Đồ án thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép

MỤC LỤCPhần I: Đề bài Phần II: Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn 1.. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng 3.. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội l

BÀI THUYẾT TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP 2:

“THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG BÊ TÔNG CỐT THÉP”

GVHD: Th.S Nguyễn Tấn SVTH: 1 NGUYỄN THANH BÌNH _KC12

2 NGUYỄN ĐÌNH KHẢI _XC12B

3 NGUYỄN VĂN DỰ _ XC12A

MỤC LỤC

Phần I: Đề bài

Phần II: Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn

1 Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho sàn

2 Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng

3 Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực

4 Tính toán và kiểm tra cốt thép

5 kiểm tra võng và nứt

Phần III:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ

1 Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho cầu thang

2 Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng

3 Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực

4 Tính toán và kiểm tra cốt thép

5 kiểm tra võng và nứt

Phần IV:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho khung không gian

1 Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng với cột và dầm

2 Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực(đối với cột tính toán theo nén lệch tâm không gian,bằng phương pháp tương đương, phương pháp trực tiếp, biểu đồ tương tác)

3 Tính toán và kiểm tra cốt thép

4 kiểm tra võng và nứt

5 tính toán và kiểm tra cốt thép

 Cường đ ch u nén tính toán bê tông: Rộ ị b = 11.5MPa = 11500 kN/m2

 Cường đ ch u kéo tính toán bê tông: Rộ ị bt = 0.9 MPa = 900 kN/m2

 γb = 1.0

 Es = 21x104 MPa; Eb =27x103 MPa

- C t thép nhóm: ố

 CI: RS = 225 MPa, RSW = 175 Mpa

 CII: RS = 280 MPa, RSW = 225 Mpa

3250

10000 3000

1000 1000 1000

1400 100 500

+3.675 +6.650 +10.010 13.370 +16.730 +19.800

Trong đó: bt - b dày tề ường (0.1m-0.2 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 th ướ ộ c 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 ổ ả ứ ụ ộ

Và 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 ệ ổ ế ệ ộ ầ ắ ể ổ ộ

ng t đ c ng c a c t: đ c ng c a c t trên không độ ộ ứ ủ ộ ộ ứ ủ ộ ược nh h n 70% đ c ng ỏ ơ ộ ứ

c a c t dủ ộ ưới, 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 ổ

50 %

Vi c ch n kích thệ ọ ước ti t di n c t sẽ đế ệ ộ 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 (B20có Rộ ị ủ b= 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

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

- 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.

STT Tên ô bản kích thước L2/L1 Loại bản

L2(m) L1(m)

1 OS1 4.900 3.550 1.38 Làm việc 2 phương

T I TR NG: Ả Ọ

1 TĨNH T I Ả

Hình 2.1 C u t o sàn ấ ạ

B ng ả 2.1 T i tr ng tác d ng lên sàn ả ọ ụ th ườ ng:

- T t c tấ ả ường biên là tường 200, còn l i tạ ường ngăn là tường 100 (k c t mể ả ấ

ch n ban công) Đ thiên v an toàn và đ n gi n trong vi c tính toán, ta choắ ể ề ơ ả ệ

tường có m t t t c bên trên d m.ặ ở ấ ả ầ

3

4

1

2

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 5574-2012): ể ứ ớ ấ

Trong đó:

• : l n lầ ượt là mômen quán tính đ i v i tr c trung hoà c a di n tích vùng bê ố ớ ụ ủ ệtông ch u nén, c a di n tích c t thép ch u kéo và c a di n tích c t thép ch u nén ị 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 tố ủ ế ệ ố ớ ớ ị ốthép đ n bi n d ng không đàn h i c a bê tông vùng ch u kéo.ế ế ạ ồ ủ ị

• V trí tr c trung hòa ị ụ x đ c xác đ nh t ph ng trình:ượ ị ừ ươ

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 ệtích vùng bê tông ch u nén, di n tích c t thép ch u nén và di n tích c t thépị ệ ố ị ệ ố

ch u kéo.ị

 Tr ườ ng h p 1: ợ Tính t i gi a nh p: M =294 daNm/mạ ữ ị

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

Thép ϕ6 thuộc loại CI có Es=21.104Mpa

Bêtông B20 đóng rắn tự nhiên Eb=27.103MPa

• Tính :

Ki m tra đi u ki n ể 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 ườ ng h p 2: ợ Tính t i g i: M =672 daNm/mạ ố

Thép ϕ8 thuộc loại CI có Es=21.104MPa

Bêtông B20đóng rắn tự nhiên Eb=27.103Mpa

 bx2 – (1.5hb + αAs’ + αAs)x + 0.5bh2 + αAs’h0 – αAsh0 + αAsh = 0

 100x2–

(1.5x10x100+7x1.66+7x3.87)x+0.5x100x10x10+7x1.66x 8.5-7x3.87x8.5+7x3.87x10=0

 100x2 -1538.71x + 5139.41= 0

 x = 4.92 cm

• Tính :

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 2737-1995 ị ự ẩ ấ

(công trình được xây d ng t i TP HCM: Wự ạ o = 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 vàệ ố ể ế ự ổ ự ộ ớ ố ẩ

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

n- h s tin c y (l y giá tr ệ ố ậ ấ ị n = 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 2737-1995 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 ị n = 1.3)

c’- h s khí đ ng ph thu c vào hình dáng công trình (ệ ố ộ ụ ộ c = - 0.6)

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

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 ị ệ ệ ả ộ ệ ốnhi u th i gian Do đó s d ng phề ờ ử ụ ương pháp g n đúng đ tính toán c t ch u nén l ch ầ ể ộ ị ệtâm xiên Đây là phương 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 trầ ự ệ ế ổ ường h p nén l ch tâm xiên thành nén l ch tâm ợ ệ ệ

ph ng tẳ 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 Anh BS8110 và USA - ACI 318, GS Nguy n Đình C ng đã d a vào ẩ ễ ố ự

nguyên t c đó đ l p ra các công th c và đi u ki n tính toán phù h p v i TCXDVN ắ ể ậ ứ ề ệ ợ ớ356:2005

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

s d ng phử ụ 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 ầ ự ệ

bi n đ i trế ổ ường h p nén l ch tâm xiên thành nén l ch tâm ph ng tợ ệ ệ ẳ ương đương đ tínhể

c t thép Nguyên t c c a phố ắ ủ ương pháp này được trình bày trong tiêu chu n Anh BS8110ẩ

và USA - ACI 318, GS Nguy n Đình C ng đã d a vào nguyên t c đó đ l p ra các công ễ ố ự ắ ể ậ

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

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 ph ộ ế ệ ữ ậ ươ ng pháp g n đúng: ầ

v m t trong hai mô hình tính toán (theo phề ộ 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 ph ươ ng x Theo ph ươ ng y

Đi u ề

ki n ệ x1x y1y

M M

M M

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

1

b

N x

0.6x h

x1> h0 thì mo = 0.4

Tính mô men tương đương (đ i nén l ch tâm xiên ra nén l ch tâm ph ng ):ổ ệ ệ ẳ

M = M1 + moM2

h b

Đ l ch tâm ộ ệ 1

M e N



; tính eo = max( e1; ea )Tính toán đ m nh theo hai phộ ả ương:

oy ox

   

; max( ; ) x y

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

o o

e h

H s u n d c ph thêm khi xét nén đúng tâm:ệ ố ố ọ ụ

e =  +

(1 )0.3

sc b

N

R bh A

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

o o

e h

e h

e h

TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CỤ THỂ CỘT B5

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

h p n i l c nguy hi m nh t (Nợ ộ ự ể ấ max, Mxtư, 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 ố ớ ặ ộ ự ọ ệ ố ớ

nh t tính đấ ược đ thi t k thép đây, ta tính toán minh h a chi ti t cho c p n i ể ế ế Ở ọ ế ặ ộ

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

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

Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

600 30

57.5

0.22 0.3 260

e h

Tính gần đúng như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e

1 1

1.61(0.5 )(2 ) (0.5 0.22)(2 0.22)

l b

� =1.028-0.0000288x55.72 -0.0016x55.7=0.85

e b e st

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

Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

600 30

e h

o o

e h

Tiết diện cột: Cx =300 mm; Cy = 300 mmChiều dài tính toán của cột C6: theo TCXDVN 356-2005

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

Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

600 30

e h

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

e =  +

(1 )0.3

l b

� =1.028-0.0000288x55.72 -0.0016x55.7=0.85

sc b

N

R bh A

1

C t thép đ ố ượ c ch n đ t đ u theo chu vi ọ ặ ề

Vì di n tích A ệ s tính toán nh nên ta b trí c t thép c t theo c u t o T t c các ỏ 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 375-2006: ấ ạ ố ấ Các vùng trong kho ngả

cách 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 các vùng t i h n Khi thi u nh ng thông tin chính xác h n, chi u dài c aư ớ ạ ế ữ ơ ề ủvùng t i h n 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 đ c xem nh làộ ề ủ ộ ấ ả ượ ư

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

C t đai tính toán theo TCXDVN 356 : 2005 ố

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

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 ETAB ị ừ ầ ề

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

Khoảng cách cốt đai chọn la 300mm, đảm bảo không lớn hơn 15 lần cốt dọc chịu nén bé nhất là d20.

Kiểm tra lại: