ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

Địa điểm xây dựng: Cần Thơ  Tính khung trục: 1 1.2. Số liệu chung:  Công trình có 4 tầng, mái bằng;  Chiều cao tầng 1: H 1 = 4m, Chiều cao tầng 2 4: H= 3.6m  Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, γ t = 18(kNm 3 ), n t = 1.1  Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: R c = 200(kNm 2 ) 1.3. Vật liệu sử dụng:  Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γ b = 1), R b = 11.5 MPa, R bt = 0.9MPa  Cốt thép CI ( 10d ), R s = 225MPa, R sw = 175MPa, CII (dgt;10), R s = 280MPa, R sw = 225MPa. 2. Tính toán sơ bộ các cấu kiện:Địa điểm xây dựng: Cần Thơ  Tính khung trục: 1 1.2. Số liệu chung:  Công trình có 4 tầng, mái bằng;  Chiều cao tầng 1: H 1 = 4m, Chiều cao tầng 2 4: H= 3.6m  Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, γ t = 18(kNm 3 ), n t = 1.1  Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: R c = 200(kNm 2 ) 1.3. Vật liệu sử dụng:  Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γ b = 1), R b = 11.5 MPa, R bt = 0.9MPa  Cốt thép CI ( 10d ), R s = 225MPa, R sw = 175MPa, CII (dgt;10), R s = 280MPa, R sw = 225MPa. 2. Tính toán sơ bộ các cấu kiện:Địa điểm xây dựng: Cần Thơ  Tính khung trục: 1 1.2. Số liệu chung:  Công trình có 4 tầng, mái bằng;  Chiều cao tầng 1: H 1 = 4m, Chiều cao tầng 2 4: H= 3.6m  Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, γ t = 18(kNm 3 ), n t = 1.1  Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: R c = 200(kNm 2 ) 1.3. Vật liệu sử dụng:  Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γ b = 1), R b = 11.5 MPa, R bt = 0.9MPa  Cốt thép CI ( 10d ), R s = 225MPa, R sw = 175MPa, CII (dgt;10), R s = 280MPa, R sw = 225MPa. 2. Tính toán sơ bộ các cấu kiện:

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 I./ Đề bài:

 Chiều cao tầng 1: H1= 4m, Chiều cao tầng 2 - 4: H= 3.6m

 Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, γt = 18(kN/m3), nt = 1.1

 Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: Rc = 200(kN/m2)

1.3./ Vật liệu sử dụng:

 Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γb = 1), Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9MPa

 Cốt thép CI (), Rs = 225MPa, Rsw = 175MPa, CII (d>10), Rs = 280MPa, Rsw = 225MPa.

2./ Tính toán sơ bộ các cấu kiện:

2.1) Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn :

 Việc chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng lên sàn

 Xác định chiều dày các ô bản sàn theo công thức(tham khảo sách “Sàn sườn bê tông toàn khôi” GS.TS Nguyễn Đình Cống)

 D= 0.8-1.4 : Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải tác dụng

 m = 30-35 : Ô sàn làm việc theo 1 phương

 m= 40-45 : Ô sàn làm việc theo 2 phương

 Sự làm việc của ô sàn thường dựa trên tỉ số 2 cạnh của ô bản như sau:

 Khi

2 1

L 2

L  : bản làm việc 1 phương,

 Khi

2 1

L 2

: bản làm việc 2 phương

 Trong đó : L1, L2 lần lượt là chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản

 Bảng2.1:Sơ bộ chiều dày sàn

Ô

sà

n

l 1 (mm)

2.2) Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn :

 Công thức sơ bộ kích thước tiết diện dầm(tham khảo sách “Sàn sườn bê tông toàn khôi” GS.TS Nguyễn Đình Cống)

Trong đó: md: Hệ số phụ thuộc tính chất của khung và tải trọng

 md = (12-16) : Đối với dầm chính (tựa lên cột)

 md = (16-20) : Đối với dầm phụ ( dầm tựa lên dầm)

 Từ bảng sơ bộ: Lựa chọn kích thước dầm

 Bảng2.3 Chọn kích thước tiết diện dầm chính

Chọn dầm chính: D250x500

2.3) TẢI TRỌNG:

Theo tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 2737-1995 “Tải trọng tác động” Tải trọng được chia thànhtải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

Tải trọng không biến đổi (vị trí đặt tải, độ lớn, phương chiều) trong quá trình xây dựng và

sử dụng công trình như trọng lượng bản thân công trình, trọng lượng tường ngăn

a TLBT và các lớp hoàn thiện:

Theo yêu cầu sử dụng các ô sàn có chức năng khác nhau được cấu tạo khác nhau, do đó tĩnhtải sàn cũng khác nhau.Công trình này các sàn tiêu biểu là : sàn khu ở (phòng ngủ, phòngkhách, phòng ăn), sàn hành lang, sàn phòng vệ sinh

Bảng2.2 Sàn phòng ở - sàn phòng học - hành lang

dày

Trọng lượng

Tải trọng

Hệ số vượt

Tải trọng

Tải tạm thời (hoạt tải):

Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số độ tin cậy

n đối với tải trong phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 trang 15 TCVN 2737- 1995:

+ Khi ptc< 200(daN/m2) -> n = 1.3

+ Khi ptc ≥ 200(daN/m2) -> n = 1.2

Bảng 3.10 1Hoạt tải trên sàn theo chức năng sử dụng

Chức năng Phòng P tc

(kN/m 2 ) n

P t (kN/m 2 )

 Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γb = 1), Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9MPa

 Cốt thép CI (), Rs = 225MPa, Rsw = 175MPa, CII (d>10), Rs = 280MPa, Rsw = 225MPa.

(kN/m 2 )

P t (kN/m 2 )

2.5.1Xác định nội lực:

a Bản kê 4 cạnh:

Xét ô sàn có kích thước lớn nhất S1: l2/l1 = 7.0/4.5=1.55 => sàn làm việc theo 2 phương(bản kê 4 cạnh)

Liên kết giữa sàn và dầm được xác định tương đối như sau:

hdc/hs = 50/12= 4.16> 3 => quy ước sàn ngàm vào dầm

hdp/hs = 40/12= 3.33> 3 => quy ước sàn ngàm vào dầm

=> chọn sơ đồ 9

Hình3b Sơ đồ làm việc của bản sàn ( Sơ đồ 9)

M1,M2 : Giá trị momen lớn nhất ở nhịp xuất hiện theo phương l1 , l2

MI, MII : Giá trị momen lớn nhất ở gối tựa xuất hiện theo phương l1,l2

: Hệ số tra bảng, phụ thuộc vào sơ đồ tính và kích thước ô bản

(Tra bảng 1-19 sổ tay kết cấu công trình PGS.TS Vũ Mạnh Hùng)

Chiều dày Tỷ

số

l 2 /l 1

Hệ số moment

α1 = 0.0205 M1 = 743α2 = 0.0079 M2 = 288β1 = 0.0451 MI = 1639β2 = 0.0175 MII = 636

Bảng: Tính Cốt thép ô sàn 2 phương

BẢNG CHỌN THÉP SÀN SÀN Moment (kN.m)M (mmB

2.6/ Xác định sơ bộ kích thước cột cho khung trục 3 :

Tiết diện cột được xác định sơ bộ theo công thức sau : Ac = k

Trong đó :

Ac : diện tích tiết diện ngang cột

N : lực nén tác dụng

Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông ( B20 có Rb = 11.5 MPa )

K : hệ số xét tới ảnh hưởng của momen ( k= 1.0 ÷ 1.5, chọn k = 1.2 )

Lực nén tác dụng lên chân cột thứ j của tầng thứ i :

Sơ đồ tính khung trục 3 A/.Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung trục 3 :

1/ Tĩnh tải:

Tĩnh tải phân bố:

a/ Trọng lượng bản thân dầm AB,BC,CD,DE,EF:

 g AB CD n d /  g (b b h d h s)=1.1x25x0.2x(0.5-0.1) = 2.2 kN/m

b/ Trọng lượng tường xây trên dầm:

Trọng lượng tường xây trên dầm tầng 1



 Trọng lượng tường xây trên dầm tầng 2 - 4

c/ Trọng lượng bản thân cột :

cột tầng 1:

cột tầng 2 – 3 - 4:

c/ Tĩnh tải truyền từ sàn vào khung với dạng hình tam giác :

 Nhịp AB,BC DE có dạng tam giác :

 Nhịp CD có dạng tam giác :

 Nhịp EF có dạng tam giác :

d/ Xác định tĩnh tải tập trung tại các nút:

 Nút A-3 (khung trục 3) tại chân cột các tầng:

 Tầng 1:



2/ Hoạt tải:

a/.Hoạt tải phân bố:

Do tải truyền từ sàn vào khung với dạng hình tam giác

Trích lục theo tiêu chuẩn 2737 tải trọng gió TCVN 2737 :1995

B/ Xác định nội lực và tổ hợp nội lực : (giải bằng phần mềm sap200v14) 1/ Các trường hợp đặt tải:

TĨNH TẢI

HOẠT TẢI 1

HOẠT TẢI 2

HOẠT TẢI 3

HOẠT TẢI 4

HOẠT TẢI 5

HOẠT TẢI 6

GIÓ TRÁI

GIÓ PHẢI

BIỂU ĐỒ BAO MOMEN

(mm )

(mm )

(mm )

A tt s (cm 2 )

460

0 0.162 0.177 8.10Gối

460

0 0.172 0.190 8.69Gối

0 0.171 0.189 8.61Gối

460

0 0.113 0.121 5.52Gối

0 0.171 0.189 8.61Gối

460

0 0.099 0.105 11.34Gối

Bảng: Tính và chọn thép cho dầm khung trục 3

Diện tích

Diện tích

Kiểm tra

A tt

A bt s

tính toán

7.96 2  # + 2  2 0 12.57 0.69 1.09 Ok7.61 2  # + 2  2 0 12.57 0.66 1.09 Ok10.04 2  # + 2  2 0 12.57 0.87 1.09 Ok10.42 2  # + 2  2 0 12.57 0.91 1.09 Ok5.48 2  # + 2  2 0 12.57 0.48 1.09 Ok8.54 2  # + 2  2 0 12.57 0.74 1.09 Ok7.60 2  # + 2  2 0 12.57 0.66 1.09 Ok8.10 2  # + 2  2 0 12.57 0.70 1.09 Ok8.10 2  # + 2  2 0 12.57 0.70 1.09 Ok8.76 2  # + 2  2 0 12.57 0.76 1.09 Ok6.18 2  # + 2  2 0 12.57 0.54 1.09 Ok15.76 4  # + 2  2 0 18.85 1.37 1.64 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok8.69 2  # + 2  2 0 12.57 0.76 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok4.91 2  # + 2  2 0 12.57 0.43 1.09 Ok7.22 2  # + 2  2 0 12.57 0.63 1.09 Ok12.32 2  # + 2  2 12.57 1.07 1.09 Ok

10.73 2  # + 2  2 0 12.57 0.93 1.09 Ok5.54 2  # + 2  2 0 12.57 0.48 1.09 Ok7.53 2  # + 2  2 0 12.57 0.65 1.09 Ok5.34 2  # + 2  2 0 12.57 0.46 1.09 Ok2.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.20 1.09 Ok6.20 2  # + 2  2 0 12.57 0.54 1.09 Ok7.17 2  # + 2  2 0 12.57 0.62 1.09 Ok6.42 2  # + 2  2 0 12.57 0.56 1.09 Ok10.50 2  # + 2  2 0 12.57 0.91 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok8.61 2  # + 2  2 0 12.57 0.75 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok2.79 2  # + 2  2 0 12.57 0.24 1.09 Ok11.26 2  # + 2  2 0 12.57 0.98 1.09 Ok11.44 2  # + 2  2 0 12.57 0.99 1.09 Ok10.50 2  # + 2  2 0 12.57 0.91 1.09 Ok5.52 2  # + 2  2 0 12.57 0.48 1.09 Ok6.61 2  # + 2  2 0 12.57 0.58 1.09 Ok5.09 2  # + 2  2 0 12.57 0.44 1.09 Ok3.49 2  # + 2  2 0 12.57 0.30 1.09 Ok5.64 2  # + 2  2 0 12.57 0.49 1.09 Ok6.47 2  # + 2  2 12.57 0.56 1.09 Ok

