ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG MỤC LỤC MỤC LỤC THUYẾT MINH I CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU I.1 Danh mục Tiêu chuẩn kỹ thuật, Quy chuẩn xây dựng Tài liệu sử dụng I.2 Giải pháp thiết kế kết cấu I.3 Vật liệu sử dụng I.4 Danh mục phần mềm sử dụng II THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2) II.1 Chọn sơ kích thước cấu kiện II.2 Xác định tải trọng tác động II.2.1 Tĩnh tải II.2.2 Hoạt tải II.3 Xác định nội lực ô sàn II.3.1 Quan điểm tính tốn II.3.2 Nội lực dạng ô II.4 Tính tốn bố trí thép sàn III THIẾT KẾ DẦM DỌC TRỤC B (TẦNG 2) 12 III.1 Kích thước sơ 12 III.2 Xác định tải trọng tác động 12 III.2.1 Tải phân bố 12 III.2.2 Tải tập trung 14 III.3 Xác định nội lực dầm dọc trục B 16 III.3.1 Sơ đồ kết cấu 16 III.3.2 Các trường hợp tải trọng 16 III.3.3 Cấu trúc Tổ hợp 17 III.3.4 Kết phân tích nội lực 17 III.4 Tính tốn bố trí cốt thép 18 III.4.1 Tính tốn cốt thép 18 III.4.2 Bố trí thép 23 III.5 Kiểm tra khả chịu lực 24 IV THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 27 IV.1 Giải pháp kết cấu sở tính tốn 27 IV.2 Kích thước sơ cấu kiện khung trục 27 IV.3 Xác định tải trọng tác động vào khung trục 29 IV.3.4 Sơ đồ kết cấu khung trục 29 IV.3.5 Tải phân bố 29 IV.3.6 Tải tập trung 32  Tầng TRỆT 32  LẦU 35  MÁI 37 IV.3.7 Tải trọng gió 39 IV.4 Xác định nội lực Khung trục 40 IV.4.4 Các trường hợp tải trọng 40 IV.4.5 Cấu trúc Tổ hợp 41 IV.4.6 Kết phân tích nội lực 42 IV.5 Tính tốn bố trí cốt thép 42 IV.5.4 Tính tốn cốt thép 42 IV.5.4.1 Tính tốn cốt thép cho Dầm khung 42 IV.5.4.2 Tính tốn cốt thép cho Cột khung 47 IV.5.5 Bố trí thép 53 V THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG ĐƠN 55 V.1 Xác định tải trọng tác dụng 55 V.2 Chọn chiều sâu chôn móng giả thiết tính tốn 55 V.3 Xác định kích thước sơ đế móng 56 V.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo điều kiện biến dạng 57 V.5 Kiểm tra kích thước đế móng theo trạng thái giới hạn thứ 57 V.6 Tính tốn độ bền cấu tạo móng 59 V.6.1 Tính tốn cốt thép 59 V.6.2 Cấu tạo móng 60 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP I CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU: I.1 Danh mục Tiêu chuẩn kỹ thuật, Quy chuẩn xây dựng Tài liệu sử dụng: [1] TCVN 356-2005 Kết cấu bêtông bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế [2] TCVN 2737-1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế [3] TCVN 4453-1995 Kết cấu Bê tông cốt thép tồn khối – Quy phạm thi cơng nghiệm thu [4] Bài giảng Kết cấu Bê tông cốt thép 1, – Th.S Bùi Nam Phương [5] Tính tốn tiết diện cột bêtơng cốt thép – GS.TS Nguyễn Đình Cống [6] Cấu tạo bêtông cốt thép – Bộ xây dựng – Công ty tư vấn xây dựng dân dụng Việt Nam I.2 Giải pháp thiết kế kết cấu: - Kết cấu móng: sử dụng phương án Móng đơn bêtơng cốt thép - Kết cấu thân: vào yêu cầu kiến trúc sử dụng phương án Khung – sàn bêtơng cốt thép tồn khối I.3 Vật liệu sử dụng: - Bê tông: Bê tông Rbt (MPa) Eb (MPa)  b B15 8,5 0,75 23000 0,9 Cốt thép Rs (MPa) Rsw (MPa) Es (MPa) s   225 175 210000   - Rb (MPa) 280 225 210000 Cốt thép: I.4 Danh mục phần mềm sử dụng: [1] Phần mềm tính tốn kết cấu ETABS [2] Phần mềm EXCEL SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG II THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH:(TẦNG 2) II.1.Chọn sơ kích thước cấu kiện: A S9 500 200x300 200x300 200x300 + 3370 4200 1400 + 3370 S5 200x300 200x300 + 3370 S4 200x300 S6 200x300 200x300 S7 200x300 3900 200x300 + 3420 200x300 200x300 S8 S1 200x300 S3 200x300 200x300 200x300 200x300 B 100x300 S2 1800 200x300 2300 200x300 500 200x300 C 4100 4000 4200 200x300 S9 3000 MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH  Dầm: Chiều cao hd  đó:  1 2 Chiều rộng bd     hd 3 3 Ln md md hệ số phụ thuộc vào tính chất khung tải trọng    md  12  16 dầm chính, khung nhiều nhịp md  16  18 dầm phụ Ln nhịp dầm - Dầm chính: chọn dầm có nhịp lớn để xác định sơ tiết diện (Dầm trục B nhịp 34 Ln  4100 (mm ) ) 4100  342  256 (mm)  chọn hd  300 (mm)  hd  12  16 1 2  bd     300  150  75 (mm)  chọn bd  200 (mm) 3 3 - Dầm phụ: chọn dầm phụ có kích thước bd  hd  100  300 (mm2 )  Sàn: hs  D L1 m đó:  m hệ số phụ thuộc vào đặc điểm làm việc sàn SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG m  30  35 sàn làm việc phương   m  40  45 sàn làm việc hai phương D  0,8  1, phụ thuộc tải trọng   L1 chiều dài cạnh ngắn sàn - Chọn sàn có cạnh ngắn lớn (Ô sàn S3, L1  4100 ( mm) ) hs  0,9 4100  92  82 (mm)  chọn hs  80 ( mm) 40  45 II.2.Xác định tải trọng tác động: II.2.1 Tĩnh tải:  Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: tt gsaøn    f ,i  i  i  đó:   f ,i hệ số tin cậy tải trọng   t trọng lượng riêng lớp vật liệu.( kN/m3)   t - chiều dày lớp (m) - g = 10 mm v = 30 mm bt = h v = 15 mm Gạch Ceramic: Vữa lót: Bê tông cốt thép: Vữa trát: g v bt v = 22 kN/m3 = 18 kN/m3 = 25 kN/m3 = 18 kN/m3 = 1,1 = 1,3 = 1,1 = 1,3 CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN Bảng tính tốn trọng lượng thân sàn Chiều dày Trọng lượng i (mm) riêng  i (kN/m ) gc (kN/m ) tải trọng  f,i Trị tính tốn tt gsàn (kN/m 2) Gạch lát 10 20 0,2 1,1 0,22 Vữa lót + tạo dốc 30 18 0,54 1,3 0,7 Bản BTCT 80 25 1,1 2,2 Vữa trát 15 18 0,27 1,3 0,35 Lớp cấu tạo Trị tiêu chuẩn Hệ số tin cậy Trần thạch cao 0,4 Tổng 3,47  Trọng lượng tường quy đổi thành trọng lượng phân bố sàn: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG s gtường  H  t  t L. (kN / m2 ) L1 L2 đó:   H= 4170 (mm) – Chiều cao tường  t = 18 (kN/m3) trọng lượng riêng tường xây   t  100 (mm) bề dày tường (m)   L – Chiều dài tường (m) L1 , L2 chiều dài cạnh ngắn cạnh dài ô    1,1 hệ số tin cậy tải trọng Bảng tính tốn tải tường L1 L2 L (mm) (mm) (mm) S1 2900 4100 6500 4,51 S2 2900 3800 2700 2,02 S3 4100 4200 3900 1,87 S5 1400 4000 2100 3,1 S6 3800 4000 3400 1,85 Ô sàn gt (kN/m 2) II.2.2 Hoạt tải: ps   pc (kN / m2 ) đó:  p c hoạt tải tiêu chuẩn (dựa vào công ô sàn, tra Bảng TCVN 2737-1995) 1,1 p c  (kN / m )    hệ số tin cậy tải trọng (theo Mục 4.3.3 TCVN c 1,3 p  (kN / m ) 2737-1995) Bảng kết xác định hoạt tải sàn Chức pc (kN/m 2)  ps (kN/m 2) WC 1,5 1,3 1,95 S3, S4, S6, S7, S9 Phòng ngủ 1,5 1,3 1,95 S8 Ban cơng 1,1 2,2 Ơ sàn S1, S2, S5  Bảng tổng hợp tĩnh tải hoạt tải sàn: - Tải trọng tính tốn sàn qs  gtt sàn  gt  ps (kN / m2 ) SVTH: NGUYEÃN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP Ơ sàn L1 GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Tĩnh tải (kN/m 2) L2 L2/L1 TLBT Tải tường Hoạt tải Tổng tải 2 Tổng ps (kN/m ) qs (kN/m ) (mm) (mm) S1 2900 4100 1,414 4,51 8,38 1,95 10,33 S2 2900 3800 1,31 2,02 5,89 1,95 7,84 S3 4100 4200 1,024 1,87 5,74 1,95 7,69 S4 3800 4200 1,105 3,87 1,95 5,82 S5 1400 4000 2,857 3,1 6,97 1,95 8,92 S6 3800 4000 1,053 1,85 5,72 1,95 7,67 S7 2300 3800 1,652 3,87 1,95 5,82 S8 1800 3800 2,111 3,87 2,2 6,07 S9 600 4200 3,87 1,95 5,82 gttsàn g 3,87 t II.3.Xác định nội lực sàn: II.3.1 Quan điểm tính tốn: - Xem ô loại dầm ô đơn, không xét ảnh hưởng ô kế cận - Ô tính theo sơ đồ đàn hồi - Nhịp tính tốn khoảng cách hai trục dầm L - Xét tỷ số L1 Bảng phân loại làm việc ô sàn L  Nếu tỷ số  làm L1 L1 L2 Đặc điểm Ô sàn L2/L1 (mm) (mm) làm việc việc phương theo phương cạnh ngắn  Nếu tỷ số S1 L2  làm L1 việc theo phương h - Xét tỷ số d để xác định liên kết hs dầm sàn Do ta chọn hd  300  mm  cho tất dầm hs  80  mm  nên hd  Vậy hs 2900 4100 1,414 Hai phương S2 2900 3800 1,31 Hai phương S3 4100 4200 1,024 Hai phương S4 3800 4200 1,105 Hai phương S5 1400 4000 2,857 Một phương S6 3800 4000 1,053 Hai phương S7 2300 3800 1,652 Hai phương S8 1800 3800 2,111 Một phương S9 600 4200 Một phương tất sàn liên kết ngàm với dầm SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG II.3.2 Nội lực dạng bản: -  Sàn làm việc phương: Đối với ô làm việc phương cắt dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính tốn - Sơ đồ tính: b= (m) q.L12/12 L1 L1 q.L12/24 q.L12/2 q.L12/12 Dạng hai đầu ngàm L2 Dạng console SƠ ĐỒ TÍNH SÀN LÀM VIỆC MỘT PHƯƠNG - Dạng liên kết hai đầu ngàm: qs L1 ( kN m )  Momen dương lớn nhịp: M  24 q L2  Momen âm lớn gối: M I  s (kN m) 12 - Dạng console:  Momen âm lớn gối nhịp: M I  qs L1 (kN m) Bảng tổng hợp nội lực ô sàn phương L1 L2 qs M (mm) (mm) (kN/m) (kN.m) Stt S5 1400 4000 8,92 S8 1800 3800 6,07 S9 600 4200 5,82 Gối 1,46 Nhịp 0,73 Gối 1,64 Nhịp 0,82 Gối 1,05 Nhịp 1,46  Sàn làm việc hai phương: Đối với ô làm việc phương phương cạnh ngắn cạnh dài để tính tốn - Sơ đồ tính: Mdg Mn Md Mdg L1 cắt dải có bề rộng 1m theo Mng b= (m) - Ô sàn Mng L2 SƠ ĐỒ TÍNH SÀN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP - GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG  M n   n P ( kN m) Momen dương lớn nhịp:   M d   d P  M ng   n P  Momen âm lớn gối:  g (kN m)  M d   d P  Bảng tổng hợp nội lực sàn hai phương Stt Ơ sàn L1 L2 (mm) (mm) L2/L1 qs (kN/m) Hệ số momen M (kN.m) n= S7 2300 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 4000 3800 1,053 1,652 5,82 7,67 5,82 0,024 Mgd= 2,95 0,021 Mn= 1,81 d= 0,012 Md= 1,04 βn = 0,047 Mgn= 4,06 0,028 Mgd= 2,42 0,018 Mn= 2,38 d= 0,018 Md= 2,38 βn = 0,043 Mgn= 5,69 0,041 Mgd= 5,43 0,019 Mn= 1,76 d= 0,016 Md= 1,49 βn = 0,045 Mgn= 4,18 0,037 Mgd= 3,44 0,019 Mn= 2,22 d= 0,017 Md= 1,98 βn = 0,044 Mgn= 5,13 0,039 Mgd= 4,55 0,020 Mn= 1,02 d= 0,007 Md= 0,36 βn = 0,045 Mgn= 2,29 βd = 3800 1,105 4,91 n= S6 4200 7,69 Mgn= βd = 3800 1,024 0,040 n= S4 4200 7,84 βn = βd = 4100 1,31 1,35 n= S3 3800 10,33 Md= βd = 2900 1,414 0,011 n= S2 4100 d= βd = 2900 2,58 n= S1 Mn= βd = 0,021 0,016 Mgd= 0,81 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG II.4.Tính tốn bố trí thép sàn:  Giản đồ tính thép: Giả thiết a  15mm  ho  h  a   (sàn hai phương) M  m   R  b Rb b.ho      2. m  As  min   b Rb b.ho Rs  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: A  R 0,9.8,5  0,05%    s  max   pl b b  0,37  1,3% b.ho Rs 225 đó:   R   R (1  0,5. R )  R     1 Rs  sc ,u (1   1,1 )  đặc trưng biến dạng bê tông vùng nén     0, 008.Rb  0,85  0, 008.8,5  0, 782 (Bê tông nặng   0,85 )  sc,u  400(MPa) ứng suất giới hạn cốt thép vùng bê tông chịu nén  R  0, 782  0, 6726 225 0, 782 1 (1  ) 400 1,1   R  0,6726.(1  2.0,6726)  0,446 Bảng kết tính thép cho sàn phương Stt Ô sàn S5 S8 S9 M (kN.m) m  (mm ) t  Ast Chọn thép Asc (mm 2) Gối 1,46 0,045 0,046 102 0,16% 8s200 251 Nhịp 0,73 0,023 0,023 51 0,08% 6s200 141 Gối 1,64 0,051 0,052 115 0,18% 8s200 251 Nhịp 0,82 0,025 0,025 55 0,08% 6s200 141 Gối 1,05 0,032 0,033 73 0,11% 8s200 251 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng kết tính thép cho sàn hai phương Stt Ơ sàn M (kN.m) m  (mm ) t  Chọn thép Ast Asc (mm 2) Mn= 2,58 S7 Mgn= 4,91 0,152 0,166 367 0,56% 8s130 387 0,091 0,096 212 0,33% 8s200 251 0,056 0,058 128 0,20% 6s200 141 Md= 1,04 0,039 0,040 80 0,14% 6s200 141 Mgn= 4,06 0,126 0,135 298 0,46% 8s160 314 0,075 0,078 172 0,26% 8s200 251 0,074 