Chương I: Lựa chọn giải pháp kết cấu1.1. Vật liệu sử dụngBê tông móng và thân công trình cấp độ bền B25 (mác M350) có; Rb=14,5 MPa ; Rbt =1,05 MPa Cốt thép:+ Thép nhóm CI: ; + Thép nhóm CII: ; 1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu sànThông thường có 3 giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sườn, sàn ô cờVới sàn nấm: Khối lượng bê tông lớn nên giá thành sẽ cao, khối lượng công trình lớn do đó kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lượng cũng vì thế mà tăng lên. Ngoài ra dưới tác dụng của gió động và động đất thì khối lượng lượng tham gia dao động lớn Lực quán tính lớn Nội lực lớn làm cho cấu tạo các cấu kiện nặng nề kém hiệu quả về mặt giá thành cũng như kiến trúc. Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm nên cùng chiều cao nhà sẽ có số tầng lớn hơn. Tuy nhiên để cấp nước, cấp điện và điều hoà ta phải làm trần giả nên ưu điểm này không có giá trị cao. Với sàn sườn: Do độ cứng ngang của công trình lớn nên khối lượng bê tông khá nhỏ Khối lượng dao động giảm Nội lực giảm Tiết kiệm được bê tông và thép cũng do độ cứng công trình khá lớn nên chuyển vị ngang sẽ giảm tạo tâm lí thoải mái cho người sử dụng. Nhược điểm của sàn sườn là chiều cao tầng lớn và thi công phức tạp hơn phưong án sàn nấm tuy nhiên đây cũng là phương án khá phổ biến do phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của các công ty xây dựng. Với sàn ô cờ: Tuy khối lượng lượng công trình là nhỏ nhất nhưng do thi công rất phức tạp trong các công việc thi công chính như lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v... nên phưong án này không khả thi. Qua phân tích, so sánh các phương án trên ta chọn phương án dùng sàn sườn toàn khối. Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu đã lựa chọn và tải trọng tác dụng lên công trình để thiết kế mặt bằng kết cấu cho các sàn. Mặt bằng kết cấu được thể hiện trên các bản vẽ kết cấu.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Mã số: 4100232 Số tín chỉ: Họ tên : Hồ Duy Võ Lớp : Xây Dựng DD & CN B K-58 Msv: 1321070211 Khóa: SỐ LIỆU ĐỒ ÁN STT L1 (m) L2 (m) a (m) H (m) 5.4 1.6 3.9 3,6 Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2) Hoạt tải Hoạt tải Hoạt tải mái sàn hành lang 100 400 300 Vùng gió Bê tông IIA B25 Thép CI, CII PHẦN THÔNG QUA ĐỒ ÁN STT Ngày thông Nội dung (Ghi chỳ: sinh viờn phải tham gia tối thiểu lần thông qua đồ án phép bảo vệ) Ký tên Chương I: Lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Vật liệu sử dụng - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B25 (mác M350#) có; Rb=14,5 MPa ; Rbt =1,05 MPa - Cốt thép: + Thép φ < 12mm nhóm CI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép φ ≥ 12mm nhóm CII: RS = RSC = 280 MPa ; RSW = 225MPa 1.2 Lựa 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 nhiên phương án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng - Với sàn ô cờ: Tuy khối lượng lượng công trình nhỏ thi công phức tạp công việc thi công lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông v.v nên phưong án không khả thi Qua phân tích, so sánh phương án ta chọn phương án dùng sàn sườn toàn khối 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 kết cấu 1.3 Lựa chọn kích thước, chiều dày sàn Chiều dày xác định sơ theo công thức: hb = D l1 ≥ hmin m (1.1) Trong đó: hb - chiều dày sàn; D - hệ số phụ thuộc loại tải trọng, D = 0,8 ÷ 1, ; l1 - kích thước cạnh ngắn bản; m - hệ số phụ thuộc loại sàn, m = 30 ÷ 45 với sàn loại dầm, m = 40 ÷ 45 với sàn loại kê bốn cạnh, m bé với đơn kê tự do, m lớn với liên tục; hmin - chiều dày bé nhất, cm với sàn mái, cm với sàn nhà dân dụng, cm với sàn nhà công nghiệp 1.3.1 Kích thước sàn mái Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 0,8 Với ô sàn lớn nhất: Với sàn mái nhà dân dụng hmin=4cm → chọn chiều dày mái hmái=8cm cho toàn ô sàn mái lớn ô sàn mái nhỏ Kết cấu mái gồm hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tường thu hồi 1.3.2 Kích thước sàn tầng a Kích thước sàn phòng học Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = Với ô sàn lớn nhất: Với sàn nhà dân dụng hmin = 5cm → chọn chiều dày mái cho sàn phòng học kích thước b Kích thước sàn hành lang Với kê cạnh, liên tục lấy m = 45, tải trọng nhỏ lấy D = 1,2 Với ô sàn lớn nhất: Với sàn nhà dân dụng: hmin = 5cm → chọn chiều dày mái hS = 8cm cho sàn hành lang kích thước: m * Để đơn giản tính toán đồ án, chọn chiều dày tất sàn (sàn mái, sàn phòng học, sàn hành lang) Theo cấu tạo sàn ta có trọng lượng cho m2 sàn: Bảng 1.1: Tính tĩnh tải sàn phòng học sàn hành lang Các lớp hoàn thiện sàn δ (m) γ ( daN m3 ) TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải TT tính toán ( daN m2 ) ( daN - Lớp gạch lát Ceramic 0.008 2000 16 1.1 18 - Lớp vữa lót 0.03 2000 60 1.3 78 - Lớp vữa trát trần 0.02 2000 40 1.3 52 - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực 116 0.10 2500 - Tổng cộng g s : m2 ) 148 250 1.1 366 275 423 Bảng 1.2: Tính tĩnh tải sàn mái Các lớp hoàn thiện sàn δ (m) γ ( daN - Lớp mái tôn m3 ) TT tiêu chuẩn ( daN m ) Hệ số vượt tải TT tính toán ( daN 20 20 1.1 21 - Lớp vữa lót 0.03 2000 60 1.3 78 - Lớp vữa trát trần 0.02 2000 40 1.3 52 - Tổng trọng lợng lớp hoàn thiện: - Sàn BTCT chịu lực 120 0.10 2500 - Tổng cộng g m : 250 m2 ) 151 1.1 370 275 426 Bảng 1.3: Hoạt tải phòng lấy theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995 Các phòng chức TTTC toàn phần TTTC dài hạn ( daN m2 ) TTTC ngắn hạn ( daN m2 ) Hệ số vượt TT tính toán ( daN - Phòng học m2 ) tải ( daN m2 ) 400 140 260 1.2 480 - Sảnh, phòng giải lao, cầu thang 300 100 200 1.2 360 - Mái bê tông người sử dụng 100 100 1.3 130 1.4 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực 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 xôn có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao 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 → 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 làm việc nên yêu cầu có không gian linh hoạt Nên dùng hệ khung chịu lực 1.5 Lựa chọn kích thước tiết diện 1.5.1 Kích thước tiết diện dầm Kích thước tiết diện dầm xác định sơ theo công thức: 1 hd = ( ÷ ) L; bd = ( 0,3 ÷ 0,5 ) hd 12 (1.2) Trong đó: hd , bd - chiều cao bề rộng tiết diện dầm; L - chiều dài nhịp dầm; a Kích thước tiết diện dầm dọc nhà Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán : → chọn : , → dầm dọc nhà kích thước 0,3 × 0, 22m b Kích thước tiết diện dầm ngang nhà BC Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán , → chọn → dầm ngang nhà BC kích thước c Kích thước tiết diện dầm ngang nhà AB Để đơn giản tính toán, ta coi dầm dọc nhà có chiều dài nhịp tính toán → chọn → dầm ngang nhà AB kích thước 1.5.2 Kích thước tiết diện cột - Kích thước tiết diện cột xác định sơ theo công thức: A=k N Rb (1.3) Trong đó: N - lực dọc cột tải trọng đứng gây ra; Rb - cường độ chịu nén tính toán bê tông; k - hệ số kể đến ảnh hưởng mô men, k = 1,0 ÷ 1,5 - Lực dọc cột tải trọng đứng gây xác định sau: N = S ( nqs + qm ) (1.4) Trong đó: S - diện tích truyền tải cột chịu tải trọng; n - số tầng điển hình, n=3; qs - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng điển hình; qm - tải trọng tác dụng lên 1m sàn tầng mái, với mái bê tông nặng Ta có qs = g stt + p tt = 423 + 480 = 903 daN m qm = g mtt + p tt = 426 + 130 = 556 daN m a Kích thước tiết diện cột biên phòng (trục C) Diện tích truyền tải: S=B l1 3,9 × 5, = = 10,53m 2 Lực dọc cột: N = 10,53 ( × 903 + 556 ) = 34386daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 34386 = 260,7cm 14,5 × 10 bc × hc = 22 × 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc × hc = 22 × 22cm cho cột tầng 3,4 b Kích thước tiết diện cột phòng (trục B) Diện tích truyền tải: S=B l1 + l2 3,9 ( 5, + 1,6 ) = = 13,65m 2 Lực dọc cột: N = 13,65 ( × 903 + 556 ) = 44551daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 44551 = 338cm 14,5 × 10 bc × hc = 22 × 30cm ; ( Ac = 660cm ) cho cột tầng 1,2; bc × hc = 22 × 22cm cho cột tầng 3,4 c Kích thước tiết diện biên phòng (trục A) Diện tích truyền tải: S=B l2 3,9 × 1,6 = = 3,12m 2 Lực dọc cột: N = 3,12 ( × 903 + 556 ) = 10183daN Diện tích tiết diện cột A = 1,1 Chọn 10183 = 77, 25cm 14,5 × 10 bc × hc = 22 × 22cm ; ( Ac = 484cm ) cho tất tầng; * Kiểm tra tiết diện cột theo độ mảnh λb = l0 b Với khung toàn khối l0 = 0,7l = 0,7 × 360 = 252cm λb = l0 252 = = 11,5 < [ l0 ] = 31 Vậy tiết diện cột đạt yêu cầu b 22 1.6 Mặt bố trí kết cấu TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 MAI MAI MAI MAI MAI MAI B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B2 B2 B2 B2 B2 B2 TT TT HT1 HT1 HT1 HT2 HT2 HT2 GT GT GT GP GP GP TT TT TT HT1 HT1 HT1 HT2 HT2 HT2 GT GT GT GP GP GP TT TT TT HT1 HT1 HT1 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 0.78 1.45 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 -4.91 -1.36 -7.07 -4.65 -2.24 3.24 3.24 3.24 17.79 17.79 17.79 -17.77 -17.77 -17.77 -3.51 0.04 3.59 3.06 3.06 3.06 -4.49 -2.08 0.33 24.52 24.52 24.52 -24.53 -24.53 -24.53 -46.35 1.9 50.15 1.26 