Đồ án kết cấu btct 2

Cấu tạo sàn thường gồm các lớp như sau: STT Tên lớp Chiều dày mm TLR γ daN/m3* Riêng ơ sàn S5 cĩ nhà vệ sinh, ta thiết kế theo ơ sàn lật ngược với cao trình sàn thấp hơn 50mm so với các

Trang 1

III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN 7

1) Ô bản S1: ô bản làm việc theo ô bản liên tục 7

5) Ô bản S5: ô bản làm việc theo ô bản đơn 10

8) Tính toán và bố trí cốt thép cho các ô bản sàn tầng điển hình 13

9) Tính Toán Độ Võng Cho Ô Sàn Tầng Điển Hình 15

PHẦN 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG MÁI 16

I TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG MÁI 16

1 Tĩnh tải: 16

2 Hoạt tải: 17

II XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN 18

1 Ô bản S1: ô bản làm việc theo ô bản liên tục 18

2 Ô bản S2: ô bản làm việc theo ô bản liên tục 19

3 Ô bản S3: ô bản làm việc theo ô bản đơn 20

4 Ô bản S4: ô bản làm việc theo ô bản đơn 20

5 Tính toán và bố trí cốt thép cho các ô bản sàn tầng mái: 21

6 Tính toán Độ Võng cho các ô bản sàn tầng mái: 22

PHẦN 3: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4 24

I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: 24

1 Chọn kích thước dầm: 24

2 Chọn kích thước cột: 24

II CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 37

III.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN PHƯƠNG TRỤC 4 37

1 Tĩnh tải 37

a) Tải trọng phân bố 37

b) Tải trọng tập trung tại nút khung 38

c) Tải trọng tập trung tác dụng vào đà kiềng (dầm móng): 43

2 Hoạt tải 44

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 1

Trang 3

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

PHẦN 1: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Số liệu đề bài: a = 4.9 (m) ; b = 4.8 (m), vùng gió: II, địa hình: A, bê tông: B15

I.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẦN CỦA SÀN:1 Bản sàn:

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức:

Trong đó:

m là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn: m = 30~35 đối với bản dầm và m= 40~45 đối với bản kê 4 cạnh => chọn m = 45

D là hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn: D = 0.8 - 1.4 phụ thuộc vào tải trọng L là chiều dài nhịp tính toán.

Vậy dầm có thiết diện b x h = 200 x 400 (mm)dd

II.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH:

Trang 4

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH1 Tĩnh tải:

Trọng lượng bản thân sàn và các lớp hồn thiện Cấu tạo sàn thường gồm các lớp như sau:

STT Tên lớp Chiều dày (mm) TLR γ (daN/m3)

(*) Riêng ơ sàn S5 cĩ nhà vệ sinh, ta thiết kế theo ơ sàn lật ngược với cao trình sàn thấp hơn 50mm so với các ơ sàn cịn lại.

Khi tính tốn tải trọng cho ơ sàn này thì ta phải tính thêm chiều dày lớp vữa trát tạo độ dốc và lớp bê tơng gạch vỡ.

Chọn độ dốc 1%, chiều dài ơ sàn là 4.9 m, chiều dày trung bình lớp vữa tạo độ dốc là:

1 Gạch vỡ 2 Vữa lót

3 Bản BTCT

4 Vữa trát

Trang 5

Vậy trọng lượng bản thân của ô sàn S5 là:

gs = 21.6 + 48 + 247.5 + 36 + 55 + 58.8 + 494.4 = 961.3 (daN/m )2

Ô sàn S5 có nhà vệ sinh nên còn chịu tác dụng của tải tập trung do tường xây truyền vào, ta quy tải tập trung này thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn.

Tải trọng tường xây:

- n = 1.1 là hệ số vượt tải.

-=1800 daN/m là trọng lượng riêng của tường xây.3

- b = 100 mm = 0.1 m là chiều dày tường xây.t

- h : là chiều cao tường, h = 3.6 – 0.1 = 3.5 mtt

- l : là chiều dài tường, l = 3 + 2 = 5 mtt

- S : là diện tích của ô sàn S5, S = 3 x 4.9 = 14.7 mS5S5 2

Từ đó ta có:

2 Hoạt tải:

Tùy theo công năng sử dụng của các phòng mà các ô sàn chịu các hoạt tải sử dụng khác nhau Theo TCVN 2737:1995 ta có hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau (kết quả được tổng hợp kèm tĩnh tải để tiện cho việc tính toán nội lực cho các ô bản).

Ô bản Công dụng Hệ số vượt tải Hoạt tải tiêu chuẩn

Trang 7

III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN

Sơ đồ tính toán cho các ô bản: xét tỉ số giữa chiều cao của dầm và của sàn:

=> xem liên kết giữa bản sàn và dầm là các liên kết ngàm Sơ đồ tính toán cho các ô sàn dạng bản kê 4 cạnh là sơ đồ số 9.

1) Ô bản S1: ô bản làm việc theo ô bản liên tục.

