ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1 1.1. Vật liệu sử dụng 1 1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn 1 1.3. Lựa chọn kích thước, chiều dày sàn 2 1.3.1. Kích thước sàn mái 2 1.3.2. Kích thước sàn tầng 2 1.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực 4 1.5. Lựa chọn kích thước các tiết diện 5 1.5.1. Kích thước tiết diện dầm 5 1.5.2. Kích thước tiết diện cột 6 1.6. Mặt bằng bố trí kết cấu 9 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG 9 2.1. Sơ đồ hình học 9 2.2. Sơ đồ kết cấu 10 2.2.1. Nhịp tính toán của dầm 10 2.2.2. Chiều dài tính toán của cột 10 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN ĐƠN VỊ 12 3.1. Tĩnh tải đơn vị 12 3.2. Hoạt tải đơn vị 13 3.3. Hệ số quy đổi tải trọng 13 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 14 4.1. Tĩnh tải tầng 2,3,4 14 4.2. Tĩnh tải tầng mái 16 4.3. Tĩnh tải tác dụng vào khung 19 CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 20 5.1. Trường hợp hoạt tải 1 19 5.1.1. Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4 20 5.1.2. Hoạt tải 1 tầng 3 20 5.1.3. Hoạt tải 1 tầng mái 22 5.2. Trường hợp hoạt tải 2 23 5.2.1. Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 23 5.2.2. Hoạt tải 2 tầng 3 24 5.2.3. Hoạt tải 2 tầng mái 25 5.3. Các trường hợp hoạt tải tác dụng vào khung 26 CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ 27 CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 30 7.1. Sơ đồ các phần tử khung 30 7.2. Biểu đồ nội lực trường hợp tĩnh tải 30 7.3. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 1 32 7.4. Biểu đồ nội lực trường hợp hoạt tải 2 34 7.6. Biểu đồ nội lực trường hợp gió trái 36 7.7. Biểu đồ nội lực trường hợp gió phải 38 7.8. Bảng giá trị nội lực các trường hợp tải trọng 40 CHƯƠNG 8: TỔ HỢP NỘI LỰC 51 CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM 52 9.1. Tính toán cốt thép cho dầm B1 TH02. 52 9.2. Tính toán cốt thép cho dầm B2 TH02. 51 9.3. Bố trí cốt thép dầm 55 CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT 56 10.1. Tính toán cốt thép cho cột C1 TH02. 56 10.2. Tính toán cốt thép cho cột C2 TH02. 60 10.3. Tính toán cốt thép cho cột C3 TH02. 65 10.4. Bố trí cốt thép cột 70 10.6. Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng 70 CHƯƠNG 11: BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG 70

Trang 1

§å ¸n kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp II

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT

KHOA XÂY DỰNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

Bê tông Thép

Hoạt tải mái

Hoạt tải sàn

Hoạt tải hành lang

PHẦN THÔNG QUA ĐỒ ÁN

(Ghi chú: sinh viên phải tham gia tối thiểu 3 lần thông qua đồ án mới được phép bảo vệ)

Trang 2

môc lôc

Trang 3

+ Thép φ <12mm nhóm CI: R S =R SC = 225MPa; R SW = 175MPa

+ Thép φ ≥12mm nhóm CII: R S =R SC = 280MPa;R SW = 225MPa

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

Thông thờng có 3 giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn

s-ờn, sàn ô cờ

- Với sàn nấm: Khối lợng bê tông lớn nên giá thành sẽ cao,khối lợng công trình lớn do đó kết cấu móng phải có cấu tạotốt, khối lợng cũng vì thế mà tăng lên Ngoài ra dới tác dụngcủa gió động và động đất thì khối lợng lợng tham gia dao

động lớn → Lực quán tính lớn → Nội lực lớn làm cho cấu tạo

các cấu kiện nặng nề kém hiệu quả về mặt giá thành cũng

nh kiến trúc

Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm nên cùngchiều cao nhà sẽ có số tầng lớn hơn Tuy nhiên để cấp nớc,cấp điện và điều hoà ta phải làm trần giả nên u điểm nàykhông có giá trị cao

- Với sàn sờn: Do độ cứng ngang của công trình lớn nênkhối lợng bê tông khá nhỏ → Khối lợng dao động giảm → Nội

lực giảm → Tiết kiệm đợc bê tông và thép cũng do độ cứng

công trình khá lớn nên chuyển vị ngang sẽ giảm tạo tâm líthoải mái cho ngời sử dụng

Nhợc điểm của sàn sờn là chiều cao tầng lớn và thi côngphức tạp hơn phong án sàn nấm tuy nhiên đây cũng là ph-

Trang 4

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II

ơng án khá phổ biến do phù hợp với điều kiện kỹ thuật thicông hiện nay của các công ty xây dựng

- Với sàn ô cờ: Tuy khối lợng lợng công trình là nhỏ nhất

nh-ng do thi cônh-ng rất phức tạp tronh-ng các cônh-ng việc thi cônh-ng chính

1.3 Lựa chọn kích thớc, chiều dày sàn

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức:

Trang 5

Với sàn mái nhà dân dụng hmin = 4cm

→ chọn chiều dày mái h mai = 10cm cho toàn bộ ô sàn mái lớn

và ô sàn mái nhỏ Kết cấu mái gồm hệ mái tôn gác lên xà gồ,

xà gồ gác lên tờng thu hồi

Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm

→ chọn chiều dày mái h S1= 10cm cho sàn phòng học kích

Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm

→ chọn chiều dày mái h S2 = 6cm cho sàn hành lang kích

thớc 4,0 1,6mì .

* Để đơn giản trong tính toán đồ án, chọn chiều dày củatất cả các sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang)10

Trang 7

(daN m2)

TTTC dài hạn

(daN m2)

TTTC ngắn hạn

(daN m2)

Hệ số vợt tải

TT tính toán

1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực

Theo các dữ liệu về kiến trúc nh hình dáng, chiều caonhà, không gian bên trong yêu cầu thì các giải pháp kết cấu

có thể là:

- Hệ tờng chịu lực

Trong hệ này các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà

là các tờng phẳng Tải trọng ngang truyền đến các tấm tờngqua các bản sàn Các tờng cứng làm việc nh các công xôn cóchiều cao tiết diện lớn Giải pháp này thích hợp cho nhà cóchiều cao lớn và yêu cầu về không gian bên trong không cao(không yêu cầu có không gian lớn bên trong)

- Hệ khung chịu lực

Hệ này đợc tạo thành từ các thanh đứng và thanh ngang

là các dầm liên kết cứng tại chỗ giao nhau gọi là các nút Cáckhung phẳng liên kết với nhau qua các dầm dọc tạo thànhkhung không gian Hệ kết cấu này khắc phục đợc nhợc điểmcủa hệ tờng chịu lực

→ Qua phân tích một cách sơ bộ nh trên ta nhận thấy

Trang 8

Để đơn giản trong tính toán, ta coi dầm dọc nhà có

chiều dài nhịp tính toán L a= = 4m, (1 1 ).4 (0,33 0,5)

b Kích thớc tiết diện dầm ngang nhà BC

Để đơn giản trong tính toán, ta coi dầm dọc nhà có

chiều dài nhịp tính toán L L= = 1 6m, (1 1).6 (0,5 0,75)

Trang 10

a Kích thớc tiết diện cột trong phòng (trục B)

Diện tích truyền tải:

b Kích thớc tiết diện cột biên trong phòng (trục C)

Cột trục C có diện tích chịu tải Sc nhỏ hơn diện tíchchịu tải của cột trục B, để thiên về an toàn và định

Trang 11

h×nh hãa v¸n khu«n, ta chän kÝch thíc thiÕt diÖn cét trôc Cb»ng víi cét trôc B (b c× =h c 30 45 × cm).

c KÝch thíc tiÕt diÖn biªn ngoµi phßng (trôc A)

DiÖn tÝch truyÒn t¶i:

λ =

Víi khung toµn khèi l0 = 0,7H = 0,7 400 280 × = cm

Trang 12

λ = = = < = Vậy tiết diện cột đạt yêu cầu.

A 1 2 3

3

C B

C30x45

C30x45 C30x45

C22x22

C22x22 C22x22

D30x60 D22x30

D22x40

D22x40 D22x40

D22x40

D22x40 D22x40

Trang 13

- NhÞp tÝnh to¸n dÇm trong phßng BC: l BC = 6m

- NhÞp tÝnh to¸n dÇm hµnh lang AB: l AB = 1,6m

2.2.2 ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét

C B

A

-0,45

±0,00 +3,60

+7,20 +10,80 +14,40

D22x40

D22x40 D22x40

D22x40

D22x40 D22x40

D22x40

D22x40 D22x40

D22x40

D30x60 D22x30

Trang 14

C30x40 C30x40

C22x22

C30x45 C30x45

C22x22

C30x45 C30x45

C22x22

D30x60 D22x30

CB

Trang 15

- TÜnh t¶i sµn m¸i: g m = 427daN m2

(daN m2)

- T¶i têng ph©n bè trªn 1m dµi 456 513.6

- T¶i têng cã cöa cã

(daN m2)

Trang 16

- Tải tờng phân bố trên 1m dài 258 295.8

- Tải tờng có cửa có

- Hoạt tải sàn mái: p m = 65daN m2

3.3 Hệ số quy đổi tải trọng

ì

- Với ô sàn hành lang, kích thớc 1,6 4mì

Tải trọng phân bố tác

dụng lên khung có dạng tam

giác Để quy đổi sang dạng

Trang 17

chơng 4: Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung

- Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ

Trang 18

2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình

thang với tung độ lớn nhất:

tam giác với tung độ lớn nhất:

Trang 19

1 Giống nh mục 1,2,3 của G C đã tính ở trên 7714

2 Do trọng lợng sàn hành lang truyền vào:

Trang 20

Hình 4.2: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp tĩnh tải tầng mái

Từ mặt cắt kiến trúc ta thấy trên mái có xây tờng thuhồi dạng hình tam giác, để đơn giản trong tính toán, ta quy

đổi hình tam giác thành hình chữ nhật trên từng đoạndầm Trên đoạn dầm BC, tờng thu hồi quy đổi dạng hình

chữ nhật có chiều cao là 1,04m Trên đoạn dầm AB, tờng thu hồi quy đổi dạng hình chữ nhật có chiều cao là 0,62m.

Trang 21

Trang 23

4156daN 3326daN

3344daN

3058daN/m 286daN/m

7714daN 8468daN

2838daN

3058daN/m 286daN/m

7714daN 8468daN

2838daN

3058daN/m 286daN/m

7714daN 8468daN

2838daN

C B

Trang 24

Hình 5.1: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 1 tầng 2

hoặc 4

Bảng 5.1: Hoạt tải 1 tầng 2 hoặc tầng 4

Do tải trọng từ sàn truyền vào dới dạng hình

thang với tung độ lớn nhất: ht I 300 4,1 1230

A

1300 6800

C B

A

I

Trang 25

A

C B

A

p2I

Trang 26

Hình 5.3: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 1 tầng mái

Bảng 5.3: Hoạt tải 1 tầng mái

tam giác với tung độ lớn nhất: p tg mI = 65 1,3 84.5 ì =

Đổi ra phân bố đều với: k = 0,625

5.2 Trờng hợp hoạt tải 2

5.2.1 Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4

1 2 3

A

1300 6800

C B

Trang 27

Hình 5.4: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 2 tầng 2

hoặc 4

Bảng 5.4: Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4

A

C B

Trang 28

thang với tung độ lớn nhất: ht II 300 4,1 1230

A

C B

A

II

Trang 29

Hình 5.6: Sơ đồ dồn tải trọng trờng hợp hoạt tải 2 tầng mái

Bảng 5.6: Hoạt tải 2 tầng mái

thang với tung độ lớn nhất: mII 65 4,1 266,5

5.3 Các trờng hợp hoạt tải tác dụng vào khung

a Trờng hợp hoạt tải 1

A

1300 6800

C B

Trang 30

390daN/m

1076daN 1076daN

1261daN

CB

A

1042daN/m 1076daN 1076daN

Trang 31

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép II Hình 5.8: Sơ đồ tải trọng tác dụng vào khung trờng hợp hoạt

q q - áp lực gió đẩy và áp lực gió hút tác dụng lên

khung phân bố theo chiều cao;

B - bề rộng đón gió của khung

Tra bảng và sử dụng phơng pháp nội suy, ta xác định

Trang 32

* Sơ đồ tải trọng gió trái tác dụng vào khung

Hình 6.1: Sơ đồ tải trọng gió trái tác dụng vào khung

1300 6800

C B

Trang 33

* Sơ đồ tải trọng gió phải tác dụng vào khung

Hình 6.2: Sơ đồ tải trọng gió phải tác dụng vào khung

Trang 34

Hình 7.1: Sơ đồ các phần tử khung

Trang 36

Hình 7.3: Biểu đô lực cắt trờng hợp tĩnh tải

c Biểu đồ lực dọc (kN)

Trang 37

Hình 7.4: Biểu đô lực dọc trờng hợp tĩnh tải

7.3 Biểu đồ nội lực trờng hợp hoạt tải 1

a Biểu đồ mô men (kN.m)

Trang 38

Hình 7.5: Biểu đô mô men trờng hợp hoạt tải 1

b Biểu đồ lực cắt (kN)

Trang 39

Hình 7.6: Biểu đô lực cắt trờng hợp hoạt tải 1

Trang 40

Hình 7.7: Biểu đô lực dọc trờng hợp hoạt tải 1

7.4 Biểu đồ nội lực trờng hợp hoạt tải 2

Trang 41

Hình 7.8: Biểu đô mô men trờng hợp hoạt tải 2

Trang 42

Hình 7.9: Biểu đô lực cắt trờng hợp hoạt tải 2

c Biểu đồ lực dọc (daN)

Trang 43

Hình 7.10: Biểu đô lực dọc trờng hợp hoạt tải 2

7.6 Biểu đồ nội lực trờng hợp gió trái

Trang 44

Hình 7.11: Biểu đô mô men trờng hợp gió trái

Trang 45

Hình 7.12: Biểu đô lực cắt trờng hợp gió trái

Trang 46

Hình 7.13: Biểu đô lực dọc trờng hợp gió trái

7.7 Biểu đồ nội lực trờng hợp gió phải

Trang 47

Hình 7.14: Biểu đô mô men trờng hợp gió phải

Trang 48

Hình 7.15: Biểu đô lực cắt trờng hợp gió phải

Trang 49

Hình 7.15: Biểu đô lực dọc trờng hợp gió phải

7.8 Bảng giá trị nội lực các trờng hợp tải trọng

Trang 55

Với một phần tử dầm: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho batiết diện (hai tiết diện đầu dầm và một tiết diện giữadầm) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp và thiết kế

Trang 56

chơng 9: tính toán cốt thép dầm

- Bê tông móng và thân công trình cấp độ bền B15

(mác M200) có R b = 8,5MPa; R bt = 0,75MPa

- Cốt thép:

+ Thép φ <12mm nhóm AI: R S =R SC = 225MPa; R SW = 175MPa

+ Thép φ ≥12mm nhóm AII: R S =R SC = 280MPa;R SW = 225MPa

max 16,0022

M = kN m (tại gối B)

min 37, 2343

M = − kN m (tại gối B)

Trang 57

Tính theo tiết diện hình chữ nhật b hì = 22 30 ì cm.

