Sổ tay thực hành kết cấu công trình pgs ts vũ mạnh hùng, 178 trang

Trang 3

LỜI MỞ ĐẦU

Xuất phát từ mong muốn của các kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng, giám sát kỹ

thuật và sinh viên kiến trúc - xây dựng v.v cần có một tài liệu tra cứu ngắn gọn

và thiết thực về kết cấu công trình, chúng tôi đã biên soạn cuốn "Sổ tay thực hành kết cấu công trình"

Cuốn sách gồm có 5 phần :

Phần 1 Đặc trưng hình học và xác định nội lực Phần 2 Số liệu về tải trọng

Phần 3 Vật liệu và thi công

Phần 4 Trình tự tính toán các cấu kiện Phần õð Minh họa cấu tạo

Những công thức, số liệu tra cứu, ví dụ tính toán minh họa cấu tạo phục vụ

cho việc thiết kế, thi công, làm đổ án các công trình dân dụng và công nghiệp

thường gặp ˆ

Hy vọng cuốn sách sẽ hỗ trợ có hiệu quả cho người sử dụng Tuy nhiên, trong quá trình biên soạn và xuất bản khó tránh được các thiếu sót, vì vậy rất mong

nhận được nhiễu góp ý của độc giả Xin chân thành cám ơn

Tác giả

<DTH2N>

Trang 5

Phần 1 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC Bảng 1-1 Đổi đơn vị giữa hai hệ US và SI Đổi từ đơn vị US sang đơn vị SI nhân với Don vi US —_ Don vi SI Đổi từ đơn vị SĨ sang đơn vị US nhân với in 25,40000 in mm 0,0397 0,30480 ft m 3,2810 645,20000 in? mm? 1,55 x 10% 16,39.10” in? min’, 61,02 x 10% 416,2.10° in4 mm 2,403 x 108 0,09290 ft? m2 :10,76000 0,02832 ft mỸ 35,31000 0,45360 Tb (khéi lượng) kg 2,20500 4,44800 "Tb (ye) ” NÑ 0,22480 4,44800 -_ kịp đực) kN 0,22480 1,35600 ft-Ib (mémen) Nm 0,73760.- 1,35600 kip-ft (mémen) kNm 0,73760 1,48800 Tb/ft (khối lượng) kg/m 0,67200 '14,59000 Tb/ft (tải trọng) N/m 0,06858

14,59000 kip/ft (tai trong) kN/m 0,06858

6,89500 P§i (ứng suất) kPa 0,14500

Trang 9

Bảng 1-4 Lực cắt - phán lực gối tựa mômen uốn và độ võng của dầm một nhịp - Lực cắt và phản Sơ đồ tye gối Du Mômen uén (Mx DO ving (fx) va : - 1 2 3 4 Dầm công xôn | P 5 A ——‡ B lM Qx=-P BoP Mp =- PI Mr = -Px fy= PP 3EJ_ Q af _— + - 5 > CO lâm A /B ? M B=p! _attl p fA'= pt Q = -px Me = pỀ 8EJ ~—«rrrrfffff] Q BE na dL + : — TP Bu A B > 3 q _ Px X My =._— PX al] wv ` XE ca 61 ; f=.Ð A= fla pe =p ¥ Ma = _ ph 30EJ 1 6 +~—— :

Dầm trên hai gối tựa

Trang 10

2 3 Pa Az Pb B= }a2_k_} 1 oi Khix <a; Q,= Pb Pb —x - Khi x<a; Mu= Khix>a 3 Pb |“ + 2ab 3, mm | - Jf Ị : Khix> a; Q = 78 mee] M -Pạb taix= J F(a +2b) Inax = ——— i —PỊ TP =Bc A BÀ =B=P

arbia Khix<a Khix<a :

Trang 11

1 2 3

Dầm trên hai gối tựa có hai công xôn đối xứng

'Trên công xôn a Qe=-P Ở nhịp Qx=0 A=B=P Trên công xôn | Mx = -P (a + x) Ở nhịp Mx = -Pa PaP .8EJ min= — B Qx = -p (a - x) at et Onhip 'Trên công xôn a= fx _ 3] I A=P na + 2) 'Trên công xôn _ 8 nG Ởnhịp Mx = - se” -Ix-x?) P Mmax = : ñ -a? Ímax = A8EJ] 8 pf [5 2.» 2P +3 a 2 Dầm trên hai gối tựa, một gối là ngàm Khix<a ' Qx=A Khix>a -: Qx=-B PhÍ,_ bẺ) Si b-¥) Khix<a Mx =Ma + Ax -Pab, | b Ma = QI t+ 1] Khix>a Khi'x <a 2 x f= ` §BJ Khix>a (3Ma + Ax) 2 fx = 7(8Ma + Ax) Tài liệu này được lưu trữ tại http://taiieuxd.com/ Đa? b Mx = Ma + Ax + P( - a) 6EJ` II] =o 2+ 2P 1 Mmax = Bb taix=a ; ‘ “p (x-a) 3 6BJ 11 a { iP “16? 16 Ma= ~ —P] ¬ 21022 |a— 5 6 finax = 0,00933 PỂ ple v2 Bap Mi= © p) BJ — 32 a=ni(§ — 3) mnxn p APO - 5 8 | P) +——1— + | A=5pj Mạ - Be sự 8 8 Ífmax= À mu 3 185EJ

im Boo pl Mmnax = 2 py?

° tai x = 0,625] 38 aix = 0, tại x= 0,B79 1ˆ

M=0taix=/ 4

: <DTH2N>

Trang 13

2 3 4 Azp ast bb? Ma=_ pab? Khia>b : ` # _9_ PaPb? a peplat dba |Mp=_ p&Ð 2 finan = 3 Gab? EJ (3a +b) mars Ẻ P taix=—2al_ Ra Khix<a Qx=A i Khix = ix=a Khi cu 8a +b M Khix>a Qx=- _ 9Pa2h2 Mạ = “TT Path? Cem ° B fmax = 2.—Pab” 3 Eđ(a + 8h)? _ tại x= Ẻ a + 3b P j v2 | 2 ƒ A=B=a= P ST 2 Mụ-Mạ-_P! on My Qx=+ 8 fmax = 2 , Đi 182EJ TH TT ˆ Mia="

Bảng 1-5 Mômen uốn, lực cắt và phản lực gối tựa trong đầm liên tục đêu nhịp

Trang 28

Bảng 1-15 : Mômen uốn và lực cắt trong đầm giao thoa của bản sản

Trang 29

Bảng 1-16 : Mômen uốn và lực cắt trong dầm giao thoa của bản sản (chu vi kê tự do) khi ô bản là hình vuông

Trang 30

Bảng 1-17 : Phân phối tải trọng và mômen uốn

Trang 31

Tiếp bang 1-17 2 3 4 -_—===——B A A-A 0,34 ql 0,0425 qIL2 6 I 1 , | |! B-B 0,302 ql 0,0378 qlL? B I | 1 Woy A L C-C 0,583 ql 0,0729 qIL2 — D_- _— B_ A f AA 0,311 ql 0,0389 qlL? D Ị ! 3 ! \ B-B 0,341 ql 0,0427 qlL a Cc | 1 Bk C-C | 0,308 at 0,0385 q1 f | AT D-D 0,570 ql 0,0713 qIL2 Bảng 1-18 : Phân phối tải trọng lên hệ đầm có sườn giảng

Tài liệu này được lưu trữ tại http://tailieuxd.com/ ˆ

Trang 40

Phần 2

SO LIEU VE TAI TRONG

Bảng 2-1 Trọng lượng đơn vị một số loại vật liệu xây dựng (Trị số tiêu chuẩn)

Số TT 'Tên vật liệu, sản phẩm Đơn vị đo, Trọng lượng (kg)

1 Gach 14 nem nung 20 x 20 x 2 em 1000 viên 1200

2 Gạch bông 20 x 20 x 2 em nt 1800

3 Gach men 15 x 15x lem nt 1000

‘4 Ngói máy loại 13 vim? nt 3100

Trang 41

Tiếp bảng 2-1

Số TT Tên vật liệu, sản phẩm Don vi do Trọng lượng (kg)

27 | Mái tôn thiếc đòn tay gỗ - 15 :

28 Mái tôn thiếc đòn tay thép hình - 20 29 Trần ván ép dầm gỗ - 30 30 Trần gỗ dán dầm gỗ - 20 31 Trần lưới sắt đắp vữa - 90 32 Cửa kính khung gỗ - 25 33 Cửa kính khung thép - 40 34 Cửa ván gỗ (panô) - 30 35 Cửa thép khung thép - 45 36 San dam gỗ, ván sàn gỗ - 40

37 Sàn đan BTCT với 1 em chiều dày - 25

Trang 42

Bảng 2-3 Tải trọng tức thời tiêu chuẩn phân bố đều lên sàn

và cầu thang (theo TCVN 2737 - 1995) Tải trọng tiêu chuẩn

Loại phòng Đặc điểm Đơn vị | Toàn | Phần

on Vt | phan |dai han

1 2 3 4 5

a) bo khách sạn, bệnh viện, trại | đaN/mÊ | 200 10 1 Phòng ngủ b) Thuộc nhà ở, nhà trẻ, mẫu giáo, | -

trường học nội trú, nhà nghỉ, nhà | daN/m? | 150 | 30

điều dưỡng

a) Thuộc nhà ở : daN/m? | 150 | 30

2 Phòng ăn, phòng |b) Thuộc nhà trẻ, mẫu giáo, trường

khách, buồng tắm, vệ | học, nhà nghỉ, nhà dưỡng lão| nhà im? | 200 70

sinh điều dưỡng, khách sạn, bệnh viện, daN/m

trại giam, trụ sở cơ quan, nhà máy

a) Thuộc nhà ở daN/m? | 150 | 130

b) Thuộc nhà trẻ, mẫu giáo, trường :

3 Bếp, phòng giặt học, nhà nghỉ, nhà đưỡnglão, nhà ol

điều đưỡng, khách sạn, bệnh viện, | daN/m” | 300 | 100

trai giam, nhà máy -

4 VA hò hà Thuộc trụ sở cơ quan, trường học,

nụ hic ong, Pheré | bệnh viện, ngan hang, co sé | daN/m?| 200 | 100 nghiệm

nghiên cứu khoa học ;

