Đồ án bê tông cốt thép 2

Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn - Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm quacột... Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phậnTa chọn chiều dày bản sàn

HảiPhòng Vinh

HàTĩnh Huế

BắcNinh

D C

B A

ENDUIT: 10MM DALLE DE PHANCHER MORTIER: 30MM CARRELAGE: 7MM

ĐỒ ÁN: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1 Vật liệu sử dụng

- Sử dụng bê tông cấp độ bền B15 có: Rb = 8.5 MPa; Rbt = 0.75 MPa

- Sử dụng thép: + Nếu Φ ≤ 12mm dùng nhóm AI có R s R sc 225MPa

+ Nếu Φ > 12mm dùng nhóm AII có R s R sc 280MPa

2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn

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

3 Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

Ta chọn chiều dày bản sàn theo công thức:

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

Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn:

- Gạch ceramic dày 7 mm, γ0 = 2000 daN/m3

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng

- Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang:

4 Lựa chọn kết cấu mái

Mái toàn khối, tạo mái dốc bằng bê tông xỉ

5 Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

a Chọn tiết diện dầm

- Dầm trong phòng (dầm AB và dầm CD)

Nhịp dầm L = L1 = 6.6m

hd = (1/10 1/15)L1 = 440 660Chọn h d 0.6m

 2

1.1 30179

390.55 85

B A

II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

C-22x22

D-22x60 D-22x60

8.400

D-22x30

D-22x30 C-22x22 C-22x22

b Chiều cao của cột

Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do dầm khung thay đổi tiếtdiện nên ta xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn)+ Xác định chiều cao của cột tầng 1

Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt -0.5) trở xuống:

B A

D-22x30

III. Xác định tải trọng đơn vị

1 Tĩnh tải đơn vị

+ Tĩnh tải sàn phòng học g s  449.4daN m/ 2

+ Tĩnh tải sàn hành lang g hl  339.4daN m/ 2

+ Tĩnh tải sàn mái g m  495.4daN m/ 2

+ Tĩnh tải tường xây 220mm g t  514daN m/ 2

+ Tĩnh tải tường xây 110mm g t  296daN m/ 2

Hoạt tải đơn vị

+ Hoạt tải sàn phòng học: p s  420daN m/ 2

+ Hoạt tải sàn hành lang: p hl  360daN m/ 2

+ Hoạt tải sàn mái: p m  97.5daN m/ 2

2 Hệ số quy đổi tải trọng



b Với ô sàn hành lang, kích thước 2.4 3.9 m  

Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác Để qui đổi sang dạngtải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số 5

8

k 

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 toán kếtcấu tự tính

+ Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo 2 cách:

- Cách 1: Chưa qui đổi tải trọng

- Cách 2: Qui đổi tải trọng thành phân bố đều

1 Tĩnh tải tầng 2

D C

B A

D C

B A

B A

Hình : Sơ đồ phân tĩnh tải tầng 2

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả

8

 

Cộng làm tròn: g 2 181.5 462.4 643.9 

462.4643.9

TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN

TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI - daN/m

m 1

TĨNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN MÁI – daN

A

m m D

Giống như mục 1,2 của G đã tính ở trên A m

Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào

495.4  (3.9 0.22)   3.9 2.4   (2.4 0.22) / 4 1398.56  

2380.621398.56

B A

1 Trường hợp hoạt tải 1

D C

B A

D C

B A

D C

B A

P ht I

P ht I

P 1 I

P 1 I

B A

D C

B A

A

D C

B A

Hình: Sơ đồ phân hoạt tải 1 – tầng mái

HOẠT TẢI 1 – TẦNG MÁI

B A

D C

B A

D C

B A

Hình: Sơ đồ phân hoạt tải 2 – tầng 2

D C

B A

D C

B A

D C

B A

HOẠT TẢI 2 – TẦNG MÁI

Ta có sơ đồ hoạt tải tác dụng vào khung :

146.25 315.9 315.9

319 319

Hình: Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung

Công trình xây dựng tại Vinh, thuộc vùng gió III-B, có áp lực gió đơn vị

daN m/ 

2 4.2 9.25 0.64 1.2 3.9 0.8 -0.6 299.52 224.64Với q d - áp lực gió đẩy tác dụng lên khung daN m/ 



  Nội suy ta có C  e1 0.58, C  e2 0.49.Trị số S được tính theo công thức:

476.7 487

VII. TỔ HỢP NỘI LỰC

Các bảng tổ hợp nội lực cho dầm và cột được trình bày ở bảng và bảng

+ Với một phần tử dầm 22 60 cm  : ta tiến hành tổ hợp nội lực cho ba tiết diện(hai tiết diện đầu dầm và một tiết diện giữa dầm)

+ Với một phần tử dầm 22 30 cm  ở hành lang: ta tiến hành tổ hợp nội lực chohai tiết diện (một tiết diện đầu dầm không cột và một tiết đầu dầm có cột)

+ Với một phần tử cột: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho hai tiết diện (một tiết diệnchân cột và một tiết diện đỉnh cột)

trí M max M min Q max M max M min Q max

Tên cột Vị trí Nội lực TT HT1 HT2 GT GP

Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2

M max M min M tư M max M min M tư

N tư N tư N max N tư N tư N max

1

0

4,7 4,8 4,5,6 4,6,7 4,5,8 4,5,6,8 M(Kn.m) -0.91 -2.01 2.32 31.81 -31.1 30.9 -32.01 -0.6 29.807 -30.709 -28.621 N(KN) -410.72 -50.82 -42.88 17.63 -17.63 -393.09 -428.35 -504.42 -433.445 - 472.325 -510.917 4.45

4,8 4,7 4,5,6 4,5,8 4,6,7 4,5,6,8 M(Kn.m) 0.83 4.04 -4.72 -24.8 25.48 26.31 -23.97 0.15 27.398 -25.738 23.15 N(KN) -404.8 -50.82 -42.88 17.63 -17.63 -422.43 -387.17 -498.5 -466.405 -427.525 -504.997

4

0

4,7 4,8 4,5,6 4,5,7 4,6,8 4,5,6,7 M(Kn.m) 0.24 2.01 -2.36 31.1 -31.81 31.34 -31.57 -0.11 30.039 -30.513 27.915 N(KN) -364.53 -50.82 -39.98 -17.63 17.63 -382.16 -346.9 -455.33 -426.135 -384.645 -462.117 4.45

4,8 4,7 4,5,6 4,6,8 4,5,7 4,5,6,7 M(Kn.m) -1.5 -4.04 4.68 -25.48 24.79 23.29 -26.98 -0.86 25.023 -28.068 -23.856 N(KN) -358.6 -50.82 -39.98 -17.63 17.63 -340.97 -376.23 -449.4 -378.715 -420.205 -456.187

6

0

4,7 4,8 4,5,6 4,6,7 4,5,8 4,5,6,8 M(Kn.m) 1.33 -2.94 4.16 13.03 -12.39 14.36 -11.06 2.55 16.801 -12.467 -8.723 N(KN) -156.3 -9.52 -11.19 3.61 -3.61 -152.69 -159.91 -177.01 -163.122 -168.117 -178.188 3.6

4,8 4,7 4,5,6 4,6,8 4,5,7 4,5,6,8 M(Kn.m) -3.82 -1.65 0.49 -9.57 9.93 6.11 -13.39 -4.98 5.558 -13.918 4.073 N(KN) -151.51 -9.52 -11.19 3.61 -3.61 -155.12 -147.9 -172.22 -164.83 -156.829 -173.398

N tư N tư N max N tư N tư N max

9

0

4,7 4,8 4,5,6 4,5,7 4,6,8 4,5,6,7 M(Kn.m) -0.62 2.49 -4.12 12.39 -13.03 11.77 -13.65 -2.25 12.772 -16.055 9.064

-156.04 -9.52 -11.17 -3.61 3.61 -159.65 -152.43 -176.73

167.857

162.844 -177.913.6

-4,8 4,7 4,5,6 4,5,8 4,6,7 4,5,6,7 M(Kn.m) 4.52 1.65 -0.44 -9.93 9.57 14.09 -5.41 5.73 14.618 -4.813 -3.328 N(KN) 151.25- -9.52 -11.17 -3.61 3.61 -147.64 -154.86 -171.94 156.569- 164.552- -173.12

a Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp AB, phần tử 5 (b × h = 22 × 60cm)

Từ bảng tổ hợp nội lực, ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:

* Tính cốt thép cho gối A (mômen âm M 57.86kNm):

Tính theo tiết diện chữ nhật b h 22 60 cm

A bh



* Tính cốt thép cho gối B (mômen âm M 88.59kNm):

Tại gối B, với M 88.59kNm

A bh



* Tính cốt thép cho nhịp AB (mômen dương)

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h'f 12cm

Giả thiết a4cm, h o 60 4 56  cm

Giá trị độ vươn của cánh S clấy không lớn hơn các trị số sau

- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc

A bh

A B

D9

M=+0.200

* Tính cốt thép cho gối A (mômen âm M 18.63kNm):

Tính theo tiết diện chữ nhật b h 22 60 cm

A bh



* Tính cốt thép cho gối B (mômen âm M 35.36kNm):

Tại gối B, với M 35.36kNm

A bh

Moment dương có nội lực rất nhỏ nên ta chỉ bố trí cấu tạo

d Do dầm console 7 và 10 có giá trị nội lực gần như nhau nên ta tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp CA và BD theo nội lực lớn hơn, phần tử

A bh

22 x 50

22 x 50

0.297 0.0145

0.82 0.992

15.1 6.14

1.5 0.61 Dầm 2 và

22 x 40

22 x 40

0.263 0.008

0.84 0.996

10.2 2.9

1.3 0.36 Dầm 7 và

dầm 10

Console 82.31 22 x 40 0.251 0.85 9.6 1.2

2 Tính toán và bố trí cốt thép đai cho các dầm

a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 3 (tầng 2, nhịp AB): b h 22 60 cm

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

+ Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai:

Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên n 0:

b o

b sw

Q Q

daN cm h

 Khoảng cách s tính toán: 1750 2 0.283 13.7 

72.3

sw sw tt

44.414162





5 4

2.1 10

7.782.7 10

s b

E E

Vậy dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

f Tính toán cốt thép đai cho các phần tử dầm còn lại b h 22 40 cm và

22 50

b h   cm

Ta thấy rằng trong các dầm có kích thước b h 22 50 cm thì dầm 3 có lựccắt lớn nhất, dầm 3 được đặt cốt đai 6a130, nên giảm khối lượng tính toán ta chọnluôn cốt đai 6a130 cho các dầm còn lại

o o

h h



Hệ số kể đến ảnh hưởng của lực uốn dọc :

cr

N N

Đặc điểm của cặp nội lực

h h

b cr

+ ee o 0.5h a 2.07 8.92 0.5 22 2 27.5     cm

a h

h h

b cr

63774.8

cr

N N

a h

h h

b cr

61259.78

cr

N N

a h

min 0.5 0.01 o 0.01

b

l

R h

l



Trong đó   hệ số xét đến độ lệch tâm

0.2e 1.051.5e

o o

h h



Hệ số kể đến ảnh hưởng của lực uốn dọc :

11

cr

N N

Đặc điểm của cặp nội lực

+ 0.2e 1.05 0.2 10.3 1.05 22 0.672

o o

h h

b cr

139436

cr

N N

h h

b cr

171724

cr

N N

h h

b cr

143586

cr

N N

+ Cặp nội lực 1 đòi hỏi lượng thép bố trí là lớn nhất A s A s' 1.23cm2 Ta cóhàm lượng cốt thép:

1.23

22 20

s o

A bh

+ Ta bố trí thép theo hàm lượng cốt thép tối thiểu:

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực cột, ta chọn ra cặp nội lực M, N của phần tử số 9 có

độ lệch tâm e0 lớn nhất Đó là cặp 9-13 có M = 16.05(kN.m); N= 162.84(kN) có e0

= 9.85(cm) 0 9.85

0.44 0.5 22

e h

    Vậy ta sẽ cấu tạo cốt thép nút góc trên cùng theotrường hợp 0.25 e0 0.5

h

 