Đồ snd môn Bê tông cốt thép 2 nhà dạng khung

thiết kế nhà trường học 4 tầng 2 nhịp 6 phòng...................................................................................................................................................................................................................................................................

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời gian thực hiện đồ án em đã cố gắng nỗ lực để đạt kết quả tốt nhất, tìm

hiểu những điều mình chưa được học trên giảng đường Nhưng vẫn gặp một số khó

khăn nhất định.Do là kiến thức bản thân còn hạn chế nên ảnh hưởng phần nào đến “chất

lượng” tính toán của đồ án

Tuy nhiên em cũng đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ Chắc chắn đồ án này còn

nhiều sai sót Rất mong nhận được sự quan tâm và những đóng góp ý kiến từ thầy cô và

bạn bè để em kịp thời khắc phục, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Xây Dựng trường Đại Học Thành

Đông, thầy VŨ VĂN HIỆP đã tận tình hướng dẫn - truyền đạt những kiến thức chuyên

môn - những kinh nghiệm thực tế cho em trong suốt quá trình học tập tại trường cũng

như thời gian làm đồ án

Trong thời gian làm đồ án môn học em đã nhận được sự giúp từ nhiều thầy cô, với

tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn:

 Thầy VŨ VĂN HIỆP: Giáo viên hướng đồ án

Sau cùng tôi xin gởi lời cảm ơn tới người thân, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó và

cùng học tập, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình hoàn thành

đồ án môn học này

Lai Châu, ngày tháng năm 2016

Người thực hiện

THIẾT KẾ NHÀ TRƯỜNG HỌC 4 TẦNG

I - Giới thiệu về công trình:

Một nhà trường học 4 tầng được xây dựng theo dạng khung nhà bê tông cốt thépgồm có 2 nhịp và 6 bước cột, kích thước được cho trong bản vẽ

- Địa điểm xây dựng tại vùng gió IIB

III - Vật liệu sử dụng cho thiết kế :

1 Bê tông :

Bê tông có cấp độ bền B15 có:

+ khối lượng riêng γ = 2500 Kg/m2

+ cường độ chịu nén tính toán Rn = 8,5 Mpa

+ cường độ chịu kéo tính toán Rk = 0,75 Mpa

+ mođun đàn hồi E = 27000 Mpa

2 Cốt thép :

Cốt thép cấu tạo sử dụng là nhóm thép CI (<Φ 10) có:Φ 10) có:

+ cường độ chịu kéo tính toán Rs = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

+ cường độ chịu nén tính toán Rsc = 225 MPa

Cốt thép chịu lực sử dụng nhóm thép CII (Φ ≥ 10) có:

+ cường độ chịu kéo tính toán Rs =280 MPa, Rsw = 225 MPa

+ cường độ chịu nén tính toán Rsc = 280 MPa

IV- Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột :

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

a Sàn phòng học : kích thước Lngắn = B = 3,9m; Ldài = 6,0 m

Được xác định theo công thức của tác giả Lê Bá Huế :



8 37

3.9 0.65 6.0

ng dài

L L

p

Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT)

C u t o v t i tr ng các l p v t li u s nấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn ải trọng các lớp vật liệu sàn ọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ật liệu sàn ệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn

Gạch ceramic dày 10 mm, 0 = 2000 daN/

Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng :

0 h.n 100 2500 0 , 1 1 , 1 375daN/m g

3.9

ng dài

L L

Vậy nếu kể đến trọng lượng bản thân sàn BTCT thì

Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang :

Tỉnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT)

C u t o v t i tr ng các l p v t li u máiấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn à tải trọng các lớp vật liệu sàn ải trọng các lớp vật liệu sàn ọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ật liệu sàn ệu sànCác lớp vật liệu chuẩnTiêu n TínhtoánVữa lót dày 20 mm, 0 = 2000

daN/m3

0,02.2000 =40 daN/m2Vữa trát dày 10 mm, 0 = 2000

daN/m30,01.2000 =20 daN/m2

Vì tải trọng trên sàn mái nhỏ nên ta chọn bề dày sàn mái là: hsm = 80 mm

♦ Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT và các lớp cấu tạo trên sàn mái thì: +Tổng tĩnh tải tính toán của ô sàn mái là:

♦ lựa chọn kết cấu mái :

Kết cấu mái là sàn BTCT có thi công chống thấm với vữa chống thấm dày 40

mm có độ nghiêng từ 1-2% có hướng từ trục A đến C

2 Lựa chọn kích thước các bộ phận

Bảng 3 : Tính toán tải trọng của tường

C u t o tấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn ường 220 mm <gt22>ng 220 mm <gt22>

Cấu tạo lớp tường 110 mm

6,0 1,8 (3,9 ( ) 15, 2

(Với lan can được xây băng tường 200, cao 1,2 m)

+ Lực dọc do tường thu hồi

N3 = gt10.Lt.ht= 296.(0,6/2 + 1,8/2).0,5 = 577,2 daN+ Lực dọc do tải phân bổ trên bản sàn mái

N4 = qm.SB = 416,5 15,2 = 6330,8 daN+ Lực dọc do tường chắn mái 150 so với chiều cao 1m

N5 = gt15 Lt ht = 375 3,9 1 =1462,5 daN+ Với nhà 4tầng,có 3sàn hành lang và 1 sàn mái

+ Không kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k =1

N1= qhl Sc = 680 3,51 = 2386,8 daN+ Lực dọc do tải trọng lan can

N2= qt10.lt.hlc = 296.3.9.1 =1154,4 (daN)+ Lực dọc do tường thu hồi

N3 = gtltht =296.(1.8/2).0,5 =133.2 (daN )+Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái

N4 = qm.Sc= 416,5.3,51 =1461,9 (daN)Với nhà 4 tầng có 3 sàn hành lang và 1 sàn mái

- Cột trục A có diện chịu tải SC nhỏ hơn diện chịu tải côt trục B, để thiên về

an toàn và lựa chọn ván khuôn ta chọn kích thước tiết diện cột truc A (bchc =22x45 cm) bằng với cột trục B

4 Mặt bằng bố trí dầm, cột, sàn:

1 Sơ đồ hình học:

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:

Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do dầm có thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có kích thước nhỏ hơn).

+ Chiều cao tầng 1: ta lấy từ trục đà kiềng (25x30 cm) đến trục dầm tầng 1

(25x30 cm):

ht1= Ht= 3,9 m

+ Chiều cao các tầng còn lại ( tầng 29) :

ht= 3,9 m

+ Chiều cao từ trục đà kiềng (25x30 cm) xuống vị trí ngàm tại cổ móng được

tính như sau: ( Lấy gần đúng ta bỏ qua lớp lót sàn):

h = Z + hm – hđk/2 = 3,9 + 0,45 + 0,5  0,3/2 = 4,7 m

Với: Z= 0.5 m là khoảng cách từ cốt ± 0.00 đến mặt đất tự nhiên

h m = khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến vị trí ngàm tại cổ móng.

+ Xác định chiều cao cột tầng 2, 3, 4

ht2 = ht3 = ht4 = ht = 3,9 (m)

Ta có sơ đồ kết cấu dược thể hiện trên hình vẽ :

1 Tĩnh tải đơn vị

+ Tĩnh tải sàn trong phòng gS = 375 (daN/m2)

+ Tĩnh tải sàn hành lang ghl = 320 (daN/m2)

+ Tĩnh tải sàn mái gm = 319 (daN/m2)

+ Tường xây 220 mm gt2 = 514 (daN/m2)

+ Tường xây 150 mm gt15 = 375 (daN/m2)

+ Tường xây 110 mm gt1 = 296 (daN/m2)

2 Hoạt tải đơn vị

+ Hoạt tải sàn phòng làm việc : PS = 180 (daN/m2)

+ Hoạt tải sàn hành lang : PhL = 360 (daN/m2)

+ Hoạt tải sàn mái và se mo : Pm = 97,5 (daN/m2)

3 Hệ số quy đổi sang tải trọng

Ta có hệ số 5 0,625

8

k  

IV Xác định tĩnh tảo td vào khung.

+ Tải trọng bản thân của các k cấu dầm, cột, khung sẽ do chương trình tính toán

k tự tính

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

Cách 1 : Chưa quy đổi tải trọng

Cách 2 : Quy đổi tải trọng thành phân bổ đều

Tĩnh tải phân bổ

STT Loại tải trọng và cách tính g Kết quả

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào 2 đã tính ở trên

Do lan can xây tường 110 cao 1000 mm truyền vào

296 x 1 x 3,9

Cộng và làm tròn

707,9733,11154,42595,4

2, Tĩnh tải tầng mái

Dựa vào một cột kiến trúc, ta có diện tích tường thu hồi là Sth = 4,010 m2

Diện tích tường thu hồi xây thêm nhịp AB : St1= 3,09

Diện tích tường thu hồi xây thêm nhịp BC : St2= 0,92

Coi tải trọng tường phân bổ đều trên nhịp AB thì tường có chiều cao trung bình là

1 1

1

3,09

0,5 6,0 0, 22

t t

2 2

2

0,92

0, 48 1,8 0,11

t t

707.811681046.41608.74530.9

1875.9982.82858.7

Do trọng lượng của ô sàn nhỏ truyền vào

Cong va lam tron

Gcm

V Xác định hoạt tải tác dụng vào khung

1 Trường hợp hoạt tải 1’

180 x 3,9 x 3,9/4 = 684,45 daN

HOẠT TẢI 1 TẦNG 3

2 Trường hợp hoạt tải 2

PBmII = PAmII daN

97,5 x 3,9 x 3,9/4 = 370,7 daN

VI Xác định tải trọng gió

Công trình xây dựng tải Hà Nội thuộc vùng gió II - B có áp lực gió đơn vị Wo = 95 125(daN)

Công trình được xây dựng ở Hà Nội cụ thể vùng ngoại ô nên có địa hình dạng B

- Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tính của tải trọng gió, tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức :

Gió đẩy qđ = Wo.n.ki.Cđ.BGió hút qh = Wo.n.ki.Ch.B

4 3,9 16,4 1,09 1,2 3,9 0,8 0,6 387,7 290,8

Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đều ở đầu cột Sđ, Sh

Công trình có tường sê nô nhô cao 1m

Tra bảng ta có hệ số khi đông Cđ = 0,8, Cn = 0,6

Tải trọng gió trên mái là

+ Phía gió đẩy :

Số liệu theo phương X: 2; Chiều dài nhịp 6 m

Số nhịp theo phương Y: 4; Chiều dài nhịp 3.9 m

Số tầng 4, chiều cao tầng 3,9 m

Khi nhập Sap 2000 V14 chúng ta có những điều chỉnh về kích thước cho hợp lí

b Thông số vật liệu:

W =2,5 T/m3, E =2,3.106 T/m2 , bê tông cấp độ bền B15, μ = 0,2.

d Thông số tiết diện:

Tiết diện dầm: D-2260 (Với dầm mái D-2260), D-2230.

Tiết diện cột: C-2245,C-2230, C-2240.

Bản sàn gồm có: sàn phòng học có chiều dày 100 mm, bản hành lang có chiều dày 80mm, bản mái có chiều dày 80mm.

e Thông số tải trọng:

e.1 Thông số tĩnh tải :

• Trọng lượng bản thân cấu kiện (bản sàn, dầm, cột):

- Tạo 1 “load pattern” tên “TLBT” (type = dead)

Hệ số tin cậy của trọng lượng bản thân là: 1,1

• Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bề mặt :

Tạo 1 “load pattern” tên TT BEMAT (type =dead, self weight multiplier =

Đối với tường dày 200 mm dầm dọc nhà B1 , B 2 :

g t  441 H t  441 (H  h d)  441 ( 3 , 9  0 4 )  1543 , 5daN/m

Đối với tường dày 200 mm dầm phòng học AB:

g t  441 H t  441 ( 3 , 9  0 , 6 )  1455 , 3daN/m

Chú ý: Với dầm mái ta lấy gần đúng bằng 1455,3 dan/m.

Đối với tường dày 200 mm dầm hành lang BC:

TINHTAI = TLBT + TT BEMAT + TTTUONG.

e.2 Thông số hoạt tải :

 Hoạt tải cơ bản :

- Hoạt tải tiêu chuẩn phòng học: p =200 daN/m

- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn hành lang: p = 300 daN/m

- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn mái: p =75 daN/m

- Hệ số tin cậy: n = 1,2

- Hoạt tải tính toán sàn phòng học: p =1,2.200 =240 daN/m

- Hoạt tải tính toán sàn hành lang: p =1,2.300 =360 daN/m

- Hoạt tải tính toán sàn mái:p =1,3.75 = 97.5 daN/m Tạo 1 “load pattern” tên HT ( type = live, self weight multiplier = 0)

e.3 Thông số tải trọng gió: (GP,GT) theo 2 phương X,Y lấy theo TCVN

- Dạng địa hình lấy theo dạng địa hình C ( bị che chắn mạnh)

- k: Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (tra bảng 5-TCVN 2737-1995) dạng địa hình C

Bảng tính hệ số k.

Chú ý: Để đơn giản khi tính toán và thiên về an toàn ta cũng có thể chọn chung một

hệ số “k” cho 2 tầng nhà

+ Tầng trệt và tầng 1 chọn : k= 0.6 + Tầng 2 và tầng 3 chọn : k= 0.72

Kết quả tính toán gió đẩy và gió hút theo 2 phương X và Y như sau:

Tính gió theo Phương X:

K t qu tính toán cho b n sau v i B=3.9 m ( B : B r ng ón gió ).ải trọng các lớp vật liệu sàn ở bản sau với B=3.9 m ( B : Bề rộng đón gió ) ải trọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ề rộng đón gió ) ộng đón gió ) đón gió )

W tt (KG/m) ón

Đón gió

Khu t ất gió

ón Đón gió

Khu t ất gió

K t qu tính toán cho b n sau v i B=1.95 m ( B : B r ng ón gió ).ải trọng các lớp vật liệu sàn ở bản sau với B=3.9 m ( B : Bề rộng đón gió ) ải trọng các lớp vật liệu sàn ớp vật liệu sàn ề rộng đón gió ) ộng đón gió ) đón gió ).

W tt (KG/m) Đón

gió

Khuất gió

gió

Khuất

Khuất gió Tổng

W tt (KG/m) Đón

+ Tĩnh tải tường (TT TUONG).

+ Tĩnh tải lan can (TT LANCAN)

2 Hoạt tải chất đầy tầng lẻ (HTCTL).

3 Hoạt tải chất đầy tầng chẵn (HTCTC).

4 Gió trái X (GTX).

5 Gió phải X (GPX).

6 Gió trái Y (GTY).

7 Gió phải Y(GPY).

VI - CHẠY SAP2000:

Nhập sáp được thể hiện qua các bản vẽ sau:

Nhập định nghĩa hệ lưới khung

Nhập định nghĩa tiết diện

Nhập định nghĩa các loại tải trọng

Các loại tổ hợp tải trọng

Tĩnh tải bề mặt (TT )

`

Hoạt tải cách tầng lẻ( HT1)

Gió trái (GT)

Gió phải (GP)

Sau khi nhập đầy đủ các tải trọng lên khung và xuất ra được các giá trị nội lực để tính toán thép

Bảng giá trị nội lực ta in ở cuối bài thuyết minh.

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM TRỤC 1, 2, 4, 5 NHỊP A-B THEO TCVN.

TẦNG KH DIỆNTIẾT TRÍVỊ b h M a h0 αm ζ As µ min

µtính µmax Kiểm

Tra Chọn thép

As(chọn) µ tt

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM TRỤC 3 NHỊP A-B THEO TCVN.

