Đồ Án bê tông cốt thép 1 chương i số liệu tính toán

Kích thước tiết diện cột: - Diện tích sơ bộ của cột xác định theo công thức sau: + Cột giữa nhà hoặc nhà nhỏ cột không ảnh hưởng nhiều k = 1.1 - N là lực dọc trong đoạn cột cần tính to

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CHƯƠNG I: SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Họ và tên: Nguyễn Trần Việt Đức

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

ĐỀ BÀI: Thiết kế nhà văn phòng 5 tầng bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, mái

bằng ( có sử dụng), tường bao và ngăn xây gạch dày 100mm

1 HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

- Nhà văn phòng 5 tầng

2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

- Địa điểm: Vùng III ( vì B <C)

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TIẾT DIỆN

 Vậy chọn chiều dày sơ bộ các ô sàn h s =120 mm

 Do tải trọng mái nhỏ nên ta chọn chiều dày ô sàn lớn và ô sàn bé trên mái h s m =100 mm

3 Xác định tiết diện dầm:

- Kích thước ô sàn ( L1 x L2) = (X2 x Y1) = ( 5.704 x 6.48) m làm ô sàn điển hình cho mặt bằng

 Dầm chính cho sàn điển hình theo L 1

12)×5704 =713÷ 473.3 (mm)

 Vậy dầm chính có tiết diện b x h = 200 x 500 mm.

 Dầm chính cho sàn điển hình theo L 2

 Vậy dầm chính có tiết diện b x h = 200 x 350 mm.

4 Kích thước tiết diện cột:

- Diện tích sơ bộ của cột xác định theo công thức sau:

+ Cột giữa nhà ( hoặc nhà nhỏ cột không ảnh hưởng nhiều ) k = 1.1

- N là lực dọc trong đoạn cột cần tính toán được xác định theo công thức:

N =q × F ×n

+ q là tổng tải trọng đứng trung bình trên 1 sàn phẳng Đối với nhà dân dụng thường chọn: q ≈ 1 – 1.3 (T/m2 )

+ n là số sàn tầng nằm trên cột đang tính toán

+ F là diện truyền tải từ sàn vào cột F = xF × yF

- Rb là cường độ chịu nén tính toán của bê tông

m2)

- Có xét đến hệ số làm việc của bê tông γ b=0.85

4.1 Sơ bộ tiết diện cột khung trục 3

 Xét cột trục A:

- Diện tích truyền tải sơ bộ: F A =4.64 ×6.48

- Lực dọc sơ bộ tác dụng lên cột trục A là

b) Tải hoàn thiện:

- Tải các lớp cấu tạo sàn:

Bảng các lớp cấu tạo sàn làm việc

Tải hoàn thiện

Trong đó: + n t: hệ số độ tin cậy + γ t:trọng lượng bản thân

+ δ t: bề dày tường + h tầng: chiều cao tầng+ h d: chiều cao tường

Bảng: Tĩnh tải tải trọng tường lên dầm tầng 2 -5

Tường Bề

dày

Trọnglượngriêng

Chiềucaotầng

Chiềucaodầm

Chiềucaotường

Chiềucaodầm

Chiềucaotường

3 Xác định tải trọng gió:

Tải trọng gió được tính dựa theo các TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động, QCVN 02:2022/BXD

Theo mục 10.2.2 của (TCVN 2737:2023), giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió

Wk tại độ cao tương ứng Ze được xác định theo công thức:

W k =W 3 s ,10 × K ( z e )×c ×G f

Trong đó:

W 3 s ,10 là áp lực gió 3 s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: W 2 s ,10=( γ T W0) với γ T

là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm,

Với vùng áp lực gió III: W0 = 125 (daN / m²) = 1,25 (kN / m²) (bảng 7).Suy ra, áp lực gió 3s ứng với chu kì lặp 10 năm:

W 3 s ,10 =( γ T W0)=0,852×1 ,25=1,065( kN /m2

)Theo mục 10.2.5 (TCVN 2737:2023), Giá trị của hệ số K(ze) kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao ze so với mốc chuẩn và dạng địa hình, được xác định theo công thức:

K ( z e )=2,01×(Z e

Z g)2/α

Trong đó:

ze = được xác định theo 10.2.4.(TCVN 2737:2023); ze lấy

không nhỏ hơn zmin

zg = độ cao gradient, được xác định phụ thuộc vào dạng địa

hình

α = hệ số dùng trong hàm lũy thừa đối với vận tốc gió 3s (lấy

trung bình trong khoảng thời gian 3 s), được xác định phụ thuộc vào dạng địa hình

Giá trị tínhtoán gió

Giá trị tínhtoán gió

Diệntruyềntải (m)

W yE(kN

m2)

Giá trị tínhtoán gió

W kyD(kN

m2)

Giá trị tínhtoán gió

W kyE(kN

m2)

Diệntruyềntải (m)

5 Kiểm tra các điều kiện ổn định của công trình

5.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình

Theo bảng M.4 TCVN 5574:2018, chuyển vị giới hạn theo phương ngang fu

theo yêu cầu cấu tạo đối với nhà cao tầng:

(Δx; Δy) – chuyển vị ngang lớn nhất theo các phương x, y tại đỉnh công trình khi

xét gió (xuất từ ETABS ứng với tổ hợp ES)

Kếtluận

 vậy công trình thỏa điều kiện kiểm tra chuyển vị đỉnh giữa các tầng do tác dụng

của tải trọng gió

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC

1 Thiết kế dầm cho khung trục 3:

1.1 Nội lực và tổ hợp nội lực

Sử dụng tổ hợp EC để tính toán thép dầm

Dùng Moment 3-3 để tính toán thép dọc cho dầm

Dùng lực cẳ V 2-2 để tính toán thép đai cho dầm

Biểu đồ Bao moment dầm trục 3

Biểu đồ Bao lực cắt dầm trục 3

+ đối với momen : lấy ở vị trí nhịp, gối trái, và gối phải

+ đối với lực cắt: lấy trị tuyệt đối của giá trị max và min để tính toán

1.2: Tính toán thép dọc dầm

a) Lý thuyết tính toán:

- Tính toán tiết diện là hình chữ nhật để tiện trong việc tính toán và an toàn

- Dầm là cấu kiện chịu uốn và chịu cắt, cốt thép trong dầm được tính theo TCVN 5574 – 2018

- Thông số vật liệu: (Khai báo bên trên)

- Tiết diện tính toán của dầm là tiết diện hình chữ nhật và có kích thước( bxh )

1.3 Tính toán thép đai cho dầm

 Q max ≤ Q b ,max: thỏa điều kiện

Lực cắt chịu bởi bê tông

 Q max ≥ Q b ,1: cần bố trí cốt đai chịu cắt cho dầm phụ

Chọn thông số cốt đai tại gối

 Bố trí cốt đai tại gối: ∅ 8 a 80(đai 2 nhánh)

Cốt đai tại nhịp bố trí cấu tạo:

B36 0.181.85 -11.303.53 200200 350350 5050 300 Thỏa300 Thỏa 14214548 150150 88 100 φ8a100100 φ8a100 3232 51.27 Thỏa51.27 ThỏaB26 0.154.16 -35.6131.58 200200 500500 5050 450 Thỏa450 Thỏa 10151145 167167 88 100 φ8a100100 φ8a100 4747 76.91 Thỏa76.91 Thỏa

T5

B27 0.186.31 -106.20108.03 200200 500500 5050 450 Thỏa450 Thỏa 340335 167167 88 100 φ8a100100 φ8a100 4747 76.91 Thỏa76.91 ThỏaB36 0.181.85 -23.4519.46 200200 350350 5050 300 Thỏa300 Thỏa 685826 150150 88 100 φ8a100100 φ8a100 3232 51.27 Thỏa51.27 ThỏaB26 0.154.16 -66.6161.26 200200 500500 5050 450 Thỏa450 Thỏa 543590 167167 88 100 φ8a100100 φ8a100 4747 76.91 Thỏa76.91 Thỏa

T4

T3

B26 0.184.13 -90.7882.22 200200 500500 5050 450 Thỏa450 Thỏa 398440 167167 88 100 φ8a100100 φ8a100 4747 76.91 Thỏa76.91 Thỏa

B36 0.20 -78.31 200 350 50 300 Thỏa 205 150 8 100 φ8a100 32 51.27 Thỏa

T1

B26 0.184.13 -78.2571.79 200200 500500 5050 450 Thỏa450 Thỏa 462503 167167 88 100 φ8a100100 φ8a100 4747 76.91 Thỏa76.91 Thỏa

1.4 Xác định chiều dài neo tính toán yêu cầu:

Chiều dài đoạn neo cốt thép phải đảm bảo các điều kiện:

- α=1 ( thép chịu kéo) ; α= 0,75 ( thép chịu nén)

- As,cal: Diện tích thép theo tính toán

- As,ef: Diện tích thép theo bố trí

- Lo,an: Chiều dài neo cơ sở có công thức L o , an= R s A s

R bond u s

- As: Diện tích thanh cốt thép được neo

- Us: chu vi thanh cốt thép được neo

- Rbond: cường độ bám dính của cốt thép và bê tông R bond=ղ1ղ2R bt

Chọn chiều dài đoạn neo lớp trên L an = 600 (mm)

 Chọn chiều dài đoạn neo thép lớp dưới ϕ18

L o , an= R s A s

R bond u s=

24

L an =α L o , an

A s , cal

A s , ef =0 ,75×600×1=450 (mm)≥ 0 ,3 L o , an =180(mm)

1.5 Xác định chiều dài nối thép

Chiều dài đoạn nối cốt thép đảm bảo các điểu kiện sau:

d s: đường kính thanh cốt thép nối;

A s , cal: diện tích thép tính toán;

u s: chu vi thanh cốt thép được neo;

 Chiều dài đoạn nối thép lớp trên:

Chọn chiều dài đoạn nối thép lớp trên: L lap t =550 mm

 Chiều dài đoạn nối thép lớp dưới :

2 THIẾT KẾ CỘT CHO KHUNG 3

2.1 Nội lực tính toán:

- Đối với cột ta dùng các tổ hợp thành phần để tính toán U1 đến U14

- Khi ta mô hình khung trong ETABS là mô hình khung không gian nên ta phảitính toán cột theo trường hợp cột lệch tâm xiên

- Các thành phần nội lực cần quan tâm là:

+ Lực dọc P

+ M22 ( momen quay quanh trục 2 )

+ M33 ( momen quay quanh trục 3 )

- Vì khi tính toán ta đã có file excel hỗ trợ nên để an toàn ta tính toán chotất cả các trường hợp nội lực được xuất ra rồi bố trí thép cho trường hợp nguyhiểm nhất

- Nội lực cột khung trục 3

Lực dọc cột khung trục 3

Moment Mx cột khung trục 3

Moment My cột khung 3 2.2 Trình tự tính toán

Sử dụng phương pháp tính toán gần đúng để tính toán và bố trí thép cho cột lệch tâm xiên ( Tham khảo sách tính toán tiết diện cột BTCT -GS Nguyễn Đình Cống

Ở phương pháp này chúng ta biến đổi trường hợp lệch tâm xiên thành lệch tâmphẳng

Xét tiết diện cột có cạnh C x ,C y Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng

là 0.5 ≤ C x

C y ≤ 2 cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ thép trên cạnh

b có thể lớn hơn

2.2.1 Tính toán các thông số ban đầu

- Chiều dài tính toán của cột: l x =l y =ψl

Với: l: là chiều cao tầng

ψ: là hệ số phụ thuốc vào sơ đồ biến dạng

2.2.2 Tính toán các độ lệch tâm

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính: h0=h−a và Z=h−2a

Từ các thông số vật liệu tra bảng ta được R b ; R s ; R sc

Tính toán theo trường hợp cốt thép đặt đối xứng, tính hệ số:

x1= N(γ b R b)b

Hệ số chuyển đổi moment

- Với kết cấu tĩnh định: e0=e1+ea

- Với kết cấu siêu tĩnh : e0=max ⁡(e1, e a)

e =e0+ h

Dựa vào độ lệch tâm và giá trị để phân biệt các trường hợp tính toán Cột chịu nén lệch tâm rất bé (xem như nén đúng tâm), cột chịu nén lệch tâm bé và cột chịu nén lệch tâm lớn

 Trường hợp 1:

Độ lệch tâm

2.3 Tính toán và bố trí cốt đai cho cột

- Trong tính toán, thường lực cắt trong cột là rất bé Nên thường không tính toán mà là bố trí cốt đai theo tương quan giữa đường kính thép dọc, hàm lượng thép

và kích thước cột

- Theo sách ‘Tính toán tiết diện cột BTCT-GS.TS Nguyễn Đình Cống”

- Đường kính cốt đai: ∅ d ≥ (0.25∅ dọc , max ;6 mm)

- Khoảng cách cốt đai vùng neo nối cốt thép dọc

2.1 Chiều dài đoạn thép chờ (đoạn nối thép)

Chiều dài đoạn nối cốt thép đãm bảo các điểu kiện sau:

d s: đường kính thanh cốt thép nối;

A s , cal: diện tích thép tính toán;

A s , ef: diện tích thép thực tế;

L o , an: chiều dài đoạn neo cơ sở, được tính theo công thức;

u s: chu vi thanh cốt thép được neo;

 Chiều dài đoạn nối thép: