DO AN BTCT 1

BẢN SÀN

Phân loại bản sàn

Xét tỉ số hai cạnh ô bản 2

L = 2 = > , nên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương theo cạnh ngắn.

Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn

Xác định sơ bộ chiều dày của bản sàn: b 1

SVTH: ĐOÀN MINH TÂM 1 MSSV: 15520800332

Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ: dp dp

( Với Ldp = L2 ) → Chọn hdp = 300mm. dp dp

Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính: dc dc

→ Chọn hdc = 500 mm. dc dc

Sơ đồ tính

Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải bản có chiều rộng b = 1 m (hình 1), xem bản như 1 dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là các dầm phụ (hình 3).

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. Đối với nhịp biên: ob 1 dp

= − = − × = mm Đối với nhịp giữa: o 1 dp

Hình 2 Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản

Xác định tải trọng

Xác định trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo sàn:

( ) s f ,i i i g =∑ γ × γ × δCác lớp cấu tạo sàn như sau:

Hình 3 Các lớp cấu tạo sàn

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.

Bảng 2 Tĩnh tải tác dụng lên sàn

Trị tiêu chuẩn g (kN/ms 2 )

Hệ số độ tin cậy về tải trọng γf ,i

Trị tính toán gs (kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán: c s f ,i p = γ × =p 1.3 300 390× = daN/m= 3,9 kN/m

Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b = 1 m:

Xác định nội lực

Mômen lớn nhất ở nhịp biên:

Mômen lớn nhất ở gối thứ hai:

Mômen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa:

SVTH: ĐOÀN MINH TÂM 3 MSSV: 15520800332 p s g s

Hình 4 Sơ đồ tính và biểu đồ bao mômen của bản sàn

Tính cốt thép

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5 MPa = 8,5 × 10 3 kN/m 2

Cốt thép bản sàn sử dụng loại CI: Rs = 225MPa = 225 × 10 3 kN/m 2

Từ các giá trị mômen ở nhịp và ở gối, giả thiết a = 15 mm, tính cốt thép theo các công thức sau: ho = − =h a 80 15 65− = mm m 2 3 2 R b o

R bh 8,5 10 1 0,065 α = = = ≤ α × × × → Bài toán cốt đơn

Tính nội lực tra bảng được ξ hoặc tính từ : ξ = −1 1 2− αm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b o s

0,05% 100% 100% 0,65 100% 2, 45% bh R 225 à = ≤ à = ì ≤ à = ξ ì = ì ì Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 3.

Bảng 3 Tính cốt thép cho bản sàn

Tiết diện M (kNm) αm ξ As (cm 2 ) à (%) Chọn cốt thộp

Kiểm tra tiết diện gối 2:

Mtd =2,881 M 2,125> = ⇒ tiết diện đủ khả năng chịu lực

Hình 5 Bố trí thép sàn

DẦM PHỤ

Sơ đồ tính

Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo Sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp có các gối tựa là dầm chính.

Hình 6 Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ

Nhịp tính toán dầm phụ lấy theo mép gối tựa. Đối với nhịp biên: ob 2 dc

= − = − × = mm Đối với các nhịp giữa: o 2 dc

Hình 7 Sơ đồ tính của dầm phụ

Trọng lượng bản thân dầm phụ:

( ) ( ) o f ,g bt dp dp b g = γ × γ ×b × h −h =1,1 25 0, 2× × × 0,3 0,08− =1, 21 kN/m Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

1 s 1 g = ×g L =3,314 2 6,628× = kN/m Tổng tĩnh tải: dp o 1 g =g + =g 1, 21 6,628 7,838+ = kN/m

Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào: dp s 1 p = ×p L =3,9 2 7,8× = kNm

Tải trọng tổng cộng: dp dp dp q =g +p =7,838 7,8 15,638+ = kNm

Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao mô men tính theo công thức sau:

M = β×q ×L (đối với nhịp biên Lo =Lob) β, k - hệ số tra phụ lục 8.

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 4.

Mômen âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

Mô men dương triệt tiêu cách gối tựa một đoạn:

2 o x =0,15 L× =0,15 4,1 0,615× = m Momen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:

Bảng 4 Xác định tung độ biểu đồ bao mômen của dầm phụ

Nhịp Tiết diện Lo (m) qdp x Lo 2 β max β min Mmax ( kNm) Mmin ( kNm)

3.3.2 Biểu đồ bao lực cắt

Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:

Q =0, 4 q× ×L =0,4 15,638 3,95 24,708× × = kN Bên trái gối thứ 2:

Q = −0,6 q× ×L = −0,6 15,638 4,1× × = −38, 469 kN Bên phải gối thứ 2 và gối thứ 3:

