thuyết minh đồ án bê tông

Hoạt tải tính toán của từng loại sàn Hoạt tải tiêu chuẩn ptc daN/m2 Hệ số vượt tải Hoạt tải tính toán... PHÂN LOẠI SÀN Ta căn cứ vào tỷ số cạnh dài l2 và cạnh ngắn l1 của bản sàn đ

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

I TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Luận văn được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn chủ yếu sau:

TCXDVN 356-2005: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.TCXDVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 5572-1991: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng - Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Bản vẽ thi công

II TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

Bảng 1.1 Cấu tạo sàn tầng điển hình

STT Loại vật liệu

Chiều dày (m)

Tải trọng tiêu chuẩn

gtc (daN/m3)

Hệ số

vượt tải

Tải trọng tính toán

Bảng 1.2 Cấu tạo sàn vệ sinh-ban công

STT Loại vật liệu

Chiều dày (m)

Tải trọng tiêu chuẩn

gtc (daN/m3)

Hệ số

vượt tải

Tải trọng tính toán

Theo từng chức năng của các phòng trong công trình mà ta xác định hoạt tải tính toán theo các ô sàn dựa theo TCVN 2737–1995 bảng 3 trang 13 cho công trình như sau :

Được chia làm hai khi thiết kế xây dựng:

+ Tải trọng tiêu chuẩn ptc

+ Tải trọng tính toán ptt = ptc * n

n: hệ số tin cậy đối với tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang

Bảng 1.5 Hoạt tải tính toán của từng loại sàn

Hoạt tải tiêu chuẩn

ptc (daN/m2)

Hệ số

vượt tải

Hoạt tải tính toán

CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN SÀN

I PHÂN LOẠI SÀN

Ta căn cứ vào tỷ số cạnh dài l2 và cạnh ngắn l1 của bản sàn để phân loại sàn:

Khi bản sàn được liên kết ở một cạnh (liên kết ngàm) hoặc ở hai cạnh đối diện (kê tự

do hoặc ngàm) và chịu tải phân bố đều, bản chỉ chịu uốn theo một phương có liên kết,

bản chịu lực một phương gọi là sàn 1 phương (

II CÔNG THỨC TÍNH TOÁN

1 Tính toán nội lực sàn một phương

Chọn cắt theo phương cạnh ngắn 1m để tính toán theo sơ đồ dầm liên kết ở hai đầu

M1 MI

Moment tại các tiết diện được tính toán như sau:

+ Tại gối: MI=

q: tải trọng toàn phần trên bản (daN/m)

l: nhịp theo phương tính toán (m)

MII MI

Với P = (g+p)l1l2 = q l1l2

q : tải trọng phân bố đều lên sàn

g: tĩnh tải sàn, tính từ các lớp cấu tạo sàn (daN/cm2)

p: hoạt tải sàn (daN/cm2), lấy theo TCVN 2737-1995

R

ξ

Theo TCXDVN 356-2005: µmin = 0.05%

µ hợp lý: 0.3% ≤ µ ≤ 0.9%

III TÍNH TOÁN SÀN ĐIỂN HÌNH

1 Mặt bằng sàn – dầm sàn tầng điển hình

2 Chọn chiều dày bản sàn

Chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, có thể xác định sơ bộ

chiều dày sàn theo biểu thức sau: l2

m

D

h s =

m = 30÷35 đối với bản dầm

m = 40÷45 đối với bản kê bốn cạnh

D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng

Chọn hs là một số nguyên theo cm, đồng thời phải đảm bảo điều kiện cấu tạo

hs≥50mm đối với mái bằng

hs≥60mm đối với sàn nhà dân dụng, thường chọn 80mm

hs≥70mm đối với sàn nhà công nghiệp, thường chọn ≥80mm

l2: Cạnh dài của ô sàn (cm)

Đối với bản kê 4 cạnh, chiều dày sàn: 45 2

140

3 Tải trọng tác dụng lên sàn

Ô sàn S1, S2 ,S4, S7, S8, S12 có diện tích A > A1 =9m2, nên hoạt tải nhân với hệ số

A A

A = +

ψ

Bảng 2.2 Tải trọng tác dụng lên sàn

Ô sàn l2 (m) l1 (m) Diện tích

5.4

= 3.6→ sàn 1 phương

Cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m, ta có:

Tĩnh tải: gtt= 565 (daN/m2)

Hoạt tải:ptt= 240 (daN/m2)

Tải trọng phân bố đều lên ô bản

q= (gtt+ ptt) = 565 + 240 = 805 (daN/m2)

24

25.180524

2 2

2 2

As =

o

s h xR

A

=

6100

1.1

x100% = 2.54%

→µmin <µ < µmax → thỏa về mặt hàm lượng.

