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

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẦN CỦA 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.

Xác định sơ bộ kích thước dầm:

Chọn dầm có chiều cao h = 400 (mm)d

Chọn dầm có bề rộng b = 200 (mm)d

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

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 3 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

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

STT Tên lớp Chiều dày

Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S3, S4, S6, S7 là: gs = 21.6 + 48 + 247.5 + 36 + 55 = 408.1 (daN/m ) 2

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

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

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

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 4

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

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.

- n = 1.1 là hệ số vượt tải.

-00 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 mt t

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

- S : là diện tích của ô sàn S5, S = 3 x 4.9 = 14.7 mS5 S5 2

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

Hoạt tải tính toán (daN/m²)

3 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản:

Tải trọng tính toán: g = g + g tt s tt t tt

Tổng tải trọng: q = g + p tt tt tt

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 5 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH Ô bản

Hoạt tải tính toán p tt

Tĩnh tải tính toán q' (daN/m2) q'' (daN/m2)

Tổng tải trọng q tt (daN/m2)

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.

=> 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 = 0.0373, m = 0.0355,12 m91 = 0.0182, m = 0.0176,92 k91 = 0.0425, k = 0.0408.92

- Mômen lớn nhất ở giữa bản:

- Mômen âm lớn nhất tại gối:

“Kết cấu công trình bê tông cốt thép”, tập 2, tác giả Võ Bá Tầm, NXB ĐHQG TPHCM, ta được: m11 = 0.0373, m = 0.0355,12 m91 = 0.0182, m = 0.0176,92 k91 = 0.0425, k = 0.0408.92

“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 = 0.0080,12 91 92 k91 = 0.0452, k = 0.0177.92

“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 = 0.0080,12 91 92

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 9 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH k91 = 0.0452, k = 0.0177.92

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

“Kết cấu công trình bê tông cốt thép”, tập 2, tác giả Võ Bá Tầm, NXB ĐHQG TPHCM, ta được: m91 = 0.0205, m = 0.0080,92 k91 = 0.0452, k = 0.0177.92

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

=>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)s s

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

“Kết cấu công trình bê tông cốt thép”, tập 2, tác giả Võ Bá Tầm, NXB ĐHQG TPHCM, ta được: m91 = 0.02093, m = 0.01177,92 k91 = 0.04743, k = 0.02683.92

Kết quả tính nội lực cho các ô bản sàn tầng mái được tóm tắt như sau: Ô bản S 1 S 2 S 3 S 4

- 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.mIS1 IS2

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 MPab b

- Cốt thộp ỉ ≤ 10: sử dụng thộp AI cú R = 225 MPa, R = 175 MPas sw

- Cốt thộp ỉ > 10: sử dụng thộp AII cú R = 280 MPa, R = 225 MPa.s sw

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 I II chịu mômen dương nằm trên (các thanh thép chịu M2).

- Kiểm tra hàm lượng cốt thộp: à ≤ à ≤ àmin max

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

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 f < f Trong đó f – độ võng giới hạn, được nêu trong bảng 2, mục 1.8 tiêu chuẩn gh gh này là:

Bảng ngàm 4 cạnh làm việc theo 2 phương (bản kê 4 cạnh) có độ võng được xác định theo công thức:

Trong đó: α : hệ số phụ thuộc vào tỷ số

L của ô bản q tc : tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô sàn.

D: độ cứng trụ, được xác định theo công thức:

Với E = 30000000 (kN/mb 2). h = 9 cm: chiều dày sàn. μ = 0.2: hệ số Poisson.

= 1512 ( KN.m) Độ võng của ô sàn điển hình nhỏ hơn giá trị cho phép là 2.5 cm Vậy sàn thỏa điều kiện độ võng.

PHẦN 3: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4

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.

I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN:

Chiều cao dầm được xác định:

- Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

- 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.

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

- 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:

=> chọn cột có tiết diện: 35 x 40 cm

- Tiết diện cột 4-A ở tầng 2 và tầng 3 :

- 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:

- Tiết diện cột 4-B ở tầng 2 và tầng 3 :

- 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:

- Tiết diện cột 4-C ở tầng 2 và tầng 3 :

=> chọn cột có tiết diện: 20 x 25 cm Để chọn sơ bộ tiết diện cột 4-D và 4-E cần xác định tải cầu thang

Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

- Trọng lượng bản thân bản chiếu nghỉ :

- Trọng lượng bản thân của chiếu tới :

Bản thang : phần bản nghiêng

Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng : δtdi

Chiều cao bậc thang : h = 176 mmb

Bề rộng bậc thang : l = 300 mmb

Cấu tạo δi (mm) γi(daN/m 3 ) n vt

Gạch lót 10 1800 1,2 Đá hoa cương 20 2400 1,1

Vữa trát 15 2000 1,2 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH tan α = => cos α = 0.8625 Lớp đá hoa cương: td = 0.0274 (m) Lớp vữa: td = 0.0274 (m) Lớp bậc thang: td = 0.0759 (m)

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang g’bn có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng, phân làm 2 lực theo 2 phương g ` bn== (0.02742400+0.07591800+0.12500)1.1 + (0.0274+0.015)20001.2 = 599.4 daN/m )( 2 Theo phương thẳng đứng : g i5 (bn daN/m ) 2 o Cầu thang tầng điển hình:

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

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 28 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH tan α = => cos α = 0.8688 Lớp đá hoa cương: td = 0.0273 (m) Lớp vữa: td = 0.0273 (m) Lớp bậc thang: td = 0.0743 (m)

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang g có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng ` bn phân làm 2 lực theo 2 phương. g ` bn== (0.02732400+0.07431800+0.12500)1.1 + (0.0273+0.015)20001.2 = 595.7 daN/m )( 2 Theo phương thẳng đứng : g h5.7(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 % (k daN/m ) 2

- Hoạt tải tính toán : p = p n ( tt tc daN/m 2 ), trong đó p = 300 tc (daN/m 2 ) là hoạt tải tiêu chuẩn đối với cầu thang, n = 1.2 là hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995. p tt = 3001.2 = 360 (daN/m ) 2

- Bản thang có chiều rộng b=1.6 (m), ta quy về tải phân bố đều theo chiều dài. Chiếu nghĩ : q = (g + p )b = (411.8+360)1.6 = 1234.9 (daN/m)cn cn tt

Chiếu tới : q = (g + p )b = (353.1+360)1.6 41 (daN/m)ct ct tt

Tầng trệt: qbn =(g +g +pbn k tt)b=(695+25+360)1.628 (daN/m) Tầng điển hình: qbn =(g +g +pbn k tt)b=(685.7+25+360)1.6

Cầu thang tầng điển hình :

- 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 cầu thang tầng điển hình truyền xuống cột 4-D:

- Tiết diện cột 4-D ở tầng 2 và tầng 3 :

- 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:

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

- Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống cột 4-E:

- Tiết diện cột 4-E ở tầng 2 và tầng 3 :

Bảng tổng hợp tiết diện cột:

Vị trí Tiết diện cột bxh (cm ) 2

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.

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. a) Tải trọng phân bố

- Trọng lượng tường xây trên dầm: gt = n x γ x δ x h = 1.1 x 1800 x 0.2 x (3.6 – 0.4) = 1267.2 (daN/m)t t t

- Tải trọng do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB có dạng tam giác , trị số lớn nhất gs AB = 4.8 x g = 4.8 x 408.1 = 1958.1 (daN/m)s

Nhịp BC, CD có dạng tam giác , trị số lớn nhất gs BC,CD = 3 x g = 3 x 408.1 = 1224.3 (daN/m)s

Nhịp DE có dạng tam giác , trị số lớn nhất gs DE = 2.4 x g = 2.4 x 408.1 = 979.4 (daN/m)s

- Trọng lượng tường xây mái che cầu thang trên dầm gt = n x γ x δ x h = 1.1 x 1800 x 0.2 x (3.1 – 0.35) = 1089 (daN/m)t t t

Nhịp AB có dạng tam giác , trị số lớn nhất gsm AB = 4.8 x g = 4.8 x 489.3 = 2348.6 (daN/m)s

Nhịp BC, CD có dạng tam giác , trị số lớn nhất gsm BC,CD = 3 x g = 3 x 489.3 = 1467.9(daN/m)s

Nhịp DE có dạng tam giác , trị số lớn nhất gsm DE = 2.4 x g = 2.4 x 489.3 = 1174.3 (daN/m)s

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 : gt = n x γ x δ x h = 1.1 x 1800 x 0.2 x (4.4 – 0.4) = 1584 (daN/m)t t t b) Tải trọng tập trung tại nút khung

