ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
I./ Đề bài:

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 1


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

S3

S1

S1

S1

S1

S1

S2

S2

S2

S2

S1

S1

S1

S3

S3

1.1./ Kích thước, hoạt tải tiêu chuẩn, địa điểm xây dựng:
 ĐỀ: L1= 4500
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 2


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh


L2 = 7000

L3 = 2800

L4 = 1200
 Địa điểm xây dựng: Cần Thơ
 Tính khung trục: 1

1.2./ Số liệu chung:
 Công trình có 4 tầng, mái bằng;
 Chiều cao tầng 1: H1= 4m, Chiều cao tầng 2 - 4: H= 3.6m
 Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, γt = 18(kN/m3), nt = 1.1
 Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: Rc = 200(kN/m2)
1.3./ Vật liệu sử dụng:
 Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γb = 1), Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9MPa
 Cốt thép CI (), Rs = 225MPa, Rsw = 175MPa, CII (d>10), Rs = 280MPa,
Rsw = 225MPa.
2./ Tính toán sơ bộ các cấu kiện:
2.1) Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn :
Sử dụng công thức :
 L2 : cạnh dài
 L1 : cạnh ngắn
 Quan niệm tính: Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng nằm ngang. Sàn không bị
rung động, biến dạng, chuyển vị mọi điểm trên sàn là như nhau khi chịu tải trọng
ngang. Trong tính toán không kể đến sàn bị yếu do khoan lỗ treo các thiết bị kỹ
thuật. Cũng như các đường ống được đặt âm trong sàn.
 Việc chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng lên sàn.

 Xác định chiều dày các ô bản sàn theo công thức(tham khảo sách “Sàn sườn bê
tông toàn khôi” GS.TS Nguyễn Đình Cống)



hs 

D
l1
m

Trong đó: l1 cạnh ngắn của ô sàn

 D= 0.8-1.4 : Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải tác dụng
 m = 30-35 : Ô sàn làm việc theo 1 phương
 m= 40-45 : Ô sàn làm việc theo 2 phương
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 3


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

 Sự làm việc của ô sàn thường dựa trên tỉ số 2 cạnh của ô bản như sau:
L2
2
 Khi L1
: bản làm việc 1 phương,
L2
�2
L
1
 Khi
: bản làm việc 2 phương

 Trong đó : L1, L2 lần lượt là chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản.
 Bảng2.1:Sơ bộ chiều dày sàn
Ô
sà
n

S1
S2
S3

l1
l2
(mm) (mm)

l2/l1

Loại ô bản

D

m

hs(mm)

40-45
4500 7000 1.55 Ô bản làm việc 2 phương 1
112.5-100
30-35
2800 4500 1.60 Ô bản làm việc 2 phương 1
70-62.2
30-35
1200 4500 3.75 Ô bản làm việc 1 phương 1
30-26.67
 Từ bảng trên: ta chọn h s = 120mm(Chọn chiều dày sàn theo chiều dày ô sàn đặc

trưng có kích thước lớn nhất).

2.2) Chọn sơ bộ kích thước chiều dày sàn :
 Công thức sơ bộ kích thước tiết diện dầm(tham khảo sách “Sàn sườn bê tông
toàn khôi” GS.TS Nguyễn Đình Cống)

hd 


1
ld
md Trong đó: m : Hệ số phụ thuộc tính chất của khung và tải trọng
d

 md = (12-16) : Đối với dầm chính (tựa lên cột)
 md = (16-20) : Đối với dầm phụ ( dầm tựa lên dầm)
 ld = Nhịp lớn nhất của dầm;
 bd = (1/4-1/2)h
 Bảng 2.2 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm dầm chính
STT
L nhịp(m)
md
Hd (mm)
1
7.0
12-16
583.3 – 437.5
 Từ bảng sơ bộ: Lựa chọn kích thước dầm.
 Bảng2.3 Chọn kích thước tiết diện dầm chính
STT
1

Tên dầm
D250X500

bds
125 - 250

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 4

hd
500


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2
Chọn dầm chính: D250x500

2.3) TẢI TRỌNG:
Theo tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 2737-1995 “Tải trọng tác động”. Tải trọng được chia thành
tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):
Tải trọng không biến đổi (vị trí đặt tải, độ lớn, phương chiều) trong quá trình xây dựng và
sử dụng công trình như trọng lượng bản thân công trình, trọng lượng tường ngăn.
a. TLBT và các lớp hoàn thiện:
Theo yêu cầu sử dụng các ô sàn có chức năng khác nhau được cấu tạo khác nhau, do đó tĩnh
tải sàn cũng khác nhau.Công trình này các sàn tiêu biểu là : sàn khu ở (phòng ngủ, phòng
khách, phòng ăn), sàn hành lang, sàn phòng vệ sinh.
Bảng2.2 Sàn phòng ở - sàn phòng học - hành lang
Chiều

dày
mm

Trọng
lượng
kN/m3

Gạch Ceramic

10

20

Vữa lát nền
Sàn BTCT

30
120

18
25

STT

Mô tả

1
2
3
5

Trần treo
Tổng cộng:

Tải
Hệ số Tải
trọng
kN/m2 vượt trọng
kN/m2
0.20
1.2
0.24
0.54
3.00

1.3
1.1

0.70
3.30

0.5

1.2

0.60
4.84

2.4) Xác định tải trọng tác dụng:
a. Tĩnh tải: gs=4.84kN/m2.

b. Hoạt tải:
Tải tạm thời (hoạt tải):
Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng. Hệ số độ tin cậy
n đối với tải trong phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 trang 15 TCVN 2737- 1995:
+ Khi ptc< 200(daN/m2) -> n = 1.3.
+ Khi ptc ≥ 200(daN/m2) -> n = 1.2.

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 5


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

Bảng 3.10 1Hoạt tải trên sàn theo chức năng sử dụng
Ptc
Pt
n
2
(kN/m )
(kN/m2)
Hành lang
3.00
1,2
3.60
WC
2.00
1.2
2.4
Phòng ngủ KTX

2.00
1.2
2.4
Bếp ăn
2.00
1.2
2.4
Bảng 3.11 2Hoạt tải trên tác dụng lên ô sàn

Chức năng Phòng

Ô sàn

Ptc
(kN/m2)

Pt
(kN/m2)

S1
S2
S3

2.00
2.00
3.00

2.4
2.4
3.6

2.5) Xác định nội lực:
+ Ô bản số S3 làm việc 1 phương có cạnh ngắn 2.1m:

Moment tại nhịp:
Moment tại gối:
Xác định lực cắt Q cho ô bản số 1:
 Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 (γb = 1), Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9MPa
 Cốt thép CI (), Rs = 225MPa, Rsw = 175MPa, CII (d>10), Rs = 280MPa,
Rsw = 225MPa.

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 6


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

2.5.1Xác định nội lực:
a. Bản kê 4 cạnh:
Xét ô sàn có kích thước lớn nhất S1: l 2/l1 = 7.0/4.5=1.55 => sàn làm việc theo 2 phương
(bản kê 4 cạnh).
Liên kết giữa sàn và dầm được xác định tương đối như sau:
hdc/hs = 50/12= 4.16> 3 => quy ước sàn ngàm vào dầm.
hdp/hs = 40/12= 3.33> 3 => quy ước sàn ngàm vào dầm.
=> chọn sơ đồ 9.

Hình3b. Sơ đồ làm việc của bản sàn ( Sơ đồ 9)
M1,M2 : Giá trị momen lớn nhất ở nhịp xuất hiện theo phương l1 , l2
MI, MII : Giá trị momen lớn nhất ở gối tựa xuất hiện theo phương l1,l2

M 1  1ql1l2 , M 2   2 ql1l2 , M I   1ql1l2 , M II    2 ql1l2
Trong đó:
q :là tổng tải trọng phân bố đều trên diện tích
l1,l2 : kích thước ô sàn
: Hệ số tra bảng, phụ thuộc vào sơ đồ tính và kích thước ô bản.
(Tra bảng 1-19 sổ tay kết cấu công trình PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng)
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 7


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

M 1  (1 *(g  p))* l1l2 , M 2   2 ql1l2 , M I   1ql1l2 ,M II    2 ql1l2

Kí
hiệu
ô sàn

Sơ
đồ
sàn

S1

9

S2

9

Bảng Tính nội lực các ô sàn làm việc 2 phương:
Kích
Chiều
Tải trọng
thước
dày
Tỷ
Hệ số
l1
l2
g
p
h
số
moment
(kN/m2 (kN/m2
l2/l1
(m) (m)
(mm)
)
)
α1 = 0.0206
α2 = 0.0085
4.5 7.0
4.84
2.4
120
1.5

β1 = 0.0458
β2 = 0.0189
α1 = 0.0205
α2 = 0.0079
2.8 4.5
4.84
2.4
120
1.6
β1 = 0.0451
β2 = 0.0175

Moment
(N.m/m)
M1 =
M2 =
MI =
MII =
M1 =
M2 =
MI =
MII =

1870
775
4163
1721
743
288
1639

636

Bảng: Tính Cốt thép ô sàn 2 phương
BẢNG CHỌN THÉP SÀN
SÀN

S1

Moment

M
(kN.m)

M1 =
M2 =
MI =
MII =
M1 =
M2 =
MI =
MII =

1870
775
4163
1721
743
288
1639
636

B
(mm
)
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000

H
(mm)

h0
(mm)

m

A st
(cm2)



@

Asbt
(cm2)


(%)

120
120
120
120
120
120
120
120

100
100
100
100
100
100
100
100

0.016
0.007
0.036
0.015
0.006
0.003
0.014
0.006

1.00
1.00
1.88
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00

8
8
8
8
8
8
8
8

200
200
200
200
200
200
200
200

5.52
5.52

5.52
5.52
5.52
5.52
5.52
5.52

0.17
0.25
0.25
0.25
0.14
0.14
0.25
0.25

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 8


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2
b. Bản dầm:

Bảng: Tính nội lực ô bản dầm

Kích thước

S3

Tải trọng

Chiều
dày

Tỷ số
l2/l1

l1

l2

g

p

h

(m)

(m)

(kN/m2)

(kN/m2)

(mm)

1.2

4.5

4.84

3.6

120

Moment
(kN.m)

3.75

Mnh =
Mg =

0.50
-1.01

Tính toán thép ở nhịp theo phương cạnh ngắn
Chọn a = 15Mm => h0 =115mm

Chọn thép
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

min � � max


As
bh0

Bảng: Tính Cốt thép ô sàn 1 phương

Ô
sà
n

Tiết
diện

Mome
n

nhịp

1.551

αm

ξ

As
(mm2)

0.004 0.004 17.896

S3




Chọn
thép

As
(chọn)

200

552

2.55

552

2.55

 200

2.6/. Xác định sơ bộ kích thước cột cho khung trục 3 :
gối

-3.101

0.008 0.008 36.231

Tiết diện cột được xác định sơ bộ theo công thức sau : Ac = k
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 9


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2
Trong đó :
Ac : diện tích tiết diện ngang cột
N : lực nén tác dụng

Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông ( B20 có Rb = 11.5 MPa )
K : hệ số xét tới ảnh hưởng của momen ( k= 1.0 ÷ 1.5, chọn k = 1.2 )
Lực nén tác dụng lên chân cột thứ j của tầng thứ i :
Nt = qs x Aj + Gd + Gt + Gc
qs = gs + ps : tổng tải của sàn
qs = gs+ps = 4.84+3.6 = 8.44 (kN/m2)
a/ chọn sơ bộ tiết diện cột:
chọn q=10kN/m2
Tầng
4
3
2
1

Ni=qxAj (KN)
(1x10x15.75)=157.5
(2x10x15.75)=315
(3x10x15.75)=472.5
(4x10x15.75)=630

Ac= k(mm2)
13695
27391
41086

54782

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 10

b(mm)
200
200
200
200

h(mm)
200
200
300
300


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

Sơ đồ tính khung trục 3
A/.Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung trục 3 :
1/. Tĩnh tải:
Tĩnh tải phân bố:
a/. Trọng lượng bản thân dầm AB,BC,CD,DE,EF:


g d AB / CD  ng . b .b(hd  hs )

=1.1x25x0.2x(0.5-0.1) = 2.2 kN/m

b/. Trọng lượng tường xây trên dầm:
Trọng lượng tường xây trên dầm tầng 1

 Trọng lượng tường xây trên dầm tầng 2 - 4
c/. Trọng lượng bản thân cột :
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 11


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

cột tầng 1:
cột tầng 2 – 3 - 4:
c/. Tĩnh tải truyền từ sàn vào khung với dạng hình tam giác :
 Nhịp AB,BC DE có dạng tam giác :
 Nhịp CD có dạng tam giác :
 Nhịp EF có dạng tam giác :

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 12


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

d/ Xác định tĩnh tải tập trung tại các nút:
 Nút A-3 (khung trục 3) tại chân cột các tầng:

Tĩnh tải:

 Nút B-3 (khung trục 3) tại chân cột các tầng:
Tĩnh tải:

 Nút C,D-3 (khung trục 3) tại chân cột các tầng:
Tĩnh tải:

 Tĩnh tải tại đỉnh cột: ( A)
 Tầng 4:

 Tầng 3:
 Tầng 2:
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 13


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

 Tầng 1:

 Tĩnh tải tại đỉnh cột: ( B)
 Tầng 4:

 Tầng 3:
 Tầng 2:

 Tầng 1:

 Tĩnh tải tại đỉnh cột: ( CD)
 Tầng 4:

 Tầng 3:
 Tầng 2:


 Tầng 1:

 Tĩnh tải tại đỉnh cột: ( E)
 Tầng 4:

 Tầng 3:
 Tầng 2:
SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 14

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh


 Tầng 1:

2/. Hoạt tải:
a/.Hoạt tải phân bố:
Do tải truyền từ sàn vào khung với dạng hình tam giác

b/.Tải tập trung: nút

C/.Hoạt tải ngang: (gió) địa điểm xây dựng (Cần Thơ)
Có vùng áp lực IIA.. W0=83daN/m2

k : là hệ số độ cao (TCVN 2737-1995)
B : là bề rộng đón gió
n : là hệ số vượt tải : n=1.2
C : hệ số khí động
W0 : áp lực gió tiêu chuẩn (TCVN 2737-1995)
B : bề rộng đón gió

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 15


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

Trích lục theo tiêu chuẩn 2737 tải trọng gió TCVN 2737 :1995

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 16


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 17

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh


ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 18

GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

B/. Xác định nội lực và tổ hợp nội lực : (giải bằng phần mềm sap200v14)
1/. Các trường hợp đặt tải:

TĨNH TẢI

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 19


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 1

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 20


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 2

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 21


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 3

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 22


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 4

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 23


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 5

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 24


GVHD: Ts. Hồ Hữu Chỉnh

ĐAMH: kết cấu bê tông cốt thép 2

HOẠT TẢI 6

SVTH: Lê Huỳnh Đức _MSSV: 813CT116 25