Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học bê tông cốt thép 1 Sàn sườn toàn khối, bản dầm, bản kê bốn cạnh. TCXDVN55742012; TCXDVN27371995; TCXDVN3562005; Sàn sườn bê tông toàn khốiGS.TS.Nguyễn Đình Cống; Sổ tay thực hành kết cấu công trìnhPGS.TS Vũ Mạnh Hùng
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 Mục Lục PHẦN I: GIẢI PHÁP KẾT CẤU. 1. TÀI LIỆU THAM KHẢO: - TCXDVN 5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và cốt thép. - TCXDVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động. - TCXDVN 356-2005: Tiêu chuẩn kết cấu bêtông và bê tông cốt thép - Sàn sườn bê tông toàn khối – GS.TS. Nguyễn Đình Cống. - Sổ tay thực hành kết cấu công trình – PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng 2. VẬT LIỆU SỬ DỤNG: 2.1 Bê tông: - Sử dụng bêtông B15: + R b = 8.5(MPa), R bt = 0.75 (MPa), 9.0 = b γ + Môđun đàn hồi của bê tông: E b = 23.10 -3 (MPa) 2.2 Cốt thép: Cốt thép loại: + nhóm CI, AI: ø ≤ 10 cốt dọc R s = 225(MPa), cốt đai, xiên R sw = 175 (MPa) + nhóm CII, AII: ø > 10 cốt dọc R s = 280 (MPa ), cốt đai, xiên R sw = 225( MPa) + R s = R sc = 225 (MPa), R sw = 175 (MPa) + Môđun đàn hồi của thép: E s = 21.10 -4 (MPa) 2.3 Vật liệu khác - Loại gạch: ceramic có tải trọng tiêu chuẩn 3 20000(N / m ) γ = - Các lớp vữa: vữa lót, vữa trát có tải trọng tiêu chuẩn 3 18000(N / m ) γ = SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 1 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 3. KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN. 3.1. Mặt bằng kết cấu sàn. 3.2. Xác định chiều dày sàn. 3.2.1. Phân loại ô sàn. - Bản là một trọng những bộ phận chính của sàn. Bản được lên dầm, dầm chia bản thành từng ô, tuỳ theo tỉ lệ L 2 /L 1 của ô sàn và liên kết các cạnh mà bản bị uốn theo 1 hay 2 phương. - Gọi L 1 , L 2 là chiều dài theo phương ngắn và phương dài của ô sàn. + 2 1 L 2 L α = > : Bản làm việc một phương ( bản dầm). + 2 1 L 2 L α = ≤ : Bản làm việc hai phương ( bản kê) Ô sàn L 1 (m) L 2 (m) α Phân loại S1 7.0 7.95 1.146 Sàn 2 phương SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 2 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 S2 2.65 7.0 2.642 Sàn 1 phương 3.2.2. Xác định chiều dày sàn. s D.L h m = Trong đó: m: hệ số phụ thuộc vào đặc điểm làm việc của sàn m = 30÷35: sàn làm việc 1 phương. m = 40÷45: sàn làm việc 2 phương. D = 0.8÷1.4 phụ thuộc tải trọng. L: chiều dài cạnh ngắn của ô sàn. Bảng thống kê chiều dày sàn: Ô sàn Sơ đồ làm việc L (m) m D h s (m) Chọn chiều dày sàn h s (m) S1 Sàn 2 phương 7.0 45 1.0 0.15 0.15 S2 Sàn 1 phương 2.65 30 1.0 0.09 0.10 3.3. Xác định tiết diện dầm phụ. - Chiều cao dầm phụ: ( ) ( ) 1 1 1 1 7.0 0.35 0.583 20 12 20 12 p d h L m = ÷ × = ÷ × = ÷ ÷ ÷ Vậy chọn chiều cao dầm phụ là: hp = 500(mm) - Bề rộng dầm: ( ) ( ) 1 1 1 1 0.5 0.167 0.25 3 2 3 2 = ÷ × = ÷ × = ÷ ÷ ÷ p p b h m Vậy chọn bề rộng dầm phụ là: bp = 300mm ( thiên về an toàn tính toán) Kết luận: Chọn tiết diện dầm phụ: b=0.3(m), h=0.5(m). SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 3 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 3.4. Xác định tiết diện dầm dầm chính. - Chiều cao dầm chính: ( ) ( ) 1 1 1 1 7.95 0.663 0.994 12 8 12 8 = ÷ × = ÷ × = ÷ ÷ ÷ p d h L m Vậy chọn chiều cao dầm chính là: hc = 0.8(m) - Bề rộng dầm: ( ) ( ) 1 1 1 1 0.9 0.3 0.45 3 2 3 2 = ÷ × = ÷ × = ÷ ÷ ÷ p p b h m Vậy chọn bề rộng dầm chính là: bc = 0.3(m) Kết luận: Chọn tiết diện dầm phụ: b=0.3(m), h=0.8(m). - Bảng thống kê tiết diện dầm sàn. Tên dầm b (m) h (m) Tiết diện chọn (m) Dầm phụ 0.30 0.50 0.30x0.50 Dầm chính 0.30 0.80 0.30x0.80 PHẦN II: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG. 1. TĨNH TẢI. 1.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn. - Các lớp cấu tạo sàn S1. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Các lớp cấu tạo sàn S2. - Bảng trọng lượng đơn vị của vật liệu. (TCVN 2737-1995) STT Tên vật liệu Trọng lượng (kg) Đơn vị đo (1) (2) (3) (4) 1 Bê tông cốt thép 2500 m 3 2 Vữa XM 1800 m 3 3 Gạch Ceramix 400x400x10mm 2000 m 3 - Bảng tải trọng phân bố trên sàn S1. Các lớp cấu tạo Hệ số vượt tải Trọng lượng riêng N/m3 Chiều dày (m) Tải phân bố N/m2 Gạch ceramic 1.1 20000 0.01 220 Vữa lót + hồ dầy dày 0.03(m) 1.3 18000 0.03 702 Bản bê tông cốt thép 1.1 25000 0.15 4125 Vữa trát trần dày 0.02(m) 1.3 18000 0.02 468 TĨNH TẢI 5515 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 5 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Bảng tải trọng phân bố trên sàn S2. Các lớp cấu tạo Hệ số vượt tải Trọng lượng riêng N/m3 Chiều dày (m) Tải phân bố N/m2 Gạch ceramic 1.1 20000 0.01 220 Vữa lót + hồ dầy dày 0.03(m) 1.3 18000 0.03 702 Bản bê tông cốt thép 1.1 25000 0.10 2750 Vữa trát trần dày 0.02(m) 1.3 18000 0.02 468 TĨNH TẢI 4140 2. HOẠT TẢI. 2.1. Hoạt tải tác dụng lên sàn. - Hoạt tải được tra TCVN 2737-1995. Nhưng đề bài cho sẵn nên ta được số liệu trọng bản sau. Tên sàn Ký hiệu Hoạt tải tác dụng (N/m 2 ) Sàn 2 phương ( bản kê) S1 3000 Sàn 1 phương ( bản dầm) S2 7000 PHẦN III: TÍNH TOÁN KẾT CẤU Ô SÀN. 1. YÊU CẦU TÍNH TOÁN. - Tính toán bản sàn theo sơ đồ đàn hồi, bản đơn. 2. TÍNH TOÁN SÀN S1. 2.1. Sơ đồ tính toán. 2 1 L 2 L α = ≤ :bản làm việc hai phương, cắt một dải bản rộng 1m để tính. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 6 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 M 1 M 1 M 1 M 2 M 2 M 1 M 1 M 2 M 2 M II l 1 l 2 1m 1m - Dựa vào tỉ lệ giữa (h d ) và (h s ), ta chia làm hai loại ô bản: + Nếu 3 h h s d ≥ : bản liên kết với các dầm bao quanh là ngàm. + Nếu 3 h h s d < : bản liên kết với các dầm bao quanh là gối tựa. - Bảng kiểm tra liên kết sàn và dầm. Ô sàn Chiều cao dầm chính 0.3x0.9(m) Chiều cao dầm phụ 0.3x0.6(m) Chiều dày sàn (m) Tỷ số d s h h Liên kết S1 0.9 0.15 6 Ngàm 0.9 0.10 6 Ngàm S2 0.6 0.15 4 Ngàm 0.6 0.10 6 Ngàm 2.2. Xác định tải trọng tác dụng ô sàn S1. - Xem Phần II: Tải trọng tác dụng. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 7 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Tĩnh tải tác dụng ô sàn: tt 2 s g 5515(N / m ) = - Hoạt tải tác dụng ô sàn: tt 2 p 3000(N / m ) = 2.3. Xác định nội lực ô sàn S1. - Mômen dương lớn nhất giữa nhịp. M 1 = m i1 .P (N.m/m) (3.1) M 2 = m i2 .P (N.m/m) (3.2) Với: P = q b .l 1 .l 2 (3.3) q b = g s tt + p tt (daN/m 2 ) (3.4) Trong đó: g s tt – Tĩnh tải ô bản đang xét; p tt – Hoạt tải ô bản đang xét; P – Tổng tải tác dụng lên ô bản; m i1(2) –i là loại ô bản số mấy,1 (hoặc 2) là phương của ô bản đang xét.Trong trường hợp đang tính toán i = 9. - Mômen âm lớn nhất trên gối: M I = k 91 .P (3.5) M II = k 92 .P (3.6) - Các hệ số m 91 , m 92 , k 91 , k 92 tra bảng PL 15[9], phụ thuộc vào tỉ số . (Sách Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Tập 2- Võ Bá Tầm) - Bảng tra hệ số phục lục 15. Số hiệu l 2/ l 1 m 9-1 m 9-2 k 9-1 k 9-2 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 8 1 2 l l ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 S1 1.13 0.0194 0.0161 0.0450 0.0372 - Bảng giá trị mônmen gối và nhịp. Số hiệu P(N) M1(N.m) M2(daN.m) MI(N.m) MII(daN.m) S1 473860 9192.9 7629.1 21323.7 17627.6 - Với : q b = g s tt + p tt = 5515+3000=8515(N/m 2 ) P = q b .l 1 .l 2 = 8515 7 7.95 473860× × = (N) 2.4. Tính toán cốt thép ô sàn S1. 