Bài thuyết trình Bê tông cốt thép 2 - Đề tài: Thiết kế công trình dân dụng bê tông cốt thép

BÀI THUYẾT TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP 2:

“THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG BÊ TÔNG CỐT THÉP”

GVHD: Th.S Nguyễn Tấn

SVTH: 1. NGUYỄN THANH BÌNH _KC12

2. NGUYỄN ĐÌNH KHẢI _XC12B

3. NGUYỄN VĂN DỰ _ XC12A

MỤC LỤC

Phần I: Đề bài

Phần II: Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn

1. Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho sàn

2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng

3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực

4. Tính toán và kiểm tra cốt thép

5. kiểm tra võng và nứt

Phần III:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ

1. Phân tích và đề xuất phương án tính toán cho cầu thang

2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng

3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực

4. Tính toán và kiểm tra cốt thép

5. kiểm tra võng và nứt

Phần IV:Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép cho khung không gian

1. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng với cột và

dầm

2. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực(đối với cột tính toán theo

nén lệch tâm không gian,bằng phương pháp tương đương, phương pháp

trực tiếp, biểu đồ tương tác)

3. Tính toán và kiểm tra cốt thép

4. kiểm tra võng và nứt

5. tính toán và kiểm tra cốt thép

6. kiểm tra nứt

Phần VI: Bản vẽ

Phần I: THÔNG SỐ ĐỀ BÀI:

1. Vật liệu:

-

Bê tông cấp độ bền: B20

• Cường độ chịu nén tính toán bê tông: R_b= 11.5MPa = 11500 kN/m².

• Cường độ chịu kéo tính toán bê tông: R_bt= 0.9 MPa = 900 kN/m².

• γ_b= 1.0

• E_s= 21x10⁴MPa; E_b=27x10³MPa.

- Cốt thép nhóm:

•

CI:

R_S= 225 MPa, R_SW= 175 Mpa.

R_S= 280 MPa, R_SW= 225 Mpa.

∅ ≤ 10 =>

CII:

∅ > 10 =>

• Cốt thép chịu kéo của sàn CII

• Cốt thép chịu kéo của dầm, cột, móng CII

• Cốt đai CI

2. Kích thước mặt bằng công trình:

3.

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng lưới sàn

18550

1200

4350

3250

3000

2800

10000

LAN CAN 2

200 1000 200

200 700

100

2000

7100

900

500

100

1400

100 1000

1000

1000 100

3800

900 100

OS1

700

D4

+6.650

P.NGUÛ 1

+6.650

P.SHC

+6.600

WC2

+6.650

BEÁP AÊN

Dv

3350

4200

100600 700 100

D3

200 900

100

1200

3550

3700

2100

3200

3900

900

16450

MAËT BAÈNG LAÀU 1

TL:1/100

+19.800

+16.730

13.370

+10.010

+6.650

+3.675

+0.000

Phần 1: Tính toán và bố trí cốt thép toàn sàn:

Chọn sơ bộ các kích thước tiết diện và cấu tạo sàn:

- Mái: sử dụng mái bằng, bê tông cốt thép, chỉ có hoạt tải sửa chữa.

- Bản sàn: giả sử lựa chọn sơ bộ theo:

1

ℎ =

푏

÷

퐿 =

1

÷

× 3900 = 97.5 ÷ 111.1 푚푚

35 40

Vậy, chọn bề dày bản sàn là h_b= 100 mm.

- Dầm phụ : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

4900

ℎ =

푑

= 270 ÷ 350푚푚, 푐ℎọ푛 ℎ = 300 푚푚.

푑푝

14 ÷ 18

ℎ

300

푑

푏 =

푑

=

푚푚, 푐ℎọ푛 푏 = 200 푚푚.

푑푝

2 ÷ 3 2 ÷ 3

- Dầmchính : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

4900

ℎ =

= 320 ÷ 600푚푚, 푐ℎọ푛 ℎ = 500 푚푚.

푑푝

푑

8 ÷ 15

400

ℎ

푑

-

푏 =

푑

=

푚푚, 푐ℎọ푛 푏 = 250 푚푚

푑푝

2 ÷ 3 2 ÷ 3

Ngoài ra còn có dầm (400x200)

CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT

1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:

-công có tiết diện 200x300

-

2. Tải trọng dầm:

a. Dầm chính (200x500):

푔 = 푏(ℎ ― ℎ )푛 훾 = 0.2 × (0.5 ― 0.1) × 1.1 × 25 = 2.2 푘푁/푚

푑

푠

푔 푏

Trong đó: b- bề rộng dầm (200 mm)

h- chiều cao dầm 500 mm)

h_s- bề dày sàn (100 mm)

n_g- hệ số vượt tải

_b- khối lượng riêng bê tông (25kN/m²)

b. Dầm (200x300):

푔 = 푏(ℎ ― ℎ )푛 훾 = 0.2 × (0.3 ― 0.1) × 1.1 × 25 = 1.1 푘푁/푚

푑

푠

푔 푏

3. Tĩnh tải tường: tải tường dạng phân bố đều trên dầm:

Chọn tầng có chiều cao lớn nhất là h_tầng= 3.675 ( m)

Tường bao:g = b × h × n × γ = 0.2 × 3.175 × 1.1 × 18 = 12.573 kN/m

t

g

t

Tường giữa:g = b × h × n × γ = 0.1 × 3.225 × 1.1 × 18 = 12.573 kN/m

t

g

t

Trong đó: b_t- bề dày tường (0.1m-0.2 m)

h_t- chiều cao tường (h – h_d= 3.675 – 0.5 = 3.175 ( m)

_t- khối lượng riêng tường (18 kN/m²)

n_g- hệ số vượt tải

4. Kích thước cột:

Tiết diện cột được chọn thông qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng lên cột. Và

việc thay đổi tiết diện cột cần tuân theo quy tắc sau để tránh thay đổi đột ngột độ

cứng của cột: độ cứng của cột trên không được nhỏ hơn 70% độ cứng của cột dưới,

nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng lượng thay đổi không quá 50 %.

Việc chọn kích thước tiết diện cột sẽ được thực hiện theo các bước sau:

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:

푘 푁

푡

퐴 = 푛

표

푅

푏

✓ Trong đó: n là số tầng (4 tầng)

R_b- Cường độ chịu nén của bê tông (B20có R_b= 11.5 MPa).

k_t- Hệ số xét đến ảnh hưởng khác nhau như momen uốn, hàm

lượng cốt thép, độ mảnh cột. (chọn 1.1 - 1.5)

N - Lực nén được tính toán gần đúng như sau:

푁 = 푞 × 푆 + 푔 + 푔 + 푔

푖

푠

푖

푑

푡

푐

Trong đó: q_s– trọng lượng sàn trong diện truyền tải

S_i– diện truyền tải tầng thứ i

g_d– trọng lượng dầm trong diện truyền tải

g_t– trọng lượng bản thân tường trong diện truyền tải

g_c– trọng lượng bản thân cột

푛

푔 =

푑

푏 × ℎ × 푛 × 훾 × 퐿

푖 푖 푔 푏 푖

1

푛

푔 =

푡

푏 × ℎ × 푛 × 훾 × 퐿

푡 푡 푔 푡 푡

1

푛

1 푐

∑

(Chưa biết các cột phía trên)

푏 × ℎ × 푛 × 훾 × 퐻

푐 푔 푏 푐

푔 =

푐

Chọn cột 2-A làm cột tính sơ bộ tiết diện cột .

Sẽ lấy q_{s max}, g_{dầm max}, g_{t max}

N= 6x [(3.962+3,6) *

(3.55/2*4.9/2+3.8/2*4.9/2)+2.2*((3.55+3.8)/2+4.9/2)+12.575*(3.55+3.8+4.9)/2]=

923( KN)

푘 푁

푡

= (1.1-1.5) *923/(11.5*1000)=(1.1-1.5) *0.08026 (m²⁾

퐴 =

표

푅

푏

=(1.1-1.5)80261(mm²)

Lấy k_t=1.1 ,suy ra A₀=88287 mm²

 Chọn cột 300x300 (mm)

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẦM CỘT TRÊN MỖI TẦNG NHƯ SAU :

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí dầm, cột

THIẾT KẾ SÀN

3550

800

3000

C

B

OS 6

OS 1

3550

OS 2

OS 3

OS 5

3900

OS 4

3200

A

1200

3800

2000

900

16450

3

6

1

2

4

5

MAËT BAÈNG THEÙP SAØN LAÀU 1 TL: 1/100

1. Phân loại bản sàn:

- Xét tỉ số 2 cạnh ô bản làm việc, L₁là cạnh ngắn, L₂là cạnh dài như sau:

• Nếu

Bản thuộc loại bản kê, bản làm việc 2 phương_.

Bản thuộc loại bản dầm, coi như bản làm việc 1

퐿 /퐿 ≤ 2 =>

2

1

퐿 /퐿 > 2 =>

2

1

phương L_1.

STT Tên ô bản

kích thước

L₂/L₁

Loại bản

L₂(m)

4.900

3.800

3.200

3.900

4.900

L₁(m)

3.550

3.800

2.000

1.200

3.800

1.300

1

2

3

4

5

6

OS1

1.38

1.29

1.90

2.67

1.02

2.77

Làm việc 2 phương

Làm việc 1 phương

Làm việc 2 phương

Làm việc 1 phương

OS2

OS3

OS4

OS5

OS6

TẢI TRỌNG:

1. TĨNH TẢI

H

ì

n

h

2

.

1

C

ấ

1

2

u

3

4

t

ạo sàn

Bảng 2.1 Tải trọng tác dụng lên sàn thường:

- Tất cả tường biên là tường 200, còn lại tường ngăn là tường 100 (kể cả tấm chắn

ban công). Để thiên về an toàn và đơn giản trong việc tính toán, ta cho tường có

mặt ở tất cả bên trên dầm.

2 Tính cốt thép cho sàn toán.

- Tính cho ô bản loại làm việc 2 phương

L2

Hình 3.2 Sơ đồ ô sàn 2 phương

- Các ô sàn đều có h_d/h_b= 400/100 = 4

xem bản ngàm vào dầm

≥ 3

 Tính theo sơ đồ 9 gồm 4 biên ngàm.

Sơ đồ tính

b=1m

L₁

Tính M, rồi tính :

푀

휉푅 푏ℎ

푏

0

1 ― 2훼

훼 =

푚

; 휉 = 1 ―

; 퐴 =

푚

푠

2

0

푅

푅 푏ℎ

푏

푠

Tính A_s,chọn thép sàn

Tính sàn 1 phương

✓

Kiểm tra võng và nứt cho ô sàn lớn nhất ( theo TCVN 5574-2012):

- Ta chọn ô bản 2để kiểm tra vì có tải trọng và nhịp lớn nhất trong các ô

bản để kiểm tra độ võng và nứt cho sàn.

Với tải trọng tiêu chuẩn, ta tìm được nội lực như sau:

퐭퐜

ퟏ

294 daN/m

177 daN/m

672 daN/m

404 daN/m

=

퐌

퐭퐜

ퟐ

퐌

퐭퐜

퐈

퐭퐜

퐈퐈

❖ Kiểm tra hình thành khe nứt:

-

Mômen cực hạn gây ra nứt cho tiết diện được tính toán theo công thức sau:

푴_풄풓풄= 푹_{풃풕,풔풆풓}푾_풑풍

Trong đó:

R

= 1.4 MPa đối với B20

bt,ser

′

2 퐼 + 훼퐼 + 훼퐼

푏0 푠0

푠0

푊 =

+ 푆

푏0

푝푙

ℎ ― 푥

′

-

: lần lượt là mômen quán tính đối với trục trung hoà của diện tích

퐼

, 퐼 , 퐼

푏0 푠0

푠0

vùng bê tông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu

nén.

-

: mô men tĩnh đối với trục trung hoà của diện tích vùng bê tông chịu kéo.

: mô men kháng uốn của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng

푆

푏0

푊

푝푙

cốt thép đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo.

-

Vị trí trục trung hòa

x

được xác định từ phương trình:

ℎ ― 푥

′

푆

+ 훼푆 ― 훼푆

푠0

=

퐴

푏푡

푠0

푏0

2

′

Với

lần lượt là mô men quán tính tĩnh đối với trục trung

푆 , 푆 , 푆

푠0

푏0

hòa của diện tích vùng bê tông chịu nén, diện tích cốt thép chịu nén và diện

tích cốt thép chịu kéo.

▪ Trường hợp 1: Tính tại giữa nhịp: M =294 daNm/m

′

Vì tính ở nhịp nên không có cốt thép trong vùng nén

퐴 = 0

푠

2

푏푥

′

푆

=

; 푆 = 0 ; 푆 = 퐴 (ℎ ― 푥) ; 퐴 = 푏(ℎ ― 푥)

푠0 푠 0 푏푡

푠0

푏0

2

푬

ퟐퟏퟎퟎퟎ

ퟑퟎퟎퟎ

풔

푽ớ풊 휶 =

=

= ퟕ

풃

Thép ϕ6 thuộc loại CI có E_s=21.10⁴Mpa

Bêtông B20 đóng rắn tự nhiên E_b=27.10³MPa

2

푏ℎ + 2훼퐴 ℎ

100 × 10푥10 + 2 × 7 × 1.66 × 8.5

푠 0

=> 푥 =

=

= 5.04푐푚

2(훼퐴 + 푏ℎ)

2(7 × 1.66 + 100 × 10)

푠

-

Tính

:

푊

푝푙

3

bx

5.04

3

4

I

=

= 100 ×

= 4267.5 cm

b0

3

2

푏(ℎ ― 푥)

2

4

푆

퐼

=

= 50 × (10 ― 5.04) = 1230 푐푚

푏0

2

4

= 퐴 (ℎ ― 푥) = 1.66 × (8.5 ― 5.04) = 19.87 푐푚

푠0

푠

0

′

퐼

= 0

푠0

′

2(4267.5 + 7 × 19.87 + 7 × 0)

2 퐼_푏0+ 훼퐼_푠0+ 훼퐼_푠0

푊_푝푙=

+ 푆_푏0=

+ 1230 = 3007 푐푚³

ℎ ― 푥

10 ― 5.04

M

= R W = 14 × 3007 = 43479.4 daNcm = 434.794 daNm

bt,ser pl

crc

Kiểm tra điều kiện:

M = 297 M_crc= 420.98 daNm => Không xuất hiện vết nứt ở nhịp

≤

▪ Trường hợp 2: Tính tại gối: M =672 daNm/m

2

3.87

퐴 =

푠

푐푚

2

′

퐴

= 1.66 푐푚

푠

2

푏(ℎ ― 푥)

′

푆

=

; 푆 = 퐴 (ℎ ― 푥) ; 푆 = 퐴 (ℎ ― ℎ + 푥) ; 퐴 = 푏푥

0

푠0

푠

0

푏푡

푠

푠0

푏0

2

푬

ퟐퟏퟎퟎퟎ

ퟑퟎퟎퟎ

풔

푽ớ풊 휶 =

=

= ퟕ

풃

Thép ϕ8 thuộc loại CI có E_s=21.10⁴MPa

Bêtông B20đóng rắn tự nhiên E_b=27.10³Mpa

 bx²– (1.5hb + αA_s’ + αA_s)x + 0.5bh²+ αA_s’h₀– αA_sh₀+ αA_sh = 0

 100x²–(1.5x10x100+7x1.66+7x3.87)x+0.5x100x10x10+7x1.66x8.5-

7x3.87x8.5+7x3.87x10=0

 100x²-1538.71x + 5139.41= 0

 x = 4.92 cm