CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ ĐỀ BÀI ĐỒ ÁN 1.Số liệu thiết kế. Cho mặt bằng kết cấu dầm sàn công trình bê tông cốt thép như hình vẽ bên dưới. SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 6 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Hình 1. Mặt bằng kết cấu dầm sàn của công trình.Phối cảnh kết cấu dầm sàn công trình.
SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 7 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Trong đó dầm theo phương trục chữ là dầm chính (dầm khung), dầm theo phương trục số là dầm phụ (dầm sàn). Cho các thông số tính toán như sau: * Thông số kích thước: - Khoảng cách L1: - Khoảng cách L2: - Hoạt tải phân bố đều lên bản sàn:. * Thông số vật liệu: - Bê tông: Sử dụng bê tông cấp độ bền B20. + Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông:.
+ Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông:. + Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: - Cốt thép: + Đối với cốt thép có đường kính sử dụng nhóm CB240-T. + Đối với cốt thép có đường kính sử dụng nhóm CB300-V.Tổng hợp các đặc trưng cường độ của cốt thép. Đặc trưng cường độ CB240-T CB300-V 210 MPa 260 MPa - Cường độ chịu kéo tính toán 210 MPa 260 MPa - Cường độ chiu nén tính toán 170 MPa 210 MPa - Cường độ chịu kéo khi tính cốt ngang 1.Yêu cầuđề đềbài.
- Tính toán hợp ký kích thước, cốt thép trong sàn, dầm phụ và dầm chính. - Trình bày rõ ràng các tính toán trong tập thuyết minh. - Bản vẽ trình bày đúng tỷ lệ, khổ A1 với các nội dung sau: + Mặt bằng dầm sàn, các mặt cắt sàn, sơ đồ bố trí thép sàn. + Chi tiết dầm phụ (gồm mặt cắt dọc và mặt cắt ngang dầm).
+ Chi tiết dầm chính (gồm mặt cắt dọc và mặt cắt ngang dầm). SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 8 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt + Biểu đồ bao momen, biểu đồ bao vật liệu của dầm chính. + Bảng thống kê cốt thép sàn, dầm phụ và dầm chính. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN 2.Phân loại ôô bản bản tính tính toán.
Khi tính toán thiết kế sàn, ta cần phân loại ô bản tính toán để sơ bộ chiều dày sàn, lựa chọn sơ đồ tính và bố trí cốt thép hợp lý.Khi tính toán sàn, phân chia thành sàn bản dầm và bản kê bốn cạnh. Theo công thức đã được chứng minh, xét tỷ số cạnh dài ô sàn trên cạnh ngắn ô sàn : - Nếu Xem ô sàn là bản dầm (bản một phương), tải trọng chủ yếu truyền vào cạnh ngắn của ô sàn. - Nếu Xem ô sàn là bản kê bốn cạnh (bản hai phương), tải trọng truyền vào hai cạnh ngắn gần như nhau. Dựa vào kích thước ô sàn, ta xét tỷ số: Tính toán sàn theo ô bản dầm (bản một phương).Chọnsơ sơbộ bộkích kíchthước thướccác cáccấu cấukiện.Chọn sơ bộ chiều dày sàn.
Chiều dày sàn được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:. Trong đó: Chiều dày của bản sàn được chọn sơ bộ. Hệ số xét đến ảnh hưởng của momen. Hệ số xét đến ảnh hưởng của ô bản tính toán.Đối với ô bản dầm, lấy.
Kích thước cạnh ngắn của ô sàn. Dựa vào đề bài. SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 9 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Ngoài ra, chiều dày sàn khi chọn phải thỏa mãn điều kiện chiều dày sàn tối thiểu , đối với sàn nhà dân dụng. Chọn chiều dày sơ bộ bản sàn: .Chọn sơ bộ tiết diện dầm phụ.
Tiết diện dầm phụ được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau: Chọn. Trong đó: Chiều cao tiết diện dầm phụ. Chiều rộng tiết diện dầm phụ. Nhịp tính toán của dầm phụ.Dựa vào mặt bằng kết cấu dầm sàn .Chọn sơ bộ tiết diện dầm chính.
Tiết diện dầm chính được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau: Chọn. Trong đó: Chiều cao tiết diện dầm chính. Chiều rộng tiết diện dầm chính SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 10 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Nhịp tính toán của dầm chính.Dựa vào mặt bằng kết cấu dầm sàn 2.Xác định sơ độ tính và. nhịp tính toán bản sàn.Xác định sơ độ tính và nhịp tính toán bản sàn.Sơ đồ tính bản sàn.
Dựa vào kết quả phân loại ô sàn, ta xác định được cấu kiện sàn đang được tính theo ô bản dầm (làm việc một phương), tải trọng phân bố chủ yếu truyền vào cạnh ngắn của sàn.Khi xác định nội lực trong sàn ta sẽ cắt dãy bản có chiều rộng theo phương cạnh ngắn của sàn để tính toán.Lúc này dãy sàn sẽ làm việc như cấu kiện dầm liên tục chịu tải phân bố đều. Trong phạm vi Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép, ta tính toán sàn theo sơ đồ dẻo.Sơ đồ mặt bằng cắt dãy sàn có chiều rộng b=1m để xác định nội lực.Xác định nhịp tính toán. Bản sàn được tính toán theo sơ đồ dẻo, vì vậy cần phải xác định nhịp tính toán. Bản sàn là cấu kiện được đỡ bởi các dầm phụ.Vì vậy nhịp tính toán của dãy sàn được xác định theo hình vẽ bên dưới.
SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 11 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Hình 2.Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dãy sàn. Nhịp tính toán được lấy từ mép gối tựa (mép dầm phụ) được tính toán theo công thức sau: - Đối với nhịp biên:. - Đối với nhịp giữa:. Trong đó: : Chiều rộng tiết diện dầm phụ .Xácđịnh địnhtải tảitrọng trọngtác tácdụng dụnglên lênsàn.
Tải trọng tác dụng lên sàn bao gồm thành phần tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải tác dụng lên sàn là trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn. Đối với sàn nhà dân dụng, sàn được các tạo bao gồm các lớp như hình vẽ bên dưới.Các lớp cấu tạo của sàn nhà dân dụng. Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn được tính theo công thức sau: - Giá trị tĩnh tải tiêu chuẩn:.
- Giá trị tĩnh tải tính toán:. Trong đó: : Chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i. : Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i. SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 12 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Hệ số vượt tải của lớp cấu tạo sàn thứ i.
Giá trị tĩnh tải tác dụng lên sàn được trình bày trong bảng bên dưới.Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn. Chiều dày Tĩnh tải tiêu Hệ số Tĩnh tải tính T.lượng riêng Các lớp cấu lớp chuẩn vượt tải toán STT tạo - Gạch 1. - Lớp vữa trát 15 18 0.32 Tổng tải trọng các lớp cấu tạo:Σ 3. Giá trị hoạt tải tác dụng lên sàn lấy theo thông số dữ liệu đề bài.
- Giá trị hoạt tải tiêu chuẩn:. - Hệ số tin cậy của hoạt tải: - Giá trị hoạt tải tính toán: .Tổng tải trọng tác dụng lên sàn. - Giá trị tính toán tổng tải trọng tác dụng lên sàn:. - Giá trị tải trọng tính toán tác dụng lên bề rộng dãy sàn b = 1m: .Xác định nội lực trong sàn.Xác định nội lực trong sàn.Sơ đồ tính toán nội lực.
Khi cắt sàn theo dãy có chiều rộng b=1m và tính toán theo sơ đồ dẻo thì sơ đồ tính nội lực của sàn được xác định như hình vẽ bên dưới. SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 13 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Hình 2.Sơ đồ tính toán nội lực sàn theo sơ đồ khớp dẻo.Xác định nội lực sàn. Biểu đồ momen của sơ đồ tính toán nội lực sàn theo sơ đồ khớp dẻo với sự chênh lệch của các nhịp được xác định theo sơ đồ như Hình 2.Biểu đồ momen của sơ đồ tính nội lực sàn theo sơ đồ khớp dẻo. Chú thích: Momen dương tại nhịp biên.
Momen âm tại gối thứ 2. Momen dương tại nhịp giữa. Momen âm tại gối giữa. Giá trị momen tại nhịp và gối được xác định theo công thức như sau: - Đối với momen dương tại nhịp biên và momen âm tại gối 2:.
- Đối với momen dương tại nhịp giữa và momen âm tại gối giữa: .k Giá trị momen tại các vị trí được tổng hợp trong Bảng 2. SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 14 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Bảng 2.Tổng hợp giá trị momen tại các vị trí của sàn khi tính theo sơ đồ dẻo. Tải trọng Nhịp tính toán Giá trị Vị trí Momen q (kN/m) L0b (mm) L0 (mm) (kN.Tínhtoán toáncốt cốtthép thépcho chosàn.Tính toán cốt thép dọc.Lý thuyết tính toán. Sơ đồ tính toán nội lực cho sàn là cắt dãy bề rộng b=1m để tính toán.Lúc này xem dãy sàn như cấu kiện dầm liên tục chịu tải phân bố đều.Tính toán cốt thép dọc cho bản sàn như cấu kiến chịu uốn, tính toán theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước.
Các bước tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu uốn hình chữ nhật được trình bày theo các bước sau: - Bước 1: Xác định kích thước tiết diện hình chữ nhật, thông số vật liệu sử dụng. + Tiết diện tính toán:. + Vật liệu bê tông: Cấp độ bền B, cường độ chịu nén và chịu kéo dọc trục, và hệ số điều kiện làm việc của bê tông (Lấy + Vật liệu cốt thép: Nhóm thép sử dụng, cường độ chịu kéo và chịu nén tính toán của cốt thép. - Bước 2: Xác định khoảng cách từ mép ngoài vùng bê tông chịu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu lực.
Trong đó: SVTH: Tôn Quốc Khang Trang 15 Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép GVHD: TS.Trần Tuấn Kiệt Là chiều dày của lớp bê tông bảo vệ.2 Bảng 19 TCVN 5574:2018, đối với kết cấu nhà trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm bình thường và thấp (không lớn hơn 75%) thì lấy. Đường kính thanh cốt thép dọc.Ban đầu có thể giả thiết trước đường kính của thanh thép.Thông thường thép bố trí trong sàn nhà dân dụng có đường kính từ. - Bước 3: Xác định chiều cao làm việc của tiết diện - Bước 4: Tính toán hệ số Trong đó: Giá trị momen uốn tại tiết diên tính toán. : Hệ số điều kiện làm việc của bê tông.
Cường độ chịu nén của dọc trục của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất. Chiều rộng tính toán của tiết diện. Bước 5: Tính toán hệ số chiều cao vùng nén tương đối .3 TCVN 5574:2018, giá trị hệ số chiều cao vùng nén tương đối giới hạn được tính toán theo công thức: Trong đó: Giá trị hệ số 0.8 là sử dụng cho vật liệu bê tông có cấp độ bền bé hơn B70. Biến dạng dài tương đối của cốt thép chịu kéo khi ứng suất bằng .