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A: 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)d d s

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục A: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.2 x (3.6 – 0.4) x 4.9 = 6209.3 (daN)t t

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút A :

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

- 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)d d s

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục B: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.09 x (3.6 – 0.4) x 4.9 = 3104.6 (daN)t t

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút B :

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

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C: 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)d d s

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục C: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.2 x (3.6 – 0.4) x 2.45 = 3104.6 (daN)t t

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút C :

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút C:

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D: 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)d d s

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục D: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.1 x (3.6 – 0.4) x 2.45 = 1552.3(daN)t t

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút D:

Ta xác định được phản lực

+ Cầu thang tầng điển hình :

=>Lực tập trung nút D ở tầng trê ›t do tĩnh tải :

Lực tập trung nút D ở tầng điển hình do tĩnh tải :

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E: gd = n x γ x b x (h - h ) x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x [0.4 x 2.45 + (0.4 – 0.09) x 2.45]d d s

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục E: gt = n x γ x b x h x L =1.1 x 1800 x 0.2 x (3.6 – 0.4) x 4.9 = 6209.3 (daN)t t

- Do trọng lượng sàn truyền vào nút E:

- Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút E :

+ Cầu thang tầng điển hình:

=>Lực tập trung nút E ở tầng điển hình do tĩnh tải :

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục A: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.1 x 1 x 4.9 = 1940.4 (daN)t t

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút A:

- 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)d d s

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút B:

+ Đỉnh mái che cầu thang :

- Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút D:

+ Chân mái che cầu thang :

- Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút D :

- Do trọng lượng tường xây mái che cầu thang truyền vào nút D : gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.2 x (3.1 – 0.35) x 2.4 = 2613.6 (daN)t t

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

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E: gd = n x γ x b x (h - h ) x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x (0.35 – 0.09) x 2.45 = 350.4 (daN)d d s

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút E:

- Do trọng lượng tường xây mái che cầu thang truyền vào nút E : gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x [0.1 x 1 + 0.2 x (3.1 – 0.35)] x 2.45 = 3541.2 (daN)t t

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

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 38 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH 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)

- Do trọng lượng tường xây trên dầm:

Trọng lượng tường xây trên đà kiềng : gt = n x γ x b x h = 1.1 x 1800 x 0.2 x (4.4 – 0.4) = 1584 (daN/m).t t

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A : gd = n x γ x b x h x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x 0.4 x 4.9 = 1078 (daN)d d

- Tổng tải trọng tại nút A:

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B : gd = n x γ x b x h x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x 0.4 x 4.9 = 1078 (daN)d d

- Tổng tải trọng tại nút B:

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C : gd = n x γ x b x h x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x 0.4 x 4.9 = 1078 (daN)d d

- Tổng tải trọng tại nút C:

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D : gd = n x γ x b x h x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x 4.4 x 4.9 = 1078 (daN)d d

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục D: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.1 x (4.4 – 0.4) x 2.45 = 1940.4 (daN)t t

- Tổng tải trọng tại nút D:

- Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E : gd = n x γ x b x h x L = 1.1 x 2500 x 0.2 x 4.4 x 4.9 = 1078 (daN)d d

- Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục E: gt = n x γ x b x h x L = 1.1 x 1800 x 0.2 x (4.4 – 0.4) x 4.9 = 7761.6 (daN)t t

- Tổng tải trọng tại nút E:

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 ta nhập chung 2 thành phần để tính toán.

Hoạt tải tác dụng lên khung cũng giống như tĩnh tải sàn, tác dụng theo diện truyền tải. a) Hoạt tải đứng

Hoạt tải do sàn truyền vào :

Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất :

Nhịp BC,CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất :

Nhịp DE có dạng tam giác, trị số lớn nhất :

Hoạt tải do sàn mái truyền vào

Nhịp DE có dạng hình thang, trị số lớn nhất :

Tải trọng tâ ƒp trung tại nút khung

Hoạt tải do sàn truyền vào nút A :

Hoạt tải do sàn truyền vào nút B :

Hoạt tải do sàn truyền vào nút C :

Hoạt tải do sàn truyền vào nút D :

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D:

Tổng hoạt tải tập trung tại nút D ở tầng trệt:

PD= P + = 2000.3+1612.2 = DS 3612.5 (daN) Tổng hoạt tải tập trung tại nút D ở tầng điển hình:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút E :

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E :

Vậy lực tập trung tại nút E do hoạt tải :

Hoạt tải do sàn mái che cầu thang truyền vào nút D:

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D :

Vậy lực tập trung tại nút D do hoạt tải :

- Do trọng lượng sàn vào nút E:

PE== 2.452.4597.5= (daN)2 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 động.

- W : giá trị áp lực gió, lấy W = 83 (daN/m )0 0 2

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

- c : hệ số khí động đón gió, c = 0.8

- c’: hệ số khí động hút gió, c' = -0.6

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 43 Độ cao

21.9 1.151 83 0.8 -0.6 1.2 2.45 224.74 -168.55 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

TỔ HỢP NỘI LỰC THEO TCVN

Các trư[ng hợp tải:

2 Hoạt tải cách tầng lẽ

3 Hoạt tải cách tầng chẵn

- ENVE: Tổ hợp BAO các tổ hợp trện

- 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

HOẠT TẢI CÁCH TẦNG LẼ (HT1)

HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CHẲN (HT2)

HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CÁCH NHỊP LẼ (HT3) HOẠT TẢI CÁCH TẦNG CÁCH NHỊP CHẲN (HT4)

| 49 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

BIỂU ĐỒ BAO MOMEN BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

3 Tính toán cốt thép cho dầm:

Rb = 8.5 (MPa) : Cường độ chịu nén của bê tông.

Rbt = 0.75 (MPa) : Cường độ chịu kéo của bê tông.

Eb = 2.3x10 (Mpa), modun đàn hồi của bê tông 4

Cốt thép dọc AII có:

Rs = R = 280 (MPa) : Cường độ chịu kéo - nén của thép.sc

Es = 21x10 (Mpa), modun đàn hồi của thép 4

Cốt thép dọc AI có:

Rsw = 175 (MPa) : Cường độ chịu kéo của cốt đai, xiên. a Tính toán cốt thép dọc:

Cốt thép dọc của dầm được tính toán theo cấu kiện chịu uốn, đối với dầm có bàn sàn nằm trên (tất các các dầm trừ dầm móng, đà kiềng), tương ứng với giá trị momen dương bản cánh (sàn) chịu nén => tính toán với tiết diện chữ T

Sân thượng (tầng mái) : = h = 80 (mm).s

Tiết diện chữ T : Dầm tầng điển hình 200x400: = 1280x400 (mm)

Dầm tầng điển hình 200x300: = 1280x300 (mm)

Dầm tầng Sân thượng 200x400: = 1160x400 (mm)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: a = 30 => h = h - a0

Tại Vị trí trục trung hòa: M f = b R b ( h 0 - 0.5) Đối với dầm tầng điển hình 200x400:

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 53 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH Đối với dầm tầng điển hình 200x300:

Mf 5128090(270 - 0.590)10 = 220.32 (Kn.m) -6 Đối với dầm tầng Sân thượng 200x400:

Nếu M < M thì trục trung hòa đi qua phần cánh => tính cốt thép theo tiết diện chữ nh f nhật lớn , ta sử dụng các công thức sau để tính cốt thép:

Tương ứng với giá trị momen âm (tại gối), bản cánh chịu kéo => tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ ta sử dụng các công thức sau: Đối với dầm móng ( đà kiềng) bên trên không có bản sàn, tính toán với tiết diện chữ nhật tương ứng của dầm

Hàm lượng cốt thép: =0.681 (tra bảng phụ lục 5 với bê tông B15 và thép AII) = 2.06% b Tính toán cốt thép đai:

Không bố trí cốt thép xiên chịu lực cắt Khi đó điều kiện tính toán là lực cắt do tác động của ngoại lực không vượt quá tổng khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai hay : Q ≤ Q = Q + Qmax wb b SW

Qb: Khả năng chịu cắt của bê tông,

Qb=M0 =2 : đối với bê tông nặng

: Hệ số nhằm xét ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện =≤ 0.5 : Hệ số nhằm xét ảnh hưởng của của lực dọc đối với cấu kiện chịu nén, chịu kéo => trong dầm lực dọc tương đối nhỏ, xem =0

QSW: Khả năng chịu cắt của cốt đai: QSW=qSWcASW: là diện tích tiết diện cốt thép đai c: Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng lên trục cấu kiện tính từ mép gối tựa.

Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất ứng với: c = c = 0

Khoảng cách cốt đai theo tính toán:

Stt =2 : đối với bê tông nặng n: số nhánh đai, n=2 đai 2 nhánh

Khoảng cách cốt đai lớn nhất để đảm bảo điều kiện không có khe nứt chỉ qua bê tông : S = max

=1.5 : đối với bê tông nặng

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Vùng gần gối tựa : h ≤ 450 (mm) => S ≤ct h > 450 (mm) => S ≤ct

4 Tính toán cốt thép cho cột:

- Tính các độ lệch tâm cửa lực dọc: e = 1

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên e = max (; )a

- Độ lệch tâm ban đầu: đối với kết cấu siêu tĩnh e = max (eo a;e )1

- Tính lực dọc tới hạn N theo công thức: N =, trong đó:cr cr lo = 0.7L : chiều dài tính toán.

I = : Momen quán tính của tiết diện.

- Tính hệ số ảnh hưởng uốn dọc: - Tính e = e0 + 0.5h-a

- Tính toán cốt thép đối xứng cho cột, sử dụng thép AII, có Rs=Rsc= 280 MPa.

- Tính = , có thể có 3 trường hợp:

Nếu 2a ≤ ≤ R h 0 : Trường hợp nén lệch tâm lớn, lấy chiều cao vùng nén =,

=> Tính A s == (Cốt thép đối xứng)

< 2a ’ : Trường hợp lệch tâm đặc biệt => Tính A s ==

> R h 0 : Trường hợp lệch tâm bé thì tính lại theo công thức (2-11) trong giáo trình Tính Toán Tiết Diện Cột Bê Tông Cốt Thép của GS Nguyễn Đình Cống : =[ R + (1-3 o)(1- R )]ho o R = 0.681 (Tra bảng phụ thuộc vào bê tông B15 và thép AII) Diện tích cốt thép: A s ==

- Sau khi tính diện tích cốt thép, kiểm tra lại hàm lượng cốt thép:với:

0=0.2% tra bảng 5.1sách Kết cấu Bê tông cốt thép tập 1 – của Thầy Võ Bá Tầm (phụ thuộc vào độ mảnh == 19.2 < 24, chọn cột có chiều cao nhất vàh tiết diện lớn nhất) max = 3%, đồi với cột lệch tâm phẳng.

- Cốt đai: Đối với cột cốt đai thường đặt cấu tạo, khi lực cắt quá lớn phải tính cốt đai, chọn cốt đai 6, thép AI có R = 175 MPa, khoảng cách các cốt đai theo cấu tạo sw

Sw-ct ≤ min (R < 400 MPa) => chọn 6a200 , Riêng trong vùng nối chồng s

Sw≤10ds.min, chọn 6a100 Áp dụng các công thức trên tiến hành tính toán cốt thép cho các cấu kiện Dầm – Cột => Nhận thấy cú nhiều vị trớ hàm lượng thộp vượt ngoài àmax hoặc à => tiết min diện đã chọn không hợp lý => chọn lại tiết diện (theo bản vẽ tiết diện dầm – cột lần 2 bên dưới) và dùng phần mềm Etabs 9.7.4 tiến hành phân tích nội lực theo các trường hợp tải COMB1 => COMB 17 và THB1.

M f Tại Vị trí trục trung hòa được xác định lại như sau:

Tính cột thép dọc cho 1 dầm điển hình: Dầm B1 Story 6 có:

Tiết diện bxh = 200x350 mm. a@mm => h = 310 mm.o

SVTH: NGUYỄN QUỐC NINH Page | 56 b

(mm) h (mm) ho (mm) (mm) (mm) h (mm)

200 350 320 80 1160 350 220.86 ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT 2 GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH

Tính Thép cho vị trí gối trái: M = 33.67 (kN.m) T

Tiết diện đó chọn thỏa yờu cầu, chọn thộp 2ỉ14+1ỉ16, A = 5.09 (cm ) s 2

Tính Thép cho vị trí gối Phải: M = 37.06 (kN.m) p

Tính Thép cho vị trí nhịp: M = 32.18 (kN.m) Nh

Tương tự ta tính toán cho các cấu kiện còn lại

THIẾT KẾ SÀN TẦNG MÁI