ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH - - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI GVHD: TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO SVTH: NGUYỄN THỊ DIỄM THÚY MSSV: 19520100319 LỚP: XD19/A4 NHÓM: N10 – 04 12 – 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT SỐ KHUNG NHÀ BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Diễm Thúy Đề số: N 10 – 04 Lớp: XD19/A4 Cơng trình có thiết kế kiến trúc vẽ kèm theo, với số liệu kích thước sau: W0 Lx1(m) Lx2(m) Ly1(m) Ly2(m) Số tầng ht(m) 4,8 5,8 5,5 5,5 3,3 Khung trục (vùng gió) II Yêu cầu : Thiết kế kết cấu khung có trục định tờ đề Các bước thiết kế theo thứ tự sau: Lựa chọn phương án, lập sơ đồ tính tốn kết cấu khung Chọn sơ kích thước tiết diện, chọn vật liệu Xác định tải trọng Các trường hợp tải trọng tác dụng lên khung Kết nội lực ứng với trường hợp tải trọng, tổ hợp nội lực Tính tốn cốt thép khung Kiểm tra điều kiện sử dụng Thể vẽ bố trí thép khung Các nội dung phải ghi chép đầy đủ vào thuyết minh có khổ giấy A4 (210x297), Font Times New Roman size 13, in mặt Trang tập thuyết minh PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ đồ án, bìa cứng có ghi danh mục theo hướng dẫn Sinh viên phải thể vẽ khổ A1(600x850) với nội dung theo dẫn, có khungtên thống Ngày đề : 11- 01- 2022 Ngày nộp bài: 15- 03- 2022 Bảo vệ đồ án : 22- 03- 2022 GV MÔN HỌC Trần Thị Nguyên Hảo VẬT LIỆU SỬ DỤNG: - Bê tơng với cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa = 11500kN/m2 Rbt = 0,9 MPa = 900kN/m2 Eb = 27,5 MPa = 27,5.106kN/m2 - Cốt thép loại CB240-T có: Rs = Rsc = 210MPa = 210000kN/m2 Rsw = 170MPa = 170000kN/m2 Es = 2.105MPa = 20.107kN/m2 - Cốt thép loại CB300-V có: Rs = 260MPa = 280000kN/m2 Rsw = 210MPa = 210000kN/m2 Es = 2.105MPa = 20.107kN/m2 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: 2.1 Sơ chiều dày sàn: Dựa vào mặt kiến trúc cơng trình mà ta tiến hành lựa chọn chiều dày sàn cho phù hợp dễ dàng thi công Chiều dày sàn phải thỏa mãn điều kiện độ bền, độ cứng kinh tế  Sàn có dầm  Chọn sàn điển hình (4800x6250)mm Xét tỷ số: L2 6250 = = 1,302 < L1 4800 → Sàn thuộc loại kê cạnh, làm việc phương  Chiều dày sàn tính theo cơng thức: hb = D L (ℎ ≥ 70 𝑚𝑚) m 𝑏 Trong đó: - 𝐷 = 0,8 ÷ 1,4 hệ số phụ thuộc vào giá trị hoạt tải sử dụng sàn (Do cơng trình nhà dân dụng nên chọn D = 1) - 𝑚 = 40 ÷ 45 (đối với sàn phương) 1 1 ℎ𝑏 = ( ÷ ) 𝐿1 = ( ÷ ) 4800 = (120 ÷ 107)𝑚𝑚 40 45 40 45 → Chọn chiều dày sàn hb = 100mm = 10cm 2.2 Sơ tiết diện dầm khung: 2.2.1 Tiết diện dầm liên kết với cột: nhịp 8200mm, nhịp 6400mm, 5800mm, 3500mm (lấy nhịp đại diện) Sơ theo công thức sau:  Chiều cao dầm: -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( 10 10 10 10 ÷ ÷ ÷ ÷ 14 14 14 14 )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( 14 14 14 14 ÷ ÷ ÷ ÷ 10 10 10 10 ) 8200 = (585,71 ÷ 820)𝑚𝑚 ) 6400 = (457,14 ÷ 640)𝑚𝑚 ) 5800 = (414,29 ÷ 580)𝑚𝑚 ) 3500 = (250 ÷ 350)𝑚𝑚 → Chọn h1 = 600mm; h2 = 450mm; h3 = 300mm  Bề rông dầm: 2 3 3 3 3 3 3 - 𝑏 = ( ÷ ) ℎ = ( ÷ ) 600 = (200 ÷ 400)𝑚𝑚 - 𝑏 = ( ÷ ) ℎ = ( ÷ ) 450 = (150 ÷ 300)𝑚𝑚 - 𝑏 = ( ÷ ) ℎ = ( ÷ ) 300 = (100 ÷ 200)𝑚𝑚 → Chọn b = 200mm  Ghi chú: Để tiện thi cơng, đảm bảo tính kinh tế dầm liên tục nhịp chênh khơng lớn (dưới 25%) khơng nên thay đổi tiết diện dầm mà thay đổi hàm lượng thép dầm, thay đổi nên thay đổi chiều cao dầm mà giữ nguyên bề rộng dầm → Chọn tiết diện dầm liên kết với cột DC1 (200x600)mm; DC2 (200x450)mm DC3(200x300)mm 2.2.2 Tiết diện dầm liên kết với dầm: nhịp 6400mm, nhịp 5500mm, nhịp 5000mm, nhịp 4100mm, 3500mm, 3900mm Sơ theo công thức sau:  Chiều cao dầm: -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( -ℎ=( 14 14 14 14 14 14 ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ 16 16 16 16 16 16 )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( )𝐿 = ( 14 14 14 14 14 14 ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ 16 16 16 16 16 16 ) 6400 = (400 ÷ 457,14)𝑚𝑚 ) 5500 = (343,75 ÷ 392,86)𝑚𝑚 ) 5000 = (312,5 ÷ 357,14)𝑚𝑚 ) 4100 = (256,25 ÷ 292,86)𝑚𝑚 ) 3500 = (218,75 ÷ 250)𝑚𝑚 ) 3900 = (243,75 ÷ 278,57)𝑚𝑚 Để tiện cho tính tốn thi công → Chọn h1 = 400mm; h2 = 300mm  Bề rông dầm: 2 3 3 3 3 - 𝑏 = ( ÷ ) ℎ = ( ÷ ) 400 = (133,3 ÷ 266,67)𝑚𝑚 - 𝑏 = ( ÷ ) ℎ = ( ÷ ) 300 = (100 ÷ 200)𝑚𝑚 → Chọn b = 200mm → Chọn tiết diện dầm liên kết với dầm DP1 (200x400)mm DP2 (200x300)mm 2.2.3 Tiết diện dầm công xôn: Sơ theo công thức sau:  Chiều cao dầm: 1 ℎ = ( ÷ )𝐿  Bề rơng dầm: 𝑏 = ( ÷ )ℎ 3  Do độ vươn dầm công xôn cơng trình nhà phố nên lấy kích thước dầm cơng xơn từ kích thước dầm cơng trình kéo → Chọn tiết diện dầm công xôn D (200x450)mm.và (200x300)mm 2.3 Sơ tiết diện cột khung:  Diện tích tiết diện cột sơ theo công thức: 𝐴𝑐 = 𝑘 𝑁 𝑅𝑏 với N = q.S.n Trong đó: - k hệ số kể tới ảnh hưởng momen cột k = 1,1 cột k = 1,2 cột biên k = 1,3 cột góc - q = g + p (kN/m2) giá trị tải trọng đứng sơ m2 sàn 𝑞 = ÷ 10 (kN/m2): cao ốc văn phòng, tường vách nhẹ 𝑞 = 11 ÷ 13 (kN/m2): chung cư, tường vách gạch Đối với cơng trình ta chọn 𝑞 = 11(kN/m2) - S (m2) diện tích sàn truyền tải lên cột khung - n số tầng cơng trình - Phạm vi truyền tải cột để tính kích thước tiết diện: Để xác định tiết diện cột, ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn (tức cột mà vị trí có sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất) thể mặt - Cột thang bộ, cột thang máy, cột buồng thang máy tầng thượng ta chọn cột (200x200) mm Tên cột Cột (k = 1,1) S (m2) 27,83 Bảng sơ tiết diện cột khung: q=g+p N = q.S.n (kN) Ac (cm2) (kN/m2) n=5 n=2 n=5 n=2 11 1530,38 612,15 1463,84 (30x50) 585,53 (30x30) Cột biên (k = 1,2) Cột góc (k = 1,3) 12,6 11 8,41 11 693 462,28 277,2 723,13 (25x30) 289,25 (20x20) 184,9 522,58 (25x25) 209,03 (20x20) 2.4 Sơ bề dày tường: Bề dày tường ta chọn tường dày 100mm, 200mm để phù hợp với kiến trúc bề rộng dầm chọn XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG: 3.1 Tĩnh tải: 3.1.1 Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn, chống thấm, đóng trần đường ống kỹ thuật: Bảng tính giá trị tĩnh tải sàn tầng: Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (m) Hệ số tin cậy 𝛾 (kN/m3) Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2) Tải trọng tính tốn (kN/m2) Gạch ceramic 0,01 1,1 20 0,20 0,22 Vữa lót 0,02 1,2 18 0,36 0,432 Bê tông cốt thép sàn 0,10 1,1 25 2,50 2,750 Vữa tô 0,015 1,2 18 0,27 0,324 0,5 0,550 3,83 4,276 Thiết bị kỹ thuật 1,1 Tổng:  Trọng lượng lớp hồn thiện sàn, khơng kể trọng lượng chiều dày đan BTCT: - Tải trọng tiêu chuẩn: 𝑡𝑐 𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛 = 3,83 − 2,50 = 1,33 (kN/m ) - Tải trọng tính tốn: 𝑡𝑡 𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛 = 4,276 − 2,75 = 1,526 (kN/m )  Đối với ô sàn vệ sinh, sàn mái trọng lượng lớp cấu tạo cộng thêm trọng lượng lớp chống thấm: - Trọng lượng lớp chống thấm: gtc = 0,10kN/m2 ; n = 1,2 - Trọng lượng lớp tạo dốc: gtc = 0,36kN/m2 ; n = 1,2  Trọng lượng lớp hoàn thiện sàn, không kể trọng lượng chiều dày bê tông cốt thép sàn: (đã cộng thêm lớp chống thấm lớp tạo dốc) - Tải trọng tiêu chuẩn: 𝑡𝑐 𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛 = 3,83 − 2,50 + 0,10 + 0,36 = 1,79 (kN/m ) - Tải trọng tính tốn: 𝑡𝑡 𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛 = 4,331 − 2,75 + 0,10.1,2 + 0,36.1,2 = 2,113 (kN/m ) 3.1.2 Tải trọng tường xây:  Trọng lượng tường xây tính theo cơng thức: 𝑡𝑡 𝑔𝑡ườ𝑛𝑔 𝑥â𝑦 = 𝛾𝑘ℎố𝑖 𝑥â𝑦 𝛿𝑡 ℎ𝑡ườ𝑛𝑔 1,1 Trong đó: - 𝛾𝑘ℎố𝑖 𝑥â𝑦 = 18kN/m3 - 𝛿𝑡 bề dày tường sơ - htường = htầng - hdầm Bảng tính giá trị tải trọng tường xây: Loại tường Tường dày 100mm Tường dày 200mm 𝛿𝑡 (m) htầng (m) 𝑡𝑡 𝑔𝑡ườ𝑛𝑔 𝑥â𝑦 (kN/m) htường (m) Dầm 400mm Dầm 300mm 0,1 3,3 0,2 2.9 Dầm 400mm Dầm 300mm 6,138 6,336 12,276 12,672 3,0 3.2 Hoạt tải:  Tùy theo chức sử dụng sàn, giá trị tải trọng lấy theo TCVN 2737 – 1995, cụ thể sau: Bảng giá trị hoạt tải mà công trình sử dụng: Loại phịng Phịng khách, buồng vệ sinh, phịng tắm Phịng ngủ Ban cơng Sảnh, cầu thang, hành lang Mái không sử dụng Giá trị tiêu chuẩn (daN/m2) Toàn Phần phần dài hạn Hệ số tin cậy Giá trị tính tốn (daN/m2) Tồn phần Phần dài hạn Phần ngắn hạn 200 70 1,2 240 84 156 150 30 1,3 195 39 156 200 70 1,3 240 84 156 300 100 1,2 360 120 240 1,3 97,5 75 97,5 3.3 Tải trọng gió:  Cơng trình có chiều cao H = 18,3m < 40m, nên theo TCVN 2737 – 1995 không kể tới thành phần động tải trọng gió, gió tĩnh xác định theo cơng thức sau: W = Wc n c k B Trong đó: - Wc: giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam - n hệ số tin cậy Chọn thời gian sử dụng giả định công trình 50 năm → n = 1,2 - c hệ số khí động cho mặt phẳng thẳng đứng c = +0,8 mặt phẳng đón gió c = -0,6 mặt phẳng hút gió - k hệ số độ cao, tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao z, ứng với dạng địa hình t xác định theo cơng thức sau: 𝑧 𝑘𝑡 (𝑧) = 1,844 ( 𝑔 ) 𝑧𝑡 2𝑚𝑡 Với: 𝑔 o 𝑧𝑡 độ cao địa hình dạng t mà vận tốc gió khơng chịu ảnh hưởng mặt đệm, gọi độ cao gradient o mt số mũ tương thích với địa hình dạng t o Địa hình A địa hình trống trải, khơng có có vật cản cao khơng q 1,5m (bờ biển thống, mặt sơng, hồ lớn, cánh đồng…) o Địa hình B địa hình tương đối trống trải, có số vật cản thưa thớt cao không 10m (vùng ngoại ô nhà, thị trấn, làng mạc…) o Địa hình C địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát cao từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm…) Bảng độ cao hệ số mt: 𝑔 Dạng địa hình 𝑧𝑡 (m) mt A 250 0,070 B 300 0,090 C 400 0,140 → Cơng trình vùng gió III địa hình C nên: Wc = 125daN/m2 𝑔 𝑧𝑡 = 400m mt = 0,14 - B bề rộng đón gió, xác định theo cách gán tải vào phần tử dầm B (m) trung bình cộng chiều cao hai tầng nằm liền kề cao trình z (m) xét Bảng tính kết áp lực gió: Dầm biên tầng Cao độ z (m) k B (m) Wđón gió (daN/m) Whút gió (daN/m) 1–2 4,3 0,518 3,9 242,42 181,82 2–3 7,8 0,612 3,5 257,04 192,78 3–4 11,3 0,679 3,5 285,18 213,89 4-5 14,8 0,732 3,5 307,44 230,58 5- Mái 18,3 0,777 1,75 163,17 122,378