Bài thuyết trình bê tông cốt thép 2: Thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép

Bài thuyết trình bê tông cốt thép 2 ''Thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép được thực hiện với các nội dung: Đề bài, tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn, tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ, tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho khung không gian, bản vẽ. Để nắm vững nội dung kiến thức bài thuyết trình mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

1. Phân tích và đ  xu t phề ấ ương án tính toán cho sàn

2. C u t o, kích thấ ạ ước ti t di n và xác đ nh t i tr ng tác d ngế ệ ị ả ọ ụ

3. S  đ  tính và phơ ồ ương pháp xác đ nh n i l cị ộ ự

4. Tính toán và ki m tra c t thépể ố

5. ki m tra võng và n tể ứ

Ph n III:Tính toán c t thép và b  trí c t thép cho c u thang bầ ố ố ố ầ ộ

1. Phân tích và đ  xu t phề ấ ương án tính toán cho c u thangầ

2. C u t o, kích thấ ạ ước ti t di n và xác đ nh t i tr ng tác d ngế ệ ị ả ọ ụ

2. S  đ  tính và phơ ồ ương pháp xác đ nh n i l c(đ i v i c t tính toán ị ộ ự ố ớ ộ

theo nén l ch tâm không gian,b ng phệ ằ ương pháp tương đương, 

phương pháp tr c ti p, bi u đ  tự ế ể ồ ương tác)

3. Tính toán và ki m tra c t thépể ố

4. ki m tra võng và n tể ứ

­  Bê tông c p đ  b n: B20ấ ộ ề

Cường đ  ch u nén tính toán bê tông: Rộ ị b  = 11.5MPa = 11500 kN/m 2

Cường đ  ch u kéo tính toán bê tông: Rộ ị bt = 0.9 MPa = 900 kN/m 2

10000 3000

1000 1000 1000

1400 100 500

+3.675 +6.650 +10.010 13.370 +16.730 +19.800

Ph n 1: Tính toán và b  trí c t thép toàn sàn: ầ ố ố

Ch n s  b  các kích thọ ơ ộ ước ti t di n và c u t o sàn:ế ệ ấ ạ

­ Mái: s  d ng mái b ng, bê tông c t thép, ch  có ho t t i s a ch a.ử ụ ằ ố ỉ ạ ả ử ữ

­ B n sànả : gi  s  l a ch n s  b  theo:ả ử ự ọ ơ ộ

V y, ch n b  dày b n sàn là hậ ọ ề ả b= 100 mm. 

­ D mầ  ph  ụ : ch n s  b  kích thọ ơ ộ ước ti t di n d mế ệ ầ

­ D mầ chính : ch n s  b  kích th c ti t di n d mọ ơ ộ ướ ế ệ ầ

b­ kh i lố ượng riêng bê tông (25kN/m2)

b. D m  ầ (200x300):

3. Tĩnh t i tả ường: t i t ng d ng phân b  đ u trên d m:ả ườ ạ ố ề ầ

Ch n ọ  t ng  có chi u cao ầ ề l n nh t là hớ ấ t ng   ầ = 3.675 ( m)

Trong đó: bt ­ b  dày tề ường (0.1m­0.2 m)

ht ­ chi u cao tề ường (h – hd = 3.675 – 0.5 = 3.175 ( m)

t ­ kh i lố ượng riêng tường (18 kN/m2)

ng ­ h  s  vệ ố ượ ảt t i

4. Kích thướ ộc c t:

 Ti t di n c t đế ệ ộ ược ch n thông qua ọ ướ ược l ng t ng t i đ ng tác d ng lên c t. Vàổ ả ứ ụ ộ  

vi c thay đ i ti t di n c t c n tuân theo quy t c sau đ  tránh thay đ i đ t ng t đ  ệ ổ ế ệ ộ ầ ắ ể ổ ộ ộ ộ

c ng c a c t: đ  c ng c a c t trên không đứ ủ ộ ộ ứ ủ ộ ược nh  h n 70% đ  c ng c a c t dỏ ơ ộ ứ ủ ộ ướ  i,

n u 3 t ng gi m đ  c ng liên t c thì t ng lế ầ ả ộ ứ ụ ổ ượng thay đ i không quá 50 %.ổ