Hình 8 Biểu đồ bao nội lực của dầm phụ

Tính cốt thép

Bêtông có cấp độ bền chịu nén B15: Rb = 8,5MPa; Rbt = 0,75 Mpa

Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại CII: Rs = 280 Mpa

Cốt thép đai của dầm phụ sử dụng loại CI: Rsw = 175 Mpa

Kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn: o 3 b h =2 M =2 0,242m

3.4.1 Cốt dọc a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T.

' f dp f b =b +2S 0 2 500 1200+ × = mm Kích thước tiết diện chữ T

Xác định vị trí trục trung hòa:

Giả thiết a = 35 mm ⇒ ho = h – a = 300 – 35 = 265 mm

=  − ÷= × × × × − ÷= kNm Nhận xét: M = 23.922 kNm < Mf = 183,6 kNm, nên trục trung hòa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b ' f ×hdp 00 300× mm. m 2 3 R b o

R bh 8,5x10 x1, 2x0, 265 α = = = ≤ α = → Bài toán cốt đơn

Tính nội lực và tra bảng được ξ hoặc tính từ : ξ = −1 1 2− αm b o s s

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b min max R o s

0,05% 0,650 1,97% bh R 280 à = ≤ à = ≤ à = ξ = ì Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5. b) Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdp×hdp 0 300× mm.

Giả thuyết a = 35 mm ⇒ho =hdp − =a 300 35 265− = mm m 2 3 2 R b o

R bh 8,5x10 x0, 2x0, 265 α = = = ≤ α Tính nội lực và tra bảng được ξ hoặc tính từ : ξ = −1 1 2− αm b o s s

0,05% 0,650 1,97% bh R 280 à = ≤ à = ≤ à = ξ = ì Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 5.

Hình 9 Tiết diện tính cốt thép dầm phụ

Bảng 5 Tính cốt thép dọc cho dầm phụ Tiết diện

Hình 10 Mặt cắt ngang dầm phụ

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 38, 469 kN.

Kiểm tra điều kiện tính toán:

Q 0.6R bh= =0,6 0,75 10× × ×0, 2 0, 265 23,85 kN× ⇒Q max 8, 469(kN) Q 23,85(kN)> ⇒ Bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt.

Chọn cốt đai ϕ6 (asw = 28,3 mm 2 ), số nhánh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

1 1 tk tt max ct s ≤min s ;s ;s =min 564;411;150

Chọn s 1 tk = 150 mm bố trí trong đoạn L

4 đoạn đầu dầm. Đoạn dầm giữa nhịp: dp ct

2 tk tt max ct s ≤min s ;s ;s =min 564;411;200

DẦM CHÍNH

Tải trọng tác dụng lên dầm chính bao gồm trọng lượng của bản thân dầm, tải trọng từ bản truyền vào g1, p1, và tải trọng từ dầm phụ truyền vào G1, P dưới dạng lực tập trung.

Trọng lượng bản thân dầm chính (quy về lực tập trung): o f ,g bt dc dc b 1

G = γ γ b (h −h )L =1,1 25 0,3 (0,5 0,08) 2 6,93× × × − × = kN Trọng lượng bản thân dầm phụ và bản truyền xuống:

G =g L =7,838 4.4 34, 49× = kN Tổng tĩnh tải tập trung: G = Go + G1 = 6.93 + 34,49 = 41,42 kN

Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: dp 2

4.3.1.1 Các trường hợp đặt tải

Sơ đồ tính dầm chính đối xứng, các trường hợp đặt tải được trình bày như hình 14

Hình 12 Các trường hợp đặt tải của dầm bốn nhịp.

4.3.1.2 Xác định biểu đồ momen cho từng trường hợp tải

4.3.1.2.1 Xác định biểu đồ momen cho từng trường hợp tải trên 2 nhịp đầu của dầm chính

Tung độ của biểu đồ momen tại tiết diện bất kì của từng trường hợp đặt tải được xác định theo công thức:

Do tính chất đối xứng, nên ta chỉ cần tính cho 2 nhịp Kết quả tính biểu đồ momen cho từng trường hợp đặt tải được trình bày trong bảng 9

Bảng 6 Xác định tung độ biểu đồ bao mômen (kNm) Tiết diện

Trong các sơ đồ d,e,f và g bảng tra không cho các trị số α tại một số tiết diện, phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu.

Sơ đồ d Đoạn dầm AB

Sơ đồ e Đoạn dầm BC

Sơ đồ f Đoạn dầm AB

Sơ đồ g Đoạn dầm AB

Hình 12 Biểu đồ momen của từng trường hợp tải ( kNm)

3.1.2.2 Xác định biểu đồ momen cho từng trường hợp tải trên 2 nhịp sau của dầm chính

Vì 2 nhịp sau của dầm bảng tra không cho các trị số α và β nên ta phải tính theo phương pháp cơ học kết cấu.

