đồ án kết cấu bê tông 1

đồ án bê tông cốt thép 1 có nhiều cái hay và mình làm rất kỹ. cho nên các bạn chỉ cần thay số theo thứ tự từ trên xuống là có kết quả và các bạn chỉ cần chọn thép đề bố trí sao cho phù hợp là được.đồ án này rất quan trọng và là tiền đề cho các đồ án môn học tiếp theo

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, đặt biệt đối với nước

ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa-hiện đại hóa, hệ thống cơ sở hạ tầng cũng phải phát triển theo chính vì lý do này mà nghành xây dựng nói chung

và xây dựng dân dụng nói riêng là một nghành đi đầu trong các lĩnh vực, để phát triển các nghành khác

Trong nghành xây dựng dân dụng, có môn đồ án môn học kết cấu BTCT

“sàn sườn toàn khối bản dầm” là một trong những đồ án quan trọng của chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng, đồ án giúp cho sinh viên nâng cao và nắm bắt tổng hợp kiến thức đã học để tính toán kết cấu BTCT thường gặp, làm quen với công việc thiết kế về sau Đây là đồ án tập trung vào 3 nội dung cơ bản là: bản sàn, dầm phụ và dầm chính của sàn toàn khối loại bản dầm

Với đồ án kết cấu BTCT này được tính toán cho sàn là mặt bằng tổng thể của nhà dân dụng và đồ án được xem như những sơ đồ tính cơ bản trong nghành xây dựng nói chung và nghành xây dựng dân dụng nói riêng Đồ án được xây dựng trên tiêu chuẩn của Việt Nam: TCVN_2737:2012 và TCVN_5574:2012

Môn học kết cấu BTCT và đồ án môn học kết cấu BTCT giúp sinh viên nắm bắt kỹ hơn về nội dung và phương thức mới trong xây dựng và đặc biệt hơn giúp cho sinh viên biết được quy cách trong thiết kế

Trong quá trình làm đồ án thiết kế sàn sườn BTCT của em không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong sự chỉ dẫn của thầy cô giáo bộ môn để em hoàn thiện bài thuyết minh này hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

HÌNH 1: sơ đồ kết cấu

1 Sơ đồ kết cấu sàn theo hình 1

2 Kích thước tính từ giữa trục tường và trục dầm l1=2,1m; l2=6,1m tường chịu lực

có bề dày bt=0,340m

3 Hoạt tải tiêu chuẩn ptc=7,5(kN/m2) Ta chọn hệ sốvượt tải n=1,2

4 Vật liệu: ta chọn bê tông cấp độ bền B15, cốt thép bản và cốt thép đai ta chọn loại AI, cốt thép chịu lực ta chọn loại AII

bê tông cấp độ bền B15 có Rb=8,5Mpa, Rbt=0,75Mpa, Eb=23x103Mpa

Cốt thép AI có Rs=225Mpa, Rsc=225Mpa, Rsw=175Mpa Es=21x104MPa

Cốt thép AII có Rs=280Mpa, Rsc=280Mpa, Rsw=225Mpa Es=21x104MPa

II TÍNH BẢN

A Chọn kích thước các cấu kiện

1) Chọn chiều dày của bản

Ta xem bản làm việc theo một phương, cắt một dải bản rộng b1=1m vuông góc với dầm phụ và xem bản làm việc như một dầm liên tục ( như hình 1)

B Tải trọng tính toán

Cấu tạo các lớp của bản:

HÌNH 2: cấu tạo bản

Tĩnh tải được tính như trong bảng :

Cấu tạo các lớp bản Giá trị tiêu

chuẩn(KN/m2)

Hệ số tin cậy

Giá trị tính toán (KN/m2) Gạch cremic dày 10mm, γ=20kN/m3 0,01x20=0,200 1,1 0,220

Hình 3: sơ đồ tính toán và nội lực của dải bản

a) Sơ đồ tính toán; b) biểu đồ momen; c) biểu đồ lực cắt

D Tính cốt thép

1) Tính cốt thép chịu momen uốn

Chọn a= 15mm cho mọi tiếp diện, chiều cao có ích của tiết diện:

 Kiểm tra chịu lực cắt của bản

Điều kiện: Qmax≤0,8Rbtb1ho  0,6.qb.l ≤0,8Rb btb1ho

s s

hình 4: vùng ô được phép giảm 20 % diện tích cốt thép mặt cắt 1-1 qua dầm chính

 Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép

Cốt thép chịu momen âm đặt vuông góc với dầm chính:

50%AS gối giữa = 0,5.197=99mm2

As,ct ≥

56, s =200 => As=141mm2 Chọn As,ct=141mm2 Chọn 56, s=200mm

Khoảng cách từ đầu mút của cốt thép đến mép dầm chính là:

III TÍNH DẦM PHỤ

A Sơ đồ tính

Dầm phụ là dầm liên tục có năm nhịp đối xứng

Xét một nửa bên trái của dầm

Dầm gối lên tường một đoạn không nhỏ hơn 220mm trong tính toán lấy

Sdp=220mm, trên thực tế nên kê dầm phụ lên toàn bộ chiều dày của tường để giảm ứng suất cục bộ từ đầu dầm truyền lên tường, bề rộng của dầm chính

hoạt tải truyền từ bản: pdp=pbl1=9.2,1=18,9 kN/m

tải trọng tính toán toàn phần: qdp= gdp+ pdp=9,112+18,9=28,012 kN/m

k≈0,253 và các hệ số β1, β2, kết quả tính toán được trình trong bảng sau:

Nhịp, tiếp diện Gí trị β Tung độ M (kN.m)

Bảng 2: tính toán hình bao của momen dầm phụ

Momen dương bị triệt tiêu ( bằng 0) cách mép gối tựa một đoạn 0,15l0

Momen dương lớn nhất ở nhịp biênM 0, 091q ld p dp2 88, 433kNm

Momen dương lớn nhất ở nhịp biênM 0, 0625q ld p p2 58,895kNm

Tiếp diện có momen âm bằng 0 cách bên trái gối thứ hai một đoạn:

klob=0,253.5,890≈1,490m

tiếp diện có momen dương bằng 0 cách mép gối tựa một đoạn:

+tại nhịp biên: 0,15ldp=0,15.5,890≈0,884m

1) Với momen âm

Tính theo tiếp diện hình chữ nhật có b=200mm, h=500mm

Giả thiết a=30mm, ho=(500-30)=470mm

 Tại gối 2, với M=67,376kNm

bh 200.470

Tại gối 3, với M=58,895kNm

bh 200.470

2) Với momen dương

Tính theo tiếp diện hình chữ T, có cánh nằm trong vùng nén, bề dày của cánh

s s

Bảng 3: bố trí cốt thép dọc cho các tiếp diện chính trong dầm phụ

Hình 7: bố trí cốt thép tại các tiếp diện chính trong dầm phụ

Vì QA=65,995kN > Qbmin=42,30kN Nên không cần phải tính toán cốt đai

QtB =98,994kN > Qbmin=42,30kN Nên phải tính cốt thép chịu lực cắt

2) Điều kiện tính toán cốt thép chịu cắt

ax

1 1

m

2 M q 7Q

chọn 6, s=150mm bố trí cho L/4, tính từ gối và tường

đối với phần còn lại trên nhịp thì chọn 6, s 3h / 4o

Vậy khả năng chịu lực cắt được đảm bảo

F Tính và vẽ biểu đồ bao vật liệu

1) Tính khả năng chịu lực

Chọn lớp bảo vệ cốt thép c=20mm

Tại nhịp biên, momen dương, tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén, với bề rộng của cánh b = bf = 2100mm, bố trí cốt thép 216+118, có As=656mm2

và phải Cắt 118 còn 216 402 28 472 0,013 0,013 51,697 Trên gối 2 216 +116 603 28 472 0,210 0,188 71,202 Cạnh phải gối 2 Uốn116 còn216 402 28 472 0,140 0,130 49,235 cạnh trái gối 2 Cắt 116 còn216 402 28 472 0,140 0,130 49,235 Nhịp 2 214+116 509 28 472 0,017 0,017 67,604 Cạnh Nhịp 2 Cắt 116 còn 214 308 27 473 0,010 0,010 39,936 Trên gối 3 214+116 509 28 472 0,178 0,162 61,355 cạnh trên gối 3 Cắt 116 còn 214 308 27 473 0,107 0,101 38,414 Nhịp giữa 216+114 509 28 472 0,017 0,017 67,604 Cạnh nhịp

giữa Cắt 116 còn 214 308 27 473 0,010 0,010 39,936

Bảng 4: khả năng chịu lực của cốt thép tại tiếp diện

Hình 8:biểu đồ bao vật liệu

2) Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh

+ xác định vị trí mặt cắt lý thuyết tại vị trí có khả năng chịu lực đã cắt ở bảng trên, được xác định bàng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng, sẽ xác định được vị trí cần cắt H

Tại vị trí cạnh phải trên gối 2 khi cắt 116 còn 216 ở phía trên, và khả năng chịu lực ở phía dưới còn 51,697kNm ( như hình dưới) khoảng cách điểm cắt thép tính từ mép cắt thép đến gối tính như sau:

Dựa vào biểu đồ bao momen và tam giác đồng dạng tính được:

x =532mm vậy khoảng cách cắt thép tính từ mép nhịp biên là

H=X = 401mm

lực cắt tại tiếp diện lý thuyết được tính bằng độ dốc của biểu đồ

momen Q

Tương tự ta có bảng xác định vị trí lực cắt thép lý thuyết sau:

Tiếp diện Thanh thép Mtd

Tiếp diện Thanh thép Mtd

Để đảm bảo cường độ trên tiếp diện nghiêng bất kỳ, thì các cốt thép được kéo dài

Trong đó: Q: lực cắt tại TD cắt lý thuyết, tính bằng biểu đồ momen

qsw: lực cắt mà cốt đai phải chịu tại tiếp diện cắt lý thuyết

: đường kính cốt thép được cắt

Sau khi tính toán ta có bảng xác định đoạn kéo dài W sau:

Tiếp diện Thanh thép được cắt Q(kN) qsw

(kN/m)

Wttoán

(mm)

20d (mm)

Wchọn

(mm) Cạnh phải nhịp biên 118 46,080 66,03 439 360 439

Đoạn kéo dài (mm)

Khoảng cách thực tế (mm)

IV TÍNH DẦM CHÍNH

A Sơ đồ tính

Dầm chính là dầm liên tục có bốn nhịp đối xứng

Xét một nửa bên trái của dầm (như hình bên)

Dầm gối lên tường một đoạn không nhỏ hơn 220mm trong tính toán lấy

Sd=220mm, trên thực tế nên kê dầm phụ lên toàn bộ chiều dày của tường để giảm ứng suất cục bộ từ đầu dầm truyền lên tường bề rộng của dầm phụ bdp=200mm

Tìm các trường hợp do tải trọng tác dụng gây bất lợi nhất cho dầm:

Có các trường hợp đặt hoạt tải nguy hiểm nhất như sau:

Hình 9: tải trọng tác dụng bất lợi nhất cho dầm chính

Xác định biểu đồ momen uốn do tĩnh tải gây ra:

M  .P l  .67, 711kN.6,30 m .426,579kN m

Xác định biểu đồ baomomen do hoạt tải gây ra:

Tra bảng (phụ lục 16.1trang 382, quyển Kết Cấu Cốt Thép Cơ Bản của tác giả PHAN QUANG MINH) về hệ số α ta có kết quả tính toán được tính trong bảng sau:

M  .P l  .115, 29kN.6,30 m .726,327kN m

Bảng6: tính toán hình bao của momen dầm chính

Trong bảng tính momen các sơ đồ Mp3, còn thiếu các giá trị α tại các tiếp diện 1,

