Đồ Án Bê Tông Cốt Thép + Bản Vẽ

Đồ án Kết cấu Công tình Bê tông cốt thép GVHD PGS TS Lê Anh Thắng SVTH Nguyễn Thị Ánh 1 Mục lục Trang CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ SÀN LẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TRA 3 A TÍNH TOÁN SÀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN I 3 1 Lựa chọn giải pháp kết cấu 3 2 Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn 4 3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm 6 4 Tính tải trọng tác dụng lên sàn 7 5 Tính toán sàn theo trạng thái giới hạn I 11 6 Tính toán cốt thép bố trí trong sàn 16 B TÍNH TOÁN SÀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II 27 1 Lý thuyết tính t.

Trang 1

SVTH: Nguyễn Thị Ánh 1

Mục lục

Trang

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SÀN LẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TRA 3

4 Mô hình khung phẳng trong Etabs và xác định nội lực khung 90

Trang 2

3 Tính toán cốt thép dọc cho dầm AB tầng trệt (AB-TT) 109

4 Tính toán cốt thép đai cho dầm AB tầng trệt (AB-TT) 114

2 Tính toán cốt thép dọc cho cột C1 tầng trệt (ký hiệu C1-TT) 129

Trang 3

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SÀN LẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TRA

A TÍNH TOÁN SÀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN I

1 Lựa chọn giải pháp kết cấu

1.1 Chọn vật liệu sử dụng

Đề bài: cho a = 4.3m, b = 5.5 m gió IB, B20

Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có:

 Cường độ chịu nén của bê tông: = 11.5

 Cường độ chịu kéo của bê tông: = 0.9

 Mođun đàn hồi của bê tông: = 27500

Sử dụng cốt thép:

Nếu sử dụng cốt thép có đường kính ∅ ≤ 8 thì dùng thép CB-240T có: cường độ chịu nén của cốt thép bằng cường độ chịu kéo của cốt thép Rs= 210 MPa, Rsw = 170 Mpa Nếu sử dụng cốt thép có đường kính ∅ > 8 thì dùng thép CB-300V có: Cường độ chịu nén của cốt thép bằng cường độ chịu kéo của cốt thép Rs = 260 MPa, Rsw = 210 MPa 1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn

Trang 4

Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối , không bố trí dầm phụ (dầm sàn) , chỉ có có các dầm qua cột (dầm khung)

2 Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn

Chiều dày sàn chọn phải thỏa điều kiện về độ bền,độ cứng và kinh tế Để chọn chiều dày sơ bộ sàn của một ô bản chữ nhật có thể tham khảo công thức theo kinh nghiệm:

ℎ = ×

ℎ > ℎ Trong đó:

= 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên sàn m là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn

m chọn trong khoảng 30 ÷ 35 đối với bản dầm

m chọn trong khoảng 40 ÷ 45 đối với bản kê bốn cạnh

m chọn trong khoảng 10 ÷ 15 đối với bản colsone

"# là chiều dài cạnh ngắn của ô bản L= 4.3 m

Đối với công trình đang tính toán là sàn dân dụng nên giá trị

ℎ Hình 1.1: Mặt bằng bố trí bố trí dầm và phân loại ô sàn trong công trình

Ký hiệu S6: Sàn ban công

Ký hiệu S7: Sàn ban công có cấu tạo sàn giống sàn vệ sinh

* Phân loại ô sàn tính toán:

Trang 5

Đối với ô bản dầm:

ℎ = =(0.8 ÷ 1.4)

(30 ÷ 35) × 1200 = (27.43 ÷ 56)( )Chọn ℎ = 6 0( )

Đối với bản console:

ℎ = =(0.8 ÷ 1.4)

(10 ÷ 15) × 1200 = (64 ÷ 168)( )Chọn ℎ = 90( )

Vì công trình đang dùng giải pháp sàn sườn toàn khối nên sẽ chọn một lại chiều dày bản sàn cho thuận tiện trong thi công Nên chọn chiều dày sàn cho công trình là ℎ =

100( )

Trong công trình chỉ sử dụng hệ dầm chính (dầm khung) Hệ dầm chính là kết cấu siêu tĩnh nên có thể chọn kích thước tiết diện dầm hình chữ nhật (,-× ℎ-) theo công thức kinh

nghiệm:

ℎ- = 1 × ,- = (0.25 ÷ 0.5)ℎ-Trong đó:

ℎ- Chiều cao tiết diện dầm

Trang 6

,- Chiều rộng tiết diện dầm

Trị số m chọn trong khoảng 8÷12 đối với dầm khung

Trị số m chọn trong khoảng 5÷7 đối với dầm dạng colsone

L : Chiều dài nhịp dầm (khoảng cách giữa các cột)

Chọn kích thước dầm dầm khung:

Trong công trình nhịp các dầm qua trục số (1,2,3,…) và nhịp các dầm qua trục chữ (A,B,C,…) chênh lệch //012//

// × 100% = 22% ≤ (10% ÷ 22%) nên có thể chọn một cỡ tiết diện

Tiết diện dầm qua các trục chữ:

ℎ- = 418 ÷125 × = 41 08 ÷1 125 × 5500 = (6875 ÷ 458.33)(1 )

Chọnℎ- = 500( )

,- = 414 ÷125 × ℎ- = 414 ÷125 × 500 = (125 ÷ 250)( ) Chọn,- = 200( )

Tiết diện dầm qua các trục số :

ℎ- = 412 ÷1 185 × = 412 ÷1 185 × 4300 = (358.33 ÷ 5375)( )

Chọnℎ- = 500( )

,- = 414 ÷125 × ℎ- = 414 ÷125 × 500 = (125 ÷ 250)( ) Chọn,- = 200( )

* Chọn kích thước dầm môi (dầm ban công):

Chọn kích thước dầm môi có tiết diện ,-× ℎ- = (200 × 300)( )

4 Tính tải trọng tác dụng lên sàn

* Xác định tĩnh tải do TLBT cấu tạo các lớp sàn:

Trong công trình có loại sàn: Sàn thường và sàn vệ sinh

Tĩnh tải tiêu chuẩn do TLBT cấu tạo các lớp sàn tính theo công thức: 6 7 =

∑ 9: × ;

Tĩnh tải tính toán do TLBT cấu tạo các lớp sàn tính theo công thức: 6 =

∑ 9: × ; × <

Trong đó:

Trang 7

9 Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i

; Chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i

< Hệ số vượt tải của lớp cấu tạo sàn thứ i

Hình 1.2: Hình vẽ cấu tạo các lớp sàn tầng tầng lầu và vệ sinh

Bảng 1.2: Tính toán tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn tầng lầu

STT Các lớp cấu

tạo sàn

Chiều dày (mm)

Trọng lượng riêng (=>/ 2)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (=>/ ()

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán (=>/ ()

Trang 8

STT Các lớp cấu tạo

sàn

Chiều dày (mm)

Trọng lượng riêng (=>/

2)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (=>/

()

Tĩnh tải tính toán (=>/

* Xác định tĩnh tải do tường xây lên sàn vệ sinh

Sàn phòng vệ sinh có tường xây làm vách ngăn sẽ chịu tải tập trung do tường xây truyền vào Quy tải tập trung thành tải phân bố đều lên sàn theo công thức sau:

6 7 =9 × ; × @ × ℎA

6 = < × 6 7

Trong đó:

6 7Tĩnh tải tiêu chuẩn tường xây phân bố đều lên sàn

6 Tĩnh tải tính toán tường xây phân bố đều lên sàn

9 Trọng lượng riêng của khối tường xây9 = 18(=>/ 2)

; Chiều dày của khối tường xây, ; = 100( )

@ Chiều dài của khối tường xây, @ = 4.3( )

ℎ Chiều cao của khối tường xây ℎ = ℎ − ℎ- = 3600 − 500 = 3100( )

A Diện tích của sàn có khối tường xây làm vách ngăn A = 4.3 × 3 = 12.9( () n: Hệ số vượt tải < = 1.1

Tĩnh tải tính toán khối tường xây phân bố đều lên sàn là:

6 =< × 9 × ; × ℎ × @A

C =1.1 × 18 × 0.1 × 4.3 × 3.112.9 = 2.046(=>/ ()4.2 Xác định hoạt tải

Trang 9

<E Hệ số tin cậy đối với tải trọng phân bố đều được lấy như sau:

Khi tải trọng tiêu chuẩn: D 7 < 2(=>/ ()thì lấy <E = 1.3

Khi tải trọng tiêu chuẩn: D 7 ≥ 2(=>/ ()thì lấy <E = 1.2

Bảng 1.4: Xác định hoạt tải phân bố đều lên từng ô sàn

STT Tên ô sàn Hoạt tải tiêu chuẩn D 7(=>/ () Hệ số tin cậy <E Hoạt tải tính toán D (=>/ () Chức năng

Đối với ô sàn không có tường xây làm vách ngăn: H = 6 + D

Đối với ô sàn có tường xây làm vách ngăn: H = 6 + 6 + D

Bảng 1.5: Tổng tải trọng phân bố đều lên từng ô sàn

STT Tên ô sàn Tĩnh tải lớp cấu tạo 6 (=>/ () Tĩnh tải tường xây 6 (=>/ () D (=>/Hoạt tải () Tổng tải trọng H (=>/ ()

Trang 10

* Xác định liên kết giữa dầm và sàn: Quy ước điều kiện liên kết như sau:

Liên kết được xem là khớp khi:

 Khi sàn kê lên tường

 Khi sàn tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà: ℎ- < 3ℎ

Đối với các ô sàn bản kê bốn cạnh (làm việc hai phương): Cắt hai dãy bản,mỗi dãy rộng 1m theo cạnh ngắn và cạnh dài.Có 11 loại sơ đồ tính cho bản làm việc hai phương

Bảng 1.7: Xác định sơ đồ tính cho từng ô sàn

STT Tên ô sàn Loại ô sàn Loại bản tính toán Sơ đồ tính

* Hình vẽ sơ đồ tính:

Trang 11

Hình 1.3: Sơ đồ tính các ô sàn hai phương (S1, S2, S3, S4, S5, S7)

5.2 Xác định nội lực trong ô bản kê 4 cạnh

* Quan niệm tính toán:

Trong đồ án để đơn giản ta tính sàn theo ô bản đơn và tính theo sơ đồ đàn hồi Quan niệm này có nghĩa là xem từng ô sàn chịu lực độc lập nhau,tải trọng ở ô này không ảnh hưởng đến ô liền kề

* Nội lực trong ô sàn:

Trong trường hợp tổng quát,công thức tính cho tất cả các loại bản có dạng:

Momen dương lớn nhất ở giữa bản:

( = (× Momen âm lớn nhất ở gối:

Trong phạm vi đồ án này đang tính theo sơ đồ 9 nên K = 9

Ký tự 1,2: Chỉ phương đang xét là theo nhịp hay (

Các hệ số , (, = , =( phụ thuộc vào tỷ số $%

tông cốt thép, Tập 2 (Cấu kiện nhà cửa) của Võ Bá Tầm

Bảng 1.8: Giá trị nội lực trong từng ô sàn

Trang 12

Hệ số momen M (kN.m/m)

Nhịp

m91 0.0208 = 2.921 Nhịp

( m92 0.0127 ( = 1.787 Gối

k91 0.0474 J = 6.673 Gối

( k92 0.029 JJ = 4.078

Nhịp

m91 0.0209 = 2.053 Nhịp

( m92 0.0103 ( = 1.008 Gối

k91 0.0471 J = 4.614 Gối

( k92 0.023 JJ = 2.253

Nhịp m

91 0.0209 = 2.36 Nhịp

( m92 0.0103 ( = 1.159 Gối

k91 0.0471 J = 5.305 Gối

( k92 0.023 JJ = 2.591

Nhịp

m91 0.0209 = 1.607 Nhịp

( m92 0.0103 ( = 0.789 Gối

k91 0.0471 J = 3.612 Gối

( k92 0.023 JJ = 1.764

Nhịp m

91 0.0208 = 4.321 Nhịp

( m92 0.0127 ( = 2.643 Gối

k91 0.0474 J = 9.869 Gối

( k92 0.029 JJ = 6.031

Trang 13

Nhịp m

91 0.0209 = 0.285 Nhịp

( m92 0.0118 ( = 0.161 Gối

k91 0.0474 J = 0.647 Gối

( k92 0.027 JJ = 0.368 5.3 Xác định nội lực trong ô bản dầm

* Quan niệm tính toán:

Trong đồ án để đơn giản ta tính sàn theo ô bản đơn và tính theo sơ đồ đàn hồi Quan niệm này có nghĩa là xem từng ô sàn chịu lực độc lập nhau, tải trọng ở ô này không ảnh hưởng đến ô liền kề

Giá trị momen:

N =H ×2 ( =6.125 × 1 22 ( = 4.41(=> / )

Trang 14

Lấy = P +∅( Với c là lớp bê rông bảo vệ, lấy P = 20( )

Bước 2: Xác định chiều cao làm việc của tiết diện: ℎ/ = ℎ −

Bước 3: Xác định hệ số Q

Q = 9 × ×, × ℎ/( < QRTrong đó:

Cường độ chịu nén của bê tông.Trong đồ án sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có

Bước 4: Tính chiều cao tương đối của vùng chịu nén của bê tông: S = 1 − _1 − 2Q

Bước 5: Tính diện tích cốt thép chịu kéo:

O = S × 9 × × , × ℎ/(P (/ ) Cường độ chịu kéo của cốt thép

Bước 6: Chọn đường kính cốt thép bố trí cho bản sàn và tính khoảng cách bố trí các

thanh thép

Diện tích của 1 thanh thép: = 0.785 × ∅(

Khoảng cách giữa các thanh thép: @ = ×aW

b W

Bước 7: Xử lý kết quả tính

Trang 15

Ví dụ: Chọn ô sàn S1 để tính toán chi tiết

Giả thiết khoảng cách a = 13mm

Chiều cao làm việc của tiết diện ℎ/ = ℎ − = 100 − 13 = 87( )

Đối với cốt thép có đường kính ∅ ≤ 8 thì dùng thép CB-240T có

Hệ số QR = SR(1 − 0.5SR) = 0.583 × (1 − 0.5 × 0.583) = 0.413 đối với cốt thép có đường kính ∅ > 8

Tính diện tích thép cho sàn S1

Q = 9 × × , × ℎ/( =0.9 × 11.5 × 1000 × 872.921 × 10r ( = 0.037 < QR = 0.426

S = 1 − _1 − 2Q = 1 − √1 − 2 × 0.037 = 0.038

Trang 16

Diện tích cốt thép chịu kéo:

O =S × 9 × × , × ℎ/ =0.038 × 0.9 × 11.5 × 1000 × 87210 = 141( (/ ) Chọn bố trí cốt thép có đường kính ∅ = 8

Diện tích của 1 thanh thép: = 0.785 × ∅( = 0.785 × 8( = 50.24( ()

K tra

13 87 Nhịp = 1.607 0.021 0.021 77 6 318.1 200 142 0.184% 3.821% O K

19 87 Nhịp

( (= 0.789 0.01 0.010 37 6 521.1 200 142 0.200% 3.821% O K

Trang 18

B TÍNH TOÁN SÀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II

1 Lý thuyết tính toán

Chọn ô sàn có kích thước và tải trọng tiêu chuẩn lớn nhất để kiểm tra độ võng cho sàn

Độ võng của sàn được tính theo hướng dẫn tính toán của TCVN 5574:2018

Trước khi tính toán chuyển vị (độ võng) của sàn, cần phải xem vị trí tính toán kết cấu sàn có bị nứt hay không Tính toán chuyển vị cho sàn khi khả năng chống nứt của sàn ( 7u7) lớn hơn momen uốn nhất ở giữa nhịp sàn ( )hoặc ( ()

2 Kiểm tra nứt cho sàn và tính chuyển vị

2.1 Kiểm tra khả năng chống nứt của sàn

2.1.1 Công thức tính toán

Khả năng chống nứt của sàn bê tông cốt thép (cấu kiện chịu uốn): 7u7 = er× vE]

Trong đó:

er Cường độ tính toán chịu kéo dọc trục của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ II

vE] Momen kháng uốn đàn dẻo của tiết diện

* Giá trị vE] được tính theo công thức: vE] = 9v

u\-Trong đó:

9là hệ số, lấy9 = 1.3

vu\- Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi

Giá trị vu\- được tính theo công thức sau: vu\- = JwXx

n y

Trong đó:

zu\- Momen quán tính của tiết diện quy đổi

9 Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi

* Giá trị zu\- được tính theo công thức sau: zu\- = z + Qz + Qz{

Trang 19

Giá trị 9 được xác định theo công thức sau: 9 = Cy,wXx

b wXx

Trong đó:

A ,u\- Momen tĩnh của tiết diện quy đổi với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn

Ou\- Diện tích tiết diện ngang quy đổi

* Giá trị Ou\- được tính theo công thức sau: Ou\- = O + QO + QO{

Trong đó:

O, O , O{ lần lượt là diện tích tiết diện bê tông,tiết diện cốt thép chịu kéo và tiết diện cốt thép chịu nén

2.1.2 Tính toán khả năng chịu nứt của ô sàn S5

* Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 ta có các thông số sau:

 Cường độ chịu kéo của bê tông theo TTGH II: , er = 1.5

 Modul đàn hồi của bê tông: = 26500

* Modul đàn hồi của cốt thép: = 200000

* Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông: Q = ^W

^ Z =(/////(r.// = 7.55

* Tính toán cho ô sàn S5 có các thông số sau

Chiều dày của sàn BTCT: ℎ = 100( )

Bề rộng tính toán cho sàn: , = 1000( )

Diện tích tiết diện ngang của bê tông: O = , × ℎ = 1000 × 100 = 100000( ()Momen quán tính của tiết diện bê tông: z = W ×d Wq

( = ///× //( q = 83333333( 1) Momen dương lớn nhất trong ô sàn: = 4.186(=> )

Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo: O = 252( ()

Momen quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo

Trang 20

Trong đó:

~#•€

# = •‚ƒ

„.…†‡ˆ‰•Š‹ Là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn

•‚ƒ Momen do tải tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn (0.65L)

‡ˆ Modul đàn hồi của bê tông

‰•Š‹ Momen quán tính quy đổi zu\- = z + Qz + Qz{ với Q = ^W

Trang 21

• ,7u Hệ số từ biến của bê tông

‰•Š‹ Momen quán tính quy đổi zu\- = z + Qz + Qz{ với Q = ^W

^Z& = • U‘Z,gw ’^ W

^ Z2.2.2 Tính toán độ cong toàn phần cho ô sàn S5

* Tính độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn

Momen do tải tác dụng ngắn hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn (0.65L):

* Tính độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Momen do tải tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (D+0.35L):

Trang 23

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE

1 Các bước mô hình trong phần mềm SAFE

Bước 1: Thiết lập hệ đơn vị tính toán trong phần mềm (sử dụng hệ đơn vị Metric) và tạo

hệ lưới để mô hình

Bước 2: Định nghĩa vật liệu bê tông cấp độ bền B20 Định nghĩa tiết diện sàn (S100),

tiết diện dầm khung (D200x500), dầm môi (D200x300), tiết diện cột (C400x500)

Bước 3: Định nghĩa các trường hợp tải trọng tác dụng lên sàn bao gồm: Tĩnh tải (chỉ

tính TLBT của các lớp hoàn thiện, TLBT của sàn bê tông phần mềm tự tính), hoạt tải Định nghĩa tổ hợp tải trọng (TT+HT)

Bước 4: Vẽ mô hình cột, dầm, sàn của tầng lầu điển hình

Bước 5: Gán các trường hợp tải trọng tác dụng lên sàn

Bước 6: Chia các dãy strip cho mô hình sàn để lấy nội lực tính toán

Bước 7: Kiểm tra mô hình và phân tích nội lực trong sàn Xuất kết quả nội lực để tính

cốt thép

2 Tải trọng gán lên sàn khi mô hình trong SAFE

2.1 Tĩnh tải

Bảng 2.1: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện của sàn tầng lầu

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày

(mm)

2)

()

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo sàn (làm tròn) 1.03 4

Bảng 2.2: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện của sàn vệ sinh

Trang 24

STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày

(mm)

2)

()

Bảng 2.3: Tĩnh tải phân bố đều trong mỗi ô sàn

STT Tên ô sàn Hoạt tải tiêu chuẩn

D 7(=>/ () Hệ số tin cậy <E Hoạt tải tính toán D (=>/ () Chức năng

Bảng 2.4: Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn

STT Tên ô sàn Tĩnh tải lớp hoàn thiện 6 (=>/ () Tĩnh tải tường xây 6 (=>/ ()

Trang 25

Hình 2.1: Mô hình sàn trong phần mềm SAFE

Hình 2.2: Giá trị tĩnh tải tính toán tác dụng lên từng ô sàn

Trang 26

Hình 2.3: Tải tường tính toán tác dụng lên kết cấu

Trang 27

Hình 2.4: Giá trị hoạt tải tác dụng lên từng ô sàn

4.1 Hình ảnh nội lực Strip Force trong sàn

Trang 28

Hình 2.5: Nội lực trong các dãy bản theo phương X

Hình 2.6: Nội lực trong các dãy bản theo phương Y

4.2 Bảng kết quả nội lực các ô sàn từ nội lực Strip Force

Bảng 2.5: Kết quả nội lực các ô sàn tính bằng SAFE

Trang 29

S1

Gối trái ua = −15.53 Nhịp d E = 7.43 Gối phải Eda = −15.57

Gối trên u\ = −6.23 Nhịp d E = 5.32 Gối dưới -£e = −9.69

S3

S4

S5

Gối trái ua = −14.98 Nhịp d E= 12.87 Gối phải Eda = −14.98

S6

Gối trên u\ = −5.56

Gối dưới -£e = −5.10

Trang 30

Nhịp d E = 1.66 Gối phải Eda = −4.27

Ví dụ: Chọn ô sàn S1 để tính toán chi tiết

Giả thiết khoảng cách a = 13mm

Chiều cao làm việc của tiết diện ℎ/ = ℎ − = 100 − 13 = 87( )

Đối với cốt thép có đường kính ∅ ≤ 8 thì dùng thép CB-240T có = 7 =210

Đối với cốt thép có đường kính ∅ > 8 thì dùng thép CB-300V có = 7 =260

Hệ số SR = U/.TVW,XY

VZ% = Uk.kk&kp/.T

k.kkqp = 0.615 với [ ,\] = RW

^ W = (/////( / = 0.00105 đối với cốt thép có đường kính ∅ ≤ 8

Hệ số QR = SR(1 − 0.5SR) = 0.583 × (1 − 0.5 × 0.583) = 0.413 đối với cốt thép có đường kính ∅ > 8

Tính diện tích thép cho nhịp

Q = 9 × × , × ℎ/( = 0.9 × 14.5 × 2500 × 767.6966 × 10r ( = 0.041 < QR = 0.426

S = 1 − _1 − 2Q = 1 − √1 − 2 × 0.041 = 0.042

Trang 31

Diện tích cốt thép chịu kéo:

O =S × 9 × × , × ℎ/ = 0.041 × 0.9 × 14.5 × 1000 × 77210 = 196.2( (/ ) Chọn bố trí cốt thép có đường kính ∅ = 8

Diện tích của 1 thanh thép: = 0.785 × ∅( = 0.785 × 8( = 50.24( ()

Trang 34

6 Đánh giá và so sánh kết quả giữa hai phương án sàn

Giả sử chọn ô sàn S1 để so sánh giữa hai phương tính toán

Bảng 2.7: Bảng so sánh nội lực của ô sàn S1 theo hai phương pháp

Tính Delta M cho hai phương án sàn:

Trang 35

Sử dụng SAFE để tính nội lực, ta thấy rằng nội lực moment uốn dải giữa nhịp là lớn hơn dải giữa cột xét cùng phương SAFE cho ta hình dung chi tiết hơn rất nhiều về nội lực tác dụng lên sàn, nội lực rất lớn ở những điểm chính giữa mỗi ô sàn Phương pháp tính tay ta chỉ tính được moment uốn trung bình lên cả ô sàn theo một phương, đó là 1 giá trị trung bình duy nhất