2. 4.1. Công thức sử dụng. - Ô sàn có h b = 0.150(m) do đó ta chọn a 0 = 0.02(m). Vậy h 0 = h b – a 0 = 0.13(m) - Ta có: 2 6 2 0 9192.9 0.071 0.447 0.9 8.5 10 1.0 0.13 = = = ≤ = × × × × m R b b M R bh α α γ , 0.5(1 1 2 ) 0.5(1 1 2 0.071) 0.963 = + − = + − × = m ς α 4 2 2 6 9192.9 2.622 10 ( ) 262.2(cm ) . . 0.963 225 0.13 10 − = = = × = × × × s s o M A m R h ς - Hàm lượng thép: 4 s 0 A 100 2.622 10 100 0.202% 3% b.h 1 0.13 − × × × µ = = = < × 2.4.2. Tính thép cho ô sàn. Bảng: Kết quả tính toán cốt thép. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 9 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - (Bố trí cốt thép dựa vào “Bảng tra diện tích cốt thép của bản – Phụ lục 19” thuộc sách “Sàn sườn bê tông toàn khối – Nguyễn Đình Cống”) 3. TÍNH TOÁN SÀN S2. 3.1. Sơ đồ tính toán. Hình 3.1: Sơ đồ tính và nội lực bản loại dầm 3.2. Xác định tải trọng tác dụng ô sàn S2. - Xem Phần II: Tải trọng tác dụng. - Tĩnh tải tác dụng ô sàn: tt 2 s g 4140(N / m ) = - Hoạt tải tác dụng ô sàn: tt 2 p 7000(N / m ) = SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 10 [...]... lại 2d22 2.27 74306.5 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 26 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 (Bên phải) Gối 2 2d18 bị cắt, còn lại 2d22+1d18 1. 58 (Bên phải) Gối 2 1d18 bị cắt, còn lại 2d22 2. 01 (Bên trái) Nhịp 2 1d22 bị cắt, còn lại 2d22 1. 91 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 610 73 .17 610 73 .17 610 73 .17 27 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 7 XÁC ĐỊNH ĐOẠN KÉO DÀI W Đoạn kéo dài W được xác định... TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 15 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Trường hợp 3: HT1 + Tải trọng + Mômen + Lực cắt - Trường hợp 4: HT2 + Tải trọng + Mômen SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 16 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Lực cắt - Trường hợp 5: HT3 + Tải trọng + Mômen + Lực cắt - Trường hợp 6: HT4 + Tải trọng SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 17 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Mômen +...ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Các giá trị mômen: Mômen nhịp: M nh Mômen gối: - 1 2 = ql 24 1 M g = ql 2 12 (3 .1) (3.2) Trong sơ đồ tính: q = gstt + ptt Bảng tính toán giá trị mômen ô sàn S2 Số hiệu S2 L (m) 2.65 gstt (N/m2) 414 0 ptt (N/m2) 7000 q (N/m2) 11 140 Mnhịp (N.m) 3259.6 Mgối (N.m) 6 519 .2 3.4 Tính toán cốt thép ô sàn S2 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 11 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1. .. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 18 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Lực cắt - Trường hợp 8: HT6 + Tải trọng + Mômen + Lực cắt - Biểu đồ bao mômen và lực cắt dầm phụ SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 19 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Mômen + Lực cắt 4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM PHỤ 4 .1 Chia dầm phụ thành từng đoạn - Ký hiệu đoạn dầm trong SAP2000 4.2 Tính toán cốt thép dầm phụ Giá trị mômen... toán cốt thép tại nhịp: Tiết Moment diện (N.m) ho (m) Bố trí cốt thép bf Mf (m) (N.m) αm ς As µ (%) (cm2) Thép Asch (cm2) Nhịp 12 0359 1 (mm) 0.9 348800 0.095 0.099 10 .37 0.99 2Ø22+2 18 12 .69 29 Gối B -13 8599 0.43 0.3 0. 411 14 .49 1. 18 2Ø22+3 18 15 .24 52 Nhịp 2 0.9 348800 0.0583 742 41 0.43 att 0.43 0 0.327 0.59 0.06 2Ø22 7.6 29 6.36 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 22 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP... cắt - Trường hợp 4: HT1 + Tải trọng SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 34 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Mômen + Lực cắt - Trường hợp 5: HT2 + Tải trọng + Mômen + Lực cắt SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 35 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Trường hợp 5: HT3 + Tải trọng + Mômen + Lực cắt - Trường hợp 6: HT4 + Tải trọng SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 36 ... 10 6 1. 2 × 0.432 ⇒ ξ = 1 − 1 − 2α = 1 − 1 − 2 × 0.095 = 0.099 Đây là bài toán cốt đơn SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 21 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 As = - Diện tích cốt thép: = Chọn - 2φ 22 + 2 18 γ b × ξ × Rb × b × h0 Rs 0.9 × 0.099 × 8.5 × 12 00 × 430 = 10 37( mm 2 ) = 10 .37cm 2 280 Asch = 12 69mm 2 có Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Asch 12 72 10 0 10 0 = = 0.99% µmin = 0.05% < µ = bh0... tính toán nội lực bằng - phương pháp thực hành Tính toán nội lực bằng phương pháp vẽ gián tiếp đề cập thêm các trường hợp tải nêu - bản trường hợp tải Trường hợp 1: TTHT + Tải trọng SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 32 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 + Mômen + Lực cắt - Trường hợp 2: TT = TB+TTHT + Mômen + Lực cắt SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 33 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Trường... một bên để lấy số liệu Tiết diện Nhịp 1 (trái) Nhịp 1 (phải) Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x (m) Q (N) 2d18 bị cắt, còn lại 2d22 2.8 34536.3 2d18 bị cắt, còn lại 2d22 2.2 74306.46 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 25 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 (Bên trái) Gối 2 2d18 bị cắt, còn lại 2d22+1d18 1. 92 74306.5 (Bên trái) Gối 2 1d18 bị cắt, còn lại 2d22 2.27 74306.5 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT... Giá trị mômen và lực cắt điều dựa vào biểu đồ bao mômen và bao lực cắt 4.2 .1 Tính toán cốt thép Mômen nhịp M = 12 0359 (N.m) SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT MSSV: 13 L 116 00 01 20 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - M f = γ b Rbb f hs ( h0 − 0.5hs ) Xét: = 0.9 × 8.5 10 6 × 0.9 × 0 .1( 0.43 − 0.5 × 0 .1) = 2 616 00(N.m) - So sánh: Với M = 12 0359 (N.m) suy ra trục trung hoà đi qua cánh M >Mf + : Trục trung hòa qua sườn, tính . tỉ số . (Sách Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Tập 2- Võ Bá Tầm) - Bảng tra hệ số phục lục 15. Số hiệu l 2/ l 1 m 9-1 m 9-2 k 9-1 k 9-2 SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 8 1 2 l l ĐỒ ÁN BÊ. CẤU. 1. TÀI LIỆU THAM KHẢO: - TCXDVN 557 4-2 012: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và cốt thép. - TCXDVN 273 7-1 995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động. - TCXDVN 35 6-2 005: Tiêu chuẩn kết cấu. lên sàn. - Các lớp cấu tạo sàn S1. SVTH: HỒ VĂN TUẤN ANH-CX13LT. MSSV: 13L1160001 4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 - Các lớp cấu tạo sàn S2. - Bảng trọng lượng đơn vị của vật liệu. (TCVN 273 7-1 995) STT