Đồ án bê tông cốt thép 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.13 MB, 65 trang )
MSSV: 1131160054
A
B
C
C'
S12
D2(300x600)
3700
7000
-
1
1200
S12
D3(300x600)
D2(300x600)
D5(200x500)
D5(200x500)
7000
D5 (200X500)
S12
D2 (300X600)
S1
D5 (200X500)
S3
D2 (300X600)
S5
D2 (300X600)
S7
D5 (200X500)
S8
D2 (300X600)
D2(300x600)
D3(300x600)
D2(300x600)
2
7000
D5 (200X500)
S12
D2 (300X600)
S1
D5 (200X500)
S3
D2 (300X600)
S5
D2 (300X600)
S7
D5 (200X500)
S8
D2 (300X600)
S12
D2(300x600)
D3(300x600)
D2(300x600)
D
4000
D2(300x600)
4000
D2(300x600)
3
S4
4500
S2
S10
3900
D1 (300X600)
S13
D1 (300X600)
37000
9000
D4 (200X500)
D1 (300X600)
S6
D5(200x500)
D4 (200X500)
2400
S11
D8 (200X300)
D8 (200X300)
D1 (300X600)
D6(200x300)
D5(200x500)
3'
4500
S2
D4 (200X500)
S4
S6
2700
S9
D7 (200X300)
S14
D7 (200X300)
D2(300x600)
D3(300x600)
D5(200x500)
1800
D5(200x500)
4
7000
D5 (200X500)
S12
D2 (300X600)
S1
D5 (200X500)
S3
D2 (300X600)
S5
D2 (300X600)
S7
D5 (200X500)
S8
D2 (300X600)
S12
D5 (200X500)
D2(300x600)
D3(300x600)
D2(300x600)
4900
D2(300x600)
7000
D2(300x600)
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
5
7000
D5 (200X500)
S12
D2(300X600)
S1
D5 (200X500)
S3
D2 (300X600)
S5
D2 (300X600)
S7
D5 (200X500)
S8
D2 (300X600)
S12
D5 (200X500)
D2(300x600)
D3(300x600)
2100
2800
D2(300x600)
2100
D2(300x600)
1200
1200
D2(300x600)
2100
6
1200
S12
S12
S12
D5(200x500)
D5(200x500)
4000
D5(200x500)
S12
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
Chương 1: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
2.1 Mặt bằng kết cấu dầm sàn, số liệu tính toán
Theo mặt bằng kiến trúc ta thấy các ô sàn không đối xứng nên cắt toàn bộ sàn điển
hình để tính.
3300
18000
1200
Hình 2.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình
2.1.1 Chiều dày bản sàn:
- Lưới cột lớn (9,0m × 7,0m) nên dùng hệ dầm phụ chia nhỏ các ô sàn.
LỚP XC11CM
Trang 1
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
- Chiều dày sàn được chọn phụ thuôc vào nhịp và tải trọng tác dụng, có thể sơ bộ xác định
chiều dày sàn theo công thức sơ bộ như sau:
D
hs =
× ln
ms
D=0,8÷1,4
Trong đó:
- hệ số phụ thuộc vào tải trọng, chọn D=1;
ms = 30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm;
ms = 40 ÷ 45 - đối với bản kê bốn cạnh
ms = 10 ÷ 18 - đối với bản console
- cạnh nhịp ngắn của ô bản.
ln
- Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 6 cm.
- Dùng ô sàn điển hình S7 có kích thước (7,0m × 4,9m) để tính.
- Với ô sàn S6có ln = 490cm thay vào ta được:
=> hs= (
1
1
÷ ) ×490 = (10,89 ÷ 12,25)cm .
40 45
=> Chọn hs = 10 cm.
2.1.2 Hình thức liên kết sàn và dầm :
- Liên kết của bản sàn với dầm, tường được xem xét theo quy ước sau:
+ Liên kết được xem là tựa đơn:
Khi bản kê lên tường.
Khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có hd/hb< 3.
Khi bản lắp ghép.
+ Liên kết được xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn
khối) mà có hd/hb ≥ 3.
+ Liên kết là tự do khi bản hoàn toàn tự do.
+ Tùy theo tỷ lệ độ dài 2 cạnh của bản, ta phân bản thành 2 loại:
Bản loại dầm (L2/L1 > 2)
Bản kê bốn cạnh (L2/L1 ≤ 2)
- Tương tự cho các ô sàn còn lại ta được bảng sau:
Bảng 1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ô sàn
Số hiệu
ô sàn
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
Cạnh ngắn
ln (m)
3,3
3,3
3,7
3,7
4,0
4,0
4,9
2,1
1,8
3,9
2,4
Cạnh dài
ld (m)
7,0
4,5
7,0
4,5
7,0
4,5
7,0
7,0
2,7
7,0
2,8
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
Tỉ số
ld / ln
2,12
1,36
1,89
1,22
1,75
1,13
1,43
3,33
1,50
1,79
1,17
Loại ô sàn
Sàn 1 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 1 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
Sàn 2 phương
MSSV: 1131160054
-
Diện tích
(m2)
23,10
14,85
25,90
16,65
28,00
18,00
34,30
14,70
4,86
27,30
6,72
Chiều dày
sàn (cm)
11
8
9
9
10
10
12
7
5
9
6
LỚP XC11CM
Trang 2
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
S12
S13
S14
1,2
1,2
1,2
7,0
9,0
2,7
5,83
7,50
2,25
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
Sàn 1 phương
Sàn 1 phương
Sàn 1 phương
8,40
10,8
3,24
4
4
4
2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
- Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau:
1
hd = × ld
md
Trong đó:
md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng
md = 8 ÷ 12
– đối với hệ dầm chính
md = 12 ÷ 20 – đối với hệ dầm phụ
ld : nhịp dầm (khoảng cách giữa hai trục dầm)
- Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau:
1 1
bd = ÷ ÷hd
2 3
Kí hiệu
dầm
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
Nhịp
dầm ld
(m)
9,0
7,0
4,0
9,0
7,0
4,0
2,7
2,4
1,2
Bảng 2: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Hệ số
Bề rộng
Chiều cao Chọn tiết diện
md
dầm bd (m) dầm hd (m)
bd×hd (cm)
8 ÷ 12
8 ÷ 12
8 ÷ 12
12 ÷ 20
12 ÷ 20
12 ÷ 20
12 ÷ 20
12 ÷ 20
0,20 ÷ 0,30
0,20 ÷ 0,30
0,20 ÷ 0,30
0,16 ÷ 0,25
0,16 ÷ 0,25
0,10 ÷ 0,15
0,10 ÷ 0,15
0,10 ÷ 0,15
0,75 ÷ 1,13
0,58 ÷ 0,88
0,33 ÷ 0,50
0,45 ÷ 0,75
0,35 ÷ 0,58
0,20 ÷ 0,33
0,14 ÷ 0,23
0,12 ÷ 0,20
30 × 60
30 × 60
30 × 60
20 × 50
20 × 50
20 × 30
20 × 30
20 × 30
30 × 60
Loại dầm
Dầm chính
Dầm phụ
Console
2.3 . Chọn sơ bộ tiết diện cột
- Xem cột như cấu kiện chịu nén lệch tâm, ta xác định sơ bộ tiết diện cột theo công
thức sau:
k × n×q× S
Ac =
(cm 2 )
Rb
Trong đó:
+ Rb: bêtông B25 có Rb=14,5 (MPA) = 14500(kN/m2)
+ n : số tầng phía trên tác dụng lên cột
+ S : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
+ q : tải trọng sơ bộ lấy 11→13 (kN/m2)
+ k: hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí làm việc của cột
k = 1,1 đối với cột giữa.
k = 1,3 đối với cột biên.
k = 1,4 đối với cột góc.
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 3
ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 2
+ Ac: diện tích tiết diện ngang của cột.
- Cột được thay đổi tiết diện 3 tầng một lần. Kích thước tiết diện cột thay đổi theo
độ cao chọn sơ bộ theo bảng 3 như sau:
Cột
Tầng
n
lx
(m)
Trục
A,D
Trục
B,C
Bảng 3: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột
ly
qs
S
Rb
Ac
k
(m)
(kN/m2)
(m2)
(kN/m2)
4–5–6–7 4 7,0 4,7
12
32,9 1,3
14500
1 – 2 – 3 7 7,0 4,7
12
32,9 1,3
14500
4–5–6–7 4 7,0 5,5
12
38,5 1,1
14500
1 – 2 – 3 7 7,0 5,5
12
38,5 1,1
14500
- Đối với các cột cấy (bổ trụ) ta lấy 1 tiết diện 20×20 (cm2).
b
h
Acc
(cm2)
(cm)
(cm)
(cm2)
1416
2478
1402
2453
30
40
30
40
50
60
50
60
1500
2400
1500
2400
2.4 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn và tính cốt thép
2.4.1 Tĩnh tải
- Theo u cầu sử dụng, các khu vực có chức năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn
khác nhau, do đó tĩnh tải sàn tương ứng cũng có giá trị khác nhau.Các kiểu cấu tạo sàn
tiêu biểu là sàn khu ở (P.khách, P.ăn + bếp, P.ngủ), sàn ban cơng , sàn hành lang và sàn
vệ sinh. Các loại sàn này có cấu tạo như sau:
+ Sàn khu ở- sàn ban cơng– sàn hành lang.
1. Lớ
p gạch CERAMIC γ1 = 20(kN/m³); n=1,1; dà
y 20mm.
2. Vữ
a ló
t γ2 = 18(kN/m³); n=1,3; dà
y 30mm.
3. Sà
n bêtô
ng cố
t thé
p γ3 = 25(kN/m³); n=1,1; dà
y 100mm.
4.Lớ
p vữ
a trá
t trầ
n γ2 = 18(kN/m³); n=1,3; dà
y 1,5mm.
Hình 2.2 Các lớp cấu tạo sàn
- Bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:
gtts =∑ γ i × δ i × ni
Trong đó:
: trọng lượng riêng lớp cấu tạo thứ i
+ γi
: chiều dày lớp cấu tạo thứ i
+ δi
+ ni : hệ số độ tin cậy của lớp thứ i.
- Kết quả tính tốn được trình bày theo bảng sau:
Bảng 4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 4
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
STT
1
2
3
4
5
Các lớp cấu
Trọng lượng
tạo
riêng γ (kN/m3)
Gạch lót
20
Lớp vữa lót
18
Bản sàn
25
Lớp vữa trát
18
Hệ thống kĩ thuật
Chiều dày
δ (m)
0,01
0,03
0,1
0,015
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
Tải trọng tiêu chuẩn
gstc (kN/m2)
0,2
0,54
2,5
0,27
0,3
Hệ số
vượt tải n
1,1
1,3
1,1
1,3
1,2
Tổng tĩnh tải tính toán
Tải trọng tính toán
gstt(kN/m2)
0,22
0,702
2,75
0,351
0,36
4,383
2.4.2 Hoạt tải
- Hoạt tải tính toán:
pstt = pstc × np (kN/m2)
Trong đó:
tc : hoạt tải tiêu chuẩn (dựa vào công năng của từng ô sàn tra
+ ps
(Bảng 3 TCVN 2737:1995)
+ nP: hệ số tin cậy tải trọng theo Mục 4.3.3 TCVN 2737:1995 như
sau:
Khi pstc < 2 (kN/m2) → np = 1,3
Khi pstc ≥ 2 (kN/m2) → np = 1,2
Bảng 5: Bảng tổng hợp hoạt tải tác dụng lên sàn
Ô sàn
Chức năng sử dụng
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Hành lang
Hành lang
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Phòng ngủ + vệ sinh + khách
Kho
Hành lang cầu thang
Kho
Ban công
Ban công
Hành lang
Tải trọng tiêu chuẩn
ptc (kN/m2)
1,50
1,50
1,50
1,50
3,00
3,00
1,50
1,50
2,40
3,00
2,40
2,00
2,00
3,00
Hệ số vượt tải
n
1,3
1,3
1,3
1,3
1,2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
Tải trọng tính toán
ptt (kN/m2)
1,95
1,95
1,95
1,95
3,60
3,60
1,95
1,95
2,88
3,60
2,88
2,40
2,40
3,60
2.4.3 Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn
-Trọng lượng tường ngăn quy đổi thành tải phân bố đều trên sàn (cách tính này
đơn giản mang tính chất gần đúng).
- Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa),
được tính theo công thức sau:
lt × ht × γ t × n
qd
gtuong =
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
ld × ln
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 5
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
Trong đó:
+ lt: chiều dài tường (m);
+ ht: chiều cao tường (m);
: trọng lượng riêng của tường xây, với
+ γt
Tường 10 cm gạch ống: γ = 1,80 (kN/m2)
Tường 20 cm gạch ống: γ = 3,30 (kN/m2)
+ n: hệ số tin cậy tải trọng, n=1,1 ;
- Dựa vào mặt bằng kiến trúc ta thấy các ô sàn đều có tường ngăn.
- Tường 200: tải phân bố đều trên dầm :
gt tt = γ i × δ i × ht × n = 3,30×0,2×(3,5 – 0,6)×1,1 = 2,11 (kN/m)
Kết quả được trình bày trong bảng 2.6:
Bảng 6 : Tải trọng tường quy đổi trên sàn
Tường
Ô sàn
S1
S2
S3
S4
S7
S8
S12
S13
Loại
tường
lt (m)
10
10
10
10
10
10
20
20
8,90
6,00
8,40
7,60
10,80
7,65
8,00
9,50
Sàn
ht (m)
gttt
2,90
2,90
2,90
2,90
2,90
2,90
2,90
2,90
(kN/m2)
0,57
0,57
0,57
0,57
0,57
0,57
2,11
2,11
Hệ số tin
cậy n
ln(m)
ld(m)
gtqd
(kN/m2)
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
3,3
3,3
3,7
3,7
4,9
2,1
1,2
1,2
7,0
4,5
7,0
4,5
7,0
7,0
7,0
9,0
0,22
0,23
0,18
0,26
0,18
0,30
2,01
1,86
2.4.4 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên từng ô sàn
Đối với loại bản loại 1 phương:
qstt = g tt + g tqd + p tt (kN / m)
Bảng 7: Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên từng ô sàn 1 phương
Số hiệu
sàn
S1
S8
S12
S13
S14
Tĩnh tải do tải trọng
bản thân
g stt (kN/m2)
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
Tải trọng tường
g tqd (kN/m2)
Hoạt tải tính
toán
tt
P (kN/m2)
q (kN/m2)
0,22
0,30
2,01
1,86
0
1,95
1,95
2,40
2,40
3,60
6,553
6,633
8,793
8,643
7,983
Tổng tải
tt
s
Đối với loại bản 2 phương:
tt
P=(g tts +g qd
t +p s ) × l n × l d (kN)
Bảng 8: Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên từng ô sàn 2 phương
Số
Cạnh Cạnh
Tĩnh tải do tải
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
Tải trọng tường
MSSV: 1131160054
Hoạt tải
-
Tải trọng tính toán
LỚP XC11CM
Trang 6
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
hiệu ngắn dài
sàn ln(m) ld(m)
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S9
S10
S11
3,3
3,7
3,7
4,0
4,0
4,9
1,8
3,9
2,4
4,5
7,0
4,5
7,0
4,5
7,0
2,7
7,0
2,8
trọng bản thân
g stt (kN/m)
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
4,383
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
gtqd (kN/m2)
tính toán
Ptt(kN/m2)
tổng cộng
P(kN)
0,23
0,18
0,26
0
0
0,18
0
0
0
1,95
1,95
1,95
3,60
3,60
1,95
2,88
3,60
2,88
97,461
168,687
109,773
223,524
143,694
223,396
35,298
217,936
48,807
2.4.5 Xác định nội lực
- Liên kết của bản sàn với dầm, tường được xem xét theo quy ước sau:
+ Liên kết được xem là tựa đơn:
+ Khi bản kê lên tường.
+ Khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có hd/hb <3.
+ Khi bản lắp ghép.
- Liên kết được xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn
khối) mà có hd/hb ≥ 3.
- Liên kết là tự do khi bản hoàn toàn tự do.
- Tùy theo tỷ lệ độ dài 2 cạnh của bản, ta phân bản thành 2 loại:
+
ld
≤ 2: Bản chịu lực 2 phương.
ln
+
ld
>2 : Bản chịu lực 1 phương.
ln
- Kết quả có trong bảng 2.1.Bảng phân lại ô sàn
2.4.6 Tính toán các ô sàn 1 phương
2.4.6.1 Các giả thiết tính toán
- Các ô bản dầm đươc tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng
của ô bản kế cận.
- Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi.
- Cắt 1 m theo phương cạnh ngắn để tính.
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 7
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
2.4.6.2 Xác định sơ đồ tính
b=1m
Mg (kN.m)
Mn (kN.m)
Mg (kN.m)
Ld
2.4.6.3 Xác định nội lực
- Các giá trị momen tính theo công thức sau:
1
× ql 2
24
+ Momen nhịp: M n =
1
12
+ Momen gối: M g = × ql 2
+ptt
Trong đó: q - tải trọng toàn phần: q=gstt +gqd
t
- Tính đại diện cho ô sàn S1:
+ Sơ đồ tính:
b=1m
Mg =5,95(kN.m)
3300
Mn =2,97 (kN.m)
Mg =5,95 (kN.m)
+ Với g s tt = 4,383(kN/m 2 ); g t qd =0, 22; p tt =1,95 (kN/m2 )
+ Thay vào công thức , ta được:
q = 4,383 + 0,22 + 1,95 = 6,553 (kN/m2)
1
×6,553 ×3,32 = 2,97 (kN.m)
24
1
+ Momen gối: Mg =
× 6,553 × 3,32 = 5,95 (kN.m)
12
+ Momen nhịp: Mn =
Ô sàn
Nhịp
ln
Tĩnh tải
gstt
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
gtqd
-
Hoạt tải
Tải trọng toàn phần
ptt
ptt
MSSV: 1131160054
-
Giá trị Moment
Mn
LỚP XC11CM
Trang 8
Mg
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
( m)
(kN/m)
(kN/m)
(kN/m2)
(kN/m2)
(kN.m)
(kN.m)
S1
3,3
4,383
0,22
1,95
6,553
2,97
5,95
S8
2,1
4,383
0,30
1,95
6,633
1,22
2,44
S14
1,2
4,383
0
3,60
7,983
0,48
0,96
S12
1,2
4,383
2,01
2,40
8,793
6,33
S13
1,2
4,383
1,86
2.40
8,643
6,22
Bảng 9:Tính toán nội lực sàn 1 phương
2.4.6.4 Tính toán cốt thép
- Vật liệu sử dụng:
+ Bê tông B25 có:
Khả năng chịu nén: Rb = 1,45 (kN/cm2).
Khả năng chịu kéo: Rbt = 0,105 (kN/cm2).
+ Thép C-I (φ>8) có: Rs = Rsc = 22,50 (kN/cm2).
C-II (φ≤10) có: Rs = Rsc = 28,00 (kN/cm2).
- Các công thức sử dụng để tính toán thép (theo TCVN 5574: 2012): kể đến hệ
số điều kiện làm việc của bê tông ( đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ
theo thời gian ) γ b 2 =1
+ Tính chiều cao làm việc: h0 = h − a
αm =
+ Tính:
M
γ b 2 × Rb × b × h02
+ Từ cấp bê tông và nhóm cốt thép tra các hệ số ξ R và α R ( phụ lục E.2
TCVN 5574: 2012).
+ So sánh αm với αR ; αm < αR đặt cốt đơn (cốt thép chịu kéo),
0,5 > α m > α R đặt cốt kép (có thể tăng kích thước tiết diện (h) hoặc tăng cấp độ bền để
cho α m < α R rồi tính cốt đơn), α m > 0,5 tăng kích thước tiết diện.
- Đặt cốt đơn:
+ Tính: ξ = 1 − 1 − 2 × α m
+ Diện tích cốt thép yêu cầu: As =
ξ × γ b 2 × Rb × b × h
Rs
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ min < µ < µ max ; µmax = ξ R ×
γ b 2 × Rb
; µ min = 0, 05%
Rs
Tính toán ô sàn S1
- Nội lựa tính toán: M n = 2,97(kN.m); M g = 5, 95(kN .m)
- Ứng với bê tông B25, cốt thép nhóm C-I (φ>8): ⇒ ζ R = 0,618; α R = 0, 427
C-II (φ≤10): ⇒ ζ R = 0,595; α R = 0, 418
- Tính tại giữa nhịp: M n = 2,97(kN .m) a = 1,5(cm);
+ Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép:
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 9
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
+ Thay vào công thức, ta được:
h0 = h − a = 10 − 1,5 = 8,5(cm) .
+ Thay h0 vào công thức, ta được:
M
29, 7 × 102
=
= 0, 028 < α R = 0, 427 .
γ b × Rb × b × h02 1× 1, 45 ×100 × 8, 52
αm =
=> Nên không cần đặt cốt thép chịu nén ( đặt cốt đơn).
+ Thay α m = 0, 028 vào công thức (2.15), ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 028 = 0, 028
+ Thay vào công thức ta có tiết diện cốt thép:
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 028 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
t
As =
=
Rs
⇒ Chọn bố trí φ8a200 có : A
ch
22,50
= 1,58(cm 2 )
= 2,51(cm )
2
s
+ Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép bằng công thức:
ξ R × γ b × Rb 0, 618 ×1×1, 45
=
= 3, 98%; µmin = 0, 05%
Rs
22, 50
A
1,53
µt = s × 100% =
× 100% = 0.18%
Ta có:
b × h0
100 × 8,5
µ min = 0, 05% < µt = 0,18% < µ max = 3,98% ⇒ thỏa mãn.
Kết luận:
- Tính tại gối: M g = 5,95(kN .m)
µmax =
+ Tương tự ta có chiều cao làm việc của tiết diện: h0 = 8,5(cm)
αm =
+ Tính:
M
5, 95 ×102
=
= 0, 057 < α R = 0, 418
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
=> Nên không cần đặt cốt thép chịu nén ( đặt cốt đơn).
+ Tính ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 057 = 0,059
+ Ta có tiết diện cốt thép:
Ast =
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 059 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 2, 60(cm 2 )
Rs
28, 00
⇒ Chọn bố trí cấu tạo φ10a200 có : Ach s = 3,93(cm 2 )
+ Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép với:
ξ × γ × R 0,595 ×1× 1, 45
µmax = R b b =
= 3, 08%; µmin = 0, 05%
Rs
µt =
Ta có:
28, 00
As
2,60
× 100% =
× 100% = 0,31%
b × h0
100 × 8,5
µ min = 0, 05% < µ t = 0,31% < µ max = 3, 08% ⇒ thỏa mãn.
Kết luận:
Bảng 10: Bảng tổng hợp kết quả tính thép sàn 1 phương
Ô Moment
sàn
S1
Mn
Giá trị
M
(kN.m)
2,97
h0
b
Rb
(cm)
(cm)
(kN/cm )
8,5
100
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
1,45
-
ξ
αm
Rs
2
(kN/cm )
As
tính
22,5
(cm2)
1,58
2
0,028
MSSV: 1131160054
0,029
-
Chọn thép
∅
a(mm)
8
200
LỚP XC11CM
As
chọn
µ
(cm2)
(%)
2,51
0,30
Trang 10
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
S8
S14
S12
S13
Mg
Mn
Mg
Mn
Mg
M
M
5,95
1,22
2,44
0,48
0,96
6,33
6,22
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
100
100
100
100
100
100
100
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
28,0
22,5
28,0
22,5
28,0
28,0
28,0
0,060
0,010
0,020
0,005
0,009
0,050
0,050
0,058
0,012
0,024
0,005
0,009
0,056
0,055
2,57
0,64
1,04
0,25
0,40
2,75
2,70
10
8
10
8
10
10
10
200
200
200
200
200
200
200
3,93
2,51
3,93
2,51
3,93
3,93
3,93
Chú ý: khi tính thép theo giá trị mô men nhưng khi bố trí thép, để cho đơn giản
và thiên về an toàn thì những ô liền kề có giá trị lớn hơn được chọn bố trí cho ô nhỏ.
2.5.7 Tính toán các ô sàn 2 phương
2.5.7.1 Các giả thiết tính toán
- Khi α = ld/ln ≤ 2 thì bản được xem là bản kê, lúc này bản làm việc theo hai
phương. Với ld, ln lần lượt là cạnh dài và cạnh ngắn của ô bản.
- Tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi: tùy theo điều kiện liên kết của bản
với các dầm bê tông cốt thép là tựa đơn hay ngàm xung quanh mà chọn sơ đồ tính bản
cho thích hợp.
- Ô bản được tính như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bên
cạnh.
- Cắt dải bản có bề rộng 1m theo 2 phương để tính.
- Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục dầm.
2.5.7.2 Sơ đồ tính
- Ta xét tỉ lệ hd/hs để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm. Điều kiện
tương tư như bản 1 phương và cạnh của các ô bản đều ngàm với dầm. Vậy tất cả tính
theo ô bản số 9 ngàm 4 cạnh.
2.5.7.3 Xác định nội lực:
- Moment dương lớn nhất ở giữa bản:
- Moment ở nhịp theo phương cạnh ngắn ln: M1 = mi1×P (kN.m)
- Moment ở nhịp theo phương cạnh dài ld: M2 = mi2×P (kN.m)
- Moment âm lớn nhất ở gối:
- Moment ở gối theo phương cạnh ngắn ln: MI = ki1×P (kN.m)
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 11
0,46
0,30
0,46
0,30
0,46
0,46
0,46
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
- Moment ở nhịp theo phương cạnh dài ld: MII = ki2×P (kN.m)
Trong đó:
i
: kí hiệu ứng với sơ đồ ô bản đang xét (i =1,2,…)
1, 2 : chỉ phương đang xét là ld hay ln.
ld, ln : nhịp tính toán cuả ô bản là khoảng cách giữa các trục gối tựa.
P
: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản
P = (p+q)×ld ×ln
p
: hoạt tải tính toán (kN/m2),
q
: tĩnh tải tính toán (kN/m2).
mi1, mi2, ki1, ki2 : các hệ phụ thuộc vào tỷ lệ l 2/l1 tra bảng 1-19 trang 35
sách Sổ tay kết cấu công trình( Vũ Mạnh Hùng).
- Trong trường hợp gối nằm giữa hai ô bản khác nhau thì hệ số k i1 và ki2 được
lấy theo trị số trung bình giữa hai ô, hoặc để an toàn ta lấy giá trị k i1 và ki2 nào lớn hơn
giữa hai ô bản.
- Tính đại diện cho ô sàn S5:
+ Sơ đồ tính:
MII
M1
M2
4000
MI
MII
MI
M1
MI
7000
MII
M2
+ Ta có ln=4,0m , ld=7,0m tra sơ đồ 09 trang 451 sách Sách BTCT tập 2
( Võ bá Tầm) ta được : m91=0,0197 ; m92=0,0064 ; k91=0,0431; k92=0,0141
+ Với g s tt = 4,383(kN/m 2 );g t qd =0;p tt =3,60(kN/m 2 )
Thay vào công thức ta được :
P= (4,383+0+3,60)×4×7 = 223,52 (kN/m 2 )
Thay vào công thức ta được :
M1 = 0,0197 × 223,52= 4,40 (kN.m)
Thay vào công thức ta được :
M2 = 0,0064 × 223,52= 1,43 (kN.m)
Thay vào công thức ta được :
MI = 0,0431× 223,52= 9,63 (kN.m)
Thay vào công thức ta được :
MII = 0,0141× 223,52= 3,15 (kN.m)
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 12
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
+ Ta có được kết quả nội lực cho các ô bản kê như sau:
Bảng 11 : Bảng tổng hợp kết quả nội lực ô sàn 2 phương
Các hệ số
Momen (kN.m)
P
m91
m92
k91
k92
(kN)
M1
M2
MI
Ô
sàn
ln
(m)
ld
(m)
S2
3,3
4,5
97,461
0,0210
0,0113
0,0474
0,0258
2,05
1,10
4,62
2,51
S3
S4
S5
S6
S7
S9
S10
S11
3,7
3,7
4,0
4,0
4,9
1,8
3,9
2,4
7,0
4,5
7,0
4,5
7,0
2,7
7,0
2,8
168,687
109,773
223,524
143,694
223,396
35,298
217,936
48,807
0,0190
0,0205
0,0197
0,0198
0,0209
0,0208
0,0210
0,0200
0,0053
0,0138
0,0064
0,0154
0,0107
0,0093
0,0115
0,0150
0,0409
0,0470
0,0431
0,0457
0,0471
0,0464
0,0474
0,0461
0,0115
0,0316
0,0141
0,0358
0,0240
0,0206
0,0262
0,0349
3,20
2,25
4,40
2,84
4,66
0,73
4,57
0,97
0,89
1,51
1,43
2,21
2,39
0,32
2,50
0,73
6,90
5,16
9,63
6,56
10,52
1,63
10,33
2,25
1,94
3,46
3,15
5,14
5,36
0,72
5,70
1,70
2.5.7.4 Tính toán cốt thép
- Tính cho ô sàn S5
- Vật liệu sử dụng:
+ Bê tông B25 có:
Khả năng chịu nén: Rb = 1,45 (kN/cm2).
Khả năng chịu kéo: Rbt = 0,105 (kN/cm2).
+ Thép C-I (φ>8) có: khả năng chịu kéo, nén: Rs = Rsc = 22,50 (kN/cm2).
C-II (φ≤10)có: khả năng chịu kéo, nén: Rs = Rsc = 28,00
2
(kN/cm ).
- Các công thức sử dụng để tính toán thép (theo TCVN 5574: 2012): kể đến hệ
số điều kiện làm việc của bê tông ( đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ
theo thời gian ) γ b 2 =1
+ Tính chiều cao làm việc: h0 = h − a
αm =
+ Tính:
M
≤ αR
γ b 2 × Rb × b × h02
- Ứng với bê tông B25, cốt thép nhóm C-I (φ>8): ⇒ ζ R = 0,618; α R = 0, 427
C-II(φ≤10): ⇒ ζ R = 0,595; α R = 0, 418
+ Tính: ξ = 1 − 1 − 2α m
+ Diện tích cốt thép yêu cầu: As =
ξ × γ b 2 × Rb × b × h0
Rs
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ min < µ < µ max ; µ max = ξ R ×
γ b 2 × Rb
; µ min = 0, 05%
Rs
+ Nội lực tính toán ô sàn S5:
M1 (kN.m)
M2 (kN.m)
4,40
1,43
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MI (kN.m)
9,63
MSSV: 1131160054
-
MII (kN.m)
3,15
LỚP XC11CM
Trang 13
MII
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
* Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn: ln = 4, 0(m)
- Chọn khoảng cách từ mép vùng bê tông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu
kéo a = 2,0 cm
⇒ chiều cao làm việc của kết cấu:
ho = hs − a = 10 − 1,5 = 8,5(cm)
- Tính thép tại gối với momen tính toán: M I = 9,63(kN .m)
+ Thay vào công ta được:
αm =
M
9, 63 ×102
=
= 0, 092 < α R = 0, 418
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
+ Tình ξ với α m = 0, 092 thay vào công thức ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 092 = 0, 097
+ Tính diện tích cốt thép dùng công thức ta được:
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 097 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 4, 27(cm 2 )
Rs
28, 00
⇒ Chọn thép bố trí : φ10a150 có Asch = 5, 24(cm2 )
Ast =
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép với.
ξ × γ × R 0,595 ×1× 1, 45
µmax = R b b =
= 3, 08%; µmin = 0, 05%
Rs
Ta có:
28, 00
A
4, 27
µt = s × 100% =
×100% = 0,50%
b × h0
100 × 8,5
⇒ Kết luận: µ min = 0, 05% < µ t = 0,50% < µ max = 3, 08% ⇒ thỏa mãn.
- Tính thép tại nhịp với momen tính toán: M 1 = 4, 40(kN .m)
+ Thay vào công thức ta được:
αm =
M
4, 40 ×102
=
= 0, 042 < α R = 0, 427
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
+ Tính ξ với α m = 0, 042 thay vào công thức ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 042 = 0, 043
+ Tính diện tích cốt thép dùng công thức ta được:
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 043 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 2,36(cm 2 )
Rs
22,50
ch
2
Chọn thép bố trí : φ8a200 có As = 2,51(cm )
Ast =
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép với
ξ × γ × R 0, 618 ×1×1, 45
µmax = R b b =
= 3,98%; µmin = 0, 05% .
Rs
Ta có:
22,50
A
2,36
µt = s × 100% =
×100% = 0, 28%
b × h0
100 × 8,5
⇒ Kết luận: µ min = 0, 05% < µ t = 0, 28% < µ max = 3,98% ⇒ thỏa mãn.
* Tính cốt thép theo phương cạnh dài: ld = 7, 0(m)
ho = hs − a = 10 − 1,5 = 8,5(cm)
- Chiều cao làm việc của kết cấu:
- Tính thép tại gối với momen tính toán: M II = 3,15(kN .m)
+ Thay vào công thức (2.16), ta được:
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 14
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
αm =
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
M
3,15 ×102
=
= 0, 030 < α R = 0, 418
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
+ Tính ξ với α m = 0, 030 thay vào công thức ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 030 = 0, 030
+ Tính diện tích cốt thép dùng công thức ta được:
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 030 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 1,32(cm 2 )
Rs
28, 00
ch
2
Chọn thép bố trí : φ10a200 có As = 3,93(cm )
Ast =
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép với
ξ × γ × R 0,595 ×1× 1, 45
µmax = R b b =
= 3, 08%; µmin = 0, 05% .
Rs
28, 00
A
1,32
µt = s × 100% =
×100% = 0,16%
b × h0
100 × 8,5
Ta có:
⇒ Kết luận: µ min = 0, 05% < µ t = 0,16% < µ max = 3, 08% ⇒ thỏa mãn.
-
Tính thép tại nhịp với momen tính toán: M 2 = 1, 43(kN .m)
+
Chiều cao làm việc của kết cấu:
ho = hs − a2 = 10 − 1,5 = 8,5(cm)
Thay vào công thức ta được:
+
αm =
M
1, 43 ×102
=
= 0, 014 < α R = 0, 427
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
Tình ξ với α m = 0, 014 thay vào công thức ta được:
+
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 014 = 0, 014
+
Tính diện tích cốt thép dùng công thức ta được:
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 014 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
t
As =
=
Rs
22,50
= 0, 77(cm 2 )
Chọn thép bố trí : φ8a200 có Asch = 2.51(cm 2 )
+
Kiểm tra hàm lượng cốt thép với
ξ R × γ b × Rb 0, 618 ×1×1, 45
=
= 3, 98%; µmin = 0, 05%
Rs
22,50
A
0, 77
µt = s × 100% =
×100% = 0, 09%
Ta có:
b × h0
100 × 8,5
⇒ Kết luận: µ min = 0, 05% < µ t = 0,09% < µ max = 3,98% ⇒ thỏa mãn.
µmax =
Lập bảng tính tương tự cho những ô bản còn lại ta được bảng 11 sau ta có
Bảng 12 : Bảng tổng hợp kết quả thép ô sàn 2 phương
Ô
Moment
sàn
S2
S3
M1
M2
MI
MII
M1
M2
Giá trị
M
(kN.m)
2,05
1,10
4,62
2,51
3,21
0,89
h0
b
Rb
Rs
(cm)
(cm)
(kN/cm2)
(kN/cm2)
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
100
100
100
100
100
100
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
αm
0,020
0,011
0,044
0,024
0,031
0,009
MSSV: 1131160054
ξ
0,020
0,011
0,045
0,024
0,031
0,009
-
As
tính
(cm2)
1,08
0,58
1,99
1,07
1,70
0,47
Chọn thép
∅
a(mm)
8
8
10
10
8
8
200
200
200
200
200
200
LỚP XC11CM
As
chọn
(cm2)
2,51
2,51
3,93
3,93
2,51
2,51
Trang 15
µ%
0,30
0,30
0,46
0,46
0,30
0,30
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
S4
S5
S6
S7
S9
S10
S11
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
6,90
1,94
2,25
1,51
5,16
3,47
4,40
1,43
9,63
3,15
2,85
2,21
6,57
5,14
4,67
239,06
10,52
5,36
0,73
0,33
1,64
0,73
4,58
2,51
10,33
5,71
0,98
0,73
2,25
1,70
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
1,45
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
22,50
22,50
28,00
28,00
0,066
0,019
0,021
0,014
0,049
0,033
0,042
0,014
0,092
0,030
0,027
0,021
0,063
0,049
0,045
0,023
0,100
0,051
0,007
0,003
0,016
0,007
0,044
0,024
0,099
0,055
0,009
0,007
0,021
0,016
0,068
0,019
0,022
0,015
0,051
0,034
0,043
0,014
0,097
0,031
0.028
0,021
0,065
0,050
0,046
0,023
0,106
0,053
0,007
0,003
0,016
0,007
0,045
0,024
0,104
0,056
0,009
0,007
0,022
0,016
3,00
0,82
1,19
0,80
2,22
1,48
2,35
0,75
4,25
1,34
1,51
1,17
2,85
2,22
2,50
1,26
4,67
2,31
0,39
0,17
0,69
0,31
2,45
1,33
4,58
2,47
0,51
0,38
0,96
0,72
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
8
8
10
10
200
200
200
200
200
200
200
200
150
200
200
200
200
200
200
200
150
200
200
200
200
200
200
200
150
200
200
200
200
200
3,93
3,93
2,51
2,51
3,93
3,93
2,51
2,51
5,24
3,93
2,51
2,51
3,93
3,93
2,51
2,51
5,24
3,93
2,51
2,51
3,93
3,93
2,51
2,51
5,24
3,93
2,51
2,51
3,93
3,93
* Tính toán ô sàn console S12
q
2
- Nội lựa tính toán: M = × l 2 =
8, 793
×1, 22 = 6,33( kN .m)
2
- Ứng với bê tông B25, cốt thép nhóm C-II(φ≤10): ⇒ ζ R = 0,595; α R = 0, 418
+ Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép: a = 1,5(cm);
+ Thay vào công thức ta được:
h0 = h − a = 10 − 1,5 = 8,5(cm) .
+ Thay h0 vào công thức ta được:
αm =
M
6, 33 ×10 2
=
= 0, 06 < α R = 0,595
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8, 52
Nên không cần đặt cốt thép chịu nén ( đặt cốt đơn).
+ Thay α m = 0, 06 vào công thức ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 06 = 0, 06
+ Thay vào công thức ta có tiết diện cốt thép:
Ast =
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 06 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 2, 64(cm 2 )
Rs
28, 00
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 16
0,46
0,46
0,30
0,30
0,46
0,46
0,30
0,30
0,62
0,46
0,30
0,30
0,46
0,46
0,30
0,30
0,62
0,46
0,30
0,30
0,46
0,46
0,30
0,30
0,62
0,46
0,30
0,30
0,46
0,46
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
⇒ Chọn bố trí φ10a200 có : Ach s = 3,93(cm 2 )
+ Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép bằng công thức (2.17):
ξ R × γ b × Rb 0, 595 ×1×1, 45
=
= 3, 08%; µmin = 0, 05%
Rs
28, 00
A
2,64
µt = s × 100% =
× 100% = 0,31%
b × h0
100 × 8,5
Kết luận: µ min = 0, 05% < µ t = 0,31% < µ max = 3, 08% ⇒ thỏa mãn.
Ta có:
µmax =
* Tính toán ô sàn console S13
q
2
- Nội lựa tính toán: M = × l 2 =
8, 643
×1, 22 = 6, 22(kN .m)
2
- Ứng với bê tông B25, cốt thép nhóm C-II: (φ≤10): ⇒ ζ R = 0,595; α R = 0, 418
+ Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép: a = 1,5(cm);
+ Thay vào công thức ta được:
h0 = h − a = 10 − 1, 2 = 8,5(cm) .
+ Thay h0 vào công thức ta được:
αm =
M
6, 22 ×102
=
= 0, 059 < α R = 0,595
γ b × Rb × b × h02 1×1, 45 ×100 × 8,52
Nên không cần đặt cốt thép chịu nén ( đặt cốt đơn).
+ Thay α m = 0,059 vào công thức ta được:
ξ = 1 − 1 − 2 × α m = 1 − 1 − 2 × 0, 059 = 0, 06
+ Thay vào công thức ta có tiết diện cốt thép:
Ast =
ξ × γ b × Rb × b × h0 0, 06 ×1×1, 45 ×100 × 8,5
=
= 2, 64(cm 2 )
Rs
28, 00
⇒ Chọn bố trí φ10a200 có : Ach s = 3,93(cm 2 )
+ Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép bằng công thức (2.17):
ξ × γ × R 0,595 ×1× 1, 45
µmax = R b b =
= 3, 08%; µmin = 0, 05%
Ta có:
Rs
28, 00
A
2, 64
µt = s × 100% =
×100% = 0,31%
b × h0
100 × 8,5
Kết luận:
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
µ min = 0, 05% < µ t = 0,31% < µ max = 3, 08% ⇒ thỏa mãn.
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 17
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2
3.1
Số liệu tính toán
3.3.1 Cấu kiện tính toán
Hình 3.1: Mô hình cấu kiện tính toán
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 18
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
3.3.2 Vật liệu sử dụng
-
Bê tông B25: R b = 14,5 ( MPa ) ; R bt = 1,05 ( MPa ) ; E b = 30 ×103 MPa.
-
Thép AI ( d < 10 ) : R s = R sc = 225 ( MPa ) , R sw = 175 ( MPa )
-
Thép AIII ( d ≥ 10 ) : R s = R sc = 365 ( MPa ) , R sw = 290 ( MPa )
3.2
Tính toán cốt thép dầm khung trục 2
3.21 Phân tích kết cấu khung không gian
Hình 3.2: Mô hình không gian kết cấu công trình
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 19
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
- Trong thiết kế và xây dựng nhà cao tầng, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực
hợp lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều cao, giải pháp kiến trúc,... Để đảm bảo độ
cứng, hạn chế chuyển vị ngang, tránh mất ổn định tổng thể cần hạn chế chiều cao và
độ mảnh.
- Căn cứ vào giải pháp thiết kế ở Chương I, công trình sử dụng hệ kết cấu
khung bêtông cốt thép chịu lực chính với sơ đồ làm việc dạng khung - giằng. Hệ dầm sàn các tầng được gối trực tiếp vào tường hoặc qua các cột trung gian. Phần trong
khung được dùng để bố trí cầu thang bộ, và các hệ thống kỹ thuật.
3.22 Hệ kết cấu đứng (khung)
- Được tạo thành từ các cấu kiện dạng thanh như cột, dầm, liên kết cứng tại các
nút tạo thành hệ khung không gian dọc theo các trục lưới cột trên mặt bằng nhà.
- Nhiệm vụ chính của hệ khung là nhận tải trọng đứng từ các kết cấu ngang
(dầm- sàn) sau đó truyền xuống móng. Ngoài ra hệ khung còn tham gia chịu tải trong
ngang và tăng độ cứng tổng thể của công trình.
3.23 Hệ kết cấu ngang (dầm – sàn)
Tầng 1 – tầng mái - Sử dụng giải pháp hệ sàn dầm đồng thời bố trí hệ dầm phụ
để giảm kích thước bản sàn từ đó giảm chiều dày sàn, tiết kiệm vật liệu.
Hình 3.3: Hệ dầm sàn tầng 2- tầng 7
- Sử dụng phần mềm ETABS để mô hình công trình thật về sơ đồ không gian hệ
kết cấu khung bêtông cốt thép.
- Các cấu kiện sàn các tầng được mô hình là các phần tử tấm Area với sàn –
Slab; , tường Wall.
- Các cấu kiện dầm, cột được mô hình là các phần tử thanh Frame.
- Các phần tử trên được liên kết với nhau tại các nút Joint.
- Cao trình khung không gian được khai báo ngàm tại vị trí cao trình -1,000 (m)
3.3
3.3.1
Tính toán sơ bộ tiết diện dầm
Dầm, sàn
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 20
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
- Kích thước sơ bộ của tiết diện dầm được lựa chọn dựa trên công thức kinh
nghiệm phụ thuộc vào nhịp và tải trọng, tương tự Chương 2( Mục 2.2.2)
Hình 3.4: Mặt bằng bố trí kết cấu tầng 2-7
3.3.1 Cột
- Xem cột như cấu kiện chịu nén lệch tâm, ta xác định sơ bộ tiết diện cột theo
công thức sau:
Ac =
k × n× q× S
(cm 2 )
Rb
Trong đó:
+ Rb: bêtông B25 có Rb=14,5 (MPA) = 14500(kN/cm2)
+ n : số tầng phía trên tác dụng lên cột
+ S : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
+ q : tải trọng sơ bộ lấy 11→13 (kN/m2)
+ k: hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí làm việc của cột
k = 1,1 đối với cột giữa.
k = 1,3 đối với cột biên.
k = 1,4 đối với cột góc.
+ Ac: diện tích tiết diện ngang của cột.
- Cột được thay đổi tiết diện 3 tầng một lần. Kích thước tiết diện cột thay đổi
theo độ cao chọn sơ bộ theo bảng 12 như sau:
Cột giữa
n
lx
ly
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
qs
-
S
MSSV: 1131160054
Rb
-
Ac
b
LỚP XC11CM
h
Acc
Trang 21
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
k
2
2
(m)
(m)
(kN/m )
(m )
(kN/m2)
(cm2)
(cm)
(cm)
(cm2)
Tầng 1 – 3
Tầng 4 – 6
8
5
7,0
7,0
5,5
5,5
10
10
38,5
38,5
1,1
1,1
14500
14500
2336
1460
40
30
60
50
2400
1500
Tầng 7- mái
2
7,0
5,5
10
38,5
1,1
14500
584
30
40
1200
lx
ly
qs
S
Rb
Ac
b
h
Acc
(m)
(m)
(kN/cm2)
(m2)
(kN/cm2)
(cm2)
(cm)
(cm)
(cm2)
Cột biên
n
k
Tầng 1 – 3
Tầng 4 – 6
8
5
7,0
7,0
3,5
3,5
10
10
24,5
24,5
1,3
1,3
1,45
1,45
1757
1098
40
30
50
40
2000
1200
Tầng 7- mái
2
7,0
3,5
10
24,5
1,3
1,45
439
30
30
900
3.3.2 Tải trọng gió
- Công trình được xây dựng ở TP. Hồ Chí Minh vùng áp lực gió II. Ảnh hưởng
bão: yếu (A). Địa hình dạng A (tương đối trống).
- Giá trị áp lực thành phần tĩnh tải trọng gió xác định theo công thức (5) [2]
Wj=W0×k×c×n (kN/m2)
Với:
• W0= 0,83 (kN/m2)
• k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa
hình A theo Bảng 5 [2]
• c: hệ số khí động lấy theo Bảng 6 [2]
• n=1,2 hệ số tin cậy của tải trọng gió.
Bảng13: Tính áp lực thành phần tĩnh tải trọng gió
Tầng
Tầng 1
Tầng 2
Tầng 3
Tầng 4
Tầng 5
Tầng 6
Tầng 7
Tầng mái
Chiều
cao tầng
(m)
0
4
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Cao độ
Hệ số
Wj
W'j
Wđẩy
Whút
Z (m)
k
(kN/m2)
(kN/m2)
(kN/m)
(kN/m)
0
4
7,5
11
14,5
18
21,5
25
0,000
1,035
1,048
1,192
1,234
1,270
1,298
1,330
0,000
0,825
0,835
0,950
0,983
1,012
1,034
1,060
0,000
0,619
0,626
0,712
0,737
0,759
0,776
0,795
0,000
3,093
2,923
3,324
3,441
3,542
3,620
1,855
0,000
2,319
2,192
2,493
2,581
2,656
2,715
1,391
LỚP XC11CM
Trang 22
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
- Giá trị áp lực thành phần tĩnh tải trọng gió được quy thành tải phân bố đều theo
công thức:
W = WJ ×
Ht + Hd
( kN / m)
2
Với:
• Ht, Hd (m) chiều cao tầng trên và tầng dưới.
- Tải trọng gió được gán vào tâm cứng, cách gán tải này được phần mềm ETABS
hỗ trợ.
• Ht, Hd (m) chiều cao tầng trên và tầng dưới.
Hình 3.5: Minh họa gán sàn tuyệt đối cứng
3.3
Xác định các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng
3.4.1 Các trường hợp tải trọng
STT
Tên tải trọng
Dạng
Ý nghĩa
1
2
3
4
5
6
TLBT
TUONG
HTHIEN
HTCĐ
GIOX
GIOY
DEAD
SUPER DEAD
SUPER DEAD
LIVE
WIND
WIND
Trọng lượng bản thân kết cấu
Tải trọng tường xây, vách ngăn
Tải trọng các lớp hoàn thiện
Hoạt tải tầng lẻ
Tải trọng gió theo phương X
Tải trọng gió theo phương Y
- Giá trị các trường hợp tải được tính toán và phân tích cụ thể ở Chương 3 mục
3.2, 3.3.
- Để đơn giản trong quá trình tính toán và dễ quản lý khi nhập tĩnh tải vào trong
phần mềm ETABS tiến hành chia thành 03 trường hợp tải nhỏ là (TLBT, TUONG,
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 23
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
HTHIEN). Vì vậy khi tổ hợp TINHTAI ta cộng 03 trường hợp này với tổ hợp dạng
ADD, tổ hợp này được phần mềm ETABS hỗ trợ.
3.4.2 Tổ hợp tải trọng
Tổ hợp
TH1
TH2
TH3
TH4
TH5
TH6
TH7
TH8
TH9
BAO1
TH10
TH11
TH12
TH13
TH14
BAO2
Cấu trúc
Dạng tổ hợp
1.TINHTAI +
1.HTCĐ
ADD
1.TINHTAI +
1.GIOX
ADD
1.TINHTAI +
1.(-GIOX)
ADD
1.TINHTAI +
1.GIOY
ADD
1.TINHTAI +
1.(-GIOY)
ADD
1.TINHTAI +
0,9.(HTCĐ +GIOX)
ADD
1.TINHTAI +
0,9.(HTCĐ +(-GIOX))
ADD
1.TINHTAI +
0,9.(HTCĐ +GIOY)
ADD
1.TINHTAI +
0,9.(HTCĐ +(-GIOY))
ADD
TH1+….+TH9
ENVE
0,909.TINHTAI+
0,833.HTCĐ
ADD
0,909.TINHTAI+
0,833.GX
ADD
0,909.TINHTAI+
0,833.(-GX)
ADD
0,909.TINHTAI+
0,833.GY
ADD
0,909.TINHTAI+
0,833.(-GY)
ADD
TH10+….+TH14
ENVE
Ghi chú
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp cơ bản [1]
Tổ hợp bao
Tổ hợp cơ bản [2]
Tổ hợp cơ bản [2]
Tổ hợp cơ bản [2]
Tổ hợp cơ bản [2]
Tổ hợp cơ bản [2]
Tổ hợp bao
3.4.3 Kiểm tra ổn định chống lật
- Công trình có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng
chống lật. Theo đó công trình CHUNG CƯ có Chiều cao / Chiều rộng
h 39, 4
=
= 1, 93 < 5 .
b 20, 4
→ Vì vậy không cần kiểm tra ổn định chống lật cho công trình.
3.4.4 Kết quả xác định nội lực khung trục 2
- Sử dụng chương trình ETABS ver9.7.4 để mô hình khung không gian và giải
bài
toán đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn.
- Kết quả xác định nội lực:
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 24
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
3.4.5 Nội lực tính toán
Hình 3.6: Biểu đồ bao momen khung trục 2
SVTH: HUỲNH MINH THÁI
-
MSSV: 1131160054
-
LỚP XC11CM
Trang 25
