THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẦU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP DÂN DỤNG

Xác định tĩnh tải tác dụng phân bố trên dầm khung lầu 2,3 Tỉnh tải phân bố-daN/m... Xác định tĩnh tải tác dụng tập trung trên dầm khung lầu 2,3 Tỉnh tải tập trung daN... Xác định tĩnh tả

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết bài đồ án sau đây là bài làm của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án không sao chép từ bất kỳ đồ án nào vàtrung thực với số liệu đã cho(Được tính toán theo bài mẫu 2) Nếu sai phạm, Tôi xinchịu trách nhiệm về bài làm đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Hình 1.1.1.1.2 Sơ đồ kết câu khung trục 4

Chương 2 TÍNH TOÁN KHUNG

2.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

Chiều dày bản sàn có thể xác định sơ bộ theo công thức :

+ m: hệ số phụ thuộc vào loại bản,bản dầm m=(30 35),bản kê m=(4045),bản công xôn m=( 10 18)

+ D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng,D=(0,8 → 1,4)

+ L1: chiều dài cạnh ngắn của ô bản

+ hmin : chiều dày tối thiểu cho bản sàn,theo TCVN 356:2005 thìhmin=60mm đối với bản sàn giữa các tầng của nhà sản

Chọn chiều dày bản sàn cho ô lớm nhất có kích thước : (4x3.75)m

Với D =1,m = 40

=>

13,7540

b

h   

chiều dày sênô và hành lan hb=80 (mm)

2.2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm.

Tiết diện các dầm chủ yếu phụ thuộc vào nhịp dầm và độ lớn tải trọng.

Theo kinh nghiệm chọn tiết diện dầm theo công thức:

Vậy kích thước dầm Dầm Dọc Trục A,B,C lầu 2,3,mái là: (30x20)cm2

2.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiêt diện cột

Diện tích cột Ac được xác định theo công thức:

N

A k R

Trong đó:

k 1,1 1,5 là hệ số kể đến ảnh hưởng của moomen uốn, độ mảnh của cột,hàm lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột.

Rb = 145 (daN/cm2): là cường độ chịu nén tính toán của bê tông

N là lực dọc trong cột, được xác định theo công thức gần đúng như sau:

Sxq là diện tích truyền tải từ sàn lên cột đang xét (xem hình 3)

Thực hiện chọn tiết diện cho cột trục B khung trục 4 lầu 1:

Bảng 2.2.3.1.1.1 Chọn tiết diện sơ bộ cột khung

B NG CH N TI T DI N C T KHUNG TR C ẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC ỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC ẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC ỆN CỘT KHUNG TRỤC ỘT KHUNG TRỤC ỤC 4

C t ột

tr c ục T n ần g (m) l (m S xq 2 )

q (kN/m 2

Theo nguyên tắc, mô hình hóa của cơ học kết cấu thì mô hình kết cấu khungđược lập như sau:

Một đoạn cột hoặc một đoạn dầm được mô hình bằng một thanh Đặt ở vị trítrục hình học của thanh kèm theo các thông số kích thước , B,H của tiết diện tínhnăng vật liệu : mô đun, trọng lượng riêng

Liên kết các thanh với nhau bằng các khung trong kết cấu khung toàn khốidùng nút khung cứng

Liên kết chân cột với móng bằng liên kết ngàm tại mặt móng(tính từ nềncos0.00m xuống ngàm móng là 1.5m theo bản vẽ thiết kế móng)

Các công trình thường bố trí dầm kiềng thì dể an toàn trong tính toán người takhông kể dầm kiềng là dầm khung

Bảng 2.4.1.2.1.1 Tải trọng tác dụng trên 1m 2 tường

2.4.1.3 Xác định tải trọng phân bố tác dụng lên khung

Hình 2.4.1.3.1 Sơ đồ phân bố tĩnh tải tác dụng lên sàn lầu 2,3

Bảng 2.4.1.3.1.1 Xác định tĩnh tải tác dụng phân bố trên dầm khung lầu 2,3

Tỉnh tải phân bố-daN/m

Hình 2.4.1.3.2 Sơ đồ phân bố tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng mái