1.26 1.26 -1.162 0.935 -1.6 2.327 4.637 -1.152 -3.321 -5.489 16.828 4.907 -7.014 -16.821 -4.917 6.988 -3.497 -2.336 -3.554 -1.045 -3.093 -5.141 -0.671 1.532 2.119 20.697 4.271 -12.155 -20.693 -4.26 12.173 6.122 63.695 -3.705 4.497 1.227 -2.042 MAI MAI MAI MAI MAI MAI MAI MAI MAI TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 TH3 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 HT2 HT2 HT2 GT GT GT GP GP GP TT TT TT HT1 HT1 HT1 HT2 HT2 HT2 GT GT GT GP GP GP TT TT TT HT1 HT1 HT1 HT2 HT2 HT2 GT GT 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.11 2.7 5.29 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 -9.96 0.35 10.66 2.16 2.16 2.16 -2.13 -2.13 -2.13 -61.77 2.15 66.07 -38.52 -0.39 37.73 0.97 0.97 0.97 7.66 7.66 7.66 -7.66 -7.66 -7.66 -61.55 1.39 64.32 1.21 1.21 1.21 -38.37 -0.83 36.71 14.83 14.83 1.51 13.949 -0.311 6.129 0.532 -5.065 -6.536 -1.031 4.475 -0.023 77.187 -11.158 -4.925 45.46 -2.897 2.557 0.051 -2.455 18.128 -1.701 -21.531 -18.106 1.739 21.584 -8.047 68.657 -15.122 1.656 -1.424 -4.504 -8.16 41.813 -3.93 34.872 -2.938 TH3 TH3 TH3 TH3 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 TH2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 GT GP GP GP TT TT TT HT1 HT1 HT1 HT2 HT2 HT2 GT GT GT GP GP GP 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 0.15 2.7 5.25 14.83 -14.83 -14.83 -14.83 -62.94 -0.01 62.93 -38.32 -0.79 36.75 0.5 0.5 0.5 23.55 23.55 23.55 -23.55 -23.55 -23.55 -40.749 -34.865 2.965 40.794 -14.952 65.305 -14.92 -9.774 40.087 -5.768 -0.167 -1.454 -2.741 54.983 -5.073 -65.13 -55.047 5.003 65.053 Bảng 7.2: Bảng giá trị nội lực cột (kN.m,kN) Story Column Load Loc P M3 MAI C1 TT -47.57 -4.448 MAI C1 TT 3.3 -43.58 4.381 MAI C1 HT1 -8.76 -0.955 MAI C1 HT1 3.3 -8.76 1.339 MAI C1 HT2 -4.17 -1.079 MAI C1 HT2 3.3 -4.17 0.794 MAI C1 GT 1.3 2.809 MAI C1 GT 3.3 1.3 -3.164 MAI C1 GP -1.42 -2.821 MAI C1 GP 3.3 -1.42 3.181 TH4 C1 TT -87.83 -3.264 TH4 C1 TT 3.3 -83.84 3.271 TH4 C1 HT1 -7.05 -1.174 TH4 C1 HT1 3.3 -7.05 0.677 TH4 C1 HT2 -19.52 -0.398 TH4 C1 HT2 3.3 -19.52 0.82 TH4 C1 GT 12.83 11.011 TH4 C1 GT 3.3 12.83 -9.359 TH4 C1 GP -12.93 -11.005 TH4 C1 GP 3.3 -12.93 9.351 TH3 C1 TT -125.65 -2.634 TH3 C1 TT 3.3 -121.65 2.839 TH3 C1 HT1 -23.44 -0.587 TH3 C1 HT1 3.3 -23.44 1.074 TH3 C1 HT2 -16.28 -0.703 TH3 C1 HT2 3.3 -16.28 0.306 TH3 C1 GT 30.62 7.74 TH3 C1 GT 3.3 30.62 -6.482 TH3 C1 GP -30.69 -7.739 TH3 C1 GP 3.3 -30.69 6.478 TH2 C1 TT -159.48 -0.556 TH2 C1 TT 4.1 -154.52 1.156 TH2 C1 HT1 -20.38 -0.08 TH2 C1 HT1 4.1 -20.38 0.108 TH2 C1 HT2 -30.1 -0.207 TH2 C1 HT2 4.1 -30.1 0.437 TH2 C1 GT 55.14 17.532 TH2 C1 GT 4.1 55.14 -13.391 TH2 C1 GP -55.22 -17.531 TH2 C1 GP 4.1 -55.22 13.39 MAI C2 TT -92.85 9.671 MAI C2 TT -89.22 -6.167 MAI C2 HT1 -4.3 3.701 MAI C2 HT1 -4.3 -1.2 MAI C2 HT2 -16.04 0.988 MAI C2 HT2 -16.04 -1.092 MAI C2 GT -2.16 8.623 MAI C2 GT -2.16 -4.529 MAI C2 GP 2.13 -9.251 MAI C2 GP 2.13 4.452 TH4 C2 TT -233.38 8.494 TH4 C2 TT -229.75 -6.004 TH4 C2 HT1 -61.9 