Thuyết minh BTCT1 K54 Đại Học Vinh

Đồ án bao gồm những công việc như: lập sơ đồ mặt bằng kết cấu sàn,tính toán,tra các số liệu tải trọng, ,xác định nội lực, biểu đồ bao nội lực.. Thể hiện bản vẽ, hoàn thiện thuyết minh, …

LỜI NÓI ĐẦU

Sàn sườn bêtông cốt thép toàn khối được sử dụng rộng rãi trong xây dựng Dân Dụng và Công Nghiệp vì nó có ưu điểm là chịu được tải trọng lớn,độ cứng lớn,ít tốn công

tu sửa ,không cháy,sử dụng được cả trong nhà và ngoài trời,…Đi kèm theo môn học là đồ án: “Đồ án kết cấu sàn – đồ án kết cấu mái” gọi tắt là đồ án kết cấu sàn, mái

Đồ án này là một trong những Đồ Án quan trọng của ngành xây dựng bao gồm những vấn đề cần thiết cho những Kỹ Sư Xây Dựng Đồ án bao gồm những công việc như: lập sơ đồ mặt bằng kết cấu sàn,tính toán,tra các số liệu tải trọng, ,xác định nội lực, biểu đồ bao nội lực Tính toán cốt thép, chọn và bố trí cốt thép, biểu đồ bao vật liệu Thể hiện bản vẽ, hoàn thiện thuyết minh, …

Được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy (cô) giáo trong khoa Xây Dựng Trường đại học Vinh, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn thầy Trần Xuân Vinh cùng với sự đoàn kết của

cả nhóm trải qua những buổi thảo luận, lựa chọn mặt bằng kết cấu sàn, tổ hợp nội lực, tính toán và bố trí cốt thép, thế hiện bản vẽ mới cho chúng tôi hiểu được giá trị của việc làm đồ án.

Nhóm chúng em đã hết sức cố gắng trình bày bản thuyết minh một cách ngắn gọn nhất, sõ sàng và cụ thể nhất, mong nhận được ý kiến đánh giá của cô hướng dẫn để nhóm chúng em có thể hoàn thành một cách tốt nhất đồ án.

Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo,trong khoa Xây Dựng trường Đại Học Vinh đã đóng góp những ý kiến cụ thể, nâng cao kiến thức chuyên ngành Cảm ơn thầy Trần Xuân Vinh đã hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm Sinh Viên thực hiện

Nhóm 73

LËp kÕ ho¹ch vµ néi quy

nhãm 23/03/2016 23/03/2016 Tại phòng Hoàng Khắc Ngọc, do nhóm trưởng và các thành

viên thảo luận và thống nhất

3 DuyÖt kÕ häach vµ néi quy nhãm 23/03/2016

5 Tính toán tải trọng, sơ đồ tính, nội lực cho dầm phụ 26/03/2016 29/03/2016 Do Hoàng Khắc Ngọc tính toánvà vẽ sơ đồ.Thành viên nhóm

II- KÕ ho¹ch cô thÓ vµ ph©n c«ng nhiÖm vô cho tõng thµnh viªn

Nhóm chúng tôi gồm 3 thành viên, trong cuộc họp nhóm ngày 23/03/2016 đã bầu bạn Hoàng Khắc Ngọc làm nhóm trởng.

Trong cuộc họp nhóm nhóm 23/03/2016 cả nhóm đã thảo luận và thống nhất

kế họach hoạt động và nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên nh sau:

+ Cỏc thành viờn nhúm họp và xác định sơ bộ kích thớc cấu kiện

+ Nguyễn Bỏ Ngụn xác định tải trọng tính toán cho các cấu kiện

+ Cả nhóm cùng tính toán nội lực cấu kiện.

Sau khi xác định đựơc kích thớc sơ bộ của cấu kiện và tải trọng:

+ Vừ Quang Ngọc tính nội lực sàn

+ Hoàng Khắc Ngọc tính nội lực dầm phụ

+ Nguyễn Bỏ Ngụn tính nội lực dầm chính

+ Hoàng Khắc Ngọc vẽ lên AutoCad mặt bằng kết cấu và biểu đồ nội lực các cấu kiện.

- Ngày 30/03/2016 cả nhúm nạp phần nội lực cho thầy hướng dẫn

- Từ ngày … /… /2016 đến … /… /2016:

Cả nhóm tổng hợp tính toán nội lực bản, dầm phụ và dầm chớnh

Hoàng Khắc Ngọc và Nguyễn Bỏ Ngụn tính thép bản và thép dầm phụ

Sau khi vẽ biểu đồ bao nội lực, tiến hành thể hiện bản vẽ lên AutoCad và đánh máy thuyết minh thiết kế:

+ Hoàng Khắc Ngọc thể hiện bản vẽ

+ Vừ Quang Ngọc đánh máy thuyết minh.

- Từ … /…./2016 đến … /…./2016:

Nguyễn Bỏ Ngụn và Vừ Quang Ngọc tính toán thép dầm chính.

Sau khi vẽ biểu đồ bao nội lực, tiến hành thể hiện bản vẽ lên AutoCad và đánh máy thuyết minh thiết kế:

+ Hoàng Khắc Ngọc thể hiện bản vẽ

+ Nguyễn Bỏ Ngụn đánh máy thuyết minh

- Ngày … /… /2016 cả nhóm họp lại thống nhất bản vẽ và thuyết minh, nhóm

trởng Hoàng Khắc Ngọc kiểm tra sai sót và in thuyết minh + bản vẽ.

-Ngày… ./ … /2016 nhóm trởng nạp đồ án cho giáo viên hớng dẫn.

2 Tất cả các thành viên đều phải tham gia họp nhóm đầy đủ và đúng giờ.

3 Nhóm trởng có quyền điều hành mọi công việc của nhóm và giao nhiệm vụ

cụ thể cho từng thành viên, đôn đốc các thành viên hoàn thành nhiệm vụ.

4 Tất cả các thành viên đoàn kết, một lòng vì công việc chung để hoàn thành tốt đồ án

5 Nếu thành viên nào vi phạm những quy định trên sẽ bị nhận hình thức kỷ luật của nhóm

- Thành viên không tham gia hoạt động nhóm sẽ không có điểm đồ án và làm lại năm sau

- Nếu thành viên nào mà nhóm trởng phân công nhiệm vụ mà không thực hiện hoặc thực hiện không tốt sẽ tự chịu trách nhiệm.

⇒Xem như bản làm việc theo một phương, là phương cạnh

ngắn vì momen theo phương cạnh ngắn lớn hơn momen theo phương cạnh dài Vậy đây là bản loại dầm

mm l

m -35 đối với bản loại dầm

l : chiều dài nhịp bản, tính theo phương chịu lực

116

112

13

8

112

II TÍNH BẢN

1 Sơ đồ tính

Cắt một dải bản rộng b 1= m theo phương cạnh ngắn và vuông góc với dầm phụ Sơ

đồ tính là một dầm liên tục có các gối tựa là các dầm phụ

Hình 2: sơ đồ tính của bản

- Nhịp tính toán của bản

Vì đây là công trình có kết cấu khung chịu lực nên nhịp biên bằng nhịp giữa :

mm b

l l l

- Tĩnh tải được tính toán theo bảng sau:

Các lớp vật liệu cấu tạo bản Giá trị tiêu

chuẩn (kN/m2)

Hệ số vượt tải

Giá trị tính toán (kN/m2)

g p

- Tính toán với dải bản b1 =1m ta có:

)/(517.171517

q M

11

8.1517.1711

2 2

q M

16

8.1517.1716

2 2

3, 5 kNm 12,6 kN

18,9 kN 15,7 kN 15,7 kN

n p

kN l

q

Q A =0,4 b ob =0,4×17,517×1,8=12,6

kaN l

q

B =0,6 =0,6×17,517×1,8=18,9

kN l

q Q

B = =0,5 =0,5×17,517×1,8=15,7

4 Tính cốt thép chịu momen uốn :

- Chọn a 15= mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản:

mm a

h

h o = − =80−15=65

- Tại gối biên và nhịp biên, với M=5,1 kNm

142.0065.0110005.8

1.5

nhb m

bh R

Tra bảng phụ lục 10 có ζ =0,923

2 2

4

065.0923,010225

1.5

cm m

h R

A

o s

1078.3

5.3

2 2

o b m

bh R

Tra bảng phụ lục 10 có : ζ =0.948

2 2

4

065.0948,010225

5.3

cm m

h R

A

o s

1052.2

- Cốt thép chịu mômen dương :

+ Ở nhịp biên và gối biên có A s =3.78cm2

24.50

+ Ở nhịp giữa và gối giữa có A s =2.52cm2

Chọn thép có đường kính φ6;a s =28.26mm2 khoảng cách giữa các cốt thép là:

mm A

26.28

Cốt thép tại nhịp giữa và gối giữa được phép giảm 20% cốt thép.Nhưng để thuận tiện cho việc thi công chọn cốt thép φ6;s 100= mm có A s =2.83m2.

Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0 Lấy lớp bảo vệ c = 8mm,

h0 =80 − 8 − 0 5 × 8 = 68mm, lớn hơn h0 tính toán nên thỏa mãn yêu cầu về an toàn

- Cốt thép chịu mômen âm : với 4.36 3

267.3

25

12

112

8

18

Bản không bố trí cốt đai, lực cắt của bản do bêtông chịu vì:

KN h

b R Q

KN

B =18.9 < min =0.8 1 =0.8×0.75×1000×0.065=39

5 Cốt thép đặt theo cấu tạo :

- Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính: chọn

200,

Tính từ trục dầm chính là:

m b

l o 0,5 dc 0.45 0.5 0.2 0.554

1

=

×+

=+

×

- Cốt thép phân bố ở phía dưới được bố trí vuông góc cốt thép chịu lực: chọn

250,

6 s=

φ mm có diện tích trên mỗi mét của bản là 113mm2, đảm bảo lớn hơn 20%

diện tích cốt thép tính toán tại giữa nhịp biên 0,2×418.5=83.7mm2, và nhịp giữa:

2

82.551.279

2

,

- Cốt thép chịu mômen âm đặt trên dầm phụ ở biên: chọn φ8,a=200

Cốt thép chịu mômen âm đặt ở ngoài dầm phụ ở nhịp giữa: chon φ6,a=250, đoạnvươn tính từ mép dầm phụ là: l o 1.8 0.36 m

5

15

H×nh 5: bè trÝ thÐp trong mÆt c¾t 2-2

III TÍNH DẦM PHỤ

γ - khối lượng riêng của bê tông

n- hệ số vượt tải của bê tông Tĩnh tải toàn phần:

p d = 1 =14.25×2=28.5 /

- Tải trọng toàn phần:

m kN p

g

q d = dp+ dp =8.294+28.5=36.7 /

3 Nội lực tính toán:

a Mômen uốn

Tung độ hình bao mômen ( nhánh dương):

Tại nhịp biên, nhịp giữa

m kN l

Bảng 3: tính toán hình bao momen của dầm phụ

m

l b 0.15 5.3 0.815

1 2 3 4 5 5' 6 7 8 9 10 10' 11 12 a)

q

B =0,6 =0,6×36.7×5.3=116.7

kN l

q Q

.03652005.8

107.73

2

6 2

bh R

M

α

796,02

325.02112

211

=

×

−+

=

−+

ζ

2 2

6 0

059.995

.905365796.0280

107.73

cm mm

h R

M A

.03652005.8

1064.43

2

6 2

28.02112

21

1

=

×

−+

=

−+

ζ

2 2

6

586.764

.75810

43.64

cm mm

dp

s

µ

b) Với mômen dương

- Tính theo diện chữ T( có cánh nằm trong vùng nén) h f =80mm

h h

h b

R

M f = b f b( o −0,5 b)=8.5×1966×80×(365−0.5×80)=434.486×106 =434.486Vậy Mmax+ =101.72kNm<434.486kNm⇒ trục trung hòa đi qua cánh

