Bản sàn được tính theo sơ đồ khớ p d ẻo, nhị p tính toán lấy theo mép gối tựa... Xác định nội lự c - Nội lực trong bản thường tính theo sơ đồ d ẻo.. Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-LÊ HỮU BẰNG MSSV: 19473091
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Trang 2Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Nam
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Thành phố Hồ Chí Minh - 4.2023
Trang 3M Ụ C L Ụ C
1 S
ố
liệ
u tính toán 12 B
ả
n sàn 32.1 Phân lo
ạ
i bả
n sàn 32.2 Ch
ọn sơ bộ kích thướ
c các bộ
phậ
n sàn 32.3 Sơ đồ
tính 42.4 Xác đị
nh tả
i trọ
ng : 42.4.1 Tĩnh tả
i 42.4.2 Ho
ạ
t tả
i 52.4.3 T
ổ
ng tả
i 52.5 Xác đị
nh nộ
i lự
c 52.6 Tính c
ố
t thép 62.7 B
ố
trí cố
t thép 73 D
Ầ
M PHỤ
103.1 Sơ đồ
tính 103.2 Xác đị
nh tả
i trọ
ng 103.2.1 Tĩnh tả
i 103.2.2 Ho
ạ
t tả
i 113.2.3 T
ổ
ng tả
i 113.3 Xác đị
nh nộ
i lự
c 113.3.1 Bi
ểu đồ
bao mômen 113.3.2. Bi
ểu đồ
bao lự
c cắ
t 123.4 Tính c
ố
t thép 133.4.1 C
ố
t dọ
c 133.4.1.1 T
ạ
i tiế
t diệ
nở
nhị
p 133.4.1.2 T
ạ
i tiế
t diệ
nở
gố
i 143.4.2 C
ố
t ngang 153.5 Bi
ểu đồ
vậ
t liệ
u 163.5.1 Tính kh
ả năng chị
u lự
c củ
a tiế
t diệ
n. 163.5.2 Xác đị
nh tiế
t diệ
n cắ
t lí thuyế
t 173.5.3 Xác định đoạ
n kéo dài W 183.5.4 Ki
ể
m tra về
uố
n cố
t thép 194 D
ầ
m chính 224.1 Sơ đồ
tính 22 Trang 44.2.1 Tĩnh tả
i 224.2.2 Ho
ạ
t tả
i 234.3 Xác đị
nh nộ
i lự
c 234.3.1 Bi
ểu đồ
bao mô men 234.3.1.1 Các trườ
ng hợp đặ
t tả
i 234.3.1.2.
Xác đị
nh biểu đồ
mô men cho từng trườ
ng hợp đặ
t tả
i 234.3.1.3 Xác đị
nh biểu đồ
bao mômen 264.3.1.4 Xác đị
nh mômen mép gố
i 274.3.2 Bi
ểu đồ
bao lự
c cắ
t 284.3.2.1 Xác đị
nh biểu đồ
lự
c cắ
t cho từng trườ
ng hợ
p tả
i 284.3.2.2 Xác đị
nh các biểu đồ
bao lự
c cắ
t 294.4 Tính c
ố
t thép 304.4.1.1 T
ạ
i tiế
t diệ
nở
nhị
p 304.4.1.2 T
ạ
i tiế
t diệ
nở
gố
i 314.4.2 C
ố
t ngang 324.4.3 C
ố
t treo 324.5 Bi
ểu đồ
vậ
t liệ
u 334.5.1 Tính kh
ả năng chị
u lự
c củ
a tiế
t diệ
n 33 Trang 6B
ả
ng 1 Tổ
ng hợ
p số
liệ
u tính toánL1 (m)
L2 (m)
Bê tông B20(MPa)
C
ố
t thépSànd ≤
Trang 72 B ả n sàn
2.1 Phân lo
ạ
i bả
n sànM
ặ
t bằng sàn sườ
n toàn khố
i có hệ
dầ
m chính và dầ
m phụ Kích thướ
c củ
a 1 ô bả
n có
=2,6m;
=6,7m các ô bả
n dầ
m liề
n kề nhau theo phương cạ
nh ngắ
n Trang 8L = 3 L : chiề
u dài d ầ
m chính (mm)m: hệ
số
phụ
thuộ
c vào loạ
i bả
n, bả
n d ầ
m m=(30÷
35)D: hệ
số
phụ
thuộ
c vào loạ
i tả
i tr ọ
ng, D=(0,8÷
1,4)
2.3 Sơ đồ
tínhC
ắt theo phương cạ
nh ngắ
n mộ
t dả
i có chiề
u rộ
ng b=1 m (hình 1), xem bản như mộ
td
ầ
m liên tuc nhiề
u nhị
p, gố
i tự
a là dầ
m biên và các dầ
m phụ
( hình 3)B
ản sàn được tính theo sơ đồ
khớ
p dẻ
o, nhị
p tính toán lấ
y theo mép gố
i tự
a2
t
+
2 b
C b -
đoạ
n bản kê lên tườ
ng, chọ
n C b = 120 mmL :nhịp tính toán của nhịp biên mm
L :nhịp tính toán của nhịp giữa mm
t: chi
ều dày tườ
ng chị
u lự
c t=340mmH
ệ
số
tinhc
ậ
yγ
f,iTr
ị
tínhtoán gs(kN/m2 )
G
ạ
ch ceramic 10 20 1,2 0,24 Trang 9V
ữ
a lót 25 18 1,3 0,59Bêtông cố
tT
ổ
ng tả
i trọ
ng tác dụ
ng lên bả
n sànứ
ng vớ
i dả
i bả
n có chiề
u rộ
ng b = 1 m:q = g + p × b = 3,8 + 7,44 × 1 = 11,24 kN/m
2.5 Xác đị
nh nộ
i lự
c- N
ộ
i lự
c trong bản thường tính theo sơ đồ
dẻ
o- Khi b
ả
n chị
u tả
i phân bố đề
u, các nhị
p tính toán lệ
ch nhau không quá 10%Mômen l
ớ
n nhấ
tở
nhị
p biên:M = 111q L = 111 × 11,24 ×2,39 = 5,96 kN/m
Mômen lớ
n nhấ
tở
gố
i thứ
hai:M = 111q L = 111 × 11,24 ×2,4 = 6 kN/m
Mômen lớ
n nhấ
tở
các nhị
p giữ
a và các gố
i giữ
a:M = ± 116q L = ± 116 ×11,24 × 2,4 = ± 4,13 kN/m
Hình 4.
Sơ đồ
tính và biểu đồ
bao mômen củ
a bả
n sàn Trang 10μ
(%)
Ch
ọ
n cố
t thépd(mm)
@(mm)
Asc (mm2)
Trang 11α
m,ξ :hệ
số
tính toán cố
t thép2.7 Bố
trí cố
t thépTrang 12Hình 5. Vùng gi
ả
m cố
t thép Trang 13Hình 6. B
ố
trí cố
t thép bả
n sàn Trang 14-
Để xác đị
nh mô men dầm ta xác đị
nh mô men uố
n và lự
c cắ
t củ
a dầ
m.- N
ộ
i lự
c củ
a dầm được xác định theo sơ đồ
dẻ
o Dầ
m chị
u phân bố đêù khi các nhị
ptính toán lệ
ch nhau không quá 10%L và L ∶ − .100 = 1,39% < 10%
3.2.1 Tĩnh tả
iTr
ọng lượ
ng bả
n thân dầ
m phụ
, không kể
phầ
n bả
n dày 90mm :g
= γ
f,
× γ
×b
×(h
h
) = 1,1 × 25 ×0,2 ×0,5 0,09 = 2,3kN/m
Trang 15Trong đó:
+
g :trọng lượng bản thân dầm phụ
+γ f, :hệ số vượt tải
+
γ :trọng lượng riêng của bê tông 25kN/m + b :chiều rộng dầm phụ m
+
h :chiều cao dầm phụm
+
h :chiều cao bản sàn m
-
Tĩnh tả
i từ
bả
n sàn truyề
n vào :g = g × L = 3,8 ×2,4 = 9,88 kN/m
-Tổng tĩnh tả
i:g = g + g = 2,3 + 9,88 = 12,18 kN/m
3.2.2 Hoạ
t tả
iHo
ạ
t tả
i tính toán từ
bả
n sàn truyề
n vào:p = p × L = 7,68 ×2,6 = 19,968 kN/m
3.2.3 Tổ
ng tả
iK
ế
t quả tính toán đượ
c tóm tắ
t trong bả
ng 4Mômen âm tri
ệ
t tiêu cách mép gố
i tự
a một đoạ
n: Trang 16x = 0,425 × L = 0,425 ×6,49 = 2,758 m
B
ảng 4 Xác đị
nh tungđộ
biểu đồ
bao mômen củ
a dầ
m phụ
3.3.2. Bi
ểu đồ
bao lự
c cắ
tTung độ
củ
a biểu đồ
bao lự
c cắt được xác định như sau:
G
ố
i thứ
1:Q = 0,4 ×q ×L = 0,4 ×31,524 × 6,49 = 81,84 kN
Bên trái gố
i thứ
2:Q = 0,6 ×q × L = 0,6 ×31,524 × 6,49 = 122,75 kN
Bên phả
i gố
i thứ
2, bên trái và bên phả
i gố
i thứ
3:Q P = Q = Q P = 0,5 ×q × L = 0,5 ×29,807 × 6,4 = 100,88 kN
0 6.49 1327.8 0 0.00 0.00
1 6.49 1327.8 0.065 86.31 0.00
2 6.49 1327.8 0.09 119.50 0.000,425L 6.49 1327.8 0.091 120.83 0.00
Trang 17Hình 9 Bi
ểu đồ
bao nộ
i lự
c củ
a dầ
m phụ
3.4 Tính cố
t thép-Bêtông có c
ấp độ
bề
n chị
u nén B20 R b = 11,5 MPa; R bt = 0,9 MPa-Cố
t thép dọ
c củ
a dầ
m phụ
sử
dụ
ng loạ
i CB400-V: R s = 350 MPa-Cốt thép đai củ
a dầ
m phụ
sử
dụ
ng loạ
i CB240-T: R sw =170 Mpa-
Đố
i vớ
i dầ
m phụ tính toán theo sơ dồ
khớ
p dẻ
o, hệ
số
hạ
n chế
vùng nénξ = 0,37 ,α = 0,3
3.4.1 Cố
t dọ
c-Chi
ề
u rộ
ng bả
n cánhđưa vào tính toán
:b′ f = b + 2S f = 200 + 2.540 = 1280 mm
-
Kích thướ
c tiế
t diệ
n chữ
T (b′
f = 1280mm; h′
f = 90mm; b = 200mm; h = 500 mm)-
Xác đị
nh chiề
u cao làm việ
c dầ
m phụ
:-Giả
thiế
t a = 50 mm => ho = h–
a = 500–
50 = 450 mm(Giả
thuyế
t từ
mép bê tông chịu kéo đế
n trọ
ng tâm thép chị
u kéo a = 50mm)-
Xác đị
nh khả năng chị
u lự
c mô men củ
a bả
n cánh:M
f
= γ
R
b′
f
h′
f
h
h′ 2 = 1.11,5.10
f
.1,28.0,09.0,45 0,092 = 536,544kNm
Trang 18α = M γ .R .b.h
ξ = 1 √ 1 2.α
A = ...
μ = . 100
-Kế
t quả
tính cốt thép đượ
c tóm tắ
t trong bả
ng 5B
ả
ng 5 Tính cố
t thép dọ
c cho dầ
m phụ
Ti
ế
t diệ
nM(kNm)
α
mξ
120.8 0,0447 0,046 789 0,15 2d16+2d16 804
G
ố
i 2(200×500)94.9 0,2038 0,23 680 0,75 2d16+2d14 710
Nh
ị
p giữ
a(1160×500)80.7 0,03 0,03 515 0,1 2d14+1d18 562
G
ố
i 3(200×500)80.7 0,1733 0,192 568 0,63 2d14+2d14 616
*
Lưu ý: do tính theo sơ đồ
khớ
p dẻo nên điề
u kiệ
n hạ
n chế α
m≤ α
pl = 0,3 Trang 19Ki
ểm tra hàm lượ
ng cố
t thép:μ = 0,05% ≤ μ = A bh ≤ μ = ξ γ R R = 0,37 × 115 3500 = 1,22%
3.4.2 C
ố
t ngang*Tính c
ốt đai
không cố
t xiên cho dầ
m phụ
- Tính c
ốt đai cho tiế
t diệ
n bên trái gố
i thứ
2 có lự
c cắ
t: Q = 122,75 kNR bt = 0,9 MPa; R b = 11,5 MPa; R sw = 170 MPa; b = 20 cm;
R = 350Mpa
-Ki
ểm tra điề
u kiệ
n: Trang 20∆
M: mức độ
chênh lệ
ch giữ
a mô men tớ
i hạ
n và mô men tính toán (%) : khoả
ng cách từ
tr ọ
ng tâm cố
t thép chịu kéo đế
n mép bê tông chị
u kéo thự
c(mm)
hoth : chi
ề
u cao thụ
c củ
a tiế
t diệ
n (mm)f: khoả
ng cách từ
tâm thép chị
u kéo mỗ
i tầ
ngđế
n mép bê tông(mm)S :
diệ
n tích cố
t thép trên mỗ
i tầ
ngmm
K
ế
t quả tính toán đượ
c tóm tắ
t trong bả
ng 6B
ả
ng 6 Tính khả năng chị
u lự
c củ
a dầ
m phụ
Ti
ế
t diệ
n Cố
t thép As ath hothξ α
m [M]∆
M Trang 21(mm2) (mm) (mm) (kNm) (%)
Nh
ị
p biên(1160x500)2d16+2d14 710.00 42.48 457.52 0.24 0.21 100.27 5.60
u
ố
n 2d16,còn 2d14308.00 32.00 468.00 0.10 0.10 47.92
G
ố
i 2 bênph
ả
i(200x500)C
ắ
t 2d16,còn 2d14308.00 32.00 468.00 0.10 0.10 47.92
Nh
ị
p 2(1160x500)2d14+1d18 562.00 32.90 467.10 0.03 0.03 90.43 12.00
c
ắ
t 1d18,còn 2d14308.00 32.00 468.00 0.02 0.02 50.01
G
ố
i 3(200x500)4d14 616.00 51.50 448.50 0.21 0.19 86.59 7.20
c
ắ
t 2d14,còn 2d14 Trang 22l
ấy đố
ix
ứ
ng)G
ố
i 3 bêntráiG
ố
i 3 bênph
ả
i3.5.3 Xác
định đoạ
n kéo dài WĐoạn kéo dài W được xác đị
nh theo công thứ
cW = 0,8Q Q 2q w , + 5d ≥ 20d
Trong đó:
Q : l
ự
c cắ
t tạ
i tiế
t diệ
n cắ
t lí thuyế
t, lấ
y bằng độ
dố
c củ
a biểu đồ
mômen (Kn)Qs,inc : kh
ả năng chị
u cắ
t củ
a cố
t xiên nằ
m trong vùng cắ
t bớ
t cố
t dọ
c, mọ
i cốt xiên đề
un
ằ
m ngoài vùng cắ
t bớ
t cố
t dọ
c nên Qs,inc = 0;q sw : kh
ả năng chị
u cắ
t củ
a cốt đai tạ
i tiế
t diệ
n cắ
t lí thuyế
t (Kn/m)
: diện tích thép đai (
) Trang 23K
ế
t quả tính các đoạ
n Wđượ
c tóm tắ
t trong bả
ng 8.B
ảng 8 Xác định đoạ
n kéo dài W củ
a dầ
m phụ
Ti
ế
t diệ
n Thanh thép Q(kN)
q sw (kN/m)
Wtính (mm)
20d(mm)
Chi ti
ế
t uố
n cốt thép đượ
c thể
hiệ
n trên hình 11Bên trái g
ố
i 2, uố
n thanh thép (2d16) để
chị
u moomenU
ố
n từ
nhị
p biên lên gối 2, xét momen dương
: Trang 25Hình 11 B
ố
trí cố
t thép và biểu đồ
vậ
t liệ
u củ
a dầ
m phụ
Trang 26Cdc -
đoạ
n dầm chính kê lên tườ
ng, chọ
n Cdc = 340 mmNh
ị
p tính toán lấ
y theo khoả
ng cách từ
trục đế
n trụ
c, cụ
thể như sau:
Trang 27Sơ đồ
tính dầm chính đố
i xứng, các trườ
ng hợp đặ
t tải đượ
c trình bày trên hình 14.4.3.1.2.
Xác đị
nh biểu đồ
mô men cho từ
ngtrườ
ng hợp đặ
t tả
iTung độ
củ
a biểu đồ
mô men tạ
i tiế
t diệ
n bấ
t kì củ
a từng trườ
ng hợp đặ
t tải đượ
c xácđị
nh theo công thứ
c:MG
= α×G×L =
92,996×7,8×α
M pi
= α×P×L =
133,79×7,8×α
α
- hệ
số
tra phụ
lụ
c 9Do tính ch
ất đố
i xứ
ng, nên chỉ
cầ
n tính cho 2 nhị
p Kế
t quả
tính biểu đồ
mô men chot
ừng trườ
ng hợ
p tải đượ
c trình bày trong bả
ng 9Hình 14.
Các trườ
ng hợp đặ
t tả
i củ
a dầ
m 3 nhị
p Trang 28-
Trong các sơ đồ
d, e bả
ng tra không cho các trị
số α tạ
i mộ
t số
tiế
t diệ
n, phả
i tính nộ
i suytheo phương pháp cơ họ
c kế
t cấ
u: Trang 30Đoạ
n dầ
m BCM3 = (185,7+45,91)
× -185,7= -31,3 kNm
M4 = (185,7+45,91)
×1 3⁄
-185,7= -108,5 kNmHình 15. Bi
ểu đồ
mômen củ
a từng trườ
ng hợ
p tả
i (kNm)4.3.1.3 Xác đị
nh biểu đồ
bao mômenB
ảng 10 Xác định tung độ
biểu đồ
mô men thành phầ
n và biểu đồ
bao mô men (kNm)Tiết diện
Mômen
Trang 35M f = γ R b′ f h′ f h h′ 2 = 11,5.10 f 1,38.0,09.0,64 0,092 = 850 kNm
Nhân xét: M < Mf nên trụ
c trung hòa qua cánh , bả
n cánh chị
u nén, tính cố
t thép theo tiế
tK
ế
t quả
tính cốt thép đượ
c tính trong bả
ng 13B
ả
ng 13. Tính cố
t thép dọ
c cho dầ
m chínhTi
ế
t diệ
nM(kNm)
α
mξ
6d25 2705
G
ố
i 2(300×700) 479.7 0.36 0.47 2897.44 1.563d28+3d25 3320
Nh
ị
p giữ
a(1380×700) 257.31 0.04 0.04 1211.88 0.143d25 1473
*Lưu ý: sử
dụ
ng mô men mép gối để
tính cố
t thép cho tiế
t diệ
n gố
i, do dầ
m chính tínhtheo sơ đồ đàn hồi nên điề
u kiệ
n hạ
n chế
α ≤ α =0,413
μ
= 0.005% < μ = A bh
= 1,51% < μ
= ξ
γ
R R
= 2,1%
Trang 37- Ch
ọ
n chiề
u dày lớ
p bê tông bả
o vệ
cố
t thép dọ
c ao,nh ị p = 25 mm và ao,g ố i= 40 mm;kho
ả
ng cách thông thủ
y giữa hai thanh thép theo phương chiề
u cao dầ
m t = 3 mm Trang 38Cắt 2d25,
còn 3d25 1473 37.50 662.50 0.05 0.05 333.18
Cắt
1d25,còn 2d25Xác định đoạ
n kéo dài WĐoạn kéo dài W được xác đị
nh theo công thứ
cW = 0,8Q Q 2q w , + 5d ≥ 20d
Trong đó:
Q : l
ự
c cắ
t tạ
i tiế
t diệ
n cắ
t lí thuyế
t, lấ
y bằng độ
dố
c củ
a biểu đồ
mômen (Kn)Qs,inc : kh
ả năng chị
u cắ
t củ
a cố
t xiên nằ
m trong vùng cắ
t bớ
t cố
t dọ
c, mọ
i cốt xiên đề
un
ằ
m ngoài vùng cắ
t bớ
t cố
t dọ
c nên Qs,inc = 0;q sw : kh
ả năng chị
u cắ
t củ
a cốt đai tạ
i tiế
t diệ
n cắ
t lí thuyế
t (Kn/m) Trang 39K
ế
t quả tính các đoạn W đượ
c tóm tắ
t trong bả
ng 16.B
ả
ng 16Xác định đoạ
n kéo dài W củ
a dầ
m phụ
Ti
ế
t diệ
n Thanhthép
Q(kN)
q sw (kN/m)
Wtính (mm)
20d(mm)
293293
67,267,2
12251225
134,3134,3
1350480
Trang 40Hình 22 B
ố
trí cố
t thép và biểu đồ
vậ
t liệ
u củ
a dầ
m chính Trang 41