* Tính thép chịu moment âm ở gối

m

o b

I bh R

M

610085

I h xR

A

=

6100

1.1

25.10

= 2.27→ sàn 1 phương

Cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m, ta có:

Tĩnh tải: gtt= 386 (daN/m2)

Hoạt tải:ptt= 129 (daN/m2)

Tải trọng phân bố đều lên ô bản

q= (gtt+ ptt) = 386 + 129 = 515 (daN/m2)

24

5.451524

2 2

1

1 = ql = x =

Mômen ở gối: 869

12

5.451512

2 2

M

810085

A

=

8100

1.1

x100% = 2.54%

→µmin <µ < µmax → thỏa về mặt hàm lượng.

* Tính thép chịu moment âm ở gối

m

o b

I bh R

M

810085

I h xR

1.1

x100% = 2.54%

→µmin<µ < µmax → thỏa về mặt hàm lượng

5 Tính toán ô sàn 2 phương điển hình

5.4

= 1→ sàn 2 phương

Tĩnh tải: gtt = 386 (daN/m2)

Hoạt tải: ptt = 156 (daN/m2)

Tải trọng phân bố đều lên ô sàn

M

810085

A

=

8100

42.1

x100% = 2.54%

→µmin <µ < µmax → thỏa về mặt hàm lượng

• Bố trí thép: xem bản vẽ kết cấu

M2 2669 8.0 100 8.5 225 0.005 0.998 0.15 6 200 1.42 0.18

MI 22742 8.0 100 8.5 225 0.042 0.979 1.29 6 200 1.42 0.18MII

0.99

1 0.39 6 200 1.42 0.24

MI 15616 6.0 100 8.5 225 0.051 0.974 1.19 6 200 1.42 0.24MII 12250 6.0 100 8.5 225 0.040 0.980 0.93 6 200 1.42 0.24S6

M1

38466

8.0 100 8.5 225

0.071

0.96

3 2.22 8 200 2.52 0.31M2 9669 8.0 100 8.5 225 0.018 0.991 0.54 6 200 1.42 0.18

MI 82396 8.0 100 8.5 225 0.151 0.917 4.99 10 150 5.23 0.65MII 20599 8.0 100 8.5 225 0.038 0.981 1.17 6 200 1.42 0.18S9

3235

6.0 100 8.5 225

0.01

1 0.995 0.24 6 200 1.42 0.24MI

11503

6.0 100 8.5 225

0.038

0.98

1 0.87 6 200 1.42 0.24MII 7369 6.0 100 8.5 225 0.024 0.988 0.55 6 200 1.42 0.24S10

M1 8888 8.0 100 8.5 225 0.016 0.992 0.50 6 200 1.42 0.18M2 4308 8.0 100 8.5 225 0.008 0.996 0.24 6 200 1.42 0.18

MI 19110 8.0 100 8.5 225 0.035 0.982 1.08 6 200 1.42 0.18MII

9619

8.0 100 8.5 225

0.018

0.99

1 0.54 6 200 1.42 0.18S11

M1

4415

6.0 100 8.5 225

0.014

0.99

3 0.33 6 200 1.42 0.24M2 1358 6.0 100 8.5 225 0.004 0.998 0.10 6 200 1.42 0.24MI

9577

6.0 100 8.5 225

0.03

1 0.984 0.72 6 200 1.42 0.24MII 2966 6.0 100 8.5 225 0.010 0.995 0.22 6 200 1.42 0.24S12 M1 24431 8.0 100 8.5 225 0.045 0.977 1.39 6 200 1.42 0.18

M2 24431 8.0 100 8.5 225 0.045 0.977 1.39 6 200 1.42 0.18

MI 56914 8.0 100 8.5 225 0.105 0.945 3.35 10 200 3.93 0.49MII 56914 8.0 100 8.5 225 0.105 0.945 3.35 10 200 3.93 0.49

BẢNG TÍNH THÉP SÀN HAI PHƯƠNG

6 Tính độ võng của sàn 2 phương điển hình

* Tính độ võng của sàn S 2 (3x5.5m)

Độ võng của bản kê 4 cạnh được xác định theo công thức sau:

D

l q

4 1

0.00172

0.00191

0.00207

0.00220

0.00230

0.00238

0.00245

0.00249

0.00254l2/l1 = 5.5/3=1.8 → α = 0.00245

230x x

Độ võng của sàn

5.1200

300088.010105

30010

.1.46700245

→Thỏa yêu cầu về độ võng.

CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN DẦM

I TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẦM

1 Quan niệm tính toán và sơ đồ tính:

*Quan niệm tính toán:

- Quan niệm dầm dọc và dầm ngang đều là dầm chính liền nhịp

- Tiết diện dầm chịu mô men dương ở các nhịp của dầm tính với tiết diện chử nhật( b x h )

Với b : bế rộng của dầm (m)

h : chiều cao của dầm (m)

- Tiết diện dầm chịu mô men ở các gối của dầm tính với tiết diện chử T( bc x h )

Với bc : bế rộng của cánh chử T (m)

h : chiều cao của dầm (m)

- Quan niệm bỏ qua trọng lượng bản thân chính, dầm dọc và dầm ngang

( sap2000tính ),chỉ tính trọng lượng bản thân phụ gối lên dầm dầm dọc và dầm ngang

Dầm BTCT B15 (M200) => A0 = 0,428 , α0 = 0,62

- Thép sử dụng CII : Ra = 2600 kg/cm2

- Thép đai sử dụng CI : Rad = 1800 kg/cm2

- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông : m = 0,85 ( làm việc bình thường )

- Hệ số điều kiện làm việc của thép : ma = 1 ( làm việc bình thường)

II.CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM

1 Xác định sơ bộ tiết diện dầm:

a.Tiết diện dầm dọc và ngang :

Hình 4: Mặt Bằng Truyền Tải Từ Sàn Vào Dầm

2, 25

l l

- Do ô sàn S6 truyền vào dạng hình tam giác:

2, 25

l l

2, 4

l l

- Do ô sàn S12 truyền vào dạng hình tam giác:

Tổng hoạt tải (Kg/m)

Lực tập trung (Kg/m)

4.1 Tính thép chịu mômen âm cho đoạn 1-2, có tiết diện ( 200 x 400 ):

Vì cánh thuộc vùng bê tông chịu kéo nên ta bỏ qua phần cánh và tính

như tiết diện chữ nhật ( b x h ):

R R

4.2 Tính thép chịu mômen dương cho

đoạn 1-2, có tiết diện ( 200 x 400 ):

Vì cánh thuộc vùng bê tông chịu kéo nên ta cần tính đến điều kiện làm

việc của tiết diện :

Bảng tính thép dâm B

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CỘT

x N

2 0

11

e

01.001.05.0

;

δ

Trong đó: Rb – đơn vị là MPa

Lực tới hạn quy ước:

η

Độ lệch tâm tính toán

a b e

e=η 0+0.5 −

/ 0

o o

Tính tiết diện cốt thép chịu nén đối xứng:

)(

)5.0(

a b R

y b

hy R Ne

A

A

o sc

o b b s

5.0

a b R

y b

e N

A

A

o sc

o s

e a

Độ lệch tâm: e 0 =max( e 01 ; e a )

y N

2 0

11

e

01.001.05.0

;

δ

Trong đó: Rb – đơn vị là MPa

Lực tới hạn quy ước:

η

Độ lệch tâm tính toán

a h e

e=η 0+0.5 −

/ 0

o o

1

501

1

ε

ξξ

Tính tiết diện cốt thép chịu nén đối xứng:

)(

)5.0(

a h R

x h

bx R Ne

A

A

o sc

o b b s

o x N R b

b b

5.0

a h R

x h

e N

A

A

o sc

o s

II Tính tóan cột điển hình: ( chọn cột CỘT 34(20x40) )

Cột chịu nén được phân thành 2 dạng chính:

Nén đúng tâm: thường là các tiết diện đối xứng như vuông, tròn

Nén lệch tâm: tiết diện thường là chữ nhật, chữ T, I,… Với chiều cao tiết diện bố trí theo phương hợp lý

Tính toán cấu kiện lệch tâm theo các bước sau:

Giá trị nội lực M, N lấy từ bảng tính toán tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực nguy hiểm Ở đây ta chọn cặp Mmax-Ntư và Mtư-Nmax

Trường hợp cấu kiện có độ mãnh lớn, λ>4 cần xét đến ảnh hưởng của hiện tượng uốn dọc và từ biến làm tăng độ lệch tâm thông qua hệ số uốn dọc η.