5.77 2  # + 2  2 0 12.57 0.50 1.09 Ok7.82 2  # + 2  2 0 12.57 0.68 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok8.61 2  # + 2  2 0 12.57 0.75 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok1.00 2  # + 2  2 0 12.57 0.09 1.09 Ok6.95 2  # + 2  2 0 12.57 0.60 1.09 Ok9.06 2  # + 2  2 0 12.57 0.79 1.09 Ok8.76 2  # + 2  2 0 12.57 0.76 1.09 Ok11.34 2  # + 2  2 0 12.57 0.99 1.09 Ok5.24 2  # + 2  2 0 12.57 0.46 1.09 Ok4.25 2  # + 2  2 0 12.57 0.37 1.09 Ok3.53 2  # + 2  2 0 12.57 0.31 1.09 Ok4.78 2  # + 2  2 0 12.57 0.42 1.09 Ok5.23 2  # + 2  2 0 12.57 0.45 1.09 Ok5.23 2  # + 2  2 0 12.57 0.45 1.09 Ok7.53 2  # + 2  2 0 12.57 0.65 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok8.61 2  # + 2  2 0 12.57 0.75 1.09 Ok9.28 2  # + 2  2 0 12.57 0.81 1.09 Ok

3.2/ Tính toán và bố trí cốt đai cho dầm :

Từ kết quả nội lực trong SAP của trường hợp tổ hợp bao, ta có lực cắt lớn nhất tại:

- Nên thỏa điều kiện dầm không bị phá hoại do tác dụng của ứng suất nén chính:

- Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiên nguy hiểm:

Vì C*>2h0=920(mm), nên C=C*=2275.26mm, C0=2h0=920

Trong đó:

3

 =0.6- đối với bê tông nặng

Để an toàn và thuận tiện cho việc tính toán lấy f 0

-hệ số xét đến ảnh hưởng cốt đai giả thuyếtlw 1

Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán trên tiết diện nguy hiểm nhất:

Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai tính theo bê tông chịu cắt:

Khoảng cách giữa các cốt đai theo cấu tạo :

max

s min( , s s tt , )s ct

Chọn Sct=100mm Đoạn dầm gần gối ( đoạn L/4)

Đoạn dầm giữa nhịp: ( đoạn L/2)

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Đoạn dầm gần gối ( đoạn L/4)

Chọn Sct=200mm

Đoạn dầm giữa nhịp: ( đoạn L/2)

Chọn: Sct=200mm

Công thức tính toán cột trong trường hợp lệch tâm bé

Chọn vật liệu bê tông B20  Rb=11.5Mpa =115kgf/cm2 ,Eb=27.103MPa

Thép CII Rs =2800kgf/cm2 ,Es = 21.104MPa

Kiểm tra trường hợp lệch tâm

Vì bố trí thép đối xứng ,nên x => trường hợp lệch tâm bé Tính lại x’ =(+ )

Tính As =A’s =

Kiểm tra hàm lượng = 100%

Tính toán cốt đai cho cột của các tầng: với lực cắt lớn nhất (Q=40.59kN)

Vì vậy cột đủ khả năng chịu cắt không cần tính cốt đai cho cột chỉ cần sử dụng cốt đai cấu tạo: chọn cốt đai d8 (asw=50.6mm2)

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: chọn d8a200

Ảnh hưởng uốn dọc theo trục Y Quy về bài

toán lệch tâm phẳng tương đương