ĐỒ án tốt NGHIỆP kỹ sư xây DỰNG

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HOC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẦN II KẾT CẤU NHIỆM VỤ ĐƯỢC GIAO: - LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG 2, tÇng MÁI; - TÍNH TOÁN THÉP SÀN TẦNG 2; - TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TẦNG LÊN TẦNG 3; - TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC TẦNG 2; - TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỒNG SƠN SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRƯƠNG QUANG VINH LỚP : TCXH2010 I LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ: Tải trọng ngang: Một nhân tố chủ yếu thiết kế nhà cao tầng tải trọng ngang, tải trọng ngang gây nội lực chuyển vị lớn Theo tăng lên chiều cao, chuyển vị ngang tăng lên nhanh gây số hậu bất lợi như: làm kết cấu tăng thêm nội lực phụ dẫn đến phá hoại công trình, (nứt, gãy…) tường số trang trí Giảm trọng lượng thân: Việc giảm trọng lượng thân có ý nghĩa quan trọng giảm trọng lượng thân làm giảm áp lực tác dụng xuống đất đồng thời trọng lượng giảm nên tác động gió động tác động động đất giảm đem đến hiệu hệ kết cấu nhỏ gọn hơn, tiết kiệm vật liệu, tăng hiệu kiến trúc LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU: a, Các giải pháp kết cấu: Theo liệu kiến trúc hình dáng chiều cao nhà, không gian bên yêu cầu giải pháp kết cấu là: Hệ tường chịu lực Trong hệ cấu kiện thẳng đứng chịu lực nhà tường phẳng Tải trọng ngang truyền đến tường qua sàn Các tường cứng làm việc công xon có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao không lớn yêu cầu không gian bên không cao (không yêu cầu có không gian lớn bên trong) Hệ khung chịu lực Hệ tạo thành từ đứng ngang dầm liên kết cứng chỗ giao gọi nút Các khung phẳng liên kết với qua dầm dọc tạo thành khung không gian Hệ kết cấu khắc phục nhược điểm hệ tường chịu lực b, Lựa chọn hệ kết cấu cho công trình: SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Qua phân tích cách sơ ta nhận thấy hệ kết cấu nhà có ưu, nhược điểm riêng Đối với công trình này, công trình có công nhà trụ sở làm việc nên dùng hệ khung chịu lực c, Chọn giải pháp kết cấu sàn: Thông thường có giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sườn, sàn ô cờ + Với sàn nấm: Khối lượng bê tông lớn nên giá thành cao, khối lượng công trình lớn kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lượng mà tăng lên Ngoài tác dụng gió động động đất khối lượng lượng tham gia dao động lớn ⇒ Lực quán tính lớn ⇒ Nội lực lớn làm cho cấu tạo cấu kiện nặng nề hiệu mặt giá thành kiến trúc - Ưu điểm sàn nấm chiều cao tầng giảm nên chiều cao nhà có số tầng lớn Tuy nhiên để cấp nước cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên ưu điểm giá trị cao + Với sàn sườn: Do độ cứng ngang công trình lớn nên khối lượng bê tông nhỏ ⇒ Khối lượng dao động giảm ⇒ Nội lực giảm ⇒ Tiết kiệm bê tông thép độ cứng công trình lớn nên chuyển vị ngang giảm tạo tâm lí thoải mái cho người sử dụng - Nhược điểm sàn sườn chiều cao tầng lớn thi công phức tạp phưong án sàn nấm, biến dạng độ võng lớn, nhiên phương án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng + Với sàn ô cờ: Khối lượng công trình nhỏ nhất, độ cứng ngang công trình lớn, nội lực giảm ⇒ tiết kiệm cốt thép, tăng độ cứng sàn, giảm chiều dày đặc biệt biến dạng độ võng rất nhỏ; Qua phân tích, so sánh phương án ta chọn phương án dùng sàn ô cờ Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, Giải pháp kết cấu lựa chọn tải trọng tác dụng lên công trình để thiết kế mặt kết cấu cho sàn Mặt kết cấu thể vẽ KC 01 KC 02 I CƠ SỞ TÍNH TOÁN SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Hồ sơ kiến trúc công trình - Bản vẽ mặt tầng 1; - Bản vẽ mặt tầng điển hình; - Bản vẽ mặt tầng mái; - Bản vẽ mặt cắt 1-1; - Bản vẽ mặt cắt 2-2 Tiêu chuẩn quy phạm áp dụng tính toán (Tất cấu kiện công trình điều tính theo tiêu chuẩn Việt Nam) - TCVN 2737 - 1995 (Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế) - TCVN 356 - 2005 (Kết cấu BT BTCT - Tiêu chuẩn thiết kế) - TCVN 5574 - 1991 (Kết cấu Thép - Tiêu chuẩn thiết kế) - TCVN10304 - 2014 (Nền, Nhà công trình - Tiêu chuẩn thiết kế) Vật liệu xây dựng Bê tông móng thân công trình B20 có: Rb= 11,5 MPa ; Rbt= 0,9 Mpa Cốt thép CI cho loại thép có đường kính nhỏ 10 có: Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw =175 MPa Cốt thép CII cho loại thép có đường kính lớn 10 có: Rs = Rsc = 280 MPa; Rsw = 225 MPa Tường ngăn tường bao che xây gạch đặc dầy 110 220 tùy vào kiên trúc vữa XM Mác 75# Phân tích giải pháp kết cấu Công trình dùng hệ khung bê tông cốt thép chịu lực, bao quanh sơ đồ sàn dầm bê tông cốt thép liên kết sàn với dầm bê tông cốt thép bao quanh liên kết ngàm Vì sàn công trình loại liên tục SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm cột khung a Chọn tiết diện dầm * Dầm khung l = 5,42 m (nhịp E- G) - Chiều cao dầm nhịp E-G: 1  1  h d =  ÷ ÷L =  ÷ ÷ 5,42 = (0,67 ÷ 0,45)m  12   12  - Chọn hd = 600 mm 1 1 1 1 b d =  ÷ ÷h d =  ÷ ÷ 0,5 = (0,25÷0,125) 2 4 2 4 - Chọn bd = 220 mm ⇒ b × h = (220 × 600)mm - Trọng lượng cho 1m dài dầm kể lớp trát (hệ số tin cậy loại tải trọng khối lượng lấy tc 2737 trang 10, bảng 1): g1 = b.h.γBTCT.n + Σbtr δ γ.nvtr g1 = [0,22.0,6.25.1,1]+ [(0,6+0,6+0,22).0,015.18.1,3] = 6,37 kN/m * Dầm khung l = 1,78 m (nhịp E-D): - Chiều cao dầm: 1  1  h d =  ÷ ÷L =  ÷ ÷ 1,78 = (0,225÷0,148)m  12   12  - Chọn hd = 0,35 mm 1 1 1 1 b d =  ÷ ÷h d =  ÷ ÷ 0,4 = (0,2÷0,1) 2 4 2 4 - Chọn bd = 220 (tiện cho thi công) ⇒ b × h = (220 × 350)mm - Trọng lượng cho 1m dài dầm kể lớp trát: SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 g2 = b.h.γBTCT.n + Σbtr δ γ.nvtr g2 = [0,22.0,30 25.1,1] +[(0,30 + 0,30 + 0,22) 0,015.18.1,3] = 2,8 KN/m b Chọn tiết diện dầm dọc - Chiều cao dầm nhịp: l = 3,3m 1 1 1 1 h d =  ÷ ÷L =  ÷ ÷ 3,3 = (0,275÷0,183)m  12 18   12 18  - Chọn hd = 350 1 1 1 1 b d =  ÷ ÷h d =  ÷ ÷ 0,400 = ( 0,2 ÷0,1)m 2 4 2 4 - Chọn bd = 220 ⇒ b × h = 220 × 350 - Trọng lượng cho 1m dài dầm kể lớp trát: gdp = b.h.γBTCT.n + Σbtr δ γ.nvtr gdp = [0,22.0,35.25.1,1]+ [(0,35+0,35+0,22).0,015.18.1,3] = 2,77 kN/m c Chọn tiết diện sàn Chiều dày xác định sơ theo công thức: hb = D l m h ct :chieu cao cau tao  h b ≥ h sd : chieu cao su dung h : chieu cao chiu luc  cl Đảm bảo: Chiều dày lựa chọn nhỏ điều kiện khối lượng bê tông chủ yếu tập chung L: nhịp D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản.(D = 0,8-1,4) SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 m: hệ số phụ thuộc vào liên kết bản: với bản: +) kê bốn cạnh thì: m = 35 - 45 +) loại dầm thì: m = 30 - 35 Với kê cạnh, liên tục lấy m = 40 tải trọng nhỏ lấy D = 1,2 l: Cạnh ngắn ô bản; l = 3,9 m (ô sàn lớn nhất) hb = 1,2 390 = 11,7 cm 40 - Chọn hb = 10 cm cho toàn sàn nhà tầng * Tĩnh tải: - Tĩnh tải sàn gồm: Các lớp sàn Tải trọng TC gtc (kN/m2) H.s vượt tải (n) Tải trọng TT: gtt (kN/m2) - Sàn lát gạch CERAMIC 60x60cm : 0,2 1, 0,22 0,36 1, 0,468 2,5 1, 2,75 0,27 1, 0,351 δ = 0,01m γ = 20 kN/m3: 0,01.20 = 0,2 - Lớp vữa lót:δ = 0,02m,γ = 18kN/m3 0,02.18 = 0,36 - Bản sàn BTCT: δ = 0,1m,γ = 25 kN/m3 0,1.25 = 2,5 - Vữa XM trát trần: δ = 0,015m,γ = 18 kN/m3 0,015.18 = 0, 27 Cộng 3,789 Bảng I.1 TĨNH TẢI SÀN - Tĩnh tải sàn khu vệ sinh: Bảng tải tác dụng lên sàn khu vệ sinh SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Tải trọng Hệ số tiêu chuẩn vượt tải gtc (kN/m2) (n) Các lớp sàn - Sàn lát gạch chống trơn : δ = 0,01m γ = 20 kN/m3: 0,01.20 = 0,2 - Thiết bị sinh - Lớp vữa lót δ = 0,02m, γ = 18kN/m3 0,02.18 = 0,36 - Bản sàn BTCT: δ = 0,1m, γ = 25kN/m3 0,1.25 = 2,5 - Vữa XM trát trần: δ = 0,015m, γ = 18kN/m3 Tải trọng tính toán gtt (kN/m2) 0,2 1,1 0,22 0,5 1,1 0,55 0,36 1,3 0,468 2,5 1,1 2,75 0,27 1,3 0,351 1,25 1,1 1,375 0,015.18 = 0,27 Lớp chống thấm δ = 0,05 m, γ = 25 kN/m3 0,05 25 = 1,25 Cộng 5,714 Bảng I.2 TĨNH TẢI SÀN VỆ SINH - Phần tĩnh tải trọng lượng thân lớp sàn tác dụng 1m2 mặt sàn xác định theo bảng * Hoạt tải: - Phần hoạt tải tác dụng 1m2 mặt sàn xác định (Theo TCVN 2737 1995) Bảng hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Loại phòng - Phòng khách Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc (kN/m2) Hệ số vượt tải (n) 1,5 1,3 SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 Hoạt tải tính toán Ptt (kN/m2) 1,95 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC - Phòng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 1,5 1,3 1,95 - Phòng tắm, vệ sinh, ban công 1,2 2,4 - Cầu thang 1,2 3,6 - Mái bằng,mái dốc BTCT 0,75 1,3 0,975 1,2 3,6 - Hành lang BẢNG I.3 BẢNG HOẠT TẢI CÁC PHÒNG d Chọn kích thước tiết diện cột * Tính cột trục E: - Diện tích tiết diện ngang cột trục 6, trục E Fb = b h = k N/Rb k = 0,9 ÷ 1,1 cấu kiện chịu nén tâm k = 1,2 ÷ 1,5 cấu kiện chịu nén lệch tâm Lấy k =1,5 - Bê tông cột B20; Rb = 11,5 MPa; Rb = 0,9Mpa - Khi tính N coi dầm gắn lên cột dầm đơn giản chuyền phản lực vào đầu dầm cột N lực dọc tác dụng vào cột tầng - Diện tích chuyền tải trọng lớn dồn vào cột trục C2 3,6x4,2 m - Suy ra: N = S.q.n với (q = 10 kN/m2 tải trọng phân bố m2 sàn, giả thiết 10 – 12 kN/m2 n: số tầng n = tầng) HÌNH I.1 DIỆN TÍCH TRUYỀN TẢI CỘT TRỤC E SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 - Diện tích chuyền tải là: A = 3,6.4,2 = 15,12 m2 - Ta có : N = 15,12.10.5 = 756 kN - Vậy suy ra: 1,5.756.103 Ab = = 98609 mm = 986,1 cm 11,5 ⇒ Chọn tiết diện cột: Trục E (220x600) Trọng lượng thân cột: Gcột = b.h.γBTCT.n + Σbtr δ γ.nvtr Gcột = [0,22.0,6.25.1,1]+ [(0,22+0,6).2.0,015.18.1,3] = 4,5 kN * Kiểm tra tiết diện cột theo điều kiện ôn định: λ ≤ [λbgh ] = 31 - Giả thiết khung ngàm vào móng độ sâu 1,2 m - Kiểm tra với cột tầng có độ cao l = 3,6 + 1,2 = 4,8 m tầng 1: lo = ψ l = 0,7.4,8 = 3,36(m) tầng 2÷5: lo = ψ l = 0,7.3,6 = 2,52 (m) - Độ mảnh λ cột: SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 10 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC PI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Do tải trọng sênô truyền vào: 0,965 0,975x0,45x3,3=1,93 0,965 Bảng Hoạt tải tầng mái Tải trọng gió: Tải trọng gió gồm thành phần tĩnh động Đối với công trình dân dụng có chiều cao < 40 m cần tính với thành phần gió tĩnh - Tải trọng gió phân bố m2 bề mặt thẳng đứng công công trình tính sau: W = n × W0 × k × c Trong đó: n: Hệ số độ tin cậy n = 1,2 W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (công trình thành phố Vĩnh Yên thuộc khu vực II-B có W0 = 95 kG/ m2 ) K: Hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao dạng địa hình ( lấy theo địa hình B ) C: Hệ số khí động: + Phía đón gió C = + 0,8 + Phía hút gió C = - 0,6 - Tải trọng gió phân bố đều: q = W×B = n ×W0×k × c ×B → qđ = n ×W0 × k × cđ × B → qh = n × W0 × k ×ch ×B Với B: chiều rộng tường chịu áp lực gió ( B = bước cột ) - Tính hệ số k: Tính cách nội suy: + Tầng 1: Cao độ 3,6 + 1,2 = 4,8 m có hệ số SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 k1 = 0,88 TRANG 69 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 + Tầng 2: Cao độ 5,1 + 3,6 = 8,7 m có hệ số k2 = 0,97 + Tầng 3: Cao độ 8,7 + 3,6 = 12,3 m có hệ số k3 = 1,04 + Tầng 4: Cao độ 12,3 + 3,6 = 15,9 m có hệ số k4 = 1,09 + Tầng 5: Cao độ 15,9 + 3,6=19,5 m có hệ số k5 = 1,13 a Tính tải trọng gió phân bố đều: Bảng Tải trọng gió phân bố Loại h W0 tải (m) (kN/m2) q1đ,h 4,8 0,95 1,2 q2đ,h 8,4 0,95 q3đ,h 12 q4đ,h q5đ,h n B qd qh (kN/m) (kN/m) +2,21 -1,66 k Cd Ch 3,3 0,88 +0,8 - 0,6 1,2 3,3 0,97 +0,8 - 0,6 +2,43 -1,82 0,95 1,2 3,3 1,04 +0,8 - 0,6 +2,6 -1,96 15,6 0,95 1,2 3,3 1,09 +0,8 - 0,6 +2,7 -2,05 19,2 0,95 1,2 3,3 1,13 +0,8 - 0,6 +2,83 -2,12 (m) Tải trọng gió tác dụng vào tường chắn mái chắn sê nô quy nút khung dạng tải tập trung: P = W×B = n×W0×K×c ×B×H Tại mái tầng 5: * Gió đẩy : P = 2,31 kN * Gió hút : P = 1,74 kN SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 70 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 SƠ ĐỒ KHUNG TÊN CẤU KIỆN TĨNH TẢI HOẠT TẢI HOẠT TẢI GIÓ PHẢI GIÓ TRÁI SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 71 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM CỘT III.1 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM KHUNG K6 Số liệu tính toán: BT mác B20 có Rb= 115 daN/cm2 , Rbt= daN/cm2 Thép AII có Rs=Rsc=2800 daN/cm2 Thép đai AI có Rsw= 1750 daN/cm2 ζR = 0.58 Ta tính toán đại diện cho dầm thuộc tầng 1.Cơ sở lý thuyết : - Dầm tính toán thuộc cấu kiện chịu uốn, cấu kiện thường gặp thực tế, nội lực xuất cấu kiện chịu uốn gồm mômen M lực cắt Q - Thí nghiệm dầm đơn giản chịu tải trọng tăng dần : SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 72 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 + Khi tải trọng nhỏ : Dầm chưa nứt + Khi tải trọng đủ lớn : Xuất khe nứt thẳng góc với trục dầm chỗ có M lớn khe nứt nghiêng với trục dầm chổ có Q lớn (gần gối tựa) - Như dầm chịu uốn bị phá hoại tiết diện có khe nứt thẳng góc tiết diện có khe nứt nghiêng Đó tiết diện cần phải tính toán 2.Tính toán dầm khung K6:  Tính toán cốt thép dọc cho dầm : - Từ M tính : + αm = M M As = γ b Rbbho ; ξ = − − 2α m ; Rs × ζ × ho ; α m ≤ α R ; ξ ≤ ξ R + Ta giả thiết a = 40( mm) + Với : b ; ho = h − a + Thép AII ( φ ≥ 10 ) dùng tính thép chịu lực : Rs = Rsc = 280( MPa) = 280.105 ( daN / m2 ) ; Rsw = 225( MPa ) = 225.105 ( daN / m ) α R = 0, 418 ; µmin = 0, 05% ≤ µ = ; ξ R = 0,595 As ξ γ R 0,595.1.14,5 ≤ µ max = R b b = = 3, 08% bh0 Rs 280  Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2, nhịp GE, phần tử D1-300x600): Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn nội lực nguy hiểm cho dầm: - Gối G : MG= -151,2 (KN.m) - Gối E : ME= -143,22 (daN.m) - Giữa nhịp GE: MGE=72,84 (KN.m) SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 73 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 m=151,2kn.m m=143,22kn.m D1 72,84kn.m a Tính cốt thép cho gối G(Moment âm): Với tiết diện chịu mômen âm: Cánh vùng chịu kéo, tính toán theo tiết diện chữ nhật MG = -151,2 (KN.m) αm = M 15120.18 = = 0, 22 < α R = 0, 418 Rb bho 11,5.105 × 0,3 × 0, 662 ζ = 0,5 × (1 + − 2α m ) = 0,5 × (1 + − 2.0, 22 ) = 0,87 M1 15120 = = 1, 41.10−3 (m ) = 14,1(cm ) As = Rs × ζ × ho 280.10 × 0,87 × 0,56 14,1 100% = 1, 04% µ% = 30 × 66 >µmin% = 0,05% Chọn As = 1460(cm2) b Tính cốt thép cho gối E (Moment âm): Với tiết diện chịu mômen âm: Cánh vùng chịu kéo, tính toán theo tiết diện chữ nhật MA = -143,22 (KN.m) αm = M 143, 22 = = 0, 25 < α R = 0, 418 Rb bho 11,5.105 × 0,3 × 0,562 ζ = 0,5 × (1 + − 2α m ) = 0,5 × (1 + − 2.0, 25 ) = 0,853 M1 14322 = = 1,35.10 −3 ( m ) = 13,5(cm ) As = Rs × ζ × ho 280.10 × 0,853 × 0, 66 14, 100% = 1, 2% µ% = 30 × 66 >µmin% = 0,05% Chọn As = 1460(cm2) SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 74 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 c Tính cốt thép cho nhịp GE (Moment dương): Với tiết diện chịu mômen dương: MGE=72,84 (KN.m) - Cánh nằm vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn, chiều rộng cánh đưa vào tính toán là: bf = b + 2Sf Trong đó: Sfđộ vươn cánh không lớn giá trị sau: + 1/6 nhịp dầm khung: Sf M = 54,42 ( KN m ) → Trục trung hòa qua cánh, tính toán theo tiết diện: hxbf= 60x22(cm) αm = M 7284 = = 0, 08 < α R = 0, 418 Rb bho 11,5.10 × 2, × 0,562 ζ = 0,5 × (1 + − 2α m ) = 0,5 × (1 + − 2.0, 08 ) = 0,96 M1 7284 = = 6,92.10−4 (m ) = 6,92(cm2 ) R × ζ × h 280.10 × 0,96 × ,56 o As = s 6,92 100% = 0, 44% µ% = 22 × 56 >µmin% = 0,05% Chọn As = 710mm2 a) Tính toán cốt đai Để đơn giản thi công, ta tính toán cốt đai cho dầm có lực cắt lớn bố trí tương tự cho dầm lại SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 75 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, lực cắt lớn dầm nhịp 8,1 m: => Qmax = 123,16 kN Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo phương ứng suất nén chính: 0.3 × Rn × b × h0 = 0.3 ×115 ×10−2 × 22 × 56 = 683,1kN > Qmax = 123,16kN =>Dầm đủ khả chịu ứng suất nén Kiểm tra cần thiết đặt cốt đai, ta có : Qb = ϕb × R k × b × h = 0, × 90 × 22 × 56 = 106920daN = 106,92 kN => Phải tính toán cốt đai Tính Mb theo công thức: M b = ϕb × (1 + ϕ k + ϕ n ) × R k × b × h = ×1× 0, × 220 × 560 = 235224 ×103 daNmm = 235, 224kNm Có : q1 = g +0.5 p = (15,36+0,3x0,7x25x1,1)+0.5x3,45= 22,86 kN/m Qb1 = M b × q1 = 235, 224 × 22,86 = 146, 66 kN c0* = => Có Mb 235, 224 = = 3,9m Q − Qb1 206,86 − 146, 66 M b 235, 224 = = 2.4m < c0* q1 22,86 c0* = c = M b ×190.57 = = 2.55m Q 149.15 c0* = c = 2M b × 235, 244 = = 2.27m Q 206,86 => => Q − M b / c − q1 × c 206,86 − 235, 224 / 2, 27 − 22, 86 × 2, 27 = = 22, 61kN / m c0 2, 27 Qb 106, 92 = = 81kN / m 2h0 × 0.66 Q − Qb1 206,86 − 146, 66 = = 60, 2kN / m 2h0 × 0.56 qsw =  Q − Qb1 Qb qsw ≥  ; h 2h0   ÷ => qsw = 81kN / m  Chọn cốt đai ∅6 có : Asw= 0,208 cm2, số nhánh n=2 + Khoảng cách tính toán cốt đai: s tt = Rsw × n × a 1750 × × 0, 208 = = 21, 7cm qsw 81 + Khoảng cách lớn cốt đai: ϕb × Rk × b × h 20 1.5 × × 22 × 56 s max = Q = 20686 = 85,3cm SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 76 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 + Khoảng cách cấu tạo cốt đai: Vì h=60cm> 45cm nên công thức tính khoảng cách cấu tạo sau:  h sct =  ;50cm ÷ = 20cm 3  + Khoảng cách thiết kế cốt đai: s = ( stt ; sct ; smax ) = 21, 7cm => Vậy chọn cốt đai ∅6 a200 cho dầm  Tính toán cốt đai cho dầm tầng 2, nhịp ED, phần tử D2-22x35): + Nội lực dùng để tính cốt đai: Qmax = 45,35 kN + Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: 0.3 × Rn × b × h0 = 0.3 ×105 ×10 −2 × 22 × 31 = 434, kN > Qmax = 33.16 kN => Dầm đủ khả chịu ứng suất nén + Kiểm tra cần thiết đặt cốt đai, ta có : Qb = ϕb3 × R k × b × h = 0.6 ×10,5 × 22 × 31 = 8694daN = 86,94kN > Q = 74,92 kN => Không cần phải tính toán cốt đai => Cốt thép đai chọn bố trí theo cấu tạo ∅6 a200 III.2 Tính toán cốt thép cho cột Tính toán cốt thép dọc 3.1.Tính toán cốt thép dọc cho cột tầng trục 6-E (cột số 18) (phần tử 18- kích thước bxh = 22x60cm) a) Số liệu tính toán - Chiều dài tính toán: lo = 0,7H = 0,7.4,8 = 3,36m = 336cm Giả thiết a = a’ = 4cm → h0 = h – a = 60 – = 56cm Za= h0– a’ = 56 - = 52 cm l 336 λh = o = = 5, < h 60 Độ mảnh: → Bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc Lấy hệ số ảnh hưởng uốn dọc η =1 - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: 1 1 ea = max( H ; hc ) = max( 480; 60) = 600 30 600 30 Bảng 1: Nội lực độ lệch tâm cột Cặp Ký hiệu Đặc điểm M N e1=M/N ea nội bảng cặp nội (KN.m) (KN) (cm) (cm) lực tổ hợp lực -78,77 -569,06 17,8 2,33 1- emax SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 eo= max(e1,ea) (cm) 17,8 TRANG 77 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC 1-10 |M|max 1-14 Nmax ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 92,54 -758,27 15,5 2,33 15,5 85,22 833,16 13 2,33 13 b) Tính cốt thép đối xứng cho cặp M = 78,77KN.m N= -569,06KN e = ηe0 – a + h/2 = 1.17,8 – + 60/2 = 43,8cm Bê tông cấp độ bền B20, thép AII →ξR = 0,623 N 569, 06 x= = = 22,16cm Rbb 115.22 ξRh0= 0,623x 56 = 34,88 cm Xảy trường hợp a’ < x < ξRh0 xảy trường hợp sau:  Diện tích cốt thép : Ne − Rb b.x.(h0 − 0,5.x) 56906.43,8 − 115.22.22,16.(56 − 0,5.22,16) = Rsc Z a 2800 × 52 = 20,26 cm As' = c) Tính cốt thép đối xứng cho cặp M = -92,54KN.m N= -758,27KN e = ηe0 – a + h/2 = 1.15,5 – + 60/2 = 41,5m Bê tông cấp độ bền B20, thép AII →ξR = 0,623 N 75827 x= = = 29,98cm Rbb 115.22 ξRh0= 0,693x 56 = 38,8 cm Xảy trường hợp a’ < x < ξRh0 xảy trường hợp sau:  Diện tích cốt thép : Ne − Rb b.x.(h0 − 0,5.x ) 75627.41,5 − 115.22.29,98.(56 − 0,5.29,98) = Rsc Z a 2800 × 52 = 19,4 cm As' = a Tính cốt thép đối xứng cho cặp M = 85,32KN.m N= 833,16 KN e = ηe0 – a + h/2 = 1.13 – + 60/2 = 39cm SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 78 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Bê tông cấp độ bền B20, thép AII →ξR = 0,623 N 85320 x= = = 32,9cm Rb b 115.22 ξRh0= 0,623x 56 = 34,88 cm Xảy trường hợp a’ < x < ξRh0 xảy trường hợp sau:  Diện tích cốt thép : Ne − Rb b.x.(h0 − 0,5.x) 83259.39 − 115.22.32,9.(56 − 0,5.32,9) = Rsc Z a 2800 × 52 = 18,56 cm2 As' = 3.2.Tính toán cốt thép đai Do lực cắt cột nhỏ so với khả chịu cắt bê tông → cần đặt cốt đai theo cấu tạo Đường kính cốt đai lấy sau: 16 ∅ đ≥ max( ∅ max ; mm) = max( mm; mm) = mm Ta chọn cốt đai ϕ nhóm AI + Khoảng cách cốt đai s - Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc s ≤ (10ϕ ;500mm) = (10 x16;500) = 160(mm) Chọn s = 100 (mm) - Các đoạn lại s ≤ (15ϕmin ;500mm) = (15 x16;500) = 240( mm) Chọn s = 200 (mm) VI TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC TẦNG Sơ đồ tính dầm dọc dầm liên tục tựa khớp đầu cột Khích thước dầm dọc sơ chọn trước bxh = 220 x 300mm Trọng lượng mét dài dầm dọc kể trát 2,43 kN/m Xác định tải trọng tác dụng lên dầm dọc Tĩnh tải: Hình VI.1 Sơ đồ truyền tải vào dầm dọc D1 SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 3845 5100 2070 1 1246 1612 5100 1365 2 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC 1520 1780 3300 3300 3300 13200 f e d 37,45kN 1520 1780 3300 c 3300 c 3300 13200 f E D C B A Bảng Tính toán tĩnh tác dụng vào dầm dọc D1 Tải phân bố Ký Nguyên nhân - Cách tính hiệu Do dầm dọc D1-1, 220x300 Giá trị Tổng kN/m kN/m 2,1 g1 Do tường dọc: 0,7x 18,42 12,89 Do sàn Ô9 truyền vào: 0,66x5,714x1,52/2 2,87 Do sàn Ô12 truyền vào: 0,68x5,714 x1,612/2 3,13 20,99 Do tường dọc: 0,7x 18,42 g2 Do dầm dọc D1-2, 220x300 Do sàn Ô3 truyền vào: 3,789x3,3/2x0,82 Do dầm dọc D1-1, 220x300 g3 Do tường dọc: 0,7x 18,42 Do sàn Ô5 truyền vào: 5,741x0,623 12,89 2,1 20,12 5,13 2,1 12,89 18,57 3,58 Ký Tải tập trung Nguyên nhân - Cách tính SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 Giá trị Tổng TRANG 80 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 hiệu kN/m G1 Do dầm 150x300: 25x0,15x0,3x1,1x5,1 6,31 Do sàn Ô9 truyền lên dầm dọc2,87x0,806 2,31 Do sàn Ô12 truyền lên dầm dọc3,13x0,806 2,52 kN/m 37,45 Do tường xây dầm: 10,5x0,7x3,58 26,31 Hoạt tải: Hình VI.2 Hoạt tải tác dụng vào dầm dọc D1 P1 1520 1780 3300 3300 3300 13200 f E D C B A Hoạt tải SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 81 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC 1520 1780 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 3300 3300 3300 13200 f E D C B A Hoạt tải Bảng Tính toán hoạt tải tác dụng vào dầm dọc D1 Tải phân bố Ký Nguyên nhân - Cách tính hiệu Giá trị Tổng kN/m kN/m p1 Do sàn Ô9 truyền vào: 0,66x2,4x1,52/2 1, Do sàn Ô12 truyền vào: 0,68x2,4x1,612/2 1,32 2,52 p2 Do sàn Ô3 truyền vào: 0,82x1,95x3,3/2 2,64 2,64 1,5 1,5 p3 Do sàn Ô5 truyền vào: 2,4 x1,246/2 Tải tập trung Ký hiệu P1 Nguyên nhân - Cách tính Giá trị Tổng kN/m kN/m Do sàn Ô9, Ô12 truyền lên dầm 1,2x1,612/2+1,32x1,612/2 2,03 2,03 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm dọc trục tầng 3.1 Các tải trọng tác dụng lên dầm dọc bao gồm: a Phương án tải trọng (Tĩnh tải) b Phương án tải trọng (Hoạt tải 1) c Phương án tải trọng ( hoạt tải 2) SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 82 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA TẠI CHỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHOÁ 2010 - 2015 Ta sử dụng chương trình KCW2010 V5.70 để tính nội lực cho dầm dọc SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH LỚP: TCXH2010 TRANG 83 ... ai, din tớch cn thit l: Asw = P/Rsw = 14,97.103/175 = 85,5 mm2 Dựng 6, nhỏnh thỡ s cn thit l: Chọn đai có a sw = 28,3mm , số nhánh đai n s = Số lợng đai cần thiết là: n= A sw 85,5 = = 1,51 ns... dy ca bn c bit bin dng v vừng rt rt nh; Qua phõn tớch, so sỏnh cỏc phng ỏn trờn ta chn phng ỏn dựng sn ụ c Da vo h s kin trỳc cụng trỡnh, Gii phỏp kt cu ó la chn v ti trng tỏc dng lờn cụng trỡnh... xõy gch c dy 110 hoc 220 tựy vo kiờn trỳc bng va XM Mỏc 75# Phõn tớch gii phỏp kt cu Cụng trỡnh dựng h khung bờ tụng ct thộp chu lc, ú bao quanh s sn l cỏc dm bờ tụng ct thộp vỡ th liờn kt bn