1.787 TH4 C2 HT1 -61.9 -2.565 TH4 C2 HT2 -17.01 2.952 TH4 C2 HT2 -17.01 -0.819 TH4 C2 GT -9.82 16.743 TH4 C2 GT -9.82 -10.089 TH4 C2 GP 9.79 -17.315 TH4 C2 GP 9.79 9.993 TH3 C2 TT -374.72 16.283 TH3 C2 TT -369.77 -11.08 TH3 C2 HT1 -63.11 6.398 TH3 C2 HT1 -63.11 -1.349 TH3 C2 HT2 -74.17 2.962 TH3 C2 HT2 -74.17 -5.047 TH3 C2 GT -24.64 27.981 TH3 C2 GT -24.64 -18.491 TH3 C2 GP 24.62 -28.528 TH3 C2 GP 24.62 18.403 TH2 C2 TT -515.99 4.356 TH2 C2 TT 3.8 -509.72 -6.62 TH2 C2 HT1 -120.32 2.451 TH2 C2 HT1 3.8 -120.32 -4.026 TH2 C2 HT2 -74.67 0.02 TH2 C2 HT2 3.8 -74.67 0.129 TH2 C2 GT -48.2 47.741 TH2 C2 GT 3.8 -48.2 -30.004 TH2 C2 GP 48.17 -48.398 TH2 C2 GP 3.8 48.17 29.83 MAI C3 TT -81.69 -4.851 MAI C3 TT -78.06 2.96 MAI C3 HT1 1.51 -2.358 MAI C3 HT1 1.51 0.458 MAI C3 HT2 -14.2 0.005 MAI C3 HT2 -14.2 0.383 MAI C3 GT 0.86 9.55 MAI C3 GT 0.86 -4.423 MAI C3 GP -0.71 -8.905 MAI C3 GP -0.71 4.493 TH4 C3 TT -223.52 -4.876 TH4 C3 TT -219.89 3.681 TH4 C3 HT1 -58.59 -0.853 TH4 C3 HT1 -58.59 1.816 TH4 C3 HT2 -21.5 -2.204 TH4 C3 HT2 -21.5 0.46 TH4 C3 GT -3.01 18.123 TH4 C3 GT -3.01 -10.42 TH4 C3 GP 3.14 -17.558 TH4 C3 GP 3.14 10.522 TH3 C3 TT -370.14 -13.107 TH3 C3 TT -365.19 9.281 TH3 C3 HT1 -64.61 -5.24 TH3 C3 HT1 -64.61 0.996 TH3 C3 HT2 -83.57 -2.609 TH3 C3 HT2 -83.57 4.483 TH3 C3 GT -5.98 32.053 TH3 C3 GT -5.98 -20.275 TH3 C3 GP 6.07 -31.51 TH3 C3 GP 6.07 20.365 TH2 C3 TT -524.42 -3.461 TH2 C3 TT 3.8 -518.15 5.928 TH2 C3 HT1 -126.45 -2.449 TH2 C3 HT1 3.8 -126.45 3.853 TH2 C3 HT2 -92.86 0.328 TH2 C3 HT2 3.8 -92.86 -0.378 TH2 C3 GT -6.94 49.504 TH2 C3 GT 3.8 -6.94 -31.613 TH2 C3 GP 7.05 -48.847 TH2 C3 GP 3.8 7.05 31.788 chương 8: Tổ hợp nội lực Mục đích tổ hợp nội lực tìm nội lực nguy hiểm số tiết diện tác dụng nhiều loại tải trọng Có hai loại tổ hợp: tổ hợp tổ hợp đặc biệt Trong phạm vi đồ án, xét đến tổ hợp Tổ hợp phân thành: - Tổ hợp - Tổ hợp Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại tải gây Tổ hợp bao gồm: Nội lực tĩnh tải cộng với nội lực loại hoạt tải gây ra, nội lực hoạt tải nhân với hệ số tổ hợp lấy 0,9 Với phần tử dầm: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho ba tiết diện (hai tiết diện đầu dầm tiết diện dầm) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho dầm tầng dầm có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện dầm tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện dầm tầng Với phần tử cột: ta tiến hành tổ hợp nội lực cho tiết diện (một tiết diện chân cột tiết diện đỉnh cột) Trong phạm vi đồ án, ta tiến hành tổ hợp thiết kế cho cột tầng cột có nội lực lớn nhất, nguy hiểm nhất, cấu kiện cột tầng bố trí cốt thép giống cấu kiện cột tầng chương 9: tính toán cốt thép dầm - Bê tông móng thân công trình cấp độ bền B25 (mác M350#) có Rb = 14,5MPa ; Rbt = 1,05MPa - Cốt thép: + Thép φ < 12mm nhóm AI: RS = RSC = 225MPa ; RSW = 175MPa + Thép φ ≥ 12mm nhóm AII: RS = RSC = 280 MPa ; RSW = 225MPa - Tra bảng ta có ξ R = 0,595 ; α R = 0, 418 9.1 Tính toán cốt thép cho dầm B1 - TH02 (b × h = 22 × 30cm; L2 = 1,6m) M max = 17, 2kN m (tại gối A) M = −24,18kN m (tại gối B) Qmax = 29,63kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = −24,18kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b × h = 22 × 30cm Giả thiết a=4cm → h0 = 30-4=26cm → αm = M = 0,142< α R = 0, 429 → bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) → ξ = − − 2.α m = 0,119 → As = ξ Rb b.h0 = 3,5 cm Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép µ= AS 100 = 0,647%> µ = 0,1 ÷ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dương (tại gối A) M max = 17, 2kN m ' Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h f = 10cm Giả thiết a=4cm → h0 = 30-4=26cm Giá trị độ vươn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 390-22)/2=184cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 160/6=26,7cm → Sc = 26.7cm ' Tính b f = b + 2Sc = 75.33cm h'f Xác định M C = Rb b h h0 − ÷ = 229,4 kN.m> M max = 17, 2kN m ' f ' f → trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện hình chữ nhật b × h = 75,33 × 30cm → αm = M = 0,0233< α R = 0, 429 → bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) → ξ = − − 2.α m = 0,0235 → As = ξ Rb b.h0 = 2,4 cm Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép µ= AS 100 = 0,42%> µ = 0,1 ÷ 0,3% b.h0 b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 29,63kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q ≤ 0,3Rbbh0 = 197,3kN Qmax = 40,52kN < Q → bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: qsw = Q2 = 220,26N/cm 4,5 Rbt bh02 → lấy qsw = 220,26N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 577,5N/cm Lựa chọn cốt đai đường kính φ = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 140,7cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 23cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 52,7cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt đai Q s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 ≤ 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s Rbt bh02 c0 = = 39,0cm qsw 2h0 = 52cm → thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai φ = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.2 Tính toán cốt thép cho dầm B2 - TH02 (b × h = 30 × 60cm; L2 = 6,9m) M max = 105,89kN m (tại gối C) M = −81, 2kN m (tại gối B) Qmax = 118, 62kN (tại gối B) a Tính toán cốt thép dọc a1 Tính toán cốt thép chịu mô men âm (tại gối B) M = −81, 2kN m Tính theo tiết diện hình chữ nhật b × h = 30 × 60cm Giả thiết a=4cm → h0 = 60-4=56cm → αm = M = 0,06< α R = 0, 429 → bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ( ) → ξ = − − 2.α m = 0,061 → As = ξ Rb b.h0 = 5,3 cm Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép µ= AS 100 = 0,32%> µ = 0,1 ÷ 0,3% b.h0 a2 Tính toán cốt thép chịu mô men dương (tại gối C) M max = 105,89kN m ' Tính theo tiết diện hình chữ T có cánh nằm vùng nén với h f = 10cm Giả thiết a=4cm → h0 = 60-4=56cm Giá trị độ vươn cánh Sc lấy bé trị số sau: - Một nửa khoảng cách thông thủy dầm dọc =( 390-30)/2=184cm - 1/6 nhịp cấu kiện = 540/6=90cm → Sc = 90cm ' Tính b f = b + 2Sc = 210cm Xác định M C = Rb b 'f h 'f h0 − h'f ÷ = 1553 kN.m> M max = 105,89kN m → trục trung hòa qua cánh, tính toán tiết diện hình chữ nhật b × h = 210 × 60cm → αm = ( M = 0,02< α R = 0, 429 → bố trí cốt thép đơn cho tiết diện Rb b.h02 ) → ξ = − − 2.