Kích thước ô bản: L x L = 4800 x 4900 (mm)12

Xét tỷ số

=> ô bản làm việc 2 phương, dạng ô sàn bản kê 4 cạnh Tra bảng phụ lục 15 giáo trình “Kết cấu công trình bê tông cốt thép”, tập 2, tác giả Võ Bá Tầm, NXB ĐHQG TPHCM,

Trang 8

Trang 9

3) Ô bản S3: ô bản làm việc theo ô bản liên tục.

Xét tỷ số

=> ô bản làm việc 2 phương, dạng ô sàn bản kê 4 cạnh Tra bảng phụ lục 15 giáo trình “Kết cấu công trình bê tông cốt thép”, tập 2, tác giả Võ Bá Tầm, NXB ĐHQG TPHCM, ta được:

m11 = 0.0485, m = 0.0189, m = 0.0205, m = 0.0080,129192

Trang 10

- Mômen âm lớn nhất tại gối:

Trang 19

=>bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn.

Để tính toán, cắt 1 dải bản có bề rộng b = 1 m theo phương cạnh ngắn, sơ đồ tính xem như dầm đơn giản 2 đầu ngàm có kích thước tiết diện b×h = 1000×90 (mm).

- Tổng tải trọng tác dụng lên dải bản có bề rộng: b = 1m q = (g + p ) x b = 586.8 x 1 = 586.8 (daN/m)ss

4 Ô bản S4: ô bản làm việc theo ô bản đơn.

Trang 20

Xét tỷ số

Kết quả tính nội lực cho các ô bản sàn tầng mái được tóm tắt như sau:

- Xác định moment âm lớn nhất ở gối kề giữa 2 ô bản, xét tại gối 2 ô bản S1 và S2: MImax = max ( M ; M ) = max ( 390 ; 586.6) = 586.6 daN.mIS1IS2

5 Tính toán và bố trí cốt thép cho các ô bản sàn tầng mái:

- Vật liệu sử dụng: Bê tông B15 có R = 8.5 MPa, E = 2.3 × 104 MPabb

- Cốt thép Ø ≤ 10: sử dụng thép AI có R = 225 MPa, R = 175 MPassw

- Cốt thép Ø > 10: sử dụng thép AII có R = 280 MPa, R = 225 MPa.ssw

Trang 21

Cốt thép cho bản sàn được tính quy về cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước b × h = 1000 × 90 (mm).

- Giả thiết lớp bảo vệ a = 15 mm đối với các thanh thép nằm dưới ở nhịp (chịu mômen M1) và các thanh thép ở gối (chịu các moomen M và M ), a = 25 mm đối với các thanh III

chịu mômen dương nằm trên (các thanh thép chịu M2) - Tính:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ ≤ µ ≤ µminmax

Kết quả tính toán cốt thép cho sàn tầng mái như sau:

Trang 22

6 Tính toán Độ Võng cho các ô bản sàn tầng mái:

- Kiểm tra theo trạng thái giới hạn II: chọn ô sàn lớn nhất để kiểm tra độ võng Chọn ô sàn S2 có kích thước 4.8 × 4.9 (m) chịu tải trọng phân bố đều:

Theo TCXD 5574-2012 thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện

Trang 23

Kích thước theo phương dọc công trình: L = 67.2 (m) Kích thước theo phương ngang công trình: B= 16.8 (m) => tính toán khung công trình theo dạng khung phẳng.

Trang 24

- F : diện tích tiết diện ngang của cộtb

- R : cường độ chịu nén của bê tôngb

- N : lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

- Dựa vào kích thước hình học cũng như cấu tạo công trình, ta thấy cột theo phương trục 4 chịu tải trọng lớn nhất.

Trang 25

Chiều dày tường phương trục A:0.2 m Chiều dày tường phương trục B: 0.1 m Chiều dày tường phương trục C: 0.2 m Chiều dày tường phương trục D: 0.1 m Chiều dày tường phương trục E: 0.2 m Chiều dày tường phương trục 4: 0.2 m Chiều dày tường mái trục A, E: 0.1 m Chiều cao tường mái trục A, E: 1.0 m Khối lượng riêng của tường: γt = 1800 (daN/m )3

Cột 4-A:

- Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4-A:

- Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-A:

- Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống vị trí cột 4-A:

- Tải trọng do tường tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-A:

Vì đây chỉ là việc chọn sơ bộ kích thước cột nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm và cột.

Chọn tiết diện cột thay đổi ở m–i tầng: - Tiết diện cột 4-A ở tầng 1 :

Trang 26

Cột 4-B:

- Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4-B:

- Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-B:

- Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống vị trí cột 4-B:

Vì đây chỉ là việc chọn sơ bộ kích thước cột nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm

- Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4-C: - Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-C:

- Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống vị trí cột 4-C:

Vì đây chỉ là việc chọn sơ bộ kích thước cột nên ta bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm

Trang 27

- Trọng lượng bản thân bản chiếu nghỉ :

- Trọng lượng bản thân của chiếu tới :

Trang 28

Theo phương thẳng đứng : g =695 (bn daN/m )2

o Cầu thang tầng điển hình:

Chiều cao bậc thang : 171 mm Chiều rộng bậc thang: 300 mm

Trang 29

Theo phương thẳng đứng : g =685.7(bn daN/m )2

o Trọng lượng của lan can tay vịn là 40 daN/m => Quy tải này về tải trên đơn vị m2 bản thang : g =25 (k daN/m )2

Hoạt tải:

- Hoạt tải tính toán : p = p n (tttc daN/m2), trong đó p = 300 tc (daN/m2) là hoạt tải tiêu chuẩn đối với cầu thang, n = 1.2 là hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995.

ptt = 3001.2 = 360 (daN/m )2

Trang 31

Cột 4-D:

- Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4-D:

- Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-D:

- Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống vị trí cột 4-D:

- Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền xuống vị trí cột 4-D:

- Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống cột 4-D:

- Tải trọng do sàn của 1 tầng điển hình truyền xuống vị trí cột 4-E:

- Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống vị trí cột 4-E:

- Tải trọng do tường của 1 tầng sàn điển hình truyền xuống vị trí cột 4-E:

- Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền xuống vị trí cột 4-E:

Trang 32

Chọn tiết diện cột thay đổi ở m–i tầng: - Tiết diện cột 4-E ở tầng 1 :

Trang 33

II.CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

Căn cứ vào tình hình địa chất công trình, giải pháp nền móng, kích thước hình học của khung,người thiết kế phải quyết định một sơ đồ tính toán và cấu tạo khung, trong đó điều rất quan trọng là phải chỉ rõ vị trí các liên kết cứng (nút cứng) và các liên kết khớp (nếu có).

Ta có sơ đồ tính như hình vẽ.

III.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN PHƯƠNG TRỤC 4

- Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm : tĩnh tải, hoạt tải (dài hạn và ngắn hạn) Để giải khung ta tách riêng từng trường hợp tải để tính.

1 Tĩnh tải

Tĩnh tải của công trình bao gồm : trọng lượng bản thân của dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn và tải trọng tường…tác dụng lên khung theo diện truyền tải.

Trang 34

Tải trọng phân bố tác dụng vào đà kiềng (dầm móng) :

=> Chọn kích thước tiết diện của đà kiềng : b x h = 200x400 (mm) - Trọng lượng tường xây trên đà kiềng :

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút A :

=> Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút A:

GA = g + g + g = 835.5+6209.3+2449.6 = 9494.4 (daN)dts

Trang 35

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút B :

=> Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút B:

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút C :

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút C:

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

- Do tải cầu thang :

Trang 36

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút E:

Trang 37

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút A :

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút A:

GA = g + g + g = 835.5 + 1940.4 + 2935.8 = 5711.7 (daN)dts

* Tại nút B

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B:

gd = n x γ x b x (h - h ) x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x (0.4 – 0.09) x 4.9 = 835.5 (daN)dds

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút B : Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút B: GB = g + g = 835.5+5431.2 = 6266.7 (daN)ds

* Tại nút C

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C:

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút C : Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút C: GC = g + g = 835.5+4990.9 = 5826.4 (daN)ds

Trang 38

- Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D: Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút D:

G’D = g + g = 350.4+1467.9 = 1818.3 (daN)ds

+ Chân mái che cầu thang :

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D:

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

- Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút D :

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút E: Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút E: G’E = g + g = 350.4+1467.9 = 1818.3 (daN)ds

+ Chân mái che cầu thang :

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E:

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút E:

- Do trọng lượng tường xây mái che cầu thang truyền vào nút E :

Trang 39

c) Tải trọng tập trung tác dụng vào đà kiềng (dầm móng):- Chọn sơ bộ tiết diện dầm đà kiềng là : 200 x 400 (mm)

Tải phân bố:

- Do trọng lượng tường xây trên dầm: Trọng lượng tường xây trên đà kiềng :

Trang 40

Bao gồm : hoạt tải đứng và hoạt tải ngang (tải gió).

Hoạt tải đứng của công trình bao gồm hoạt tải dài hạn và hoạt tải ngắn hạn Để đơn giản

Trang 41

Hoạt tải do sàn truyền vào nút D :

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D:

Trang 42

Hoạt tải do sàn truyền vào nút E :

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E :

Hoạt tải do sàn truyền vào nút D :

Trang 43

b) Hoạt tải gió

Gió vùng : II Địa hình A

Tải trọng gió gồm 2 thành phần: tĩnh và động.

Vì công trình đang thiết kế có chiều cao : H = 18.8 < 40 (m)

nên theo TCVN 2737-1995 , ta chỉ tính thành phần gió tĩnh, không tính thành phần gió

- W : giá trị áp lực gió, lấy W = 83 (daN/m )00 2

- k : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió, tra bảng theo địa hình hoặc tính theo công

Trang 44

- Dùng phần mềm tính toán kết cấu ETABS 9.7.4 Mô hình khung và gán các giá trị tải trọng như đã tính toán

Trang 45

Trang 47

HOẠT TẢI CÁCH TẦNG LẼ (HT1)

Trang 48

HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CHẲN (HT2)

Trang 50

GIÓ PHẢI