Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 1 - ThS. Bùi Nam Phương

Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 1 Quy trình thiết kế hệ kết cấu bê tông cốt thép với mục tiêu chính là Khái niệm chung về công tác thiết kế; Khái niệm hệ kết cấu công trình; Thiết lập được quy trình thiết kế. Mời các bạn cùng tham khảo!

KẾT CẤU BTCT CẤU KIỆN NHÀ CỬA BÙI NAM PHƯƠNG Bài giảng - Lưu hành nội Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Giới thiệu môn học KC BTCT Giảng viên: Ths BÙI NAM PHƯƠNG Khoa Kỹ thuật xây dựng – ĐH Giao thơng vận tải Tp Hồ Chí Minh Thời lượng: 42 Tiết (hệ tín chỉ) - 60 Tiết (hệ niên chế) Thông tin môn học          Tên học phần: KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP (Phần cấu kiện nhà cửa) Số đơn vị học trình: Trình độ: Sinh viên năm thứ ngành Xây dựng dân dụng công nghiệp Phân bổ thời gian: Học trường: 42 Tiết Tự học nhà: 120 Tiết Điều kiện tiên quyết: Sinh viên học môn Kết cấu bêtông cốt thép Mục tiêu học phần: Nắm ngun tắc tính tốn, thiết kế kết cấu bêtơng cốt thép cấu kiện nhà cửa số dạng cơng trình khác Mơ tả vắn tắt nội dung học phần: Nguyên tắc bố trí, cấu tạo, tính toán tải trọng, nội lực thiết kế cốt thép cho loại cấu kiện như: loại sàn (sàn sườn, sàn phẳng,…) dầm khung, cột khung, kết cấu khung, móng Nhiệm vụ sinh viên: Tham dự học trường, làm đầy đủ tập, đồ án, đọc nghiên cứu thêm tài liệu, … Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên  Kiểm tra đột xuất lớp + thi kỳ: 30%  Thi cuối học kỳ: 70% Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Giới thiệu môn học KC BTCT Nội dung môn học kế hoạch giảng dạy Số Tiết Lý Bài thuyết tập Nội Dung Chương 1: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP Các yêu cầu việc thiết kế kết cấu Hệ kết cấu tải trọng công trình Quy trình thiết kế kết cấu Chương 2: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP Khái niệm chung Thiết kế sàn phương Thiết kế sàn hai phương Thiết kế loại sàn khác (gạch bộng, ô cờ, panel) Chương 3: DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP Tải trọng tác dụng lên dầm Sơ đồ tính phân tích nội lực Thiết kế cấu tạo cốt thép cho dầm Hệ dầm kết cấu sàn sườn toàn khối 2 12 3 1 2 2 1 1 Nội dung môn học kế hoạch giảng dạy Nội Dung Chương 4: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Khái niệm chung Cấu tạo khung btct toàn khối Sơ đồ tính phân tích nội lực Thiết kế cấu tạo cốt thép khung BTCT toàn khối Cấu tạo khung BTCT lắp ghép khối Khe biến dạng khung Chương 5: MÓNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Khái niệm chung Móng đơn Móng kép - băng Móng bè Móng cọc (Cọc đài cọc) THI CUỐI KỲ Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Số Tiết Lý Bài thuyết tập 12 2 2 1 1 1 1 1 0 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Giới thiệu môn học KC BTCT Tài liệu tham khảo  Nguyễn Đình Cống- Ngô Thế Phong – Huỳnh Chánh Thiên – Kết Cấu Bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) , Nhà XB ĐH THCN Hà Nội, 1978  Ngô Thế Phong – Lý Trần Cường – Trịnh Kim Đạm – Nguyễn Lê Ninh – Kết cấu Bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa), Nhà XB KHKT Hà Nội Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu Bêtông cốt thép, TCVN 5574-2012 (TCXDVN 356:2005) Tiêu chuẩn tải trọng tác động, TCVN 2737-1995 Athur Nilson, Design of Concrete Structure -1997     Bùi Nam Phương – Tóm tắt giảng “Kết cấu BTCT 2” – ĐH Giao thông vận tải Tp HCM Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT Chương 1: QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP  Mục tiêu cần đạt  Khái niệm chung công tác thiết kế  Khái niệm hệ kết cấu cơng trình  Thiết lập quy trình thiết kế  Thời lượng: tiết 1.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT  An toàn (Safety): bền vững, không bị phá hoại sụp đổ - Kết cấu phải tính với tải trọng tác động xảy q trình sử dụng thi công - Sơ đồ kết cấu cần rõ ràng - Nên chọn kết cấu siêu tĩnh có độ an toàn cao Khoảng 7h55 sáng ngày 26/9/2007, đoạn dầm cầu bị sập nằm phía bờ Vĩnh Long dài 87 m, rộng 24 m, vừa đổ bê tông ngày hôm trước tổng số thương vong: 54 người; số người bị thương: 80 người Tối ngày 9/10/2007, cao ốc Pacific (số 43-45-47 đường Nguyễn Thi Minh Khai, quận 1, TP HCM) thi công làm ảnh hưởng móng sập dãy nhà Viện Nghiên cứu KHXH Nam Bộ, 49 Nguyễn Thị Minh Khai, quận 16h30 ngày 31/03/2011, ngõ 59 phố Huỳnh Thúc Kháng, quận Đống Đa, Hà Nội, nhà tầng đổ sập sữa chữa  Ổn định (Stability): không bị biến dạng, nghiêng, võng, lún hay dao động mức phải đảm bảo độ cứng định để cơng trình ln đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT  Hữu dụng (Servicebility) Phương án kết cấu chọn phải: - Đáp ứng nhu cầu công sử dụng cơng trình - Thỏa mãn u cầu khơng gian hình khối kiến trúc  Kinh tế (Economic) có giá thành hợp lý - Sử dụng vật liệu hợp lý - Chọn lựa công nghệ xây dựng, kỹ thuật thi công phù hợp - Sử dụng công nhân thiết bị máy móc hiệu - Đảm bảo tiến độ thi cơng, đưa cơng trình vào sử dụng hạn Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT  Môi trường (Environment) - Vật liệu chọn vào điều kiện thực tế u cầu cụ thể cơng trình - Chọn phương án kết cấu phải đáp ứng thời hạn thi cơng lực kỹ thuật thi cơng có - Phải gắn liền việc thiết kế kết cấu thiết kế biện pháp tổ chức thi công 1.2 HỆ KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG CƠNG TRÌNH 1.2.1 Các dạng kết cấu cơng trình Về bản, cơng trình có phận kết cấu chịu lực sau:  mái, sàn  dầm  cột, tường chịu lực  móng Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT Dạng kết cấu thứ 1: Dạng kết cấu thứ 2: 10 Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT 1.2.2 Tải trọng làm việc hệ kết cấu Cơng trình chịu tải trọng theo phương đứng lẫn phương ngang bao gồm: Tĩnh tải: khơng thay đổi suốt q trình xây dựng sử dụng cơng trình (trọng lượng thân kết cấu, tường xây, lớp vữa gạch lót sàn …)  Hoạt tải: thay đổi xuất hiện, điểm đặt, phương chiều giá trị tác dụng (tải trọng sử dụng, tải trọng q trình thi cơng, sửa chữa, mưa, gió, …)  Các loại tải trọng đặc biệt khác: xuất (động đất, cháy nổ, …) 11 Truyền tải trọng hệ kết cấu cơng trình Mưa, gió, tải dựng lắp Hoạt tải sử dụng SÀN MÁI + TLBT SÀN + TLBT TẢI TƯỜNG DẦM + TLBT TẢI GIÓ CỘT + TLBT ĐỘNG ĐẤT MÓNG + TLBT 12 NỀN ĐẤT Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 10 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT 1.3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH 13 1.3.1 Quy trình thiết kế Quy trình thiết kế chu trình lặp khép kín, gồm sáu bước sau  Bước 1: Chọn hệ kết cấu: vào yêu cầu kiến trúc, điều kiện địa chất thủy văn, điều kiện thi cơng, chi phí ngun vật liệu máy móc nhân cơng thời gian thi cơng 14 Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 11 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT 1.3.1 Quy trình thiết kế (tt) Bước 2: Chọn sơ kích thước tiết diện cấu kiện: vào sơ đồ kết cấu tải trọng, dựa vào kinh nghiệm dẫn thiết kế để xác định Tính tốn tải trọng tác động: vào đặc điểm cơng trình tiêu chuẩn TCVN 27371995 tính tải trọng thường xuyên, tạm thời đặc biệt tác động lên kết cấu 15 1.3.1 Quy trình thiết kế (tt) Bước 3: Phân tích nội lực tổ hợp nội lực: Tính M, Q, N, Mxoắn, lực trượt tĩnh tải hoạt tải bất lợi gây Tổ hợp nội lực để tìm nội lực lớn tiết diện nguy hiểm, từ vẽ biểu đồ bao nội lực 16 Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 12 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT 1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)  Bước 4: Tính tốn cốt thép chọn cốt thép: tính cốt thép chịu lực, chọn đường kính bố trí cốt thép vào tiết diện theo quy định 17 1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)  Bước 5: Kiểm tra lại kích thước tiết diện chọn sơ bộ: Căn vào nội lực lớn tiết diện nguy hiểm yêu cầu cường độ, biến dạng khe nứt để xem xét tiết diện tính tốn có hợp lý khơng Khi cần thiết phải thay đổi tiết diện tính lại nội lực Kiểm tra độ võng khe nứt: đảm bảo thỏa mãn điều kiện độ võng bề rộng khe nứt giới hạn 18 Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 13 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT 1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)  Bước 6: Hình thành vẽ: Kết tính toán thể vẽ, vẽ phải đầy đủ kích thước, chủng loại thép, ghi cần thiết thống kê vật liệu 19 1.3.2 Hệ thống hồ sơ thiết kế Theo quy định chung Bộ xây dựng, tuỳ theo cấp cơng trình u cầu chủ đầu tư, mà cơng trình cần có loại hồ sơ thiết kế sau: a Hồ sơ thiết kế sở: Dựa vào quy mô, chức năng, đặc điểm nhà để đề xuất, so sánh, chọn phương án Chọn phương án yếu tố: Độ bền vững, Phù hợp với yêu cầu kiến trúc, Khả năng, điều kiện thi công, Giá thành, thời gian thi công Với phương án chọn cần: Bố trí hệ kết cấu, Chọn kích thước sơ cho cấu kiện, Vẽ mặt mặt cắt kết cấu cho số tầng, số khung đại diện 20 Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 14 10 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT b Hồ sơ thiết kế kỹ thuật:  Dựa vào thiết kế sở tiến hành: Xác định tải trọng, Tính tốn nội lực, Tính tốn cốt thép, Kiểm tra điều kiện làm việc bình thường, Đánh giá hợp lý tiết diện chọn  Kết thiết kế kỹ thuật: Bản thuyết minh tính tốn, Các vẽ hình dáng, kích thước kết cấu số mặt cắt chính, Sửa chữa, bổ sung điểm chưa hợp lý thiết kế sở c Hồ sơ thiết kế thi công:  Dựa vào thiết kế kỹ thuật tiến hành: Chọn bố trí cốt thép, Lựa chọn cấu tạo cụ thể, thiết kế chi tiết, Lập vẽ thi cơng, có ghi giải thích đầy đủ 21 Bài tập 1.1:  Nhóm sinh viên tình nguyện Mùa hè xanh 2009 ĐH GTVT Tp HCM giao nhiệm vụ thiết kế cầu nông thôn qua rạch rộng 12m huyện Cầu Ngang, tỉnh Trà Vinh Bạn lập Quy trình thiết kế cho dự án nêu  Hướng dẫn:  Trình bày yêu cầu thiết kế phù hợp với quy mô, đặc điểm 22 cơng trình (Mục 1.1) (khảo sát địa chất, thủy văn, địa hình khu vực xây dựng, đặc điểm nhu cầu: bề rộng, độ, nhịp chiều cao thông thủy, tải trọng, …)  Lựa chọn giải pháp kết cấu, phân tích làm việc kết cấu (Mục 1.2) (Cầu treo, cầu BTCT lắp ghép, đúc chỗ, cầu nhịp đơn giản, cầu nhiểu nhịp liên tục, …)  Lập quy trình thiết kế theo bước (Mục 1.3.1) Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng 15 11 ... thuyết tập Nội Dung Chương 1: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP Các yêu cầu việc thiết kế kết cấu Hệ kết cấu tải trọng công trình Quy trình thiết kế kết cấu Chương 2: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP Khái niệm... Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Quy trình thiết kế hệ kết cấu BTCT Dạng kết cấu thứ 1: Dạng kết cấu thứ 2: 10 ... đài cọc) THI CUỐI KỲ Ths Bùi Nam Phương ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng Số Tiết Lý Bài thuyết tập 12 2 2 1 1 1 1 1 0 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Giới thiệu môn