α m = 0,021 → As = ξ Rb b.h0 = 6,8 cm Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép AS 100 = 0,4%> µ = 0,1 ÷ 0,3% b.h0 µ= b Tính toán cốt thép chịu cắt Qmax = 118, 62kN Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bê tông: Q ≤ 0,3Rbbh0 = 730,8kN Qmax = 118, 62kN < Q → bê tông đủ khả chịu ứng suất nén Tính: qsw = Q2 = 316,5N/cm 4,5 Rbt bh02 → lấy qsw = 316,5N/cm qsw,min = 0, 25Rbt b = 787,5N/cm Lựa chọn cốt đai đường kính φ = 8mm với nhánh, diện tích nhánh asw = 0,502cm2 Xác định khoảng cách cốt đai: s= n.asw Rsw = 55,6 cm q sw Khoảng cách cốt đai cần thỏa mãn điều kiện không lớn 0,5h0 = 28cm nhỏ smax = Rbt bh02 = 83,3cm Do ta lựa chọn khoảng cách cốt đai Q s=10cm Kiểm tra điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm c0 ≤ 2h0 : q sw = n.asw Rsw = 1758,4N/cm s c0 = Rbt bh02 = 98,1cm qsw 2h0 = 112cm → thỏa mãn điều kiện tiết diện nghiêng nguy hiểm Lựa chọn cốt đai φ = 8mm với nhánh, khoảng cách cốt đai 10cm 9.3 Bố trí cốt thép dầm Bảng 9.1: Bố trí cốt thép dầm B2-TH02 B1-TH02 Tên dầ m Nội lực Giá trị Rb Rs (MPa ) (MPa ) Cốt thép dọc As (cm ) chọn As chọn Cốt thép đai (cm ) M max (kN m) 17,2 14,5 280 2,4 φ 20 6,3 M (kN m) -24,8 14,5 280 3,5 φ 20 6,3 φ 8a100, Qmax (kN ) 29,63 14,5 225 M max (kN m) 105,89 14,5 280 6,8 φ 22 7,6 M (kN m) -81,2 14,5 280 5,3 φ 20 6,3 Qmax (kN ) 118,62 14,5 225 φ 8a150 φ 8a100, φ 8a150 [...]... D22x30 3 3 C22x 22 C22x30 D30x60 C22x30 C22x 22 C22x30 C22x30 3900 D22x30 3900 D22x40 D22x30 2 D22x30 2 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 3900 D22x30 3900 D22x30 D22x30 1 A D22x30 D30x60 1600 5400 B 1 C Hình 1.1: Mặt bằng kết cấu chương 2: Sơ đồ tính toán khung phẳng 2. 1 Sơ đồ hình học D22x30 D22x30 +14,40 3600 D22x30 +10,80 D30x60 C22x 22 C22x 22 C22x 22 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +7 ,20 D30x60 C22x 22 C22x 22. .. 3600 C22x 22 C22x 22 D22x30 C22x 22 D30x60 3600 C22x 22 C22x 22 D22x30 C22x 22 D30x60 3600 C22x 22 C22x30 D22x30 C22x30 D30x60 C22x30 4400 C22x 22 C22x30 1600 A 5400 B C Hình 2. 2: Sơ đồ kết cấu chương 3: Xác định tải trọng tính toán đơn vị 3.1 Tĩnh tải đơn vị - Tĩnh tải sàn phòng học và sàn hành lang: g s = 422 ,6 daN m 2 - Tĩnh tải sàn mái: g m = 426 daN m 2 - Tĩnh tải tường xây 22 0: gt 2 = 513,6 daN m 2 Bảng... C22x 22 C22x 22 C22x 22 D22x30 D22x30 D22x30 3600 D22x30 +3,60 D22x30 D30x60 C22x 22 C22x30 C22x30 D22x30 D22x30 D22x30 D22x30 D30x60 3600 C22x 22 C22x30 C22x30 ±0,00 500 450 -0,45 1600 A 5400 B C Hình 2. 1: Sơ đồ hình học 2. 2 Sơ đồ kết cấu 2. 2.1 Nhịp tính toán của dầm Để đơn giản trong tính toán với sai số chấp nhận được, ta coi nhịp tính toán bằng khoảng cách giữa 2 trục cột tầng 1 ,2 - Nhịp tính toán dầm... sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính 4.1 Tĩnh tải tầng 2, 3,4 1600 B C 5400 300 A 3 22 0 22 0 3900 2 g = 423 daN/m s 3900 2 2 g = 423 daN/m s 1 2 g = 423 daN/m s GA gtg ght GB GC gt2 1600 A GA 5400 B g2 GB 1600 A 0 C GC g1 5400 B C 22 x 22 Hình 4.1: Sơ đồ dồn tải trọng trường hợp tĩnh tải tầng 2, 3,4 Bảng 4.1: Tĩnh tải tầng 2, 3,4 Tĩnh tải phân bố TT 1 Loại tải trọng và cách tính Kết quả g1 daN / m Do trọng... 1,6 − 0, 22 ) × 423 / 4 = 860 GB = 7595 Cộng và làm tròn GA 1 Do trọng lượng bản thân dầm dọc: 25 00 ×1,1 × 0,3 × 0, 22 × 3,9 = 2 Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào (mục 2 của GB ) 3 708 860 Do lan can xây tường 110 cao 900mm truyền vào: 29 6 × 0,9 × 3,9 = 1038 GA = 26 06 Cộng và làm tròn 4 .2 Tĩnh tải tầng mái 1600 B 5400 C 300 A 3 22 0 22 0 3900 2 g m= 426 daN/m 3900 2 2 g m= 426 daN/m 1 2 g m= 426 daN/m... toán dầm hành lang AB: l AB = 2m 2. 2 .2 Chiều dài tính toán của cột Nhịp tính toán của cột được xác định bằng khoảng cách giữa 2 trục dầm a Chiều dài tính toán cột tầng 1 Cốt mặt đất tự nhiên Z = −0, 45m Độ sâu chôn móng hm = 0,5m Chiều dài tính toán cột tầng 1: ht1 = H t + Z + hm − hd 2 = 3,6 + 0, 45 + 0,5 − 0,3 / 2 = 4, 4m b Chiều dài tính toán cột tầng 2, 3,4 ht = H t = 3,6m D22x30 D30x60 3600 C22x 22. .. = 0, 625 p2mI = 20 8 × 0, 625 = PAmI = PBmI 130 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PAmI = PBmI = 130 × 3,9 + ( 3,9 − 1,6 ) × 1,6 / 4 = 322 daN PCmI,s Do tải trọng từ seno truyền vào: PCmI, s = 130 × 0,6 × 3,9 = 304 5 .2 Trường hợp hoạt tải 2 5 .2. 1 Hoạt tải 2 tầng 2 hoặc tầng 4 A B 1600 C 5400 22 0 3 3900 22 0 3900 2 1 phl=360daN/m2 PA ptg PB 1600 A PA 5400 B p2 1600 A C PB 5400 B C Hình 5.4: Sơ đồ dồn... 893 5 .2. 2 Hoạt tải 2 tầng 3 A B 1600 C 5400 22 0 3 22 0 ps=480daN/m2 22 0 3900 2 3900 ps=480daN/m2 1 PB 1600 pht PC 5400 A B PB 1600 A B C p1 PC 5400 C Hình 5.5: Sơ đồ dồn tải trọng trường hợp hoạt tải 2 tầng 3 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả Sàn tầng 3 Bảng 5.5: Hoạt tải 2 tầng 3 p1II daN / m Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với II tung độ lớn nhất: p = 480 × 3,9 = 18 72 ht Đổi... = 18 72 × 0,786 = PCII = PBII 1471 daN Do tải trọng từ sàn truyền vào: PCII = PBII = 480 × 3,9 × 3,9 / 4 = 5 .2. 3 Hoạt tải 2 tầng mái A B 1600 5400 22 0 C 3 22 0 3900 22 0 3900 2 pm=130daN /2 m 1 pm=ps =130daN /2 m PA,s PB pht 1600 5400 A B C PA,s PB p1 1600 5400 A B PC PC C Hình 5.6: Sơ đồ dồn tải trọng trường hợp hoạt tải 2 tầng mái Bảng 5.6: Hoạt tải 2 tầng mái 1 825 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả... gt 2 = 514 × 3 = 2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: g ht = 423 × ( 3,9 − 0,3) = 1 522 1541 Đổi ra phân bố đều với: k = 0,786 g hcn = 1 522 × 0,786 = 1196 g1 = gt 2 + g hcn = 27 37 Cộng và làm tròn g2 1 Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: gtg = 423 × ( 1,6 − 0 ,22 ) = 583 Đổi ra phân bố đều với: k = 0, 625 g 2 = 583 × 0, 625