ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

ĐỒ ÁN THẾT KẾ BÊ TÔNG CỐT THÉP 1, BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI. Đồ án thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối theo TCVN 55742018. Trường đại học Giao thông vận tải TP.HCM. Đồ án đạt 9,5 điểm và được bảo vệ thành công trước giáo viên hướng dẫn. Thuyết minh chi tiết về các tính toán, công thức,...

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nhà trường đã tạo điều kiện cho

em học tập và nghiên cứu đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1”; đồng thời, tỏ lòng cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn Thầy Huỳnh Thế Vĩ đã nhiệt tình chỉ dẫn và hỗ trợ em hoàn thành đồ án này!

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, đất nước ta đang trên đà phát triển, từ một nền văn minh nông nghiệp lúa nước bước qua kỷ nguyên của sự hiện đại trong công nghiệp và dịch vụ Để đạt được mục tiêu trọng đại này, hơn ai hết, đất nước ta phải tiến hành trên phát triển nhiều lĩnh vực, trong số đó, một trong những nhiệm

vụ cấp thiết đi đôi với cách mạng kiến thiết nước nhà là xây dựng cơ sở vật chất, cơ sở

hạ tầng như mở rộng đường bộ, hệ thống cấp thoát nước, cầu cống, công sở,… chúng là nền tảng cũng như tiền đề thúc đẩy nền kinh tế, còn là minh chứng rõ ràng nhất cho sự thịnh vượng và chất lượng cuộc sống Bên cạnh đó, nhu cầu xây dựng về nhà ở cũng như các công trình công cộng, các hệ thống phức hợp công trình cũng ngày một gia tăng

ở hiện tại và trong tương lai Vì lẽ đó, lĩnh vực xây dựng cầu đường, nhà ở cũng ngày một đi lên mạnh mẽ trong những năm gần đây song song đó là yêu cầu về chất lượng công trình cũng gia tăng trên thị trường Để có được những công trình thẩm mỹ và bền

bĩ theo thời gian, một trong những yếu tố quyết định chính là Kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng

Là một sinh viên ngành xây dựng nói chung và xây dựng dân dụng và công nghiệp nói riêng cần phải nhận thức được sự cần thiết của hệ thống kết cấu bê tông cốt thép đối với công trình; nắm được các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông cốt thép; phương pháp tính toán theo trường hợp giới hạn các cấu kiện chịu uốn, kéo, nén, cắt; cũng như là bố trí cấu tạo thép trong các cấu kiện cơ bản Nhận thức được điều đó, với sự hướng dẫn của Thầy em đã thực hiện đồ án “Kết cấu bê tông cốt thép 1” để nghiên cứu, học tập, trau dồi kiến thức chuyên môn ngày một tốt hơn

- Bước 3: Tính toán và vẽ biểu đồ nội lực Đối với bản sàn và dầm phụ tính toán theo sơ đồ dẻo Đối với dầm chính được tính toán theo kết cấu khung không cho phép nứt nên tính theo sơ đồ đàn hồi Khi tính toán bản thường chỉ cần một biểu

đồ momen uốn Với dầm thường xét các trường hợp bất lợi của hoạt tải và tổ hợp để tìm ra hình bao nội lực

- Bước 4: Tính toán về cốt thép: thép dọc, cốt đai, cốt xiên theo Tiêu chuẩn TCXDVN 5574:2018, Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và cốt thép

- Bước 5: Bố trí cốt thép và thể hiện bản vẽ thi công Bản vẽ tuân thủ theo các tiêu chuẩn về xây dựng Trên bản vẽ trình bày mặt bằng kết cấu, các mặt chính của các cấu kiện, các mặt chi tiết cấu tạo

- Bước 6: Thống kê cốt thép và vật liệu toàn sàn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

TÓM TẮT 2

CHƯƠNG 1 ĐỀ BÀI 1

1.1 SƠ ĐỒ SÀN 1

1.2 SỐ LIỆU 1

Bảng :Tổng hợp số liệu tính toán 1

1.3 YÊU CẦU ĐỒ ÁN 2

CHƯƠNG 2 BẢN SÀN 3

2.1 PHÂN LOẠI SÀN 3

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC SÀN 3

2.2.1 Xác định sơ bộ bề dày bản sàn: 3

2.2.2 Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ 3

2.2.3 Xác định sơ bộ kích thước dầm chính 4

2.3 NHỊP TÍNH TOÁN VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CỦA SÀN 4

2.3.1 Xác định nhịp tính toán 4

2.3.2 Hoạt tải tính toán 5

2.3.3 Tổng tải tính toán: 6

2.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 6

2.5 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA BÊ TÔNG 6

2.6 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CỐT THÉP 7

2.6.1 Cốt thép chịu lực 7

2.6.2 Cốt thép phân bố 8

2.6.3 Cốt thép cấu tạo 8

2.6.4 Tính toán đoạn neo cốt thép trong sàn 8

2.7 BỐ TRÍ CỐT THÉP 9

CHƯƠNG 3 DẦM PHỤ 11

3.1 SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHỊP TÍNH TOÁN 11

3.1.1 Sơ đồ tính 11

3.1.2 Nhịp tính toán 11

3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 11

3.2.1 Tĩnh tải 11

3.2.2 Hoạt tải 11

3.2.3 Tổng tải 11

3.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 11

3.3.1 Biểu đồ bao Momen 11

3.3.2 Biểu đồ bao lực cắt 13

3.4 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CỐT THÉP 13

3.4.1 Cốt thép dọc 13

3.4.2 Cốt thép đai 14

3.4.3 Cốt xiên 15

3.5 BẢNG KÊ VẬT LIỆU 16

3.5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện 16

3.5.2 Tính toán đoạn neo cốt thép trong dầm phụ 17

CHƯƠNG 4 DẦM CHÍNH 20

4.1 SƠ ĐỒ TÍNH 20

4.1.1 Kích thước dầm chính 20

4.1.2 Sơ đồ tính và nhịp tính toán 20

4.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 20

4.2.1 Tĩnh tải 20

4.2.2 Hoạt tải 21

4.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 21

4.3.1 Các trường hợp đặt tải 21

4.3.2 Biểu đồ bao Momen dầm chính 24

4.3.3 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính 24

4.4 TÍNH VÀ CHỌN CỐT THÉP 24

4.4.1 Xác định momen mép gối 24

4.4.2 Cốt thép dọc 25

4.4.3 Cốt thép đai: 26

4.4.4 Cốt xiên 27

4.5 TÍNH TOÁN GIẬT ĐỨT 27

4.5.1 Điều kiện giật đứt: 27

4.6 BẢNG KÊ VẬT LIỆU 28

4.6.1 Tính toán đoạn neo cốt thép trong dầm chính 29

CHƯƠNG 1 ĐỀ BÀI 1.1 SƠ ĐỒ SÀN

Hình - Sơ đồ sàn

1.3 YÊU CẦU ĐỒ ÁN

Thiết kế sàn và dầm phụ theo sơ đồ dẻo, dầm chính trục D theo sơ đồ đàn hồi( sử dụng phần mềm Sap 2000( bắt buộc))

Trình bày thuyết minh tính toán (đánh máy, khổ A4, font: Times New Roman, size: 13)

Trình bày bản vẽ A1 thể hiện cốt thép sàn – dầm phụ - dầm chính – thống kê khối lượng cốt thép cho các cấu kiện tính toán (1 BẢN VẼ)

Phần mềm được phép sử dụng: Sap (tính dầm chính) – Delta Tip (thống kê khối lượng) – Autocad (thể hiện bản vẽ ).

CHƯƠNG 2 BẢN SÀN

2.1 PHÂN LOẠI SÀN

𝐿2 𝐿1 =6800

2900 = 2.34 > 2 Bản thuộc loại bản dầm, làm việc một phương theo cạnh ngắn

Khi tính ta cắt dãy bản có bề rộng 1m dọc theo phương dầm chính và ta xem dầm phụ là các gối tựa

Khi đó dầm có kích thước: b h =  1 hs

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC SÀN

2.2.1 Xác định sơ bộ bề dày bản sàn:

CÔNG THỨC

lh

hb

2.2.3 Xác định sơ bộ kích thước dầm chính

DẦM

CHÍNH (X)

NHỊP l dc(mm)

CÔNG THỨC

lh

hb

CÔNG THỨC

lh

hb

2.3 NHỊP TÍNH TOÁN VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CỦA SÀN

2.3.1 Xác định nhịp tính toán

Cắt theo phương l1 dãy bản rộng 1m, xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo

Nhịp tính toán của bản:

+Đối với nhịp biên:

Lb=2900-100 −1

2× 200=2700mm +Đối với nhịp giữa:

p =p n (kN/m2, kG/m2) Trong đó:

ptc – hoạt tải tiêu chuẩn, ptc= 400daN/m2 =400kG/m2

n - hệ số vượt tải n=1.2, Khi ptc > 200 daN/m2 , chọn n=1.2

STT

LỚP CẤU TẠO

TRỌG LƯỢNG RIÊNG

3

i(kG / m )



CHIỀU DÀY

i(mm)



TẢI TIÊU CHUẨN

2

kG / m

HỆ

SỐ VƯỢT TẢI

i

n

TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN

(Theo mục 4.3.3-TCVN 2737:1995) => pstt =n x ptc = 1.2x400 =480 kG/m2

=4.8 kN/m2

2.3.3 Tổng tải tính toán: q (kN / m ) 2

Tổng tải tác dụng lên sàn: 𝑞𝑠 = gstt+pstt =435.3+480

= 915.3 KG/m2 =9.153 KN/m2 Tổng tải phân bố lên bề rộng b=1m: qb=qSx1=9.153

=9.153 kN/m2

2.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

qb=9.153(KN/m2)

Sơ đồ tính toán của bản sàn

Bảng – Gía trị momen bản sàn

2.5 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA BÊ TÔNG

Chọn a=24mm (Khoảng cách từ mép bê tông tới tâm cốt thép chịu lực)

Chiều cao làm việc của bản : ℎ𝑜 = ℎ𝑠− a = 100 − 24 = 76𝑚𝑚

Nhịp tính toán (m)

Tải trọng tính toán

b

(kNm) Nhịp biên và gối



2

b t

q l 16



2

b t

q l 16



➢ Lực cắt lớn nhất ở nhịp biên:

𝑄𝑏 = 0.6 × 𝑄𝑠× 𝐿𝑜𝑏 = 0.6 × 9.153 × 2.7 = 14.828 𝐾𝑁

➢ Lực cắt lớn nhất ở nhịp giữa:

𝑄𝑏 = 0.5 × 𝑄𝑠× 𝐿𝑔 = 0.5 × 9.153 × 2.7 = 12.357 𝐾𝑁 Kiểm tra khả năng chịu cắt tại vị trí có lực cắt lớn nhất: Q=10.51974 KN

Q≤ 𝑄𝑏𝑜 = 0,5 × 𝜑𝑏4× 𝑅𝑏𝑡 × 𝑏 × ℎ𝑜

= 0.5 × 1.5 × 1.05 × 1000 × 76 = 59.850𝐾𝑁 > Q Với 𝜑𝑏4 = 1,5, 𝑅𝑏𝑡 = 1,05 𝑀𝑃𝑎, 𝑏 = 1000𝑚𝑚, ℎ𝑜 = 76𝑚𝑚

 Q < Qs,min Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt

2.6 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CỐT THÉP

2.6.1 Cốt thép chịu lực

Bê tông B25 có cấp độ bền chịu nén: Rb = 14.5 Mpa

Sử dụng thép CB240T có 𝑅𝑠 = 210 𝑀𝑃𝑎

- Chọn agt = 24 mm cho mọi tiết diện

- Chiều cao làm việc của bản h0:

ho = hs-a = 100-24 = 76

- Tính r, :

, 0

5 2

0.615 210

1 1

2 10 0.0035

R

R

s el b

X h

210 200000 0.0035 )

0

(%)b.h

(mm 2 )

Số thép chọn

A s

chọn (mm 2 )

 𝒎𝒂𝒙 (%)

 𝒄𝒉ọ𝒏

(%)

1

Nhịp biên

và gối thứ 2

2

Nhịp giữa

và các gối còn lại

2.6.4 Tính toán đoạn neo cốt thép trong sàn

Đoạn neo cốt thép trong dầm được tính theo công thức:

• Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo

Tại gối biên: bố trí thép mũ là thép cấu tạo d8a200 và thép phân bố d8a300

Tại nhịp biên: bố trí thép chịu lực d8a125 và thép phân bố d8a300

Tại gối thứ 2 bố trí thép mũ là thép chịu lực d8a175 và thép phân bố lớp trên d8a300 Tại các gối còn lại: bố trí thép mũ là thép chịu lực d8a175 và thép phân bố d8a300 Tại các nhịp còn lại: bố trí thép chịu lực d8a175 và thép phân bố d8a300

 Chọn bằng 700mm

Hình - Bố trí thép bản sàn

CHƯƠNG 3 DẦM PHỤ

3.1 SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHỊP TÍNH TOÁN

3.1.1 Sơ đồ tính

Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo

Sơ đồ tính là dầm liên tục có 4 nhịp, gối tựa là các dầm chính

3.1.2 Nhịp tính toán

Nhịp tính toán lấy theo mép các gối tựa:

- Đối với nhịp biên:

3.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

3.3.1 Biểu đồ bao Momen

Tung độ các tiết diện biểu đồ bao momen được tính theo công thức:

• Tung độ tại các điểm có momen dương: 2

q - Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ, 𝑞𝑑𝑝 = 28.469 𝐾𝑁/𝑚

l - chiều dài nhịp tính toán, 𝑙𝑡 = 6.45 𝑚

Bảng 3.1- Tung độ các tiết diện biểu đồ bao momen dầm phụ



 , 

2 dp

q l

Tung độ biểu diễn

đồ thị bao M (kNm)

• Khoảng cách từ điểm momen âm triệt tiêu đến gối thứ 2: klt

• Khoảng cách từ điểm momen dương bị triệt tiêu ở nhịp biên gối thứ 2: 0.15lt

• Momen lớn nhất ở nhịp biên cách gối thứ nhất 1 đoạn: 0.425lt

• Khoảng cách từ momen dương triệt tiêu ở nhịp thứ 2 đến gối thứ 2:0.15lt

Hình - Biểu đồ bao Momen dầm phụ (kNm)

3.3.2 Biểu đồ bao lực cắt

Tung độ biểu đồ lực cắt được xác định như sau

Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo

Bê tông cấp độ bền B25: Rb=14.5 Mpa

Cốt thép đai CB400V: Rs=350 Mpa, Rsw =280 Mpa

 =

Kiểm tra điều kiện cốt đơn

   Tính 

m

Tính A s

m b b 0 s

s

.R b.hA

R

 

=Kiểm tra hàm lượng côt thép

chon s

A(mm2) Nhịp

100A

Tiết diện dầm 𝑏𝑑𝑝x ℎ𝑑𝑝= 300x450, Rbt = 1.05 Mpa

Bê tông cấp độ bền B25: Rb=14.5 Mpa

Cốt thép đai CB240T: Rs=210 Mpa, Rsw =170 Mpa

Khả năng chịu lực cắt của bê tông Q b

𝑄𝑏,1 = 0.5 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏𝑡 × 𝑏 × ℎ𝑜 = 0.5 × 1 × 1.05 × 200 × 400 = 47.25 𝐾𝑁

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối hai có lực cắt lớn nhất

2× 1.5 × 1 × 1.05 × 200 × 4002(110.17 × 103)2

KL: Đai tại gối: ∅6𝑎100

Khả năng chịu lực cắt của cốt đai và bê tông trên tiết diện nghiên nguy hiểm nhất

3.5 BẢNG KÊ VẬT LIỆU

3.5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép a0 =25mm, khoảng cách giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t=25mm

m

R A.R b.h(1 0,5 )

Bảng– Tính khả năng chịu lực của dầm phụ

3.5.2 Tính toán đoạn neo cốt thép trong dầm phụ

Đoạn neo cốt thép trong dầm được tính theo công thức:

• Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo

CHƯƠNG 4 DẦM CHÍNH

4.1 SƠ ĐỒ TÍNH

4.1.1 Kích thước dầm chính

Ta có: 𝑏𝑑𝑐 × ℎ𝑑𝑐 = (400 × 800)𝑚𝑚

4.1.2 Sơ đồ tính và nhịp tính toán

- Dầm chính trục B được tính theo sơ đồ đàn hồi

- Sơ đồ tính là dầm liên tục có 4 nhịp, cột là các gối tựa

- Nhịp tính toán lấy khoảng cách từ trục đến trục

𝐺1𝑑𝑐 = 𝑔𝑑𝑝 𝑙2 = 14.549 ×6.8= 98.931(KN)

Hình 4.1 - Trọng lượng bản thân dầm chính (kN/m)

Hình 4.2 - Tĩnh tải từ dầm phụ tác dụng lên dầm chính (kN)

4.2.2 Hoạt tải

Hoạt tải từ dầm phụ truyền lên dầm chính:

𝑃1𝑑𝑐 = 𝑃𝑑𝑝 𝑙2 = 13.92 × 6.8 = 94.656 (𝐾𝑁)

4.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

4.3.1 Các trường hợp đặt tải

HT1:

HT2:

HT3:

HT4:

Hình - Các trường hợp đặt hoạt tải lên dầm chính

4.3.2 Biểu đồ bao Momen dầm chính

Hình - Biểu đồ bao momen dầm chính (kNm)

4.3.3 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính

M.R b.h

 =

Kiểm tra điều kiện cốt đơn

R

 

=Kiểm tra hàm lượng côt thép

A(mm2) Nhịp

Tiết diện dầm 𝑏𝑑𝑝x ℎ𝑑𝑝= 400x800, Rbt = 1.05 Mpa

Bê tông cấp độ bền B25: Rb=14.5 Mpa

Cốt thép đai CB240T: Rs=210 Mpa, Rsw =170 Mpa

Khả năng chịu lực cắt của bê tông Q b

𝑄𝑏,1 = 0.5 × 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏𝑡 × 𝑏 × ℎ𝑜 = 0.5 × 1 × 1.05 × 400 × 750 = 168 𝐾𝑁 Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối hai có lực cắt lớn nhất

2× 1.5 × 1 × 1.05 × 400 × 7502(290.59× 103)2

100A

−

𝜋×82 4

KL: Đai tại gối: ∅8𝑎150

Hình - Sơ đồ tính toán giật đứt cấu

kiện bê tông cốt thép

4.5.1 Điều kiện giật đứt:

Diện tích cốt treo cần thiết

𝑅 𝑠𝑤 (thõa điều kiện giật đứt)

4.6 BẢNG KÊ VẬT LIỆU

Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép a0 =25mm, khoảng cách giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t=25mm

m

R A.R b.h(1 0,5 )

• Đoạn neo cốt thép chịu kéo trong vùng bê tông chịu kéo

Hình - Biểu đồ bao Momen và vật liệu dầm chính

Hình - Mặt cắt dọc dầm chính

Hình - Mặt cắt chi tiết dầm chính

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Võ Bá Tầm Kết cấu bê tông cốt thép (tập 1 – cấu kiện cơ bản) Nhà xuất bản Đại