LỜI MỞ ĐẦU Trong thời gian học tập tại đây, sau khoảng thời gian tự học, tự nghiên cứu, tìm tòi tài liệu và sự hướng dẫn tận tình của Thầy ThS. Trần Bá Cảnh trong quá trình học môn chuyên ngành “KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP”, em đã tích lũy được một số kiến thức cũng cố cho mình để làm “ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP”. Trong quá trình làm Đồ Án cũng gặp một ít khó khăn và em đã cố gắng khắc phục và hoàn thành đúng tiến độ đã đề ra, bài làm này có thể vẫn còn một số sai xót nào đó, mong Thầy ThS. Trần Bá Cảnh góp ý để bài làm của em được hoàn chỉnh hơn, phục vụ cho quá trình làm việc và công tác sau này! Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy ThS.
Trần Bá Cảnh đã trực tiếp hướng dẫn, bổ sung kiến thức cho em. Một lần nữa cảm ơn Thầy và chúc Thầy sức khỏe, công tác tốt! Bình Định, ngày 23 tháng 12 năm 2024 Người thực hiện Trần Văn Vũ 1 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1.1 Mặt bằng dầm sàn : Hình 1. Sơ đồ mặt bằng sàn - 2 - Giả sử lớp cấu tạo sàn như sau: Hình 1.
Mặt cắt cấu tạo sàn 1. Số liệu đầu vào Mã đề: 488: - Cột có kích thước là: = (40x40)cm - Chiều dày tường: = 30 cm Bê tông Cốt thép L1 L2 Ptc n B25 Số Hiệu Cốt dọc Cốt đai, cốt (m) (m) (kN/m2) (MPa) Thép (MPa) xiên (MPa) CB240-T Rs=210 Rsw=170 Rb =14,5 2,1 5,8 3,7 1,2 Rbt =1,05 CB400-V Rs=350 Rsw=280 Số liệu tra theo bảng có trong TCVN: (bảng 7 trang 35, TCVN 5574: 2018), (bảng 17 trang 48, TCVN 5574:2018) và (bảng 13 trang 47, TCVN 5574: 2018). THIẾT KẾ BẢN SÀN 2. Phân loại: Xét tỉ số 2 cạnh ô bản , nên ô sàn là bản loại dầm (bản sàn một phương làm việc theo phương cạnh ngắn).
Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận sàn: 2. Sàn: Tiết diện sàn được chọn sơ bộ theo công thức: => (mm) Vậy chọn hs = 100 (mm) 2. Dầm phụ: Tiết diện dầm phụ được chọn sơ bộ theo công thức: => Chọn hdp = 400 (mm) => Chọn bdp = 200 (mm) 2. Dầm chính: Tiết diện dầm chính được chọn sơ bộ theo công thức: => Chọn hdc = 550 (mm) 4 => Chọn bdc = 300 (mm) - Cột có kích thước: 400×400 (mm).
Sơ đồ tính: - Cắt một dải bản có bề rộng b=1m theo phương L1 (phương vuông góc với dầm phụ), dải bản sẽ làm việc như 1 dầm liên tục kê vào tường và các dầm phụ. * Xác định nhịp tính toán: - Nhịp biên: - Nhịp giữa: - So sánh giữa và không có chênh lệch 300 qs (kN/m) 450 100 1900 200 1900 200 2100 2100 Hình 2. Sơ đồ xác định nhịp tính toán sàn 2. Xác định tải trọng: 2.
Hoạt tải Hoạt tải tính toán: (kN/m2) Trong đó: + np : hệ số tin cậy của hoạt tải + ptc : Hoạt tải tiêu chuẩn 5 2. Tĩnh tải Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo sàn được tính theo công thức: Kết quả tính toán được trình bày trong bảng: Bảng 2. Số liệu cấu tạo sàn Trọng lượng Hệ số Giá trị Chiều dày Các lớp cấu tạo sàn riêng γi vượt tải tính toán hs (m) (kN/m3) n gs (kN/m2) Gạch lát 0,01 20 1,1 0,22 Vữa lót 0,02 18 1,3 0,47 Bê tông cốt thép 0,1 25 1,1 2,75 Vữa trát 0,01 18 1,3 0,23 Tổng cộng 3,67 * Tải trọng toàn phần: (kN/m2) * Tải trọng tính toán với bề rộng b=1m là: 2. Xác định nội lực: Giá trị nội lực được xác định trên cơ sở xuất hiện khớp dẻo.
- Momen lớn nhất ở nhịp biên, gối thứ 2: - Momen lớn nhất ở nhịp giữa và các gối giữa: 6 * Sử dụng công thức có sẵn tính giá trị lực cắt: - Lực cắt thứ nhất tại gối ở biên: - Lực cắt tại gối trái thứ hai: - Lực cắt tại gối giữa thứ hai và các gối giữa: * Kiểm tra chiều dày bản để đảm bảo chịu cắt: Ta có: Thoản mãn điều kiện chống cắt. ps gs 2,67 kN.m 7,71 kN 7,71 kN 6,16 kN Q 7,71 kN 9,25 kN Hình 2.2: Biểu đồ nội lực của sàn 7 2. Tính toán cốt thép trong bản: - Chọn bê tông cấp độ bền B25, cốt thép CB-240T - Cốt thép được tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật đặt cốt đơn, có kích thước là (b x h) = (1000 x 100) mm - Chọn lớp bê tông bảo vệ = 10 mm - Vì Giả sử 2. Tính cốt thép ở nhịp biên gối thứ 2: * Nhịp biên có ( M=2,67kN.m) - Tính , : =>Thỏa mãn điều kiện hạn chế - Cốt thép sàn được tính theo công thức: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - Chọn thép có đường kính Ø6, as=28,3mm2, khoảng cách giữa các cốt thép là: => Chọn a = 190 mm => Chọn thép: Ø6a190 8 - Kiểm tra lại chiều cao làm việc của h0: + Lớp bê tông bảo vệ C0 = 10 mm Chênh lệch giữa và là không lớn nên thiên về an toàn.
* Gối thứ 2 có ( M=2,67kN.m) - Tính , : =>Thỏa mãn điều kiện hạn chế - Cốt thép sàn được tính theo công thức: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - Chọn thép có đường kính Ø8, as=50,3mm2, khoảng cách giữa các cốt thép là: => Chọn a = 200 mm => Chọn thép: Ø8a200 - Kiểm tra lại chiều cao làm việc của h0: + Lớp bê tông bảo vệ C0 = 10 mm Chênh lệch giữa và là không lớn nên thiên về an toàn. Tính cốt thép ở nhịp giữa và gối giữa: * Nhịp giữa có ( M=1,83kN.m) - Tính , : =>Thỏa mãn điều kiện hạn chế. - Cốt thép sàn được tính theo công thức: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Chọn thép có đường kính Ø6, as= 28,3 mm2, khoảng cách giữa các cốt thép là: => Chọn a = 190 mm =>Chọn thép: Ø6a190 - Kiểm tra lại chiều cao làm việc của h0: + Lớp bê tông bảo vệ C0= 10 mm Chênh lệch giữa và là không lớn nên thiên về an toàn. * Gối giữa ( M=1,83kN.m) - Tính , : 10 =>Thỏa mãn điều kiện hạn chế.
- Cốt thép sàn được tính theo công thức: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Chọn thép có đường kính Ø8, as= 50,3 mm2, khoảng cách giữa các cốt thép là: => Chọn a = 200 mm =>Chọn thép: Ø8a200 - Kiểm tra lại chiều cao làm việc của h0: + Lớp bê tông bảo vệ C0= 10 mm Chênh lệch giữa và là không lớn nên thiên về an toàn. Tổng hợp thép sàn M As Tiết diện Chọn (kN.m) (mm2) (%) Nhịp biên 2,67 0,025 0,025 146,73 0,173 Ø6a190 Gối thứ 2 2,67 0,025 0,025 146,73 0,173 Ø8a200 Nhịp giữa 1,83 0,017 0,017 105,64 0,124 Ø6a190 11 Gối giữa 1,83 0,017 0,017 105,64 0,124 Ø8a200 2. Bố trí thép: 2. Thép chịu lực: - Thép nhịp biên: Ø6a190 - Thép cho các nhịp giữa: Ø6a190 - Thép cho gối thứ 2: Ø8a200 - Thép cho các gối giữa: Ø8a200 * Đoạn vươn của cốt thép chịu momen âm tính từ mép dầm phụ là: → Đoạn vươn của cốt thép chịu momen âm tính từ mép dầm phụ là: - Chiều dài thanh thép chịu mômen âm tại gối 2 và gối giữa: 2.
Thép cấu tạo - Thép mũ ở gối tựa tường là: Ø6a250 - Chiều dài thanh thép chịu momen âm kể từ mép tường lấy bằng : → Chọn a1 = 400 mm Tổng chiều dài thanh thép chịu momen âm là: 12 - Cốt thép mũ cấu tạo trên dầm chính chọn: Ø6a250 - Cốt thép định vị cho thép chịu mômen dương ở nhịp biên và nhịp giữa: hs = 100 mm < 150mm => a = (200;300) mm Chọn: Ø6a250 (Act =113,2> 20%As = 20% × 146,73 = 55,857 mm2). - Cốt thép định vị cho thép chịu mômen âm: Chọn Ø6a250. * Neo thép: Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa Lan ≥ 10d = 10×8 = 80mm => Chọn Lan = 80m 13 3. Sơ đồ tính Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo, có sơ đồ tính là dầm liên tục, các gối tựa là dầm chính và tường.
Sơ đồ tính dầm phụ được thể hiện như hình 3. * Xác định nhịp tính toán: - Nhịp biên: - Nhịp giữa: - → Chênh lệch giữa các nhịp là không đáng kể: nên xem là dầm đều nhịp 220 5610 300 5500 300 5800 5800 5800 5800 1 2 3 Hình 3.1 : sơ đồ nhịp tính toán dầm phụ 3. Xác định tải trọng 3. Tĩnh tải: - Tải trọng bản thân dầm phụ là: - Tĩnh tải của bản truyền vào dầm phụ 14 - Tổng tĩnh tải lên dầm phụ là: 3.
Hoạt tải: - Hoạt tải do sàn truyền vào dầm phụ là: - Tổng tải trọng truyền lên dầm phụ: 3. Tính nội lực: 3. Tung độ biểu đồ bao momen Nội lực của dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo được tính toán tại các vị trí như hình 3.2: Các vị trí tính nội lực dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo - Momen nhánh âm và nhánh dương tại các vị trí được xác định theo công thứ sau: 15 - Xét tỉ số: tra phụ lục 16 trang 230 sách kết cấu bêtông cốt thép, Phan Quang Minh) → k = 0,1997 - Kết quả tính toán được tóm tắt bảng 3. Kết quả tính toán M biểu đồ bao mômen tại các tiết diện của dầm phụ Tiết L qdp.L2 Mmax Mmin Nhịp β1 β2 diện (m) (kN.m) 0 0 0,000 1 0,065 38,201 2 0,09 52,894 Biên 0,425L 5,61 587,71 0,091 53,482 3 0,075 44,078 4 0,02 11,754 5 -0,0715 -42,021 5 -0,0715 -41,127 6 0,018 -0,0199 10,354 -11,447 7 0,058 0,016 33,362 9,203 2 0,5L 5,55 575,206 0,0625 35,95 8 0,058 0,0091 33,362 5,234 9 0,018 -0,0138 10,354 -7,938 10 -0,0625 -35,95 10 -0,0625 -35,95 11 0,018 -0,0129 10,354 -7,42 3 5,55 575,206 12 0,058 0,0131 33,362 7,535 0,5L 0,0625 35,95 - Momen âm bằng 0 cách gối tựa một đoạn: 16 - Momen dương bằng 0 cách gối tựa một đoạn: + Nhịp biên: + Nhịp giữa: 3.
Biểu đồ bao lực cắt: Tung độ của biểu đồ bao lực cắt tại các vị trí như hình 3.2c được xác định như sau: - Gối thứ 1: - Gối thứ 2: - Bên phải gối thứ 2 và bên trái và bên phải gối thứ 3: Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ theo sơ đồ dẻo được thể hiện như hình 3.3: Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ 3. Cốt thép chịu lực: Chọn cấp độ bền B25, cốt thép CB400-V. Cốt thép chịu momen dương Tiết diện nằm trong vùng momen dương, cánh nằm trong vùng chịu nén nên tiết diện tính toán là tiết diện chữ T như hình 3.