Giả thiết a=4cm → =h0 30-4=26cm

b s

Giả thiết a=4cm → =h0 30-4=26cm

Giá trị độ vơn của cánh S clấy bé hơn các trị số sau:

- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các dầm dọc

Trang 58

b s

Trang 59

g01=286+0,22.0,3.2500.1,1=467,5(daN/m)=4,675(daN/cm) (víi g01 : träng lîng b¶n th©n dÇm)

Q Q

daN cm h

Trang 60

Q h

1

2

b o

Q Q h

+Kiểm tra lại điều kiện cờng độ trên tiết diện nghiêng theo

ứng suất nén chính khi đã bố trí cốt đai: Q≤ 0,3 ϕ ϕw1 b1R bh b 0

w

5 4

2.0, 283

0,00172 22.15

2,1.10

9,13 2,3.10

s w

- ở hai đầu dầm trong đoạn L/4, ta bố trí cốt đai dày φ

6a150 với L là khoảng cách thông thuỷ của dầm

- Phần còn lại đặt tha hơn theo điều kiện cấu tạo

→sct=min(3h/4,50cm)= 22,5(cm) ta chọn φ6a200.

Trang 61

TÝnh theo tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt b h× = 30 60 × cm.

Gi¶ thiÕt a=4cm → =h0 60-4=56cm

0,346.8,5.300.560

17,65( ) 280

b s

Trang 62

Giá trị độ vơn của cánh S clấy bé hơn các trị số sau:

- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các dầm dọc

m b

0,0186.8,5.2600.560

8, 22( ) 280

b s

p =1042 (daN/m)=10,42(daN/cm)

Trang 64

Q Q

daN cm h

2

b o

Q h

1

2

b o

Q Q h

+Kiểm tra lại điều kiện cờng độ trên tiết diện nghiêng theo

ứng suất nén chính khi đã bố trí cốt đai: Q≤ 0,3 ϕ ϕw1 b1R bh b 0

w

5 4

2.0, 283

0,00094 30.20

2,1.10

9,13 2,3.10

s w

- ở hai đầu dầm trong đoạn L/4, ta bố trí cốt đai dày φ

6a200 với L là khoảng cách thông thuỷ của dầm

Trang 66

+ ThÐp φ <12mm nhãm AI: R S =R SC = 225MPa; R SW = 175MPa

+ ThÐp φ ≥12mm nhãm AII: R S =R SC = 280MPa;R SW = 225MPa

l h

cña uèn däc

Trang 67

e - độ lệch tâm ban đầu e0 = max( , )e e a 1

b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số 1

Trang 68

ax ;

e

e m h

Với bê tông cốt thép thờng ϕ =p 1

Hệ số kể đến ảnh hởng của độ lệch tâm đợc tính theocông thức

0, 27 0,1 0,1

1

e p

S

δ ϕ

+ +

700,7

cr

N N

Từ đó, ta xác định đợc độ lệch tâm:

Trang 69

' 0

22.18

s

A bh

ax ;

e

e m h

Với bê tông cốt thép thờng ϕ =p 1

Hệ số kể đến ảnh hởng của độ lệch tâm đợc tính theocông thức

Trang 70

0,11

0,1 0,1 e p

S

δ ϕ

cr

N N

Trang 71

R bh

0

e h

0 0

0

2 '

22.18

s

A bh

l h

hÖ sè uèn däc η=1

Trang 72

786,2 6

112,6 5

959,9 7

112,6 5

959,9 7

Trang 73

R bh

0

e h

0 0

s

A bh

Trang 74

R bh

0

e h

0 0

0

2 '

l h

hÖ sè uèn däc η=1

Gi¶ thiÕt a a= = ' 4cm→ = − =h0 h c a 41cm

Trang 75

108,7 9

955,7 9

108,7 9

955,7 9

e - độ lệch tâm ban đầu e0 = max( , )e e a 1

b Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực số 1

Trang 76

R bh

0

e h

0 0

0

2 '

30.41

s

A bh

Trang 77

R bh

0

e h

0 0

0

2 '

30.41

s

A bh

b

R

(MPa )

s

R

(MPa )

®ai

s

Trang 78

+ Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt ®ai:

- Trong ®o¹n nèi chßng cèt thÐp däc

+dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta có cặp nội lực M,N của phần tử số 4

có độ lệch tâm eo lớn nhất đó là cặp có M=4.4617 và N= 9.344 có

Trang 79

0

47,75 47,75

2,17 0,5 22

o

e e h

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	3,9 MB