biên 2.75 6.1 Gối thứ 2 2,7 6.1 Nhịp giữa và  các gối giữa 2.7 6.1 ­ 4.04 2.78 Hinh 2. S ̀ ơ đô tinh ban Hinh 2 ̀ ́ ̉ ̀  Biêu đô momen cua ban san ̉ ̀ ̉ ̉ ̀   Hinh 2. Biêu đô l ̀ ̉ ̀ ực căt ban san ́ ̉ ̀ Tinh cơt thep ́ ́ ́ ­ Tính tốn cốt thép theo trường hợp cấu kiện chịu uốn, tiết diện hình chữ  nhật, tiết diện (bxh) = ( 1000 x 90 ) ­ Chọn a = 30 (mm),  mm ­ Dùng bê tơng  B20: Rb = 11.5 MPa ; Rbt = 0,9  MPa ; Eb x 10­3 = 27.5 MPa ­ Thép CI ­ CB240T: RS =RSC = 210 MPa ; RSW = 170 MPa ;  ­ Cơng thức tính tốn: ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                                    ­ Điều kiện:  ­ Diên tich côt thep A ̣ ́ ́ ́ s             ­ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:           % Bang 2. Tinh côt thep san  ̉ ́ ́ ́ ̀ Tiết  diện Chọn cốt thép M (kNm)   m As (mm2) m Nhịp biên 4.19 0.101 Gối thứ 2 4.04 0.098 0.103 Nhịp giữa,  gối giữa 2.78 ­ 0.107 351.57 338.4 0.067 0.069 226.71 d  mm a  mm 140 Aschọn mm2 359 (%) 0.60 (%) 2.07 140 359 0.60 5.73 210 235 0.40 3.53 chon Kha năng chông căt cua san nh ̉ ́ ́ ̉ ̀ ịp biên, gối thứ hai            + Chọn a=30 mm (Khoảng cách từ mép bê tông tới tâm cốt thép chịu lực)            + Chiều cao làm việc của bản :  mm            + Lực căt l ́ ớn nhât cua san ́ ̉ ̀          (kN)            + Gia tri l ́ ̣ ực căt l ́ ớn nhât́                            (kN)                      Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt , không cân bô tri côt đai  ̀ ́ ́ ́ ­ Tinh đoan neo côt thep ( muc 10.3.5.5 TCVN 5574:2018 ) ́ ̣ ́ ́ ̣ ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  lan lan Hinh 2. Đoan neo cơt thep ̀ ̣ ́ ́                         + Lơp trên : ́  Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo             mm             chon mm ̣            + Lơp d ́ ươi : ́  Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu neń             mm             chon  mm ̣ ­ Côt thep phân bô A ́ ́ ́ pb:  (vơi ) ́  mm2            Chon  ̣ Ø6a250 (=101 mm2) ­ Bô tri côt thep ́ ́ ́ ́           + Đặt côt thep mũ cách mép d ́ ́ ầm một đoạn bằng:            mm             Chọn bằng 750mm DÂM PHU ̀ ̣ Sơ đơ tinh ̀ ́ Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính là dầm liên tục 4 nhịp có các gối tựa là dầm chính Hinh 3. Măt căt dâm phu ̀ ̣ ́ ̀ ̣ ­ Nhịp tính tốn dầm phụ lấy theo mép gối tựa.    + Đối với nhịp biên: mm   + Đối với các nhịp giữa: 10 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  mm Do nhịp biên và nhịp giữa đêu nhau  ̀          chọn  mm để tính    Hinh 3. S ̀ ơ đơ tinh dâm phu ̀ ́ ̀ ̣ Xac đinh tai trong ́ ̣ ̉ ̣ Tinh tai ̃ ̉ ­ Trọng lượng bản thân dầm phụ. Không kể  phần bản sàn dày 80mm, hệ  số  độ tin cậy ng 1,1 và trọng lượng riêng γ=25kN/m :  (kN/m) ­ Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào :  (kN/m) ­ Tổng tĩnh tải: (kN/m) Hoat tai ̣ ̉ ­ Hoạt tải tính tốn từ bản sàn truyền vào: (kN/m) Tơng tai ̉ ̉ ­ Tải trọng tổng cộng: (kN/m) Xac đinh nôi l ́ ̣ ̣ ực Biêu đô bao momen ̉ ̀ Tỷ số:   tra bảng va nơi suy đ ̀ ̣ ược k = 0.171 ­ Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mơ men tính theo cơng thức sau:  (đối với nhịp biên Lo =Lob)  ­ hệ số tra phụ lục 8 (Trang 165 ­ Kết cấu BTCT, NGUYỄN ĐÌNH CỐNG)            + Kết quả tính tốn được tóm tắt: ­ Mơmen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:            ­ Mơ men dương triệt tiêu cách mép gơi t ́ ựa một đoạn: ­ Momen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:     11 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  Bang 3. Xac đinh biêu đơ momen dâm phu ̉ ́ ̣ ̉ ̀ ̀ ̣ Nhịp Tiết diện (kNm) 0 0,065 42.42 0,090 58.74 0,091 59.39 0,075 48.95 0,02 13.05 2*(0.425Lo) (m)  (KNm) 5.8 652.616 0,018 ­0.0112 11.75 -7.31 0,058 0.0213 37.85 13.90 5.8 652.616 0,0625 40.79 0,058 0.0222 37.85 14.49 0,018 0.0018 11.75 1.17 10 ­0,0625 Hinh 3. Biêu đô bao momen dâm phu ̀ ̉ ̀ ̀ ̣ Biêu đô bao l ̉ ̀ ực căt́ ­ -46.66 7*(0.5Lo) ­0,0715   (KNm ) Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:            + Gối thứ 1:  (kN)            + Bên trái gối thứ 2:  (kN)            + Bên phải gối thứ 2 và gôi th ́ ứ 3: 12 -40.79 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                   (kN)            + Gối 3,4 lấy đối xứng qua.                      