đồ án kết cấu công trình cho các hệ kết cấu công trình như hình vẽ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TS.. - Sơ đồ 1 là mặt bằng hệ kết cấu công trình bê tông cốt thép BTCT.. Nội dung yêu cầu: Yêu cầu 1: Thiết kế kết cấu các cấu kiện bằng BTCT trong Sơ

Nội dung yêu cầu

Thiết kế kết cấu các cấu kiện bằng BTCT trong Sơ đồ 1: sàn, các dầm chính, cột giữa công trình (tính toán, chọn, bố trí và cấu tạo cốt thép)

Thiết kế kết cấu các cấu kiện bằng KCT trong Sơ đồ 2: sàn thép tấm, dầm phụ thép định hình, dầm chính thép tổ hợp hàn, cột giữa công trình dạng tổ hợp hàn.

Chú ý: Khi tính toán thiết kế

- Chọn dầm chịu lực lớn (dầm trục 2, dầm trục B) trên 1 tầng điển hình, cột chịu lực lớn (tầng dưới cùng).

- Cột giữa công trình xem là cấu kiện chịu nén đúng tâm (cột trục 2B).

- Khi tính toán trên tiết diện nghiên dầm BTCT, sử dụng phương án chỉ dùng cốt đai (không tính toán, cấu tạo cốt xiên).

- Dầm, cột thép sử dụng tiết diện chữ I.

Trình bày rõ ràng phần tính toán trong tập thuyết minh khổ A4 (viết tay hoặc đánh máy 1 mặt hoặc 2 mặt)

Thể hiện bản vẽ với các kết quả tính toán trên khổ giấy A1 (bằng tiếng Anh). Trong đó, mặt bằng kết cấu thể hiện tỉ lệ 1/100, các mặt cắt thể hiện tỉ lệ 1/25, 1/20; chi tiết thể hiện tỉ lệ 1/20, 1/10, 1/5.

SVTH: TRẦN ĐÌNH HUY MSSV:21135010 Trang 1 ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TS LÊ ANH THẮNG

Chiều dài: L =5,5(m) = 5500(mm) Chiều dài: L =5,2(m) = 5200(mm)1 2

Chiều cao: h = 3.3 (m) = 3300 (mm) Hoạt tải tiêu chuẩn: p =9 (kN/m )tc 2

Bê tông: B20: R = 11,5 (MPa) Thép: CCT 38b

PHẦN A: TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ 1

THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP

Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

+ Kích thước dầm theo phương cạnh dài L 1 :

⇒ Vậy kích thước dầm 1 là: h x b = 600 x 300 (mm 2 ).

+ Kích thước dầm theo phương cạnh ngắn L 2 :

⇒ Vậy kích thước dầm 2 là: h x b = 600 x 300 (mm 2 ).

* S*n: hs = D m.L 2 Trong đó: D = (0,8 ÷ 1,4): Hệ số phụ thuộc tải trọng.

⇒ Chọn D = 0,9 với L = 5200 (mm); m = (402 ÷45): hệ số phụ thuộc vào điều kiện ô bản (bản kê 4 cạnh). hs = (0,9

Quan điểm tính toán

- Xem các ô bản loài dầm như các ô bản đơn, không xét ảnh hưởng của các ô bản kế cận.

- Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi.

- Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm.

=1,05< 2 ⇒ Bản sàn làm việc theo 2 phương.

⇒ Theo sơ đồ thì bản liên kết với dầm khung (dầm chính), lúc này không có dầm sàn (dầm phụ) hoặc dầm khung đóng vai trò dầm sàn.

= 600 110 =5,45>3 ⇒Bản liên kết với các dầm xung quanh là liên kết ngàm với dầm.

Xác định tải trọng

* Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn xác định theo công thức: gs = Σ (γ δ n)

Trong đó: γ : Trọng lượng riêng (kN/m 3 ). δ : Chiều dày từng lớp (mm). n : Hệ số tin cậy (Theo TCVN 2737-1995).

* Cấu tạo gồm 4 lớp (như hình vẽ):

STT Các lớp cấu tạo của bản Chiều d*y

Giá trị tính toán (kN/m ) 2

3 Bản sàn bê tông cốt thép

Vâ Œy tổng tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn: gs tt=∑ g i c ×n i =¿ 0,22 + 0,702 + 3,025 + 0,351 = 4,298 (kN/m 2 ).

SVTH: TRẦN ĐÌNH HUY MSSV:21135010 Trang 6 ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TS LÊ ANH THẮNG Hoạt tải tính toán: p s=p tc ×δ p

Trong đó: +ptt s: hoạt tải tính toán.

+ ptc: hoạt tải tiêu chuẩn.

+ δ p : hệ số tin cậy của hoạt tải:

Tra trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động (TCVN 2737-1995) ⇒Chọn δ p = 1.2

- Hoạt tải: ps tt = ptc x n = 9 x 1,2 = 10,8 (kN/m 2 ).

⇒ Tổng tải trọng tính toán tác dụng phân bố đều: qs tt= g + s ps tt=4,298 + 10,8

⇒ Tính toán với bản dài 1m: qs tt = 1 x 15,78 = 15,098 (kN/m 2 ).

1.4 Sơ đồ v* nhịp tính toán của bản s*n :

* Sơ đồ tính toán của bản sàn: h = 600 > 3 x h = 3 x 110 = 330, do đó bản liênd s kết với các dầm bao quanh xem là liên kết ngàm Vậy bản thuộc loại ô số 9 và tỷ số L 2

=1,05 < 2 bản thuộc loại bản kê 4 cạnh.

=1,05⇒Tra bảng phụ lục 15 sơ đồ 9 KCCT Võ Bá Tầm ta có:

- Momen dương lớn nhất ở giữa bản:

- Momen âm lớn nhất ở gối:

1.6 Tính toán v* bố trí thép s*n:

- Thông số đề bài tính toán cốt thép cho sàn:

Bê tông B20 R = 11,5 MPa, ta chọn thép CB400-V có R = 350 MPa, E = 200000b s s

Tính toán diện tích cốt thép:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ %=A s

- Chọn đường kính cốt thép phân bố: ϕ 8 và khoảng cách các thanh thép là 120

Bảng 1.2 Bảng tính toán cột thép

Tra bảng phụ lục 12 sách thầy Võ Bá Tầm: ta chọn As

* Tổng tải tính toán dầm 2: qd 2 ht=pd ht+gd tt(.4625 35 63.5625+ = (kN/m).

∗∗∗∗∗ Biếu đồ bao moment v* biểu đồ bao lực cắt:

- Dùng số liệu của phụ lục để xác định tung độ hình bao moment dầm

+β1pd htL1 2 Mmin=α0gtt dL1 2

Qmax=γ0gd ttL1+δ1pd htL1 Qmin=γ0gd ttL1−δ2pd htL1

Lập bảng kết quả tính toán: x/L 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

- Chọn loại bê tông có cấp độ bền B20 có:

- Cốt thép dọc của dầm sử dụng loại CB400-V có:

- Cốt thép đai của dầm sử dụng loại CB300-T có:

Thông số vật liệu bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2018.

Chỉ số làm việc là: γ b=¿ 1

Tính theo tiết diện chữ nhật nhỏ: b= 300 (mm); h= 600 (mm)

350 540 0.856× × = 1530 (mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ %=A st

- Độ vươn của cánh Sf 0,25 x ỉmax và 5mm.

Khoảng cỏch: S ≤ S (15xỉmax; 500) = 250 Chọn S = 140mm.đ min đ

PHẦN B: TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ 2

1.1 Sơ đồ v* số liệu đề b*i yêu cầu:

Thép CCT38 Hoạt tải tiêu chuẩn: ptc=9.0 kN/m 2 htầng = 3.3 (m) = 3300 (mm) Bê tông: B20 = Rb = 11.5 (MPa)

Dựa vào p tc =9¿) tương ứng với đường cong tỷ số độ võng tương đối cho phép [ fl] =

150 , chiếu xuống trục hoành ta được tỷ số l t = 200

SVTH: TRẦN ĐÌNH HUY MSSV:21135010 Trang 29 ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TS LÊ ANH THẮNG Đổi p tc=9¿) = 900 (daN/m 2 )

Dựa vào p tc =¿900 daN/m 2 , ta có chiều dày bản sàn t có giá trị từ 6 ÷ 8 (mm) (Tra bảng

3.1 trang 179, sách Bài tập thiết kế thép, Trần

Chọn t = 6 (mm) và tỷ số l t = 200 có l= 6 ×

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn: q tc =g tc +p tc =0,471+9 ¿9,471(kN/m 2 )

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản sàn với bản sàn có bề rộng L 3 =1,1(m): q tt =g tc ×ng+p tc ×np=0,471×1,05+9 ×1,2 11.3= (kN/m 2 ) b) Nội lực và biến dạng trong bản sàn thép. Độ võng của bản do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H:

2,2 10 1,8 10× 8 × × −8 =0,031 (m) (1) Xác định tỷ số lực kéo H và lực tới hạn Ơle: a ×(1+a) 2 = 3 × ∆0

⇒Như vậy bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép c) Kiểm tra sàn

Kiểm tra độ bền của sàn bằng công thức: σ=H

F +M max w < R ×γ c Lực kéo H tác dụng trong dải bản rộng b =1 (cm) tính theo công thức

A= 1 ×t = 1×120 = 120 (cm¿¿2)¿ ¿ diện tích đối với sàn có bề rộng bằng 1 cm)

Moment lớn nhất ở giữa nhịp bản:

⇒Sàn đảm bảo chịu lực. d) Tính đường hàn liên kết bản sàn với dầm

Dùng thép CCT38 que hàn N42 nên ta có: f fw 00 (daN/cm 2 ).

Dùng phương pháp hàn tay nên: β h =0,7

Theo yêu cầu lấy:h f=hmin=5 (mm).

∗ Vật liệu dùng thép CCT38 có:

- Cường độ chịu kéo: f#0 N / mm 2 = 2.3×10 5 kN/ m 2

- Cường độ chịu cắt: fv=0.58 ×f=0.58 x 2303.4(N/mm 2 ) ¿13.34(kN/cm 2 )

- Hoạt tải lên sàn: p tc =9.0(kN/m 2 )

- Trọng lượng đơn vị của thép: γTx50(daN/m 2 )x,5(kN/m 2 )

- Hệ số tin cậy đối với vật liệu thép là: n g =1.05 (theo tiêu chuẩn “Tải trọng và tác động” (TCVN 2737 - 1995).

- Hệ số tin cậy dùng cho tải trọng tạm thời: n p=1.2 vì p tc >200(daN/m 2 ) ¿2(kN/m 2 ) (tra bảng 1.7).

- Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu: γ=1.

- Độ võng tương đối cho phép của dầm phụ: f l≤[ fl] =250L = 250 1 =4 × 10 −3 (Tra bảng 1.9_BTTKKCT_Trần Thị Thôn).

- Chọn chiều dày của bản sàn δ=8 mm với trường hợp tải trọng tác dụng lên sàn

≤ 20000(daN/m 2 ) (tra bảng 3.1_BTTKKCT_Trần Thị Thôn).

- Dầm phụ thường được chọn là sơ đồ đơn giản, hai đầu có gối tựa khớp và nhận dầm chính (tường hoặc cột) làm gối tựa.

1.2.1 Xác định tải trọng lên dầm phụ: a Tĩnh tải:

Tải trọng thường xuyên tiêu chuẩn: gs tc=γT×δx.5 x 8× 1 0 −3 ¿0.628(kN/m 2 ).

Tải trọng thường xuyên tính toán: gh tt=γT×δ ×ngx.5 ×8 ×1 0 −3 ×1.05 ¿0.66(kN/m 2 ). b Hoạt tải:

Tải trọng tạm thời tính toán:ps tt tc

=p ×np=9,0 ×1,2 10.8= (kN/m 2 ) c Tổng tải tính toán:

- Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn: p c =1.01 ×(gs tc+p tc ) ×L 3=1.01× (0.628 9.0+ )×1.1 10.7= (kN/m 2 )

- Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản sàn với bản sàn có bề rộng L 3=1.1(m): qtt=1.01 ×( g h tt+ps tt ) ×L 3 =1.01 × ( 0 66 10.8 + ) ×1.1 12.73 = (kN/m)

∗ Trong đó: 1.01- Hệ số đến trọng lượng bản thân dầm phụ (chiếm tổng tải trong sàn)

1.2.2 Nội lực trong dầm phụ:

- Nội lực lớn nhất trong dầm

Chọn tiết diện dầm phụ (sử dụng thép hình I)

Moomen chống uốn cần thiết của tiết diện dầm:

1.15× 1×2.3 10× 5 =1.63 ×10 −4 (m¿¿3)3(cm¿¿3)¿ ¿ Tra bảng quy cách thép hình I (phụ lục 4 sách Trần Thị Thôn), chọn dầm có tiết diện I20 có các đặc trưng hình học như sau:

- Chiều cao tiết diện: h (cm), b (cm).

- Trọng lượng bản thân trên một mét dài: m ¿21 (kg/m)¿0.21(kN/m).

- Moment chống uống: Wx4(cm 3 ).

- Chiều dày của bụng: δw=0.52(cm).

1.2.3 Tính lại tải trọng dầm phụ:

- Tải trọng tiêu chuẩn lên dầm:

+ Trọng lượng sàn thép: gs tc×L3=0.628 ×1.1=0.69(kN/m). + Trọng lượng bản thân: 0.31 (kN/m).

- Tổng tải trọng tiêu chuẩn lên dầm: q c=9.9+0.69+0.31 10.9(kN/m)=

- Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm:

+ Hoạt tải sàn: p tc ×np×L3⇒9.0× 1.2× 1.1 11.9= (kN/m)

+ Trọng lượng sàn thép: ng×gs tc×L3 ¿1.05 ×0.628 ×1.1 0.725= (kN/m). + Trọng lượng bản thân: n g×trọnglượng=1.05× 0.31=0.33¿).

1.2.4 Kiểm tra tiết diện dầm hình về độ bền:

- Kiểm tra độ bền chịu uốn tại tiết diện có M max (giữa dầm):

1,15 ×184 7(kN/cm 2 ). σmax 7(kN/cm 2 ) ⇒ không thỏa mãn + Đối với dầm có tải trọng: hw δw

⇒ Bản bụng sẽ mất ổn định cục bộ do ứng suất tiếp nên cần đặt sườn đứng, đặt cách nhau a≤2×hw=2× 87.4 174.8= (cm) ⇒Chọn a = 170 cm.

* Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ cho bản bụng sau khi đặt sườn đứng:

* Kiểm tra bản bụng ô (1) vùng có ứng suất tiếp lớn: λw=h w δw ×√ E f = 0.009 0.874 × √ 2.1 10 230000 × 8 =3.21≤ [ λ 0 w ] =3.5 ⇒Không có tải trọng động và bản bụng bảo đảm ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất tiếp.

* Kiểm tra bản bụng ô (3) v* (4) vùng có ứng suất pháp lớn: λ w =3.21 ≤[λw ] =5.5

⇒ Vậy điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng tại hai ô trên là đảm bảo.

* Kiểm tra bản bụng vùng đồng thời bị ảnh hưởng của ứng suất tiếp v* ứng suất pháp:

Vì có tải trọng tập trung cục bộ tác dụng ở cánh nén của dầm và 2.5≤λ b ≤6 thì ta có công thức kiểm tra bản bụng dầm ổn định như sau:

⇒Vậy bản bụng bảo đảm ổn định cục bộ dưới tác dụng đồng thời của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.

Tính toán: Với a00 mm >h w4mm, vị trí M và Q như hình vẽ: σ=M

- Ứng suất pháp tới hạn của bản bụng dầm:

102567.25=0.16

Tiêu đề	Đồ Án Kết Cấu Công Trình
Tác giả	Trần Đình Huy
Người hướng dẫn	PGS.TS. Lê Anh Thắng
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hcm
Chuyên ngành	Ngành Xây Dựng
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	5,85 MB