2, 3, 4 Đề tính các giá trị α ta tiến hành cắt rời các nhịp AB, BC Nhịp 1 và 2 có tải trọng, tính Mo của dầm dơn giản kê lên hai gối tự do

Mo=pdc.l1=115,29.2,1=242,109kN Dùng phương pháp treo biểu đồ, kết hợp các mối quan hệ tam giác đồng dạng, xác định được các giá trị momen được cho bởi bảng sau:

M4=242,109 – (233,151-34,864).(1/3)-34,864=141,149kNm

Kết quả tính toán được ghi trong bảng 7

Hình 10: biểu đồ momen

Hình 11: biểu đồ bao momen

Trong đó: (1) MG+MP1 (2) MG+MP2 (3) MG+MP3

(4) MG+MP4 (5) MG+MP5 (6) MG+MP6

Mmax, Mmin được tính bởi công thức Mmax=MG+maxMpi, Mmin=MG+minMpi

(i=1÷6) Kết quả được ghi trong bảng 6

2) Mommen ở mép gối tựa

Để xác định giá trị của momen ở mép gối tựa, bằng quan hệ hình học giữa các tam giác đông dạng ta có:

Từ biểu đồ bao momen ta có giá trị momen tại gối lớn nhất như hình bên, xác định momen ở mép gối Mmg, ta thấy momen trái

có độ dốc hơn momen phải nên giá trị tuyệt đối

của Mmg phải có giá trị lớn hơn và lấy giá trị

3) Lực cắt

Cũng tương tự như monen, Xác định các biểu đồ có thể gây bất lợi nhất cho dầm, giá trị của lực cắt được xác định qua công thức cơ bản như sau:

- do tác dụng của tĩnh tải: QG= β.G= β.59,433kN

- do tác dụng của hoạt tải: QPi = β.Pi= β.115,29 kN

Trong đó: β tra theo phụ lục 12, sách KẾT CẤU BTCT phần cấu kiện cơ bản của tác giả phan quang minh (chủ biên), các giá trị lực cắt có lực tác dụng được tính từ biểu đồ momen, kết quả được ghi trong bảng 8

Lực

cắt

(kN)

Bên phải gối

A

Giữa nhịp biên

Bên trái gối

B

Bên phải gối

B

Giữa nhịp

2

Bên trái gối

Lực cắt giữa nhịp được tính bởi công thức: Q=Qmg-G hoặc Q=Qmg-P

Hình 12: biểu đồ bao lực cắt

D Tính cốt thép dọc

Chọn bê tông có cấp độ bền B20 có Rb=11,5Mpa, Rbt=0,9Mpa Cốt thép AII có

Rs=280Mpa, Rsc=280Mpa, Rsw=225Mpa Es=21x104MPa

Hệ số hạn chế vùng nén làαR=0,433

1) Với momen âm

Tính theo tiếp diện hình chữ nhật có b=300mm, h=700mm

Giả thiết a=60mm, ho=(700-60)=640mm

 Tại gối B, với M=334,069kNm

 Kiểm tra lại hàm lương cốt thép

s

min 0

bh 300.640

2) Với momen dương

Tính theo tiếp diện hình chữ T, có cánh nằm trong vùng nén, bề dày của cánh

Ta lại có:   1 1 2 m  1 1 2.0, 024 0, 240

2

s s

Chọn lớp bảo vệ cốt thép C=40mm với thép gối và C=25mm với thép nhịp

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp giữa Gối C

As tính toán 1731mm2 2332mm2 1154mm2 1784 mm2

Cốt thép 225+222 228+228 322 222+225

Bảng 9: bố trí cốt thép dọc cho các tiếp diện chính trong dầm chính

Hình 13: bố trí cốt thép tại các tiếp diện chính trong dầm chính

2) Điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt

i

199, 0011,950

Bố trí cốt đai 8, 2 nhánh, a= 200mm, tại khu vực gần gối A

Tại bên phải gối B, với lực cắt QpB=220,908kN, tính toán tương tự ta có

Stt=196mm Bố trí cốt đai 8, 2 nhánh, khoảng cách S= 150mm, tại khu vực gần gối phải B

Tại bên trái gối B, với lực cắt QpB=228,729kN, giả sử bố trí cốt đai 8, 2 nhánh, khoảng cách S= 150mm, tại khu vực gần gối trái B

3) Kiểm tra Khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng

 Tại gối A:

sw

w s

Như vậy phần dầm bên trái gối B, trong đoạn l1 không cần bố trí cốt xiên

Tại vị trí giữa nhịp chí bố trí cốt đai theo cấu tạo với a=250mm

w

w

0 s

s

h

P 1hA

A

a  0, 6  Đặt mỗi bên bốn đai trong đoạn hs =200mm, như hình 13

Hình 14: vùng đặt cốt treo

F Tính và vẽ biểu đồ bao vật liệu

1) Tính khả năng chịu lực

Chọn lớp bảo vệ cốt thép C=40mm với thép gối và C=25mm với thép nhịp

Tại nhịp biên, momen dương, tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén, với bề rộng của cánh b = bf = 2400mm, bố trí cốt thép 225+122, có As=1742mm2

s s m

biên 225+222 1742 37 663 0,036 0,035 313,852 nhịp biên trái Cắt 225 còn222 760 36 664 0,016 0,016 143,908 Nhịp biên

phải Cắt 225 còn222 760 36 664 0,016 0,016 143,908 Trên gối B 228+228 2463 53 647 0,418 0,31 353,327 Cạnh trái gối

B Cắt 228 còn228 1232 53 647 0,209 0,187 199,164 cạnh phải gối

B Cắt 228 còn228 1232 53 647 0,209 0,187 199,614 Nhịp 2 222+122 1140 36 664 0,024 0,024 215,863 Cạnh Nhịp 2 Cắt 122 còn 222 760 36 664 0,016 0,016 143,908 Trên gối C 225+222 1742 52 648 0,295 0,251 268,760 Cạnh trái gối C Cắt 225 còn 222 760 51 649 0,129 0,121 129,962

Bảng 10: khả năng chịu lực của cốt thép tại tiếp diện

2) Xác định mặt cắt lý thuyết của các thanh

xác định vị trí mặt cắt lý thuyết tại vị trí có khả năng chịu lực đã cắt ở bảng trên, được xác định bàng quan hệ hình học giữa các tam giác đồng dạng, sẽ xác định được vị trí cần cắt H

Tại vị trí cạnh phải gối B khi cắt 228 còn 228 ở phía trên,

và khả năng chịu lực ở phía dưới còn 199,164kNm ( như

hình bên) khoảng cách điểm cắt thép tính từ mép cắt thép

đến trục gối tính như sau:

Dựa vào biểu đồ bao momen và tam giác đồng dạng tính

được:

x =1105mm vậy khoảng cách cắt thép tính từ trục gối B là H=X = 1105mm

lực cắt tại tiếp diện lý thuyết được tính bằng độ dốc của biểu đồ momen Q

Tương tự ta có bảng xác định vị trí lực cắt thép lý thuyết sau:

Tiếp diện

Thanh th

ép cắ

t

Mtd (kN.m) Vị trí điểm cắt lý thuyết X(mm) Q(kN)

Tiếp diện

Thanh th

ép cắ

Hình 15: biểu đồ bao vật liệu dầm chính 3) Xác định đoạn kéo dài W

Để đảm bảo cường độ trên tiếp diện nghiêng bất kỳ, thì các cốt thép được kéo dài

qsw: lực cắt mà cốt đai phải chịu tại tiếp diện cắt lý thuyết

: đường kính cốt thép được cắt

Sau khi tính toán ta có bảng xác định đoạn kéo dài W sau:

Tiếp diện

Thanh thép được cắt

Q(kN) qsw

(kN/m)

Wttoán(mm)

20d (mm)

Wchọn(mm) Cạnh trái gối B 228 165,363 117,367 855 560 855