Thiết kế khung BTCT nhà dân dụng 5 nhịp 4 tầng

Trang 1

ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2

Đối với sinh viên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp thì môn học kết cấu bê tông cốt thép được xem là môn học “xương sống” Vì thế sau khi hoàn thành môn học cần phải có một đồ án thiết kế để hệ thống lại kiến thức và cũng là quá trình thực tập cho việc làm đồ án tốt nghiệp cũng như phục vụ cho công việc sau này của sinh viên

Tuy nhiên do quá còn thiếu nhiều kinh nghiệm phân tích lựa chọn giải pháp kếtcấu, phương pháp tính toán còn khập khiển đồng thời do điều kiện học tập ở xa

trường không được gặp giáo viên thường xuyên nhất là phần duyệt bản vẽ nên đồ ánkhông thể không có thiếu sót Vì vậy em mong giao viên hướng dẫn chỉ ra các thiếu sót, những điểm chưa hợp lý trong đồ án để khi làm các đồ án tiếp theo em có thể hoàn thành tốt hơn

Em cũng chân thành cám ơn thầy Khổng Trọng Toàn đã tận tình giảng dạy

cũng như hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án

Trang 2

Đối với sinh viên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp thì môn học kết cấu bê tông cốt thép được xem là môn học “xương sống” Vì thế sau khi hoàn thành môn học cần phải có một đồ án thiết kế để hệ thống lại kiến thức và cũng là quá trình thực tập cho việc làm đồ án tốt nghiệp cũng như phục vụ cho công việc sau này của sinh viên

Tuy nhiên do quá còn thiếu nhiều kinh nghiệm phân tích lựa chọn giải pháp kếtcấu, phương pháp tính toán còn khập khiển đồng thời do điều kiện học tập ở xa

trường không được gặp giáo viên thường xuyên nhất là phần duyệt bản vẽ nên đồ ánkhông thể không có thiếu sót Vì vậy em mong giao viên hướng dẫn chỉ ra các thiếu sót, những điểm chưa hợp lý trong đồ án để khi làm các đồ án tiếp theo em có thể hoàn thành tốt hơn

Em cũng chân thành cám ơn thầy Khổng Trọng Toàn đã tận tình giảng dạy

cũng như hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án

GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:2

Trang 3

H 1 (m)

Chiều cao

H 2 (m)

Chiều cao

H 3 (m)

Chiều cao

H 4 (m)

Bước cột A (m)

Bước cột B (m)

Hoạt tải p c

(kN/m 2 )

Vùng gió

Địa hình

Trang 4

2.Lựa chọn giải pháp kết cấu :

Dùng hệ kết cấu thuần khung toàn khối, sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột.

Móng BTCT lắp ghép có chiều sâu chôn móng là 1.5m

II-

SÀN:

Cấu tạo sàn:

1-a) Xác định kích thước bản sàn

h b=( 1

35 ÷ 45)l1 Chọn ô bản có diện tích lớn nhất 3.3x5.7m có l= 7.5m do đó ta chọn h b =100mm

7500

4400 = 1.7 < 2

Trang 5

Trang 6

Trang 7

Trang 8

→ ξ=1−√1−2 α m=1−√1−2 ×0.13=0.14

Trang 9

Trang 10

2) Tính toán tải tác dụng vào dầm dọc truc B:

Xét các ô sàn phía bên trái trục B, ta thấy ngoài tĩnh tải sàn còn có tường toilet xây trên sàn

Vì vậy đẻ đơn giản ta chọn tất cả các ô bản bên trái trục B đều có them tải tường toilet.

Trang 11

Trang 12

Trang 13

Hoạt tải 2

:

Hoạt tải 3:

Trang 14

Hoạt tải 4:

Hoạt tải 5:

Trang 15

Hoạt tải 6:

Hoạt tải 7:

Trang 16

Hoạt tải 8:

Hoạt tải 9:

Trang 17

Hoạt tải 10:

Hoạt tải 11:

Trang 18

Hoạt tải 12:

Hoạt tải 13:

Trang 19

Hoạt tải 14:

Hoạt tải 15:

Trang 20

Hoạt tải 16:

Hoạt tải 17:

Trang 21

Hoạt tải 18:

Hoạt tải 19:

Trang 22

Hoạt tải 20:

3) Tổ hợ nội lực:

Trang 23

TH1: Tĩnh tải (TT) + Hoạt tải 1 (HT1)

Trang 24

Trang 25

- Giả thiết a=3.5 (cm)

- Xác đinh trục trung hòa:

Mf = ϒ b × R b × b f ' × S f '(h0× 0.5 h f ')= 1×115×125×10×(31.5 - 0.5x 10) = 38093.75 (daN.m)

→ Trục trung hòa đi qua cánh chữ T

→ Tính theo tiết diện chữ nhật lớnb f ' ×h=1250 ×350 (mm)

Trang 26

α m= M

γ b R b b h02=

7.19 ×1051×115 ×125 ×31.52=0.252<αR=0.416

Q max=9170 (daN )>4252.2(daN )

Cần tính cốt đai chịu cắt: chọn đai ∅ 6 A sw =28(mm 2 )

ӿ Xác định bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

Trang 27

- Kích thước mặt bằng theo phương dọc nhà: L=48 (m)

- Kích thước mặt bằng theo phương ngang nhà: L=28 (m)

- Sơ đồ tính toán của khung là thể hiện trục của cột và trục của dầm liên kết giữa cột và dầm là các nút cứng, liên kết giữa cột và móng xem như ngàm Cột nhà giảm tiết diện theo chiều cao nên các khung không đồng trục, để đơn giản tính toán ta chọn sơ đồ tính theo trục kiến trúc

1) Chọn sơ bộ kích thước cột:

1.1 Chọn kích thước tiết diện cột:

- Tải trọng tác dụng lên khung chủ yếu là tải trọng đứng do đó ta có thể chọn sơ

bộ kích thước cột theo công thức sau:

Ac: diện tích tiết diện ngang của cột

Rb: cường độ chịu nén của bê tông

N: lực dọc tại chân cột cần tính toán

- Tiết diện đc tính toán gần đúng như sau:

N=ms.qs.As

As: Diện tích mặt sàn truyền tải lên cột

Ms: số sàn phía trên tiết diện ngang đang xét

q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 sàn

Lấy gần đúng: q= (1÷1.4) T/m2

- Để hạn chế độ lệch tâm của các cột đặc biệt là các cột biên ta sẽ thay đổi đều

2÷3 tầng thì thay đổi tiết diện một lần và khống chế tiết diện 2 tâng liền nhau

không chênh lệch qua nhiều

1.2 Sơ đồ diện tích truyền tải vào trục cột:

Trang 28

1.3 Bảng chọn sơ bộ tiết diện cột khung:

(daN/cm2)

ms As (m2)

F

3

0.977

3

0.049

Trang 29

Trang 30

ӿ Tải trọng của tường xây:

ӿ Hoạt tải tác dụng lên sàn:

1.1 Xác định tải trọng gió:

Tải trọng gió phân bố đều trên cột theo chiều cao tang nhà

- Phía gió đẩy:

q đ = wo.n.k.B.Cđ (daN/m)

- Phía gió hút:

q h = wo.n.k.B.Ch (daN/m)

Công trình thuộc vùng áp ực gió IIIB (theo TCVN 2737_1995)

Tra bảng ta có giá trị áp lực gió:

W o = 125 (daN/m2)

K: hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao

B: Diện tích truyền tải

Ch, Cđ: hệ số khí động học phụ thuộc vào mặt đón gió

Trang 31

Tải gió tập trung tại cao trình 13.2 (m):

 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào nút khung trục 5:

2) Tính toán tải trọng tầng 2, 3, 4:

2.1 Tĩnh tải:

a) Trọng lượng bản thân dầm:

Trang 32

Trang 33

ӿ Tường xây trên dầm:

- Tường xây trên dầm trục A, F:

Trang 34

 K2= p c

g s=

480365.2=1.3476

g s+g s t=

480540.8=0.8876

3) Tính toán tải trọng tầng mái:

3.1) Tĩnh tải sàn mái tác dụng vào khung trục 5:

- Vì tính chất truyền tải giữa cấc tầng giống nhau nên hệ số chuyển đổi

Trang 35

 K 1= g sm

g s =

642.48411.2 =1.5625

 K 2 = g sm

g s

=624.48365.2 =1.804

3.2 Hoạt tải sàn mái tác dụng vào khung trục 5:

- Vì tính chất truyền tải của hoạt tải và tĩnh tải là giống nhau nên ta tìm hệ số chuyển đổi:

Trang 36

3.3) Tĩnh tải tác dụng vào nút khung sàn mái:

- Tĩnh tải tác dụng vào nút khung ở tầng mái thì sự truyền tải ở nút khung cũng giống như sàn tầng điển hình nhưng vì sàn mái không có tường xây trên các dầm giữa nên ta tính

tương tự như sàn tầnng điển hình rồi trừ tường ra, riêng các dầm biên có thêm tường 200

mm xung quanh nên ta cần tính thêm tải tường này vào nút khung.

- Trọng lượng tường 20 cm xây tên dầm biên:

3.4) Hoạt tải tác dụng vào nút khung sàn mái:

- Cũng tương tự như tĩnh tải tác dụng vào nút khung ta cũng tính được hoạt tải tác dụng vào nút khung tầng mái dựa vào các tầng đã tính trên.

Trang 37

Trang 38

Hoạt tải 2:

Trang 39

Hoạt tải 3:

Hoạt tải 4:

Trang 40

Hoạt tải 5:

Hoạt tải 6:

Trang 41

Hoạt tải 7:

Hoạt tải 8:

Trang 42

Trang 43

Trang 44

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT:

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC:

4) Tính toán cốt thép cho dầm khung:

3.1 Tính toán cốt thép dọc cho dầm khung:

a) Số liệu tính toán:

- Bê tông cấp độ bền B20

+ Rb= 11.5 (MPa) = 115 (daN/cm2)

Trang 45

ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2+ Rbt= 0.9 (Mpa) =9 (daN/cm2)

Trang 46

- Giả thiết a=5.5 (cm)

- Xác đinh trục trung hòa:

Mf = ϒ b × R b × b f ' × S f '(h0× 0.5 h f ')= 1×115×125×10×(49.5 - 0.5x 10) = 63968.25 (daN.m)

M f =63968.25 (daN.m) > M=19230 (daN.m)

→ Trục trung hòa đi qua cánh chữ T

→ Tính t heo tiết diện chữ nhật lớnb f ' ×h=1250 ×550 (mm)

Trang 47

5) Tính toán và bố trí cốt đai cho dầm:

Từ biểu đồ bao lực cắt xuất ra từ etab ta chọn lực cắt lớn nhất để tính cốt đai cho dầm

Tại các vị trí khác nhau ta có thể lấy theo vị trí tính toán để an toàn

Tiết diên chữ T nằm trong vùng kéo nên có φf=0

- Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc đối với dầm Cốt đai 2 nhánh n=2

- Điều kiện tính toán:

Trang 48

q sw 2=Q min

c o

=6682.5

990 =6.75S=R sw × A sw

Trang 49

Hàm lượng (%)

µ tt (%)

Thép đai GỐI

A 1425000 55 25 5.5 50 115 3650 0.20 0.23 8.90 2d18+2d16 9.11 2.32 0.72 d6a100A-B NHỊP 1912000 55 25 5.5 50 115 3650 0.05 0.06 10.89 2d18+3d16 11.12 2.14 0.88 d6a200 GỐI

BA 2421000 55 25 5.5 50 115 3650 0.34 0.44 17.19 4d18+2d22 17.77 3.38 1.39 d6a100GỐI

CD 253000 25 20 3 22 115 3650 0.23 0.26 3.62 2d14+1d10 3.86 6.50 0.82 d6a100GỐI

A 1396000 55 25 5.5 50 115 3650 0.20 0.22 8.70 2d18+2d16 9.11 4.76 0.7 d6a100A-B NHỊP 1923000 55 25 5.5 50 115 3650 0.05 0.06 10.95 2d18+3d16 11.12 1.54 0.88 d6a200 GỐI

BA 2185000 55 25 5.5 50 115 3650 0.31 0.38 14.97 6d18 15.26 1.97 1.21 d6a100GỐI

Trang 50

GỐI

A 1277000 55 25 5.5 50 115 3650 0.18 0.20 7.86 2d18+2d14 8.16 3.81 0.64 d6a100A-B NHỊP 1993000 55 25 5.5 50 115 3650 0.06 0.06 11.36 2d18+3d16 11.12 -2.13 0.92 d6a200 GỐI

BA 1922000 55 25 5.5 50 115 3650 0.27 0.33 12.71 5d18 12.72 0.08 1.03 d6a100GỐI

GỐI

A-B NHỊP 1442000 55 25 5.5 50 115 3650 0.04 0.04 8.15 2d18+2d14 8.16 0.10 0.66 d6a200 GỐI

BA 1194000 55 25 5.5 50 115 3650 0.17 0.19 7.29 2d14+2d16 7.1 -2.61 0.59 d6a100GỐI

Trang 51

6) Tính toán cốt thép cột:

- Tính toán cột chịu nén lệch tâm tiết diện chữ nhật

- Nội lực được lấy từ bảng tổ hợp nội lực, không xét lực cắt vì lực cắt trong cột

bé, bê tông đủ khả năng chịu cắt

Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc lấy hệ số ảnh hưởng uống dọc là:

- Độ lệch tâm tổng cộng:

e o=1.3+4.65=17.65(mm)

Giả thiết a=a’= 30 (mm)

e = ƞ x eo + h/2 – a’ = 187.46 (mm)

Trang 52

- Chiều cao của miền bê tông chịu nén:

Trang 53

Trang 54

GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:54 SVTH: ĐỖ THỊ XANH

Trang 55

Story-Colum

Local Section

Dept h Widt

-C1 COMB13 0.00 34310.00- -5260.00 -775400.00 -32670.00 0.25 0.35 2.45 1.92 3.00 8.52 LTL(+) 7.55 1.96 2.35 5260.00 100.00 Ok 3d18 7.63 || 1.09%STORY2

-C1 COMBBAOMIN 0.00 61290.00- -6090.00 -894100.00 -51930.00 0.25 0.40 2.45 1.77 3.00 13.32 LTB 8.18 1.86 4.69 6090.00 100.00 Ok 2d18+2d16 9.11 || 11.38%STORY1

-C1 COMB18 4.15 86580.00- -3530.00 575200.00 -70340.00 0.25 0.40 4.15 1.55 3.00 18.82 LTB 6.99 1.59 2.68 3530.00 200.00 Ok 2d18+1d16 7.1 || 1.47%STORY4

-C2 COMBBAOMAX 0.00 13190.00- 5520.00 778700.00 -13340.00 0.25 0.35 2.45 2.42 3.00 3.28 LTL(++) 9.58 2.49 2.73 5520.00 100.00 Ok 4d18 10.17 || 6.19%STORY3

-C2 COMBBAOMAX 0.00 31910.00- 5260.00 775400.00 -32670.00 0.25 0.35 2.45 1.94 3.00 7.93 LTL(+) 7.67 1.99 2.38 5260.00 100.00 Ok 3d18 7.63 || -0.47%STORY2

-C2 COMBBAOMAX 0.00 50120.00- 6090.00 894700.00 -51930.00 0.25 0.40 2.45 1.84 3.00 10.90 LTL(+) 8.47 1.93 4.81 6090.00 100.00 Ok 2d18+2d16 9.11 || 7.48%STORY1

-C2 COMBBAOMIN 4.15 86730.00- 300.00 -575600.00 -70340.00 0.25 0.40 4.15 1.55 3.00 18.85 LTB 7.02 1.60 2.69 300.00 200.00 Ok 2d18+1d16 7.1 || 1.09%STORY4

-C3 COMBBAOMAX 0.00 24550.00- 3540.00 567200.00 -24860.00 0.25 0.35 2.45 1.27 3.00 6.10 LTL(+) 5.13 1.33 4.98 3540.00 100.00 Ok 2d16+1d16 6.03 || 17.43%STORY3

-C3 COMBBAOMAX 0.00 50770.00- 3380.00 530100.00 -50800.00 0.25 0.35 2.45 0.91 3.00 12.61 LTL(+) 3.67 0.95 4.32 3380.00 100.00 Ok 2d16 4.02 || 9.53%STORY2

-C3 COMB26 0.00 96440.00- 6030.00 997300.00 -77220.00 0.30 0.45 2.45 0.89 3.00 18.64 LTB 5.64 0.93 4.57 6030.00 100.00 Ok 2d18 5.09 || -9.75%STORY1

-C3 COMBBAOMIN 4.15

133100.0

-0 -2130.00 -766100.00 -102940.00 0.30 0.45

4.1

5 1.20 3.00 25.72 LTB 7.53 1.24 3.39 2130.00 200.00 Ok 3d18 7.63 || 1.39%STORY4

-C4 COMB14 0.00 25490.00- -3490.00 -560600.00 -24860.00 0.25 0.35 2.45 1.23 3.00 6.33 LTL(+) 4.96 1.29 4.94 3490.00 100.00 Ok 2d18 5.09 || 2.49%STORY3

-C4 COMBBAOMIN 0.00 66370.00- -3340.00 -533900.00 -50800.00 0.25 0.35 2.45 1.07 3.00 16.49 LTB 4.32 1.12 4.53 3340.00 100.00 Ok 2d18 5.09 || 17.84%STORY2

-C4 COMBBAOMIN 0.00 98660.00- -6410.00 -996800.00 -77220.00 0.30 0.45 2.45 0.91 3.00 19.06 LTB 5.79 0.95 4.23 6410.00 100.00 Ok 3d16 6.03 || 4.09%STORY1

130110.0

-0 -5450.00 759200.00 -102940.00 0.30 0.45

4.1

5 1.13 3.00 25.14 LTB 7.06 1.16 3.26 5450.00 200.00 Ok 3d18 7.63 || 8.04%STORY4

-C5 HT1 0.00 -1300.00 40.00 4400.00 -13540.00 0.25 0.35 2.60 0.40 3.00 0.32 LTL(++) 3.08 0.40 0.00 40.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 30.49%STORY3

-C5 HT1 1.30 -1420.00 190.00 12900.00 -27360.00 0.25 0.35 2.60 0.40 3.00 0.35 LTL(++) 3.08 0.40 0.00 190.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 30.49%STORY2

-C5 HT1 0.00 -8580.00 210.00 20200.00 -41990.00 0.25 0.40 2.60 0.40 3.00 1.87 LTL(++) 3.52 0.40 0.00 210.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 14.18%STORY1

-C5 GT 0.00 -170.00 3110.00 367300.00 -57430.00 0.25 0.40 4.30 1.15 3.00 0.04 LTL(++) 5.28 1.20 4.33 3110.00 100.00 Ok 2d18 5.09 || -3.64%STORY4

-C6 HT1 0.00 -1300.00 -40.00 -4400.00 -13540.00 0.25 0.35 2.60 0.40 3.00 0.32 LTL(++) 3.08 0.40 0.00 40.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 30.49%STORY3

-C6 HT1 1.30 -1420.00 -190.00 -12900.00 -27360.00 0.25 0.35 2.60 0.40 3.00 0.35 LTL(++) 3.08 0.40 0.00 190.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 30.49%STORY2

-C6 HT1 0.00 -8580.00 -210.00 -20200.00 -41990.00 0.25 0.40 2.60 0.40 3.00 1.87 LTL(++) 3.52 0.40 0.00 210.00 200.00 Ok 2d16 4.02 || 14.18%STORY1

-C6 GP 0.00 -170.00 -3110.00 -367300.00 -57430.00 0.25 0.40 4.30 1.15 3.00 0.04 LTL(++) 5.28 1.20 4.33 3110.00 100.00 Ok 3d16 6.03 || 14.21%

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	3,33 MB