TẦN

TIẾTDIỆN

VỊTRÍ

min

µtính µmax Kiểm

Tra Chọn thép

As(chọn)

µ tt

TRỆT DK1 30x60

NHỊP

15

0.021

0.98

9 5.33

0.05

0.32

1.9

0.37

0.219

0.875

12.5 4

0.05

0.76

1 VÀ

30x60

NHỊP

15

0.025

0.98

7 6.43

0.05

0.39

1.9

0.46

23.4

0.304

0.813

18.7 2

0.05

1.13

NHỊP

23.3

0.302

0.815

18.5 9

0.05

1.13

5 VÀ

30x60

NHỊP

0.98

7 6.62

0.05

0.08

1.9

0.46

0.258

0.848

15.2 4

0.05

0.92

6 11.4

0.05

0.69

9 L1 30x60

NHỊP

15

0.029

0.98

5 7.32

0.05

0.09

1.9

0.46

0.16

3 0.91 8.99

0.05

0.54

NHỊP

15

0.028

0.98

0.05

0.09

1.9

0.45

0.103

0.94

6 4.48

0.05

0.33

1.9

0.34

+ Tính thép cho gối B ( Mômen âm) :

Tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 2530 cm

+ Tính thép cho gối C ( Momen âm).

Tính theo tiết diện chữ nhật bh = 25x30 cm

+ Sau khi cắt bớt thanh thép ở giữa (giữ lại thép ở hai góc của dầm) thì

ta được thép tại gối đầu bên kia của dầm L2

+ Tại nhịp thì ta chọn thép theo cấu tạo chon 414

c Tính toán cốt thép cho các nhịp B 1 , B 2 : (bh = 2530cm)

Vì dầm B1 và B2 không phải là dầm chịu lực chính của nhà nên để đơn giản

ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán cho dầm B1 và B2

Từ bảng xuất nội lực ta chọn ra cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính dầm :

b h M As µ min µ

tính µmax Kiểm

Tra

Chọnthép

As(chọn)

Cách bố trí được thể hiện trên bản vẽ.

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

a Tính toán cốt thép đai cho dầm nhịp AB : (bxh =30x60 cm)

+ Từ bảng nội lực xuất ra từ sap ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất để thiết kế cho dầm

Rsw = 175 (Mpa) = 1750 (daN/cm2 ); Es = 2,1.105 (Mpa)

Chọn cốt thép làm cốt đai là Ф6, số nhánh n = 2, khoảng cách cốt đai s =

Vì bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc nên có:

min 164206 164, 2 159

u

 Thỏa mãn điều kiện chịu lực cắt

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính

b Tính toán cốt thép đai cho dầm nhịp BC : (bxh =2530 cm).

+ Từ bảng nội lực xuất ra từ sap ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất để thiết kế

Đối với bê tông nặng có: b2  2 ;   0 01

Vì bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc nên có:

min 94414, 2 94, 41 50,61

u

Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã cĩ bố trí cốt đai:

 Ở 2 đầu dầm trong đoạn L/4, ta bố trí cốt đai đặt dày 6a200 với L

là nhịp thơng thủy của dầm

 Phần cịn lại của cốt đai đặt thưa hơn theo điều kiện cấu tạo sct = (3h/4, 50 cm) = 45 (cm)

Ta chọn 6a300

+ Với dầm cĩ kích thước 25x30 cm ở nhịp L2

Do nhịp dầm ngắn, ta bố trí cốt đai 6a150 đặt đều suốt dầm

+ Đối với dầm cĩ kích thước 25x30 cm ở nhịp B1, B2 cũng tương tự

Ta chọn 6a150 ở gối và 6a250 ở nhịp

VIII Thiết kế bản sàn: (Tính cho bản sàn điển hình).

Do công trình sử dụng kết cấu khung chịu lực là chính nên dùng phương

án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tương đối tốt nhất vì sàn có khả năng

chịu tải lớn và làm tăng độ cứng , độ ổn định cho toàn công trình

- Vật liệu sử dụng:

Cốt thép sử dụng là Φ6,Φ8 cĩ :

+ cường độ chịu kéo tính tốn:

Rs =225 MPa, Rsw = 175 MPa

+ cường độ chịu nén tính toán :

Rsc = 225 MPa

Bê tông có cấp độ bền B15 có :

+ khối lượng riêng γ = 2500 kG/m2

+ cường độ chịu nén tính toán Rb = 8.5 MPa

+ cường độ chịu kéo tính toán Rbt = 0.75 MPa

+ moodun đàn hồi E = 23000 MPa

1 Tính cho bản sàn phòng học:( hình vẽ kèm theo trong bản vẽ A 1 )

a Kích thước sàn phòng học: 2

1

6,375 4,075

p g