đồ án môn học kết cấu nhà bê tông cốt thép toàn khối

Với sàn trong phòng- Hoạt tải tính toán: Trong đó: lấy theo TCVN 2737-2023 - Tĩnh tải tính toán chưa kể trọng lượng bản sàn BTCTBảng 1.. Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức:C

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

PHÂN HIỆU - BỘ MÔN XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG

NGHIỆP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN VĨNH SÁNG

TP HỒ CHÍ MINH – 2023

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

ST

T

SƠ

ĐỒ L1(m) L2(m) B(m) H1(m) H(m)

Khung trục Địa điểm

25 1 2.3 7,5 3.8 3.7 3.6 2 Bãi Cháy , Quảng Ninh

I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1 Chọn vật liệu sử dụng

Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 có

;

Sử dụng thép

+ Nếu thì dùng thép AI có:

+ Nếu thì dùng thép AII có:

2 Lựa chọn giải pháp kết cấu

Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột

3 Chọn kích thước chiều dày sàn

Chọn chiệu dày sàn theo công thức:

; với

a Với sàn trong phòng

- Hoạt tải tính toán:

Trong đó: lấy theo TCVN 2737-2023

- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)

Bảng 1 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn tầng 2,3,4

Lớp vật liệu Chiều dày ( Trọng lượngriêng (d) Tiêu chuẩn(d) n Tính toán(d)

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:

Vì vậy tải trọng phân bố tinh toán trên sàn:

Ta có =>

Ô sàn trong phòng có:

+

+

=>

Chiều dày sàn trong phòng

=> Chọn (mm)

Vậy nếu kể cả tại tọng bản thân sàn BTCT thì: + Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng

+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng

b Với sàn phòng tắm, vệ sinh

- Hoạt tải tính toán:

Trong đó: lấy theo TCVN 2737-2023

- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT) Tương tự sàn trong phòng:

Vì vậy tải trọng phân bố tinh toán trên sàn:

Ta có =>

Ô sàn trong phòng có:

+

+

=>

Chiều dày sàn phòng tắm, vệ sinh

=> Chọn (mm)

Vậy nếu kể cả tại tọng bản thân sàn BTCT thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn phòng tắm, vệ sinh

+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn phòng tắm, vệ sinh

c Với sàn hành lang

- Hoạt tải tính toán:

Trong đó: lấy theo TCVN 2737-2020

- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT) Tương tự sàn trong phòng:

Vì vậy tải trọng phân bố tinh toán trên sàn:

Ta có =>

Ô sàn trong phòng có:

+

+

=>

Chiều dày sàn hành lang

=> Chọn (mm)

Vậy nếu kể cả tại tọng bản thân sàn BTCT thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang

+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang

d Với sàn mái

- Hoạt tải tính toán:

Trong đó: lấy theo TCVN 2737-2023

- Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)

Bảng 2 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn tầng mái

Lớp vật liệu Chiều dày ( Trọng lượngriêng (d) Tiêu chuẩn

Tính toán (d)

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:

Vì vậy tải trọng phân bố tinh toán trên sàn:

Do tải trọng trên mái nhỏ lên ta chọn chiều dày sàn lớn và chiều dày ô sàn bé trên mái

Vậy nếu kể cả tại tọng bản thân sàn BTCT và coi như tải trọng mái tôn, xà gồ phân

bố đều trên sàn thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái

+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái

4 Lựa chọn kết cấu mái

Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, gác lên tường thu hồi

5 Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

a Kích thước tiết diện dầm

Dầm BC (dầm trong phòng)

- Nhịp dầm

+

=> Chọn

+

=> Chọn

Vậy kích thước dầm BC: (22x70) cm

Với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: (22x60) cm Dầm CD (dầm phòng tắm, vệ sinh)

Nhịp dầm

Do nhịp dầm khá nhỏ ta chọn kích thước dầm CD: (22x30) cm

Dầm AB (dầm ngoài hành lang)

Tương tự dầm CD ta chọn kích thước dầm AB: (22x30) cm

Dầm dọc nhà

Nhịp dầm

+

=> Chọn

+

=> Chọn

Vậy kích thước dầm dọc nhà: (22x30) cm

b Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức:

Cột trục B

+ Diện truyền tải của cột trục B

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn

+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220 mm

(ở đây lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà )

+ Lực dọc do tường thu hồi dày 110 mm

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản mái

+ Với nhà năm tầng có bốn sàn học và một sàn mái

Để kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn

=>

Vậy ta chọn kích thước cột

Cột trục C

Cột trục C có diện chịu tải tương tự diện chịu tải của cột trục B, ta chọn kích thước tiết diện cột trục C giống với cột trục B:

Cột trục A

+ Diện truyền tải của cột trục A

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang

+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220 mm

(ở đây lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà )

+ Lực dọc do tải trọng lan can dày 220 mm

(ở đây chiều cao lan can )

+ Lực dọc do tường thu hồi dày 110 mm

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản mái

+ Với nhà năm tầng có bốn sàn học và một sàn mái

Để kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn

=>

Vậy ta chọn kích thước cột

Cột trục D

Cột trục D có diện chịu tải tương tự diện chịu tải của cột trục A, ta chọn kích thước tiết diện cột trục D giống với cột trục A:

* Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau:

- Cột trục B và C có kích thước

+ cho cột tầng 1 và tầng 2

+ cho cột tầng 3 và tầng 4,tầng 5

- Cột trục A và D có kích thước từ tầng 1 lên tầng 5

6 Mặt bằng bố trí kết cấu

II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

1 Sơ đồ hình học

2 Sơ đồ kết cấu

Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm) 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

(ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4)

+ Xác định nhịp tính toán của dầm AB và CD

(ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4)

b Chiều cao của 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 nhở hơn)

+ Xác định chiều cao của cột tầng 1

Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt -0,45) trở xuống:

=>

(với là khoảng cách từ cốt đến mặt đất tự nhiên)

+ Xác định chiều cao của cột tầng 2, 3, 4

III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ

1 Tĩnh tải đơn vị

+ Tĩnh tải sàn phòng ngủ

+ Tĩnh tải sàn phòng tắm, vệ sinh

+ Tĩnh tải sàn hành lang

+ Tĩnh tải sàn mái

[phần sê nô có: ]

+ Tường xây 220

(=𝑞𝑞220)

+ Tường xây 110

(=𝑞𝑞110)

2 Hoạt tải đơn vị

+ Hoạt tải sàn phòng ngủ

+ Hoạt tải sàn phòng tắm, vệ sinh

+ Hoạt tải sàn hành lang

+ Hoạt tải sàn mái

[phần sê nô có: ]

IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG

+ Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toàn kết cấu tự tính

+ Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo cách không quy đổi tải trọng

1 Tĩnh tải tầng 2,3,4

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m T

1

2

Nhịp BC ()

Do trọng lượng tường xây 220 trên dầm cao:

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:

Cộng và làm tròn

1490.6

1342,5

2833

1

Nhịp AB

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

465,92

1

2

Nhịp DC

Do trọng lượng tường xây 220 trên dầm cao:

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

1696,2 665,6 TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN

T

Do trọng lượng bản thân dầm dọc

2

3

Do trọng lượng lan can tường 220 cao 1100 mm truyền vào:

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào:

Cộng và làm tròn

689,7 2148,5

845,3 3683,5

1

2

3

Giống như mục 1,3 của đã tính ở trên

Do trọng lượng tường xây 220 trên dầm cao:

Do trọng lượng sàn phòng ngủ truyền vào:

Cộng và làm tròn

1535 6445,5 1201,5 9182

Giống với G B trừ đi mục 3 tại GA

Do gs2=ghl

8336,7

8336,7

Để tính toán tải trọng tĩnh tải phân bố đều trên mái, trước hết ta phải xác định kích thước của tường thu hổi trên mái

Dựa vào mặt cắt kiến trúc, ta có diện tích tường thu hổi xây trên nhịp BC là:

Như vậy nếu coi tải trọng tường phân bố đều trên nhịp BC thì tường có độ cao trung bình là:

Tính toán tường tự cho nhịp AB và CD, trong cả hai đoạn này tường đều có chiều cao trung bình là:

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m T

2

Nhịp BC ()

Do trọng lượng tường thu hồi 110 cao trung bình:

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:

Cộng và làm tròn

631,96 1142,02 1774

1

2

Nhịp AB

Do trọng lượng tường thu hồi 110 cao trung bình:

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

145,34 663,52

1

2

Nhịp DC

Do trọng lượng tường thu hồi 110 cao trung bình: (đã tính ở trên)

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

145,34 663,52 TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN

T

1

2

3

4

Do trọng lượng bản thân dầm dọc

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào:

Do trọng lượng sênô nhịp 0,6:

Do trọng lượng tường sênô cao , dày bằng bê tông cốt thép:

Cộng và làm tròn

689,7 842,67 689,04 792 3013

1 Giống như mục 1,2 của đã tính ở trên

1532,37

1 Giống như tải tập trung đã tính ở trên 1653.1

1 Giống như tải tập trung đã tính ở trên 3013

MOMEN – daN.m

1 Do trọng lượng bản thận sênô và tường sênô

444

V XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG

1 Trường hợp hoạt tải 1

HOẠT TẢI 1 – TẦNG 2,4

Sàn

tầng

2

hoặc

sàn

tầng

4

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

828

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

552

Do tải trọng sàn hành lang truyền vào:

1097.1

Do tải trọng sàn hành lang truyền vào:

731.4

HOẠT TẢI 1 – TẦNG 3

Sàn

tầng

3 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: 741

HOẠT TẢI 1 – TẦNG MÁI

tầng

mái

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:

148.2

Do tải trọng sênô nhịp 0,6 truyền vào:

84,24

Do tải trọng sênô nhịp 0,6 truyền vào:

25,3

HOẠT TẢI 2 – TẦNG 2, 4

Sàn

tầng

2

hoặc

tầng

4

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:

741

=

HOẠT TẢI 2 – TẦNG 3

Sàn

tầng

3

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

828

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

552

Do tải trọng sàn hành lang truyền vào:

1097.1

Do tải trọng sàn hành lang truyền vào:

731.4

HOẠT TẢI 2 – TẦNG MÁI

Sàn

tầng

mái

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:

89.7

Do tải trọng sàn hành lang truyền vào:

118.85

VI XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ

Công trình được xây dựng tại Bãi Cháy Quảng Ninh thuộc vùng gió

III có áp lực gió cơ sở: và Công trình xây dựng khu vực được che

chắn nhiều nên có địa hình dạng C

Đối với kết cấu cứng (chu kỳ giao động riêng cơ bản thứ nhất T ≤ 1

1s) thì G = 0,85.f

Tải trọng gió tác dụng lên khung sẽ được tính theo công thức:

Gió đẩy: qd f.W3 ,10 s ( ) .k z C G Be d f

Gió hút: qh f.W3 ,10s ( ) .k z C G Be h f

Chiều cao nhà h = 18,1 (m) (tính từ cốt ±0.0 đến chân tường chắn

mái)

Tường chắn mái chiều cao h = 1(m) p

Chiều cao tương đương z = h + h = 18.1+1= 19.1 (m)e p

=>Hệ số k(z ) = 0.883 (tra bảng 9 : hệ số k(z ) – TCVN e e

2737:2023)

Chiều rộng nhà (kích thước vuông góc với hướng gió) b = 41,8(m)

Kích thước song song với hướng gió d = 12,1 (m)

Tỉ số h/d =18,1/12,1= 1.5 nằm giữa khoảng 1 ≤ h/d ≤ 5 Tra bảng

F.4 TCVN 2727:2023

=>Hệ số khí động vùng D và vùng E với C = +0,8, C = d h

-0,58

Bảng tính toán tải trọng gió Tần

g

H(

m)

Z(

m)

k(ze ) W3s,1 0

γf Gf B(

m)

Cđ Ch qd(

/m)

qh( /m)

1,1 5

106, 5

2

1

0.8

0

8

0.52 5

632,9 5

436,1 4

9

5

1

Tra hệ số khí động cho tường chắn mái với nhà mái dốc 2 phía sử

dụng mục F.4.2.Có góc dốc α=32 góc hướng gió θ = 0 0 0

góc

dốc

α

vùng F

220

-0.71

-0.66

-0.25 -0.4 -0.76 +0.4

3

+0.4 3

+0.2 9

góc dốc

α

vùng

Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sd,Sh

Trị số S tính theo công thức chung:

B

-Phía gió đẩy:

-Phía gió hút: Sd 830,74 ( 0.4 1.39 0.8 2.5) 2121,37( daN )