Tài liệu Thuyết minh bản vẽ thiết kế kiến trúc pptx

Ta sẽ gán tĩnh tải tải trọng các lớp vật liệu và tải tường tác dụng lên dầm , sàn và hoạt tải trực tiếp lên sàn, tải gió tác dụng lên các dầm biên , tải trọng bản thân của các kết cấu d

PHẦN KẾT CẤU

I CƠ SỞ THIẾT KẾ:

1 Hồ sơ khảo sát và thiết kế:

- Bộ bản vẽ thiết kế kiến trúc

- Bộ hồ sơ báo cáo địa chất công trình

2 Các qui phạm và tiêu chuẩn thiết kế:

- Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu bê tông cốt thép : TCVN 5574-1991

- Tiêu chuẩn thiết kế Tải trọng và tác động : TCVN 2737-1995

- Tiêu chuẩn thiết kế Nền và công trình : TCVN 45-78…

II CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ:

1 Giải pháp kết cấu:

 Kết cấu chính của công trình là hệ thống dầm sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối đặt trên hệ thống cột

 Do đặc điểm địa chất tại vị trí xây dựng công trình , tải trọng xuống chân cột, đơn vị thiết kế chọn phương án móng cọc ép

 Giải pháp này sẽ đảm bảo độ ổn định của công trình, và các công trình lân cận

2 Trình tự thiết kế:

- Từ các điểm trên ta tiến hành các bước tính toán thiết kế với việc giải khung không gian bằng phần mềm ETABS Từ đó tiến hành tính toán kết cấu móng, cột, dầm sàn và các cấu kiện khác theo TCVN

a Tải trọng:

- Tĩnh tải (Trọng lượng bản thân)

- Hoạt tải sử dụng

- Gió tác động vào công trình

b Thiết kế kết cấu phần móng:

- Chọn các tổ hợp nội lực bất lợi do phần kết cấu bên trên truyền xuống móng

- Tính toán cường độ đất nền dưới đáy móng

- Tính toán diện tích đáy móng, kiểm tra lún cho nền và tính toán cốt thép cho móng

c Thiết kế kết cấu khung:

- Tính toán, kiểm tra kích thước, tiết diện của các cấu kiện và diện tích cốt thép chịu lực

III SƠ ĐỒ KHUNG:

Công trình có chiều dài tương đối (L= 22.8m), có tải trọng tương đối phức tạp (khu vực sảnh – cầu thang), đơn vị thiết kế lựa chọn sơ đồ tính là khung không gian

IV ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU:

Thống nhất cho toàn bộ các cấu kiện móng, cột, dầm, sàn có cùng mác bê tông M200 có:

- Mô đun đàn hồi Eb = 240.103 kG/cm2 = 2.4.109 kG/m2

- Hệ số poisson của bê tông  = 0.25

2 Cốt thép:

- Cường độ thép AI (d<10) : Ra = 2100 kG/cm2

KIỆN:

Sàn BTCT:

- Dựa vào kích thước của các ô sàn, chiều dày sàn được lựa chọn sơ bộ theo công thức sau

hs 

105 100

2 1



L L

- Chiều dày của các ô sàn của công trình: hs = 100 mm

- Dựa vào chiều dài nhịp dầm, kích thước tiết diện của các dầm (bxh) được lựa chọn sơ bộ theo công thức sau:

hd 

20

12 

d

L

, bd 

4

2 

d h

- Kích thước tiết diện của các dầm (xem bản vẽ):

VI TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN:

1. Tr ng l ng riêng c a v t li u và các h s v t t i:ọng lượng riêng của vật liệu và các hệ số vượt tải: ượng riêng của vật liệu và các hệ số vượt tải: ủa vật liệu và các hệ số vượt tải: ật liệu và các hệ số vượt tải: ệu và các hệ số vượt tải: ệu và các hệ số vượt tải: ố vượt tải: ượng riêng của vật liệu và các hệ số vượt tải: ải:

tt

3 Lớp vữa trát 2 1800 1.3 46.8

2 Các hoạt tải sử dụng:

STT Loại sàn kg/mptc 2 n T/mptt2

1 Phòng họp, P.Tiếp dân … 200 1.2 0.24

4 Kho vật dụng, hồ sơ 600 1.2 0.72

T I TR NG TÁC D NGẢI TRỌNG TÁC DỤNG ỌNG TÁC DỤNG ỤNG

* Phòng Chủ tịch, Bí thư, họp UBND :

tt

tt kg/m2

Tổng cộng: 651 kg/m2

* Sảnh, hành lang:

STT Vật liệu

Bề

Tĩnh tải 411

tt kg/m2

Tổng cộng: 771 kg/m2

* Hội trường:

STT Vật liệu

Bề

tt kg/m2

Tổng cộng: 891 kg/m2

* Kho vật dụng, kho hồ sơ:

tt

tt kg/m2

Tổng cộng: 1131 kg/m2

*WC:

STT Vật liệu

Bề

4 Lớp chống

tt kg/m2

Tổng cộng: 649 kg/m2

* Tải phân bố của tường :

Tường Chiều cao (m) g

T/m

 Mô hình tính toán :

Thông qua phần mềm ETABS v8.48, ta dựng mô hình với phần tử LINE mô tả dầm và cột , phần tử SLAB cho sàn Ta sẽ gán tĩnh tải (tải trọng các lớp vật liệu và tải tường tác dụng lên dầm , sàn ) và hoạt tải trực tiếp lên sàn, tải gió tác dụng lên các dầm biên , tải trọng bản thân của các kết cấu dầm sàn cột do ETABS quy định với hệ số vượt tải 1.1 (Define>Load Cases> Self Weight Multiplier : 1.1) Để tăng độ chính xác ta chia nhỏ phần tử SLAB ( Assign>Area>Automatic Area Mesh ) , do đó các phần tử LINE ứng với các dầm tương ứng cũng sẽ bị chia nhỏ theo (mô hình bao gồm phần tử SLAB và phần tử LINE)

- Các kết cấu bao che khác như tường , lan can , cầu thang ở dạng lực tĩnh tải

- Kích thước của mô hình ta lấy bằng kích thước giữa 2 tâm của cột , chiều cao tầng tính toán lấy bằng chiều cao thực của công trình

Mô hình trong ETABS được xây dựng như sau:

1 Các trường hợp tải trọng :

Theo TCVN-2737-1995 về tải trọng và tác động, tải trọng được chia thành

- Tải trọng thường xuyên là các tải không biến đổi trong suốt quá trình xây dựng và sử dụng công trình bao gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

- Tải trọng tạm thời : bao gồm các loại tải dài hạn và ngắn hạn xuất hiện trong một gian đoạn nào đó trong quá trình xây dựng và sử dụng như :

+ Tải trọng tạm thời dài hạn : các vách ngăn, thiết bị và vật dụng sử dụng thường xuyên

+ Tải trọng tạm thời tác dụng ngắn hạn :khối lượng người , các tác động lên sàn, tải trọng do quá trình thi công , tải trọng do gió tác dụng

Dựa vào sự phân loại trên , ta chọn các trường hợp tải tác động lên công trình bao gồm 9 trường hợp tải trọng như sau:

1 Tĩnh tải chất nay(TT)

2 Hoạt tải toàn phần.(HT)

3 Gió X (dương, theo chiều trục X)

4 Gió XX (âm, ngược chiều trục X)

5 Gió Y (dương, theo chiều trục Y)

6 Gió YY (âm ngược chiều trục Y)

2 Tải trọng gió :

Theo TCVN 2737-1995 công trình có chiều cao < 40m nên ta không cần phải tính gió động Gía trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc chuẩn được xác định theo công thức :

W W  k c

Wo : Ap lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

k : hệ số kể đến sự thay đổi theo độ cao

c : hệ số khí động

Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2 Công trình tại Tp Hồ Chí Minh trong khu vực đông dân cư (Vùng II-A , dạng địa hình C) , theo TCVN 2737:1995 ta có : Wo = 83 daN/m2

Kết quả tính toán các giá trị Wj :

BẢNG THỐNG KÊ LỰC GIÓ MẶT A-F

Vị

Trí

Cột

Chiều

cao tầng

Z(m)

Hệ

số K

W0 (kG/m2)

HSKĐ C

HSKĐ C'

Bề rộng đón gió B(m)

Gió đẩy W(kG/m)

Gió hút W'(kG/m)

Gió tổng W'(kG/m)

BẢNG THỐNG KÊ LỰC GIÓ MẶT 1-5

Vị

Trí

Cột

Chiều

cao tầng

Z(m)

Hệ

số K

W0 (kG/m2)

HSKĐ C

HSKĐ C'

Bề rộng đón gió B(m)

Gió đẩy W(kG/m)

Gió hút W'(kG/m)

Gió tổng W'(kG/m)

3 TỔ HỢP NỘI LỰC :

Vì công trình trong thực tế không chịu tác động cùng một lúc tất cả các tải và chúng ta cần xác định các nội lực nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong kết cấu trong suốt quá trình làm việc của công trình nên ta cần tiến hành tổ hợp nội lực Tổ hợp cơ bản gồm 2 loại tổ hợp :

Tổ hợp chính và Tổ hợp phụ

- Tổ hợp chính :

Gồm tải trọng thường xuyên và một tải trọng tạm thời, hệ số tổ hợp lấy bằng 1

- Tổ hợp phụ :

Có từ hai tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân với hệ số tổ hợp như sau : tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 0.9

- Đặt số thứ tự cho các trường hợp đặt tải:

Tĩnh tải : [1]

- Như vậy có các trường hợp tổ hợp như sau :

Tổ hợp chính : Hệ số tổ hợp

TH 6 : [1]+[2]+[3]  1 – 0.9 – 0.9

TH 7 : [1]+[2]+[4]  1 – 0.9 – 0.9

TH 8 : [1]+[2]+[5]  1 – 0.9 – 0.9

TH 9 : [1]+[2]+[6]  1 – 0.9 – 0.9 Chú thích:

 Hệ số tĩnh tải lấy là 1

 Hệ số hoạt tải cho tổ hợp cơ bản 1 lấy là 1

 Hệ số hoạt tải cho tổ hợp cơ bản 2 lấy là 0.9

THÉP :

1 Nội lực tính thép cột:

Đối với mỗi phần tử cột , để thiết kế cốt thép ta chọn ra tổ hợp các cặp nội lực sau đây + Nmax,M2tư,M3tư

+ M2max,Ntư + M2min,Ntư + M3max,Ntư + M3min,Ntư + Qmax=max{lQ2maxl,lQ3maxl}

2 Nội lực tính thép dầm:

Để thiết kế cốt thép ta chọn ra tổ hợp các cặp nội lực sau đây

+ M3max ( Đối với các phần tử ở nhịp ) + M3min ( Đối với các phần tử ở gối) + Q2max

3 Sử dụng phần mềm MSExcel 2003 tính thép:

+ Sau khi giải mô hình (ETABS) , ta tiến hành xuất kết quả nội lực sang file Excel để tính thép + Các bảng nội lực và tổ hợp nội lực được trình bày cụ thể trong phần phụ lục

- Chọn lớp bảo vệ a = 1.5 cm

 h0 = h – a (cm)

- Đặc trưng vật liệu:

Bê tông mác 200 : Rn = 90 kg/cm2

a Xác định nội lực trong các ô bản:

- Sơ đồ tính: tuỳ thuộc vào tỷ số cạnh ngắn và cạnh dài của ô sàn mà ta chọn sơ đồ tính thích hợp

 Đối với các ô sàn loại bản dầm : (L 2/L1  2)

- Sơ đồ tính: Cắt ô sàn thành dải nhỏ có bề rộng b = 1m theo phương ngắn, xem các dải sàn tầng là các dầm đơn giản 2 đầu ngàm lên các dầm, nhịp tính toán bằng khoảng cách hai trục dầm, chịu tải trọng của tĩnh tải + hoạt tải của sàn

- Sơ đồ tính là dầm hai đầu ngàm, nhịp tính toán bằng khoảng cách hai trục dầm

- Sơ đồ tính toán :

- Moment lớn nhất tại nhịp :

24

2

ql

M nhip  (Tm/m)

- Moment lớn nhất tại gối :

12

2

ql

M goi  (Tm/m)

Với q : tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn (T/m2)

l : chiều dài ô sàn theo phương cạnh ngắn (m)

 Đối với ô bản loại bản kê 4 cạnh: (L2/L1 < 2)

- Sơ đồ tính:

- Moment dương lớn nhất ở giữa bản :

M1= mi1  P

M2 = mi2  P

- Moment âm lớn nhất ở trên gối:

MI = ki1  P

MII = ki2  P

Trong đó :

i = 1,2,3,…,9 – là chỉ số loại ô bản

Chỉ số 1,2 – tương ứng theo phương cạnh ngắn và dài

Mn l

Mg

L

M

II

M II M II

M I

M

1

M1, M2 – lần lượt là mômen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn và cạnh dài.

MI, MII – lần lượt là mômen trên gối theo phương cạnh ngắn và cạnh dài

P – tổng tải trọng tập trung lên bản và được xác định như sau :

P= qtt L1  L2

Các hệ số : mi1, mi2, ki1, ki2 –tra bảng phụ thuộc vào tỷ số L2/L1 và loại ô bản

- Tất cả các ô sàn này đều có dạng sơ đồ 9 , do đó các công thức trên viết lại thành :

M1= m91 P

M2 = m92  P

MI = k91  P

MII = k92  P

b Tính toán cốt thép cho các ô bản:

- Từ nội lực được tính như trên:

2 0

h b R

M A

n 

2

1

A











0

M Fa

a



 Với b = 100 cm M = Tm Rn = 90 kg/cm2 h0 = cm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức:

% 100 0

x bh

F a





Trong phần tính toán này để thiên về an toàn , ta sẽ tính cốt thép ở nhịp theo ô bản 1, và tính cốt thép ở gối theo ô bản 9

B NG TÍNH TOÁN C T THÉP CHO SÀNẢI TRỌNG TÁC DỤNG ỐT THÉP CHO SÀN

đồ (m) (m) (mm) daN/m2 MgI FagI M1 Fa1 MgII FagII M2 Fa2

* Phòng chủ tịch, QLĐT, Bí thư, P.Đoàn thể

9 4.2 4.6 100 771 670 3.97 289 1.66 554 3.25 240 1.46

9 3.8 4.2 100 891 643 3.80 278 1.59 522 3.06 226 1.37

* Kho

9 3.1 3.1 100 1131 453 2.63 195 1.11 453 2.63 195 1.18

9 2.7 4.2 100 1720 893 5.40 401 2.32 367 2.12 165 1.00

* Hội trường

9 3.8 4.2 100 891 643 3.80 278 1.59 522 3.06 226 1.37

*Sảnh, hành lang

9 3 3.8 100 891 481 2.80 211 1.20 299 1.71 131 0.79

9 2.6 3.2 100 891 349 2.01 153 0.86 231 1.32 101 0.61

B NG CH N THÉP CHO SÀNẢI TRỌNG TÁC DỤNG ỌNG TÁC DỤNG

đồ (m) (m) (mm) daN/m2 daN/m2 daN/m2 f a(mm) f a(mm) f a(mm) f a(mm)

* Kho

* Hội trường

*Sảnh, hành lang

Dựa trện mặt bằng sơ đồ nút phần BASE của ETABS ta có nội lực tại chân cột để tính móng

- Ch n l p đ t đ t móng.ọng lượng riêng của vật liệu và các hệ số vượt tải: ớp đất đặt móng ất đặt móng ặt móng

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO SPT(Meyerhof-1956)

Công trình:

UBND PHƯỜNG 2

I./ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ

ĐẤT NỀN :

Tổng số lớp đất : 5

Chỉ số SPT theo chiều dày lớp

Độ sâu đặt móng Z đài (m): 1.7 Chiều dài thực cọc L cọc = 19.8 (m) 10 5

Độ sâu mũi cọc Z mũi (m): 21 SPT tại mũi cọc N 12

II./ĐẶC TRƯNG TIẾT

Mác Bêtông-Nhóm thép sử

dụng: 250 AII Tiết diện cọc: 250 U cọc (m) Fb(m 2 ) Fa(cm 2 )

Cường độ nén của Bêtông : 110 (kG/cm 2 )

Bố trí thép

Cường độ kéo của Bêtông : 8.8 (kG/cm 2 ) Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu :

Cường độ kéo,nén cốt thép

Ra : 2800 (kG/cm 2 ) Pvl = jx(Rn*Fb + Ra*Fa) = 66.96 ( T )

III./TÍNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC

CỦA CỌC :

Khả năng chịu tải của cọc theo SPT :

Hệ số điều kiện làm

việc :

Hệ số K 1 : 400 (400 cho cọc đóng và 120 cho cọc nhồi)

Hệ số K 2 : 2 (2.0 cho cọc đóng và 1.0 cho cọc nhồi) Lực ma sát mặt bên của cọc

Sức chịu tải của mũi cọc Q m : 30.00 ( T )

Sức chịu tải cực hạn của cọc : 71.61 ( T )

Hệ số an toàn : 2.5

+ Sức chịu tải của cọc sử dụng

theo SPT :

KIỂM TRA MÓNG CỌC

A./Tính số lượng cọc cho các móng :

Sức chịu tải của 1 cọc đơn : P cọc = 30 ( T )

Tên

tt chân cột

tt xx

( Tm ) M

tt yy

( Tm ) Q

tt x

( T ) Q

tt y

( T )

Độ sâu chôn móng Zi(m)

Kích thước đài móng a(m)xb(m)xh(m)

Số luợng cọc chọn a(m) b(m) h(m)

M1 32.03 1.3 0.2 0.9 0.4 1.7 1.25 0.5 0.8 2

M4 55 1.9 0.1 2.4 0.5 1.7 2.625 0.5 0.8 3

B./Kiểm tra khả năng chịu tải Pmax,Pmin của cọc :

Tên

Móng

SN tt chân cột

( T )

Tọa độ cọc biên

P tt max

( T ) P

tt tb

( T ) P

tt min

( T )

Kết luận cọc chịu tải

X max

(m) Y(m)max SX

2 i

(m) SY

2 i

(m)

M1 32 0.375 0 0.2813 1 16.69 16.00 15.31 OK OK

M2 54 0.375 0.433 0.2813 0.375 20.34 18.00 15.66 OK OK

M4 55 0.375 0 0.2813 1 19.00 18.33 17.67 OK OK

C./Kiểm tra xuyên thủng móng

Kiểm tra xuyên thủng móng : M1

a c = 0.2 ( m ) b đ = 1.25 ( m )

Lực gây xuyên thủng đài cọc : P xt = -13.05 ( T )

Lực chống xuyên thủng : P ct = 189 ( T )

Kết luận : Đài móng đủ khả năng chống cắt!

D./Tính cốt thép đài móng :

Cường độ chịu nén tính toán của Bêtông Rn = 130 kG/cm 2

Cường độ chịu kéo tính toán của Bêtông Rk = 10 kG/cm 2

Cường độ chịu kéo,nén tính toán của cốt thép Ra = 2800 kG/cm 2

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai Rad = 2300 kG/cm 2

Hàm lượng cốt thép lớn nhất µmax = 2.693

Tên

Móng Phươ

ng Mtt

( Tm )

Tiết diện đài móng

A g Fa,tt cm2 Chọn

thép

Fa,chọn

b(cm) h(cm) a(cm)

XII.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO KHUNG :

1 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM:

 Xác định nội lực trong các ô bản:

- Đối với các dầm nhiều nhịp, nội lực đươc lấy từ phần mềm ETABS

- Đối với dầm đơn giản: ta xem sơ đồ tính là dầm 2 đầu liên kếr khớp với dầm chính, nhịp tính toán bằng khoảng cách 2 trục dầm chính chịu tải phân bố của các ô sàn truyền vào theo dạng hình thang hoặc tam giác, chịu tải tập trung do dầm phụ truyền vào

Moment lớn nhất tại nhịp :

8

2

ql

M nhip  (Tm) (do lực phân bố gây ra)

4

Pl

M nhip  (Tm) (do lực tập trung gây ra)

Với q : tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm (T/m2)

(bao gồm trọng lượng dầm, tường, tải trọng sàn)

P : tải trọng tập trung (T)

l : chiều dài tính toán của dầm (m)

 Tính toán cốt thép cho dầm:

- Chọn lớp bảo vệ a= 4 cm (dầm lầu)

 h0 = h – a (cm)

- Cường độ tính toán của vật liệu:

Bê tông mác 200 : Rn = 90 kg/cm2

- Từ nội lực được tính như trên:

0

h b R

M

2

1

A







Fa =

0

M



Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức:

% 100 0

x bh

F a





Từ kết quả tính toán trong ETABS ta xuất kết quả nội lực của các (xem phụ lục) sau đó dùng chương trình MSExcel 2003 để tính toán cốt thép

BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM

( Xem phụ lục tính toán )

- Cường độ tính toán của vật liệu:

 Bê tông M200: Rn = 90 KG/cm2

Rk = 7.5 KG/cm2

Rađ = 1800 KG/cm2

Rađ = 2200 KG/cm2

- Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng:

Q  k0 Rn bh0 với k0 = 0.35

 bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng

- Nếu Q > k0 Rn bh0  phải tăng kích thước tiết diện

- Kiểm tra điều kiện bê tông đủ khả năng chịu lực cắt:

Q  k1Rk bh0 với k1 = 0.6 (đối với dầm)

 Đặt cốt đai và cốt xiên theo cấu tạo

- Nếu Q  k1Rk bh0

 Cần tính toán cốt đai và cốt xiên

Chọn cốt đai 2 nhánh 8 (thép A–I)



















2

2 / 1800

503 0 2

cm KG R

cm f

n

ad d

- Khoảng cách thiết kế giữa các cốt đai tại các gối:

2

2 0 8

Q

bh R nf R

d ad

Q

bh R

2 0 max

5 1

uct =









cm

h

15

2 nếu h  45 cm

uct =









cm

h

30

3 nếu h > 45 cm

utk 











ct

tt

u

u

u

max

- Khoảng cách thiết kế giữa các cốt đai tại nhịp:

u 







cm

u tt

20

2

Với n : số nhánh cốt đai

fd : diện tích 1 nhánh cốt đai (cm2)

BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP NGANG CHO DẦM

( Xem phụ lục tính toán )

2 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT: