Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng

Đồ án thiết kế khung bê tông cốt thép nhà dân dụng là đồ án két cấu thứ hai (Sau đồ án thiết kế sàn bê tông cốt thép toàn khối) mà sinh viên ngành kỹ sư xây dựng dân dụng và công nghiệp phải thực hiện. Đó là sự tổng hợp kiến thức áp dụng vào thực tế của sinh viên sau khi học xong các tất cả các môn cơ sở ngành và chuyên ngành như: Sức bền vật liệu, Cơ học cết cấu, Kết cấu bê tông cốt thép 1 và đặc biệt là Kết cấu nhà bê tông cốt thép. Đây là đồ án nhằm kiểm tra kiến thức và khả năng tính toán của sinh viên, khả năng nắm bắt các nguyên lý cấu tạo các cấu kiện, khả năng tư duy và khả năng thể hiện các bản vẽ bằng Autocad, đó cũng là yêu cầu cấp thiết của một kỹ sư xây dựng sau khi ra trường. Đồ án được thực hiện theo từng nhóm sinh viên, mỗi nhóm gồm 4 người. Tất cả các thành viên trong nhóm đều tích cực tham gia công việc của nhóm và hoàn thành công việc được giao đúng thời hạn và chính xác.

Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Lời nói đầu Đồ án thiết kế khung bê tông cốt thép nhà dân dụng đồ án két cấu thứ hai (Sau đồ án thiết kế sàn bê tông cốt thép toàn khối) mà sinh viên ngành kỹ s xây dựng dân dụng công nghiệp phải thực Đó tổng hợp kiến thức áp dụng vào thực tế sinh viên sau học xong tất môn sở ngành chuyên ngành nh: Sức bền vật liệu, Cơ học cết cấu, Kết cấu bê tông cốt thép đặc biệt Kết cấu nhà bê tông cốt thép Đây đồ án nhằm kiểm tra kiến thức khả tính toán sinh viên, khả nắm bắt nguyên lý cấu tạo cấu kiện, khả t khả thể vẽ Autocad, yêu cầu cấp thiết kỹ s xây dựng sau trờng Đồ án đợc thực theo nhóm sinh viên, nhóm gồm ngời Tất thành viên nhóm tích cực tham gia công việc nhóm hoàn thành công việc đợc giao thời hạn xác Qua tuần làm việc nhiệt tình dới hớng dẫn thầy giáo Nguyễn Thanh Hng, nhóm chúng em gồm thành viên đà hoàn thành nhiệm vụ đợc giao Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Công Nghệ đà hết lòng giúp đỡ chúng em, đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Thanh Hng đà trực tiếp hớng dẫn chúng em hoàn thành tốt đồ án Trong trình thực đồ án đà cố gắng nhng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy cô bạn góp ý để chúng em hoàn thành tốt đồ án sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng 04 năm 2010 Nhóm thực Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng đầu đề đồ án Thiết kế khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Trờng đại học vinh Khoa công nghệ Bộ môn kết cấu xây dựng Thông tin vỊ nhãm 33: STT Hä tªn Líp MSSV Ghi chó Võ Tá Hợp 49K2XD 0851060 Nhóm trởng Nguyễn Văn Thông 49K2XD Hoàng Đức Thắng 49K2XD Lê Nguyên Thông 49K2XD Số liệu thiết kế: Số tầng L1 (m) L2 (m) B (m) Ht (m) pc (daN/ m2) Nhóm cốt thép Địa điểm xây dựng 2,1 7,0 3,6 3,6 500 AI, AII Hµ TÜnh Ngµy hoµn thµnh: ngày tháng 04 năm 2011 Ngày tháng 04 năm 2011 Ngời đề Th.S Nguyễn Thanh Hng Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Theo dõi trình làm đồ án: Lần Ngày Nội dung Chữ ký thầy hớng dẫn Phần chấm điểm: STT Thành phần điểm Điểm hớng dẫn Điểm chấm đồ án: - Phần thuyết minh đồ án - Điểm vẽ Điểm bảo vệ: 1) 2) 3) 4) Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Điểm Giáo viên chấm Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Phần I: Tính toán khung I- Mô tả công trình Công trình mà thiết kế trờng học tầng Công trình đợc xây dựng thành phố bị che chắn mạnh tòa nhà cao tầng Hệ thống kết cấu công trình gồm: Hệ thống khung: hệ thống chịu lực công trình, tiếp nhận tất tải trọng theo phơng ngang đứng, sau truyền xuống móng Hệ thống kÕt cÊu bao che: gåm têng vµ cưa, chØ lµm chức che chắn cho phần nội thất bên bên ngoài, không tham gia chịu lực Hệ thống sàn: phân bố tầng, việc chịu tải trọng thân hoạt tải sử dụng tác dụng trực tiếp lên sàn đóng vai trò liên kết, truyền tải trọng ngang đứng lên hệ khung đảm bảo cho toàn công trình đợc ổn định đảm bảo cấu kiện tham gia chịu lực Các phận giao thông: cầu thang theo phơng đứng, hành lang theo phơng ngang ô cửa tầng áp mái t ờng xây thu håi 600 220 900 1800 M 750 S1 S2 1500 1500 3600 750 lớp M Mái lợp tôn màu đỏ dµy 0.42 ly SH xµ gå thÐp u 100 900 SC t êng thu håi 110 sµn btct 1500 S1 1500 1500 3600 vữa trát trần mác 25 dày 20, sơn trắng S2 S2 SH 1500 3600 S1 900 SC lớp cát t ới n ớc đầm kĩ (dày khoảng 750 tính từ mặt đất tn) Lớp đất tự nhiên đầm chặt k = 0,96 SH 900 S2 1500 1500 3600 SC S1 SH 900 S2 1500 1500 3600 lớp sh sàn lát gạch ceramic 400x400 lau mạch xi măng nguyên chất vữa xi măng mác 75 dày 30 sàn btct vữa xi măng trát trần mác 75 dµy 20 N1 110 110 110 7000 C líp SC sàn lát gạch ceramic 400x400 lau mạch xi măng nguyên chất vữa xi măng mác 70 dày 30 sàn btct vữa trát trần mác 75 dày 20 lăn sơn màu trắng N1 S1 lớp n1 sàn lát gạch ceramic 400x400 lau mạch xi măng nguyên chất vữa xi măng mác 75 dày 30 bê tông lót đá 4x6, mác 100, dày 100 110 2100 B A MặT cắt a-a tỷ lệ 1:100 Hình Mặt cắt A - A Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viªn thùc hiƯn: Nhãm 33 110 Sinh viªn thùc hiÖn: Nhãm 33 A 900 3600 900 900 220 900 S2 phßng häc 900 450 450 900 450 450 A 900 D1 900 1500 3600 900 3600 900 450 900 220 900 S2 900 phßng häc 900 450 450 450 900 450 450 900 D1 900 bôc giảng 2100 A 7000 Hình Mặt tầng Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên 220 450 6300 VK 1200 3600 32400 900 3600 900 450 900 220 900 S2 900 phßng häc 900 450 MặT BằNG TầNG 1500 3600 bục giảng B C 450 900 450 450 1500 D1 900 3600 900 900 3600 900 450 900 900 S2 900 phßng häc 220 900 450 450 450 900 450 450 900 3600 1500 D1 900 220 900 10 Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng bục giảng bục giảng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng 10 450 220 110 Trờng Đại Học Vinh Khoa X©y Dùng 1500 3600 D1 900 900 3600 S2 S2 450 450 900 450 3600 900 220 450 450 450 3600 900 bơc gi¶ng 1500 3600 D1 900 32400 3600 VK 3600 3600 D1 1500 220 450 900 3600 900 S2 S2 450 220 900 450 450 3600 900 phßng häc 450 450 450 3600 900 bục giảng MặT BằNG TầNG ĐIểN HìNH tû lÖ 1:100 3600 900 S2 S2 220 450 900 450 3600 900 phßng häc 450 450 450 3600 900 bơc gi¶ng 1500 3600 D1 A 3600 900 S2 110 A 2100 B 7000 C 110 110 S2 450 phßng häc 220 S1 900 450 3600 900 450 450 450 A 900 3600 900 bục giảng Hình Mặt tầng điển hình II- Lựa chọn giải pháp kÕt cÊu Chän vËt liƯu sư dơng: Sư dơng bê tông cấp độ bền B20 có : Rb = 14,5MPa; Rbt = 1,05MPa Sư dơng thÐp: + NÕu  12 th× dïng thÐp AI cã RS = RSC = 225MPa Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng + Nếu 12 dùng thép AII cã RS = RSC = 280MPa Lùa chän giải pháp kết cấu cho sàn: Chọn sàn sờn tòan khối, không bố trí dầm phụ, có dầm qua cét Chän kÝch thíc chiỊu dµy sµn: Chän chiều dày sàn theo công thức Lê Bá Huế: kL ng hs  37  8 L ng , với Ld a, Với sàn phòng: - Hoạt tải tính toán: ps = pc.n = 500.1,2 =600 (daN/m2) - Tĩnh tải tính toán (cha kể trọng lợng thân sàn BTCT) Bảng : Cấu tạo tải trọng lớp vật liệu sàn: Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn (daN/m2) n Tính toán (daN/m2) Gạch ceramic dµy mm, 0 = 2000 daN/m3 0,008 200 = 16 daN/m2 16 1,1 17,6 Vữa lát dày 30 mm, 0 = 2000 daN/m3 0,03 2000 = 60 daN/m2 60 1,3 78 Vữa trát dày 20 mm, 0 = 2000 daN/m3 0,02 2000 = 40 daN/m2 40 1,3 52 Cộng 147,6 Do tờng không xây trực tiếp sàn nên tĩnh tải tính toán: Tải trọng phân bố sàn: g 147,6daN / m q0  g  p s 600  147,6 747,6 ( daN / m ) Víi q 400daN / m lấy Ô sàn phßng cã: k 3 q 3 747,6 1,23 400 400 Ld  L2 7,0m; Lng  B 3,6m    B 3,6  0,514 L2  ChiÒu dày sàn phòng: hs1 k Lng 37 8.  1,23 3,6 0,1023(m) 10,23(cm) 37  8.0,511  Chọn h s1 10 (cm) Nếu kể trọng lợng thân sàn BTCT thì: - Tĩnh tải tính toán ô sàn phòng: g s g bt hs1 n 147,6  2500.0,1.1,1 422,6(daN / m ) - Tổng tải trọng phân bố tính toán sàn phòng: q s g s p s 422,6  600 1022,6(daN / m ) b, Với sàn hành lang: - Hoạt tải tính toán: Phl  p c n 500.1,2 600daN / m - Tĩnh tải tính toán (cha kể trọng lợng thân sàn BTCT ) Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Trờng Đại Häc Vinh Khoa X©y Dùng g 147,6 daN / m Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Tải trọng phân bố tính toán sµn: q hl  g  p hl 147,6  600 747,6(daN / m )  k 3 q hl 747,6 1,23 400 400 Ô sàn hành lang cã: Ld  B 3,6m Lng  L1 2,1m    L1 2,1  0,583 B 3,6 ChiÒu dµy sµn hµnh lang: k Lng 1,23.2,1 0,06(m) 6 (cm) 37  8. 37  8.0,583 Chän hs 6(cm) hs    NÕu kĨ c¶ t¶i träng thân sàn BTCT thì: - Tĩnh tải tính toán ô sàn hành lang: g hl g bt hs n 147,6  2500.0,08.1,1 367,6 ( daN / m ) - Tổng tải trọng phân bố tính toán sàn hành lang: q hl g hl  p hl 367,6  600 967,6 ( daN / m ) c, Với sàn mái: - Hoạt tải tính toán: Pm P c n 500.1,3 650 (daN / cm ) - Tĩnh tải tính toán (cha kể đến trọng lợng thân sàn BTCT) Bảng : Cấu tạo tải trọng lớp vật liệu sàn mái: Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán Vữa lát dày 30mm, 2000daN / m 0,03 2000 = 60 daN/m2 60 1,3 78 Vữa trát dày 20mm, 200daN / m 0,02 2000 = 40 daN/m2 40 1,3 52 Céng 130 Do tờng xây trực tiếp sàn nên tĩnh tải tính toán: g 130da N / m Tải trọng phân bố tính toán sàn mái: q g p m 130  650 780(daN / m ) Do t¶i träng mái nhỏ nên chọn chiều dày ô sàn lớn ô sàn bé mái là: Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng h s3 8(cm) Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT coi nh tải trọng mái tôn xà gồ phân bố sàn thì: - Tĩnh tải tính toán ô sàn mái: g m g  g maiton  bt h s3 n 130  20.1,05  2500.0,08.1,1 371( daN / m ) - Tổng tải trọng phân bố tính toán sàn m¸i: q m  g m  p m 371  650 1021(daN / m ) Lùa chän kết cấu mái: Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tờng thu håi Lùa chän kÝch thíc tiÕt diƯn c¸c bé phËn a, KÝch thíc tiÕt diƯn dÇm: * DÇm BC (dầm phòng ) Nhịp dầm L L1 7,0m hd  ld 7,0  0,58m md 12 Chän chiÒu cao dÇm: hd 0,6m , bỊ réng: b d 0,22m Với dầm mái, tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao bé h d 0,5m * Dầm AB (dầm hành lang ) Nhịp dầm: L L1 1,8m , nhỏ ta chọn chiều cao dầm h d 0,3m , bÒ réng b d 0,22 m * Dầm dọc nhà: Nhịp dầm L B 3,6m ld 3,6  0,3m m d 12 dÇm h d 0,3m , bỊ ChiỊu cao dÇm: hd  Ta chän chiỊu cao réng: b d 0,22m b, KÝch thíc c«t: DiƯn tích kích thớc cột đợc xác định theo công thức: A k N Rb *Cét trơc B: - DiƯn trun tải côt trục B: S B ( 7,0 2,1  ).3,6 16,38m 2 - Lùc däc lực phân bố sàn: N q s S B 1022,6.16,38 16750,2( daN ) - Lùc däc tải trọng tờng ngăn dày 220 mm N  g t l t ht 513,6.( 7,0  3,6).3,6 13127,62( daN ) - Lùc däc t¶i träng têng thu håi: N  g t lt ht 295,8.( 7,0 2,1  ).0,8 1076,7 (daN ) 2 - Lực dọc tải phân bố sàn mái: N q m S m 1021.16,38 16723,98( daN ) - Với nhà tầng có sàn học sàn mái thì: N ni N i 4.(16750,2  13127,62)  1.(1076,7  16723,98) 137311,96( daN ) ể kể đến ảnh hởng mômen ta chọn k 1,1 Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33 Đ Trờng Đại Học Vinh Khoa Xây Dựng A Đồ án khung bê tông cốt thép nhà dân dụng k N 1,1.137311,96  1041,67 (cm ) Rb 145 VËy ta chän kÝch thíc cét bc x hc 22 50cm cã As 1100 cm * Cét trôc C: Cét trôc C có diện chịu tải Sc nhỏ diện chịu tải cột trục B, để thiên an toàn định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thớc tiết diƯn cét trơc C ( bc x hc 22 x50 cm ) b»ng víi cét trơc B * Cét trơc A: Diện truyền tải côt trục A: SA 2,1 3,6 3,78 m 2 - Lùc däc lực phân bố sàn: N q s S A 967,6.3,78 3657,528(daN ) - Lùc däc tải trọng lan can hành lang dày 110 mm N  g t l t hLC 285,8.3,6.0,9 926( daN ) - Lùc däc t¶i träng têng thu håi: N  g t l t ht 295,8 2,1 0,8 248,6 (daN ) - Lùc däc t¶i phân bố sàn mái: N q m S A 1021.3,78 3855,6 ( daN ) Víi nhµ tầng có hành lang sàn mái th×: N  ni N i 4.(3657,528  926)  1.(248,5  3855,6) 22993,732(daN ) Do lùc däc bÐ nªn kể đến ảnh hởng mômen ta chọn k 1,3 k N 1,3.22993,732  A  206,15 (cm ) Rb 145 Càng lên cao lực dọc giảm nªn ta chän kÝch thíc tiÕt diƯn cét nh sau: Cét trơc B, C cã kÝch thíc: bc x hc 22 x50cm cho tÇng 1,2 bc x hc 22 x 40 cm cho tÇng 3, 4, Cét trơc A cã kÝch thíc: b c x h c 22 x 22 cm cho tầng Giáo viên hớng dẫn : Th.s Thái Đức Kiên Sinh viên thực hiện: Nhóm 33