Vì trường hợp này các tải đặt đố xứng nhau nên biểu đồ momen của 2 nhịp sau sẽ đối xứng với 2 nhịp đầu

Với MC = - 23,609 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

Viết phương trình ba momen cho gối tựa D: λ 1 MC + 2(λ 1 + λ 2 )MD +λ 2 ME + 6 EI.∆1P = 0 Tại các gối biên MC=ME=0 thay vào phương trình ta được:

Thế vào phương trình ta được:

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ b

Ta có MC = - 23,609 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

Viết phương trình ba momen cho gối tựa D: λ1MC + 2(λ1 + λ2)MD +λ2ME + 6 EI.∆1P = 0 Tại các gối biên MC=ME=0 thay vào phương trình ta được:

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ c

Ta có MC = - 11,929 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ d

8 Với MC = -71,077 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ e

8 Với MC = - 35,538 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ e

Ta có MC = 23,609 kNm ( đã tính ở trường hợp 3.1.2.1)

→ Dùng phương pháp cộng tác dụng M gối tựa và M 0 P ta được biểu đồ momen của sơ đồ d

Bảng 7 Bảng thống kê các giá trị tung độ biểu đồ momen (kNm)

Sơ đồ đặt tải Gối C 5 6 Gối D 7 8 Gối

3.1.3 Xác định biểu đồ bao momen

Bảng 8 Xác định tung độ biểu đồ momen thành phần và biểu đồ bao momen (kNm)

3.1.4 Xác định momen mép gối

Chọn M =M B,tr mg B,ph mg 5,122kNm

Chọn M =M C,tr mg C,ph mg ,077kNm

Chọn M =M D,tr mg D,ph mg ,357kNm

Hình 13 Các biểu đồ momen thành phần (kNm)

3.1.5 Xác định biểu đồ bao momen

Hình 14 Biểu đồ bao mômen dầm chính

Biểu đồ bao lực cắt

3.2.1 Biểu đồ lực cắt 2 nhịp đầu của dầm

Hệ số β và kết quả Q được trình bày trong bảng 10

Trong các sơ đồ, bảng tra không cho các trị số β tại một số đoạn, phải tính theo phương pháp cơ học kết cấu.

Ta có quan hệ giữa momen và lực cắt : “ Đạo hàm của momen là lực cắt” Vậy ta có: M’=Q= tanα

Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch momen của hai tiết diện là ∆M = Ma – Mb Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là Q= M x

Bảng 9 Xác định tung độ biểu đồ lực cắt

SVTH: ĐOÀN MINH TÂM 31 MSSV: 15520800332 g β 0.810 -1.190 0.286 0.286

Hình 15 Biểu đồ lực cắt của từng trường hợp tải (kN)

3.2.2 Biểu đồ lực cắt 2 nhịp sau của dầm

Vì 2 nhịp sau bảng tra không cho các trị số β tại một số đoạn, phải tính theo phương pháp cơ học kết cấu.

Ta có quan hệ giữa momen và lực cắt : “ Đạo hàm của momen là lực cắt” Vậy ta có: M’=Q= tanα

Xét hai tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch momen của hai tiết diện là ∆M = Ma – Mb Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là Q= M x

∆ (Trình tự tính tương tự)

Kết quả tính được thống kê dưới bảng 10

Bảng 10 Xác định tung độ biểu đồ lực cắt

Sơ đồ đặt tải C-5 5-6 6-D D-7 7-8 8-E a QG 30.991 -3.295 -37.581 44.170 9.781 -24.505 b QP1 39.390 -1.988 -43.367 5.965 5.965 5.965 c QP2 -1.988 -1.988 -1.988 47.343 5.965 -35.539 d QP3 -4.418 -4.418 -4.418 47.827 6.406 -35.014 e QP4 49.325 7.904 -32.516 3.942 3.942 3.942 f QP5 41.921 0.500 -40.920 5.423 5.423 5.423 g QP6 -11.805 -11.805 -11.805 49.307 7.887 33.533

Hình 16 Biểu đồ lực cắt của từng trường hợp đặt tải Bảng 11 Xác định tung độ biểu đồ lực cắt thành phần và biểu đồ bao lực cắt (kN)

Hình 17 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính (kN)

3.3 KIỂM TRA KẾT QUẢ NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAP2000

Hình 18 Biểu đồ bao momen của dầm chính

Hình 19 Biểu đồ bao lực cắt của dầm chính

Tính cốt thép

4.4.1 Cốt dọc a) Tại tiết diện ở nhịp

Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T.

' f dc f b =b +2S 00 2 500 1300+ × = mm Kích thước tiết diện chữ T

Xác định vị trí trục trung hòa:

Giả thiết anhịp = 50 mm ⇒ ho = h – a = 500 – 50 = 450 mm

=  − ÷= × × × − ÷= kNm Nhận xét: M = 120.086 kNm < Mf 62,44 kNm, nên trục trung hòa đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b ' f×hdp 00 500× mm. m 2 3 2 R b o

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

SVTH: ĐOÀN MINH TÂM 35 MSSV: 15520800332 s b min max R o s

0,05% 0,650 1,97% bh R 280 à = ≤ à = ≤ à = ξ = ì Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 11 c) Tại tiết diện ở gối

Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật bdc×hdc 00 500× mm.

Giả thiết agối = 70 mm ⇒ ho = h - agối = 500 – 70 = 430 mm. Điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,449 m 2 3 2 R b o

0,05% 0,681 2,067% bh R 280 à = ≤ à = ≤ à = ξ = ì Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 11

Bảng 12 Tính cốt thép dọc cho dầm chính

Hình 20 Mặt cắt ngang dầm chính

Lực cắt lớn nhất tại gối: QA = 60,01 kN, Q tr B 85 kN, Q ph B ,35 kN.

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 98,85 kN.

Kiểm tra điều kiện tính toán:

Q 0.6R bh= =0,6 0,75 10× × ×0,3 0, 43 58,05kN× ⇒Q max ,85(kN) Q 58,05(kN)> ⇒ Bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt.

Chọn cốt đai ϕ6 (asw = 28,3 mm 2 ), số nhánh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

1 tk tt max ct s ≤min s ;s ;s =min 337;631;150

4 đoạn đầu dầm. Đoạn dầm giữa nhịp: dp 2 ct

2 2 tk tt max ct s ≤min s ;s ;s =min 337;631;200

Chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L

Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính:

P1= + =P G 34,32 41, 42 75,74kNm+ = kNNếu dùng đai ϕ8, hai nhánh thì số đai cần thiết:

Vậy bố trí mỗi bên 3 đai, bước đai: dc dp t h h 500 300

→ Chọn khoảng cách giữa các cốt treo là 50mm

Biểu đồ bao vật liệu

4.5.1 Tính khả năng chịu lực của tiết diện

- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As.

Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc được chọn là 25 mm cho nhịp và 40 mm cho gối Khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao của dầm t là 30 mm.

- Xác định ath ⇒ hoth = hdc − ath

- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:

R A 1 0,5 M R bh ξ = R bh ⇒ α = ξ − ξ ⇒ = α Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 14.

Bảng 13 Tính khả năng chịu lực của dầm chính

Tiết diện Cốt thép As mm 2 ath mm hoth mm ξ αm [M] kNm Nhịp biên

5.2 Xác định tiết diện cắt lý thuyết

− Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng.

− Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen.

Bảng 14 Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết

Tiết diện Thanh thép Vị trí điểm cắt lý thuyết x

4.5.3 Xác định đoạn kéo dài W Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức: s,inc sw

Trong đó: Q - lưc cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao mômen.

Qs,inc cho thấy khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt thép dọc Do mọi cốt xiên đều nằm ngoài vùng cắt bớt cốt dọc, nên giá trị Qs,inc bằng 0.

Qsw - khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết, sw sw sw q R na

= s ; Trong đoạn dầm có cốt đai ϕ6a150 thì:

Kết quả tính các đoạn W được tóm tắt trong bảng 16.

Bảng 15 Xác định đoạn kéo dài W của dầm chính

(mm) Nhịp biên bên trái 6

1) TCVN5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông và bê tông cốt thép

2) Võ Bá Tầm-Kết cấu bê tông cốt thép (tập 1: cấu kiện cơ bản), NXB Đại học Quốc gia TpHCM

3) Phan Quang Minh (chủ biên), Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bêtông cốt thép (phần cấu kiện cơ bản) NXB Khoa học và kỹ thuật, 2012.

4) Nguyễn Đình Cống, Sàn sườn bêtông toàn khối NXB Xây dựng, 2011.

5) Võ Bá Tầm – Hồ Đức Duy, Đồ án môn học kết cấu bêtông sàn sườn toàn khối loại bản dầm theo TCXDVN 365:2005 NXB Xây dựng, 2011.

6) Nguyễn Văn Hiệp, Hướng dẫn đồ án môn học bêtông cốt thép 1 sàn sườn toàn khối có bản dầm NXB ĐH Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh.

Tiêu đề	Đồ án bê tông cốt thép 1
Tác giả	Đồn Minh Tâm
Người hướng dẫn	GVHD: Trần Thị Nguyễn Hảo
Trường học	Đại học
Chuyên ngành	Bê tông cốt thép
Thể loại	đồ án

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	1,53 MB