Đồ án Bê tông cốt thép 1

[Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1: SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN KHỐI D? M PH? C? T BTCT (300x300) D 4600 D? M CHÍNH C 13800 A 4600 A 4600 B A 5100 5100 5100 5100 20400 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM SÀN: I CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO SÀN: Bêtông: Cấp độ bền chịu nén B15 có: Thép: - Sàn, đai: thép nhóm AI có: - Thép dầm phụ, dầm chính: Thép nhóm AII có: II SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: Chiều dày sàn: [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Chọn = 8(cm) Dầm phụ: Nhịp = 4600(mm) Chọn = 350(mm) Chọn = 200(mm) Dầm chính: Nhịp Chọn = 450(mm) Chọn = 300mm III TÍNH MOMEN TRONG BẢN THEO SƠ ĐỒ BIẾN DẠNG DẺO: 450 80 Sơ đồ tính: 200 1700 200 1700 200 1700 Cắt dải rộng b=1m vng góc với dầm phụ, xem dầm liên tục có gối tựa dầm phụ - Xét tỷ số cạnh dài cạnh ngắn ô bản:  Xem làm việc hai phương Nhịp tính tốn: - Nhịp biên: - Nhịp giữa: [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Tải trọng tác dụng lên bản: 2.1 Tĩnh tải: Các lớp cấu tạo Tải tiêu chuẩn Hệ số an tồn (kN/m2) - Bêtơng cốt thép: Dày 8cm, γ = 25 kN/m3 Tải tính tốn (kN/m2) 1.1 2.2 - Vữa tơ, lót: Dày 2cm, lớp, γ = 18 kN/m3 0.72 1.2 0.864 - Gạch ceramic: Dày 1cm, γ = 25 kN/m3 0.25 1.1 0.275 Tổng cộng 3.339 2.2 Hoạt tải: p = pc=3×1,4 = 4,2 (kN/m2) Tải trọng toàn phần tác dụng lên dải rộng b = 1m là: q = (p + g)×1 = 7,539 kN/m q Lob = 1500 Log = 1600 Tính nội lực: 3.1 Momen nhịp biên gối 2: 3.2 Momen nhịp gối giữa: Log = 1600 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I ` 1.343 1.06 1.06 M(kNm) 1.343 1.06 1.06 Tính cốt thép: - Tính tốn cốt thép theo trường hợp cấu kiện chịu uốn, tiết diện hình chữ nhật, tiết diện b.h h = 80 mm b = 1000 mm - Chọn a = 20 (mm), = h – a = 80 – 20 = 60 (mm) - Nội lực theo sơ đồ dẽo gồm giá trị: + Tại nhịp biên, gối thứ 2: M = 1,343 (kNm) + Tại nhịp giữa, gối giữa: M = 1.06 (kNm) - Cơng thức tính tốn: - (mm2) - (%) Kết tính cốt thép bảng sau: Tiết diện M Cốt thép chọn [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Nhịp biên, gối Nhịp giữa, gối (kNm) 1.343 0.405 1.06 0.32 0.0564 (mm2) 138.368 Ø Ø6 a (mm) 200 (cm2) 0.97 0.04 98.13 Ø6 200 0.79 - Cốt thép cấu tạo: Gối biên đặt Ø6a200 - Cốt thép phân bố: Dùng Ø6a200 IV TÍNH DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ BIẾN DẠNG DẺO: Sơ đồ tính: Dầm phụ dầm liên tục nhịp với gối tựa dầm 300 300 4300 300 80 300 450 4150 4300 Nhịp tính tốn: - Nhịp biên: (mm) - Nhịp giữa: (mm) Tải trọng: 3.1 Hoạt tải: (kN/m) 3.2 Tĩnh tải: Trọng lượng thân dầm phụ: 25×1,1×0,2× (0,35 – 0,08) = 1,485 (kN/m2) 3,064×1,7 + 1,485 = 6,694 (kN/m) 3.3 Tải trọng toàn phần: 7,14 + 6,694 = 13.834 (kN/m) Tỷ số: 7,14/6,694 = 1,07 tra bảng k = 0,204 4300 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Tính nội lực: q = 13.834 kN/m 4.1 Momen: - Tung độ hình bao momen tính theo cơng thức: + Nhánh dương: M = + Nhánh âm: M = - Momen dương gối biên cách mép gối đoạn: + Tại nhịp biên: 0.15 = 0,15×4150 = 622,5 (mm) + Tại nhịp giữa: 0.15 = 0,15×4300 = 645 (mm) - Momen âm điểm nằm nhịp biên cách mép gối đoạn: x = k = 0,204×4150 = 847 (mm) - Momen dương lớn cách gối biên đoạn: x = 0,425 = 0,425×4150 = 1764(mm) - Tại nhịp biên lấy biêu đồ momen đường thẳng Nhịp Tiết diện Nhịp biên 2* 7* Nhịp Nhịp tính tốn 4150 (mm) 4300 (mm) Mmax 238.26 (kNm) 255.79 (kNm) 0.065 0.09 0.091 0.075 0.02 -0.0715 -0.03125 -0.009 -0.006 -0.023 0.018 0.058 0.0625 0.058 0.018 Mmin 15.49 21.44 21.68 17.87 4.77 4.6 14.84 16 14.84 4.6 18.29 2.30 1.5 5.88 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I 10 -0.0625 16 Biểu đồ momen dầm phụ (kNm): 4150 300 4300 4.60 4.77 17.87 21.68 21.44 15.49 1764 623 16.00 5.88 7* 10 4.60 1.50 14.84 16.00 2* 2.30 14.84 18.29 8.00 847 645 645 4.2 Lực cắt: - Lực cắt lớn bên trái gối 2: = 0,6×13,834×4,15 = 34,45 (kN) - Lực cắt bên phải gối gối 3: = 0,5×13,834×4,3 = 29.74 (kN) - Lực cắt gối biên: Tính cốt thép: 5.1 Cốt dọc: Tại tiết diện nhịp momen dương Tính theo tiết diện chữ T quy đổi (bản cánh chịu nén) 29.74 34.45 22.96 29.74 = 0,4×13,834×4,15 = 22,96 (kN) [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I hdp =350 hb =80 b'f Sc bdp = 200 - Xác định bề rộng cánh : + Ta lấy theo điều kiện sau: Chọn = 700mm Bề rộng cánh là: = 200 + 2×700 = 1600 (mm) - Kích thước tiết diện chữ T: b = 200cm, h = 35cm, = 8cm, Sc = 70cm, = 160cm =10.37 cm - Giả thiết a = 4cm, ta có = h – a = 35 – = 31cm - Xác định vị trí trục trung hịa: = 8,5×103×1,6×0,08× (0,31 – 0.5×0,08) = 239,36 (kNm) = 21,68 (kNm)  <  trục trung hịa qua cánh Vậy việc tính tốn tiết diện nhịp dầm đựợc tính tốn tiết diện hình chữ nhật h Tính tốn: Cơng thức tính: - (mm2) - (%) Kết tính cốt thép bảng sau: Tiết diện Gối (200.300) Gối (200.300) Nhịp biên (mm2) M (kNm) 18.29 0,16 0,175 343,78 16 0.13 0,14 275 21.68 0,024 0,024 377.17 Th ép ch ọn Ø 2Ø12 + 1Ø12 2Ø12 + 1Ø12 2Ø12 + (mm ) (%) 339 0,65 339 0,65 380 0,1 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I (1600.300) Nhịp (1600.300) 16 0,017 0,017 267,16 1Ø14 2Ø12 + 1Ø12 339 0,078 Bố trí cốt thép dọc dầm: 2Þ12 80 350 350 80 2Þ12 Þ6a150 2Þ12 200 Þ6a150 2Þ12 80 3-3 5.2 Tính cốt ngang: b.1 Số liệu: - b = 200mm, h = 350mm, a = 40mm, = 260mm - Q = 45,79 kN ( trái gối ) - Bêtông: Cấp độ bền chịu nén B20 có: ; = 27000Mpa - Thép: thép nhóm AI có: ; = 210000Mpa - Dự kiến dùng 6, nhánh, = 2×28.3 = 21,54 mm2 - Bêtơng nặng có hệ số: 2Þ12 2Þ12 350 80 350 1Þ12 200 2-2 2Þ12 1Þ14 200 1-1 Þ6a150 1 Þ6a150 200 4-4 1Þ12 2Þ12 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I - Tiết diện chữ T có cánh nằm vùng chịu kéo nên = Khơng có lực dọc nên =0 b.2 Điều kiện tính tốn: = 0,6×0,9×200×310 = 28080 (N) = 28,080 (kN) Vậy < Qmax = 45,79 kN Nên cần phải tính tốn V T ÍNH DẦM CHÍNH THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI: Sơ đồ tính: Dầm dầm nhịp với gối tựa cột 1500 200 1600 200 1600 200 1600 200 1600 200 1600 200 300 1800 1800 5400 1800 1800 1800 5400 300 450 70 200 1800 - Nhịp tính tốn: (mm) Xác định tải trọng: 2.1 Tĩnh tải: Trọng lựợng thân đựợc qui lực tập trung: = 25×1,1×0,3× (0,45 – 0,08)×1,7 = 5.189(kN) Trọng lượng dầm phụ truyền vào quy lực tập trung: 6,694 × 4,6 = 30,79 (kN) Tĩnh tải tập trung: G = = 35,981 (kN) 2.2 Hoạt tải : (kN/m) P P P P P P P P G G G G G G G G 5400 5400 5400 5400 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I 38.145 4.092 5.301 QP4 C 27.543 4.092 D 4.092 E 32.957 4.617 0.112 QP5 C 32.731 4.617 D 38.505 8.781 QP6 7.622 C D E 27.183 5.611 8.781 4.617 E Hình 16 Biểu đồ lực cắt trường hợp đặt tải Bảng 11 Xác định tung độ biểu đồ lực cắt thành phần biểu đồ bao lực cắt (kN) Tiết diện Lực cắt Q1 = QG + QP1 Q2 = QG + QP2 Q3 = QG + QP3 Q4= QG + QP4 Q5= QG + QP5 A-1 1-2 2-B B-3 3-4 4-C 53.83 14.99 -83.81 40.98 1.87 -34.14 20.99 5.63 -50.97 73.82 5.03 -63.82 47.99 20.82 -89.65 81.24 12.42 -56.4 22.57 7.11 -49.39 66 9.72 -71.67 26.7 11.44 -45.09 33.55 -2.46 -38.47 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Q6= QG 52.29 16.77 -85.35 + QP6 Q max 53.83 20.82 -45.09 Q 20.99 5.63 -89.65 Tiết diện Lực cắt Q1 = QG + QP1 Q2 = QG + QP2 Q3 = QG + QP3 Q4= QG + QP4 Q5= QG + QP5 Q6= QG + QP6 Q max Q 48.79 -5.91 -23.17 81.24 33.55 12.42 -5.91 -23.17 -71.67 7-8 8-E C-5 1-2 6-D D-7 63.725 -5.77 73.612 50.862 14.886 -20.747 29.95 -6.735 36.859 84.813 15.916 -52.875 28.022 -8.663 34.931 85.197 70.636 1.107 11.857 50.4 14.347 -21.599 65.448 -4.082 6.669 50.925 14.871 -21.074 23.71 -11.816 30.619 84.813 15.916 70.636 1.107 73.612 23.71 -11.816 6.669 85.197 50.4 16.3 1.492 14.347 -52.875 16.3 -52.49 1.492 Hình 17 Biểu đồ bao lực cắt dầm (kN) 81.24 53.83 20.99 20.82 33.55 5.63 A 45.09 89.65 B 85.20 70.64 23.71 1.11 5.914 23.17 C 11.82 50.4 12.42 71.67 6.67 73.61 D 16.30 1.49 E 14.358 52.88 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Tính cốt thép dọc: - Sử dụng thép AII (Rs=280 Mpa) bêtông B15 (Rb=8,5Mpa; Rbt=0,75Mpa) 5.1 Tại tiết diện nhịp (ứng với giá trị momen dương ): - Tính theo tiết diện chữ T quy đổi ( Bản cánh chịu nén ): hdc = 450 hb = 70 b'f - Bề rộng cánh: + Ta lấy theo điều kiện sau: Sc Chọn = 600mm  1500 (mm) - Kích thước tiết diện chữ T: b = 30cm, h = 45cm, = 8cm, Sc = 60cm, = 150cm bdc = 300 - Giả thiết a = 5,5cm, ta có = h – a = 45 – 5,5 = 39,5cm - Xác định vị trí trục trung hịa: = 8,5×103×1,5×0,08× (0,395 – 0.5×0,08) = 326,1 (kNm) = 91.581 (kNm)  <  trục trung hòa qua cánh Vậy việc tính tốn tiết diện nhịp dầm đựợc tính tốn tiết diện hình chữ nhật Nhận xét: M = 120.086 kNm < Mf =362,44 kNm, nên trục trung hịa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật =1700x450mm Tính nội lực tra bảng ξ tính từ : As = ξ = − − 2α m ξR b bh o Rs [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I 5.2 Tính tốn: Tại tiết diện gối Tương ứng với giá trị mômen âm, cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật = 300x450 mm Giả thiết agối = 70 mm ⇒ ho = h - agối = 450 – 70 = 380 mm Điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,449 Tính nội lực tra bảng ξ tính từ : As = ξ = − − 2α m ξR b bh o Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0,05% ≤ µ = As R 8.5 ≤ µ max = ξ R b = 0,681× = 2,067% bh o Rs 280 Kết tính cốt thép bảng sau: Tiết diện M (kNm) Nhịp biên (1700×450 91.581 ) Gối B (300×450) 106.25 αm ξ As μ Chọn cốt thép (cm ) (%) Chọn Asc (cm2) 0.041 0.042 8.56 0.13 2ϕ20 + 2ϕ16 10.30 0.289 0.35 12.11 0.88 3Φ20 + 2ϕ18 14.51 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Nhịp (1700×450 57.555 ) Gối C (300×450) 82.772 0.026 0.026 5.3 0.08 2ϕ20 6.28 0.225 0.258 8.93 0.68 2ϕ20 + 2ϕ16 10.30 Bố trí cốt thép: Hình 20 Mặt cắt ngang dầm 4.4.2 Cốt đai Lực cắt lớn gối: QA = 53.83 kN, kN, kN [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP I Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối có lực cắt lớn Q =89.65 kN Kiểm tra điều kiện tính tốn: ⇒ ⇒ Bêtơng khơng đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt Chọn thép đai ∅8 (asw = 50,3 mm2), số nhánh cốt đai n = ⇒ Asw = n.asw = 2.50,3 = 100,6 mm2 =56,6x10-6 m2 Xác định bước cốt đai:  h dp 300 = = 150 mm  s ct ≤  2 150 mm  Chọn s1tk = 150 mm bố trí đoạn L đoạn đầu dầm  Chọn thép đai ∅8a150 s ct Đoạn dầm nhịp: Chọn sct = 200 mm  3h dp × 300 = = 225 mm  ≤ 4 500 mm  [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Chọn s = 200 mm bố trí đoạn L dầm  Chọn thép đai ∅8a200 4.4.3 Cốt treo Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm chính: Nếu dùng đai ϕ8, hai nhánh số đai cần thiết: ⇒ chọn đai Vậy bố trí bên đai, bước đai: → Chọn khoảng cách cốt treo 50mm 4.5 Biểu đồ bao vật liệu 4.5.1 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 = 25 mm ao,gối = 40 mm; khoảng cách thông thủy hai thép theo phương chiều cao dầm t = 30 mm Xác định ath = -  : Diện tích lớp thép thứ i - Xi : Khoảng cách mép bê tông đến trọng tâm lớp thép =>hoth = hdc - ath Tính khả chịu lực theo công thức sau: ξ= R s As R b bh 0th ⇒ α m = ξ ( − 0,5ξ ) ⇒ [ M ] = α m R b bh 0th [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP I Kết tính tốn tóm tắt bảng 14 Bảng 13 Tính khả chịu lực dầm As ath hoth mm2 mm mm 2ϕ20 + 2ϕ16 1030 54 396 Cắt 2ϕ16, 2ϕ20 628 35 3ϕ20 + 2ϕ18 1451 Cắt 2ϕ18, 3ϕ20 Tiết diện Cốt thép Nhịp biên (1700×450) [M] ξ αm 0,05 0,049 111.03 415 0,02 0,028 71.17 75 375 0.42 0.33 118.34 942 50 400 0,26 0.23 93.84 Cắt 1ϕ20, 2ϕ20 628 50 400 0,17 0,16 65.28 Nhịp (1700×450) 2ϕ20 628 35 415 0,02 0,028 71.17 Gối C 2ϕ20 + 2ϕ16 10.30 54 396 0,05 0,049 111.03 35 415 0,02 0,028 71.17 Gối B (300×450) (300×450) Cắt 2ϕ16, 2ϕ20 628 kNm 5.2 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 mômen [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Bảng 14 Xác định vị trí lực cắt tiết diện cắt lý thuyết Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x Q (mm) (kN) 1398.57 50.878 55.67 62.53 670 64.77 91.581 Nhịp biên bên trái 71.157 x (2ϕ16) 1800 (2ϕ16) 63.04 66.107 Nhịp biên bên phải 46.453 x 1800 66.532 106.252 Gối B (2ϕ18) 10.328 bên trái x [Document title] 65.28 10.328 106.252 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I x 690 58.29 719 55.26 694 62.79 1ϕ20 (2ϕ18) 6.776 106.252 66.532 x 1800 Gối B 1ϕ20 x 6.776 65.28 106.252 bên phải [Document title] 2ϕ16 106.52 92.84 Gối C 1.776 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I 235 58.19 x 1800 4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W xác định theo công thức: W= 0,8Q − Qs,inc + 5d ≥ 20d 2q sw Trong đó: Q - lưc cắt tiết diện cắt lý thuyết, lấy độ dốc biểu đồ bao mômen Qs,inc - khả chịu cắt cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt thép dọc, cốt xiên nằm vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs,inc=0; Qsw - khả chịu cắt cốt đai tiết diện cắt lý thuyết, q sw = R sw na sw s ; Trong đoạn dầm có cốt đai ϕ8a150 thì: q sw = 175 × 103 × × 28.3 × 10−6 = 66 0.15 Kết tính đoạn W tóm tắt bảng 16 kN/m [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Bảng 15 Xác định đoạn kéo dài W dầm Tiết diện Thanh thép Nhịp biên bên trái Nhịp biên bên phải (2ϕ16) (2ϕ16) Gối B (2ϕ18) bên trái Q qsw Wtính 20d Wchọn (kN) (kN/m) (mm) (mm) (mm) 50.878 66 388 320 390 62.53 66 459 320 470 66 483 360 490 66 453 400 460 55.26 66 464 425 430 62.79 66 481 400 490 58.19 66 443 360 450 64.77 58.29 +1ϕ20 Gối B (2ϕ18) bên phải +1ϕ20 Gối C 2ϕ16 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I Biểu đồ bao vật liệu: W=490 W=490 W=450 W=470 98.97 57.555 49.003 65.28 106.252 118.34 92.84 71.157 66.107 111.03 91.581 65.28 71.157 W=390 82.772 W=430 W=460 TR? C D?M [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) TCVN5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông bê tông cốt thép 2) Võ Bá Tầm-Kết cấu bê tông cốt thép (tập 1: cấu kiện bản), NXB Đại học Quốc gia TpHCM 3) 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 4) Nguyễn Đình Cống, Sàn sườn bêtơng tồn khối NXB Xây dựng, 2011 5) 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 6) 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 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I MỤC LỤC ... 1. 107 11 .857 50.4 14 .347 - 21. 599 65.448 -4.082 6.669 50.925 14 .8 71 - 21. 074 23. 71 -11 . 816 30. 619 84. 813 15 . 916 70.636 1. 107 73. 612 23. 71 -11 . 816 6.669 85 .19 7 50.4 16 .3 1. 492 14 .347 -52.875 16 .3... 0 ,1 [Document title] ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP I (16 00.300) Nhịp (16 00.300) 16 0, 017 0, 017 267 ,16 1? ?14 2? ?12 + 1? ?12 339 0,078 Bố trí cốt thép dọc dầm: 2? ?12 80 350 350 80 2? ?12 Þ6a150 2? ?12 200 Þ6a150... 28 .14 -0 .14 -4.70 0.68 22.30 -0 .10 -3 .12  1. 01 0. 81 26.60  10 .26  4.73  -4.63  10 .56  -3 .15  1. 18  6. 51 -1. 29 -46.27 -1. 14 -37.54 -0 .14 -4.70 -1. 32 -43.38 -0 .10 -3 .12 0.04 1. 18 -1. 19