0,077 170 0,26% 6s160 177 Md= 2,38 0,089 0,093 187 0,32% 6s150 188 Mgn= 5,69 0,176 0,195 431 0,66% 8s110 457 0,168 0,185 409 0,63% 8s120 419 0,054 0,056 124 0,19% 6s200 141 Md= 1,49 0,056 0,058 116 0,20% 6s200 141 Mgn= 4,18 0,129 0,139 307 0,47% 8s160 314 0,106 0,112 248 0,38% 8s200 251 0,069 0,072 159 0,24% 6s170 166 Md= 1,98 0,074 0,077 154 0,26% 6s180 157 Mgn= 5,13 0,159 0,174 385 0,59% 8s130 387 0,141 0,153 338 0,52% 8s140 359 0,032 0,033 73 0,11% 6s200 141 Md= 0,36 0,014 0,014 28 0,05% 6s200 141 Mgn= 2,29 0,071 0,074 164 0,25% 8s200 251 Mgd= 0,81 141 Mn= 1,02 S6 6s200 Mgd= 4,55 0,18% Mn= 2,22 S4 104 Mgd= 3,44 0,051 0,052 Mn= 1,76 S3 Md= 1,35 Mgd= 5,43 188 Mn= 2,38 S2 6s150 Mgd= 2,42 0,28% Mn= 1,81 S1 183 Mgd= 2,95 0,080 0,083 0,025 0,025 55 0,08% 8s200 251  Bố trí thép: - Chi tiết bẻ móc thép sàn thể 30 50 hình vẽ: 6 65 8 CHI TIẾT BẺ MÓC THÉP SÀN SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP - GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG  h 350  175 mm    sct   2 150 mm   stt  Chọn s   smax bố trí đoạn L/4 đoạn đầu dầm s  ct Đoạn dầm nhịp: sct  h (khi h  300 ( mm ) ) bố trí đoạn L/2 dầm Bảng kết tính tốn bố trí cốt đai Dầm khung trục Tầng Dầm (bxh) Chiều dài nhịp (mm) (kN) Bước tính tốn stt smax sct (mm) (mm) (mm) Bước chọn sđầu dầm sgiữa nhịp (mm) Gối trái 25,93 1116 548 TRET B2 (200x300) B1 (200x300) 3800 4100 LAU1 B2 (200x300) B1 (200x300) 3800 4100 MAI B2 (200x300) 3800 Gối phải 60,85 203 234 150 150 266 268 150 300 284 150 150 Gối trái 57,7 225 246 150 150 Gối phải 57,78 225 246 150 283 150 150 150 Gối trái 53,14 266 268 150 150 Gối phải 50,02 300 284 150 150 Gối trái 57,7 225 246 150 150 Gối phải 57,78 225 246 150 (mm) (mm) (mm) 200 1100 1900 200 1000 1800 200 1100 1900 200 1000 1800 200 1100 1900 200 1000 1800 150 Gối phải 27,16 1017 524 L/2 150 297 L/4 150 Gối phải 50,02 Khoảng bố trí 150 Gối trái 50,24 (200x300) 4100 150 Gối trái 53,14 B1 - Vị trí Qttốn 150 Khả chịu cắt cốt đai: Rsw n.asw  s - Khả chịu cắt cốt đai bêtông: qsw  175.2  62 150 103  65,97 kN / m Qswb   b (1   f   n ). b Rbt b.ho qsw  Đoạn dầm có b  h  200  300 ( mm) Qswb  2 1   0,9.0,75.200.2652.65,97.10 6  70,73 kN  Qswb  70,73 kN  Qmax  60,85 kN SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 46 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Vậy bêtơng cốt đai đủ khả chịu lực cắt nên khơng cần tính tốn cốt xiên cho dầm  Tính cốt treo: - Tại vị trí ĐK2 kê lên dầm B1 tầng TRỆT cần có cốt treo để gia cố cho dầm - Lực tập trung dầm ĐK2 truyền lên dầm B1 tầng TRỆT: Q  G2  15,17 kN - Sử dụng cốt treo dạng đai, diện tích cần thiết là: Q 15,17.103 Atr    87 mm Rsw 175 - Lượng thép tính nhỏ nên để thiên an tồn ta bố trí theo cấu tạo với bên đặt 56s50 - Tại vị trí ĐK3 kê lên dầm B2 tầng TRỆT bố trí tương tự IV.5.4.2 Tính toán cốt thép cho Cột khung: - Cột khung phẳng tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm phẳng, chọn cách bố trí cốt thép theo phương vng góc với phương chịu lực đối xứng để dễ bố trí thi cơng - Nội lực tính tốn xác định hai vị trí Chân cột Đỉnh cột, tương ứng với vị trí tính tốn cốt thép với cặp nội lực nguy hiểm sau: N max M tu Q tu  Cặp I  Cặp II M max N tu Q tu  Cặp III M N tu Q tu nhiên lực cắt cột bé, riêng bêtông đủ khả chịu nên bỏ qua tính tốn cốt thép chịu lực cột đồng thời khơng cần tính tốn cốt thép ngang (chịu lực cắt) mà cần bố trí theo cấu tạo Sau lấy lượng thép lớn cặp nội lực để chọn bố trí thép SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 47 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng phân tích kết nội lực Cột (bxh) Cấu trúc nội lực nguy hiểm Tầng Vị trí Mtư Nmax Qtư Mmax Ntư Qtư Mmin Ntư Qtư (kN.m) (kN) (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN.m) (kN.m) (kN) Chân -4,794 TRET C3 LAU1 MAI 7,176 -158,3 -10,02 7,053 -161,9 -9,86 -118,49 -5,77 -8,411 -111,8 -5,47 -8,712 -115,2 -5,78 Đỉnh 9,289 -115,06 -5,77 9,384 -111,9 -5,79 8,586 -108,3 -5,45 -24,66 -3,02 -7,464 -24,66 -3,02 -8,13 -24,54 -3,23 Đỉnh 4,231 -20,41 -3,02 4,351 -20,28 -3,23 3,918 -16,81 -3,09 1,556 -297,03 3,21 1,636 -285,7 3,36 1,489 3,08 Đỉnh -2,291 -295,71 3,21 -2,204 -284,7 3,08 -2,394 -284,4 3,36 2,735 -208,2 1,63 3,061 -197,1 1,91 2,342 -196,8 1,29 Đỉnh -2,348 -204,77 1,63 -1,696 -193,3 1,29 -2,895 -193,7 1,91 1,74 -45,72 0,7 -41,54 0,77 1,435 -41,92 0,65 Đỉnh -0,98 -41,47 0,7 -0,861 -37,29 0,77 -1,081 -37,66 0,65 3,234 -137,76 6,69 3,274 -131,5 6,79 3,225 -134,8 6,66 Đỉnh -4,794 -136,44 6,69 -4,785 -133,4 6,68 -4,868 -130,1 6,79 6,403 -102,66 4,14 6,405 -99,63 4,14 6,144 -96,5 3,9 Đỉnh -6,51 -99,22 4,14 -5,941 -92,94 3,88 -6,609 -96,33 4,16 Chân MAI -9,9 Chân LAU1 -165,15 Chân C2 7,081 Chân TRET Đỉnh Chân MAI -4,782 -163,2 Chân LAU1 -9,9 Chân -7,464 C1 -166,47 Chân -8,708 TRET 5,404 -23,39 2,32 5,953 -23,19 2,48 5,404 -23,39 2,32 Đỉnh -3,572 -19,13 2,32 -3,293 -15,66 2,37 -3,662 -18,93 2,48 2,11 -9,86 -4,843 -159,6 -10,02 -286  Tính cốt thép dọc chịu lực: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 48 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Cột C1: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 49 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng kết tính tốn cốt thép cột C1 khung trục N.lực tính tốn Tầng Vị trí Mtt Ntt (kN.m) (kN) lo (mm) Tiết diện b h (mm) (mm) a = a' As=As' Astmax (mm) (mm ) (mm ) 4,794 166,47 1050 200 35 200 200 35 200 200 35 33 7,081 165,15 1050 200 200 35 33 200 200 35 200 200 35 33 8,708 118,49 2394 200 200 35 78 Chân 8,411 111,78 2394 200 200 35 75 8,712 115,19 2394 200 200 35 81 9,289 115,06 2394 200 200 35 101 Đỉnh 9,384 111,86 2394 200 200 35 110 8,586 108,25 2394 200 200 35 87 7,464 24,66 2919 200 200 35 173 Chân 7,464 24,66 2919 200 200 35 173 24,54 2919 200 200 35 193 4,231 20,41 2919 200 200 35 87 Đỉnh 4,351 20,28 2919 200 200 35 92 3,918 16,81 2919 200 200 35 83 8,13 MAI 33 7,053 161,9 1050 t (mm )  Asc 33 4,843 159,64 1050 Chọn thép 165 Đỉnh 7,176 158,32 1050 LAU1 200 Chân 4,782 163,22 1050 TRET 165 110 193 Cấu tạo 216 Cấu tạo 216 Cấu tạo 216 402 1,22% 402 1,22% 402 1,22% Cột C2: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 50 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng kết tính tốn cốt thép cột C2 khung trục N.lực tính tốn Tầng Vị trí Mtt Ntt lo (mm) (kN.m) (kN) Tiết diện b h a = a' As=As' Astmax (mm) (mm ) (mm ) 200 35 t (mm )  Asc 33 200 200 35 33 1,489 285,99 1050 200 200 35 33 2,291 295,71 1050 200 200 35 33 Đỉnh 2,204 284,67 1050 200 200 35 33 2,394 284,38 1050 200 200 35 33 2,735 208,2 2394 200 200 35 66 Chân 3,061 197,08 2394 200 200 35 104 2,342 196,77 2394 200 200 35 165 2,348 204,77 2394 200 200 35 76 Đỉnh 1,696 193,34 2394 200 200 35 165 2,895 193,65 2394 200 200 35 165 1,74 45,72 2919 200 200 35 66 Chân 2,11 41,54 2919 200 200 35 66 1,435 41,92 2919 200 200 35 66 0,98 41,47 2919 200 200 35 66 Đỉnh 0,861 37,29 2919 200 200 35 66 1,081 37,66 2919 MAI 200 Chân 1,636 285,7 1050 LAU1 Chọn thép (mm) (mm) 1,556 297,03 1050 TRET 200 200 35 66 33 165 66 Cấu tạo 216 Cấu tạo 216 Cấu tạo 216 402 1,22% 402 1,22% 402 1,22% Cột C3: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 51 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng kết tính tốn cốt thép cột C3 khung trục N.lực tính tốn Tầng Vị trí Mtt Ntt Tiết diện lo (mm) (kN.m) (kN) a = a' As=As' Astmax b h (mm) (mm 2) (mm 2) Chọn thép t (mm 2)  Asc (mm) (mm) 3,234 137,76 1050 200 200 35 33 Chân 3,274 131,46 1050 200 200 35 33 3,225 134,8 1050 200 200 35 33 4,794 136,44 1050 200 200 35 33 Đỉnh 4,785 133,41 1050 200 200 35 33 4,868 130,14 1050 200 200 35 33 6,403 102,66 2387 200 200 35 66 Chân 6,405 99,63 2387 200 200 35 66 TRET 6,144 96,5 2387 200 200 35 66 6,51 99,22 2387 200 200 35 66 Đỉnh 5,941 92,94 2387 200 200 35 200 35 200 35 200 35 132 5,404 23,39 2919 200 200 35 117 3,572 19,13 2919 200 200 35 70 Đỉnh 3,293 15,66 2919 200 200 35 67 3,662 18,93 2919 200 200 35 Cấu tạo 402 1,22% 117 Chân 5,953 23,19 2919 200 216 66 5,404 23,39 2919 200 Cấu tạo 66 6,609 96,33 2387 200 33 73 LAU1 MAI 66 132 216 Cấu tạo 216 402 1,22% 402 1,22%  Cốt thép ngang: -  (mm)   laáy   (mm) Đường kính:    max dọc  16  (mm)  4  - Khoảng cách cốt đai:  Trong vùng không nối cốt thép: SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 52 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP smax  GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG  15.dọc  15.16  240 ( mm)    500 (mm)  laáy s  200 ( mm)  b  200 (mm)  c Trong vùng nối cốt thép dọc: smax  10.doïc  10.16  160 (mm)  lấy s  150 (mm)   Số lượng cốt đai    IV.5.5 Bố trí thép: - Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép lấy sau:    Cột abv   max  lấy abv  25 (mm)  20 mm  -   Dầm abv   max  lấy abv  20 (mm)  20 mm Cốt thép chịu lực dầm khung cắt vị trí theo kinh nghiệm sau:  Thép chịu moment âm: L L  Vị trí cắt lần thứ hai cách mép dầm khoảng ,  Thép chịu moment dương: L  Vị trí cắt lần cách mép dầm khoảng L  Vị trí cắt lần thứ hai cách mép dầm khoảng (với L chiều dài nhịp dầm (m)) - Tại mặt cắt không cắt  50% lượng thép mặt cắt trước - Sau cắt lượng thép lại phải > 30% lượng thép mặt cắt trước - Để đảm bảo ứng suất cốt thép dọc đạt đến giá trị R s đảm bảo cường độ chịu moment tiết diện nghiêng gần gối tựa, cốt thép dọc cần neo chắn với chiều dài lan tính từ mép gối tựa:  Neo thép vào vùng chịu kéo    R   228  11  d  35d lan   an s  an  d   0,   Rb 8,5       max  lan '=an d  20.d  lan  35d  250 (mm )     Vị trí cắt lần cách mép dầm khoảng  Neo thép vào vùng chịu nén SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 53 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG    R   228   d  25d lan   an s  an  d   0,5   Rb 8,5       max  lan'=an d  12.d  lan  25d  200 (mm )    (cơng thức tính lan , hệ số an , an , chiều dài đoạn neo lấy theo Mục 8.5 TCVN 356- 2005) lankeùo= 420 25 25 30 20 lankeùo= 560 300 r= 60 r= 80 50 lannén= 300 Cột Dầm 200 200 CHI TIẾT NEO THÉP - Đoạn nối buộc cốt thép lấy theo Mục 4.4.2 TCVN 4453-1995  30.d  Vùng chịu kéo    250 mm  20.d  Vùng chịu nén    200 mm - Chi tiết bố trí thép dầm thể vẽ SVTH: NGUYEÃN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 54 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG V THIẾT KẾ KẾT CẤU MĨNG ĐƠN: V.1 Xác định tải trọng tác dụng: - Tải trọng tác dụng cổ cột xác định sau phân tích nội lực khung, tương ứng cặp nội lực nguy hiểm trí cột liên kết với móng nêu phần Thiết kết kết cấu khung IV.5.4.2 - Để xác định tải trọng tiêu chuẩn mà khơng phải phân tích nội lực khung với tải tiêu chuẩn ta dùng cơng thức sau: P  tc P tt  đó:  Ptt: tải trọng tính tốn  Ptc: tải trọng tiêu chuẩn   = 1,15 hệ số tin cậy tải trọng Bảng tính tốn giá trị tải trọng Tải trọng tính tốn Móng Trục định Cấu trúc Tổ hợp vị - Cột N Q M Tải trọng tiêu chuẩn N Q M nguy hiểm gây Lực dọc Lực cắt Moment Lực dọc Lực cắt Moment (kN) (kN) (kN.m) (kN) (kN) (kN.m) I C - C3 TH1 -163,22 -9,86 -4,782 TH2 -159,64 -10,02 -4,843 -138,817 -8,71304 -4,2113 TH5 -297,03 3,21 1,556 -258,287 2,7913 1,35304 II TH2 -285,7 3,36 1,636 -248,435 2,92174 1,42261 TH1 -285,99 3,08 1,489 -248,687 2,67826 1,29478 TH5 -137,76 6,69 3,234 -119,791 5,81739 2,81217 II TH1 -131,46 6,79 3,274 -114,313 5,90435 2,84696 III M3 II I B - C2 -4,794 -144,757 -8,6087 -4,1687 III M2 -9,9 I A - C1 -166,47 III M1 TH5 TH2 -134,8 6,66 3,225 -117,217 5,7913 2,80435 -141,93 -8,57391 -4,15826 - Nhận xét thấy phương tác dụng tải trọng cổ cột C1 C3 có dạng đồng thời chênh lệch tải trọng tương đối nhỏ nên dùng thiết kế móng M1 chung cho hai vị trí C1 C3 V.2 Chọn chiều sâu chơn móng giả thiết tính tốn: - Độ sâu chơn móng (H):  (m) kể từ lớp đất tự nhiên  0,5 (m) lớp đất tôn SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 55 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG  H= 1,5 (m) - Giả thiết  Chiều cao móng hm  0,3 (m)  Dung trọng trung bình đất bê tơng móng  tb  20 (kN / m3 )  Cường độ tiêu chuẩn đất Rtc  (kG / cm2 )  100 (kN / m2 ) hc= 200 Đà kiềng 500 0.000 hm 1000 H= 1500 500 100 -1.500 Lớp Bêtông lót 100 100 lm ĐỘ SÂU CHÔN MÓNG V.3 Xác định kích thước sơ đế móng: Diện tích đáy móng: - Fm  tc N max tc với N max lực dọc lớn (kN) Rtc   tb H Móng chịu tải lệch tâm nên chọn đế móng hình chữ nhật tăng diện tích móng lên F '   F (m2 ) với   b F'  l  1,1 b (m )  l  1,1.b (m ) Bảng tính tốn xác định kích thước sơ đế móng Ntcmax F F' b (kN) (m 2) (m 2) (m) M1 144,757 2,07 2,277 M2 258,287 3,69 4,059 Móng SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C Kích thước chọn bm lm Fm (m) (m) (m 2) 1,4 1,3 1,6 2,08 1,9 1,7 2,2 3,74 56 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG V.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo điều kiện biến dạng nền: - Ứng suất đế móng: N tc 6.( M tc  Q tc hm )    tb H bm lm bm lm tc  max    tc tb  - Điều kiện biến dạng  tc  tc max tc tc  max   ( kN / m ) 1, 2.Rtc  120 ( kN / m )  tb  Rtc  100 (kN / m )  Bảng kết kiểm tra kích thước đế móng Móng  tcmax  tcmin  tctb Kiểm tra Tổ hợp (kN/m ) ƯSĐM nguy hiểm (kN/m ) (kN/m ) 111,77 99,60 Thỏa 110,37 86,1 98,24 Thỏa 109,04 84,43 96,74 Thỏa 100,66 97,46 99,06 Thỏa 98,1 94,75 96,43 Thỏa 98,02 M1 87,42 94,96 96,49 Thỏa M2 TH5 TH5  Thỏa mãn điều kiện áp lực đáy móng - Nhận xét thấy Tổ hợp gây ứng suất nguy hiểm nên dùng TH5 để tính tốn V.5 Kiểm tra kích thước đế móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất:  Áp lực tính tốn đáy móng: 6.( M tt  Q tt hm ) N tt tt    tb H   max  bm lm bm lm   tt tb  tt tt  max   (kN / m )   tt tt tt  1tt     max     1tttb  tt  max   1tt l1 l (kN / m ) với l1  l  hc (m ) (kN / m ) Bảng kết xác định áp lực tính tốn đế móng Móng l1 Tổ hợp (m) tính tốn N Q M Lực dọc Lực cắt Moment (kN) (kN) (kN.m)  ttmax  ttmin  tttb  tt1  tt1tb (kN/m 2) (kN/m 2) (kN/m 2) (kN/m 2) (kN/m 2) M1 0,9 TH5 166,47 9,9 4,794 124,03 96,04 110,04 111,78 117,91 M2 1,2 TH5 297,03 3,21 1,556 111,26 107,58 109,42 109,59 110,43 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 57 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG hc= 200 Ntt hc= 200 tt H ttmax ttmin 45o ttmax= 118,92 (kN/m2) ttmin (kN/m2) (kN/m2) 94,14 (kN/m2) tt1 (kN/m2) tt1 = (lm-hc-2.ho)/2 hc+2.ho (lm-hc)/2 hm= 300 200 ho hm 45o 108,18 (kN/m ) l1= 1200 l1 1000 750 700 lm 750 lm= 2200 I I ttmin ttmin ttmax btb= 1800 500 (bm-bc-2.ho)/2 ttmax Mtt tt 100 H (lm-hc-2.ho)/2 Ntt 1500 1500 Mtt hc= 200 (bm-bc-2.ho)/2 500 ttmin lm I PHÂN BỐ ỨNG SUẤT VÀ KIỂM TRA XUYÊN THỦNG MÓNG M1 ttmin 750 700 ttmax 750 lm= 2200 PHÂN BỐ ỨNG SUẤT VÀ KIỂM TRA XUYÊN THỦNG MÓNG M2  Theo điều kiện chọc thủng: theo Mục 6.2.5.4 TCVN 356-2005 N xt  F  N cx   Rbt ho btb Lực xuyên thủng: N xt  N tt  Fxt 1tttbxt đó:   bc , hc tiết diện cột tương ứng  bc  hc  0,  0, (m2 )  - Fxt  (hc  2.ho ).(bc  2.ho ) (m2 ) 1tttbxt  1tttb   tb H (kN / m2 ) (bỏ qua trọng lượng đất bêtông nằm phía tháp xuyên thủng) Lực chống xuyên thủng: N cx   Rbt ho btb đó:     : hệ số lấy bêtông nặng btb giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng, phạm vi ho btb  2.(bc  hc +2.ho ) (m)  ho chiều cao làm việc móng SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 58 bm= 1700 700 Fxt I ttmax bc= 200 Fxt II II bd= 700 bm bc+2.ho bc= 200 II II bd= 700 btb= 1800 hc= 200 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG Bảng kết tính tốn theo điều kiện chọc thủng ho Fxt btb  tt1tbxt Nxt Ncx Kiểm (m) (m 2) (m) (kN/m 2) (kN) (kN) tra M1 0,25 0,49 1,8 87,91 123,39 337,50 Thỏa M2 0,25 0,49 1,8 80,43 257,62 337,50 Thỏa M3 0,25 0,49 1,8 83,14 97,02 337,50 Thỏa Móng  Như chiều cao móng hợp lý V.6 Tính tốn độ bền cấu tạo móng: V.6.1 Tính tốn cốt thép: Theo phương cạnh dài (Mặt ngàm I-I) Theo phương cạnh ngắn (Mặt ngàm II-II) II I tttb tt1 (kN/m2) I (kN/m2) l I (m) - Sơ đồ tính biểu đồ moment (kN/m2) ttmax II l II (m) M MI (kN.m) M MII= (kN.m) tt   tt  2 max  MI    bm lI   l h lI  m c  m  - Tiết diện tính tốn - Chiều cao làm việc - Phương pháp tính tt M II   tb lm lII  lII b  bc (m) b  h  bm  hm ( m ) b  h  lm  hm (m2 ) hoI  hm  ao (m) hoII  hm  ao  max I (m) Tương tự phần tính thép dầm dọc mục II.4.1 Bảng kết xác định moment Móng M1  ttmax  ttmin (kN/m ) (kN/m ) 124,03 96,04 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C  tttb  tt1  tt1tb 2 110,04 111,78 lI MI lII MII (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (m) (kN.m) (m) (kN.m) 117,91 0,70 38,20 0,55 26,63 59 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP M2 111,26 107,58 GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG 109,42 109,59 110,43 1,00 94,10 0,75 67,70 Bảng kết tính tốn cốt thép Tiết diện Móng Phương Mttốn m   Chọn thép  Ast b h (m) (m) 1,3 0,3 38,2 0,061 0,063 559 0,17% Cạnh ngắn 1,6 0,3 26,63 0,038 0,039 409 0,11% Cạnh dài 1,7 0,3 94,1 0,116 0,124 1440 0,34% Cạnh ngắn 2,2 0,3 67,7 0,070 0,073 1053 0,20% Cạnh dài (kN.m) (mm 2) M1 Asc s (mm 2) (mm) 632 150 711 200 1312 1469 120 1410 1106 150 810 Cấu tạo 910 M2 V.6.2 Cấu tạo móng: - Chiều dày lớp bêtơng lót lấy 100 (mm) B5 vữa xi măng cát Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép abv  35 (mm) (theo Mục 8.3.2 TCVN 356- 2005) - Cốt thép cột đặt chờ từ đáy móng lên qua cao trình (Code +0000) Chiều đoạn cốt thép chờ  30.  lấy 600 (mm) - Trong phạm vi chiều cao móng cần có cốt đai cốt đai sát đáy đai 100 cách mặt móng 100 (mm) r= 80 100 100 300 Chi tiết bố trí thép chịu lực thép đai - Chi tiết bố trí thép dầm thể vẽ SVTH: NGUYEÃN ĐÌNH ĐIỀU LỚP: 06XD1D_MSSV: 061133C 60 ...ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ T ÔNG CỐT THÉP GVHD: T h.S BÙI NAM PHƯƠNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP I CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU: I.1 Danh mục Tiêu chuẩn kỹ thuật,... kế kết cấu: - Kết cấu móng: sử dụng phương án Móng đơn bêtơng cốt thép - Kết cấu thân: vào yêu cầu kiến trúc sử dụng phương án Khung – sàn bêtơng cốt thép tồn khối I.3 Vật liệu sử dụng: - Bê tông: ... nghiệm thu [4] Bài giảng Kết cấu Bê tông cốt thép 1, – Th.S Bùi Nam Phương [5] Tính tốn tiết diện cột bêtơng cốt thép – GS.TS Nguyễn Đình Cống [6] Cấu tạo b? ?tông cốt thép – Bộ xây dựng – Công