thiết kế tiết diện dầm bê tông cốt thép tối ưu về mặt kinh tế

Từ kết quả nghiên cứu về tất cả các tiết diện bê tông cốt thép có thể cho mỗi nhịp dầm cho trước kết hợp với phần mềm tính dự toán G8 sẻ cho kết quả thuyết phục hơn.. Kết quả nghiên cứu:

Trang 1

BAo cAo TONG KET

BE TAI NGHIEN CUU KHOA HQC CUA SINH VIEN

THAM GIA XET GI.AI THUONG SINH VIEN NCKH CAP TRUONG

,r ,J; ,r .- � " " ,r ,

THIET KE TIET DIEN DAM BE TONG COT THEP

Trang 2

MỤC LỤC

Danh mục bảng biểu 4

Danh mục từ viết tắt .6

Thông tin kết quả nghiên cứu của đề tài 8

Thông tin về sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài 11

CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1) Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 17

2) Lý do hình thành đề tài .21

3) Mục tiêu nghiên cứu .21

4) Đối tượng nghiên cứu .21

5) Phương pháp nghiên cứu .22

6) Phạm vi nghiên cứu .22

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I) Lý thuyết tính toán dầm bê tông cốt thép .23

1) Giả thiết tính toán .23

2) Sơ bộ tiết diện .23

3) Tải trọng .24

4) Tính nội lực 24

II) Điều kiện cấu tạo cốt thép .25

1) Chiều dài và cấu tạo đoạn neo, cắt cốt thép .25

2) Nguyên tắc chọn và bố trí cốt thép .26

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN DẦM I) Tính toán cốt dọc cho dầm 500*250 (mm) .28

1) Tải trọng tác dụng lên dầm; 28

2) Sơ đồ tính .29

3) Tính nội lực: 29

4) Tính cốt thép cho dầm: 29

Trang 3

1) Chọn sơ bộ khoảng cách đặt cốt đai .32

2) Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông .33

3) Kiểm tra độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên .33

4) Chọn khoảng cách đặt cốt đai cho dầm .33

CHƯƠNG 3: TÍNH DỰ TOÁN 1) Bốc khối lượng .34

2) Đơn giá .34

3) Tính dự toán dầm với G8 .35

4) Tổng hợp kết quả dự toán và Kết Luận 38

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN TỐI ƯU THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG I) Giả thiết tính toán 38

II) Hàm mục tiêu .38

1) Bê tông 29

2) Cốt Thép 39

2.1) Cốt dọc 39

2.2) Cốt đai .40

3) Cốp pha .41

4) Vữa trát 41

5) Lớp bã 41

6) Lớp sơn 41

III) Điều kiện ràng buộc .42

1) Điều kiện ràng buộc về tiết diện 42

2) Điều kiện ràng buộc về hàm lượng cốt thép 42

3) Điều kiện ràng buộc về khả năng chịu lực .42

IV) Tính tối ưu cho dầm nhịp 7.0 m .43

1) Hàm mục tiêu 43

2) Ràng buộc 43

3) Giải bài toán với Solver 44

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1) Kết luận .49

Trang 4

2) Hạn chế của nghiên cứu 49

3) Kiến nghị .50

Tài liệu tham khảo .51

Phụ lục .52

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Phần thuyết minh

Bảng 3.1 Tổng hợp đơn giá

Bảng 3.2 Tổng hợp chi phí cho dầm 5.0m

Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả nghiên cứu

Bảng 5.1 Tiết diện và hàm lượng cốt thép tối ưu cho từng nhịp dầm

Phần Excel

Bảng 5.0.Chọn tiết diện và tính nội lực cho dầm 5.0m

Bảng5 1 Tính cốt dọc tại gối cho dầm 5.0m

Bảng 5.2 Tính cốt dọc tại nhịp cho dầm 5.0m

Bảng 5.3 Tính cốt đai cho dầm 5.0m

Bảng 5.4 Tổng hợp chi phí các tiết diện dầm 5.0m

Bảng 6.0 Chọn tiết diện và tính nội lực cho dầm 6.0m

Bảng 6.1 Tính cốt dọc tại gối cho dầm 6.0m

Bảng 7.0.Chọn tiết diện và tính nội lực cho dầm 7.0m

Trang 5

Bảng 7.1 Tính cốt dọc tại gối cho dầm 7.0m

Trang 6

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

a: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

@: Khoảng cách từ trọng tâm lớp cốt thép đến mép bê tông gần nhất

b: bề rộng tiết diện dầm

B: cấp độ bền chịu nén của bê tông

d: Đường kính cốt thép

Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo (MPa)

Es: Mô đun đàn hồi của cốt thép (MPa)

h: chiều cao tiết diện dầm

h0: chiều cao làm việc, chiều cao có ích của dầm

Rb: Cường độ tính toán chịu nén của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất

Rbt: Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất

Rs: Cường độ tính toán cốt thép dọc (MPa)

Rsc: Cường độ tính toán chịu nén của cốt thép (MPa)

Rsw: Cường độ tính toán cốt thép ngang (MPa)

s: Khoảng cách đặt cốt đai

: Đường kính cốt thép

µmax: hàm lượng cốt thép lớn nhất trong dầm

Trang 7

: hệ số điều kiện làm việc

TP: Thành phố

VNĐ: Việt Nam đồng

Trang 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Thiết Kế Tiết Diện Dầm Bê Tông Cốt Thép Tối Ưu Về Mặt Kinh Tế

- Sinh viên thực hiện: Đinh Viết Tuấn

- Lớp: XD10a1 Khoa: Xây Dựng và Điện Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4.5

- Người hướng dẫn: Thạc Sĩ Nguyễn Hoài Nghĩa

2 Mục tiêu đề tài:

- Tính toán xác định nội lực của dầm bê tông cốt thép có nhịp cho trước sau khi giả thiết tiết diện dầm Xác định diện tích cốt thép và bố trí thép So sánh với hàm lượng cốt thép min và max

- Tính toán tối ưu tiết diện dầm bê tông cốt thép, hàm lượng thép theo điều kiện về kinh tế

3 Tính mới và sáng tạo:

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thyết về bê tông cốt thép và giá vật tư tại thời điểm hiện tại ( Tháng 03-2014) Từ kết quả nghiên cứu về tất cả các tiết diện bê tông cốt thép có thể cho mỗi nhịp dầm cho trước kết hợp với phần mềm tính dự toán G8 sẻ cho kết quả thuyết phục hơn

4 Kết quả nghiên cứu:

Từ kết quả nghiên cứu các tiết diện dầm bê tông cốt thép đối với từng nhịp dầm ta

có 1 tiết diện dầm tối ưu nhất về mặt kinh tế được thể hiện trong bảng dưới đây

Trang 9

Bảng 1: Tiết diện dầm và hàm lượng cốt thép tối ưu cho từng nhịp dầm

- Hàm lượng cốt thép trong dầm càng lớn thì giá thành sản xuất dầm càng nhỏ, tuy nhiên với 1 số tiết diện hàm lượng cốt thép vượt quá giá trị cực đai sẻ gây ra tình trạng phá hoại giòn

- Vậy nên: Với các nhịp dầm 5.0 m, 6.0 m, và 7.0 m thì tiết diện dầm tối

ưu nhất về mặt kinh tế hiện nay là tiết diện có hàm lượng cốt thép đặt trong dầm đạt giá trị cực đại Hàm lượng cốt thép trong dầm càng tiến gần đến giá trị cực đại thì giá thành càng giảm (không xét đến các tiết diện dầm có lượng cốt thép vượt quá hàm lượng cốt thép cực đại)

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội,giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

- Việc đưa ra tiết diện dầm bê tông cốt thép tối ưu nhất về mặt kinh tế trong thời điểm hiện nay, tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh có 1 ý nghĩa to lớn là góp phần giảm chi phí cho phần xây dựng phần thô, từ đó giảm chi phí cho dự án Bài nghiên cứu góp 1 phần vào việc giảm tình trạng “ Bất động sản đóng băng” như hiện nay

- Khả năng áp dụng của đề tài: kết quả nghiên cứu có thể áp dụng ở tất cả các địa phương có giá thành vật liệu cấu tạo nên dầm không chênh lệch nhiều so với khu vực thành phố Hồ Chí Minh

Trang 10

Ngày 17 tháng 03 năm 2014

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

 Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên

thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

Trang 11

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Lưu Viết Hải

Sinh ngày: 28 tháng 07 năm 1992

Nơi sinh:TP Hồ Chí Minh

Lớp: XD10a1 Khóa: 2010 - 2014

Khoa: Xây Dựng và Điện

Địa chỉ liên hệ: 66/22 Phạm Văn Chiêu P16 Q Gò Vấp

Điện thoại: 0165.525.8808 Email: viethai2807@gmail.com

Trang 13

Họ và tên: Nguyễn Duy Tài

Nơi sinh: Đăk lăk

Lớp: XD10a2 Khóa: 2010 - 2014

Địa chỉ liên hệ: Điện thoại: 0167.243.2080

Ngành học: Xây dựng dân dụng và công nghiệp Khoa: Xây Dựng và Điện

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình

Sơ lược thành tích:

* Năm thứ 3:

Ảnh 4x6

Trang 15

Họ và tên: Đinh Viết Tuấn

Nơi sinh: Đồng Nai

Lớp: XD10a1 Khóa: 2010 - 2014

Địa chỉ liên hệ: 1074/10 Quang Trung P.8 Q Gò Vấp

Điện thoại: 0166.841.8029 Email: dinhviettuanou@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

* Năm thứ 1:

Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình

* Năm thứ 2:

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình

* Năm thứ 3:

Ảnh 4x6

Trang 17

Chương mở đầu

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài

Đất nước ta ngày càng phát triển, nhu cầu về một không gian sống cũng tăng theo nhưng thực tế hiện nay có quá nhiều dự án đã xây xong nhưng không bán được Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng trên đó là: chi phí cho xây dựng quá cao, những chi phí này bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân khác nhau từ thiết

kế tới thi công và bảo hành, bảo trì …Vậy để giảm giá thành cho một dự án thì người thiết kế phải chọn được các thông số tối ưu về diện tích, thể tích, khối tích …vv.Nhà thầu thi công phải chọn được các phương pháp thi công tối ưu cho từng hạng mục, từng công tác.Biết áp dụng triệt để tiến bộ khoa học kĩ thuật vào thi công và cuối cùng nhà thầu phải biết đánh giá và “vận hành” công trình ra sao để cho chi phí bảo hành, bảo trì là thấp nhất, nếu làm được vậy cung sẽ gặp được cầu Tuy nhiên vấn đề đặt ra

là với từng địa phương khác nhau thì khả năng áp dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật cũng có sự khác biệt theo sự phát triển của từng địa phương mà công trình được xây dựng Mặt khác, cũng chính vì sự khác nhau giữa các địa phương ta sẽ có các thông số đầu vào cho từng hồ sơ thiết kế là khác nhau Vì vậy, một trong những bài toán đặt ra cho người thiết kế đó là làm sao chọn được tiết diện dầm tối ưu nhất về mặt kinh tế, chúng ta đều biết rằng hàm lượng cốt thép trong dầm phải nằm trong giá trị cho phép

μmin và μmax thì ta sẽ có được tiết diện dầm là hợp lý về khả năng chịu lực, tuy nhiên thực tế khoảng cách giữa μmin và μmax là khá lớn, vậy giá trị nào là tối ưu cho dầm bê tông cốt thép trong thời điểm hiện nay, phải chăng hàm lượng cốt thép trong dầm nên tiến gần về giá trị cực tiểu μmin thì sẽ kinh tế hơnhay ngược lại

Với mục tiêu tiết kiệm chi phí xây dựng, chế tạo một cách tối đa hiện nay đã có

1 số công trình nghiên cứu về việc tối ưu hóa các kết cấu trong xây dựng, chế tạo như:

- Đề tài “ Nghiên Cứu Phương Pháp Tối Ưu Hóa Kết Cấu Áp Dụng Trong Các

Kết Cấu Thép”, tác giả Phạm Bá Linh

Tác giả dùng phương pháp tìm kiếm trực tiếp kết hợp với phương pháp chia đôi mà tác giả gọi là “phương pháp khe hẹp” Các chương trình được viết dựa trên nền tảng

Trang 18

của Matlab để tìm lời giải tối ưu cho diện tích mặt cắt ngang nhỏ nhất có thể của thân tàu mà vẫn đảm bảo độ bền và độ ổn định của cả con tàu Từ kết quả nghiên cứu tác giả đưa ra kết luận: “ với phương pháp khe hẹp số lần phân tích kết cấu giảm xuống 95.27% , với phương pháp khe hẹp vàng kết quả còn ấn tượng hơn khi giảm đến 96.83% số lần tính Vì vậy theo tác giả “ nên áp dụng phương pháp khe hẹp vàng vì cho tốc độ tối ưu cao hơn”

- Đề tài “ Thiết Kế Tối Ưu Hóa Kết Cấu Thép Bằng Thuật Toán Tiến Hóa”, tác

giả Vũ Anh Tuấn , Nguyễn Quốc Cường

Bài báo giới thiệu tổng quan về “ một số thuật toán tối ưu kết cấu sử dụng thuật toán tiến hóa, trình bày một số vấn đề khi thiết kế tối ưu kết cấu” Bên cạnh đó nhóm tác giả cũng giới thiệu một số “các ví dụ tối ưu kết cấu chi tiết để kiểm tra sự chính xác cũng như tính ưu việt của thuật toán tiến hóa vi phân và so sánh với các thuật toán khác”.Từ kết quả nghiên cứu 3 ví dụ : hệ giàn không gian 25 phần tử, cột có dây căng

và kết cấu khung phẳng gồm 2 nhịp và 6 tầng,nhóm tác giả đưa ra kết luận:“việc tối

ưu kết cấu sử dụng thuật toán vi phân đều cho kết quả tốt hơn các thuật toán khác Tuy nhiên cũng như các thuật toán tiến hóa khác, thuật toán tiến hóa vi phân có thời gian tính toán còn lớn” “Với thuật toán tối ưu đơn giản, có thể áp dụng cho bài toán tối ưu tiết diện liên tục hoặc rời rạc, việc áp dụng thuật toán tiến hóa để phân tích lựa chọn, tiến tới tìm được phương án tối ưu giúp cho kĩ sư xây dựng có thêm phương án lựa chọn khi thiết kế”

- Đề tài “Thiết Kế Tối Ưu Tiết Diện Trong Kết Cấu Dàn Thép Bằng Phương

Pháp Phần Tử Hữu Hạn Thông Qua Việc Giải Bài Toán Quy Hoạch Phi

Tuyến” , tác giả ThS Nguyễn Hữu Thịnh ( công ty công nghệ mới – COTEC)

Bài báo đề cập đến việc “thiết kế tối ưu kết cấu thép dạng dàn với hàm mục tiêu là trọng lượng bản thân toàn bộ các thanh dàn Các biến thiết kế là các diện tích tiết diện các thanh dàn Các điều kiện ràng buộc cần thỏa mãn bao gồm: ràng buộc về điều kiện bền, ràng buộc về điều kiện ổn định Euler, ràng buộc về điều kiện chuyển vị, ràng buộc về điều kiện kiến trúc, ràng buộc về điều kiện độ mảnh giới hạn và các điều kiện ràng buộc khác trong quá trình thiết lập bài toán tối ưu”

Trang 19

Thông qua “Bài toán quy hoạch phi tuyến giải quyết theo phương pháp dựa trên chuỗi các chương trình tuyến tính” và “Thiết lập bài toán thiết kế tối ưu cho kết cấu dàn thép tiết diện ống” tác giả đưa ra kết luận : “Với việc sử dụng chương trình

tự động hóa thiết kế tối ưu “MAINPROGRAMME.M” được xây dựng trên ngôn ngữ lập trình Matlab giúp cho ta tìm được kích thước tiết diện hình ống ứng với giá trịhàm mục tiêu (trọng lượng dàn) là nhỏ nhất một cách gần đúng.”

- Đề Tài “Tối Ưu Hóa Kiểu Dáng Kết Cấu Theo Phương Pháp Mật Độ Và Phương Pháp Tiến Hóa”, tác giả : Bùi Hoàng Giang, Nguyễn Hữu Lộc (Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM)

Báo cáo đề cập đến hai phương pháp tối ưu hóa kiểu dáng kết cấu là “phương pháp mật độ và phương pháp tiến hóa” Dựa trên việc xây dựng sơ đồ giải thuật và viết chương trình tính tối ưu kết cấu trên nền Matlab Từ đó nhóm tác giả đưa ra kết luận

“Phương pháp SIMP (solid isotropic material with penalization) tuy sinh ra dạng biên

mờ nhưng cho kết quả nhanh và đẹp hơn phương pháp ESO Phương pháp SIMP cho kết quả rất tốt với bộ lọc Gauss khi miền chia lưới mịn.”

Khi miền chia lưới càng mịn thì SIMP cho kết quả đáng tin cậy với kết cấu tối ưu không thay đổi nhiều về kiểu dáng Hơn nữa, khi sử dụng phương pháp SIMP cải tiến thì tốc độ hội tụ còn nhanh hơn Phương pháp ESO & BESO cho kết quả khá hợp lí khi chọn những thông số tiến hóa hợp lí Trong một sốtrường hợp, kết cấu tối ưu có thể bị mất hoàn toàn nếu hệ số tiến hóa biến thiên lớn Mặt khác, phương pháp này có tốc độhội tụ chậm và không thích hợp đểgiải các bài toán lớn hoặc những bài toán chia lưới mịn So sánh với khi giải bằng ANSYS, ta thấy kết cấu tối ưu theo phương pháp mật độ mịn hơn và đẹp hơn Điều đó cho thấy rằng áp dụng những kĩ thuật lọc thích hợp cho phương pháp mật độ sẽ cho những kết quả chấp nhận được.”

- Đề tài: “Tối ưu hóa kết cấu nhịp dầm giản đơn bê tông cốt thép với cốt

thường”, tác giả:TS Lê Mạnh Hân (Trung tâm Đào tạo & Thông Tin Viện KH&CN GTVT)

Báo cáo đề cập đến việc thiết kế tối ưu về giá trị của “số lượng và chiều cao dầm chủ với chiều dài nhịp từ 9 đến 21m cho cầu được thông qua bởi 2 và4

Trang 20

làn xe” Cho nhịp dầm giản đơn bê tông cốt thép thông thường “Nhiệm vụ chính của đề tài là nghiên cứu và đưa ra những khuyến nghị áp dụng với điều kiện Việt Nam về việc chỉ định các thông số tối ưu hóa cho nhịp dầm giản đơn theo tiêu chí giá thành đối với những nhịp dầm và khổ cầu khác nhau tùy thuộc vào đặc

trưng vật liệu được sử dụng và các loại hoạt tải khác nhau” “Tác giả đã phát triển một chương trình tự động hóa thiết kế nhịp dầm giản đơn với cốt thép

thường”.Chương trình “cho phép nhập các dữ liệu đầu vào dựa trên các thông số chung của kết cấu nhịp ( chiều dài nhịp và khổ cầu ), hoạt tải yêu cầu, dữ liệu về các đặc tính cơ lý và giá thành của vật liệu bê tông và cốt thép được sử dụng để nhận được tất cả các kích thước của kết cấu nhịp đảm bảo được độ bền, độ cứng,

độ mở rộng vết nứt, những yêu cầu về kết cấu theo tiêu chuẩn Snip và tối ưu hóa theo chỉ tiêu giá trị nhỏ nhất của giá thành vật liệu để chế tạo kết cấu nhịp”

Từ kết quả nghiên cứu tác giả khuyến nghị:

“cầu đạt giá trị tối ưu nhỏ nhất về giá thành (Cmin) đảm bảo những yêu cầu về kết cấu tại điểm có chiều cao dầm là H = 85cm với N= 4 dầm chủ được thiết kế với tảitrọng hoạt tải là xe AK-11, trong trường hợp N= 4”, “sự gia tăng chiều cao của dầm dẫn đến chi phí bê tông tăng và chi phí cốt thép giảm nhưng chi phí của bê tông vẫn đóng vai trò quyết định đến giá thành của toàn nhịp” “đối với tất cả các nhịp dầm được khảo sát theo chỉ tiêu giá thành nhỏ nhất thì giá trị tối ưu của mác

bê tông được sử dụng là bê tông mác B40 có cường độ chịu nén dọc trục là 205 kgN/cm2”, “giá trị tối ưu của của mác cốt thép được sử dụng là cốt thép loại AII” Tuy nhiên nhìn chung chưa có công trình nghiên cứu nào đi sâu vào vấn đề tiết diện dầm và mối quan hệ giữa giá cả các loại vật liệu cấu tạo nên kết cấu từ đó chọn ra được tiết diện tối ưu nhất cho từng địa phương hay từng giai đoạn tăng,

giảmgiá của các loại vật liệu Từ đó nhóm nghiên cứu đưa ra đề tài Thiết Kế Tiết Diện

Dầm Bê Tông Cốt Thép Tối Ưu Về Mặt Kinh Tế nhằm xác định được tiết diện dầm tối

ưu nhất cho từng giai đoạn kinh tế gắn liền với sự chênh lệch giá cả các loại vật liệu cấu thành dầm bê tông cốt thép

Trang 21

 Xuất phát từ những vướng mắc chưa có lời đáp đó nhóm nghiên cứu chọn đề

tài Thiết Kế Tiết Diện Dầm Bê Tông Cốt Thép Tối Ưu Về Mặt Kinh Tế

3) Mục tiêu nghiên cứu

- Tính toán xác định nội lực của dầm bê tông cốt thép có nhịp cho trước sau khi giả thiết tiết diện dầm Xác định diện tích cốt thép và bố trí thép So sánh với hàm lượng cốt thép min và max

- Tính toán tối ưu tiết diện dầm bê tông cốt thép, hàm lượng thép theo điều kiện về kinh tế

Từ đó đưa ra đề xuất tiết diện dầm có lợi nhất về mặt kinh tế nhưng vẫn đảm bảo đủ khả năng chịu lực

4) Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là dầm bê tông cốt thép thường có bước nhịp điển hình là 5,0m, 6,0m và 7.0m

- Giá thành các loại vật liệu, nhân công, giá ca máy được chọn tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh vào tháng 03 năm 2014

Trang 22

5) Phương pháp nghiên cứu

- Tính toán các tiết diện dầm trong từng nhịp với công cụ Excel kết hợp với chương trình tính dự toán G8 để tìm chi phí xây dựng cho từng tiết diện dầm

- Bên cạnh đó sử dụng thuật toán Solver trong Excel để tính tối ưu cho kết cấu

- Sau cùng nhóm nghiên cứu sẽ tổng hợp 2 phương pháp trên để đưa ra tiết diện dầm tối ưu nhất về mặt kinh tế

6) Phạm vi nghiên cứu

- Dầm bê tông cốt thép chỉchịu uốn do tải trọng phân bố đều trên

dầm,không có lực tập trung ( từ dầm phụ truyền vào)

- không xét đến các tải trọng đặc biệt như động đất, cháy nổ, va

chạm vv

- Tính toán khả năng chịu tải của dầmtheo trạng thái giới hạn thứ nhất

- Dầm bê tông cốt thép không chịu ảnh hưởng của xâm thực hay môi

trường kiềm, axít

- Đơn giá vật liệu, nhân công, ca máy lấy theo giá thực tế tại khu vực TP

Hồ Chí Minh

Trang 23

Chương 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I) Lý thuyết tính toán dầm bê tông cốt thép

1 Giả thiết tính toán

- Dầm bê tông cốt thép chỉ chịu uốn do tải trọng phân bố đều trên dầm, không

có lực tập trung ( từ dầm phụ truyền vào)

- Không xét đến các tải trọng đặc biệt như động đất, cháy nổ, va chạm vv

- Tính toán khả năng chịu tải của dầm theo trạng thái giới hạn thứ nhất

- Dầm bê tông cốt thép không chịu ảnh hưởng của xâm thực hay môi trường kiềm, axít

- Dầm bê tông cốt thép có bê tông cấp độ bền B20,

- Rn = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, Eb= 27.103 MPa

- Cốt thép nhóm A-II

- Rs = 280 MPa, Rsw = 225 MPa, Rsc = 280 MPa, Es = 21.104 MPa

- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông b = 1

- m = 0.429 , R = 0.623

- Bê tông cốt thép có khối lượng riêng  = 25 KN/m3

2 Sơ bộ tiết diện

Để thuận tiện cho thi công ta chọn b và h là bội số của 50

Vì lý do cấu tạo ta không chọn những dầm có bề rộng b= 50 và b=100 mm

Sơ bộ chiều dày sàn: “Kết cấu bê tông cốt thép _ Võ Bá Tầm (2012)”

Chiều dày sàn theo công thức :

hs= 𝐷

𝑚L1

Trang 24

3.2Tải trọng tường truyền lên dầm ( giả sử chiều cao tầng 3.6m)

3.3 Tải trọng truyền từ sàn lên dầm

3.3.1Tĩnh tải: bao gồm trọng lượng các lớp cấu tạo sàn

+ Trọng lượng các lớp cấu tạo

- Lớp gạch ceramic:  = 20 kN/m3,  = 10 mm, n = 1.2

- Lớp vữa lót:  = 18 kN/m3,  = 40 mm,n = 1.1

- Trọng lượng bản sàn:  = 25 kN/m3,  = 15 mm,n = 1.1

- Lớp vữa trát :  = 18 kN/m3,  = 1.5 mm,n = 1.1 3.3.2 Hoạt tải:

Chọn hoạt tải theo TCVN 2737-1995, nhà ở kiểu căn hộP = (150 daN/m2)

Trang 25

Moment lớn nhất tại gối :𝑀𝑚𝑎𝑥𝑔 = 𝑞𝑙

2

12 ( KN.m)

Lực cắt lớn nhất tại gối : Q max = 𝑞𝑙

2 ( KN)

II) Điều kiện cấu tạo cốt thép

1) Chiều dài và cấu tạo đoạn neo, cắt cốt thép

Chiều dài đoạn neo được tính theo công thức

Để tiết kiệm vật liệu

Cốt thép chịu kéo tại gối được neo vào gối và đươc cắt tại vị trí L/4 kể từ gối gần nhất Cốt thép chịu uốn giữa nhịp được cắt tại vị trí cách gối tựa 1 đoạn L/5

để tiết kiệm vật liệu Ta chọn chiều dài đoạn neo và cắt cốt thép như hình bên dưới

Trang 26

Bố trí cốt đai chịu lực cắt cho dầm , để tiết kiệm vật liệu cốt đai chịu lực được bố trí cách gối tựa 1 đoạn L/4, phần còn lại trên dầm được bố trítheo điều kiện cấu tạo

Ta chọn lớp bảo vệ cốt đai a = 20 mm

Cấu tạo cốt đai chọn theo:

“ Kết cấu bê tông cốt thép _ Võ Bá Tầm (2012)”

2) Nguyên tắc chọn và bố trí cốt thép

Cốt thép bố trí trên tiết diện ngang của dầm phải bố trí đối xứng qua trục đứng của tiết diện không được bố trí so le.Các thanh thép ở góc phải thẳng không được uốn, các thanh thép còn lại được thép cắt và uốn để chịu moment và lực cắt

Đường kính cốt dọc 12 25, trong một dầm không dùng quá 3 đường kính.Trong một tiết diện không dùng cốt thép có đường kính chênh lệch nhau lớn max - min 8 Cốt dọc trong vùng nén của dầm bắt buộc phải có và được đặt theo cấu tạo nếu tính bài toán cốt đơn

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	1,46 MB