ket cau docx

Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu PHẦN II: KẾT CẤU CHƯƠNG I: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 .I.1- Mặt Bằng Dầm Sàn 6200 2200 6200 30000 60006000600060006000 14600 4200 6200 4200 19003200 1100 3000 3000 14600 6000600060006000 1850 1850 2300 6000 4200 2000 SÀN TẦNG 3 I.2- Tiêu chuẩn thiết kế -Công trình được thiết kế dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam(TCVN 2737-1995) là tiêu chuẩn về tải trọng tác động. -Ngoài ra còn một số tiêu chuẩn về cường độvật liệu như sau: +TCVN 356-2005(tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép) +TCVN 1651-1994(quy đònh về cường độ cốt thép) +TCXD 205-1998(tính toán mũi cọc) I.3- Tải trọng thiết kế 1.3.1 Tónh tải Tónh tải là tải trọng tác động không thay đổi trong suốt quá trình sử dụng kết cấu như: trọng lượng bản thân kết cấu, vách ngăn cố đònh… Tónh tải tính toán là tích số giữa hệ số vượt tải (n) và tải trọng tiêu chuẩn. 1.3.2 Hoạt tải Hoạt tải là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt, trò số, chiều tác dụng như: tải trọng người, đồ vật tác dụng lên sàn, cầu thang, hành lang, tải trọng gió…Trong quá trình sử dụng và sửa chữa công trình theo TCVN 2737-1995. STT Loại sàn Tên hoạt tải Hoạt tải Hệ số Hoạt tải tính SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu tiêu chuẩn P tc (kN/m 2 ) vượt tải (n) toán P tt (daN/m 2 ) 1 Phòng ngủ, làm việc Hoạt tải sử dụng 2 1,2 2,4 2 Khu vệ sinh Hoạt tải sử dụng 2 1,2 2,4 3 Cầu thang, hành lang Hoạt tải sử dụng 3 1,2 3,6 4 Ban công, lô gia Hoạt tải sử dụng 4 1,2 4,8 2.1- Thiết kế sàn tầng điển hình: 2.1.1 Sự làm việc của bản Bản là một trong các bộ phận chính của sàn. Bản được kê lên dầm, dầm chia bản thành từng ô. Xét trường hợp bản chia lực phân bố đều, tùy theo các cạnh được liên kết mà bản bò uốn theo một phương hoặc hai phương. Gọi l 1 , l 2 là chiều dài theo phương ngắn và phương dài của ô sàn. +Nếu l 2 /l 1. ≥ 2 bản sàn làm viêc một phương theo phương cạnh ngắn. +Nếu l 2 /l 1 < 2 bản sàn làm việc hai phương. 2.1.2 Số Liệu Tính Toán: - Bản sàn sử dụng BT cấp độ bền B15, R b = 0.85KN/cm 2 . - Thép nhóm AI có R s = 22.5 kN/cm 2 đối với thép ≤ þ10. 446.0,673.0 == RR αξ - Thép nhóm A-II có R S =28kN/m đối với thép > þ10. 439.0,650.0 == RR αξ - Hệ số làmviệc của BT là δ b2 = 1. - Đá sử dụng 10x20 mm. 2.1.3- Quan Niệm Tính: - Để tính toán bản sàn chúng ta cần phải xét điều kiện liên kết của mỗi ô bản làm việc 1 phương hay 2 phương. - Các ô bản này được tính theo ô bản số 9 của sàn nhiều nhòp. Ta xét tỉ số l 2 /l 1: + Nếu l 2 /l 1 ≤ 2 thì ô bản làm việc theo 2 phương. + Nếu l 2 /l 1 > 2 thì ô bản làm việc theo 1 phương và làm việc theo phương cạnh ngắn. - Chọn chiều dày bản sàn: 1 l m D h s = Trong đó: l 1 = là chiều dài cạnh ngắn của ô sàn D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng m= 30 ÷ 45 đối với bản dầm m= 40 ÷ 45 đối với bản kê 4 cạnh. * Tính chiều dày bản sàn cho ô sàn lớn (ô S1), (6 × 6.2)m Theo công thức ta có: ns L m D h ×= = 600 40 8.0 × = 12 (cm) Kết Quả Tính Được Lập Thành Bảng Sau: SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu S1 6 × 6.2 4 Cạnh Ngàm 1.03 Bản 2 Phương 9 120 S2 2.2 × 6.2 4 Cạnh Ngàm 2.73 Bản 1 Phương 9 120 S3 2.3 × 6.2 4 Cạnh Ngàm 2.7 Bản 1 Phương 9 120 S4 1.1 × 6 4 Cạnh Ngàm 5.45 Bản 1 Phương 9 120 S5 6 × 6.2 4 Cạnh Ngàm 1.03 Bản 2 Phương 9 120 S6 2.2 × 6 4 Cạnh Ngàm 2.73 Bản 1 Phương 9 120 S7 3 × 4.2 4 Cạnh Ngàm 1.4 Bản 2 Phương 9 120 S8 2 × 6 4 Cạnh Ngàm 3 Bản 1 Phương 9 120 S9 4.2 × 6 4 Cạnh Ngàm 1.43 Bản 2 Phương 9 120 S10 4.2 × 6 4 Cạnh Ngàm 1.43 Bản 2 Phương 9 120 3.1- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: - Theo mỗi phương tưởng tượng cắt bản ra dãy rộng b=1m, đđể tính như một dầm liên tục chịu uốn có tiết diện chữ nhật( b=1m, h=h b) . Khi cắt phải sao cho các ô bản chỉ cắt theo mỗi phương một lần. - Tải trọng tác dụng phân bố đđều trên tiết diện, mỗi ô bản sàn gồm: tĩnh tải và hoạt tải. 3.1.1- TĨNH TẢI: - Bản bê tông toàn khối có chiều dày sàn h b =12cm. Lớp 1 : Gạch men Ceramic dày 1cm. Lớp 2 : Vữa lót Mác 50 dày 2 cm. Lớp 3 : Bản BTCT, dày 12cm. Lớp 4 : Vữa trát trần, dày 1cm. Lớp 1: Gạch men Ceramic dày 1 cm. Lớp 2: Vữa lót Mác 50 dày 2 cm. Lớp 3: Vữa chống thấm, 2cm. Lớp 4: Bản BTCT, dày 12cm. Lớp 5:. Vữa trát trần, dày 1cm. Các Ô Bản Sàn: S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10 gồm các lớp sau: - Trọng lượng lớp gạch Ceramic + g 1 = δ × γ × n = 0.01 × 20 × 1.1= 0.22 kN/m 2 . SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 CẤU TẠO BẢN SÀN CẤU TẠO SÀN VỆ SINH Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu - Trọng lượng lớp vữa lót và trát + g 2 = δ × γ × n = (0.02+0.01) × 18 × 1.3= 0.702 kN/m 2 . - Trọng lượng bản BTCT + g 3 = δ × γ × n =0.12 × 25 × 1.1= 3.3 kN/m 2 . - Trọng lượng tường xây trên ô sàn S1, S10 được tính như sau: Ô Sàn Chiều Dài Tường (m) h t (m) Diện Tích (m 2 ) Tải Trọng Tiêu Chuẩn (kN/m 2 ) Hệ Số Vượt Tải (n) S1 17.1 3.48 59.508 1.8 1.1 S10 6 3.48 20.88 1.8 1.1 + Ô sàn S1 : g t = (1.8 × 1.1 × 59.508)/(L 1 × L 2 )= (1.8 × 1.1 × 59.508)/(6 × 6.2)= 3.167 kN/m 2 . + Ô sàn S1 còn chòu thêm phần tải trọng của lớp chống thấm: + g ct = δ × γ × n = 0.02 × 18 × 1.3 = 0.468 kN/m 2 . + Ô sàn S10 : g t =(1.8 × 1.1 × 20.88) /(L 1 × L 2 )= (1.8 × 1.1 × 20.88)/(4.2 × 6)= 1.641 kN/m 2 . ⇒ Tổng tónh tải: g s = g 1 + g 2 + g 3 = 0.22 + 0.702 + 3.3= 4.222 kN/m 2 . 3.1.2- HOẠT TẢI: ĐƯỢC LẬP DƯỚI DẠNG BẢNG SAU: Ô Bản Loại Sàn Tên Hoạt Tải Hoạt Tải Tiêu Chuẩn Ptc (kN/m 2 ) Hệ Số Vượt Tải (n) Hoạt Tải Tính Toán P (kN/m 2 ) S1 Khu Vệ Sinh Hoạt Tải Sử Dụng 2 1.2 2.4 S2,S3,S4,S6, S8,S10 Cầu Thang, Hành Lang Hoạt Tải Sử Dụng 3 1.2 3.6 S5,S7,S9 Văn Phòng Hoạt Tải Sử Dụng 2 1.2 2.4 BẢNG TỔNG HỢP TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN: STT Chức Năng Ô Số Tải Tường Tĩnh Tải Hoạt Tải SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu Phòng Bản Lượng Xây g t (kN/m 2 ) g(kN/m 2 ) p(kN/m 2 ) 1 Vệ Sinh S1 1 3.167 4.690 2.4 2 Hành Lang S2 1 4.222 3.6 3 Hành Lang S3 1 4.222 3.6 4 Hành Lang S4 1 4.222 3.6 5 Văn Phòng S5 5 4.222 2.4 6 Hành Lang S6 2 4.222 3.6 7 Văn Phòng S7 1 4.222 2.4 8 Hành Lang S8 1 4.222 3.6 9 Văn Phòng S9 3 4.222 2.4 10 Hành Lang S10 1 1.641 4.222 3.6 3.1.3 Sơ bộ tiết diện dầm: Vì là khung nhiều nhòp( trang 156 sổ tay kết cấu ) * Sơ bộ tiết diện dầm ngang: + Tính nhòp điển hình B-C Chiều cao dầm )67.5175.38(620 16 1 12 1 16 1 12 1 ÷=×       ÷=×       ÷= Lh d cm dd hb ×       ÷= 3 2 3 1 Suy ra chọn: (b d × h d )=(25 × 55)cm Bảng tổng hợp tiết diện dầm ngang Nhòp Chiều dài nhòp L(m) Tiết diên dầm b × h(cm) 1-2 4.2 25 × 40 2-3 6.2 25 × 55 3-4 4.2 25 × 40 2a-2b 2.2 25 × 35 * Sơ bộ tiết diện dầm dọc: + Tính nhòp điển hình 1-2 Chiều cao dầm: Ta có: )4030(600 20 1 15 1 20 1 15 1 ÷=×       ÷=×       ÷= Lh d cm dd hb ×       ÷= 3 2 3 1 Vậy chọn (b d × h d )= (25 × 45)cm. Bảng tổng hợp tiết diện dầm dọc: Nhòp Chiều dài nhòp L(m) Tiết diệân dầm bxh(cm) A-B 6 20 × 45 B-C 6 20 × 45 C-D 6 20 × 45 SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu D-E 6 20 × 45 E-F 6 20 × 45 3.1.4 Tónh tải nội lực sàn một phương (L 2 /L 1. ≥ 2): Cắt dãy bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn. - Mômen được xác đònh như sau: + Mômen âm tại gối: M gối 12 2 L q b ×= + Mômen dương tại giữa nhòp: M nhòp 24 2 L q b ×= Trong đó: q b : tải trọng toàn phần trên bản có đơn vò (kN/m) L: chiều dài dãy cắt (m) 3.1.5 Các bước tính tóan nội lực sàn hai phương (L 2 /L 1. ≥ 2): Cắt dãy bản rộng 1m theo cả hai phương để tính toán M 1 = m 11 × p i ’+ m 91 × p i ” M 2 = m 12 × p i ’ + m 92 × p i ” M I = k 91 × p i M II =k 92 × p i Trong đó: +M 1 : mômen dương lớn nhất ở giữa nhòp ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn. +M 2 : mômen dương lớn nhất ở giữa nhòp ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài. +M I : mômen âm lớn nhất ở gối ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn. +M II : mômen âm lớn nhất ở gối ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài. Trong đó: p i = (g + p) × l 1 × l 2 (kN) p i ’= 21 2 ll p ×× (kN) p i ” = ( s g + 2 p ) × 21 ll × (kN) +l 1 : chiều dài cạnh ngắn của ô bản. +l 2 : chiều dài cạnh dài của ô bản. + m 91, m 92, k 91, k 92 : các hệ số được lập thành bảng tính sẵn phụ thuộc vào tỉ số l 2 /l 1 (áp dụng theo ô bản số 9 trang 34 trong sổ tay kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng). * Quan niệm tính: + 3< s d h h là liên kết đơn + 3≥ s d h h là liên kết ngàm Ta có: 75.3 12 40 == s d h h Suy ra bản tựa lên dầm bê tông cốt thép( đổ toàn khối) nên xem các ô sàn là liên kết ngàm. 3.1.5.1 Tính toán cốt thép bản sàn: + Chiều cao làm việc: h o = h s - a SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu Trong đó: h s : chiều dày bản sàn a: lớp bê tông bảo vệ cốt thép (a=1,5 ÷ 2,5) +Tính giá trò: R ob m hbR M αα ≤ ×× = 2 Trong đó: M: mômen tại vò trí cần đặt thép (kNm) b=1m=100cm:bề rộng tiết diện tính R b : cường độ tính toán chòu nén của bêtông + Trò số: )211(05 m αξ ×−+×= + Diện tích cốt thép trong phạm vi dãy bản sàn bề rộng 1m 0 hR M A s s ×× = ξ * Kiểm tra hàm lượng cốt thép: maxmin µµµ ≤ ≤ 100× × = o ch s hb A µ (%) 100 max ××= s b R R R ξµ (%) 10,0 min = µ % 3.1.5.2 Tính toán sàn hai phương điển hình: - Tính ô sàn S1 (nhà vệ sinh) Ta có: 203.1 6 2.6 1 2 <=== l l α suy ra sàn làm việc 2 phương + Tónh tải: g s =3.167 + 4.69= 7.857 (kN/m 2 ) + Hoạt tải: p s =p tc × n= 1.2 × 2= 2.4 (kN/m 2 ) + Tải trọng toàn phần: q p = g s + p s =7.857+2.4=10.257 (kN/m 2 ) Suy ra: Từ 03,1= α tra bảng 1.19 ô sàn số 9( sổ tay kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng) ta có: m 91 = 0.0184 m 92 = 0.0174 k 91 = 0.0430 k 92 = 0.0402 m 11 = 0.0376 m 12 = 0.0351 Xác đònh mômen dương ở nhòp p i ’= 21 2 ll p ×× = 2.66 2 4.2 ×× = 44.64 kN. p i ” = ( s g + 2 p ) × 21 ll × = 857.7 + 2.66 2 4.2 ×× = 336.92 kN. + Theo phương cạnh ngắn SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu M 91 =m 11 × p i ’+ m 91 × p i ” = 0.0376 × 44.64 + 0.0184 × 336.92= 7.896 (kNm). + Theo phương cạnh dài M 92 =m 12 × p i ’ + m 92 × p i ”= 0.0351 × 44.64 + 0.0174 × 336.92= 7.409 (kNm). Xác đònh mômen âm ở gối p i = (g + p) × l 1 × l 2 = (7.857 + 2.4) × 6 × 6.2= 381.56 kN. + Theo phương cạnh ngắn M 9I = k 91 × p i = 0.043 × 381.56= 16.420 kNm. + Theo phương cạnh dài M 9II = k 92 × p i = 0.0402 × 381.56= 15.326 kNm. * Tính nội lực và tính thép + Tính thép nhòp theo phương cạnh ngắn: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2 cm Chiều cao làm việc: h o =h s - a=12-2= 10 cm 446,0093,0 1010085,01 100896.7 2 1 =<= ××× × = ××× = R obb m hbR M α γ α 951,0)093,0211(5.0)211(5,0 =×−+×=−+×= m αξ Diện tích cốt thép: 2 1 69.3 105,22951.0 100896.7 cm hR M A os s = ×× × = ×× = ξ Tra bảng chọn 2 19.4 cmA ch s = , chọn 1208a φ * Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Trong đó: 42,0100 10100 19.4 100 =× × =× × = o ch s hb A µ % 54,2100 5,22 85,0 673,0100 max =××=××= s b R R R ξµ % 10,0 min = µ % Suy ra hàm lượng cốt thép trên đã thỏa. +Tính thép nhòp theo phương cạnh dài: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2.8 cm Chiều cao làm việc: h o =h s - a=10-2,8= 9.2 cm 446,0103,0 2.910085,01 100409.7 2 2 =<= ××× × = ××× = R obb m hbR M α γ α 946,0)103,0211(5.0)211(5.0 =×−+×=×−+×= m αξ Diện tích cốt thép: 2 2 79.3 2.95,22946,0 100409.7 cm hR M A os s = ×× × = ×× = ξ Tra bảng chọn 2 19.4 cmA ch s = , chọn 1208a φ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: maxmin µµµ ≤< SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 maxmin µµµ ≤< Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu %46,0100 2.9100 19.4 100 =× × =× × = o ch s hb A µ 54,2100 5,22 85,0 673,0100 max =××=××= s b R R R ξµ % 10,0 min = µ % Suy ra hàm lượng cốt thép trên đã thỏa. +Tính thép gối theo phương cạnh ngắn: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2 cm Chiều cao làm việc: h o =h s - a=12-2=10 cm 446,0193,0 1010085.01 10042.16 2 =<= ××× × = ××× = R obb I m hbR M α γ α 892.0)193,0211(5.0)211(5,0 =×−+×=−+×= m αξ Diện tích cốt thép: 2 82.7 105.22892,0 10042.16 cm hR M A os I s = ×× × = ×× = ξ Tra bảng chọn 2 85.7 cmA ch s = , chọn 110010a φ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: maxmin µµµ ≤< Trong đó: 79,0100 10100 85.7 100 =× × =× × = o ch s hb A µ % 54,2100 5,22 85,0 673,0100 max =××=××= s b R R R ξµ % 10,0 min = µ % Suy ra hàm lượng cốt thép trên đã thõa + Tính thép gối theo phương cạnh dài: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2 cm Chiều cao làm việc: h o =h s - a=10-2=10 cm 439,018,0 1010085,01 100326.15 2 =<= ××× × = ××× = R obb II m hbR M α γ α 900,0)18,0211(5.0)211(5,0 =×−+×=×−+×= m αξ Diện tích cốt thép: 2 57.7 105.22900,0 100326.15 cm hR M A os II s = ×× × = ×× = ξ Tra bảng chọn: 2 85.7 cmA ch s = , chọn 10010a φ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: maxmin µµµ ≤< Trong đó: 79,0100 10100 85.7 100 =× × =× × = o ch s hb A µ % 54,2100 5,22 85,0 673,0100 max =××=××= s b R R R ξµ % SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7 Đề Tài: Văn Phòng Chi Cục Thuế Q3-Tp HCM Phần II: Kết Cấu 10,0 min = µ % Suy ra hàm lượng cốt thép trên đã thỏa. 3.1.6 Tính toán sàn làm việc một phương: - Tính sàn S2( hành lang) 273,2 .22 2.6 1 2 >=== l l α sàn làm việc 1 phương. + Tónh tải: g s = 4.222 kN/m 2 + Hoạt tải: p s = 3.6 kN/m 2 + Tải trọng toàn phần: q b = g s+ p s =4.222+3.6=7.822 kN/m 2 - Mômen tại giữa nhòp: M 1 =M nhòp = 303.2 24 2.2822.7 24 2 2 1 = × = ×lq b kNm - Mômen tại gối: M I = M gối = 15.3 12 2.2822.7 12 2 2 1 = × = ×lq b kNm * Tính thép nhòp: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2 cm Chiều cao làm việc: h o = h s - a= 10-2= 10 cm 446,0027.0 1010085,01 100303.2 2 1 =<= ××× × = ××× = R obb m hbR M α γ α 986,0)027,0211(5.0)211(5,0 =×−+×=×−+×= m αξ Diện tích cốt thép: 2 1 04.1 105,22986,0 100303.2 cm hR M A os s = ×× × = ×× = ξ Tra bảng chọn 2 41,1 cmA ch s = , chọn 2006a φ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: maxmin µµµ ≤< Trong đó: 14,0100 10100 41,1 100 =× × =× × = o ch s hb A µ % 54,2100 5,22 85,0 673,0100 =××=××= s b Rmã R R ξµ % 10,0 min = µ % Suy ra hàm lượng cốt thép trên đã thỏa. * Tính thép gối: Lớp bê tông bảo vệ chọn: a= 2 cm Chiều cao làm việc: h o = h s – a = 12 -2 = 10 cm SVTH: LÊ CÔNG MINH- Lớp XDDD1-K7