(TIỂU LUẬN) đồ án kết cấu bê TÔNG cốt THÉP công trình có mặt bằng dầm sàn điển hình như hình vẽ, chịu tác dụng của hoạt tải ptc

Chương 1 : TÍNH TOÁN BẢN SÀNĐỀ BÀI: Công trình có mặt bằng dầm sàn điển hình như hình vẽ, chịu tác dụng của hoạt tải P tc - Thông số đầu bài CHƯƠNG : TÍNH TOÁN BẢN SÀN Ⅰ 1.1 Phân loại bả

  MÔN HỌC: ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD : TS CHÂU ĐÌNH THÀNH SVTH : NGUYỄN ANH DUY MSSV : 20149025

NGÀNH : CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2021

MỤC LỤC

PHẦN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

CHƯƠNG : TÍNH TOÁN BẢN SÀN Ⅰ 2

1.1 Phân loại bản sàn tính toán 2

1.1.1 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 3

1.1.2 Sơ đồ tính và nhịp tính toán của bản sàn 4

1.2 Xác định tải trọng: 5

1.2.1 Tĩnh tải 5

1.2.2 Hoạt tải 6

1.2.3 Tổng tải tính toán: 7

1.3 Xác định nội lực: 9

1.4 Tính toán cốt thép 10

1.5 Bố trí thép 11

1.5.1 Thép chịu lực theo phương cạnh ngắn L1: 12

1.5.2 Thép cấu tạo 13

1.5.3 Thép phân bố (theo phương cạnh dài L2): 13

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN DẦM PHỤ 14

2.1 Sơ đồ tính 14

2.2 Xác định tải trọng 15

2.2.1 Tĩnh tải 15

2.2.2 Hoạt tải 16

2.2.3 Tải trọng tính toán 17

2.3 Vẽ biểu đồ bao momemt và biểu đồ lực cắt 18

2.4 Tính toán cốt thép .19

2.4.1 Tính toán cốt thép chịu uốn 19

2.4.2 Tính toán cốt thép chịu cắt 20

2.5 Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu 21

2.6 Xác định đoạn kéo dài W 22

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH 23

3.1 Sơ đồ tính 23

3.2 Xác định tải trọng 24

3.2.1 Tĩnh tải 24

3.2.2 Hoạt tải 25

3.3 Xác định nội lực 27

3.3.1 Xét các trường hợp tải 28

3.3.2 Biểu đồ bao moment 29

3.3.3 Biểu đồ bao lực cắt 30

3.4 Tính cốt thép 31

3.4.1 Cốt thép dọc 31

3.4.2 Cốt thép ngang 32

3.4.3 Cốt thép treo 33

3.5 Biểu đồ bao vật liệu 34

3.5.1 Khả năng chịu lực của tiết diện 34

3.5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết 35

3.5.3 Xác định đoạn kéo dài W 36

3.6 Xác định chiều dài neo – nối cốt thép dọc cho dầm chính 37

3.6.1 Chiều dài neo cốt thép 38

3.6.2 Chiều dài nối cốt thép 39

4.1 Tính toán theo trạng thái giới hạn 2 47

Chương 1 : TÍNH TOÁN BẢN SÀN

ĐỀ BÀI:

Công trình có mặt bằng dầm sàn điển hình như hình vẽ, chịu tác dụng của hoạt tải P tc

- Thông số đầu bài

CHƯƠNG : TÍNH TOÁN BẢN SÀN Ⅰ

1.1 Phân loại bản sàn tính toán

- Xét tỷ số hai cạnh của ô bản: >2 => Bản thuộc loại bản dầm, vậy xem bản sàn làm việc một phương, theo phương cạnh ngắn Khi tính toán cần cắt ra một dải rộng b=1(m).

n p

Bê tông B25 (MPa)

Cốt thép (MPa) CB240-T

(∅ ≤ 10)

CB300-T (∅ > 10)

Chiều rộng dầm chính:

(mm)

→ Chọn b = 300 (mm) dc

Kích thước dầm chính: b×h= 300×700 (mm ) 2

1.1.2 Sơ đồ tính và nhịp tính toán của bản sàn

Sàn thuộc loại bản dầm, cắt theo phương cạnh ngắn L , một dải có chiều rộng b=1 (m) 1

Sơ đồ tính là bản sàn là dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ.

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa, cụ thể như sau:

- Đối với nhịp biên:

Tr ng l ọ ượ ng riêng (kN/m ) 3

H sốố v ệ ượ t

t i n ả i

Giá tr tnh ị toán (kN/m ) 2

Nên kiểm tra điều kiện hạn chế: α ≤ α = 0.3 “thỏa điều kiện cốt đơn” m pl

a (mm) A s,ch

(mm / 2

m) Nhịp

1.5.1 Thép chịu lực theo phương cạnh ngắn L1:

Cốt thép cấu tạo chịu moment âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định như sau:

Cốt thép cấu tạo tại gối qua dầm chính có đoạn vươn: (mm)

1.5.3 Thép phân bố (theo phương cạnh dài L2):

Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau:

Dầm phụ là dầm 4 nhịp nên ta có nhịp tính toán như sau

- Đối với nhịp giữa: 6200 - 300 = 5900 (mm)

- Đối với nhịp biên: 6200 - 300 = 5750 (mm)

Kết quả tính ghi trong bảng dưới đây:

Bảng 2.3 Kết quả Moment tính toán trong dầm phụ

1 1 2 .

2 2

' 0

b f s

- Tính:

2 0

1 1 2

2 2

0

b s

R R

2.4.2 Tính toán cốt thép chịu cắt

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

0 0.5R bh bt  0.5 1.05 200 400 42000     N

0 0.3R bh bt  0.3 14.5 200 400 348000     N

Vậy

Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố điều:

Lực phân bố trong cốt ngang theo đơn vị chiều dài:

=131.43 N/mm

Chọn đường kính cốt đai 8 ( ), số nhánh đai n = 2Ø

Bước cốt đai theo tính toán:

Kiểm tra khả năng chịu lực cắt Q của dầm sau khi bố trí cốt đai:DB

Tại vị trí bước cốt đai thiết kế: sw,ch1=150 mm

2.5 Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu

Chọn lớp bê tông bảo vệ của cốt thép dọc a =25 (mm), khoản cách thông 0

thủy giữa các lớp thép tại mép dưới dầm phụ t =25 (mm) , khoản cách thông 1

thủy giữa các lớp thép tại mép trên t = 30 (mm) Các kết quả được tính theo quy 2

trình:

0 2 0

Hình 2.5.2 Mặt cắt lý thuyết tại gối 2

Hình 2.5.3 Mặt cắt lý thuyết tại nhịp giữa.

Bảng 2.5 Khả năng chịu Moment của dầm phụ trên từng tiết diện.

Công thức xác định W :i

, ,

804 33 417 0.025 0.024 86.12

Cắốt 2Ø16,còn 2Ø16

616 32 418 0.132 0.123 62.501

Cắốt 2Ø14,còn 2Ø14

462 32 418 0.014 0.014 49.835

Cắốt 1Ø14,còn 2Ø14

308 32 418 0.009 0.009 33.302

2.6 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức

2q sw

Trong đó: Q – lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của

biểu đồ bao moment

Qs,inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt

dọc, mọi cốt xiên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs,inc = 0

qsw – khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết,

2 50.3

sw sw sw

R na q

s

(kN/m)Trong đoạn dầm có cốt đai ∅8a200 thì:

210

105.63200

2 50.3

sw sw sw

R na q

Bảng 2.6 Xác định đoạn kéo dài W của dầm phụ

Tiết diện Thanh thép Q i (kN) q sw (kN/m) Wtính

(mm)

20d (mm) W(mm)chọn

Nhịp biên bên trái

2∅14 26.1905 140.84 70 280 280 2∅16 68.192 140.84 90 320 320

Nhịp biên bên phải

2∅16 142.159 105.63 90 320 320

Gối thứ 2 bên trái

2∅16 53.57 140.84 90 320 320 2∅14 53.937 140.84 70 280 280

Gối thứ 2 bên phải

2∅14 21.875 140.84 70 280 280 Nhịp giữa bên trái ( bên

phải lấy đối xứng )

Hình 2.6 : Biều đồ bao vật liệu dầm phụ

Hình 2.7 : Bố trí thép dầm phụ

Hình 2.8 : Mặt cắt thép dầm phụ

Chương III : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH3.1 Sơ đồ tính

- Dầm chính là dầm liên tục 3 nhịp tựa lên các cột, được tính theo sơ đồ đàn hồi

- Kích thước sơ bộ dầm chính : b = 300 (mm), hdc dc=800(mm)

- Giả thiết tiết diện cột : b = 300(mm), h = 300(mm)c c

- Nhịp tính toán :

+ Đối với nhịp giữa : L0=3L1= 3 × 2200 = 6600 (mm)

+ Đối với nhịp biên : L =3L – 0.5h = 3× 2200 – 0.5× 300 = 0b 1 c

6450 (mm)

Chênh lệch giữa nhịp biên và nhịp giữa không quá 10% nên xem là dầm đều nhịp

Hình 3 1 Sơ đồ tính của dầm chính

MG = × G × L = � × 75.43 × 6.6 = � ×497.84�

MPi = � × P × L = � × 163.7 × 6.6 = � × 1080.42

Hình 3.3: Các trường hợp đặt tải của dầm 3 nhịp

Bảng 3.1 : Xác định tung độ biểu đồ moment (kNm)

M G (a)

