Đồ án Thuyết minh tính toán kết cấu Đồ án bê tông cốt thép 1

MỤC LỤC Sơ đồ thiết kế 4 Số liệu thiết kế 4 Mặt bằng sàn 4 Đặc trưng tính toán của vật liệu 5 Chọn sơ bộ kích thước hệ dầm sàn 5 Tính toán bản sàn 6 Sàn bản dầm kích thước 3000x7000 6 Sàn bản kê kích thước 7000x9000 10 Tính toán dầm phụ 17 Tiết diện dầm 15 Tải tác dụng 17 Sơ đồ tính 18 Giải nội lực 19 Tính toán cốt thép 28 Tính độ võng theo TTGH II 30 Tính khe nứt theo TTGH II 34 Biểu đồ bao và bố trí cốt thép 35 Tính toán dầm chính trục B 35 Tiết diện dầm 16 Tải tác dụng 35 Sơ đồ tính 36 Giải nội lực 37 Tính cốt thép 41 Tính toán độ võng theo TTGH II 45 Tính toán khe nứt theo TTGH II 48 Tính toán biểu đồ bao vật liệu 49 Bố trí cốt thép 49 Phương pháp thi công mạch ngừng 54 KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Phần bản sàn: Tính theo sơ đồ đàn hồi, bản đơn. Giải nội lực bằng phương pháp cơ học kết cấu (đối với loại ô bản dầm), dùng bảng tra đối với bản làm việc theo hai phương. Phần dầm phụ: Giải theo sơ đồ đàn hồi, dầm liên tục. Sử dụng phần mềm SAP để tính toán nội lực cho từng sơ đồ chất tải và biểu đồ bao mômen. Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật, cốt đơn. Bố trí thép. Phần dầm chính(dầm trục B): Giải theo sơ đồ đàn hồi,dầm liên tục. Sử dụng phần mềm SAP để tính toán nội lực cho từng sơ đồ chất tải và biểu đồ bao mô men. Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật,cốt đơn. Bố trí thép theo kinh nghiệm và xây dựng biểu đồ bao vật liệu. Bố trí lại cốt thép theo kinh nghiệm và so sánh với hình bao vật liệu. Thống kê cốt thép: Cho từng loại ô bản, dầm chính, dầm phụ. Tổng hợp tổng khối lượng cốt thép. Khối lượng cốt thép trên một m bê tông cho từng ô bản, dầm phụ dầm chính và cho toàn mặt bằng sàn. Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 5574_2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737_1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách “Sàn Sườn Bê Tông Toàn Khối” GS Nguyễn Đình Cống. Sách “Hướng dẫn đồ án kết cấu BTCT 1” Thầy Võ Bá Tầm. Sách “Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép, Phần Cấu Kiện Cơ Bản” Phan Quang Minh. Sách “Kết cấu BTCT -Cấu kiện nhà cửa” Võ Bá Tầm . THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 CÁC SỐ LIỆU VÀ SƠ ĐỒ THIẾT KẾ : Số liệu sàn : Mã đề : 2accd, Bê tông B15(M200) Giá trị Ln 2,45 m L1 7,15 m L2 7,35 m P1 320 kG/m2 P2 640 kG/m2 SƠ ĐỒ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI TL 1/100 Kích thước sàn : Kích thước ô bản dầm điển hình là : L×L = 2450×7150 mm Kích thước bản kê 4 cạnh điển hình là : L×L = 7150×7350 mm Cấu tạo bản sàn điển hình như hình vẽ trên : Vật liệu : Số liệu tính toán của vật liệu : Bêtông B15(M200) Số liệu tính toán của vật liệu : Cường độ chịu nén dọc trục tính toán là Rb 8,5 (MPa) Cường độ chịu kéo dọc trục tính toán là Rbt 0,75 (MPa) Hệ số làm việc của bê tông là γb 1 Modun đàn hồi là Eb 23000 (MPa) Cốt thép ϕ6,8 loại AI, cốt thép ϕ>=10 loại AII. Nhóm thép thanh Cường độ chịu kéo, MPa Cường độ chịu nén Rsc Cốt thép dọc Rs Cốt thép ngang Rsw CI , A-I 225 175 225 CII,A-II 280 225 280 Modun đàn hồi E=210000 MPa TÍNH TOÁN BẢN SÀN. Chọn số liệu : Bản dầm : h = × L = ×2450 = 82 mm Þ Chọn h = 100 mm Bản kê 4 cạnh : hbk = x Ln =x7150 = (178,8¸158,9) mm Þ Chọn h = 170 mm. Dầm phụ : h = × L = ×7150 = (595,8¸446,9) mm Þ Chọn h = 500 mm b = (0,25¸0,5) x hdp = (0,25¸0,5) x500 = (125¸250) mm Þ Chọn b= 250 mm Chọn h = 500 mm ; b= 250 mm Dầm chính : Theo trục A,B,C,D : hdc = x Ldc = x 7350 = ( 918,8- 612,5) mm bdc= (0,25¸0,5) x hdc = (0,25¸0,5) x700 = (175¸350) mm Þ Chọn h= 700 mm , b= 300 mm Theo trục 1,2,3,4: hdc = x Ldc = x 7150 = ( 893,8- 595,8) cm bdc= (0,25¸0,5) x hdc = (0,25¸0,5) x700 = (175¸350) mm Chọn h= 700 mm, b= 300 mm Loại bản 1 Xác định loại bản sàn : Xét tỷ số giữa 2 cạnh : = = 2,92 > 2 Þ Đây là loại bản dầm,bản 1 phương. Tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương L), do đó khi tính toán có thể tưởng tượng cắt ra một dải có chiều rộng một mét theo phương cạnh ngắn để xác định nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo phương L.Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm. Các dầm từ Trục A ® Trục D là dầm chính. Các dầm ngang từ giữa Trục 2 ® Trục 3 là dầm phụ. Chọn sơ đồ tính : Để tính bản, ta cắt một dải rộng b = 1m vuông góc với dầm phụ và xét 1 bản đơn ta có: = = 5 > 3 Þ Đây là bản dầm 2 đầu ngàm. SƠ ĐỒ BẢN DẦM TL 1/100 Xác định tải trọng : Tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn : Stt Các lớp cấu tạo sàn Khối lượng thể tích (kG/m3) Bề dày (m) Hệ số vượt tải n Tổng (kG/m2) 1 Gạch ceramic 2000 0,01 1,1 22 2 Lớp vữa lót 1800 0,03 1,2 64,8 3 Bản sàn 2500 0,1 1,1 275 4 Lớp vữa trát 1800 0,02 1,2 43,2 Tổng 405 Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn: Ptt = ptc x n = 640 x 1,2 = 768 kG/m2. Tổng tải tính toán tác dụng lên sàn: qtts = (ptts + gtts) x b = (768+405) x 1=1173 kG/m2 Ta tính nội lực bản sàn theo sơ đồ đàn hồi. Xem nhịp tính toán là như nhau và bằng 2450 mm. Tính cốt thép : Từ các giá trị moment ở nhịp và ở gối. Ta tính cốt thép giả thiết a = 1,5cm Trình tự được tính toán như sau : Tính : h0 = h - a = 10-1,5 = 8,5cm Tính : a = Tính: x = 1 - Þ Diện tích cốt thép sẽ là : Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép : m = Nếu m = 0,05% ≤ m = ≤ m Hàm lượng cốt thép hợp lý : 0,3 ≤ µ ≤ 0,9 Kết quả cốt thép có trong bảng sau : Tiết diện M (KG.m) a x Astt (cm) A m = F s A Gối 586,74 0,096 0,101 3,23 10 125 6,28 0,74 % Nhịp 293,37 0,048 0,049 1,57 8 150 3,35 0,394 % Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện : = = 2,92 Þ As, pb ³ 20% Ast = 0,2 ´ 3,35 = 0,67 cm2 Chọn f6 a 250 Cốt thép cấu tạo chọn theo điều kiện : Asct ³ { F6a200; 50%As }= 50% x3,35=1,1675 cm2 Chọn f6 a 200 Bố trí cốt thép : Chú thích: Thanh số 1: f6 a 250 Thanh số 2: f8 a 150 Thanh số 3: f10 a 125 Thanh số 4 : f6 a 200 BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT 1-1 Kiểm tra độ võng bản dầm : f1= == 0,00287 m=2,87 mm Theo TCVN 5574-2012 bảng 4 ta có: [f]= ==12,25 mm >f1 =2,87mm Þ Sàn thoả điều kiện về độ võng. Loại bản 2 : Xác định loại bản sàn : Xét tỷ số giữa 2 cạnh : = =1,03 < 2 Þ Đây là loại bản kê 4 cạnh. Tải trọng làm việc theo hai phương (phương L và phương L). Các dầm từ Trục A ® Trục D là dầm chính và các dầm ngang từ Trục 1 ® Trục 4 là dầm chính Chọn kích thước bản điển hình là L×L= 7150×7350 mm Chọn sơ đồ tính : Ta có : = = 4,12 > 3 = = 4,12 > 3 Đây là bản ngàm vào dầm thuộc vào sơ đồ 9. Xác định tải trọng : Tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn Stt Các lớp cấu tạo sàn Khối lượng thể tích (kG/m3) Bề dày (m) Hệ số vượt tải n Tổng (kG/m2) 1 Gạch ceramic 2000 0,01 1,1 22 2 Lớp vữa lót 1800 0,03 1,2 64,8 3 Bản sàn 2500 0,17 1,1 467,5 4 Lớp vữa trát 1800 0,02 1,2 43,2 Tổng 597,5 Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn: Ptt = ptc x n = 320 x 1,2 = 384 KG/m2. Tổng tải tính toán tác dụng lên sàn: qtts = (ptts + gtts) x b = (384+597,5) x 1= 981,5 KG/m2. Xác định nội lực : Ta có : a = = =1,03 <2 Tra bảng PL6 sách Sàn sườn bê tông toàn khối - GS Nguyễn Đình Cống cho các trị sau : m91 = 0,0183 m92 = 0,0175 k91 = 0,0428 k92= 0,0404 Từ đó ta tính được các giá trị về môment bằng công thức sau : M1= m91. qtts.L1 .L2 M2= m92. qtts .L1 .L2 MI = k91. qtts .L1 .L2 MII =k92 .qtts .L1 .L2 Tính cốt thép : Từ các giá trị moment ở nhịp và ở gối. Ta tính cốt thép giả thiết a = 1,5 cm Trình tự được tính toán như sau : Tính : h = h-a = 17-1,5 = 15,5 cm Tính : a = Tính: x = 1- ζ = 1-0,5×x Diện tích cốt thép sẽ là : Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép : m = Nếu m = 0,05% ≤ m = ≤ m Kết quả cốt thép có trong bảng sau : Tiết diện M (kG.m) a x Astt (cm) A m = F s A M1 946,4 0,046 0,976 2,78 8 150 3,35 0,23% M2 900,2 0,044 0,977 2,64 8 150 3,35 0,23% MI 2208,6 0,108 0,943 5,40 10 125 6,28 0,41% MII 2084,5 0,102 0,946 5,08 10 125 6,28 0,41% Bố trí cốt thép : Chú thích: Thanh số 1: f8 a 150 Thanh số 2: f10 a 125 BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện : = = 1,03 Þ As, pb ³ 20% Ast = 0,2 ´ 6,28 = 1,256 cm2 Chọn f6 a 200 (Aspb = 1,41 cm2) BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT Kiểm tra về độ võng : Mô hình trong phần mềm SAFE thì ta được độ võng : f1= 23,43mm Theo TCVN 5574-2012 bảng 4 ta có: [f]= 25 mm >f1 =23,43 mm Þ Sàn thoả điều kiện về độ võng. Tính dầm : Sơ đồ truyền tải :