Thiết kế khung bê tông cốt thép toàn khối
Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar THIẾT KẾ KHUNG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI Tên sinh viên: Mã số sinh viên: Số đề: 40 PHẦN THÔNG QUA KHI LÀM BÀI Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) I. Lựa chọn giải pháp kết cấu : 1. Chọn vật liệu sử dụng Sử dụng bêtông cấp độ bền B25 có: http://cokhiketcau.com Page 1 a l C H 01 H 02 P tc W o Cấp độ bền của bê tông Loại cốt thép (m) (m) (m) (m) (m) (daN/m 2 ) 4.1 7.3 1.55 5 4.6 420 100 B25 AI, AII Lầ n Ngày Nội dung và nhận xét Chữ ký của GVHD Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar R b = 14,5MPa; R bt = 1,05 MPa. Sử dụng thép có: + Cốt thép φ ≤ 10 mm dùng thép AI có R s = R sc = 225MPa. + Cốt thép φ > 10mm dùng thép AII có R s = R sc = 280 MPa. 2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn Lựa chọn giải pháp kết kấu sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. 3. Lựa chọn chiều dày sàn Ta chọn chiều dày sàn theo công thức: 37 8 ng s kL h α = + với ng d L L α = ng L Chiều dài cạnh ngắn của sàn d L Chiều dài cạnh dài của sàn Với sàn trong phòng + Hoạt tải tiêu chuẩn là 2 420( / ) c p daN m= suy ra hoạt tải tính toán là 2 . 1,2.420 504( / ) c s p p n daN m= = = + Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân bản sàn BTCT) Bảng 1.1 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn Các lớp vật liệu TT tiêu chuẩn (daN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m 2 ) Gạch ceramic 400x400mm dày 8mm, γ o = 2000 daN/m 3 16 1.1 17.6 Vữa ximăng #75 dày 30mm γ o = 2000 daN/m 3 60 1.3 78 Vữa ximăng trát trần #75 dày 20mm γ o = 2000 daN/m 3 40 1.3 52 Cộng 147.6 Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: g o = 146,7 (daN/m 2 ). Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: 2 504 147,6 651,6( / ) o o s q g p daN m= + = + = Ta có q o > 400 (daN/m 2 ) → 3 3 / 400 651,6 / 400 1,1766 o K q= = = http://cokhiketcau.com Page 2 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar Ô sàn trong phòng có: + L dài = L = 7,3m + L ngắn = a= 4,1m → 4,1 0,5616 7,3 a L α = = = Chiều dày sàn phòng 1,1766.4,1 0,116( ) 37 8 37 8.0,5616 ng s kL h m α = = = + + → Chọn h s = 11 (cm) Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì: + Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng: 2 . . 147,6 2500.0,11.1,1 450,1( / ) s o bt s g g h n daN m γ = + = + = + Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng: 2 504 450,1 954,1( / ) s s s q g p daN m= + = + = Với sàn hành lang + Hoạt tải tiêu chuẩn p c = 420 (daN/m 2 ) + Hoạt tải tính toán: 2 . 420.1,2 504( / ) c hl p p n daN m = = = + Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT): 2 147,6( / ) o g daN m = Vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: 2 147,6 504 651,6( / ) hl o hl q g p daN m = + = + = → 3 3 651,6 1,1766 400 400 hl q k = = = Ô sàn hành lang có: + L dài = a = 4,1m + L ngắn = c= 1,55m → 1,55 0,378 4,1 c a α = = = Chiều dày sàn hành lang http://cokhiketcau.com Page 3 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar 2 1,1766.1,55 0,046( ) 37 8 37 8.0,378 ng s kL h m α = = = + + → Chọn 2 8( ) s h cm= Vậy nếu kể cả trọng lượng bản thân sàn BTCT thì: + Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang 2 2 . . 147,6 2500.0,08.1,1 367,6( / ) hl o bt s g g h n daN m γ = + = + = + Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang: 2 504 367,6 871,6( / ) tt hl hl q p g daN m= + = + = Với sàn mái: + Hoạt tải tiêu chuẩn: Theo TCVN 2737-1995 là 2 75( / ) c p daN m= + Hoạt tải tính toán: 2 . 75.1,3 97,5( / ) c m p p n daN m= = = + Tĩnh tải tính toán: (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT) Bảng 1.2 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn mái Các lớp vật liệu TT tiêu chuẩn (daN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m 2 ) Hai lớp gạch lá nem dày 40mm,γ o = 1800 daN/m 3 16 1.1 17.6 Hai lớp gạch chỉ rỗng chống nóng ,γ o = 895 daN/m 3 dày 100 mm 89.5 1.1 98.5 Lớp Bêtông chống thấm, dày 40mm,γ o = 2500daN/m 3 100 1.1 110 Lớp vữa tạo dốc dày 60mm, γ o = 2000daN/m 3 120 1.3 156 Vữa ximăng trát trần #75 dày 20mm γ o = 2000 daN/m 3 40 1.3 52 Cộng 434.1 Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán 2 434,1( / ) o g daN m= Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái: 2 434,1 97,5 531,6( / ) o o s q g p daN m= + = + = Chọn chiều dày toàn bộ sàn mái là 3 10( ) s h cm= . http://cokhiketcau.com Page 4 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar Vậy nếu kể cả trọng lượng bản thân sàn BTCT thì tải trọng phân bố đều trên sàn mái: + Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái: 2 3 . . 434,1 2500.0,1.1,1 709,1( / ) m o bt s g g h n daN m γ = + = + = + Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn: 2 97,5 709,1 806,6( / ) m m m q p g daN m = + = + = 4. Lựa chọn kết cấu mái Chọn kết cấu mái sàn sườn toàn khối, không có dầm phụ, chỉ có dầm qua cột. 5. Lựa chọn kích thước tiết diện dầm, cột Kích thước tiết diện dầm a) Với dầm BC (dầm trong phòng) Nhịp dầm L = 7,3 (m) 7,0 0,66( ) 11 d d d L h m m = = = Chọn chiều cao dầm 0,65( ) d h m= , bề rộng dầm 0,22( ) d b m= Với dầm trên mái ta chọn chiều cao 0,65( ) dm h m= b) Với dầm AB (dầm ngoài hành lang) Nhịp dầm L = c = 1,55 (m) Ta chọn chiều cao dầm 0,3( ) d h m= , bề rộng dầm 0,22( ) d b m= c) Dầm dọc nhà Nhịp dầm L = B = 4,1 (m) => 4,1 0,315( ) 13 d d d L h m m = = = Vậy ta chọn chiều cao dầm: 0,3( ) d h m= , bề rộng 0,22( ) d b m= Kích thước tiết diện cột Diện tích tiết diện cột được xác định theo công thức: b kN A R = Bảng 1.3 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu tường xây 220 Các lớp vật liệu TT tiêu chuẩn (daN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m 2 ) http://cokhiketcau.com Page 5 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar Hai lớp vữa trát, γ o = 2000 daN/m 3 , dày 30mm 60 1.3 78 Khối xây gạch, γ o = 1800 daN/m 3 , dày 220mm 396 1.1 435.6 Cộng 513.6 Bảng 1.4 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu tường xây 110 Các lớp vật liệu TT tiêu chuẩn (daN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy n TT tính toán (daN/m 2 ) Hai lớp vữa trát, γ o = 2000 daN/m 3 , dày 30mm 60 1.3 78 Khối xây gạch, γ o = 1800 daN/m 3 , dày 110mm 198 1.1 217.8 Cộng 295.8 a) Cột trục B,C: Hình 1.5 Diện chịu tải của cột trục B,C + Diện truyền tải của cột trục B, C http://cokhiketcau.com Page 6 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar 2 7,3 S ( 1,55 0,11).4,1 21,771( ) 2 b m= + + = + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn: 1 . 954,1.21,771 20771,8( ) s b N q S daN= = = + Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220 mm 2 . . 513,6.(4,1 7,3 / 2).4,6 18309,8( ) t t t N g l h daN= = + = + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái: 3 806,6.21,771 17559,4( ) m B N q S daN= = = + Với nhà 2 tầng có 1 sàn sinh hoạt và 1 sàn mái: 2 1 20771,8 18309,8 17559,4 56641,0( ) i i i N n N daN = = = + + = ∑ Để kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k = 1,3 → 2 1,3.56641,0 507,8( ) 145 b kN A cm R = = = Vậy ta chọn kích thước tiết diện cột b c xh c = 22x30 cm có A =660 (cm 2 ) cho các cột trục B và cột trục C. 6. Mặt bằng bố trí kết cấu II. Sơ đồ tính toán khung phẳng 1. Sơ đồ hình học http://cokhiketcau.com Page 7 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar Hình 1.7. Sơ đồ hình học khung ngang 2. Sơ đồ kết cấu Mô hình hóa kết cấu khung (frame) với Các thanh đứng là cột (column) và các thanh ngang là dầm (beam) với trục của hệ kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh. a) Nhịp tính toán của dầm: Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột + Xác định nhịp tính toán của dầm BC 2 2 2 2 0,22 0,22 0,3 0,3 7,3 7,22( ) 2 2 2 2 c c BC BC h h t t l L l m = + + − − = + + − − = + Xác định nhịp tính toán của dầm AB http://cokhiketcau.com Page 8 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar , D 2 2 0,22 0,3 1,55 0,11 1,7( ) 2 2 c AB C BC h t l c l m = − + = − + + = b) Chiều cao cột: Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. Do dầm khung thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn). + Xác định chiều cao của cột tầng 1: Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt -0,450) trở xuống: h m = 550 (mm) = 0,55 (m) ( ) 2 1 01 1 0,3 + - 5 0,45 0,55 +0,65 6,5 2 2 d t m d h h H Z h h m→ = + + = + + − = ( với Z = 0,45 m là khoảng cách từ cốt ±0.000 đến mặt đất tự nhiên) + Xác định chiều cao của cột tầng 2 2 4,6 0,65 5,25( ) t h m= + = Ta có sơ đồ kết cấu như sau: Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu khung ngang III. Xác định tải trọng đơn vị 1. Tĩnh tải đơn vị + Tĩnh tải sàn phòng : 2 450,1( / ) s g daN m= http://cokhiketcau.com Page 9 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar + Tĩnh tải sàn hành lang: 2 367,6( / ) shl g daN m= + Tĩnh tải sàn mái: 2 709,1( / ) m g daN m= + Tường xây 220: 2 220 513,6( / ) t g daN m= + Tường xây 110: 2 110 295,8( / ) t g daN m= 2. Hoạt tải đơn vị + Hoạt tải sàn phòng: 2 504( / ) s p daN m = + Hoạt tải sàn hành lang: 2 504( / ) hl p daN m = + Hoạt tải sàn mái: 2 97,5( / ) hl p daN m = IV. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung + Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột trên khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính. 1. Tĩnh tải tầng 2 BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG PHÂN BỐ - daN/m 2 http://cokhiketcau.com Page 10 [...]... 0,8 0,8 0,6 0,6 Với qd –áp lực gió đẩy tác dụng lên khung( daN/m) http://cokhiketcau.com Page 18 qd(daN/m) qh(daN/m) 360,5 404,6 270,4 303,5 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar qh-áp lực gió hút tác dụng lên khung( daN/m) Sơ đồ gió tác dụng vào khung Hình 1.16 Sơ đồ gió trái tác dụng vào khung Hình 1.17 Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung http://cokhiketcau.com Page 19 Công ty cổ phần... 12 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar Hình 1.9 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung V Xác định hoạt tải tác dụng vào khung 1 Trường hợp hoạt tải 1 BẢNG TÍNH TOÁN HOẠT TẢI 1 - daN/m2 Sàn Hoạt tải 1 p1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều Tầng 2 g= 504.4,1= 2066,4 (daN/m) Kết quả 2066,4 Cộng pm Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều g = 97,5.4,1= 399,75(daN/m)... Dạng địa hình B Công trình cao dưới 40m ta chỉ tính tải trọng tĩnh của gió.Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức: Gió đẩy: qđ = Wo×n×ki×Cd×B Gió hút: qh= Wo×n×ki×Ch×B Bảng 3:Tính toán hệ số k Tầng 1 2 H tầng(m) 6,5 5,25 Z(m) 6,5 11,75 K 0,916 1,028 Để đơn giản cho tính và thiên về an toàn ta cũng có thể chọn chung 1 hệ số “k” cho 2 tầng Bảng tính toán tải trọng gió Tần H(m) Z(m) k... khung Hình 1.17 Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung http://cokhiketcau.com Page 19 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar VII Xác định nội lực Sử dụng chương trình tính toán kết cấu để tính nội lực cho khung với sơ đồ dầm cột như hình 18 sau: http://cokhiketcau.com Page 20 ...Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar T T Loại tải trọng và cách tính Kết quả 1 g1 Do trọng lượng tường ngăn 110 xây trên dầm cao 4,6m gt = 295,8.4,6=1360,7 1360,7 2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều gs= 450,1.(4,1-0,22) =1746,4 (daN/m) 1746,4 Cộng 3107,1... Page 16 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar BẢNG TÍNH TOÁN HOẠT TẢI 2 - daN/m2 Sàn Hoạt tải 2 p1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều Tầng 2 g= 504.4,1= 2066,4 (da Kết quả 2066,4 Cộng pm Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều g = 97,5.4,1= 399,7(daN/m) 399,75 Cộng Tầng mái 2066,4 399,8 Hình 1.14 Sơ đồ hoạt tải 1 http://cokhiketcau.com Page 17 Công ty... g2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dầm công xôn dưới dạng phân bố đều: g = 367,6.(4,1-0,22) = 1426,3(daN/m) 1426,3 Cộng 1426,3 1 BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TẬP TRUNG - daN T T Loại tải trọng và cách tính Kết quả 1 GB Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,22x0,3: Gdd= 2500.1,1.0,22.0,3.4,1 = 744,2 (daN) 744,2 2 Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao 4,6+0,65-0,3 = 4,95 (m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7 => Gt... (daN) 1032,9 Cộng 1777,1 http://cokhiketcau.com Page 11 Công ty cổ phần xuất nhập khẩu ngôi sao Vega - VegaStar 2 Tĩnh tải mái BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG PHÂN BỐ - daN/m2 T T Loại tải trọng và cách tính Kết quả 1 gm1 Do trọng lượng tường xây trên dầm: Do dầm mái không có tường xây trực tiếp trên dầm nên g1 = 0 0 2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều g = 709,1.(4,1-0,22) =2751,3 (daN/m)... gm2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dầm công xôn dưới dạng phân bố đều: g = 709,1.(4,1-0,22) =2751,3 (daN/m) 2751,3 Cộng 2751,3 1 BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TẬP TRUNG - daN T T Loại tải trọng và cách tính Kết quả GB Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,22x0,3: Gdd= 2500.1,1.0,22.0,3.4,1 = 744,2 (daN) 744,2 Cộng 744,2 Gc Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,22x0,3: Gdd= 2500.1,1.0,22.0,3.4,1 = 744,2 (daN) 744,2 . VegaStar THIẾT KẾ KHUNG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI Tên sinh viên: Mã số sinh viên: Số đề: 40 PHẦN THÔNG QUA KHI LÀM BÀI Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) I. Lựa chọn giải pháp kết cấu. dụng thép có: + Cốt thép φ ≤ 10 mm dùng thép AI có R s = R sc = 225MPa. + Cốt thép φ > 10mm dùng thép AII có R s = R sc = 280 MPa. 2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn Lựa chọn giải pháp kết. cấu : 1. Chọn vật liệu sử dụng Sử dụng b tông cấp độ bền B25 có: http://cokhiketcau.com Page 1 a l C H 01 H 02 P tc W o Cấp độ bền của bê tông Loại cốt thép (m) (m) (m) (m) (m) (daN/m 2 ) 4.1