THUYẾT MINH đồ án bê TÔNG cốt THÉP 2 KHUNG NHÀ bê TÔNG cốt THÉP TOÀN KHỐI

Kết quả nội lực ứng với từng trường hợp tải trọng, tổ hợp nội lực.. SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: 2.1 Sơ bộ chiều dày sàn: Dựa vào mặt bằng kiến trúc công trình mà ta tiến hành lựa chọ

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG

BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

- -

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

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 MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT SỐ 2 KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Diễm Thúy Đề số: N 10 – 04 Lớp: XD19/A4

Công trình có thiết kế kiến trúc như các bản vẽ kèm theo, với số liệu kích thước như sau:

Lx1(m) Lx2(m) Ly1(m) Ly2(m) Số tầng ht(m)

W0

(vùng gió)

Khung trục

4,8 5,8 5,5 5,5 5 3,3 II 1

Yêu cầu : Thiết kế kết cấu khung có trục được chỉ định trong tờ đề

Các bước thiết kế theo thứ tự như sau:

Lựa chọn phương án, lập sơ đồ tính toán kết cấu khung

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện, chọn vật liệu

Xác định tải trọng

Các trường hợp tải trọng tác dụng lên khung

Kết quả nội lực ứng với từng trường hợp tải trọng, tổ hợp nội lực

Tính toán cốt thép khung

Kiểm tra các điều kiện sử dụng

Thể hiện bản vẽ bố trí thép khung

Các nội dung trên phải được ghi chép đầy đủ vào bản thuyết minh có khổ giấy A4

(210x297), Font Times New Roman size 13, in 2 mặt

Trang đầu tiên của tập thuyết minh là bản chính PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ đồ án, bìa cứng có ghi các danh mục theo hướng dẫn

Sinh viên phải thể hiện một bản vẽ khổ A1(600x850) với nội dung theo chỉ dẫn, có khungtên thống nhất

Ngày nộp bài: 15- 03- 2022

Bảo vệ đồ án : 22- 03- 2022

Trần Thị Nguyên Hảo

1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG:

- Bê tông 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

2 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN:

2.1 Sơ bộ chiều dày sàn:

Dựa vào mặt bằng kiến trúc công trình mà ta tiến hành lựa chọn chiều dày sàn cho phù hợp và dễ dàng thi công Chiều dày sàn phải thỏa mãn điều kiện về độ bền, độ cứng và

kinh tế

 Sàn có dầm

 Chọn ô sàn điển hình (4800x6250)mm

Xét tỷ số:

L2

L1 = 6250

4800 = 1,302 < 2 → Sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, làm việc 2 phương

 Chiều dày bản sàn được tính theo công thức:

hb = D

mL1 (ℎ𝑏 ≥ 70 𝑚𝑚) Trong đó:

- 𝐷 = 0,8 ÷ 1,4 là hệ số phụ thuộc vào giá trị hoạt tải sử dụng trên sàn (Do đây

là công trình nhà dân dụng nên chọn D = 1)

- 𝑚 = 40 ÷ 45 (đối với sàn 2 phương)

ℎ𝑏 = (1

40÷ 1

45) 𝐿1 = (1

40÷ 1

45) 4800 = (120 ÷ 107)𝑚𝑚

→ Chọn chiều dày sàn h b = 100mm = 10cm

2.2 Sơ bộ 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 bộ theo công thức sau:

 Chiều cao dầm:

- ℎ = (1

14) 𝐿 = (1

10) 8200 = (585,71 ÷ 820)𝑚𝑚

- ℎ = (1

14) 𝐿 = (1

10) 6400 = (457,14 ÷ 640)𝑚𝑚

- ℎ = (1

14) 𝐿 = (1

10) 5800 = (414,29 ÷ 580)𝑚𝑚

- ℎ = (1

14) 𝐿 = (1

10) 3500 = (250 ÷ 350)𝑚𝑚 → Chọn h1 = 600mm; h2 = 450mm; h3 = 300mm

 Bề rông dầm:

- 𝑏 = (1

3÷2

3) ℎ = (1

3÷2

3) 600 = (200 ÷ 400)𝑚𝑚

- 𝑏 = (1

3÷2

3) ℎ = (1

3÷2

3) 450 = (150 ÷ 300)𝑚𝑚

- 𝑏 = (1

3÷2

3) ℎ = (1

3÷2

3) 300 = (100 ÷ 200)𝑚𝑚 → Chọn b = 200mm

 Ghi chú:

Để tiện thi công, đảm bảo tính kinh tế các dầm chính liên tục nhịp chênh nhau không lớn (dưới 25%) thì không nên thay đổi tiết diện dầm mà thay đổi hàm lượng thép trong dầm, nếu thay đổi thì chỉ nên thay đổi chiều cao dầm mà giữ nguyên bề rộng dầm

→ Chọn tiết diện dầm liên kết với cột là DC1 (200x600)mm; DC2

(200x450)mm và DC3(200x300)mm

2.2.2 Tiết diện dầm liên kết với dầm: nhịp 6400mm, nhịp 5500mm, nhịp 5000mm,

nhịp 4100mm, 3500mm, 3900mm

Sơ bộ theo công thức sau:

 Chiều cao dầm:

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 6400 = (400 ÷ 457,14)𝑚𝑚

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 5500 = (343,75 ÷ 392,86)𝑚𝑚

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 5000 = (312,5 ÷ 357,14)𝑚𝑚

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 4100 = (256,25 ÷ 292,86)𝑚𝑚

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 3500 = (218,75 ÷ 250)𝑚𝑚

- ℎ = (1

16) 𝐿 = (1

16) 3900 = (243,75 ÷ 278,57)𝑚𝑚

Để tiện cho tính toán và thi công → Chọn h1 = 400mm; h2 = 300mm

 Bề rông dầm:

- 𝑏 = (1

3÷2

3) ℎ = (1

3÷2

3) 400 = (133,3 ÷ 266,67)𝑚𝑚

- 𝑏 = (1

3÷2

3) ℎ = (1

3÷2

3) 300 = (100 ÷ 200)𝑚𝑚 → Chọn b = 200mm

→ Chọn tiết diện dầm liên kết với dầm là DP1 (200x400)mm và DP2

(200x300)mm

2.2.3 Tiết diện dầm công xôn:

Sơ bộ theo công thức sau:

 Chiều cao dầm:

ℎ = (1

5÷ 1

7) 𝐿

 Bề rông dầm:

𝑏 = (1

3÷ 2

3) ℎ

 Do độ vươn của dầm công xôn của công trình nhà phố nên lấy kích thước dầm công xôn từ kích thước dầm công trình kéo ra

→ Chọn tiết diện dầm công xôn là D (200x450)mm.và (200x300)mm

2.3 Sơ bộ tiết diện cột khung:

 Diện tích tiết diện cột được sơ bộ theo công thức:

𝐴𝑐 = 𝑘 𝑁

𝑅𝑏 với N = q.S.n

Trong đó:

- k là hệ số kể tới ảnh hưởng momen trong cột

k = 1,1 đối với cột giữa

k = 1,2 đối với cột biên

k = 1,3 đối với cột góc

- q = g + p (kN/m2) là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên một m2 sàn

𝑞 = 8 ÷ 10 (kN/m2): đối với cao ốc văn phòng, tường là vách nhẹ

𝑞 = 11 ÷ 13 (kN/m2): đối với chung cư, tường là vách gạch

Đối với công trình này ta chọn 𝑞 = 11(kN/m2)

- S (m2) là diện tích sàn truyền tải lên cột khung

- n là số tầng của công trình

- Phạm vi truyền tải của cột để tính kích thước tiết diện: Để xác định tiết diện cột,

ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất (tức là cột mà ở vị trí đó có những ô sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất) được thể hiện trong mặt bằng

- Cột thang bộ, cột thang máy, cột buồng thang máy trên tầng thượng ta chọn cột (200x200) mm

Bảng sơ bộ tiết diện cột khung:

Tên

cột

S (m2)

q = g + p (kN/m2)

N = q.S.n (kN) Ac (cm2)

n = 5 n = 2 n = 5 n = 2

Cột giữa

(k = 1,1) 27,83 11 1530,38 612,15

1463,84

(30x50)

585,53

(30x30)

Cột biên

(k = 1,2) 12,6 11 693 277,2

723,13

(25x30)

289,25

(20x20)

Cột góc

(k = 1,3) 8,41 11 462,28 184,9

522,58

(25x25)

209,03

(20x20)

2.4 Sơ bộ bề dày tường:

Bề dày tường ta chọn tường dày 100mm, 200mm để phù hợp với kiến trúc

và bề rộng dầm đã chọn

3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG:

3.1 Tĩnh tải:

3.1.1 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn, chống thấm, đóng trần và đi

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 toán (kN/m2) Gạch ceramic 0,01 1,1 20 0,20 0,22

Bê tông cốt thép sàn 0,10 1,1 25 2,50 2,750

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn, không kể trọng lượng chiều dày đan BTCT:

- Tải trọng tiêu chuẩn:

𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛𝑡𝑐 = 3,83 − 2,50 = 1,33 (kN/m2)

- Tải trọng tính toán:

𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛𝑡𝑡 = 4,276 − 2,75 = 1,526 (kN/m2)

 Đối với ô sàn vệ sinh, sàn mái ngoài trọng lượng các lớp cấu tạo trên 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 các lớp hoàn thiện sàn, không kể trọng lượng chiều dày bê tông cốt thép sàn: (đã cộng thêm lớp chống thấm và lớp tạo dốc)

- Tải trọng tiêu chuẩn:

𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛𝑡𝑐 = 3,83 − 2,50 + 0,10 + 0,36 = 1,79 (kN/m2)

- Tải trọng tính toán:

𝑔ℎ𝑜à𝑛 𝑡ℎ𝑖ệ𝑛 𝑠à𝑛𝑡𝑡 = 4,331 − 2,75 + 0,10.1,2 + 0,36.1,2 = 2,113 (kN/m2)

3.1.2 Tải trọng tường xây:

 Trọng lượng tường xây được tính theo công thức:

𝑔𝑡ườ𝑛𝑔 𝑥â𝑦𝑡𝑡 = 𝛾𝑘ℎố𝑖 𝑥â𝑦 𝛿𝑡 ℎ𝑡ườ𝑛𝑔 1,1 Trong đó:

- 𝛾𝑘ℎố𝑖 𝑥â𝑦 = 18kN/m3

- 𝛿𝑡 là bề dày tường đã sơ bộ

- htường = htầng - hdầm

Bảng tính giá trị tải trọng tường xây:

Loại tường

𝛿𝑡 (m)

htầng

(m)

htường (m)

𝑔𝑡ườ𝑛𝑔 𝑥â𝑦𝑡𝑡 (kN/m)

Dầm 400mm

Dầm 300mm

Dầm 400mm

Dầm 300mm

Tường dày

100mm

0,1

3,3 2.9 3,0

6,138 6,336

Tường dày

200mm

3.2 Hoạt tải:

 Tùy theo chức năng sử dụng của sàn, giá trị tải trọng lấy theo TCVN 2737 –

1995, cụ thể như sau:

Bảng giá trị hoạt tải mà công trình sử dụng:

Loại phòng

Giá trị tiêu chuẩn (daN/m2)

Hệ số tin cậy

Giá trị tính toán (daN/m2)

Toàn phần

Phần dài hạn

Toàn phần

Phần dài hạn

Phần ngắn hạn

Phòng khách,

buồng vệ sinh,

phòng tắm

Sảnh,

cầu thang,

hành lang

Mái bằng

không sử dụng

3.3 Tải trọng gió:

 Công trình có chiều cao H = 18,3m < 40m, nên theo TCVN 2737 – 1995 không kể tới thành phần động của tải trọng gió, gió tĩnh được xác định theo công thức sau:

W = Wc n c k B

Trong đó:

- Wc: giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam

- n là hệ số tin cậy

Chọn thời gian sử dụng giả định của công trình là 50 năm → n = 1,2

- c là hệ số khí động cho mặt phẳng thẳng đứng

c = +0,8 đối với mặt phẳng đón gió

c = -0,6 đối với mặt phẳng hút gió

- k là hệ số độ cao, tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z, ứng với dạng địa hình t được xác định theo công thức sau:

𝑘𝑡(𝑧) = 1,844 (𝑧

𝑧𝑡𝑔)

2𝑚𝑡

Với:

o 𝑧𝑡𝑔 là độ cao của địa hình dạng t mà ở đó vận tốc gió không còn chịu ảnh hưởng của mặt đệm, còn gọi là độ cao gradient

o mt là số mũ tương thích với địa hình dạng t

o Địa hình A là địa hình trống trải, không có hoặc có rất ít vật cản cao không quá 1,5m (bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, cánh đồng…)

o Địa hình B là địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 10m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc…)

o Địa hình C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm…)

Bảng độ cao và hệ số mt:

Dạng địa hình 𝑧𝑡𝑔 (m) mt

→ Công trình ở vùng gió III và địa hình C nên:

Wc = 125daN/m2

𝑧𝑡𝑔 = 400m

mt = 0,14

- B là bề rộng đón gió, được xác định theo cách gán tải vào phần tử dầm thì B (m)

là trung bình cộng của chiều cao hai tầng nằm liền kề cao trình z (m) đang xét

Bảng tính kết quả áp lực gió:

Dầm biên

giữa tầng

Cao độ z (m)

(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