ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI THIẾT KẾ TRỤ SỞ TỔNG CÔNG TY VINACONEX

Tính toán khối lượng tầng: Khối lượng tầng thứ i = khối lượng cột trên tầng i + khối lượng cột dưới tầng i.0,5 + khối lượng dầm, sàn tầng i + khối lượng các lớp lát trên mặt sàn + khối

Trang 1

Chương I:

Xác định sơ bộ kích thước cấu kiện, tải trọng đứng và khối lượng tầng - * -

I Xác định sơ bộ kích thước cấu kiện:

- Vách:

)(5,1720

5,115,10.5,05

2,1.625,66.25.5,1

Cột tầng hầm 2 có diện chịu tải lớn nhất là cột B1

)(25,10310)

5,915

2,1.25,103

Trang 2

2,1.625,66.21.5,1

+ Giảm tiết diện cột lần 2 ở tầng 9

)(95,02150

2,1.625,66.17.5,1

2,1.625,66.11.5,1

Thành phần tải trọng Giá trị tiêu chuẩn

(daN/m2) n Giá trị tính toán (daN/m2)

- Trọng lượng BTCT sàn dầy 30cm

- Lớp vữa dầy 2cm 2500.0,30=750 1800.0,02=36 1,1 1,3 46,8 825

+ Hoạt tải:

)m/daN(1286500

786

q

)m/daN(8,1417600

8,817

- Lớp vữa dầy 2cm

- Gạch ceramic dầy 1 cm

2500.0,24=600 1800.0,02=36 2000.0,01=20

1,1 1,3 1,1

660 46,8

22

+ Hoạt tải:

)/(856200

q

)/(8,9682408,

Trang 3

- Lớp vữa dầy 2cm

- Gạch ceramic dầy 1 cm

2500.0,24=600 1800.0,02=36 2000.0,01=20

1,1 1,3 1,1

660 46,8

22

+ Hoạt tải:

(daN/m2) n Giá trị tính toán (daN/m2) Hoạt tải sàn phòng hội thảo, phòng

)/(1056400

q

)/(8,1208480

8,

- Lớp vữa dầy 2cm 2500.0,24=600 1800.0,02=36 1,1 1,3 46,8 660

+ Hoạt tải:

)/(70670

q

)/(8,797918,

1,1 1,3 1,1

)/(77575

q

)/(5,8775,97

Trang 4

A B C D

2 1

D

2 1

,4

656

)m/T(46,3)m/daN(346275

,4

636

)m/T(36,3)m/daN(335775

,4

700

)m/T(71,3)m/daN(370575

,4

Trang 5

5,

8,

1,1 1,1 1,1 1,1

)

82,3.24,8.5,0475,

,871)

82,3.24,8.5,0475,10

)

275,2.575,2.5,0325,7

,871)

275,2.575,2.5,0325,7

Trang 6

.75

)(22,8)(82228

,728.75,

- Cét tÇng m¸i:

Cét A1, D1:

)T(90,7)daN(789770

.75,

.75,4

)

82,3.24,8.5,0475,

)

82,3.24,8.5,0475,10

)

275,2.575,2.5,0325,7

)

275,2.575,2.5,0325,7

.75

)(71,2)(2707240

.75,

- Cét tÇng 24:

Cét A1,D1:

)(79,0)(79070.75

)(03,1)(102791

.75,

)

82,3.24,8.5,0475,

)

82,3.24,8.5,0475,10

)

275,2.575,2.5,0325,7

)

275,2.575,2.5,0325,7

.75

Trang 7

Cột A1,D1:

)(26,2)(2256200

.75

)(71,2)(2707240

.75,

- Cột tầng mái:

Cột A1, D1:

)(85,0)(84675.75

)(10,1)(9,10995

.97.75,

Cách chất các loại tải trọng được thể hiện trong phần phụ lục

III Tính toán khối lượng tầng:

Khối lượng tầng thứ i = (khối lượng cột trên tầng i + khối lượng cột dưới tầng i).0,5 + khối lượng dầm, sàn tầng i + khối lượng các lớp lát trên mặt sàn + khối lượng các bộ phận kiến trúc gắn với công trình (kính và các bộ phận khác)

Trong đó, chiều dài tính toán khối lượng cột là từ mặt sàn tới đáy dầm

- Khối lượng cột:

Tầng hầm 1:

)(80,6412.5,2.2

34,3

3,54,3

3,58,3

5,38,3

Trang 8

,2.3,0.08

Trang 9

3,58,3.(

1025,0.8,

1025,0)

5,38,3.(

34,3

3,54,3

3,58,3

5,38,3

5,3

HÇm 2 0.00 0.00 0.00 64.80 79.65 0.00 144.45 HÇm 1 1153.25 117.25 0.00 146.88 180.54 0.00 1597.92

01 1153.25 117.25 0.00 187.92 230.99 6.88 1696.29

Trang 11

1000 9500

1000 8500

10500 30500

3 4

X Y

Chương II:

tính sàn ứng lực trước - * -

I Sơ đồ tính sàn:

Mặt bằng sàn bố trí đối xứng theo 2 phương nên ta chỉ cần tính toán nội lực và cốt thép cho một nửa sàn theo 1 phương rồi bố trí cho toàn sàn theo cả 2 phương theo nguyên tắc đối xứng ở đây, ta tính cho nửa sàn từ trục 1, 2 đến giữa trục 2, 3

Trang 12

Chọn thép cường độ cao T15 đặt trong ống thép có bơm vữa Thép có cường độ bền chịu kéo R 18600(daN/cm2)

HB = , giới hạn chảy quy ước R 16700(daN/cm2)

giới hạn chảy tính toán R 13900(daN/cm2)

H = , E =1,95.106(daN/cm2), đường kính danh định 15,2mm, diện tích 1,4cm2, độ giãn dài tối đa 2,5% Đặt 1 lớp cáp mỗi phương

ứng suất căng trước σ0 xác định bởi:

PR8,0P

R2,

0 HC + ≤σ0 ≤ HC −

Trong đó:

)cm/daN(16700

0

05,0

φ12a300 Đặt thép thường φ12a300, à = 0,31(%)

1.2 Tính toán hao ứng suất:

- Hao do chùng ứng suất của cốt thép:

0 HC

0

R.22,

Với 12700(daN/cm2)

)cm/daN(85512700.1,016700

12700

22,

- Hao do sự biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm:

)cm/daN(EL

2 H

neo

λ

=σ

Do không có số liệu thực nghiệm, lấy λ=2(mm) cho mỗi đầu neo và để thiên về an toàn, tính với Lmin =9,5(m):

)cm/daN(82110

.95,19500

2

=

e

11Trong đó:

−

e Cơ số lôgarit tự nhiên

Theo bảng 17 trang 60 TCVN 5574-1991, với ống cáp có bề mặt kim loại, có k =0,003, à =0,35

Trang 13

2040

2θ + θ + θ

=θ

)rad(0147,

11

1418 , 0 35 , 0 75 , 14 003 , 0

σ

- Hao do từ biến của bê tông:

Trong trường hợp sử dụng phương pháp căng sau, ứng suất trước gây nén lệch tâm trong bê tông và ứng suất nén giảm khi có ngoại lực tác dụng Do đó tra bảng 19 TCVN 5574 -1991 ta được sơ bộ:

)cm/daN(1400)

3,065,0(1.40003

,0Rk

Trong đó k=1 đối với bê tông đông cứng tự nhiên

- Tổng hao ứng suất:

)cm/daN(19591138

ms neo

σ

)cm/daN(26051400

350

tb co ch

σ

)cm/daN(45642605

2 1

σ

Trang 14

ứng suất hiệu quả trong thép là:

)cm/daN(81364564

wlF

1

=

Tính lực căng trước cho nhịp lớn nhất 10,5m

)daN(54523414

,0.8

5,10.5,9.8,728.8,0F

.4,1

A

Fe = σH = =

Số cáp cần là:

)bó(9,4711390

545234F

Fn

2 Tính toán nội lực cho sàn:

Tính nội lực cho sàn bằng phần mềm SAFE 6.20 với các dải tính toán như vẽ ở trên Giá trị Mômen uốn trong các dải sàn được trình bày ở bảng sau:

- Theo phương trục 1-1:

y

-2,5 0 4,75 9,5 14,75 20 24,75 29,5 Dải

15,

++

Dải 2 chiếm 100 10,8(%)

7,242

18,

Trang 15

Dải 3 chiếm 100 9,92(%)

7,242

07,

Dải 4 chiếm 100 12,7(%)

7,242

74,

30 = , chọn 17 bó

Dải 5 chiếm 100 29,1(%)

7,242

58,

Do Mômen sàn do trọng lượng bản thân sàn gây ra luôn ngược dấu với lực nén trước nên ứng suất trong bê tông nên công thức kiểm tra có dạng như sau:

2

h.J

MF

N2

h.J

e

)cm/daN(107411959

1 0

σ

Vậy, có:

)daN(451122

,4.10741

- Mômen do trọng lượng bản thân sàn gây ra:

)Tm(3,044,08,968

656

Với:

)cm(7

eH =

)cm(480024

.200bh

)cm(23040012

24.20012

bh

3 3

24.230400

300004800

451122

24.230400

7

Trang 16

,14,945,

)cm/daN(107411959

1 0

σ

Vậy, có:

)daN(22556121

.10741

)Tm(16,171,18,968

656

Với:

)cm(7

eH =

)cm(1320024

.550bh

)cm(63360012

24.55012

bh

Vậy, có:

)cm/daN(2,209,1790,292

24.633600

11600013200

2255612

24.633600

7

,209,1790,

)cm/daN(107411959

1 0

σ

Vậy, có:

)daN(2105246

,19.10741

)Tm(67,147,28,968

656

Với:

)cm(7

eH =

)cm(480024

.200bh

)cm(23040012

24.20012

bh

Trang 17

24.230400

1670004800

2105242

24.230400

7

đoạn chế tạo Ta sẽ điều chỉnh lại đường đi của cáp trong tiết diện một chút để bảo đảm tiết diện sẽ không nứt Tại giữa nhịp giữa của dải 3, ta sẽ giảm độ lệch tâm còn 6cm Khi đó có:

)cm/daN(7,886,4379,652

24.230400

1670004800

2105242

24.230400

6

,886,4379,

)cm/daN(107411959

1 0

σ

Vậy, có:

)daN(2556368

,23.10741

)Tm(52,858,128,968

656

Với:

)cm(7

eH =

)cm(480024

.200bh

)cm(23040012

24.20012

bh

3 3

24.230400

8520004800

2556362

24.230400

7

trong tiết diện, tiết diện không nứt trong giai đoạn chế tạo

)cm/daN(68,10238

,4426,532,

Trang 18

max

)cm/daN(107411959

1 0

σ

Vậy, có:

)daN(6165334

,57.10741

)Tm(26,2531,378,968

656

Với:

)cm(7

eH =

)cm(1560024

.650bh

)cm(74880012

24.65012

bh

Vậy, có:

)cm/daN(48,4052,3916,692

24.748800

252600015600

6165332

24.748800

7

,

diện, tiết diện không nứt trong giai đoạn chế tạo

)cm/daN(2,6848,4052,3916

3.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện:

Điều kiện cường độ:

0 k

k

Q≤

Trong đó: xét trên 1m dài dải tính toán

Vế trái: giá trị lực cắt lớn nhất tính được bằng phần mềm SAFE là Qmax =11713(daN)ở dải 4, phương y

Vế phải:

8,0

k1 =

)cm/daN(4,13

)cm(100

b=

)cm(8,212

2,16,124

)daN(233708

,21.100.4,13.8,0bhR

Ta thấy VP >> VT suy ra điều kiện cường độ được thỏa mãn

3.3 Tính toán tiết diện theo khả năng chống nứt:

Điều kiện để tiết diện không nứt:

loi n

Trang 19

3.3.1 Víi d¶i 1:

)daNcm(

366680415000

Suy ra: Mloimin =NH(e0 + )=4,2.8136(7+4)=375883(daNcm)

VËy, cã: M 20.33600 375883 1047883(daNcm) Mc 366680(daNcm)

VËy, tiÕt diÖn kh«ng nøt

3.3.2 Víi d¶i 2:

)daNcm(

23131792618000

2929909M

)daNcm(

3768996187

21267462407000

bh

2 2

VËy, cã: M 20.33600 1754122 2426122(daNcm) Mc 2126746(daNcm)

VËy, tiÕt diÖn kh«ng nøt

3.3.4 Víi d¶i 4:

)daNcm(

27160863074000

bh

Trang 20

Vậy, có: M 20.33600 2130005 2802005(daNcm) Mc 2716086(daNcm)

Vậy, tiết diện không nứt

3.3.5 Với dải 5:

)daNcm(

62362187058000

bh

2 2

Vậy, có: M 20.109200 5137070 7321070(daNcm) Mc 6236218(daNcm)

3.3.6 Với dải 6:

)daNcm(

162576184000

bh

2 2

3.4 Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện thăng góc:

Công thức tính toán:

)aa(F.R)'ah'.(

F'

R)x.5,0h.(

x.b.R

'F'

RF.RF.Rx.b

Rb = a a + H H − a a

Đặt cốt thép thường đối xứng nên có Fa =Fa', từ đó suy ra:

H H

)mm(222

Trang 21

gối có 22(mm)

2

1216

a= + = , a = 22 + 12 = 34(mm), aH = 12 - 7 = 5(cm) và

)cm(195

α

=α

1,1

14000

1 0

Trong đó:

678,0215.0008,085,0R008,085,

0 H

,1

678,014000

69781

678,0

=α

Suy ra α0h0 =0,406.19=7,71(cm)

3.4.1 Kiểm tra điều kiện cường độ dải 1:

Tiết diện tính toán có b.h=200cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 15,12(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 3 bó, có:

FH = 3.1,4 = 4,2(cm2)

Tính x: 1,36(cm) 7,71(cm)

200.215

2,4.13900b

R

FR

a 0

n.b.x.(h 0,5.x) M 215.200.1,36.(19 0,5.1,36) M 1071354 M

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cường độ thỏa mãn, cốt thép dọc chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép Φ12a300

FH = 15.1,4 = 21(cm2)

Tính x: 2,47(cm) 7,71(cm)

550.215

21.13900b

R

FR

a 0

n.b.x.(h 0,5.x) M 215.550.2,47.(19 0,5.2,47) M 5188757 M

Trang 22

FH = 14.1,4 = 19,6(cm2)

Tính x: 6,34(cm) 7,71(cm)

200.215

6,19.13900b

R

FR

a 0

n.b.x.(h 0,5.x) M 215.200.6,34.(19 0,5.6,34) M 4315575 M

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cường độ thỏa mãn, cốt thép mềm chịu kéo chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép Φ12a300

FH = 17.1,4 = 23,8(cm2)

Tính x: 7,69(cm) 7,71(cm)

200.215

8,23.13900b

R

FR

a 0

n.b.x.(h 0,5.x) M 215.200.7,69.(19 0,5.7,69) M 5004787 M

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cường độ thỏa mãn, cốt thép mềm chịu kéo chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép Φ12a300

FH = 41.1,4 = 57,4(cm2)

Tính x: 5,71(cm) 7,71(cm)

650.215

4,57.13900b

R

FR

a 0

n.b.x.(h 0,5.x) M 215.650.5,71.(19 0,5.5,71) M 12883266 M

Trang 23

B¶n thang

B¶n thang DÇm chiÕu tíi

1 CÊu t¹o cÇu thang:

- CÇu thang cã 1 vÕ gåm 20 bËc n»m trªn b¶n thang, cã 6 bËc cao 170mm vµ 14 bËc cao 165mm

- B¶n thang g¸c lªn 2 cèn thang vµ 2 dÇm chiÕu tíi

- B¶n chiÕu tíi g¸c lªn 2 dÇm chiÕu tíi

- Cèn thang 2 ®Çu g¸c lªn dÇm chiÕu tíi

- DÇm chiÕu tíi tùa lªn v¸ch

Trang 24

2050 6000 2050 400 400

200 1850

1 Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang:

Góc nghiêng của bản thang:

8774,0cos'

4028600

,6

)3,0.165,0.143,0.17,0.6.(

5,0.1800

Trang 25

Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương cạnh dài để tính toán

Xác định nhịp tính toán của bản thang:

)cm(1105,75

10217)

daNm(17,1028

1,

A011,05,6.100.215

10217bh

10217h

93,

=à

Trang 26

Ta bố trí các thép mũ để chịu các Mômen âm không kể đến trong tính toán ở cốn thang: Chọn thép φ10a200 có F 3,93(cm2)

a = , chiều dài đoạn từ mút thép mũ đến mép dầm là: 15,8(cm)

6

956

Ngoài ra, còn cốt cấu tạo buộc với cốt mũ để giữ ổn định cho cốt mũ, chọn φ6

4 Kiểm tra khả năng chịu cắt:

Điều kiện cường độ:

0 k

,6.100.4,13.8,0

bh

R

k1 k 0 = = > = => bê tông đủ khả năng chịu cắt

III Tính cốt thép bản chiếu tới:

1 Xác định tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới:

Xác định tổng tải trọng phân bố trên bản chiếu tới:

- Trọng lượng bản dầy 8cm:

)m/daN(20008,

Trang 27

- Lớp vữa dầy 2cm 36 1.3 46.8

2 Xác định nội lực của bản chiếu tới:

Nhịp tính toán bản chiếu tới:

)cm(19015

205

l1 = − =

Cắt 1 dải rộng 1m theo phương làm việc của bản

Xem bản như 1 dầm đơn giản nhịp 175cm chịu tải trọng phân bố đều theo phương vuông góc với trục 648,8.1=648,8(daN/m)

Giá trị Mômen lớn nhất tại giữa nhịp:

)daNcm(

29277)

daNm(77,2928

90,

A032,05,6.100.215

29277bh

29277h

93,

=à

6

175

6

l = = Chọn 29cm

Ngoài ra, còn cốt cấu tạo buộc với cốt mũ để giữ ổn định cho cốt mũ, chọn φ10

Sơ đồ bố trí thép bản chiếu tới trình bày ở trang sau

Trang 28

6840

φ 10a200 1

φ 10a200 2

φ 10a200

φ 10a200 3

φ 10a200 1

IV Tính cốt thép cốn thang:

1 Xác định tải trọng tác dụng lên cốn thang:

Tải trọng tác dụng lên cốn thang do bản thang truyền vào:

)m/daN(5,3712

274982)

daNm(82,27498

84,6

84,

A089,031.15.215

274982bh

Trang 29

274982h

393,

=à

4 Tính cốt đai:

Có: k1Rkbh0 =0,6.13,4.15.31=3739(daN)>Q=1608(daN)=> chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo

)cm(2401922

31.15.4,13.2Q

0 k

)cm(15cm15

;cm172

;cm5,254

Vậy, cốt đai chọn φ6a150 trong đoạn gần gối tựa và φ6a250 trong đoạn giữa nhịp

2 φ 12 2

3 φ 12 1

12 φ 6a150

2

13 φ 6a150 2

13 φ 6a250 2

V Tính cốt thép dầm chiếu tới:

1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới:

Tải trọng tập trung do cốn thang truyền vào:

)m/daN(93,14102

84,6.2,470

9,1

Trang 30

Xem dÇm nh dÇm 2 ®Çu ngµm vµo v¸ch, tÝnh ®îc gi¸ trÞ M«men lín nhÊt t¹i gi÷a nhÞp b»ng phÇn mÒm Sap 9.0.3:

)daNcm(

93840)

daNm(4

,

938

)daNcm(

124313)

daNm(13,

1243

Gi¸ trÞ lùc c¾t lín nhÊt t¹i ngµm:

)daN

A029,05,31.15.215

93840bh

93840h

26,

=µ

0 n

A039,05,31.15.215

124313bh

RM

Trang 31

Nội suy từ Phụ lục 7 trang 225 sách "Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản" của thầy Ngô Thế Phong có γ=0,980

Tính lượng cốt thép cần thiết:

)cm(44,15,31.980,0.2800

124313h

26,

=à

4 Tính cốt đai:

Có: k1Rkbh0 =0,6.13,4.15.31,5=3799(daN) >Q=2067(daN)=> không cần tính cốt

đai

)cm(1932067

5,31.15.4,13.2Q

0 k

)cm(15cm15

;cm5,172

;cm25,264

Vậy, cốt đai chọn φ6a150 trong đoạn gần gối tựa và φ6a250 trong đoạn giữa nhịp Tại chỗ cốn thang gác lên dầm chiếu tới, cần đặt cốt treo, diện tích cốt treo cần bố trí là:

)cm(6,02300

1411R

4 φ 12 11

3

12 φ 6a150 12

3 φ 6a250 12

Trang 32

Chương IV:

tính tải trọng gió - * -

I Tính tải trọng gió tĩnh:

Theo TCVN 2737-1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z

so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

c.k.W

Trong trường hợp của công trình này, có:

- Do xây dựng ở Hà Nội, nên vùng áp lực gió là IIB, W 95(daN/m2)

Trang 34

Dạng dao động thứ 2(mode 4) có T =0,5668(s)→f =1,7643(Hz)>fL =1,3(Hz)

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ k của công trình ở độ cao z ứng với dạng dao động thứ i xác định theo công thức của TCVN 2737-1995:

y m

W

γ

=ε

r 1 k

pk k

M.y

W.y

WpTrong đó:

Trang 35

- Với mặt phẳng tọa độ song song với bề mặt tính toán zox, có:

)m(3,96h),m(2,125,30.4,0a4,