44 1 21.47

0.156 77.66

0.267 - 132.92

-0.0 67 3 3.36

0.067 33 36

-0.267 -132.92

-0.133 -143.7

-0.133 -143.7

_ -143.70

_ -143.70

-0.133 -143.7

0.200 216.1

0.200 216.08

_ -143.70

M P2

M P3 (d)

248.13 6

_ 136.13

-0.311 - 336.01

_ 104.08 1

_ 184.03

-0.089 -96.16

0.044 47.54

_ -32.41

_ -112.36

-0.178 -192.31

M P4

Hình 3.4 : Biểu đồ momen cho các trường hợp tải trọng

Bảng 3.2 : Bảng tính ung độ biểu đồ bao moment

Hình 3.5 : Biều đồ moment cho các trường hợp tổ hợp tải trọng

Hình 3.6 : Biều đồ bao moment dầm chính

Hình 3 7 Bi u đốề l c cắốt c a t ng trể ự ủ ừ ường h p t i (kN)ợ ả

a Tiết diện tại nhịp

Tương ứng với giá trị moment dường, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ T

Xác định vị trí trục trung hòa :

Giả thiết a = 50mm => h0 = h - a = 800- 50 = 750 mm nhịp nhịp

Nhận xét : M = 468.93 kNm < M = 1380.04 kNm, nên trục trung hòa đi qua f

cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b’ f hdc = 1500 800 mm

b Tiết diện tại gối

T ương ng v i giá tr moment ấm, b n cánh ch u kéo, tính cốốt thép theo tiềốt di n ứ ớ ị ả ị ệ

hình ch nh t ữ ậ bdc  h = 300 dc 800 mm

Giả thiết a 60mm => h = h - a = 800 – 60 = 740 mmgối 0 gối

Hình 3.8 : Tiết diện tính cốt thép dầm chính a) Tiết diện ở nhịp b) Tiết diện ở gối Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau

0.19 9

0.02 1

1310.33

L u ý : S d ng moment mép gốối đ tính cốốt thép cho tiềốt di n gốối và do dấềm chính ư ử ụ ể ệ

tính theo s đốề đàn hốềi nền điềều ki n h n chềố ơ ệ ạ  ≤ m R = 0.413

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

 Cấền tính cốốt ngang ( cốốt đai và cốốt xiền ) ch u l c cắốt ị ự

Ch n cốốt đai Ø8 ( aọ sw = 50 mm ), sốố nhanh cốốt đai n = 2 2

Xác đ nh bị c cốốt đai theo điềều ki n cấốu t o : ướ ệ ạ

S ct

800266.67

500

h

mm mm

Ch n s = 200mm bốố trí trong đo n L1 = 2200 gấền gốối t a ọ ạ ự

=> Q > Q : Không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối A và gối Cswb A,C

= >Q > QB : Không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối B swb

Xác định bước cốt đai lớn nhất cho phép :

h x

khoảng cách giữa các cốt treo là 50 mm

3.6 Biểu đồ vật liệu

Trình tự tính như sau :

- Tại tiết diện đang xét, cốt théo bố trí có diện tích Á

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a0,nhịp = 25mm và a0,gối =

25 mm; khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiềucao dầm t = 25 mm

- Xác định a => h = h – ath 0th dc th

- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

ξ =

2 0 0

0.01

3.7 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

- Vị trí tiết diện cắt lý thuyết x, được xác địn theo tam giác đồng dạng

- Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết Q,lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao moment

Tiêốt di n ệ Cốốt thép cắốt V trí cắốt lý thuyêốt ị x i(mm) Q i (kN)

Bên ph i gốối ả

3.8 Xác định đoạn kéo dài W

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức

Trong đó: Q – lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của

biểu đồ bao moment

Qs,inc – khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt

dọc, Qs,inc = Rs,incAs,inc sin�

qsw – khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết,

8520

20

sw sw sw

R na q

Bảng 3.8 Xác định đoạn kéo dài W của dầm chính

Tiết diện Thanh thép Q i (kN) As,inc

(mm2)

Qs,inc (kN)

4.1 Tính toán dầm chính theo trạng thái giới hạn thứ 2.

Tính toán võng nứt của dầm chính theo trạng thái giới hạn 2 theo sơ đồ dưới đây

4 s

3 b

c' 1

(do tác dụng dài hạn của tải thường xuyên

và tải trọng tạm thời dài hạn)

4 s

và tải trọng tạm thời dài hạn)

Đối với cốt thép chịu nén:

4 s

4 s

0 2

747 747

0 2

747 747

Momen quán tính quy đổi của tiết diện đối với trục trung hòa:

- Do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng:

' red b s2 s s1 s

I    I I   I

Các độ cong tính toán dầm chính:

7 1

Độ võng của dầm chính tại tiết diện tính toán do thành phần lực cắt gây ra:

s crc,i 1 2 3 s s

  (đối với cấu kiện chịu uốn)

Ứng suất  strong cốt thép chịu kéo tại tiết diện tính toán:

Trường hợp tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dàihạn: