ĐỒ án mẫu BTCT 1 sự dụng phần mềm sap
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.62 MB, 130 trang )
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................5
NỘI DUNG.....................................................................................................................6
PHẦN A: TÍNH TOÁN SÀN DẦM TOÀN KHỐI THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI. ...........6
CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN DẦM BTCT TOÀN KHỐI. ..........6
I. MÔ TẢ CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI: ....................................6
1. Sơ đồ mặt bằng sàn: ..................................................................................................6
2. Các lớp cấu tạo sàn: .................................................................................................7
3. Sơ đồ truyền lực của kết cấu sàn:..............................................................................7
II. YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II ( TTGH II): ..............8
1. Yêu cầu về vật liệu:...................................................................................................8
2. Yêu cầu về trạng thái giới hạn II ( TTGH II): .......................................................... 8
III. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN: ........................................................... 8
1. Tĩnh tải : ....................................................................................................................8
2. Hoạt tải: .....................................................................................................................9
3. Tổng tải trọng: ...........................................................................................................9
IV. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT: ..........9
1. Chiều dày bản sàn: ....................................................................................................9
2. Chọn kích thước dầm phụ: ...................................................................................... 10
3. Chọn kích thước cho dầm chính: ............................................................................10
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BẢN SÀN BTCT TOÀN KHỐI. ........................................11
I. SƠ ĐỒ TÍNH BẢN SÀN BTCT: ..............................................................................11
1. Sơ đồ tính: ...............................................................................................................11
2. Nhịp tính toán: ........................................................................................................12
3. Sơ đồ chất tải cho bản sàn:...................................................................................... 12
II. XÁC ĐỊNH NỘI CỦA BẢN SÀN - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000: .............12
1. Tính và vẽ biểu đồ bao mômen cho bản sàn: .......................................................... 12
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 1
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
2. Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt trong bản sàn: ........................................................ 14
III. TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN SÀN: ...................................................................18
1. Tính toán cốt thép chịu mômen uốn của sàn: ......................................................... 18
2. Bố trí cốt thép:.........................................................................................................23
IV. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN SÀN: ..................................24
1. Khả năng chịu cắt phẳng: ........................................................................................ 24
2. Khả năng chống cắt thủng :..................................................................................... 24
V. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO BẢN SÀN: ............................................................... 25
VI. CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI: .................................................36
1. Chỉ tiêu vể tải trọng:................................................................................................ 36
2. Chỉ tiêu về vật liệu: .................................................................................................36
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẦM PHỤ. .................................................... 37
I. SƠ ĐỒ TÍNH DÀM PHỤ: ........................................................................................ 37
1. Sơ đồ tính: ...............................................................................................................37
2. Nhịp tính toán: ........................................................................................................38
3. Sơ đồ chất tải của dầm phụ: .................................................................................... 38
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM PHỤ: ......................................39
1. Hoạt tải: ...................................................................................................................39
2. Tĩnh tải: ...................................................................................................................39
3. Tải trọng toàn phần: ................................................................................................ 39
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM PHỤ - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000: .39
1. Tính và vẽ biểu đồ bao mômen trong dầm phụ: ..................................................... 39
2. Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt trong dầm phụ:....................................................... 41
IV. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC DẦM PHỤ: ......................................................... 46
1. Tính toán cốt thép chịu lực : ...................................................................................46
2. Bố trí cốt thép:.........................................................................................................49
V. TÍNH TOÁN THÉP NGANG: .................................................................................51
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 2
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
1. Số liệu tính toán: .....................................................................................................51
2. Các bước tính toán: .................................................................................................51
3. Khoảng cách giữa các cốt đai : ...............................................................................52
4. Bố trí cốt đai của dầm phụ: ..................................................................................... 52
VI. TÍNH TOÁN VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CẮT: ......................................................... 53
1. Khả năng chịu lực của tiết diện...............................................................................53
2. Xác định tiết diện cắt lý thuyết: ..............................................................................54
3. Xác định đoạn kéo dài W: ....................................................................................... 57
VII. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO DẦM PHỤ: ........................................................... 58
VIII. CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI:...............................................66
1. Chỉ tiêu vể tải trọng:................................................................................................ 66
2. Chỉ tiêu về vật liệu: .................................................................................................66
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH - THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI: ....................... 68
I. SƠ ĐỒ TÍNH DẦM CHÍNH: ...................................................................................68
1. Sơ đồ tính: ...............................................................................................................68
2. Nhịp tính toán: ........................................................................................................68
3. Sơ đồ chất tải của dầm chính: .................................................................................68
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: ........................................................................................ 69
1. Tĩnh tải tập trung : (g) ............................................................................................. 69
2. Hoạt tải tập trung : (g) ............................................................................................. 69
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHÍNH - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000:......70
1. Biểu đồ mômen của dầm chính: ..............................................................................70
2. Biểu đồ bao lực cắt của dầm chính: ........................................................................72
IV. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CỦA DẦM CHÍNH: ...........................................79
1. Tính toán cốt thép dọc của dầm chính: ...................................................................79
2. Bố trí cốt thép:.........................................................................................................84
V. TÍNH TOÁN CỐT THÉP NGANG: .........................................................................86
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 3
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
1. Số liệu tính toán: .....................................................................................................86
3. Khoảng cách giữa các cốt đai: ................................................................................88
4. Tính toán cốt treo: ...................................................................................................89
VI. TÍNH TOÁN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ VẬT LIỆU: ........................................................ 89
1. Tính toán khả năng chịu lưc của tiết diện : ............................................................. 89
2. Xác định tiết diện cắt lý thuyết: ..............................................................................91
3. Xác định đoạn kéo dài W: ....................................................................................... 92
4. Biểu đồ bao vật liệu : .............................................................................................. 93
VII. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO DẦM CHÍNH: ...................................................... 93
VIII. CHỈ TIÊU KẾT CẤU SÀN BTCT TOÀN KHỐI:.............................................102
1. Chỉ tiêu vể tải trọng:.............................................................................................. 102
2. Chỉ tiêu về vật liệu: ............................................................................................... 102
PHẦN B: TÍNH TOÁN SÀN DẦM TOÀN KHỐI THEO SƠ ĐỒ KHỚP DẺO .....104
PHẦN C: SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ KHỚP
DẺO – PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI. ............................................................. 126
I. KHÁI QUÁT VỀ HAI PHƯƠNG PHÁP TÍNH: ................................................... 126
1. Phương pháp sơ đồ đàn hồi:.................................................................................. 126
2. Phương pháp sơ đồ khớp dẻo:...............................................................................127
II. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: ....................... 128
1.Phương pháp 1: Tính toán Sàn Dầm BTCT Toàn Khối theo phương pháp sơ đồ đàn
hồi: ............................................................................................................................. 128
2.Phương pháp 2: Tính toán Sàn Dầm BTCT Toàn Khối theo phương pháp sơ đồ
khớp dẻo: ................................................................................................................... 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 130
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 4
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
LỜI MỞ ĐẦU
Đồ án môn học kết cấu Bê Tông Cốt Thép1(BTCT1) “Sàn sườn toàn khối bản
dầm” là một trong những đồ án quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư xây
dựng thuộc Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường Kiến Trúc Thành Phố Hồ Chí Minh.
Đồ án giúp cho sinh viên nâng cao và vận dụng tổng hợp, sang tạo kiến thức
đã học để tính toán cấu kiện BTCT thường gặp, làm quen và nắm bắt được quy
cách với việc thiết kế về sau đặc biệt rèn luyện kỹ năng thể hiện bản vẽ kết cấu.
Đồ án BTCT1 tập trung vào ba nội dung cơ bản: Bản sàn, hệ kết cấu dầm phụ, hệ
kết cấu dầm chính. Với đồ án BTCT1 này được tính toán cho bản sàn là mặt bằng
sàn cho công trình nhà dân dụng, và đồ án được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn Việt
Nam TCXDVN356.2005. Phần mềm hỗ trợ làm đồ án như là sap2000, Autocad
ngoài ra còn có một số phần mềm phụ trợ trong quá trình làm thuyết minh đồ án.
Trong thời gian thực hiện Đồ án mặc dù còn gặp một số khó khăn nhất định
nhưng em đã cố gắng, nổ lực học hỏi, bổ sung kiến thức để hoàn thành đúng tiến độ
được giao. Tuy nhiên do kiến thức bản thân còn hạn chế nên cũng ảnh hưởng phần nào
đến “chất lượng” của đồ án. Vì thế chắc chắn đồ án này còn nhiều sai sót. Rất mong
nhận được sự quan tâm và những đóng góp ý kiến từ thầy và bạn bè để em kịp thời
khắc phục, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình làm việc, công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường
Đại học Kiến Trúc Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy HOÀNG THIỆN TOÀN đã tận tình
hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm thực tế cho
em trong suốt quá trình học tập môn BTCT1 tại trường cũng như thời gian làm đồ án.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 01tháng 12 năm 2016
Sinh viên thực hiện.
NGUYỄN ĐẠT THẠNH
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 5
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
NỘI DUNG
PHẦN A: TÍNH TOÁN SÀN DẦM TOÀN KHỐI THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI.
CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA SÀN DẦM BTCT TOÀN KHỐI.
MÔ TẢ CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI:
I.
1. Sơ đồ mặt bằng sàn:
C
DẦM CHÍNH
DẦM PHỤ
D
5400
C
B
C
16200
5400
B
B
A
5400
A
A
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
30000
1
4
7
11
13
Hình1: Sơ đồ mặt bằng sàn dầm toàn khối.
-
Dựa vào sơ đồ mặt bằng sàn ta phân tích như sau: Hệ kết cấu sàn sườn BTCT
toàn khối gồm: Bản sàn, hệ dầm phụ và hệ dầm chính. Trong đó Bản sàn có 12 nhịp,
mỗi nhịp là l1=2500 (mm). Hệ kết cấu gồm 11 dầm phụ, mỗi dầm phụ có 3 nhịp, mỗi
nhịp dài l2 = 5400 (mm). Hệ kết cấu gồm 2 dầm chính, mỗi dầm chính có 4 nhịp, mỗi
nhịp dài bằng 3l1 =7500 (mm).
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 6
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Kết cấu đỡ sàn: Tường biên bao xung quanh chu vi sàn có chiều dày: dT = 400
(mm). Được bố trí 6 cột BTCT có kích thước (350 x 350) mm, chịu lực chống đỡ cho
sàn.
2. Các lớp cấu tạo sàn:
- Cấu tạo chung của các lớp sàn từ trên xuống dưới như sau:
+ Lớp gạch lát nền dày 10 (mm).
+
Bản sàn BTCT chịu lực.
+ Lớp vữa đệm dày 30 (mm).
+
Lớp vữa trát trần dày 10 (mm).
3. Sơ đồ truyền lực của kết cấu sàn:
Sàn tiếp nhận tải trọng theo phương thẳng đứng lên bản sàn, tải trọng bao gồm:
tĩnh tải (g) và hoạt tải là (P).Tiếp đến truyền đến dầm phụ, sau đó từ dầm phụ truyền
vào dầm chính. Cuối cùng dầm chính truyền tải trọng lên cột và tường biên bao quanh
chu vi sàn.Từ cột và tường truyền tải trọng xuống móng.
Bản Sàn
Dầm Phụ
Dầm Chính
Tường Biên
Cột
Móng
Hình 2: Sơ đồ truyền lực của kết cấu sàn dầm toàn khối.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 7
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II ( TTGH II):
II.
1. Yêu cầu về vật liệu:
1.1. Bê tông :
-
Sự dụng bê tông nặng với các cấp độ bền theo cường độ chịu nén B20 cho sàn và
dầm phụ, dầm chính.Trong đó B20 có Rb =11,5MPa; Rbt= 0,9 MPa; Eb =2 .103 MPa.
1.2. Cốt thép:
-
Nhóm thép loại CI: Dùng cốt thép bản sàn, cốt thép cấu tạo, cốt đai: Rs = 225
MPa; Rsw =175 MPa; Rsc =225 MP; Es = 21x10-4 MPa.
-
Nhóm thép loại CII: Dùng cốt thép dọc cho dầm phụ và dầm chính: Rs = 280 MPa;
Rsw = 225MPa; Rsc =2 0 MPa ; Es = 21x10-4 MPa.
-
Sự dụng thép dạng sợi và nối buộc cốt thép bằng dây mềm D = 1 (mm).
2. Yêu cầu về trạng thái giới hạn II ( TTGH II):
=(
1
)L.
150
-
Độ võng giới hạn của bản sàn:
-
Độ võng giới hạn của dầm phụ:
-
Độ võng giới hạn của dầm chính:
-
Yêu cầu cấp chống nứt không quy định.
III.
gh
gh
gh
=(
=
1
)L.
200
(
1
250
)L.
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN:
1. Tĩnh tải :
Tĩnh tải trên bản sàn là trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo lên bản sàn. Kết
quả tính toán được ghi trong bảng dưới đây:
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 8
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Bảng 1: Kết quả tải trọng tĩnh tải của các lớp cấu tạo lên bản sàn.
Các lớp cấu tạo bản
Tải tiêu chuẩn (
(kN/m2)
Lớp gạch lát nền
Hệ số an
toàn
Tải tính toán
(kN/m2)
0,20
1,1
0,22
0,54
1,2
0,648
2,00
1,1
2,2
0,18
1,2
0,216
3
Dày 10 mm,γ =20 kN/m
Lớp vữa đệm
3
Dày 30mm,γ=1 kN/m
Bêtông cốt thép:
Dày 0 mm,γ=25kN/m3
Lớp trát trần
3
Dày 10 mm, γ=1 kN/m
Tổng cộng
2,92
3.290
2. Hoạt tải:
c
-
Giá trị hoạt tải tiêu chuẩn: p = 450 kG/m2 = 4,5 (kN/m2).
-
Giá trị hoạt tải tính toán:
-
Trong đó thành phần ngắn hạn trong hoạt tải P là 60%, thành phần dài hạn trong
Pttb = Pc
np = 4,5 1,2 = 5,4 (kN/m2).
c
hoạt tại Pc là 40%. Hệ số vượt tải np =1,2.
3. Tổng tải trọng:
Tải trọng toàn phần tác dụng lên dải bản sàn với bề rộng là b = 1m là:
qttb = (pttb + gttb ) 1 = 8,690 (kN/m).
LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN SƯỜN BTCT:
IV.
1. Chiều dày bản sàn:
1.1. Phân loại bản sàn:
-
Để xác định được phân loại bản sàn, ta xét tỉ số hai cạnh của bản sàn:
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 9
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
Ta có:
l2
l1
=
5400
2500
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
= 2,16. Nên xem bản sàn sườn BTCT toàn khối là loại bản dầm,
bản sàn làm việc theo một phương cạnh ngắn. Để tính toán cách một dải có bề rộng b
= 1m theo phương vuông góc với các dầm phụ và tính như một dầm liên tục.
1.2. Chọn sơ bộ kích thước của các bộ phận sàn:
-
Tính toán sơ bộ về chiều dày của bản sàn theo công thức:
hb =
D
l
m 1
Trong đó:
- m = 30 ÷ 35 Đối với bản loại dầm (bản làm việc theo một phương).
- D = 0, ÷ 1,4 Phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D =1.
hb =
1 1
1 1
÷
l1 =
÷
35 20
35 20
2500 =
1,42 ÷ 125 (mm).
Chọn hb = 80 (mm).
2. Chọn kích thước dầm phụ:
2.1. Chiều cao dầm phụ :(
-
Chiều cao dầm phụ được xác định theo công thức :
hdp =
1 1
1 1
÷
l2 =
÷
20 10
20 10
Chọn hdp = 350 (mm).
2.2. Bề rộng dầm phụ: (
-
)
5400 = 2 0 ÷ 540 (mm).
)
Bề rộng dầm phụ tính theo công thức:
bdp = 0,3 ÷ 0,5 .hdp = 0,3 ÷ 0,5 350 = 120 ÷ 200 (mm).
Chọn bdp = 200 (mm).
Vậy kích thước dầm phụ là: (200 x 350) mm.
3. Chọn kích thước cho dầm chính:
3.1. Chiều cao dầm chính: ( hdc )
- Căn cứ vào nhịp ldc = 3l1 = 500 (mm). Chiều cao dầm chính xác định theo công
thức:
hdc =
1 1
1 1
÷
ldc =
÷
20 10
20 10
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
500 = 3 5 ÷ 50 (mm).
Trang 10
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Chọn hdc = 650 (mm).
3.2. Bề rộng dầm chính: ( bdc )
-
Bề rộng dầm chính tính theo công thức:
bdc = 0,3 ÷ 0,5 hdc = 0,3 ÷ 0,5 650 = 1 5 ÷ 325 (mm).
Chọn bdc = 300 (mm).
Vậy kích thươc dầm chính là: (300 x 650) mm.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BẢN SÀN BTCT TOÀN KHỐI.
I.
SƠ ĐỒ TÍNH BẢN SÀN BTCT:
1. Sơ đồ tính:
Bản sàn được tính sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán lấy theo tim gối tựa. Cắt theo
phương cạnh ngắn một dải bản rộng b =1m vuông góc với dầm phụ (Hình 3), xem bản
sàn như là một dầm liên tục nhiều nhịp có gối tựa là dầm phụ và tường biên.
C
DẦM PHỤ
DẦM CHÍNH
D
5400
C
B
C
16200
1000
5400
B
B
A
5400
A
A
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
30000
1
4
7
11
13
Hình 3: Sơ đồ mặt bằng bản sàn khi cắt một dải bản rộng b=1m.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 11
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
2. Nhịp tính toán:
Nhịp tính toán của bản sàn khi tính theo sơ đồ đàn hồi lấy chiều dài tính toán của
các nhịp là như nhau, đều bằng l1 = 2500 (mm).
3. Sơ đồ chất tải cho bản sàn:
-
Trường hợp 1 (TH1): Bản sàn chất đầy tĩnh tải (g).
-
Trường hợp 2 (TH3): Tải trọng hoạt tải (P) được chất lên các nhịp lẻ của bản sàn.
-
Trường hợp 3 (TH3):Tải trọng hoạt tải (P) được chất lên các nhịp chẵn của bản sàn.
80
400
2400
2500
200
2300
2500
200
2
1
1150
1250
3
g
TH1
2500
2500
P
P
TH2
2500
2500
P
TH3
2500
2500
Hình 4: Sơ đồ chất tải cho bản sàn.
II. XÁC ĐỊNH NỘI CỦA BẢN SÀN - SỰ DỤNG PHẦN MỀM SAP 2000:
1. Tính và vẽ biểu đồ bao mômen cho bản sàn:
Tính mômen dải bản sàn một phương theo sơ đồ đàn hồi xem như là một dầm
liên tục có 12 nhịp. Lấy nhịp tính toán của bản sàn ltt = 2500 (mm).
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 12
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
1.1. Biểu đồ mômen các trư ng h p chất tải trọng:
-
Trường hợp 1: Bản sàn chất đầy tĩnh tải (g). Do có tính đối xứng nên xét 6 nhịp
đầu.
g
TH1
l1
l1
l1
l1
l1
l1
Hình 5: Biểu đồ mômen (g) TH1.
-
Trường hợp2 : Tải trọng hoạt tải P được chất lên các nhịp lẻ của bản sàn:
P
P
P
P
P
P
TH2
Hình 6: Biểu đồ mômen (P) ở TH2.
Trường hợp 3: Tải trọng hoạt tải P được chất lên các nhịp chẵn của bản sàn.
P
P
P
P
P
P
TH3
Hình : Biểu đồ mômen (P) ở TH3.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 13
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
1.2. Biểu đồ hình bao mômen cho bản sàn:
-
Bản sàn có biểu đồ bao mômen có tính chất đối xứng, nên chỉ xét 6 nhịp đầu.
Hình : Biểu đồ hình bao mômen của bản sàn.
2. Tính và vẽ biểu đồ bao lực cắt trong bản sàn:
2.1. Các trư ng h p chất tải:
- Trường hợp 1: Bản sàn chất đầy tĩnh tải (g). Biểu đồ hình bao lực cắt của bản sàn:
g
TH1
l1
l1
l1
l1
l1
l1
Hình : Biểu đồ lực cắt do (g) tác dụng lên ở TH1.
- Trường hợp2 : Tải trọng hoạt tải P được chất lên các nhịp lẻ của bản sàn:
P
P
P
P
P
P
TH2
Hình 10: Biểu đồ hình bao lực cắt do (P) tác dụng lên ở TH2.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 14
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
- Trường hợp 3: Tải trọng hoạt tải P được chất lên các nhịp chẵn của bản sàn.
P
P
P
P
P
P
TH3
Hình11: Biểu đồ hình bao lực cắt do (P) tác dụng lên ở TH3.
2.2. Biểu đồ bao lực cắt bản sàn:
Hình12: Biểu đồ hình bao lực cắt của bản sàn.
Bảng 2: Kết quả tổ h p nội lực bằng sap 2000 của hình bao mômen và bao lực
cắt xét cho 6 nhịp đầu:
Nhịp
V2
M3
( kN )
(kN.m )
Max
-2,53
0,00
BAO
Max
-0,89
3,55
BAO
Max
0,76
4,94
Tiết diện
(m)
Tên kết quả
1
0
BAO
1
0,5
1
1
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Giá trị
Trang 15
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
1
1,5
BAO
Max
4,47
4,15
1
2
BAO
Max
8,81
1,18
1
2,5
BAO
Max
13,16
-3,95
1
0
BAO
Min
-9,28
0,00
1
0,5
BAO
Min
-4,94
0,85
1
1
BAO
Min
-0,59
0,89
1
1,5
BAO
Min
2,40
0,10
1
2
BAO
Min
4,05
-1,52
1
2,5
BAO
Min
5,69
-5,74
2
0
BAO
Max
-4,54
-3,95
2
0,5
BAO
Max
-2,89
0,60
2
1
BAO
Max
-1,25
2,99
2
1,5
BAO
Max
1,75
3,20
2
2
BAO
Max
6,10
1,24
2
2,5
BAO
Max
10,44
-2,90
2
0
BAO
Min
-11,48
-5,74
2
0,5
BAO
Min
-7,13
-2,10
2
1
BAO
Min
-2,79
-1,06
2
1,5
BAO
Min
0,40
-0,85
2
2
BAO
Min
2,05
-1,46
2
2,5
BAO
Min
3,69
-4,20
3
0
BAO
Max
-4,00
-2,90
3
0,5
BAO
Max
-2,36
1,39
3
1
BAO
Max
-0,71
3,51
3
1,5
BAO
Max
2,34
3,45
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 16
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
3
2
BAO
Max
6,68
1,22
3
2,5
BAO
Max
11,03
-3,18
3
0
BAO
Min
-10,75
-4,20
3
0,5
BAO
Min
-6,41
-1,31
3
1
BAO
Min
-2,06
-0,54
3
1,5
BAO
Min
0,94
-0,60
3
2
BAO
Min
2,58
-1,48
3
2,5
BAO
Min
4,23
-4,61
4
0
BAO
Max
-4,14
-3,18
4
0,5
BAO
Max
-2,50
1,18
4
1
BAO
Max
-0,85
3,37
4
1,5
BAO
Max
2,14
3,38
4
2
BAO
Max
6,49
1,23
4
2,5
BAO
Max
10,83
-3,10
4
0
BAO
Min
-10,91
-4,61
4
0,5
BAO
Min
-6,56
-1,52
4
1
BAO
Min
-2,22
-0,68
4
1,5
BAO
Min
0,79
-0,67
4
2
BAO
Min
2,44
-1,47
4
2,5
BAO
Min
4,08
-4,50
5
0
BAO
Max
-4,10
-3,10
5
0,5
BAO
Max
-2,46
1,24
5
1
BAO
Max
-0,81
3,41
5
1,5
BAO
Max
2,18
3,40
5
2
BAO
Max
6,53
1,22
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 17
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
5
2,5
BAO
Max
10,87
-3,12
5
0
BAO
Min
-10,85
-4,50
5
0,5
BAO
Min
-6,51
-1,46
5
1
BAO
Min
-2,16
-0,64
5
1,5
BAO
Min
0,83
-0,65
5
2
BAO
Min
2,48
-1,48
5
2,5
BAO
Min
4,12
-4,53
6
0
BAO
Max
-4,12
-3,12
6
0,5
BAO
Max
-2,47
1,22
6
1
BAO
Max
-0,83
3,40
6
1,5
BAO
Max
2,17
3,40
6
2
BAO
Max
6,52
1,23
6
2,5
BAO
Max
10,86
-3,12
6
0
BAO
Min
-10,87
-4,53
6
0,5
BAO
Min
-6,52
-1,48
6
1
BAO
Min
-2,18
-0,65
6
1,5
BAO
Min
0,82
-0,65
6
2
BAO
Min
2,47
-1,47
6
2,5
BAO
Min
4,11
-4,52
III. TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN SÀN:
1. Tính toán cốt thép chịu mômen uốn của sàn:
Sự dụng cho sàn là bê tông nặng với các cấp độ bền theo cường độ chịu nén B20:
-
Rb=11,5MPa; Rbt = 0,90 MPa; Eb =2 .103 MPa.
Cốt thép dung cho bản sàn dùng loại thép CI có: Rs = 225MPa; Rsw = 175 MPa;
R
= 0,645; Rsc = 225 MP; ES = 21.104 MPa.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 18
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Tính toán cốt thép bản sàn theo cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật:
b x h = 1m x hb .
-
Giả thiết a = 15 (mm) cho mọi tiết diện, chiều cao làm việc của bản sàn:
h0 = hb - a = 0 -15= 65 (mm).
1.1. Tính toán cốt thép tại tiết diện chịu momen âm :
1.1.1. Tính tiết diện tại gối B:
Số liệu mômen: M = 5, 4 ( kNm).
-
Tính
:
=
-
Tính :
M
Rb .b.h20
=
= 1- 1- 2.
-
Thỏa điều kiện hạn chế:
= 0,126 <
γ = 0,5
-
1
m
= 0,118.
= 0,126.
= 0,645.
1 - 2.
m
= 0,937.
M
5, 4
=
= 4,189.10-4 (m2).
3
Rs .γ.ho 225.10 .0, 3 .0,065
-
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
-
Hàm lượng cốt thép :
min
max
As 4,1
10 4
=
=
= 6,44.10 3 .
bh0
1.0,065
Ta có:
=
max
.
R
Rb
11,5
= 0,645
= 0,033.
RS
225
min
=0,05%.
Tính theo % ta có:
min
-
2
11500.1.0,065
Tính diện tích cốt thép:
As =
-
5, 4
= 0,05 %
Sự dụng thép loại CI có
có
= 0,644%
max
= 3,30 %.
= 4,19 (m2 ). Tra bảng phụ lục 1 sách “ Sàn
sườn toàn khối – Nguyễn Đình Cống ” khoảng cách giữa các thanh thép :a =120 (mm).
Vậy trong 1m có
thanh 8.
1.1.2. Tính tại tiết diện gối giữa :
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 19
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
-
Số liệu mômen: M = 4,61( kN.m).
-
Tính
:
m=
- Tính :
-
M
=
Rb .b.h20
4,61
2
11500.1.0,065
= 1 - 1-- 2. m = 0,100.
= 0,100 < R = 0,645.
Thỏa điều kiện hạn chế:
γ = 0,5. 1
-
= 0,095.
1- 2.
= 0,950.
m
Tính diện tích cốt thép:
M
4,61
=
= 3,318.10-4 (m2).
Rs .γ.ho 225.103 .0, 50.0,065
-
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
-
Hàm lượng cốt thép:
As 3,31 10 4
=
= 5,10.10 3 .
bh0
1.0,065
Ta có:
max
.
R
Rb
11,5
= 0,645
= 0,033.
RS
225
min
-
Tính theo % ta có:
min
-
= 0,05%.
= 0,05 %
Sự dụng thép loại CI có
= 0,51%
max
= 3,30 %.
= 3,35(m2 ). Tra bảng phụ lục 1 sách “ Sàn sườn
có
toàn khối – Nguyễn Đình Cống ” khoảng cách giữa các thanh thép: a =150 (mm). Vậy
trong 1m có
thanh 8.
1.2. Tính cốt thép cốt thép tại tiết diện chịu mômen dương:
1.2.1. Tính tiết diện tại nhịp biên :
-
Số liệu mômen: M = 4, 4( kNm).
Tính m :
m=
-
Tính :
M
Rb .b.h20
=
4, 4
11500.1.0,0652
=1 - 1 - 2.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
m
= 0,102.
= 0,10 .
Trang 20
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
Thỏa điều kiện hạn chế:
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
= 0,10 <
γ = 0,5. 1
-
1- 2.
m
= 0,946.
M
4, 4
=
= 3,570.10-4 (m2).
3
Rs .γ.ho 225.10 .0, 46.0,065
-
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
-
Hàm lượng cốt thép :
min
max
As 3,5 0 10 4
=
=
= 5,50.10 3 .
bh0
1.0,065
Ta có:
=
max
-
= 0,645.
Tính diện tích cốt thép:
As
-
R
.
R
Rb
11,5
= 0,645
= 0,033.
RS
225
Tính theo % ta có:
= 0,05 %
min
Sự dụng thép loại CI có
có
min
= 0,05%.
= 0,55 %
= 3,30 %.
max
= 3,59 (m2 .Tra bảng phụ lục1 sách “ Sàn sườn
toàn khối – Nguyễn Đình Cống ” khoảng cách giữa các thanh thép: a =140 (mm). Vậy
trong 1m có
thanh 8.
1.2.2. Tính tại tiết diện nhịp giữa :
-
Số liệu mômen: M = 3,51( kNm).
- Tính
m:
m=
- Tính :
M
Rb .b.h20
= 1-
Thỏa điều kiện hạn chế:
=
4, 4
11500.1.0,0652
1- 2.
0,0 5 <
γ = 0,5. 1
m
R
= 0,072.
= 0,0 5.
= 0,645.
1 - 2.
m
= 0,962.
- Tính diện tích cốt thép:
As =
M
3,51
=
= 2,495.10-4 (m2).
Rs .γ.ho 225.103 .0, 62.0,065
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 21
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Hàm lượng cốt thép :
As 2,4 5 10 4
=
=
= 4,16.10 3 .
bh0
1.0,065
max
=
R
.
Rb
11,5
= 0,645
= 0,033.
RS
225
min
-
Tính theo % ta có:
min
-
= 0,05%.
= 0,05 %
Sự dụng thép loại CI có
= 0,416 %
max
= 3,30%.
= 2,50 m2 .Tra bảng phụ lục1 sách “ Sàn sườn
có
toàn khối – Nguyễn Đình Cống ” khoảng cách giữa các thanh thép : a = 200 (mm). Vậy
trong 1m có 5 thanh 8.
Bảng 3: Kết quả tính cốt thép bản sàn.
Cốt thép chọn
As
(mm2)
a
(mm)
(mm2)
8
140
359,0
0,550
+0,560
249,5
8
200
250,0
0,416
+0,200
0,937
418,9
8
120
419,0
0,644
+0,024
0,950
331,8
8
150
335,0
0,510
+0,96
Tiết diện
M
(kNm)
Nhịp biên
4,94
0,946
357,0
Nhịp giữa
3,51
0,962
Gối B
5,74
Gối giữa
4,61
1.3. Kiểm tra chiều cao làm việc
(mm),
(
:
Chọn lớp bê tông bảo vệ C0 =10 mm, do
=
(%)
<100 (mm): att = 10
/2 = 14
- a = 66 (mm) lớn hơn giá trị dùng để tính toán bằng 65 (mm).
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 22
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
-
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Sự sai khác giữa a thực tế và a giả thiết không lớn, nghiêng về an toàn (cho
chiều cao làm việc lớn hơn) nên không cần giả thiết lại. Cốt thép được bố trí dạng lưới
và phù hợp với yêu cầu khoảng cách cốt thép.
2. Bố trí cốt thép:
2.1. Cốt thép chịu lực:
2.1.1. Thép dọc chịu momen âm:
-
Ta có: 3g ≥ P nên chọn v = 0,25.
-
Đoạn vươn cốt thép mũ trên gối chịu mômen âm tính từ mép dầm phụ :
v.lt = 0,25. 2500 = 625 (mm).
-
Tính từ trục dầm phụ : vlt + 0,5bdp = 625 + 100 = 725 (mm).
-
Đoạn vươn cốt thép mũ chịu moomen âm ngắn hơn đạt xen kẽ nhau tính từ mép
1
1
6
6
dầm phụ : v.lt = . 2500 = 420 (mm).
-
1
Tính từ trục dầm phụ : vlt + 0,5bdp = 420 + 100 = 520 (mm).
6
2.1.2. Thép dọc chịu momen dương:
-
Chọn thép dọc
tại nhịp biên a =140 (mm) đặt theo phương vuông góc dầm phụ.
-
Chọn thép dọc
6 tại nhịp giữa a = 200 (mm) đặt theo phương vuông góc dầm
phụ.
2.2. Cốt thép cấu tạo:
2.2.1. Cốt thép phân bố:
Ta có:
l2
l1
=
5400
2500
= 2,16. Diện tích cốt thép phân bố đặt dưới vùng kéo vuông góc thép
chịu lực lớn 20% As .
-
Sơ bộ chọn 6 a = 300 (mm), As = 0,94 (
gối B. Với gối biên: 20%.4,1
) ≥ 20% As cốt thép dọc chịu lực tại
= 0. 40 (cm2) < 0,94 (
).
2.2.2. Cốt thép cấu tạo:
-
Tại vị trí biên cần phải đặt cốt thép để chịu mômen âm (cốt mũ).
-
Vì mômen nhỏ nên có thể đặt theo cấu tạo:
-
Chọn thép
≥ 5 1m dài
1/3 Diện tích thép chịu lực
6a = 200 thỏa mãn điều kiện theo cấu tạo :
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 23
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
Đoạn vươn cốt thép mũ ở biên dầm ≥ l0
-
= 312,5 (mm). Chọn đoạn vươn cốt
thép mũ ở biên dầm là 320 (mm).
400
320
725
725
520
725
520
Ø8a240
8
520
Ø8a240
4 5
6 7
80
Ø6a200
725
520
Ø6a300
Ø8a280
9
1 2
Ø6a300
Ø8a200
9
3
Ø6a300
Ø6a300
9
200
200
2500
2500
1
2
3
Ø8a240
Ø6a200
65
705
65
1450
Ø8a240
8
65 Ø8a280
60
60
2
65 60
1
4
65
Ø8a300 6
5
65
65
840
60
2065
Ø8a280
9
Ø8a200
60
2745
3
1450
Ø8a300
65
840
65
7
65
26000
Hình3: Bố trí cốt thép bản sàn.
IV. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN SÀN:
1. Khả năng chịu cắt phẳng:
Điều kiện kiểm tra riêng cho bê tông đủ khả năng chịu lực cắt khi không cần cốt
thép.
Q
-
. Nên ta có :
2
n )Rbt .bh0
C
Qb0 =0,5.
b4
xem được tính gần đúng,
.Rbt.bh0.
Tính toán với bản dài b = 1m, có lực cắt lớn nhất ở gối tựa B:
Qb0 =0,5.
b4
=13,16 (kN).
.Rbt .bh0 .= 0,5.1,5.900.0,065 = 43,875 (kN) .
QB =13,16 (kN)
-
1
Theo phương pháp tính toán thực hành, công thức
với C = 2
-
Qb0 =
b4 .(
Qb0 = 43,875 (kN).
Kết luận: Vậy bê tông đủ khả năng chịu lực cắt khi không cần cốt thép.
2. Khả năng chống cắt thủng :
Do bản sàn không chịu lực tập trung nên không cần kiểm tra khả năng cắt thủng
của bản sàn.
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
Trang 24
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
V.
GVHD: HOÀNG THIỆN TOÀN
KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO BẢN SÀN:
-
Cắt bản sàn theo phương cạnh ngắn một dải bản rộng b =1m vuông góc với
dầm phụ, xem như là một dầm liên tục. Xét tại vị trí nhịp biên dầm, sẽ có độ võng lớn
nhất, xem như độ võng lớn nhất tại giữa nhịp.
Số liệu tính toán tại nhịp: Cấp độ bền B20 có Rb.ser. =15 MPa; Rbtser =1,4MPa;
-
Es = 21.104 MPa; Eb =2 .103 MPa, Hoạt tải tiêu chuẩn Pc = 4,5 (KN/m2 ) và tĩnh tải
= 2,92 (kN/m2 . Diện tích thép ở nhịp biên của sàn: As = 4,02 (cm2 của
tiêu chuẩn
8 thanh 8.
-
Sự dụng phần mềm sap2000 tìm giá trị mômen tại nhịp biên trong mỗi trường hợp.
1. Kiểm tra khả năng xuất hiện khe nứt:
Sự dụng sap2000 tính giá trị mômen chịu tác dụng bởi tải trọng tiêu chuẩn gồm
-
tĩnh tải tiêu chuẩn ( gC ) và hoạt tải tiêu chuẩn ( PC ).
gC = 2,92 (kN/m2 ); PC = 4,5 ( kN/m2 ).
-
Để có được độ võng lớn nhất f =
P
P
max
khi xét tổ hợp 2: TH = (TH1 TH 2 ).
P
P
P
P
l1
l1
g
l1
l1
l1
l1
l1
l1
l1
l1
l1
Hình14: Biểu đồ mômen toàn phần ( Mtp ) trường hợp có độ võng lớn nhất.
-
Giá trị mômen toàn phần: M = MgC
-
Tính khả ngăng chống nứt:
PC
= 4,2 (kN.m).
Mcrc = Rbt.ser. Wpl
-
Tính Ared :
Ared = bh +
Es
Eb
As= 1x 0,08 +
SVTH: NGUYỄN ĐẠT THẠNH
21.10
2 .10
6
x4,02.
= 0,083 ( m2 ).
Trang 25