Vi c ch n kích thệ ọ ước ti t di n c t s  đế ệ ộ ẽ ược th c hi n theo các bự ệ ước sau: 

Ti t di n c t đế ệ ộ ược ch n s  b  theo công th c:ọ ơ ộ ứ

 Trong đó:  n là s  t ng (4 t ng)ố ầ ầ

Rb ­ Cường đ  ch u nén c a bê tông (Bộ ị ủ 20có Rb= 11.5 MPa)

kt ­ H  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng khác nhau nh  momen u n, hàm ư ố

lượng c t thép, đ  m nh c t. (ch n 1.1 ­ 1.5)ố ộ ả ộ ọ

N ­ L c nén đự ược tính toán g n đúng nh  sau:ầ ư

Trong đó:  qs – tr ng lọ ượng sàn trong di n truy n t iệ ề ả

Si – di n truy n t i t ng th  iệ ề ả ầ ứ

gd – tr ng lọ ượng d m trong di n truy n t iầ ệ ề ả

gt – tr ng lọ ượng b n thân tả ường trong di n truy n t iệ ề ả

gc – tr ng lọ ượng b n thân c tả ộ

 (Ch a bi t các c t phía trên)ư ế ộ

Ch n c t 2­A  làm c t tính s  b  ti t di n c t .ọ ộ ộ ơ ộ ế ệ ộ

S  l y qẽ ấ s max , gd m max  ầ , gt max

N= 6x [(3.962+3,6) * 

(3.55/2*4.9/2+3.8/2*4.9/2)+2.2*((3.55+3.8)/2+4.9/2)+12.575*(3.55+3.8+4.9)/2]=923( KN)

16450 1200

1. Phân lo i b n sàn:ạ ả

­ Xét t  s  2 c nh ô b n làm vi c, Lỉ ố ạ ả ệ 1 là c nh ng n, Lạ ắ 2 là c nh dài nh  sau:ạ ư

N u  ế B n thu c lo i b n kê, b n làm vi c 2 phả ộ ạ ả ả ệ ương.

N u ế  B n thu c lo i b n d m, coi nh  b n làm vi c 1 phả ộ ạ ả ầ ư ả ệ ương L1.

ST

T Tên ô b nả kích th c

T I TR NG:Ả Ọ

1. TĨNH T I  Ả 

Tính M, r i tính :ồ

Tính As ,ch n thép sàn ọ

Tính sàn 1 phương 

 Ki m tra võng và n t cho ô sàn l n nh t ( theo TCVN 5574­2012):ể ứ ớ ấ

Ta ch n  ọ ô b n 2 ả đ  ki m tra vì có t i tr ng và nh p l n nh t trong các ô b n  ể ể ả ọ ị ớ ấ ả

đ  ki m tra đ  võng và n t cho sàn ể ể ộ ứ

V i t i tr ng tiêu chu n, ta tìm đ ớ ả ọ ẩ ượ c n i l c nh  sau: ộ ự ư

: l n lầ ượt là mômen quán tính đ i v i tr c trung hoà c a di n tích vùng bê tông ch u ố ớ ụ ủ ệ ị

nén, c a di n tích c t thép ch u kéo và c a di n tích c t thép ch u nén. ủ ệ ố ị ủ ệ ố ị

: mô men tĩnh đ i v i tr c trung hoà c a di n tích vùng bê tông ch u kéo.ố ớ ụ ủ ệ ị

: mô men kháng u n c a ti t di n đ i v i th  bê tông ch u kéo ngoài cùng c t thép đ nố ủ ế ệ ố ớ ớ ị ố ế  

bi n d ng không đàn h i c a bê tông vùng ch u kéo.ế ạ ồ ủ ị

V  trí tr c trung hòa  đị ụ ược xác đ nh t  phị ừ ương trình:

V i  l n lớ ầ ượt là mô men quán tính tĩnh đ i v i tr c trung hòa c a di nố ớ ụ ủ ệ  tích vùng bê tông ch u nén, di n tích c t thép ch u nén và di n tích c t thép ch uị ệ ố ị ệ ố ị  kéo

 Tr  ường h p 1:ợ   Tính t i gi a nh p: M =ạ ữ ị 294 daNm/m

Vì tính   nh p nên không có c t thép trong vùng nén ở ị ố

Thép ϕ6 thu c lo i CI có Eộ ạ s=21.104Mpa      

Bêtông B20 đóng r n t  nhiên Eắ ự b=27.103MPa

Tính  :

Ki m tra đi u ki nể ề ệ : 

M = 297  Mcrc  = 420.98  daNm => Không xu t hi n v t n t   nh pấ ệ ế ứ ở ị

 Tr  ường h p 2:ợ   Tính t i g i: M =672 daNm/mạ ố

Thép ϕ8 thu c lo i CI có Eộ ạ s=21.104MPa

Bêtông B20đóng r n t  nhiên Eắ ự b=27.103Mpa

Ki m tra đi u ki nể ề ệ : 

M = 672  Mcrc  = 714.798  daNm => Không xu t hi n v t n t   g i.ấ ệ ế ứ ở ố

K t lu n: Không xu t hi n v t n t trên c u ki n.ế ậ ấ ệ ế ứ ấ ệ

 Ki m tra đ  võngể ộ

Đ  võng  gi a nh p ;  ch  xét t i tiêu chu n:ộ ữ ị ỉ ả ẩ

Đ  c ng ch ng u n c a d m không có khe n t: ộ ứ ố ố ủ ầ ứ

φb là h  s   nh hệ ố ả ưởng đ n t  bi n c a bê tôngế ừ ế ủ

φb1 = 0.85 v i bê tông n ng ; φớ ặ b2 = 2

Ired – moment quán tính c a ti t di n quy đ i v i tr c tr ng tâm c a ti t di n:ủ ế ệ ổ ớ ụ ọ ủ ế ệ

Ta có:  

 ; 

Moment tính võng tính d a vào t i tác d ng ng n h n và dài h n:ự ả ụ ắ ạ ạ

: h  s  ph  thu c liên k t và d ng t i tr ng tác d ng. Ta có b n sàn có d ng k t 

 Ta có: f < [f] nên th a đi u ki n đ  võng c a ô b n.ỏ ề ệ ộ ủ ả

T i tr ng gió tác d ng lên d m biên:ả ọ ụ ầ

a. Gió đ y ẩ :

Trong đó:  Wo – giá tr  áp l c gió tiêu chu n l y theo TCVN 2737­1995 ị ự ẩ ấ

(công trình được xây d ng t i TP ự ạ HCM:  Wo = 95 kN/m2, khu v c II.A gi m 12 kN/ự ả m2 nên còn 83 daN/m 2)

k­ h  s  k  đ n s  thay đ i áp l c gió theo đ  cao so v i m c chu n và ệ ố ể ế ự ổ ự ộ ớ ố ẩ

d ng đ a hình. (Tra trong tiêu chu n 2737­1995).ạ ị ẩ

n­ h  s  tin c y (l y giá tr  ệ ố ậ ấ ịn = 1.2)

c­ h  s  khí đ ng ph  thu c vào hình dáng công trình (ệ ố ộ ụ ộ c = +0.8)

Btg­ chi u cao t ng nhà (ề ầ B tg  = 3.63 m)

a. Gió hút: (phía khu t gió c a công trình)ấ ủ

Trong đó:  Wo – giá tr  áp l c gió tiêu chu n l y theo TCVN 2737­1995 ị ự ẩ ấ

(công trình được xây d ng t i thành ph  C n Th  – khu v c II.A:  Wự ạ ố ầ ơ ự o = 95 kN/m, khu 

v c II.A gi m 12 kN/m nên còn ự ả 83 daN/m 2)

k­ h  s  k  đ n s  thay đ i áp l c gió theo đệ ố ể ế ự ổ ự ộn­ h  s  tin c y (l y giá tr  ệ ố ậ ấ ịn = 1.3)

Gió tĩnh

F x (T)

F

y

( T )

F

x

( k N )

F

y

( k N )

0

4 7 4

1 0 3

0.758 0.088

18

5 2

1.54

5 3 3

1 5 3 9

5 3 2 8

1.45

5 0 0

1 4 4 6

5 0 0 4

1.33

4 6 1

1 3 3 3

4 6 1 4

1.07

3 7 0

1 0 6 9

3 6 9 9

1.08

3 7 5

1 0 8 4

3 7 5 3

0.00

0 0 0

0 0

0 0

L c do b  nự ể ước tác d ng   các c t A4,C4,A3,C3 là 25kNụ ở ộ  

T  h p n i l c ổ ợ ộ ự

K t qu   tính d m : xem file excel và b n v  cad ế ả ầ ả ẽ

PH N TÍNH C T Ầ Ộ

Các c t trong công trình ch u moment theo c  hai phộ ị ả ương X, Y nên tính toán theo c t ộ

ch u nén l ch tâm xiên. Vi c gi i chính xác c t nén l ch tâm xiên là khó khăn và t n nhi u ị ệ ệ ả ộ ệ ố ề

th i gian. Do đó s  d ng phờ ử ụ ương pháp g n đúng đ  tính toán c t ch u nén l ch tâm xiên. ầ ể ộ ị ệĐây là phương pháp được trình bày b i GS. Nguy n Đình C ng. Phở ễ ố ương pháp g n đúng ầ

d a trên vi c bi n đ i trự ệ ế ổ ường h p nén l ch tâm xiên thành nén l ch tâm ph ng tợ ệ ệ ẳ ương 

đương  đ  tính c t thép. Nguyên t c c a phể ố ắ ủ ương pháp này được trình bày trong tiêu chu n ẩAnh BS8110 và USA ­ ACI 318, GS. Nguy n Đình C ng đã d a vào nguyên t c đó đ  l p raễ ố ự ắ ể ậ  các công th c và đi u ki n tính toán phù h p v i TCXDVN 356:2005.ứ ề ệ ợ ớ

Qui ước: mô men xoay quanh tr c Y là Mụ x, xoay quanh tr c X là Mụ y.  Các c t trong công ộtrình ch u moment theo c  hai phị ả ương X, Y nên tính toán theo c t ch u nén l ch tâm xiên. ộ ị ệ

Vi c gi i chính xác c t nén l ch tâm xiên là khó khăn và t n nhi u th i gian. Do đó s  ệ ả ộ ệ ố ề ờ ử

d ng phụ ương pháp g n đúng đ  tính toán c t ch u nén l ch tâm xiên. Đây là phầ ể ộ ị ệ ương pháp 

được trình bày b i GS. Nguy n Đình C ng. Phở ễ ố ương pháp g n đúng d a trên vi c bi n đ i ầ ự ệ ế ổ

trường h p nén l ch tâm xiên thành nén l ch tâm ph ng tợ ệ ệ ẳ ương đương  đ  tính c t thép. ể ốNguyên t c c a phắ ủ ương pháp này được trình bày trong tiêu chu n Anh BS8110 và USA ­ ẩACI 318, GS. Nguy n Đình C ng đã d a vào nguyên t c đó đ  l p ra các công th c và đi uễ ố ự ắ ể ậ ứ ề  

ki n tính toán phù h p v i TCXDVN 356:2005.ệ ợ ớ

Qui ước: mô men xoay quanh tr c Y là Mụ x, xoay quanh tr c X là Mụ y.  

Hình 4.7: Qui  ướ c chi u mô men trong c t ề ộ

Tính toán c t ti t di n ch  nh t theo phộ ế ệ ữ ậ ương pháp g n đúng:ầ

Xét ti t di n c nh Cế ệ ạ x, Cy. Đi u ki n đ  áp d ng phề ệ ể ụ ương pháp g n đúng là: , c t ầ ốthép được đ t theo chu vi, phân b  đ u ho c m t đ  c t thép trên c nh b có th  l n ặ ố ề ặ ậ ộ ố ạ ể ớ

h n (c nh b đơ ạ ược gi i thích   b ng v  mô hình tính).ả ở ả ề

Ti t di n ch u l c nén N, mô men u n Mế ệ ị ự ố x, My, đ  l ch tâm ng u nhiên eộ ệ ẫ ax, eay . Sau khi xét u n d c theo 2 phố ọ ương, ta có:

Mx1 =  x Mx ;  My1 =  yMy.

Tùy theo tương quan gi a giá tr  Mữ ị x1 và My1 v i kích thớ ước các c nh mà ta đ a vạ ư ề 

m t trong hai mô hình tính toán (theo phộ ương X ho c Y).ặ

B ng 4.16:  Phân lo i đi u ki n làm vi c c a c t ả ạ ề ệ ệ ủ ộ

Mô hình Theo phương x Theo phương y

ea = eay + 0.2eax

Gi  thi t chi u dày l p bê tông b o v  aả ế ề ớ ả ệ o, ch n a, tính họ o = h – a; Z = h –2a.

Ti n hành tính toán theo trế ường h p đ t c t thép đ i x ng:ợ ặ ố ố ứ

D a vào đ  l ch tâm eự ộ ệ o và giá tr  xị 1 đ  phân bi t các trể ệ ường h p tính toán.ợ

­  Tr ườ ng h p 1 ợ : Nén l ch tâm r t bé khi , tính toán g n nh  nén đúng tâm.ệ ấ ầ ư

C t thép đố ược ch n đ t đ u theo chu vi (m t đ  c t thép trên c nh b có th  l n h n).ọ ặ ề ậ ộ ố ạ ể ớ ơ

­ Tr ườ ng h p 2 ợ : Khi đ ng th i xồ ờ 1 > Rho , tính toán theo trường h p nén l ch tâm bé.ợ ệ

Phương pháp tính toán: ta dùng chương trình Microsoft Excel đ  l c ra các t  h p ể ọ ổ ợ

n i l c nguy hi m nh t (Nộ ự ể ấ max, Mx tư, Mytư), (Ntư, Mx max, Mytư), (Ntư, Mxtư, My max). Sau đó tính toán c t thép v i các c p n i l c này và ch n di n tích c t thép l n nh t tính ố ớ ặ ộ ự ọ ệ ố ớ ấ

được đ  thi t k  thép.   đây, ta tính toán minh h a chi ti t cho c p n i l c tính ra ể ế ế Ở ọ ế ặ ộ ựthép có di n tích l n nh t tệ ớ ấ ương  ng c a ứ ủ c t ộ B1 t i t ng 1ạ ầ , các c p n i l c khác ặ ộ ự

tương t  và đự ượ ậc l p thành b ng. ả

Tính toán c t thép đ i x ng nên không c n quan tâm đ n chi u c a mô men.ố ố ứ ầ ế ề ủ

V t li u:  ậ ệ

Bê tông B20 có:

Cường đ  ch u nén tính toán:  ộ ị Rb = 11.5 MPa

Mô đun đàn h i:  ồ        Eb =27x103MPa

Thép CII có:

Cường đ  ch u kéo tính toán:  ộ ị Rs = 280 MPa

Mô đun đàn h i:ồ Es = 21x104 MPa

H  s  ệ ố         R =0.623;  R = 0.429

Ta có : Nmax = ­ 999.86 (kN);        Mtu= ­ 57.516 (kNm)

      Ta có:  Mxmax =18.207 (kNm);      Ntu = ­633.75 ( kN)

Ti t di n c t: Cế ệ ộ x =300  mm; Cy = 300 mmChi u dài tính toán c a c t C1: theo TCXDVN 356­2005 ề ủ ộ

lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675­0.5) = 3.81 ( m)

Đ  l ch tâm ng u nhiên:ộ ệ ẫ

2.TA XÉT C P N I L C :Ặ Ộ Ự  Mymax= ­ 68.463 (kNm)Nmax = ­ 677.08 (kN);        

Ti t di n c t: Cế ệ ộ x =300  mm; Cy = 300 mmChi u dài tính toán c a c t C6: theo TCXDVN 356­2005 ề ủ ộ

lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675­0.5) = 3.81 ( m)

Đ  l ch tâm ng u nhiên:ộ ệ ẫ

x1 < Rho=0.623x260=162(mm) Suy ra , Ta tính l ch tâm bé   ệ

Ti t di n c t: Cế ệ ộ x =300  mm; Cy = 300 mmChi u dài tính toán c a c t C6: theo TCXDVN 356­2005 ề ủ ộ

lox = loy = 1 x lc = 1.2 x (3.675­0.5) = 3.81 ( m)

Đ  l ch tâm ng u nhiên:ộ ệ ẫ

Tính g n đúng nh  nén đúng tâm   ầ ư

H  s   nh h ệ ố ả ưở ng đ  l ch tâm  ộ ệ e

Vì di n tích Aệ s tính toán nh  nên ta b  trí c t thép c t theo c u t o. T t c  cácỏ ố ố ộ ấ ạ ấ ả  

c t   các t ng đ u b  trí c t ch u l c theo c u t o.ộ ở ầ ề ố ố ị ự ấ ạ

Tính toán c t đai c t ố ộ

C u t o c t đai kháng ch n theo TCXDVN 375­2006:ấ ạ ố ấ  Các vùng trong kho ng cáchả  

lcr k  t  c  hai ti t di n đ u mút c a c t kháng ch n chính ph i để ừ ả ế ệ ầ ủ ộ ấ ả ược xem nh  là cácư  vùng t i h n. Khi thi u nh ng thông tin chính xác h n, chi u dài c a vùng t i h n ớ ạ ế ữ ơ ề ủ ớ ạ lcr 

(tính b ng mm) có th  đằ ể ược tính toán t  bi u th c sau đây:ừ ể ứ

lcr = max {hc ; l cl /6; 450}

Trong đó:

hc:kích thướ ớc l n nh t ti t di n ngang c a c t (tính b ng mm);ấ ế ệ ủ ộ ằ

lcl: chi u dài thông thu  c a c t (tính b ng mm).ề ỷ ủ ộ ằ

N u ế lcl/ hc  3, toàn b  chi u cao c a c t kháng ch n chính ph i độ ề ủ ộ ấ ả ược xem nh  là m tư ộ  

vùng t i h n và ph i đớ ạ ả ược đ t c t thép theo qui đ nh.ặ ố ị

C t đai tính toán theo TCXDVN 356 : 2005ố

Bê tông có th  ch u để ị ượ ự ắc l c c t không l n h n:ớ ơ

smax = Các h  s ệ ố

Φb3 = 0.6 – v i bê tông n ng.ớ ặ

Φb4 = 1.5 – v i bê tông n ng.ớ ặ

Φn = 0.1 N / (Rbt b ho) 0.5 – h  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng l c d cự ọ

φb2 = 2.0 – v i bê tông n ng.ớ ặ

Tính toán c t đai cho c t  – khung tr c C nh  sau: ố ộ ụ ư

L c c t l n nh t trong c t đự ắ ớ ấ ộ ược xác đ nh t  ph n m m ị ừ ầ ề ETAB 

Đ  đ n gi n ta l y 1 giá tr  Qể ơ ả ấ ị max đ  tính toán và b  trí chung cho t t c  các c tể ố ấ ả ộ

T  k t qu  l c n i l c Qừ ế ả ọ ộ ự max =43.02 KN

Ki m tra kh  năng ch u c t c a bê tông có l c c t l n nh t Q= ể ả ị ắ ủ ự ắ ớ ấ 43.02 KN