Hinh 3. Biêu đơ l ̀ ̉ ̀ ực căt dâm phu ́ ̀ ̣ Tinh côt thep ́ ́ ́ ­ Bêtơng có cấp độ bền chịu nén B20: Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa ­ Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CB300V: Rs = 260 MPa ­ Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CB240T: Rsw = 170 MPa      Kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn:  16.07 (cm) Vây h ̣ 0  tính theo tiết diện đơn          + Diên tich cơt thep A ̣ ́ ́ ́ s                      + Kiểm tra hàm lượng cốt thép:                 Bang 3. Tinh côt thep dâm phu ̉ ́ ́ ́ ̀ ̣ 13 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1                                                  Chọn cốt thép M  Tiêt́  diêṇ (kN.m) (mm2) Nhịp   biên  (200x400) Gối 2 (200x400) Nhịp giữa (200x400) Gối giưã (200x400) (%) 0.2 0.23 732.46 1.06 46.66 0.16 0.18 573.23 0.84 40.79 0.14 0.15 477.69 0.67 40.79 0.14 0.15 477.69 0.67 Loại thép 3.61 4.92 0.57 0.57 Asc (mm2) 316+210 760 316 603 216+110 480 216+110 480 Đk : Côt thep đai ́ ́ ­ Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối hai có lực cắt lớn nhất   Q max =  kN = ( ­ Kha năng chiu l ̉ ̣ ực căt cua bê tơng Q ́ ̉ b  kN      Vi  , bê tông đu kha năng chiu l ̀ ̉ ̉ ̣ ực căt, không c ́ ần tinh côt đai chông căt cho dâm ́ ́ ́ ́ ̀ ­ Tinh theo tai phân bô đêu ́ ̉ ́ ̀      (1) + 32.4 kN +  ­ Chon  ̣ 6 (), nhanh đai n=2 ́   mm2 Từ (1)     274.26mm (*)          * Vùng gối :   (**)          Tư (*) , (**) chon   150mm ̀ ̣          * Vùng bung : ̣   (***)          Tư (*) , (***) chon   mm ̀ ̣ 14 ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 1                                                  Đoan neo cơt thep ̣ ́ ́ ­ Tinh đoan neo côt thep ( muc 10.3.5.5 TCVN 5574:2018 )  ́ ̣ ́ ́ ̣                     + Lơp trên : ́  Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo          mm          chon  600 mm ̣            + Lơp d ́ ươi : ́  Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu neń          433.33mm          chon  450 mm ̣ Biêu đô bao vât liêu ̉ ̀ ̣ ̣ ­ Tai tiêt diên đang xet, côt thep bô tri co diên tich A ̣ ́ ̣ ́ ́ ́ ́ ́ ́ ̣ ́ s ­ Chon chiêu day l ̣ ̀ ̀ ơp bê tông bao vê côt thep mm , khoang cach gi ́ ̉ ̣ ́ ́ ̉ ́ ưa hai thanh ̃   thep theo ph ́ ương chiêu cao l ̀ ơp d ́ ươi dâm t = 25 mm Xac đinh   ́ ̀ ́ ̣                                        ­ Tinh kha năng chiu l ́ ̉ ̣ ực           []  Bang 3. Căt thep va xac đinh biêu đô bao vât liêu ̉ ́ ́ ̀ ́ ̣ ̉ ̀ ̣ ̣ Vi trí ̣ Thép 316+210 Nhip̣   Cắt 2 Ø10 biên Còn 3Ø16 3Ø16 Gối   thứ  Cắt 1Ø16 Còn 2Ø16 216+210 As att (mm ) (mm) 760 35 h0 (mm) 365 603 33 367 603 33 367 402 33 367 534 33 367 15 [Mgh] (KN.m) 0.235 0.208 63.63 0.186 0.168 52.19 0.186 0.168 52.19 0.124 0.116 35.98 0.172 0.157 48.74 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1                                                  Nhịp  giữa  Cắt 2Ø10 Cịn 2Ø16 Gơi gi ́ ưã 216+210 Cắt  2Ø10 Cịn 2Ø16 308 33 367 534 33 367 308 33 367 0.124 0.116 35.98 0.172 0.157 48.74 0.124 0.116 35.98 Hinh 3. Tham khao căt thep theo kinh nghiêm ̀ ̉ ́ ́ ̣ Hinh 3. Măt căt ngang dâm phu ̀ ̣ ́ ̀ ̣ CHƯƠNG 1 DÂM CHINH ̀ ́ Sơ đơ tinh ̀ ́ ­ Dầm chính là dầm liên tục 5 nhịp được tính theo sơ đồ đàn hồi ­ Chọn tiết diện dầm: bdc = 300 mm, hdc = 800 mm ­ Tiết diện cột: 300x300 mm Hinh 4. Măt căt dâm chinh ̀ ̣ ́ ̀ ́ ­ Nhịp tính tốn:           + Đơi v ́ ơi nh ́ ịp biên:   (mm)           + Đơi v ́ ơi nh ́ ịp giữa:   (mm)  Do nhịp biên và nhịp giữa chênh lệch