Thuyết minh đồ án BTCT2

Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN BTCT 2     Yêu cầu thiết kế: Thiết kế khung phẳng trục 3 nhà khung BTCT toàn khối 3 tầng, 5 nhịp đối xứng.  Nội dung thiết kế: - Sơ đồ kết cấu hệ sàn tầng 2,3 và sàn mái; - Sơ bộ kích thước tiết diện các bộ phận kết cấu sàn – dầm – cột các tầng và khung ngang; - Sơ đồ tính khung ngang; - Tải trọng tác dụng lên khung trục 3; - Tính nội lực khung ngang, xác định nội lực tính toán; - Thiết kế cột khung: + Tính toán cốt thép dọc cho cột, + Cấu tạo và tính toán cốt ngang của cột, + Cấu tạo cắt – nối cốt dọc cột. - Thiết kế dầm khung: + Tính toán cốt thép dọc cho dầm, + Cấu tạo và tính toán cốt ngang của dầm, + Cấu tạo cắt – nối cốt dọc của dầm. - Cấu tạo các nút khung (ít nhất 5 nút).  Số liệu thiết kế: Mã đề Số tầng L 1 (m) L 2 (m) L 3 (m) H 1 (m) H 2 (m) H 3 (m) B (m) Hoạt tải p c (kG/m 2 ) Vùng gió 05 3 5.7 5.4 2.1 3.6 4.5 4.5 3.3 400 III I. L ựa chọn giải pháp kết cấu: 1. Chọn vật liệu sử dụng: Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có R b =11.5 MPa; R bt = 0.9 MPa Sử dụng thép: + Nếu Ф < 10 mm thì dùng thép AI có R s =R sc =225 MPa + Nếu Ф ≥ 10 mm thì dùng thép AII có R s =R sc =280 MPa + Nếu Ф ≥ 20 mm thì dùng thép AIII có R s =R sc =365 MPa 2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn: Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. Trang 1 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN Hình 1: Giải pháp sàn 3. Chọn kích thước chiều dày sàn: Ta chọn chiều dày sàn theo công thức sau: 1s D h L m = Sàn tầng 2,3: Hình 2:Kí hiệu sàn tầng 2,3 a. Sàn I: 1 1 3300 (82,5 73, 3) 40 45 = ÷ = ÷    ÷   s h Chọn h s = 80 mm Sử dụng cho sàn II và III Sàn mái: Trang 2 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN Hình 3: Kí hiệu sàn mái Mái có độ dốc i=1/10 ⇒ Kích thước mái như sau: Kích thước mái Đại lượng Cách tính Kết quả L1’(m) 1 5,7 cos(tan (1/ 10)) − 5,728 L2’(m) 1 5, 4 cos(tan (1/ 10)) − 5,427 L3’(m) 1 2.1 cos(tan (1/ 10)) − 2,11 a. Sàn I’: 1 1 3300 (82.5 73, 3) 40 45 = ÷ = ÷    ÷   s h Chọn h s = 80 mm => sử dụng cho sàn II’ và III’ Trang 3 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN 4. Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận: Kích thước tiết diện dầm a. Dầm dọc: Nhịp dầm L= B = 3.3m ( ) 1 1 *3300 275 206 12 16 = ÷ = ÷    ÷   d h ⇒ Chọn h d =250 mm ( ) 1 1 * 250 125 62.5 2 4 b = ÷ = ÷    ÷   ⇒ Chọn b d =200 mm b. Dầm khung trục 3: Dầm AB: ( ) 1 1 *5700 475 356 12 16 = ÷ = ÷    ÷   d h ⇒ Chọn h d =400 mm ( ) 1 1 * 400 200 100 2 4 = ÷ = ÷    ÷   b ⇒ Chọn b d =200 mm Dầm BC: ( ) 1 1 *5400 450 338 12 16 = ÷ = ÷    ÷   d h ⇒ Chọn h d =400 mm ( ) 1 1 * 400 200 100 2 4 = ÷ = ÷    ÷   b ⇒ Chọn b d =200 mm Dầm CD: ( ) 1 1 * 2100 175 131 12 16 = ÷ = ÷    ÷   d h ⇒ Chọn h d =200 mm ( ) 1 1 *150 75 38 2 4 = ÷ = ÷    ÷   b ⇒ Chọn b d =200 mm Trang 4 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN Kích thước tiết diện cột: a. Tải tác dụng lên sàn: Tĩnh tải: Sàn I,II dày h s = 80 mm: TT Các lớp VL g tc (KN/m 2 ) n g tt (KN/m 2 ) 1 Gạch ceramic 1800*0.03*10 -2 0.54 1.1 0.594 2 Sàn BTCT 2500*0.08*10 -2 2 1.1 2.2 3 Vữa trát 1600*0.015*10 -2 0.24 1.3 0.312 Tổng tải trọng Không tl bản thân 0.78 0.906 Có tl bản thân 2.72 3.106 Sàn III dày h s = 80 mm: TT Các lớp VL g tc (KN/m 2 ) n g tt (KN/m 2 ) 1 Gạch ceramic 1800*0.03*10 -2 0.54 1.1 0.594 2 Sàn BTCT 2500*0.08*10 -2 2 1.1 2.2 3 Vữa trát 1600*0.015*10 -2 0.24 1.3 0.312 Tổng tải trọng Không tl bản thân 0.78 0.906 Có tl bản thân 2.78 3.106 Hoạt tải: ( ) 2 2 * 400*1.2*10 4.8 / − = = = c p p p n KN m Tổng tải trọng: Sàn I,II: 2 4,8 3,106 7,906( / ) = + = + = q g p KN m Sàn III: 2 4,8 3,106 7,906( / ) = + = + = q g p KN m b. Tải tác dụng lên sàn mái: Tĩnh tải: Sàn I’,II’ dày h s =90 mm: TT Các lớp VL g tc (KN/m 2 ) n g (KN/m 2 ) 1 Gạch lá nem 1500*0.05*10 -2 0.75 1.3 0.975 2 Gạch hộp chống nóng 1500*0.25*10 -2 3.75 1.3 4.875 3 Bê tông chống thấm 2200*0.05*10 -2 1.1 1.1 1.21 4 Sàn BTCT 2500*0.09*10 -2 2.0 1.1 2.2 5 Vữa trát 1600*0.015*10 -2 0.24 1.3 0.312 Trang 5 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN Tổng cộng 7.84 9.572 Sàn III’ dày h s =80 mm: TT Các lớp VL g tc (KN/m 2 ) n g (KN/m 2 ) 1 Gạch lá nem 1500*0.05*10 -2 0.75 1.3 0.975 2 Gạch hộp chống nóng 1500*0.25*10 -2 3.75 1.3 4.875 3 Bê tông chống thấm 2200*0.05*10 -2 1.1 1.1 1.21 4 Sàn BTCT 2500*0.07*10 -2 2.0 1.1 2.2 5 Vữa trát 1600*0.015*10 -2 0.24 1.3 0.312 Tổng cộng 7.84 9.572 Hoạt tải: ( ) 2 2 * 75*1.1*10 0.825 / c p p p n KN m − = = = Tổng tải trọng: Sàn I’,II’: 2 9.572 0.825 10.397( / ) = + = + = q g p KN m Sàn III’: 2 9.572 0.825 10.397( / ) = + = + = q g p KN m Tải trọng 1m 2 tường: Tải trọng tường xây TT Các lớp VL gtc (kN/m2) n gtt (kN/m2) 1 Tường xây 3.6 1.1 3.96 1800*0.2*10^-2 2 Vữa trát 2 mặt dày 30mm 0.48 1.3 0.624 1600*0.03 Tổng cộng 4.08 4.584 c. Chọn sơ bộ tiết diện cột: Diện tích tiết diện cột được tính theo công thức: b kN A R = Cột trục A: + Diện chịu tải của cột trục A: 2 5.7 3.3* 9.405 ) 2 = = A S m + Diện chịu tải cột trục A ở mái: ' 2 5.728 3.3* 9.4512( ) 2 = = A S m Trang 6 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản: 1 * 7.906*9.405 74.356( ) = = = s A N q S kN + Lực dọc do tải trọng tường ngăn: ( ) 2 5.7 4.584* 3.3 *4.5 185.652 2 * * = + =   =  ÷   t t t kN N g l h + Lực dọc do tường chắn mái: ( ) 2 4.584*3.3*1.2 18.153 * * = = = t t t kN N g l h + Lực dọc do tải trọng phân bố đều trên mái: ( ) ' 4 10.397*9.4512 98.264* = = = m A kNN q S Với sàn 3 tầng có 2 sàn + 1 sàn mái: N = 2*(74.356+185.652)+18.153+98.264 = 636.433 (kN) Để kể đến ảnh hưởng của moment ta chọn k=1.25 ( ) 4 3 2 1.25* 636.433 *10 691.755 11.5*10 = = A cm ⇒ Chọn bxh=200x350 Cột trục B: + Diện chịu tải của cột trục B: 2 5.7 5.4 3.3* 18.315( ) 2 2 + = =    ÷   B S m + Diện chịu tải cột trục A ở mái: ' 2 5.728 5.427 3.3* 18.406( ) 2 2 + = =    ÷   B S m + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản: 1 7.906*18.315 144.798( ) * = = = s B kN N q S + Lực dọc do tải trọng tường ngăn: ( ) 2 5.7 5.4 4.584* *4.5 114.485 2 2 * * + = =   =  ÷   t t t kN N g l h + Lực dọc do tải trọng phân bố đều trên mái: N 3 = q m *S B ’=10.397*18.406 = 191.367 (kN) Với sàn 3 tầng có 2 sàn + 1 sàn mái: N = 2*(144.798+114.485)+191.367 = 709.933 (kN) Để kể đến ảnh hưởng của moment ta chọn k=1.1 ( ) 4 3 2 1.1* 709.933 *10 679.066 11.5*10 = = A cm ⇒ Chọn bxh=200x350 Cột trục C: + Diện chịu tải của cột trục C: 2 1 2 5.4 2.1 3.3* 3.3* 8.91 3.465 12.375( ) 2 2 = + = + = + =      ÷  ÷     C c c S S S m + Diện chịu tải cột trục A ở mái: ' ' ' 2 1 2 5.427 2.11 3.3* 3.3* 8.955 3.482 12.436( ) 2 2 + = + = = + =      ÷  ÷     C C C S S S m + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản: Trang 7 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN 1 7.906*8.91 7.906*3.465 97.837( )* = + = = Cs kNN q S + Lực dọc do tải trọng tường ngăn: ( ) 2 3.3 5.4 4.584* *4.5 89.732 2 2 * * + = =   =  ÷   t t t kNN g l h + Lực dọc do tải trọng phân bố đều trên mái: N 3 = q m *S C ’=10.397*8.955+10.397*3.482 = 233.277 (kN) Với sàn 3 tầng có 2 sàn + 1 sàn mái: ( ) ( ) 2* 97.837 89.732 233.277 608.415 = + + = N kN Để kể đến ảnh hưởng của moment ta chọn k=1.1 ( ) 4 3 2 1.1* 608.415 *10 581.962 11.5*10 = = A cm ⇒ Chọn bxh=200x300 5. Mặt bằng bố trí kết cấu: Hình 4: Mặt bằng bố trí kết cấu Trang 8 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN II. Sơ đồ tính toán khung phẳng: 1. Sơ đồ hình học: Hình 5: Sơ đồ hình học kết cấu 2. Sơ đồ kết cấu: Hình 6: Sơ đồ kết cấu Trang 9 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN III. Xác định tải trọng đơn vị: 1. Tĩnh tải đơn vị: + Sàn tầng 2,3: g s = 3,106 kN/m 2 + Sàn tầng mái: g m = 9.572 kN/m 2 + Tường: g t = 4,584 kN/m 2 2. Hoạt tải đơn vị: + Sàn tầng 2,3: p = 4,8 kN/m 2 + Sàn mái: p m = 0.825 kN/m 2 IV. Xác định tĩnh tải truyền vào khung: Tải trọng bản thân các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính. Sơ đồ truyền tải như sau: Hình 7: Sơ đồ truyền tải vào khung Trang 10 [...]... COMB2; COMB3;…;COMB22; COMB23) Trang 25 Đồ án bê tông cốt thép 2 VIII 1 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Xác định nội lực: Dầm: Hình 33: Biểu đồ bao moment Hình 34: Biểu đồ bao lực cắt 2 Cột: Từ các số liệu nội lực, ta tiến hành tổ hợp và chọn ra các cặp nội lực phù hợp để tính cốt thép Trang 26 Đồ án bê tông cốt thép 2 IX 1 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Tính toán cốt thép dầm: Tính toán cốt thép dọc cho các dầm: Sử dụng bê... Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Hình 32: Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung (Đơn vị T-m) Trang 24 Đồ án bê tông cốt thép 2 VII GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Tổ hợp tải trọng: Sử dụng chương trình tính toán kết cấu để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm, cột như hình dưới đây Chú ý: Khi khai báo tải trọng trong chương trình tính toán kết cấu, với trường hợp tĩnh tải, phải kể đến trọng... truyền 0.825*3.3*3.3/4 PB=PC Trang 16 15.84 15.84 10.08 2.7225 13.068 13.068 13.068 11.34 2.246 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Hình 15: Hoạt tải 3 (Đơn vị T-m) 4 Hoại tải 4: (Hoạt tải cách tầng cách nhịp 2) Hình 16: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 2, tầng mái Hình 17: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 3 Trang 17 Đồ án bê tông cốt thép 2 Tầng 2 Tầng 3 Tầng mái Tầng 2 Tầng 3 Tầng mái GVHD: TS VŨ TÂN VĂN TẢI... 1 Tính toán cốt thép cột: Vật liệu sử dụng: Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có: Rb=11.5 MPa; Rbt= 0.9 MPa Sử dụng thép AII có: Rs=Rsc=280 MPa Trang 32 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Tra bảng ta có: ξ R = 0.623 γ b = 0.85 α R = 0.429 ; ⇒ Rb = 0.85 *11.5 = 9.775 ( MPa ) ξ R = 0.639 2 Tính toán cốt thép cho phần tử cột C2, tầng 2 (bxh=20x35): a Số liệu tính toán: Chiều dài tính toán lo = 0,7.H... Trang 30 1 6, 5 9 8, 8 3 2, 2 6 8, 8 3 8, 8 3 2, 2 6 8, 8 3 8, 8 3 8, 2 3 4, 0 2 1 8, 8 5 5, 0 9 1 8, 8 5 7, 6 4, 0 2 7, 6 7, 6 Đồ án bê tông cốt thép 2 2 a GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Tính toán và bố trí cốt thép đai cho các dầm: Tính toán cốt đai cho dầm B2, tầng 2: (bxh=20*35) + Từ biều đồ bao lực cắt, ta chọn ra lực cắt nguy hiểm cho dầm: Qmax= 15.09 T Bê tông cấp độ bền B20 có: Rb=11.5 MPa; Rbt= 0.9 MPa; Eb=2.7*104... 9.572*((1/4)*3.3^2)+9.572*((1/2)*(3.3-2.11+3.3)*(2.11/2)) 1.1 GC 5.445 48.731 Cộng và làm tròn 54.176 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung (trọng lượng bản thân kết cấu đã cho phần mềm tính toán nên không thể hiện trên hình vẽ): Hình 8: Tĩnh tải (Đơn vị T-m) Xác định hoạt tải truyền vào khung: V 1 Hoạt tai 1: (hoạt tải cách nhịp cách tầng chẵn) Hình 9: Sơ đồ truyền tải tầng 2 và tầng mái TẢI TRỌNG PHÂN BỐ... 4.8*(3.3*3.3/4+(1/2)*(3.3+3.3-2.1)*(2.1/2)) PC Hình 12: Hoạt tải 2 (Đơn vị T-m) Trang 15 Kết quả 15.84 15.84 10.08 13.068 26.136 24.408 Đồ án bê tông cốt thép 2 3 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Hoạt tải 3: (Hoạt tải cách tầng cách nhịp 1) Hình 13: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 2, tầng mái Tầng 2 Tầng 3 Tầng mái Tầng 2 Tầng 3 Tầng mái Hình 14: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 3 TẢI TRỌNG PHÂN BỐ (kN/m) Do sàn II truyền với giá trị lớn nhất 4.8*3.3 pht Do... (Hoạt tải liên nhịp 1) Trang 18 pht 15.84 ptg 10.08 pht 15.84 pht 2.7225 ptg 1.74075 PA 13.068 PB 13.068 PC 11.34 PB 13.068 PA 2.246 PB 2.246 PC 1.958 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Hình 19: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 2, tầng mái Hình 20: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 3 TẢI TRỌNG PHÂN BỐ (kN/m) Loại tải và cách tính Kí hiệu Tầng Do sàn I truyền 4.8*3.3 Do sàn II truyền Tầng 2 4.8*3.3 Do sàn IV... Kiểm tra: att = t= (2 + 0.7) *9.43 9.43 20 − 3* 2 2 ( ) = 2.7 cm 2 < agt = 4cm ⇒ Thiên về an toàn = 7 ( cm ) > 2.5cm ⇒ Dầm thỏa b Tính toán cốt thép dọc cho các phần tử còn lại: Tính toán tương tự như tính toán cốt thép cho dầm B2, tầng 2 Sau đây là kết quả tính toán cốt thép: b (m) h (m) ho (m) αm ξ As (cm2) µ (%) chọn 10,168 1,1 6 0,4 0,3 5 0,062 0,064 10,672 0,26285 7 2ϕ20+1ϕ25 7,881 0,2 0,4 0,3... tải liên nhịp 2) Trang 20 PA 13.608 PB 26.136 PC 13.608 PD=PE 13.608 PB 13.608 PC 24.408 PD 11.34 PE=PF 13.608 PA 2.246 PB 4.492 PC 2.246 PD=PE 2.246 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS VŨ TÂN VĂN Hình 22: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 2, tầng mái Hình 23: Sơ đồ truyền tải sàn tầng 3 TẢI TRỌNG PHÂN BỐ (kN/m) Loại tải và cách tính TT Do sàn II truyền 4.8*3.3 Do sàn III truyền Tầng 2 4.9*2.1 Do sàn V truyền . cấu Trang 8 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN II. Sơ đồ tính toán khung phẳng: 1. Sơ đồ hình học: Hình 5: Sơ đồ hình học kết cấu 2. Sơ đồ kết cấu: Hình 6: Sơ đồ kết cấu Trang 9 Đồ án bê. Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN BTCT 2     Yêu cầu thiết kế: Thiết kế khung phẳng. kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính. Sơ đồ truyền tải như sau: Hình 7: Sơ đồ truyền tải vào khung Trang 10 Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS. VŨ TÂN VĂN 1. Tĩnh