Đồ án Bê Tông Cốt Thép 1

BK HCMBáo Cáo Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 1Hướng Dẫn: Võ Bá TầmTính chi tiết bản sàn,tính dầm phụ,tính dầm chínhThống kê chi tiết các thanh thépCách cắt thépVẽ biểu đồ bao momentVẽ biểu đồ bao vật liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH

- -ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

Giảng viên hướng dẫn: VÕ BÁ TẦM

Sinh viên thực hiện : MSSV :

Lớp: XD15CTXD1 Nhóm : L05 – A

TÍNH BẢN SÀN

1-Phân loại bản sàn:

Xét tỉ số : = = 2.75 >2 , nên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn

2-Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện:

-Chọn chiều dày bản sàn:

Hs = l1 = 2000 = 63.33; Chọn hb = 70mm

-Chọn tiết diện dầm phụ:

hdp = ldp = 393 mm =; Chọn hdp = 400 mm

bdp = = 200 mm ; Chọn bdp = 200m

-Chọn tiết diện dầm chính:

hdc = ldc = 600 mm; Chọn hdp = 600mm

bdp = hdc = 300 mm

3-Sơ đồ tính:

Cắt theo phương cạnh ngắn mộtdair có bề rộng b = 1m, xem bản như 1 dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các dầm phu

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán được lấy theo mép gối tựa

Nhịp tính toán của bản:

-Nhịp biên:

Lob = L1 - - + = 2000 - - + = 1800 mm

-Nhịp giữa:

Lo = L1 – bdp = 1800mm

Chênh lệch giữa các nhịp: 0%

4-Tải trọng:

*Tĩnh tải: Căn cứ theo cấu tạo mặt sàn

chuẩn(kN/m2)

Hệ số vượt tải

Giá trị tính toán

gs(kN/m2)

Bản bê tông cốt thép dày 70mm,

*Hoạt tải: ps = pcnp = 6x1.2 = 7.2 kN/m2

*Tải trọng toàn phần:

Qs = gs + ps = 7.2 + 3.4 = 10.6 kN/m2

5-Nội lực:

6-Tính cốt thép:

-Chọn a = 10 mm cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản

ho = hb – a = 70 – 10 = 60 mm

αm =

2

b b o

M

R bh

γ ≤

αR = 0.3 Tra bảng hay tính

1 1 2 m

ξ = − − α

b R bh b o

R

ξγ

tiết diện M(kNm

(%) chọn cốt thép∅ a Asc(mm2)

9

6

nhịp giữa,

gối giữa

8

7- Bố trí thép: (Xem bản vẽ)

-Xét tỉ số:

s 7.2

2.12 3.4

s

p

g = =

; chọn α

= 0.25, α

Lob = 450mm -Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, được giảm 20% lượng thép tính

được ở các gối giữa và nhịp giữa:

As = 0.8x204 = 163.2 mm2; Chọn ∅

6a170 (166 mm2) -Cốt thép cấu tạo chịu moment âm dọc theo cá gối biên và phía trên dầm chính

được xác định như sau:

As,ct

≥

Chọn (As = 141

2

mm

) Chọn thép phân bố (As = 94

2

mm

) Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa:

Lan = 120mm ≥

10d

TÍNH DẦM PHỤ

1.Sơ đồ tính:

Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo.

-Đối với nhịp biên:

Lob= L2 –

300 320 220 5500

2 2 2 2 2 2

dp

= 5300mm -Đối với nhịp giữa:

Lo = L2 – bdc = 5300 – 300 = 5200mm

2.Xác định tải trọng

-Tĩnh tải:

Trọng lượng bản thân dầm phụ:

go= bdp(hdp-hs)ngγb=0.2(0.4-0.07)1.2x25=1.98 KN/m3

Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

g1=gsl1=3.4x2=6.8 KN/m3

Tổng tĩnh tải = 1.98+6.8=8.78 KN/m3

-Hoạt tải: tính từ bản sàn truyền vào

Pdp=psl1 =7.2x2=14.4 KN/m3

Tổng tải = Tĩnh tải + Hoạt tải = 23.18 KN/m3

3.Xác định nội lực:

Biểu đồ bao moment:

Tỉ số

dp

dp

p

g

= 1.64  k=0.235

Moment âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

x1 = k.Lob = 0.235 x 5.3 = 1.246m

Moment dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Với nhịp biên:

x2 = 0.15Lob = 0.15x5.3 = 0.795 m

Với nhịp giữa:

X3 = 0.15Lo = 0.15x5.2 = 0.78m

Moment lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn :

X4 = 0.425Lob = 0.425x5.3 = 2.2525 m

Mmax (kNm)

Mmin

Biên

0

5.3

Thứ 2

6

5.2

Giữa

11

5.2

Biểu đồ bao lực cắt :

Gối thứ 1:

Q1 = 0.4qdpLob = 0.4x23.18x5.3 = 49.14kN

Bên trái gối thứ 2:

Q2T = 0.6 qdpLob = 0.6x23.18x5.3 = 73.71kN

Bên trái và bên phải các gối giữa :

Q2P = Q2T = Q2P = 0.5 qdpLob = 0.5x23.18x5.3=61.43Kn

4.Tính cốt thép:

Cốt dọc :

a) Tiết diện ở nhịp:

Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là

tiết diện hình chữ T

Xác định Sf = 6h’f = 6x70 = 420 mm

Chiều rộng bản cánh:

b’f = bdp + 2Sf = 200 + 2x420 = 1040 mm

Kích thước tiết diện chữ T

*Xác định vị trí trục trung hoà:

Mf = γb.Rb.b’f.h’f.(ho –

'

2

f

h

) = 178.214 kNm >M

 Trục trung hoà đi qua cánh, tính cốt thép theo cấu kiện tiết diện hình chữ nhật (b’fxhdp)

Với moment âm ở gối tính theo cấu kiện hình chữ nhật (b’dpxhdp)

Tiết diện

M

Ast (mm2) µ(%)

chọn cốt thép

Cốt ngang:

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất = 73.71kN Khả năng chịu lực cắt của bê tông

Qb = b3 γbRbtbho = 0.6x0.9x0.75x200x355 = 28.755kN < Q phải tính cốt đai

Tính cốt đai

q1 = g + 2

p

= 15.98 kN/m

Chọn cốt đai d6 ( asw = 28 mm2), số nhánh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

Stt =

2 3

2

4 b b R bh bt o

Q

ϕ γ

.Rswnasw

=

2

3 2

4x2x0.9x0.75 200x355

(73.71x10 )

x

175x2x28.3 = 245.5 mm

Smax =

2

4 b R bh bt o

Q

ϕ γ

=

2 3

1.5x0.9x0.75 200x355

(73.71x10 )

x

= 346.2 mm

Sct

Chọn s= 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm

Kiểm tra:w1= 1+5

s w

s

s b

E na

E b

= 1.0861 <1.3

b1= 1- 0.01γbRb = 0.9235

Q<0.3w1b1 γbRbbho = 163.436 kN

Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Chọn s= 150 mm bố trí đoạn L/4 ở đầu dầm

Đoạn L/2 còn lại giữa dầm đặt theo cấu tạo d=6mm; s=300mm

5 Biểu đồ vật liệu:

Tính khả năng chịu lực của tiết diện

A s

(mm2

tr

otr

Nhịp biên

(1040x400)

358.2

5 0.061

0.05

cắt 1d14 còn

uốn 1d14 còn

Gối 2 bên

trái(200x400)

0.24

cắt 1d12 còn

uốn 2d12 còn

0.10

Gối 2 bên

phải(200x400

)

cắt 1d12 còn

cắt 2d12 còn

Nhịp 2

359.7

5 0.044

0.04

cắt 2d12 còn

Gối 3 bên

trái(200x400)

0.22

cắt 1d14+1d12

Gối 3 bên

phải(200x400

Nhịp 3

2d12 1

Xác định đoạn kéo dài W

Khả năng chịu cắt của cốt đai

qsw = 76.19 kN/m

qsw = 33.02 kN/m

Kết quả tính toán đoạn kéo dài W:

Tiết diện

Thanh thép

Q (kN)

Qsw (kN/m)

Wtính

Wchọn (mm)

nhịp 2 bên trái(bên

nhịp 3 bên trái(bên

TÍNH DẦM CHÍNH

1-Sơ đồ tính:

Cdc – đoạn dầm chính kê lên tường, chọn Cdc = 320 mm

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:

L = 3L1 =3 x 2000 = 6000 mm

2-Xác định tải trọng:

Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dạng lực tập trung

Tĩnh tải

Trọng lượng bản thân dầm chính:

Go =

( s) 1 ( s)

n γ b  h −h L − h −h b 

= 1.1x25x0.3

(0.6 0.07 2 − ) (− 0.4 0.07 0.2 − )

= 8.2 kN

Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:

G1 = gdpL2 = 8.78x5.5 = 48.29 kN

Tổng tĩnh tải:

G = Go + G1 = 8.2 + 48.29 = 56.49 kN

Hoạt tải :

Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:

p = pdpL2 = 14.4x5.5 = 79.2 kN

3-Xác định nội lực:

Biểu đồ bao moment:

Xác định moment mép gối

Mmg2.tr =

(2000 150)

(246.72 189.14) 189.14 214.03

Mmg2.ph =

(2000 150)

(246.72 74.02) 74.02 222.66

Mmg3.tr =

(2000 150)

(212.32 107.87) 107.87 188.31

Mmg3.ph =

(2000 150)

(212.32 97.46) 97.46 189.09

Biểu đồ bao lực cắt:

4-Tính cốt thép:

Cốt dọc:

a)Tiết diện ở nhịp :

Tương ứng với giá trị moment dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

Xác định Sf :

Sf

≤

Chiều rộng bản cánh:

b’f = bdc + 2Sf = 300 + 2x420 = 1140mm

Kích thước tiết diện chữ T

*Xác định vị trí trục trung hoà:

Giả thiết anhịp = 60mm; ho = h - anhịp = 600 – 60 = 540mm

Mf =

' ' ( 0.5 )

b R b h b f f h o h f

Vì M < Mf nên trục trung hoà qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b’f x hdc = 1140 x 600 mm

b)Tại tiết diện ở gối:

Tương ứng với giá trị moment âm, bản cánh chịu nén, tính cốt thép theo tiết

diện chữ nhật (bdc x hdc) = 300 x 700mm

Giả thiết agối = 65mm, ho = h - agối = 600 – 65 = 535 mm

*Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng sau:

Do tính theo sơ đồ đàn hồi nên điều kiện hạn chế αm≤ αR

= 0.439 Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

8.5 0.05% % 0.65 1.97%

280

s o

A bh

µ = ≤ µ = ≤ µ = =

Tiết diện

M

chọn cốt thép

nhịp biên

(1140x600)

217.4

gối 2

(300x600)

222.6

1898.7

nhịp giữa

(1140x600)

136.5

gối 3

(300x600)

189.0

nhịp3

1033.1

Cốt ngang:

Lực cắt lớn nhất tại gối: QA = 108.72kN, QBtr = 176.81kN, QBph = 160.37kN, QCtr

= 147.89kN, QCph = 154.89kN

Kiểm tra điều kiện tính toán:

ϕb3(1 + ϕf + ϕ γn) b R bh bt o

=0.6x(1+0+0)x0.9x0.75.103x0.3x0.535 = 65kN

Cần tính cốt ngang (cốt đai và cốt xiên) chịu lực cắt

Chọn cốt đai φ

8(asw = 50 mm2), số nhánh cốt đai n= 2 Xác định bước cốt đại theo điều kiện cấu tạo:

sct

≤

Chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L1 = 2000 gần gối tựa

Kiểm tra:

4 w

21.10 2 50

1 5 1 5

23.10 300 200

b

ϕ = + = +

= 1.076 ≤

1.3

1 1

ϕ = − βγ

= 1 – 0.01x0.9x8.5 = 0.9235

w1 1

0.3 ϕ ϕ γb b R bh b o

=0.3x1.076x0.9235x8.5.103x0.3x0.535 = 406.69 kN > Q

Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Khả năng chịu cắt của cốt đai:

qsw =

w w 175 2 50

87.5 / 200

kN m

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Qswb =

2

4 ϕb (1 + ϕ ϕ γf + n) b R bh q bt o s

= 4 2 1 0 0 0.9 0,75.10 0.3 0.535 87.5x x( + + )x x 3x x 2x

= 201.43 kN

Q1,2,3 < Qswb  không cần tính cốt xiên chịu cắt cho gối 1, 2, 3 Nếu có cốt xiên chỉ là do uốn cốt dọc lên để chịu moment

Bốt trí cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp:

sct ≤

Chọn s = 400 mm bố trí trong đoạn L1 = 2000 giữa dầm

Cốt treo

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

F = P + G – Go = 79.2 + 48.29 - 8.2 =119.29 kN

Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn φ8

(Asw = 50 mm2 ), n= 2 nhánh Số lượng cốt treo cần thiết:

m ≥

3

w w

540 400 (1 ) 119.29 10 (1 )

540

2 50 175

s

o

h

h

−

=

= 5.1

cách các cốt treo là 50 mm

5-Biểu đồ vật liệu:

Tính khả năng chịu lực của tiết diện:

Trình tự tính:

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

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 25 mm và

ao,gối = 40mm khoảng cách giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm

t = 30mm

- Xác định ath  h = hdp - ath

s s

b b oth

R A

R bh

ξ

γ

=

, αm= ξ(1 0.5 − ξ)

m b b o

M = α γ R bh

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng sau:

Tiết diện Cốt thép A(mm2)s a(mm)tr h(mm)otr ξ am

[M]

(kNm) ΔM(%)

Nhịp biên

(1140x600)

uốn 2d16 còn

uốn 2d18 còn

Gối 2 bên

trái(300x600)

uốn 2d18 còn

cắt 2d18 còn

uốn 2d16 còn

Gối 2 bên

phải(300x600

)

cắt 2d18 còn

uốn 2d18 còn

Nhịp 2

0.05

1 141.7 3.11 uốn 2d18 còn

cắt 2d20

uốn 2d18

Gối 3 bên

phải(300x600

)

Nhịp 3

(1140x600)

cắt 1d14 còn

uốn 2d20 còn

Xác định đoạn kéo dài W:

W =

sin w

0.8

5 20 2

c s

Q Q

q

− + ≥

Trong đó:

Q – Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao moment

Qs,inc – khả năng chịu cắt của cốt xuyên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc, mọi cốt xuyên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc nên Qs,inc = 0

qsw – khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

qsw =

w w

R nA s

Trong đoạn cốt đai d8a200 thì:

qsw =

175 2 50 200

x x

= 87.5 kN/m Kết quả tính đoạn kéo dài W:

Tiết diện Thanhthép (kN)Q (kN/m)qsw Wtính(mm) 20d Wchọn(mm)

105

nhịp 3 bên trái