Chọn cột tầng trệt cột COT 34 để tính toán Dựa vào kết quả giải nội lực bằng Sap

2000 ta xác định được các giá trị nội lực như sau:

Bảng 3.3: Bảng nội lực tính thép cột tầng trệt COT 120

phần N - max M2 - tư M2 - max N - tư N - max M3 - tư M3 - max N - tư

tử Ton Ton-m Ton-m Ton Ton Ton-m Ton-m Ton

Chọn thép CII có cường độ:

RS= 280 MPa ξR =0.623;

RSW= 225 MPa αR =0.429;

Chiều dài cột: L= 4 m

Đối với cột nhà nhiều tầng và nhiều nhịp: l0 = 0.7 x H = 0.7 x 4 = m = 280 cm

Tiết diện cột bxh = 20x40 cm, lớp bảo vệ a = 3cm => h0 = 40 – 3 = 37cm, b0 = 20 – 3 = 17 cm

Kiểm tra độ mãnh: 0 280

7 440

l h

Hình 3.35:Quy ước tiết diện cột trong tính tóan và trong chương trình SAP

1 Tính toán theo phương cạnh b

x N

M lt lt

Chọn φ l = 2.

α = Es/Eb = 2.1*106/2.7*105 = 7.78

2 0

e

01.001.05.0

Tính cốt thép chịu nén đối xứng:

)(

5.0

a b R

y b

e N

A

A

o sc

o s

M

N

Độ lệch tâm ngẫu nhiên: max ; max 20 0.66 ;400 0.66

x N

2 0

e

01.001.05.0

Tính cốt thép chịu nén đối xứng:

)(

5.0

a b R

y b

e N

A

A

o sc

o s

' 132.6 1000 (20 37 0.5 10) 2

16.72800(37 3)

23.1100

Bố trí thép phương h (mặc định tính với M3-3) Bố trí thép phương b (mặc định tính với M2-2)

CHƯƠNG V THIẾT KẾ CẦU THANG

Hình 4.1: Mặt bằng cầu thang.

Hình 4.2: Mặt cắt cầu thang.

4.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản thang

1500(10 16) (10 16)

s

B

4.2 Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ

4.2.1 Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn.

Hình 4.3: Các lớp cấu tạo cầu thang.

4.2.2 Chiếu nghỉ:

2 1

( ) cos (0.3 0.15) 0.02 cos 26.6

0.0270.3

b b i td

b

m l

Lớp vữa :

0 2

( ) cos (0.3 0.15) 0.02 cos 26.6

0.0270.3

b b i td

b

m l

1.2 4 4.8 /

c p

2 0 .

R

ξ γ

=

Bảng 4.1: Tính thép bảng thang.

diện

M (kNm)

2 0

h0

Do bản thang truyền vào là phản lực của các gối tựa tại B của sơ dồ tính bản

=>Bố trí cốt đai đủ khả năng chịu cắt

9 4 17.5 1.5 44.25

2 0 .

=>Bố trí cốt đai đủ khả năng chịu cắt.

Hình 4.8: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ D2.

4.7.2 Xác định nội lực

3 max

=>Bố trí cốt đai đủ khả năng chịu cắt.

1.3 3.10.2 1.1 18 8.712 /

Xác định nội lực sử dụng phần mềm kết cấu (sap) để tính nội lực, khi tính bằng phần mềm kết cấu (sap) thì tổng tải không cần nhập trọng lượng bản dầm,

để cho phần mềm tự tính trọng lượng bản thân dầm.

Môment lớn nhất ở đoạn dầm nằm ngang chiếu nghỉ.

Hình 4.9: Sơ đồ truyền tải dầm vế 1

Hình 4.10: Biểu đồ mômen vế 1

Hình 4.11:Biểu đồ lực cắt vế 1.

Hình 4.12: Sơ đồ truyền tải dầm limon vế 2

Hình 4.13: Biều đồ mômen vế 2.

=>Bố trí cốt đai đủ khả năng chịu cắt.