Tính theo tiết diện chữ nhật với b=b f =1966mm, h=400mm, a=35mm,h o =365mm

+ Tại nhịp biên với M+ =93.81kNm

0421.036519665.8

1081.93

h b R

211

=

×

−+

=

−+

ζ

2 2

6 0

3855.955

.938365978.0280

1081.93

cm mm

h R

M A

s

h b

A

µ

+ Tại nhịp giữa với M+ =64.43kNm

0289,036519665.8

1043.64

h b R

M

α

985.02

211

=

−+

ξ

2 2

6 0

4003.603

.640365985,0280

10

`43.64

cm mm

h R

M A

s

h b

Tiết diện Nhịp biên Gối B Nhịp giữa Gối C

s

3855

059

4003

586

Xác định: khả năng chịu lực cắt nhỏ nhất của bê tông:

KN N

bh R

Q bmin =ϕ3 bt o =0,6×0.75×200×370=33300 =33.3Như vậy : Q A >Q bmin -> Nên cần bố trí cốt đai.

-Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên :

1 = = , Ta có : M b +Q b1 =41.07+61.3=174.002kN

Do:

6 , 0 1

Q <Qmax<Mb/h0 + Qb1

m kN M

Q Q

)3.617.116()

1 max

sw

37.02

3.617.116

3.33

.74

52,56

A R

Khoảng cách lớn nhất giữa các lớp cốt đai:

mm Q

bh R

116700

370.200.75,0.5,

max

2 0 4

Giữa dầm phụ, phần đợc bố trí giảm cốt đai, chọn Φ6a150 mm

* Kiểm tra điều kiện cờng độ trên tiết diện nghiêng: φ6, s=100mm, Asw=56,52mm2

10.21

0.13,9.515

bh R

A R

100

52,56

=

=

Nh vËy t¶i träng dµi h¹n : q1=g + 0,5p =22.54KN/m < 0,56 qsw

q

M C

b

b

6,0

235

,154.22

07,41

0 3

2 1

→C=1,23m

kN Q

kN C

M

23,1

07,41

sw

91,98

07,41

A R

f b

S S

x = ξh0 = 0,043.370 = 15.91mm < hf = 80mm→ trôc trung hßa ®i qua c¸nh

942.280

A R

f b

s s

ξ

ζ=1- 0,5ξ= 1 - 0,5.0,42 = 0,79

Mtd=RsAsζh0=280.942.0,79.370=77,09.10^6 Nmm =77,09 kNm

TÝnh to¸n t¬ng tù víi c¸c gèi vµ nhÞp kh¸c ta cã b¶ng sau:

B¶ng6 TÝnh to¸n h×nh bao vËt liÖu dÇm phô

Tiết diện Số lượng và diện tích cốt thép(mm2)

h0

(kNm)

Giữa nhịp biên 2Φ20+1Φ20, As= 942 370 0.043 0.978 95.44Cạnh nhịp biên Cắt 1Φ20 còn 2Φ20, As=628 370 0.028 0.986 64.14

b Xác định mặt cắt lí thuyết của các thanh:

+ Cốt thộp số 4 (đầu bờn phải): sau khi cắt cốt thộp số 4, tiết diện gần gối B, nhịp thứ

2 cũn lại cốt thộp số 3 (2Φ20) ở phớa trờn, khả năng chịu lực ở thớ trờn là 56 kNm

Biểu đồ vật liệu cắt biểu đồ bao mụ men tại H, đõy là mặt cắt lý thuyết của cốt thộp số 4

Bằng quan hệ hình học ta xỏc định được khoảng cỏch từ H đến mộp gối B là 525mm

Xỏc định đoạn kộo dài w2 bằng quan hệ giữa tam giỏc đồng dạng xỏc định lưc cắttương ứng điểm H là Q=78 kN Tại khu vực này cốt đai bố trớ Φ6a100

m kN mm

N s

A R

100

6,56

=

=

Do tại khu vực cắt cốt thộp 2 khụng bố trớ cốt xiờn nờn Qs,inc=0

q

Q Q

sw

inc

05 , 99 2

78 5

+ Tiến hành tơng tự cho các cốt thép khác, ta có bảng sau :

Bảng 7 Xác định mặt cắt lý thuyết cho các thanh thép

Cốt thép số 4(đầu bên trái) Cách mép gối B một đoạn là 1000 W4 t=615

Cốt thép số 4( đầu bên phải) Cách mép gối B một đoạn là 1018 W4 p=493Cốt thép số 3(đầu bên trái) Cách mép gối B một đoạn là 2120 W3 t=520Cốt thép số 6 (đầu bên trái) Cách mép gối B một đoạn là 1282 W6t=368Cốt thép số 6 (đầu bên phải) Cách mép gối C một đoạn là 1280 W6p=368Cốt thép số 7 (đầu bờn trỏi) Cách bên trái mép gối C một đoạn là 815 W7t=540Cốt thép số 7 (đầu bờn phải) Cách bên phải mép gối C một đoạn là 802 W7p=542Cốt thép số 2 (đầu bờn trỏi) Cách bên trái mép gối A một đoạn là 1015 W2t=315Cốt thép số 2 (đầu bờn phải) Cách bên phải mép gối B một đoạn là 1873 W2p=440

8 Kiểm tra về neo cốt thép.

Cốt thép ở phía dới sau khi đợc uốn, cắt, số còn lại khi kéo vào gối đều phải đảm bảolớn hơn 1/3 diện tích cốt thép giữa nhịp

Nhịp biên 2Φ20+1Φ20, cắt 1Φ20 còn 2Φ20, diện tớch cũn 66.7% khi vào gối

Nhịp giữa 2Φ16 +1Φ18, cắt cũn 2Φ16, diện tớch cũn 66.7% khi vào gối

c

bh R

940

370.200.75,0.5,

2 0 4

H×nh 7: Hình bao vật liệu và bố trÝ thÐp trong dÇm phô.

H×nh 7: Bố trÝ thÐp qua các mặt cắt trong dÇm phô.

KN G

p

P= dp 2 = 28 5 × 5 6 = 159 6

3 Nội lực tính toán

a Xác định biểu đồ bao mômen

Tìm các trường hợp tải trọng gây bất lợi cho dầm

Xác định biểu đồ momen uốn do tĩnh tải G: tra phục lục12 (Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối) , được hệ số α, ta có:

kNm Gl

Xác định các biểu đồ momen uốn do hoạt tải Pi tác dụng:

Xét các trường hợp bất lợi của hoạt tải,

Ta có: M Pi =αPl=α×159.6×6=α957.6kNm

KN l

n h

h

b

G0 = dc( dc − b)×γ × × 1 =0.3×(0.7−0.08)×25×1.1×2=10.23

75,49

P

P P P P

g g g g

P P

37,75

212,6 106,3 106,3 212,6

212,6 106,3 53,6

212,6 266,2

106,3 53,6

37,75 75,79

318,8

266,2 159,9

159,9 113,24

Bảng: Tính toán và tổ hợp momen

Biểu đồ bao momen:

Tung độ của biểu đồ bao momen: Mmax=Mg+max(MPi) ; Mmin=Mg+max(MPi)

Tính toán Mmax,min cho từng tiết diện và ghi cuối bảng trên

68,55

341,69 432,04

Biểu đồ bao mômen

- 48,89

72,01 95,15

- 144,24 -7,77

6 4,44 -72,01

-288,24

Biểu đồ bao lực cắt

4 Tính cốt thép dọc

a Mômen dương

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng chịu nén bề dày cánh h f =80 mm( ).

Bề rộng cánh dung trong tính toán : bf = b + 2Sc

5

,

(Do h f >0.1×h dc với h dc =700mm và các dầm ngang là các dầm phụ có khoảng cách

h h

h b R

M f = b× f × f( o −0.5 f)=8.5×2300×80×(660−0.5×80)=969.68×106 =969.68

m kN M

m kN

M f =969.68 > max =341.69 do đó trục trung hòa đi qua cánh nên tiết diệntính theo tiết diện chữ nhật : b×h= 2300mm× 700mm ; a = 45mm; h0 = 655mm

439.004

.065523005.8

1069.341

98.0280

1069.341

mm h

R

M A

o s

%967.0100655300

1.1901

%100.280

5,8.650,0

%100

s

b R

%05

,

µ

b Mômen âm

- Tiết diện Gối B :

Tiết diện hình chọna 70= mmchữ nhật kích thước: b×h=300×700

Chọn : ⇒ h o =700−70=630mm

Mômem mép trái gối: M mg =404.7kNm

439.0399

.06303005,8

107.404

2

6 2

724.0280

107.404

mm h

R

M A

o s

8.3168

%100.280

5,8.650,0

%100

s

b R

%05

Bªn ph¶i gèi A: QAp=170.73 kN lµ h»ng sè trong ®o¹n l1

Bªn tr¸i gèi B: QBt=288.24 kN lµ h»ng sè trong ®o¹n l1

Bªn ph¶i gèi B: QBp=288.24 kN lµ h»ng sè trong ®o¹n l1

* TÝnh víi lùc c¾t Q p=170.73 kN ë bªn ph¶i gèi A

b

6,0

061.193

31.126.107

425.882

.6

,026

.107

26.10773.170

0

0 1

min 01

Q Q

Q Q

b

b b

82.031.1

73.1701

01

01 0

=+

ì

=+

=

χχ

Chọn cốt đai Φ8; as =50.3mm2; 2 nhánh, khoảng cách giữa các lớp cốt đai:

q

A R s

sw

sw sw

72.58

6100

s

500

3.2333/

→sct=233.3 mm

- Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

mm Q

bh R

10.73,170

655.300.75,0.5,15

,1

3 2 max

2 0

s = min (stt,sct, smax) = 233.3 mm

→ Chọn khoảng cách giữa các cốt đai là: s=200 mm

→ Bố trí cốt đai Φ8, 2 nhánh, khoảng cách s=100 mm trong đoạn gần gối B và C

Bố trí cốt đai Φ8, asw=50,3 mm2, 2 nhánh, khoảng cách s=100 mm

Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của lớp cốt đai:

Tính lực cắt phân bố mà cốt đai có khả năng chịu đợc:

m KN s

A R

100

6,100.2

=

=

m q

M C

sw

05.176

061.193

→ Q Q P kN Q u kN

B

T

B = =288.24 < =292.1 → Q T kN Q u kN

C =144.24 < =292.1

→ bố trí cốt đai nh vậy đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt vì vậy không phải bố trí cốtxiên

6 Tớnh cốt treo

Tại vị trớ dầm phụ kờ lờn dầm chớnh cần bố trớ cốt treo để gia cố cho dầm chớnh

Lực tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chớnh là:

kN G

P

P1= + =159.6+56.67=216.27Cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai, diện tớch tớnh toỏn:

mm h

h

H s = dc− dp =700−400=300

2

3 0

1

8.669175

)655

3001(1027.216)1(

mm R

h

h P A

8

sw

a n

A n

đai, lấy n =8

Đặt mỗi bờn mộp dầm phụ 4 đai, trong đoạn hs=300mm

Khoảng cỏch giữa cỏc đai là 75mm , đai trong cựng cỏch mộp dầm phụ 75mm

s s

h b R

A R

ξ

mm h

mm h

x=ξ o =0.048×656=31.44 < f =80

→ Trục trung hòa đi qua cánh:

976.0048.05.015

h A R

.06523005.8

s s

bh R

A R

ξξ

692.0615.05.015,0

ζ

kNm Nmm

h A R

M td = s sζ o =280×3644×0.692×652=458.94×106 =458.94

Tiến hành tương tự cho các cốt thép khác, kết quả ghi ở bảng sau:

Bảng 9: khả năng chịu lực của các tiết diện