Bảng 2.4.1.3.2.1 Tĩnh tải phân bố tác dụng lên sàn mái

Tỉnh tải phân bố-daN/m

Trọng lượng thành sê nô xây băng tường gạch đặt dày

100 xây trên dầm cao 0.4(m)

1301368.25

2.4.1.4 Xác định tải trọng tập trung tác dụng lên khung

Bảng 2.4.1.4.1.1 Xác định tĩnh tải tác dụng tập trung trên dầm khung lầu 2,3

Tỉnh tải tập trung daN

Trọng lượng tường xây trên dầm dọc dày 100(mm) cao(3.6-0.3)=3.3

2577.96

Bảng 2.4.1.4.1.2 Xác định tĩnh tải tác dụng tập trung trên dầm khung tầng mái

Tỉnh tải tập trung daN

gtt= 0.5x330.2 x (2.4+3.6)/2 x(2.4+3.6)/2

2.4.1.5 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung trục 4

Hình 2.4.1.5.1 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung trục 4(daN,daN/m)

2.4.2 Hoạt tải tác dụng vào khung

2.4.2.1 Hoạt tải đứng tác dụng vào khung

Hoạt tải được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995: tải trọng và tác động – tiêuchuẩn thiết kế

a)Hoạt tải đơn vị

Toàn

b)Tính trường hợp hoạt tải 1

Hình 2.4.2.1.1 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng lên lầu 2

Bảng 2.4.2.1.1.1 Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn lầu 2 lên khung

trục K4

Trường hợp hoạt tải 1 tầng 2 (daN/m, daN )

Hình 2.4.2.1.2 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng lên lầu 3

Bảng 2.4.2.1.2.1 Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn lầu 3 lên khung

trục K4

Trường hợp hoạt tải 1 lầu 3 (daN/m, daN )

Hình 2.4.2.1.3 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng lên tầng mái

Bảng 2.4.2.1.3.1 Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên

khung trục K4

Trường hợp hoạt tải 1 tầng mái (daN/m, daN )

b)Tính trường hợp hoạt tải 2

Hình 2.4.2.1.5 Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng lên lầu 2

Bảng 2.4.2.1.5.1 Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn lầu 2 lên khung

trục K4

Trường hợp hoạt tải 2 lầu 2 (daN/m, daN )

Hình 2.4.2.1.6 Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng lên lầu 3

Bảng 2.4.2.1.6.1 Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của lầu3 lên khung trục K4

Trường hợp hoạt tải 1 tầng mái (daN/m, daN )

Ptt= 180x (2.8 + 3.6)/2 x(2.8+3.6)/2

Hình 2.4.2.1.7 Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng lên sàn mái

Bảng 2.4.2.1.7.1 Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên

khung trục K4

Trường hợp hoạt tải 1 lầu 3 (daN/m, daN )

Hình 2.4.2.1.8 Sơ đồ hoạt tải 2 đứng tác dụng vào khung trục 4(daN,daN/m2)

2.4.2.2 Hoạt tải ngang(gió tác dụng vào khung)

Xác định theo TCVN 2737-1995: tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế Công trình được xây dựng tại TP Tam Kì thuộc tỉnh Quảng Nam, thuộc vùng gió

Với n là hệ số tin cậy của tải trọng gió n=1,2

B là phạm vi truyền tải vào khung

Bảng 2.4.2.2.1.1 Xác định tải trọng gió tác dụng vào công trình

Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 4

Hình 2.5.1.1.1 Sơ đồ phần tử khung

Hình 2.5.1.1.2 Biểu đồ Bao moment

2.5.2 Tổ hợp nội lực

Tổ hợp theo TCVN 2737-1995

Tổ hợp cơ bản 1: tĩnh tải + 1 trường hợp hoạt tải với hệ số tổ hợp là 1.

Tổ hợp cơ bản 2:tĩnh tải + 2 trường hợp hoạt tải trở lên với hệ số là 0.9

Trên cơ sở đó ta có cấu trúc tổ hợp như sau:

Qmin= QTT+Min(QHT1; QHT2; QGT; QGP)

Tổ hợp cơ bản 2:

Qmax=QTT+0.9xMax(QHT1+QHT2;QHT1+QGT;QHT1+QGP;QHT2+QGT;QHT2+QGP;QHT1+QHT2+QGT;QHT1+QHT2+QGP)

Qmin=QTT+0.9xMin(QHT1+QHT2;QHT1+QGT;QHT1+QGP;QHT2+QGT;QHT2+QGP ; QHT1+QHT2+QGT;QHT1+QHT2+QGP)

2.5.2.3 Tổ hợp lực dọc cho cột

Tổ hợp cơ bản 1:

Nmax=NTT+Max(NHT1; NHT2; NGT; NGP) = NTT + NGT

Mtư = MTT+Max(MHT1; MHT2; MGT; MGP)= MTT + MGT Mmax= MTT+Max(MHT1; MHT2; MGT; MGP)= MTT + MGP Ntư= NTT+Max(NHT1; NHT2; NGT; NGP)= NTT + NGP

Mmin= MTT+Min(MHT1; MHT2; MGT; MGP)= MTT + MGT

Ntư=NTT+Max(NHT1; NHT2; NGT; NGP)= NTT + NGT

Tổ hợp cơ bản 2:

Nmax=NTT+0.9xMax(NHT1+NHT2;NHT1+NGT;NHT1+NGP;NHT2+NGT;NHT2+NGP;NHT1+NHT2+NGT;NHT1+NHT2+NGP)

Mmax=MTT+0.9xMax(MHT1+MHT2;MHT1+MGT;MHT1+MGP;MHT2+MGT;MHT2+MGP;MHT1+MHT2+MGT;MHT1+MHT2+MGP)

Mmin=MTT+0.9xMin(MHT1+MHT2;MHT1+MGT;MHT1+MGP;MHT2+MGT;MHT2+ MGP;MHT1+MHT2+MGT;MHT1+MHT2+MGP)

Bảng 2.5.2.3.1.1 Tổ hợp nội lực dầm

TT HT1 HT2 GT GP COMB 1 COMB

2

COMB 3

COMB

4 COMB 5 COMB 6 COMB 7 COMB 8

COMB 9

COMB 10

D3 3.75 -10.91 -3.26 -1.23 -13.89 13.87 -14.16 -12.13 -24.79 2.97 -15.39 -26.34 -1.35 -24.51 0.48 -27.44 -2.45 -27.44 2.97 -27.44/+2.97 D4 0 -9.42 -1.72 -2.20 14.33 -14.34 -11.14 -11.62 4.91 -23.76 -13.35 1.92 -23.88 1.49 -24.31 -0.06 -25.86 -25.86 4.91 -25.86/+4.91 D4 1.75 7.19 -1.12 4.14 -2.21 2.21 6.07 11.33 4.98 9.40 10.21 4.19 8.17 8.93 12.90 7.92 11.90 4.19 12.90 12.90 D4 3.5 -7.34 -0.52 -2.38 -18.75 18.76 -7.86 -9.72 -26.09 11.41 -10.24 -24.68 9.07 -26.36 7.40 -26.83 6.93 -26.83 11.41 -26.83/+11.41 D5 0 -5.62 -0.56 -1.15 3.53 -4.00 -6.17 -6.77 -2.08 -9.62 -7.32 -2.94 -9.72 -3.47 -10.25 -3.97 -10.75 -10.75 -2.08 -10.75

D5 3.75 -11.26 -0.65 -1.28 -3.67 3.89 -11.92 -12.55 -14.93 -7.37 -13.20 -15.15 -8.35 -15.72 -8.92 -16.31 -9.51 -16.31 -7.37 -16.31 D6 0 -10.18 -0.71 -0.98 3.91 -3.70 -10.89 -11.16 -6.27 -13.88 -11.87 -7.30 -14.15 -7.54 -14.38 -8.18 -15.03 -15.03 -6.27 -15.03 D6 1.75 7.01 2.63 -0.73 -0.08 -0.05 9.64 6.28 6.93 6.95 8.91 9.31 9.33 6.28 6.31 8.65 8.67 6.24 9.64 9.64 D6 3.5 -4.44 -0.99 -0.48 -4.06 3.59 -5.43 -4.92 -8.50 -0.85 -5.91 -8.99 -2.10 -8.53 -1.64 -9.42 -2.53 -9.42 -0.85 -9.42

Tổ hợp Phần

2.6 Tính toán côt thép chịu lực

2.6.1 Tính toán cốt thép cho dầm khung

2.6.1.1 Tính toán cốt thép dọc cho dầm

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25 ta có: Rb=14,5 MPa; Rbt=1,05 MPa

Sử dụng thép dọc nhóm AII ta có: Rs=Rsc=280 MPa

Tra bảng phụ lực 9 và 10 ta có: ξR=0,595; αR=0,418R=0,595; αR=0,418R=0,418

a)Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 1, nhịp AB; phần tử D1 (bxh=20x30)

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:

+ Tính cốt thép cho gối D và C (mômen âm):

Tính theo tiết diện chữ nhật bxh=20x30 cm

Giả thiết a= 6(cm), ho=30-6= 24 (cm)

Tại gối B và gối C, với M=-42.26 (kN.m)

+ Tính toán cốt thép cho nhịp AB (mô men dương):

Tính theo tiết diện chứ T có cánh nằm trong vùng nén với h’f = 9 (cm)

2.6.1.2 Tính toán cốt đai cho dầm khung

Từ bảng tổ hợp lực cắt ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất để tính toán và bố trí chotoàn khung

Số liệu đầu vào 2

Cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt cần được tính toán để đảmbảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên theo điều kiện:

Q 0.3  w1 b1R bhb o

Ta có : 0.3Rbbho=0.3x145x20x26=22620 (daN) > Q=3414(daN)

Lực cắt Qb do riêng bê tông chịu, được xác định theo công thức:

=> Q=3414(daN)>Qb=2808(daN) => cần phải đặt cốt đai chịu cắt

- Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán:

Kiểm tra :

Điều kiện không phá hoại giòn :

+Bê tông cấp độ bền B, đổ theo phương thẳng đứng 1.5m và bê tông đóng rắn tự

+Tra bảng với bê tông B20 cốt thép CII, hệ số điều kiện làm việc =1, ta được

Đ

16.5 -133.7

3.63 -103.2 -8.4 -92.7

+Kết cấu thuộc hệ siêu tĩnh: e o max(e ;e ) 123.41 a  mm

+Giả thiết a=a’=40mm

o h

l h

0.1

1

p

e p

5 2

133.7 10

46.114.5 200

Tính toán tương tự cho các cặp nội lực còn lại và các cặp nội lực còn lại

Thép cột được chi tiết qua Bảng tính 2.19(cuối đồ án)

2.6.2.2 Tính toán cốt thép đai cho cột

-Đường kính cốt đai

max d

-Khoảng cách của cốt đai s

s=100mm

+Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ,

2.6.2.3 Tính toán và cấu tạo các nút khung

-Tính toán cấu tạo nút góc trên cùng Nút góc là nút giao giữa:

Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực M,N của phần tử cột C3 và C9 có độ lệch tâm eo

=>Như vậy với bê tông B25, cốt thép nhóm CII và cốt thép chịu kéo nằm trongvùng bê tông chịu kéo ta tính được chiều dài đoạn neo là:

-Trường hợp tại tiết diện mép cột xuất hiện mômen dương thì cốt thép phía dưới

-Để tránh tập trung ứng suất cốt thép dầm neo xuống cột phải được uốn cong với

Bảng 2.6.2.3.2.1 Bảng tính thép cột khung

0.25 5.19 -35.8

As_ch

< As_tt

0.20%

0.20%

0.10%

2Ø16 4Ø16

4Ø16

2Ø16

2Ø16 4Ø16

2Ø16

2Ø16

4Ø16 4Ø16

2Ø16

4Ø16 4Ø16

2Ø16

30 30

2Ø16 2Ø16

4Ø16

2Ø14

4Ø14 4Ø14

2Ø14

4Ø16

2Ø16 4Ø14

4Ø14

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo Trình Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (Phần cấu kiện cơ bản),Ths.Phạm Phú Anh Huy

2 Giáo Trình Kết Cấu Nhà Bê Tông Cốt Thép, Ths.Phạm Phú Anh Huy

2 Sàn Sườn Bê Tông Toàn Khối, GS.TS.Nguyễn Đình Cống

3 Khung Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối, PGS.TS Lê Bá Huế