Đồ án kết cấu bê tông (khung không gian) b1306979
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.2 MB, 58 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KẾT CẤU BÊ TÔNG
CBHD: Dương Nguyễn Hồng Toàn
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
MSSV: B1306979
Lớp: XDDD&CN 3 - K39
Cần Thơ, tháng 05/2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KẾT CẤU BÊ TÔNG
CBHD: Dương Nguyễn Hồng Toàn
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
MSSV: B1306979
Lớp: XDDD&CN 3 - K39
Cần Thơ, tháng 05/2016
Mục lục
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế ........................................................................................... 1
1.2. Số liệu tính toán ................................................................................................ 1
1.2.1. Tĩnh tải ........................................................................................................ 1
1.2.2. Hoạt tải ........................................................................................................ 2
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.1. Sàn tầng 2-4 ...................................................................................................... 4
2.1.1. Chia ô sàn ................................................................................................... 4
2.1.2. Mô tả mặt bằng sàn..................................................................................... 5
2.1.3. Các bước tính toán sàn ............................................................................... 6
2.1.3. Tính toán sàn đại diện ................................................................................. 8
2.2. Sàn tầng 5 ......................................................................................................... 17
2.2.1. Chia ô sàn................................................................................................. 17
2.2.2. Tính toán sàn ............................................................................................ 18
CHƯƠNG 3. KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
3.1. Phân tích kết cấu khung, chọn sơ đồ tính ......................................................... 22
3.1.1. Phân tích kết cấu khung ........................................................................... 22
3.1.2. Sơ đồ tính khung ...................................................................................... 22
3.2. Xác định sơ bộ kích thước tiết diện .............................................................. 23
3.2.1. Xác định sơ bộ kích thước tiết diện dầm ................................................. 23
3.2.2. Xác định sơ bộ kích thước tiết diện cột ................................................... 24
3.3. Tải trọng tác dụng vào hệ khung dầm sàn ..................................................... 26
3.3.1. Tĩnh tải ..................................................................................................... 26
3.3.2. Hoạt tải ..................................................................................................... 27
3.3.3. Tải gió ...................................................................................................... 27
3.3.4. Các trường hợp tải trọng .......................................................................... 28
3.3.5. Các cấu trúc tổ hợp .................................................................................. 29
SVTH:Lưu Trần Hữu Tín
Trang i
Mục lục
3.4. Tính toán và thiết kế khung trục 5 .................................................................... 39
3.4.1. Tính toán dầm khung trục 5........................................................................ 43
3.4.2. Tính toán cột khung trục 5.......................................................................... 50
SVTH:Lưu Trần Hữu Tín
Trang ii
Mục lục
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Mặt bằng ô sàn tầng 2-4 ..........................................................................
Hình 2.2. Mặt bằng ô sàn tầng 5 .............................................................................
Hình 3.1. Sơ đồ kết cấu không gian ........................................................................
Hình 3.2. Sơ đồ truyền tải vào cột ..........................................................................
Hình 3.3. Tỉnh tải các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình (TT) ...............................
Hình 3.4. Hoạt tải chất đầy sàn tầng điển hình (HTCD) ........................................
Hình 3.5. Hoạt tải cách nhịp lẻ phương X (HT1) ...................................................
Hình 3.6. Hoạt tải cách nhịp chẳn phương X (HT2) ..............................................
Hình 3.7. Hoạt tải cách nhịp lẻ phương Y (HT3) ...................................................
Hình 3.8. Hoạt tải cách nhịp chẳn phương Y (HT4) ..............................................
Hình 3.9. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương X (HT5) ............................................
Hình 3.10. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương X (HT6) ..........................................
Hình 3.11. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương X (HT7) ..........................................
Hình 3.12. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương Y (HT8) ..........................................
Hình 3.13. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương Y (HT9) ..........................................
Hình 3.14. Hoạt tải hai nhịp liên tục phương Y (HT10) ........................................
Hình 3.15. Hoạt tải gió trái (GX) ............................................................................
Hình 3.16. Hoạt tải gió phải (GXX) .......................................................................
Hình 3.17. Hoạt tải gió trước (GY) .........................................................................
Hình 3.18. Hoạt tải gió sau (GYY) .........................................................................
Hình 3.19. Kí hiệu dầm và cột của khung ..............................................................
Hình 3.20. Biểu đồ bao momen khung trục 5 (kG.m) ............................................
Hình 3.21. Biểu đồ bao lực cắt khung trục 5 (kG)..................................................
Hình 3.22. Biểu đồ bao lực dọc khung trục 5 (kG) ................................................
SVTH:Lưu Trần Hữu Tín
Trang iii
Mục lục
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Tĩnh tải sàn các tầng ...............................................................................
Bảng 1.2. Tĩnh tải sàn tầng mái ..............................................................................
Bảng 1.3. Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn. ...............................................
Bảng 2.1. Phân loại ô sàn tầng 2-4 ..........................................................................
Bảng 2.2. Tính nội lực sàn hai phương tầng 2-4 .....................................................
Bảng 2.3. Tính và bố trí thép sàn 2 phương tầng 2-4 .............................................
Bảng 2.4. Tính nội lực sàn một phương tầng 2-4 ...................................................
Bảng 2.5. Tính và bố trí thép sàn 1 phương tầng 2-4 .............................................
Bảng 2.6. Phân loại ô sàn tầng 5 .............................................................................
Bảng 2.7. Tính nội lực sàn hai phương tầng 5 ........................................................
Bảng 2.8. Tính và bố trí thép sàn 2 phương tầng 5 .................................................
Bảng 2.9. Tính nội lực sàn một phương tầng 5 .......................................................
Bảng 2.10. Tính và bố trí thép sàn 1 phương tầng 5 ...............................................
Bảng 3.1. Tiết diện dầm sơ bộ ................................................................................
Bảng 3.2. Tiết diện cột sơ bộ ..................................................................................
Bảng 3.3. Tĩnh tải tác dụng lên các ô bản sàn (không tính trọng lượng bản BTCT)
Bảng 3.4. Tĩnh tải sàn tầng mái. .............................................................................
Bảng 3.5. Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn ................................................
Bảng 3.6. Tính áp lực gió tác dụng vào cột ............................................................
Bảng 3.7. Bảng tính thép dọc dầm khung trục 5 .....................................................
Bảng 3.8. Bảng tính thép đai dầm khung trục 5......................................................
Bảng 3.9. Bảng nội lực cột khung trục 5 ................................................................
Bảng 3.10. Bảng tính thép cột khung trục 5 ...........................................................
SVTH:Lưu Trần Hữu Tín
Trang iv
Chương 1. Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế
CHƢƠNG 1
TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế
Dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam:
+ TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
+ TCVN 5574:2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
+ TCXDVN 356:2005 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết
kế
+ Sổ tay thực hành kết cấu công trình - PGS.TS Vũ Mạnh Hùng.
+ Kết cấu bê tông cốt thép - Võ Bá Tầm.
1.2. Số liệu tính toán
* Số liệu đề bài:
- Số tầng 6
- Chiều cao các tầng là: 3.6m.
* Số liệu thép và bê tông: (theo TCVN 5574 – 2012).
- Bê tông: Cấp độ bền B20 cho cả dầm, sàn và cột.
Rb = 11.5 MPa; Rbt = 0.9 MPa; Eb = 27*103 MPa.
- Thép: Chọn thép CI cho thép sàn và cốt đai dầm:
RS = RSC = 225 Mpa; RSW = 175 Mpa; ES = 21*104 Mpa.
Chọn thép CII cho cốt dọc dầm, cột:
RS = RSC = 280 Mpa; RSW = 225 Mpa; ES = 21*104 Mpa.
* Chiều dày sàn:
- Chiều dày sàn các tầng được chọn trong khoảng:
hs (
1
1
1
1
) L1 ( )500 (10 12.5)cm
50 40
50 40
- Chọn hs = 10cm.
- Chiều dày sàn mái: hs = 6 ÷ 8cm. Ta chọn: hs= 8 cm.
1.2.1. Tĩnh tải
- Tĩnh tải là tải trọng tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình làm việc của kết cấu
công trình như: trọng lượng bản thân kết cấu, các vách ngăn,…
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 1
Chương 1. Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế
- Tĩnh tải được tính như sau:
gtt = n γ δ ( kg/m2 )
* Trong đó:
n: hệ số vượt tải.
γ: trọng lượng đơn vị vật liệu (kg/m3)
δ: độ dày lớp vật liệu (m)
Bảng 1.1. Tĩnh tải sàn các tầng
Độ dày
(m)
Lớp vật liệu
Trọng
lƣợng
γ
( kg/m3 )
Hệ số
vƣợt tải
n
Tải trọng
tính toán gtt
( kg/m2 )
Gạch Ceramic 40x40x1cm
0.01
2800
1.1
30.8
Vữa lót #50 dày 2.5 cm
0.025
1600
1.2
48
Sàn bêtông dày 10 cm
0.1
2500
1.1
275
0.015
1600
1.2
28.8
Vữa trát trần #75 dày 1.5 cm.
Tổng tĩnh tải G
382.6
Bảng 1.2. Tĩnh tải sàn tầng mái
Trọng
lƣợng γ
Tải trọng
tính toán gtt
(kg/m )
Hệ số
vƣợt tải
n
0.1
1600
1.2
192
Sàn bêtông dày 8 cm.
0.08
2500
1.1
220
Vữa trát trần #75 dày 1.5 cm.
0.015
1600
1.2
28.8
Lớp vật liệu
Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung
bình 10 cm.
Tổng tĩnh tải G
Độ dày
(m)
3
(kg/m2)
440.8
1.2.2. Hoạt tải
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 2
Chương 1. Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế
- Hoạt tải là tải trọng có thể thay đổi giá trị, chiều tác dụng, điểm đặt,…như: tải trọng
người, tải trọng gió,…
- Hoạt tải được tính toán như sau:
ptt = ptc x n
* Trong đó:
ptt: hoạt tải tính toán (kg/cm2).
ptc: hoạt tải tiêu chuẩn (kg/cm2).
n: hệ số vượt tải.
- Lớp nước chứa trong sênô (do ứ đọng) dày 30cm = 0,3x1000 = 300 KG/m2=
300daN/m2
- Dựa vào TCVN 2737 – 1995 để tìm giá trị hoạt tải cho các phòng.
Bảng 1.3. Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn
Loại phòng
STT
PTC (Kg/m2)
n
PTT (Kg/m2)
1
Văn phòng, phòng thí nghiệm
200
1.2
240
2
Hành lang
300
1.2
360
3
Ban công
200
1.2
240
1.2
540
4
Mái bằng có sử dụng và sê nô
150+300
(30cm nước)
5
Vệ sinh
200
1.2
240
6
Giảng đường
400
1.2
480
* Ghi chú: Theo TCVN 2737-1995, nếu tải trọng 200 thì n = 1.2
nếu tải trọng < 200 thì n = 1.3
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 3
Chương 2. Thiết kế và tính tốn sàn bê tơng cốt thép
CHƢƠNG 2
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN SÀN BÊ TƠNG CỐT THÉP
2.1. Sàn tầng 2-4
2.1.1. Chia ơ sàn
A
B
C
D
E
6
S20
S2
S1
S3
S4
S2
S1
5
S6
S5
S7
S8
4
S9
S10
S11
S12
S10
S9
3
S13
S21
S14
S15
S18
S19
S21
S13
2
S16
S17
1
MẶ
T BẰ
NGMặt
LẦUbằng
1-2 ơ sàn tầng 2-4
Hình
2.1.
TL 1/100
-
Sàn của cơng trình là sàn BTCT tồn khối. Quan niệm các cạnh là ngàm cứng
và dầm xung quanh. Tất cả các sàn tính tốn thuộc dạng sơ đồ số 9 (4 cạnh
ngàm).
-
Dựa vào tỉ số
L2
ta chia ơ sàn làm 2 loại như sau:
L1
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 4
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
+ Sàn S3, S8, S9, S11, S19, S20, S21 là sàn hai phương, tính nội lực và thép theo
bảng tính Excel.
+ Sàn S1, S2, S4, S5, S6,, S7, S10, S12, S13, S14, S15,, S16, S17, S18 là sàn một
phương, tính toán nội lực và thép theo phương ngắn như dầm ngàm 2 đầu.
Bảng 2.1. Phân loại ô sàn tầng 2-4
Ô Sàn
L1(m)
L2(m)
L2/L1
Loại Sàn
Chức năng
S1
2.65
6.3
2.4
1 phương
Giảng đường
S2
2.65
6.6
2.5
1 phương
Giảng đường
S3
3
5.3
1.8
2 phương
Vệ sinh
S4
1.5
5.3
3.5
1 phương
Vệ sinh
S5
2.2
6.3
2.9
1 phương
Hành lang
S6
2.2
6.6
3.0
1 phương
Hành lang
S7
2.2
5.9
2.7
1 phương
Hành lang
S8
1.5
2.2
1.5
2 phương
Hành lang
S9
3.2
6.4
2.0
2 phương
Giảng đường
S10
3.2
6.6
2.1
1 phương
Văn phòng
S11
5.9
6.4
1.1
2 phương
Giảng đường
S12
1.5
6.4
4.3
1 phương
Hành lang
S13
2.45
6.3
2.6
1 phương
Giảng đường
S14
2.45
5.9
2.4
1 phương
Giảng đường
S15
1.5
4.9
3.3
1 phương
Hành lang
S16
1.6
6.3
3.9
1 phương
Ban công
S17
1.6
6.6
4.1
1 phương
Ban công
S18
1.6
5.9
3.7
1 phương
Ban công
S19
1.5
1.6
1.1
2 phương
Ban công
S20
2.2
2.9
1.3
2 phương
Vệ sinh
S21
2.45
3.7
1.5
2 phương
Hành lang
2.1.2. Mô tả mặt bằng sàn
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 5
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
- Tính toán thuyết minh cụ thể cho 1 ô sàn điển hình là sàn đại diện cho loại sàn 1
phương và 2 phương. Các ô sàn còn lại tương tự dựa vào cách tính cho hai sàn trên ta
lập thành bảng tính bằng phần mềm tính toán thông dụng Excel.
- Chọn vật liệu:
+ Sử dụng bêtông cốt thép đổ toàn khối.
+ Bêtông B20: Rb = 1.15 (KN/cm2)
+ Thép nhóm CI: Rs =22.5(KN/cm2)
- Mặt bằng sàn được thể hiện trong bản vẽ khổ giấy A4. Phân loại các ô sàn: những
ô sàn khác nhau về kích thước và tải trọng (tùy phòng chức năng) được đánh số phân
loại khác nhau.
- Đây là bản thuộc loại bản kê bốn cạnh. Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công
trình”_TS. Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các
cạnh là ngàm.
2.1.3. Các bƣớc tính toán sàn
a. Sự làm việc của bản
- Bản là một trong những bộ phận chính của sàn. Bản được kê lên dầm, dầm chia bản
thành từng ô, tuỳ theo các cạnh được liên kết mà mà bản bị uốn theo 1 hay 2 phương.
- Tuỳ theo sự làm việc của bản, người ta chia sơ đồ sàn sườn thành:
+ Sàn sườn có bản loại dầm.
+ Sàn sườn có bản kê 4 cạnh.
- Gọi L1, L2 là chiều dài theo phương ngắn và phương dài của ô sàn.
+
L2
2 bản sàn làm việc 1 phương theo cạnh ngắn.
L1
+
L2
2 bản sàn làm việc 2 phương .
L1
b. Các bƣớc tính toán nội lực sàn một phƣơng ( khi
L2
2 ):
L1
- Trong sàn một phương tải trọng truyền chủ yếu theo phương ngắn do đó khi tính toán
có thể tưởng tượng cắt bản thành dãy rộng 1m theo phương ngắn để xác định nội lực
và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo phương l1, cốt thép đặt theo phương l2 là cốt
thép cấu tạo. Tính toán như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật b x h = 100 x hs và có
ngàm ở hai đầu.
- Mômen tại giữa nhịp:
Tính thép :
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 6
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
Các công thức tính:
m = M/( Rb*b* ho2)
= 1 – 1 2 * m
As = * Rb*b* ho/ Rs
Kiểm tra điều kiện hàm lượng
= (As*100%)/(b* ho)
min = 0.1 %
max = (R* Rb*100%) / Rs
Điều kiện tránh phá hoại giòn(dẻo) min < < max .
Bố trí thép: sẽ tính ở phần sau
c. Các bƣớc tính toán nội lực sàn hai phƣơng ( khi
L2
2 ):
L1
L1
MII
L2
M2
MI
M1
MI
MII
-
Cắt bản ra dãy rộng 1m theo cả hai phương để tính toán.
-
Vì tất cả các ô sàn đều tính toán dạng sơ đồ số 9 (4 cạnh ngàm) nên ta có:
M1 = m91*P
M2 = m92*P
MI = k91*P
MII = k92*P
P= ( g+p)*L1*L2 (daN)
M1 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn
M2 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài
MI : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh ngắn
MII : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh dài.
L1 : Chiều dài cạnh ngắn của bản , L2 : Chiều dài cạnh dài của bản.
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 7
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
m91, m92, k91, k92: các hệ số được thành lập bảng sẳn phụ thuộc tỉ số tra theo
sơ đồ 9 bảng 1-19 - Sổ tay Thực Hành kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng.
p: hoạt tải của sàn (daN/m2), lấy theo TCVN 2737-1995.
g: tĩnh tải của sàn, tính từ các lớp cấu tạo sàn (daN/m2), cũng lấy theo TCVN
2737-1995 hoặc trang 38 - Sổ tay Thực Hành kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng.
2.1.4. Tính toán sàn đại diện
a. Tính toán sàn 2 phƣơng S3 (Sàn tầng): Với L1= 3m; L2= 5.3m
- Ta có α =
L2
= 1.8 < 2 Sàn làm việc theo 2 phương.
L1
- Chọn chiều dày sàn là hs = 10cm, lớp bảo vệ a = 1,5cm.
- Vậy bản thuộc loại bản kê bốn cạnh. Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình”
– TS. Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các cạnh
là ngàm.
- Cắt bản theo hai phương vuông góc cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng là b=
1m =100 cm.
* Tải trọng:
Tĩnh tải: gtt = 382.6 daN/m2
Hoạt tải: Ptt = 240 daN/m2
Tải trọng toàn phần: P = (gtt + Ptt) L1 L2
= (382.6 + 240) 3 5.3 = 9899 (daN)
* Tính moment:
Tra bảng 1-9 sơ đồ 9/34 Sổ tay THKCCT của Vũ Mạnh Hùng với : α = 1.6
m91= 0.0205
m92= 0.0080
k91 = 0.0452
k92 = 0.0177
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 8
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
Vậy:
M1 = m91 P = 0.0205 9899 = 194 (daN.m).
M2 = m92 P = 0.0080 9899 = 62 (daN.m).
MI = k91 P = 0.0452 9899= 423 (daN.m).
MII= k92 P = 0.0177 9899= 136 (daN.m).
* Tính thép và bố trí thép:
Vật liệu:
Bêtông B20: Rb= 11,5 Mpa = 115(daN/cm2).
Rbt= 0,9 Mpa = 9 (daN/cm2).
Thép nhóm CI: Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 (daN/cm2).
Tra phụ lục 5 (Kết cấu bê tông cốt thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm
được R = 0,437 và R = 0,645.
Chọn hs= 10 cm, a= 1.5 cm h0= 10-1.5=8.5 cm.
* Tính thép chịu moment dƣơng M1 = 15293 daN.cm theo phƣơng cạnh ngắn L1:
m
M1
19423
0.023 < R =0.437 => Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb b ho 115 100 8.5 2
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.023) 0.988
As
M1
19423
1.03 cm 2
Rs ho 0.998 2250 8.5
Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép
6a200 mm với As = 1.42 cm . (ta bố trí thép ở thớ dưới)
2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
1.42
100%
100% 0.17%
b h0
100 8.5
max
R Rb
Rs
100%
0.645 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thõa ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n
L2
3000
1
1 16 , ta chọn 16 thanh.
a
200
* Tính thép chịu moment dƣơng M2 = 6177 daN.cm theo phƣơng cạnh dài L2:
(Chú ý: ho=hs – a – M1 = 10 – 1.5 – 0.6 = 7.9 cm.)
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 9
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
m
M2
6177
0.009 < R =0.437 =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb b ho 115 100 7.9 2
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.009 ) 0.996
As
M2
6177
0.35 cm 2
Rs ho 0.996 2250 7.9
* Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn
thép 6a200mm với As = 1.42 cm2.(bố trí thớ dưới, nằm trên thép M1)
* Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
1.41
100%
100% 0.18%
b h0
100 7.9
max
R Rb
Rs
100%
0.673 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thoã ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh dài:
n
L1
3000
1
1 16 ta chọn 16 thanh.
a
200
* Tính thép chịu moment âm MI =42349 daN.cm theo phƣơng cạnh ngắn L1:
m
MI
42349
0.051 < R =0.437 =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb b ho 115 100 8.5 2
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.051) 0.974
As
MI
42349
2.27 cm 2
Rs ho 0.974 2250 8.5
* Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn
thép 6a100mm với As = 2.83 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)
* Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
2.83
100%
100% 0.18%
b h0
100 8.5
max
R Rb
Rs
100%
0.673 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thỏa ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn:
n
L2
3000
1
1 31 ta chọn 31 thanh.
a
100
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 10
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
* Tính thép chịu moment âm MII =13204 daN.cm theo phƣơng cạnh ngắn L1:
m
M II
13204
0.016 < R =0.437 =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb b ho 115 100 8.52
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.016 ) 0.992
As
MI
13204
0.7 cm 2
Rs ho 0.992 2250 8.5
* Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn
thép 6a200mm với As = 1.42 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)
* Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
1.42
100%
100% 0.17%
b h0
100 8.5
max
R Rb
Rs
100%
0.673 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thỏa ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn:
n
L2
5300
1
1 28 ta chọn 28 thanh.
a
200
Sau cùng, ta tổng hợp bằng bảng số liệu bên dưới:
Chú ý đơn vị: 1MPa = 10 daN/cm2
Tương tự như vậy ta tính và bố trí thép cho các ô sàn 2 phương còn lại. Ta lập thành
bảng tính như sau:
Bảng 2.2. Tính nội lực sàn hai phương tầng 2-4
Số
hiệu
ô
Cạnh Cạnh
m91
Hoạt
Tĩnh
M1
ngắn
m92
tải
tải
M2
k91
ptt
gtt
MI
L1
dài
L2
sàn
k92
(m)
(m)
1
S3
2
3.0
3
5.3
S8
1.5
2.2
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
2
daN/m
4
5
6
1.77 0.0196
240
0.0062
0.0428
0.0137
1.47 0.0209
360
0.0097
0.0467
0.0216
2
daN/m
7
382.6
8
9899
382.6
2451
MII
(daN.m)
9
194
62
423
136
51
24
114
53
Trang 11
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
S9
3.2
6.3
S11
5.9
6.4
S19
1.5
1.6
S20
2.2
2.9
S21
2.5
3.7
1.97 0.0185
0.0048
0.0397
0.0103
1.08 0.0191
0.0165
0.0445
0.0381
1.07 0.0190
0.0167
0.0442
0.0385
1.32 0.0209
0.0120
0.0475
0.0273
1.51 0.0208
0.0092
0.0463
0.0203
480
382.6
17390
480
382.6
32572
240
382.6
1494
240
382.6
3972
360
382.6
6732
321
83
690
180
623
537
1449
1240
28
25
66
58
83
48
189
109
140
62
312
137
Bảng 2.3. Tính và bố trí thép sàn 2 phương tầng 2-4
Ký
Momen Giá trị M
hiệu
ô
sàn
1
S3
S8
S9
S11
ho
b
Rb
Rs
m
As
Chọn
thép
(cm2)
As
4
5
6
7
8
9
10
11
M1
3
19423
a
(m.m)
12
8.5
100
11.5
225
0.023
0.988
1.03
6
200
1.42
0.17
M2
6177
7.9
100
11.5
225
0.009
0.996
0.35
6
200
1.42
0.18
MI
42349
8.5
100
11.5
225
0.051
0.974
2.27
6
100
2.83
0.33
MII
13562
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.72
6
200
1.42
0.17
M1
5112
8.5
100
11.5
225
0.006
0.997
0.27
6
200
1.42
0.17
M2
2382
7.9
100
11.5
225
0.003
0.998
0.13
6
200
1.42
0.18
MI
11444
8.5
100
11.5
225
0.014
0.993
0.60
6
200
1.42
0.17
MII
5298
8.5
100
11.5
225
0.006
0.997
0.28
6
200
1.42
0.17
M1
32137
8.5
100
11.5
225
0.039
0.980
1.71
6
150
1.89
0.22
M2
8312
7.9
100
11.5
225
0.012
0.994
0.47
6
200
1.42
0.18
MI
69004
8.5
100
11.5
225
0.083
0.957
3.77
8
100
5.03
0.59
MII
17981
8.5
100
11.5
225
0.022
0.989
0.95
6
200
1.42
0.17
M1
62277
8.5
100
11.5
225
0.075
0.961
3.39
8
100
5.03
0.59
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
2
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
chọn
13
14
Trang 12
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
S20
S21
53743
7.7
100
11.5
225
0.079
0.959
3.24
8
150
3.35
0.44
MI
144879
8.5
100
11.5
225
0.174
0.904
8.38
12
100
11.31
1.33
MII
124033
8.5
100
11.5
225
0.149
0.919
7.06
12
150
7.54
0.89
M1
2836
8.5
100
11.5
225
0.003
0.998
0.15
6
200
1.42
0.17
M2
2495
7.9
100
11.5
225
0.003
0.998
0.14
6
200
1.42
0.18
MI
6608
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.35
6
200
1.42
0.17
MII
5756
8.5
100
11.5
225
0.007
0.997
0.30
6
200
1.42
0.17
M1
8294
8.5
100
11.5
225
0.010
0.995
0.44
6
200
1.42
0.17
M2
4759
7.9
100
11.5
225
0.007
0.997
0.27
6
200
1.42
0.18
MI
18852
8.5
100
11.5
225
0.023
0.989
1.00
6
200
1.42
0.17
MII
10860
8.5
100
11.5
225
0.013
0.993
0.57
6
200
1.42
0.17
M1
13975
8.5
100
11.5
225
0.017
0.992
0.74
6
200
1.42
0.17
M2
6166
7.9
100
11.5
225
0.009
0.996
0.35
6
200
1.42
0.18
MI
31168
8.5
100
11.5
225
0.038
0.981
1.66
6
150
1.89
0.22
MII
13665
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.72
6
200
1.42
0.17
b. Tính toán sàn một phƣơng S1 (sàn tầng): Với L2= 4.4m; L1= 1.2m.
- Ta có α =
L2
= 3,67 >2 Sàn làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn.
L1
- Sàn được tính như cấu kiện 2 đầu ngàm. Cắt bản theo phương cạnh ngắn với chiều
rộng b = 1m, ta tính tải phân bố đều ứng với bản rộng 1m.
* Tải trọng:
+ Tĩnh tải: gtt = 382.6 daN/m2
+ Hoạt tải: Ptt = 480 kg/m2
+ Tải trọng toàn phần : q = (gtt + Ptt) b = (382.6 + 480) 1 = 863 daN/m.
* Xác định nội lực:
- Mômen tại giữa nhip:
2
2
M1 ql1 863 2.7 252 (daN.m).
24
24
-Mômen tại gối:
2
MI ql1 863 2.7 505 (daN.m).
12
12
2
4400
1000
MI
1200
S19
M2
M1
MI
* Tính toán và chọn thép:
Vật liệu:
- Bêtông B20: Rb= 11.5 Mpa = 115 daN/cm2
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 13
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
Rbt= 0.9 Mpa = 9.0 daN/cm2
-
Thép nhóm CI: Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2
-
Tra phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm được R =
0.437 và R = 0.645. Chọn hs= 10 cm, a= 1.5 cm => h0 = 10 – 1.5 = 8.5 cm.
* Tính thép chịu moment dƣơng M1 =25240 daN.cm theo phƣơng cạnh ngắn L1:
m
M1
25240
0.03 < R =0.437 =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb b ho 115 100 8.5 2
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.003 ) 0.985
As
M1
25240
1.42 cm 2
Rs ho 0.985 2250 8.5
Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép
2
6a200mm với As = 1.42 cm . (ta bố trí thớ dưới)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
1.42
100%
100% 0.17%
b h0
100 8.5
max
R Rb
Rs
100%
0.645 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thoả ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n
L2
6300
1
1 33 , ta chọn 33 thanh.
a
200
* Tính thép chịu moment âm MI = 50480 daN.cm theo phƣơng cạnh ngắn L1:
m
MI
50480
0.061 < R =0.437 =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb b ho 115 100 8.5 2
0.5 (1 1 2 m ) 0.5 (1 1 2 0.061) 0.969
As
MI
50480
2.83 cm 2
Rs ho 0.969 2250 8.5
* Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn
thép 6a100mm với As = 2.83cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)
* Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
2.83
100%
100% 0.33%
b h0
100 8.5
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 14
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
max
R Rb
Rs
100%
0.645 115
100% 3.29%
2250
Vậy min = 0.1% < < max (Thỏa ĐK hàm lượng)
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n
L2
6300
1
1 64 , ta chọn 64 thanh.
a
100
Sau cùng, ta lập bằng bảng số liệu bên dƣới:
Bảng 2.4. Tính nội lực sàn một phương tầng 2-4
Hoạt
Tĩnh
M1
dài
tải
tải
MI
L1
L2
ptt
gtt
(daN.m)
(m)
(m)
1
S1
2
2.7
S2
Số
hiệu
ô
Cạnh Cạnh
ngắn
sàn
3
6.3
daN/m2 daN/m2
4
6
7
2.38
480
382.6
8
863
2.7
6.6
2.49
480
382.6
863
S4
1.5
5.3
3.53
240
382.6
623
S5
2.2
6.3
2.86
360
382.6
743
S6
2.2
6.6
3.00
360
382.6
743
S7
2.2
5.9
2.68
360
382.6
743
S10
3.2
6.6
2.06
240
382.6
623
S12
1.5
6.4
4.27
360
382.6
743
S13
2.5
6.3
2.57
480
382.6
863
S14
2.5
5.9
2.41
480
382.6
863
S15
1.5
4.9
3.27
360
382.6
743
S16
1.6
6.3
3.94
240
382.6
623
S17
1.6
6.6
4.13
240
382.6
623
S18
1.6
5.9
3.69
240
382.6
623
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
9
252
505
252
505
58
117
150
300
150
300
150
300
266
531
70
139
216
431
216
431
70
139
66
133
66
133
66
133
Trang 15
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
Bảng 2.5. Tính và bố trí thép sàn 1 phương tầng 2-4
Ký
Momen Giá trị M
hiệu
ô
sàn
1
S1
S2
S4
S5
S6
S7
S10
S12
S13
S14
S15
S16
S17
S18
ho
b
Rb
Rs
m
As
Chọn
thép
(cm2)
As
4
5
6
7
8
9
10
11
M1
3
25240
a
(m.m)
12
8.5
100
11.5
225
0.030
0.985
1.34
6
200
1.42
0.17
MI
50480
8.5
100
11.5
225
0.061
0.969
2.72
6
100
2.83
0.33
M1
25240
8.5
100
11.5
225
0.030
0.985
1.34
6
200
1.42
0.17
MI
50480
8.5
100
11.5
225
0.061
0.969
2.72
6
100
2.83
0.33
M1
5837
8.5
100
11.5
225
0.007
0.996
0.31
6
200
1.42
0.17
MI
11674
8.5
100
11.5
225
0.014
0.993
0.61
6
200
1.42
0.17
M1
14976
8.5
100
11.5
225
0.018
0.991
0.79
6
200
1.42
0.17
MI
29952
8.5
100
11.5
225
0.036
0.982
1.60
6
150
1.89
0.22
M1
14976
8.5
100
11.5
225
0.018
0.991
0.79
6
200
1.42
0.17
MI
29952
8.5
100
11.5
225
0.036
0.982
1.60
6
150
1.89
0.22
M1
14976
8.5
100
11.5
225
0.018
0.991
0.79
6
200
1.42
0.17
MI
29952
8.5
100
11.5
225
0.036
0.982
1.60
6
150
1.89
0.22
M1
26564
8.5
100
11.5
225
0.032
0.984
1.41
6
200
1.42
0.17
MI
53129
8.5
100
11.5
225
0.064
0.967
2.87
8
150
3.35
0.39
M1
6962
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.37
6
200
1.42
0.17
MI
13924
8.5
100
11.5
225
0.017
0.992
0.73
6
200
1.42
0.17
M1
21574
8.5
100
11.5
225
0.026
0.987
1.14
6
200
1.42
0.17
MI
43148
8.5
100
11.5
225
0.052
0.973
2.32
6
100
2.83
0.33
M1
21574
8.5
100
11.5
225
0.026
0.987
1.14
6
200
1.42
0.17
MI
43148
8.5
100
11.5
225
0.052
0.973
2.32
6
100
2.83
0.33
M1
6962
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.37
6
200
1.42
0.17
MI
13924
8.5
100
11.5
225
0.017
0.992
0.73
6
200
1.42
0.17
M1
6641
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.35
6
200
1.42
0.17
MI
13282
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.70
6
200
1.42
0.17
M1
6641
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.35
6
200
1.42
0.17
MI
13282
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.70
6
200
1.42
0.17
M1
6641
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.35
6
200
1.42
0.17
MI
13282
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.70
6
200
1.42
0.17
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
2
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
chọn
13
14
Trang 16
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
2.2. Sàn tầng 5
2.2.1. Chia ô sàn
A
B
C
D
E
6
S20
S2
S1
S3
S4
S2
S1
5
S6
S5
S7
S8
4
S10
S9
S9
S11
S12
S10
3
S13
S21
S14
S15
S21
S13
2
S16
S18
S17
S19
1
Hình 2.2. Mặt bằng ô sàn tầng 5
Bảng 2.6. Phân loại ô sàn tầng 5
Ô Sàn
L1(m)
L2(m)
L2/L1
Loại Sàn
Chức năng
S1
2.65
6.3
2.4
1 phương
Giảng đường
S2
2.65
6.6
2.5
1 phương
Giảng đường
S3
3
5.3
1.8
2 phương
Vệ sinh
S4
1.5
5.3
3.5
1 phương
Vệ sinh
S5
2.2
6.3
2.9
1 phương
Hành lang
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
Trang 17
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
S6
2.2
6.6
3.0
1 phương
Hành lang
S7
2.2
5.9
2.7
1 phương
Hành lang
S8
1.5
2.2
1.5
2 phương
Hành lang
S9
3.15
6.4
2.03
1 phương
Văn phòng
S10
3.2
6.6
2.1
1 phương
Văn phòng
S11
5.9
6.4
1.1
2 phương
Thư viện
S12
1.5
6.4
4.3
1 phương
Hành lang
S13
2.45
6.3
2.6
1 phương
Văn phòng
S14
2.45
5.9
2.4
1 phương
Phòng học
S15
1.5
4.9
3.3
1 phương
Hành lang
S16
1.6
6.3
3.9
1 phương
Ban công
S17
1.6
6.6
4.1
1 phương
Ban công
S18
1.6
5.9
3.7
1 phương
Ban công
S19
1.5
1.6
1.1
2 phương
Ban công
S20
2.2
2.9
1.3
2 phương
Vệ sinh
S21
2.45
3.7
1.5
2 phương
Hành lang
2.2.2. Tính toán sàn
Bảng 2.7. Tính nội lực sàn hai phương tầng 5
Số
hiệu
ô
Cạnh Cạnh
m91
Hoạt
Tĩnh
M1
ngắn
m92
tải
tải
M2
k91
ptt
gtt
MI
dài
L1
L2
(m)
(m)
1
S3
2
3.0
3
5.3
S8
1.5
2.2
S11
5.9
6.4
sàn
k92
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
2
4
5
1.77 0.0196
0.0062
0.0428
0.0137
1.47 0.0209
0.0097
0.0467
0.0216
1.08 0.0191
2
daN/m
6
240
daN/m
7
382.6
8
9899
360
382.6
2451
480
382.6
32572
MII
(daN.m)
9
194
62
423
136
51
24
114
53
623
Trang 18
Chương 2. Thiết kế và tính toán sàn bê tông cốt thép
S19
1.5
1.6
S20
2.2
2.9
S21
2.5
3.7
0.0165
0.0445
0.0381
1.07 0.0190
0.0167
0.0442
0.0385
1.32 0.0209
0.0120
0.0475
0.0273
1.51 0.0208
0.0092
0.0463
0.0203
240
382.6
1494
240
382.6
3972
360
382.6
6732
537
1449
1240
28
25
66
58
83
48
189
109
140
62
312
137
Bảng 2.8. Tính và bố trí thép sàn 2 phương tầng 5
Ký
Momen Giá trị M
hiệu
ô
sàn
1
S3
S8
S11
S19
S20
ho
b
Rb
Rs
m
As
Chọn
thép
(cm2)
As
4
5
6
7
8
9
10
11
M1
3
19423
a
(m.m)
12
8.5
100
11.5
225
0.023
0.988
1.03
6
200
1.42
0.17
M2
6177
7.9
100
11.5
225
0.009
0.996
0.35
6
200
1.42
0.18
MI
42349
8.5
100
11.5
225
0.051
0.974
2.27
6
100
2.83
0.33
MII
13562
8.5
100
11.5
225
0.016
0.992
0.72
6
200
1.42
0.17
M1
5112
8.5
100
11.5
225
0.006
0.997
0.27
6
200
1.42
0.17
M2
2382
7.9
100
11.5
225
0.003
0.998
0.13
6
200
1.42
0.18
MI
11444
8.5
100
11.5
225
0.014
0.993
0.60
6
200
1.42
0.17
MII
5298
8.5
100
11.5
225
0.006
0.997
0.28
6
200
1.42
0.17
M1
62277
8.5
100
11.5
225
0.075
0.961
3.39
8
100
5.03
0.59
M2
53743
7.7
100
11.5
225
0.079
0.959
3.24
8
150
3.35
0.44
MI
144879
8.5
100
11.5
225
0.174
0.904
8.38
12
100
11.31
1.33
MII
124033
8.5
100
11.5
225
0.149
0.919
7.06
12
150
7.54
0.89
M1
2836
8.5
100
11.5
225
0.003
0.998
0.15
6
200
1.42
0.17
M2
2495
7.9
100
11.5
225
0.003
0.998
0.14
6
200
1.42
0.18
MI
6608
8.5
100
11.5
225
0.008
0.996
0.35
6
200
1.42
0.17
MII
5756
8.5
100
11.5
225
0.007
0.997
0.30
6
200
1.42
0.17
M1
8294
8.5
100
11.5
225
0.010
0.995
0.44
6
200
1.42
0.17
M2
4759
7.9
100
11.5
225
0.007
0.997
0.27
6
200
1.42
0.18
MI
18852
8.5
100
11.5
225
0.023
0.989
1.00
6
200
1.42
0.17
MII
10860
8.5
100
11.5
225
0.013
0.993
0.57
6
200
1.42
0.17
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
2
SVTH: Lưu Trần Hữu Tín
chọn
13
14
Trang 19
