đồ án bê tông cốt thép THIẾT KẾ NHÀ KHUNG 3 TẦNG

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ THIẾT KẾ NHÀ KHUNG 3 TẦNG I - Giới thiệu về công trình: Một ngôi nhà 3tầng được xây dựng ở TP Hồ Chí Minh . II - Số liệu đồ án: Sơ đồ L 1 (m) L 2 (m) B (m) p tc (kN/m 2 ) H (m) Vùng gió 2 6.6 2.5 4.5 4.0 3.4 Hòa Bình III - Vật liệu sử dụng cho thiết kế : Bê tông : Bê tông có cấp độ bền B15 có : + khối lượng riêng γ = 2500 Kg/m 2 . + cường độ chịu nén tính toán R n = 8.5 Mpa. + cường độ chịu kéo tính toán R k = 0.75 Mpa. + mođun đàn hồi E = 23000 Mpa. Cốt thép : Nếu đường kính cốt thép Φ ≤ 10 dùng nhóm AI, có: R s = 225 MPa, R sw = 175 MPa, R sc = 225 MPa. Nếu đường kính cốt thép Φ > 10 dùng nhóm AII, có: R s =280 MPa, R sw = 225 MPa, R sc = 280 MPa IV- Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột : 1. Chọn kích thước chiều dày sàn : Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn : Chọn giải pháp sàn toàn khối, không bố trí dầm phụ chỉ có các dầm qua các cột. Ta chọn chiều dày sàn theo công thức của tác giả Lê Bá Huế : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang1 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ α .837 . + = ng s Lk h với α = dài ng L L a, Sàn trong phòng : kích thước L ngắn = B = 4.5 m; L dài = L 2 = 2.5 m α = dài ng L L = 1.6 8.3 =0.623 Hoạt tải tính toán: )/(32.15.2. 2 mKNnpp c s =×== Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT) Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ST T Tên vật liệu Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Chiều dày δ (m) Hệ số vượt tải n Tải rọng tính toán g (kN/m 2 ) 1 Gạch Ceramic 18 0.007 1.1 0.139 2 Vữa lát 20 0.03 1.3 0.78 3 Vữa trát trần 20 0.15 1.3 0.39 Tổng 1.309 )/(309.1 2 0 mkNg =⇒ . )/(31.43309.1 2 00 mKNpgq s =+=+=⇒ . SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang2 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ Ta có q 0 =4.31 > 4 (KN/m 2 ) → k tính theo công thức : 03.1 0.4 31.4 400 3 3 0 === q k ⇒== ×+ × =→ mmmh s 93093.0 623.0837 8.303.1 chọn h s = 100 mm. Vậy nếu tính cả tải trọng bản thân sàn bê tông cốt thép thì Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng : )/(059.41.11.025309.1 2 0 mKNnhgg sbts =××+=+= γ . Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng : )/(059.7059.43 2 mdaNgpq sss =+=+= . b. Sàn hành lang : kích thước L ngắn = L 1 = 2.6 m; L dài = B = 3.8 m Được xác định theo công thức: α .837 . + = ng shl Lk h với 684.0 8.3 6.2 === dài ng L L α Hoạt tải tính toán: )/(6.32.13. 2 mKNnpp c shl =×== Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT) )/(309.1 2 0 mKNg = . )/(909.4309.16.3 2 00 mKNpgq hlhl =+=+=⇒ Ta có q 0hl = 4.909 > 4 (KN/m 2 ) → k tính theo công thức : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang3 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ 07.1 4 909.4 4 3 3 0 === q k ⇒== ×+ × =→ mmmh hl 66066.0 684.0837 8.207.1 chọn h hl = 80 mm. Vậy nếu tính cả tải trọng bản thân sàn bê tông cốt thép thì Tĩnh tải tính toán của ô sàn hàng lang : )/(509.31.108.025309.1 2 0 mKNnhgg sbthl =××+=+= γ . Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang: )/(109.7509.36.3 2 mKNgpq hlhlhl =+=+= . c. Sàn mái : Hoạt tải tính toán: 2 /975.03.175.0. mKNnpp c sm =×== . Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT) Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ST T Tên vật liệu Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Chiều dày δ (m) Hệ số vượt tải n Tải rọng tính toán g (kN/m 2 ) 1 Gạch lá nem 18 0.04 1.1 0.792 2 Vữa lót 20 0.03 1.3 0.78 3 Lớp BT tạo dốc 12 0.15 1.3 2.34 4 Vữa trát trần 20 0.015 1.3 0.39 Tổng 4.302 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang4 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ )./(302.4 2 0 mKNg =⇒ )./(277.5975.0302.4 2 00 mKNpgq smm =+=+=⇒ Ta có q 0m =5.277 > 4 (KN/m 2 ) → k tính theo công thức : 1.1 4 277.5 4 3 3 0 === q k Ô sàn mái kích thước L ngắn = B = 3.8 m; L dài = L 2 = 6.1 m α = dài ng L L = 1.6 8.3 =0.623 ⇒== ×+ × =→ mmmh sm 10010.0 623.0837 8.31.1 chọn h sm = 100 mm. Vì tải trọng trên sàn mái nhỏ nên ta chọn bề dày sàn mái là: h sm = 100 mm Vậy nếu tính cả tải trọng bản thân sàn bê tông cốt thép thì Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng : )/(052.71.11.025302.4 2 0 mKNnhgg sbtsm =××+=+= γ . Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng : )/(03.8052.7975.0 2 mKNgpq smsmsm =+=+= . * lựa chọn kết cấu mái : Kết cấu mái dùng hệ mái bê tông cốt thép toàn khối 2. Chọn kích thước tiết diện dầm : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang5 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ a. Dầm AB, CD (dầm trong phòng ): Nhịp dầm L = L 2 = 6.1 m. ( ) .8.4355.7626100 14 1 8 1 14 1 8 1 mmLh d ÷=×       ÷=×       ÷= Chọn h d = 600 mm; bề rộng dầm b d =300 mm. b. Dầm BC (dầm ngoài hành lang ): Nhịp dầm L 2 = 2.6m. Khá nhỏ nên chọn : Chọn h d = 300mm. Bề rộng dầm b d = 300mm. c.Dầm dọc nhà: Nhịp dầm B=3.6m ( ) .2574503600 14 1 8 1 14 1 8 1 mmBh d ÷=×       ÷=×       ÷= Chọn h d = 300mm; bề rộng dầm b d = 300mm. 3. Chọn kích thước cột: Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức : b R Nk A . = a.Cột trục B, C : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang6 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ Diện chịu tải của cột + Diện truyền tải của cột trục B: )(53.168.3 2 6.2 2 1.6 2 mS B =×       += + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn phòng : N 1 = q s .S B1 =7.059 8.3 2 1.6 × =81.81 (kN) + Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang : N 2 8.3 2 6.2 109.7. 2 ××== Bhl Sq =35.12 (kN) + Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220mm : ST T Tên vật liệu Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Chiều dày δ (m) Hệ số vượt tải n Tải rọng tính toán g (kN/m 2 ) 1 Tường xây 18 0.22 1.1 4.36 2 Vữa trát 2 mặt 20 0.03 1.3 0.78 Tổng g t 5.14 N 3 =g t .l t .H t =514 x ( 2 1.6 + 3.8)x 3.9 = 137.315 (KN). + Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn mái. N 4 = q m .S B = 8.03 x 16.53 = 132.686 (KN). + Với nhà 3 tầng có 2 sàn và 1 mái : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang7 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ ∑ ++== )315.13712.3581.81(2. ii NnN )+132.686 = 614.176 (KN). + Để kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k =1.1. )(476.795 85 686.6141.1. 2 cm R Nk A b = × == Vậy ta chọn kích thước cột trục B: b c ×h c =30 x 30cm có A=900cm 2 >795.476cm 2 . b.Cột trục A: Cột trục A có diện chịu tải S A nhỏ hơn diện chịu tải cột trục B, để thiên về an toàn và định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thước cột trục A và D bằng kích thước cột trục B,C 4.Mặt bằng bố trí dầm, cột, sàn: SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang8 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 D-30x60 D-30x60 D-30x60 D-30x60 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 D-30x60 D-30x60 D-30x60 D-30x60 D-30x60 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 C-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 h =8 cm s h =10 cm s D-30x30 D-22x30 A B C D h =10 cm s 3800 3800 3800 1 2 3 4 10 610026006100 C-30x30 D-30x60 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-22x30 D-22x30 D-22x30 D-22x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D-30x30 D - 2 2 x 3 0 h =8 cm s h =8 cm s h =8 cm s h =8 cm s Mặt bằng kết cấu điển hình SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang9 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ V- LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG : 1. Sơ đồ hình học 110 3900 900 6100 2600 6100 3900 3900 A B C D Sơ đồ hình học khung ngang. 2. Sơ đồ kết cấu khung : a. Xác định nhịp tính toán của dầm: Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột: - Nhịp tính toán của dầm AB: ).(02.615.015.011.011.01.6 2222 1 m hh tt LL cc AB =−−++=−−++= SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang10 [...]... 3. 169 Tổng cộng PBIII = PCIII = 3. 52 3. 169 (kN) 6.689 Ta có sơ đồ hoạt tải tác dụng vào khung : SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang30 6.689 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II 3. 1 3. 52 11.7 10. 83 9.542 3. 52 5.85 10. 83 3.1 14.76 9.542 10. 83 11.7 10. 83 4550 39 00 39 00 14.76 GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ 6020 2640 6020 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung 10. 83 9.542 39 00 39 00 11.7 5.85 10. 83 10. 83 5.85 9.542 11.7 4550 11.7 11.7... 11.7 4550 11.7 11.7 6020 2640 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang31 6020 10. 83 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung 10. 83 3.1 6.689 9.542 6.689 22. 53 3.1 14.76 22. 53 9.542 10. 83 22. 53 9.542 10. 83 5.85 5.85 10. 83 9.542 22. 53 5.85 4550 39 00 39 00 14.76 6020 2640 6020 Sơ đồ hoạt tải 3 tác dụng vào khung IX XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ : Công trình thuộc vùng gió II-A... DỤNG VÀO KHUNG : 1 Trường hợp hoạt tải 1: A B L2 = 6100 C L1= 2600 D L2 = 6100 4 p =3 B = 38 00 p =3 220 220 p =3 220 2 p =3 PI = 3 A I p1 = 3 220 B = 38 00 3 PI = 3 B L2 = 6100 A I PC = 3 L2= 2600 B PI = 3 D L2= 6100 C Sơ đồ phân hoạt tải 1- tầng 1 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang19 I p1 = 3 D ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ HOẠT TẢI 1-TẦNG 1 Sàn Loại tải trọng và cách tính Sàn tầng Do tải... 2 3. 9 8.45 0.6 23 3 3. 9 12 .35 0.697 Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn ta chọn chung một hệ số k cho 2 tâng nhà + Tầng 1 và tầng 2 chọn: k = 0.6 23 + Tầng 3 chọn : k 0.697 Bảng tính toán tải trọng gió : Tầng H (m) Z (m) k n B (m) Cđ Ch qđ qh (KN/m) (KN/m) 1 4.55 4.55 0.6 23 1.2 3. 8 0.8 0.6 1.886 1.415 2 3. 9 8.45 0.6 23 1.2 3. 8 0.8 0.6 1.886 1.415 3 3.9 12 .35 0.697 1.2 3. 8 0.8 0.6 2.11 1.5 83. .. dầm dọc 0.3x0 .3 25x1.1x0.3x0.3x3.8 2 49.22 Do trọng lượng sàn truyền vào 4.059x (3. 8-0.22)x (3. 8-0.22)/4 Tổng 9.405 Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao 3. 9-0 .3= 3.6m với diện tích giảm yếu của cửa Sgiảmyếu=0.7 (m2) 5.14x3.6x3.8x0.7 3 Kết quả Tải trọng tập trung GA = GD SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang15 13. 01 71. 635 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ GB 1 Giống như mục 1, 2, 3 của GA... mái lớn nhất : mI p ht Kết quả = 0.975x3.8 =3. 705 Đổi ra tải phân bố đều với k=0. 837 I pht 3. 1 = 3. 705 x0. 837 = 3. 1 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang22 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II PBmI = PCmI GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ (kN) Do tải trọng sàn truyền vào mI B P =P mI C = 0.975 × 3. 8 × 3. 8 / 4 = 3. 52 3. 52 (kN) Do tải trọng sàn và tải trọng tường 110 truyền vào: mI PAmI = PD = 3. 52 + 2,96x3.8 =14.76 (kN) SVTH: LÊ... pht = 3x3.8=11.4(kN/m) Đổi ra tải phân bố đều với k=0. 837 p I ht Kết quả 9.542 = 11.4x0. 837 = 9.542 I PAI = PBI = PCI = PD (kN) Do tải trọng sàn truyền vào : 3x3.8x3.8/4=28,8 (kN) SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang20 10. 83 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II A GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ B L2 = 6100 C L1= 2600 D L2 = 6100 p = 3. 6 B = 38 00 4 B = 38 00 3 220 220 220 2 220 P L2 = 6100 A p P L2= 2600 B L2= 6100 C D Sơ đồ phân... = 38 00 3 PIII B L2 = 6100 A p1 III PC L2= 2600 B p PIII D L2= 6100 C Sơ đồ phân hoạt tải 3 – tầng 1,2 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang27 D ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ HOẠT TẢI 3 – TẦNG 1,2 Sàn Sàn tầng 2 ,3 Loại tải trọng và cách tính Kết quả Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang II ptg = 3 × 3. 8 = 11.4 với tung độ lớn nhất : (kN/m) Đổi ra tải phân bố đều với k =0. 837 ... lượng ô sàn hành lang truyền vào: 32 .01 7.052x[ (3. 8-0.22)+ (3. 8-2.6)]x(2.6-0.22)/4=860 ( kN ) 20.057 Tổng tải tập trung GBm = GCm 52.067 Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung : 42. 13 71. 635 21. 13 52.067 52.067 21. 13 10.49 81.615 29.12 81.615 29.12 42. 13 71. 635 5.218 71. 635 81.615 29.12 81.615 29.12 71. 635 5.218 A B C SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang18 D ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ VIII... GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ 1.899 1.425 2.11 1.5 83 1.886 1.415 6020 2640 6020 Sơ đồ gió tác dụng vào khung X.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC : 4550 39 00 39 00 Sử dụng chương trình tính toán kết cấu để tính toán nội lực của khung với sơ đồ phần tử dầm,cột như sau 6020 2640 SVTH: LÊ VĂN TUẤN- LỚP XD K2Trang34 6020 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ Sơ đồ phần tử dầm ,cột của khung Các trường hợp tổ hợp tải trọng : . K2Trang8 ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD: PHAN NGHIÊM VŨ C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 h. VŨ C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 D -30 x60 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 C -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 h =8 cm s h =10 cm s D -30 x30 D-22x30 A B C D h =10 cm s 38 00 38 00 38 00 1 2 3 4 10 610026006100 C -30 x30. 38 00 1 2 3 4 10 610026006100 C -30 x30 D -30 x60 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s h =10 cm s D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D-22x30 D-22x30 D-22x30 D-22x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D -30 x30 D - 2 2 x 3 0 h