→Kết quả tính toán sàn bằng phần mềm SAFE là gần với thực tế hơn vì đây là tính máy,

có thể thực hiện lượng tính toán lớn hơn, mô phỏng hiện tượng vật lý tốt hơn

Nguyên nhân của sự khác biệt này:

+ Phần mềm SAFE là áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn, liên kết giữa dầm và sàn không phải liên kết cứng, dầm không phải là liên kết ngàm cho sàn, và giữa các dầm, các ô sàn đều sẽ bị biến dạng do tải trọng, sự biến dạng này sẽ gây ảnh hưởng, tương tác lên nhau Đây

là kiểu mô hình, mô phỏng tính toán gần với thực tế hơn

+ Phương pháp tính bằng các bản tra có sẵn Lúc đầu ta chọn sơ bộ kích thước dầm và sàn sau đó tính tỷ lệ chiều cao dầm trên chiều cao sàn để giả thiết liên kết giữa dầm và sàn Khi tính toán các ô sàn ta xem liên kết giữa dầm và sàn là ngàm, mỗi ô bản sẽ được tính toán theo kiểu làm việc riêng lẻ, chúng sẽ không truyền nội lực vào nhau Điều này đi ngược lại với bản chất vốn có của hệ siêu tĩnh

Trang 36

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG CÔNG TRÌNH

1 Xác định khung nguy hiểm

1.1 Lựa chọn loại khung tính toán

Hình 3.1: Mặt bằng phân loại chức năng ô sàn trong công trình

Công trình thuộc đang tính toán thuộc dạng khung chịu lực:

o Theo phương ngang: Hệ cột và các dầm sàn ngang tạo thành các khung ngang

o Theo phương dọc: Hệ cột và các dầm dọc tạo thành các khung dọc

Để đơn giản hóa trong tính toán người ta giả thiết như sau:

Trang 37

o Khi tỷ số ¦$ > 2 (công trình có mặt bằng chạy dài) thì có thể chia công trình thành các khung phẳng để tính toán nội lực cho công trình →Bài toán thiết kế khung phẳng

o Công trình trong đồ án có tỷ số ¦$ = r/.(t = 3.5 > 2 Nên công trình thuộc dạng

có mặt bằng chạy dài, được phép tách riêng từng khung phẳng để tính toán theo bài toán thiết kế khung phẳng Ta sẽ giải theo khung dọc vì khung dọc ít cột hơn hơn, yếu hơn Tính toán khung yếu hơn thỏa nội lực thì khung khỏe hơn chắc chắn thỏa nội lực

1.2 Xác định khung nguy hiểm

Khung có độ cứng nhỏ nguy hiểm hơn khung có độ cứng lớn hơn

→Khung dọc nguy hiểm hơn khung ngang

Xác định khung dọc nguy hiểm nhất trong công trình: Dựa vào mặt bằng công trình, sơ

đồ phân loại các ô sàn, tải trọng tác dụng ta xác định được khung trục 4 nguy hiểm nhất:

o Khung trục 4 chịu tải trọng của ô sàn S5 (ô sàn chịu tải trọng nhiều nhất so với các ô sàn còn lại trong công trình)

o Khung trục 4 chịu tải trọng của cầu thang

→Chọn khung trục 4 để tính toán nội lực và thiết kế cốt thép cho khung

2 Chọn sơ bộ tiết diện khung

2.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Công trình chỉ sử dụng hệ dầm chính (dầm khung) Hệ dầm chính là kết cấu siêu tĩnh nên có thể chọn kích thước tiết diện dầm hình chữ nhật (,-× ℎ-)theo công thức kinh nghiệm:

ℎ- = 1 ×,- = (0.25 ÷ 0.5)ℎ-

Trong đó:

ℎ-: Chiều cao tiết diện dầm

,-: Chiều rộng tiết diện dầm

Trị số m chọn trong khoảng 8 ÷ 12 đối với dầm khung

Trang 38

Trị số m chọn trong khoảng 5 ÷ 7 đối với dầm dạng colsone

L: Chiều dài nhịp dầm (khoảng cách giữa các cột)

 Chọn kích thước dầm dầm khung:

Trong công trình nhịp các dầm qua trục số (1, 2, 3,…) và nhịp các dầm qua trục chữ (A,

B, C,…) chênh lệch //012//

// × 100% = 20% ≤ (10% ÷ 20%) nên có thể chọn một cỡ tiết diện

 Tiết diện dầm qua các trục chữ (dầm AB, DE):

ℎ- = 412 ÷1 185 × = 412 ÷1 185 × 5500 = (458.3 ÷ 687.5)( )Chọnℎ- = 500( )

,- = 414 ÷125 × ℎ- = 414 ÷125 × 500 = (125 ÷ 250)( ) Chọn,- = 200( )

 Tiết diện dầm qua các trục chữ còn lại (dầm BC, CD):

ℎ- = 412 ÷1 185 × = 412 ÷1 185 × 3000 = (250 ÷ 375)( )Chọnℎ- = 400( )

,- = 414 ÷125 × ℎ- = 414 ÷125 × 400 = (100 ÷ 200)( ) Chọn,- = 200( )

 Tiết diện dầm qua các trục số:

ℎ- = 412 ÷1 185 × = 412 ÷1 185 × 4300 = (358.3 ÷ 537.5)( )Chọnℎ- = 500( )

,- = 414 ÷125 × ℎ- = 414 ÷125 × 500 = (125 ÷ 250)( ) Chọn,- = 200( )

 Chọn kích thước dầm môi (dầm ban công):

Chọn kích thước dầm môi có tiết diện ,- × ℎ- = (200 × 350)( )

2.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Trang 39

§ : Diện tích sơ bộ của tiết diện cột § = ¨f × ¨o

¨f: Tiết diện cột theo phương x

¨o: Tiết diện cột theo phương y

Hệ số (1.2 ÷ 1.5) phụ thuộc vào cột chịu momen do gió

N : Lực nén lớn nhất trong cột, được xác định theo diện truyền tải

: Cường độ chịu nén của bê tông theo TTGH I (phụ thuộc vào cấp độ bền bê tông)

Vì công trình có mặt bằng hình chữ nhật dạng chạy dài, độ cứng kết cấu hai phương khác nhau nhiều nên chọn cột tiết diện hình chữ nhật Cạnh ngắn tiết diện cột đặt song song với cạnh dài của công trình, cạnh dài tiết diện cột đặt song song với cạnh ngắn của công trình Làm như vậy để thiết kế cốt thép cột chống lực xô ngang của gió lên khung dọc tốt hơn

Trong việc chọn sơ bộ tiết diện cột, ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột Chỉ quan tâm đến tải trọng sàn, tường xây và cầu thang

Xem tải trọng tác dụng lên tầng mái (sân thượng) như các tầng điển hình.Thực tế tầng mái chịu tải tác dụng nhỏ hơn các tầng điển hình

Kích thước cột được thay đổi từ hai đến ba tầng một lần

Dựa vào mặt đứng của công trình xác định được trong công trình sử dụng loại cầu thang dạng bản 2 vế (tầng trệt) và dạng bản 3 vế (tầng điển hình) Nên trong tính toán tải trọng cầu thang sẽ tính hai loại cầu thang

2.2.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang

Trang 40

Tải trọng tác dụng lên cầu thang bao gồm: Tĩnh tải (TLBT các lớp cấu tạo) và hoạt tải

a Tĩnh tải tác dụng lên cầu thang

Hình 3.2: Hình vẽ cấu tạo các lớp cầu thang

 Bản chiếu nghỉ:

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ được tính theo công thức:

o Tĩnh tải tiêu chuẩn do TLBT các lớp cấu tạo: 6]7 = ∑ 9: × ;

o Tĩnh tải tính toán do TLBT các lớp cấu tạo: 6] = ∑ 9: × ; × <

Bảng 3.1: Tính toán tĩnh tải các lớp cấu tạo chiếu nghỉ cầu thang

Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo chiếu nghỉ 3.61 4.1

 Bản thang (bản nghiêng):

Tiêu đề	Đồ Án Kết Cấu Công Trình Bê Tông Cốt Thép
Tác giả	Nguyễn Thị Ánh
Người hướng dẫn	PGS.TS. Lê Anh Thắng
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	đồ án

Định dạng
Số trang	169
Dung lượng	14,55 MB