Thuộc nhà ở cao tầng, cơ quan,

5 Phong néi hơi, phòng truéng hoc, nha nghi,nha dudng lao,

động cơ và quạt kể | nhà điểu dưỡng, khách sạn, bệnh | daN/m2 | 750 | 750

cả khối lượng máy viện, trại giam, cơ sở nghiên cứu

khoa học

a) Có đặt giá sách 2

6 Phòng đọc sách ặt giá sác daN/m 400

140

b) Không đặt giá sách daN/m? | 200 | 70

7a Nhà hàng ăn uống daN/m? | 300 | '100

Trang 43

Tiếp bảng 2-3 1 : 2 3 4 5

9 Sân khấu daN/m? | 750 | 370

a) Kho sách lưu trữ (xếp dày đặc sách, daN/im

tài liệu) chiều 480 480

10 Kho b) Kho sách ở các thư viện cao vật | 240 240

e) Kho giấy liệu chất | 40o | 400

kho

đ) Kho lạnh 500 | 500

11 Phòng học Thuộc trường học daN/m? | 200 | 70

a) Xưởng đúc daN/m? | 2000

b) Xudng sửa chữa, bảo dưỡng xe có 2 _-

12 Xưởng trọng lượng < 2500 kG daN/m* | 500 |# net ©

cơng

c) Phịng lớn có lắp máy và có đường đi lại daN/m? | 400 nghệ Ì

Trên diện tích khơng đặt thiết bị,

18 Phòng áp mái vật liệu Hs kh

a) Tai trọng phân bố đều từng dải trên | qaN/đải

diện tích rộng 0,8 m doc theo lan | - rộng 400 140

can, ban công, lộgia 0,8m

14 Ban công, lôgia b) Tải trọng phân bố đều trên toàn bộ

diện tích ban công lôgia (được xét 2 :

đến nếu tác dụng của nó bất lợi | daN/m 200 70

hơn khi lấy theo mục a)

a) Văn phòng, phòng thí nghiệm,

phòng ngủ, phòng bếp, phòng giặt, daN/mÊ | 300 100

phòng vệ sinh, phòng kỹ thuật 15 Sánh, phòng giải

lao, cầu thang, hành | b) Phòng đọc, nhà hàng, phòng hội

lang thông với các họp, khiêu vũ, phòng đợi, phòng 2

phòng, khán giả, phòng hồ nhạc, phịng | đ/m” | 400 140

thể thao, kho, ban công lôgia

Trang 44

Tiếp bảng 2-3

1 F 3 | 4 5

a) Gia súc nhỏ daN/m? | 200 | 70

b) Gia súc lớn daN/m2 | 500 180

a) Phần mái có thể tập trung đông

người (đi ra từ các phòng sản xuất, daN/m2 | 400 140 - giảng đường, các phòng lớn) 17 Trại chăn nuôi l8 Mái bằng có sử | Ð) Phân mái dùng để nghỉ ngơi daN/m? | 150 | 50 dung theo oe ae 2 thiết kế e) Các phần khác daN/mm 50 cong nghé a) Mái ngói, mái fibrô xi măng, mái

tôn và các mái tương tự, trần vôi | : theo

rơm, trần bê tông đổ tại chỗ không 2 thiết kế

có người đi lại sửa chữa, chưa kể | daN/mf | 30 công

các thiết bị điện nước, thông hơi nghệ

nếu có

19: Mái không sử đụng

)) :Mái bằng, mái dốc bằng bê tông cốt

thép, máng nước mái hắt, trần bê theo

tông lắp ghép không có người đi 2 thiết kế

lại, chỉ có người đi lại sửa chữa, | daN/m“ | 7ð công

chưa kể các thiết bị điện nước, nghệ

thông hơi nếu có ,

20 San nha ga, bén tau ‘ 2

điện ngẫm daN/m?'| 400 | 140

: Đường cho xe chạy, dốc lên xuống

21 Gara ôtô dùng cho xe con, xe khách và xe tải | daN/m” | 500 | 180

, nhẹ có tổng trọng lượng < 2500 kG `

Ghi chú : - 1 daN/m? = 1 kG/1m?

Trang 45

_" Bảng 9-4 Hệ số vượt tải y

b) do trong lượng của vách ngăn tạm thời

1.5 Tải trọng tập trung và tải trọng lên lan can ‘ 1.6 Tai trong của cẩu trục, cẩu treo Tớ hợp ` Loại tải trọng Hệ số vượt tải y 1 2 8 LD Tính toán | 1.1 Trọng lượng của kết cấu : cường độ và a) kết cấu thép (1) 1,05 ổn định b) kết cấu gạch đá, gạch đá có cốt thép 11

c) kết cấu bêtông trên 1.600 km? ‘41

d) kết cấu bêtông từ 1.600 kG/mẺ trở xuống,

: vật liệu ngăn cách, lớp trát, hoàn thiện

- sắn xuất tại nhà máy 1,2

- sản xuất tại công trường 1,3 1.9 Trọng lượng, áp lực đất (2) : a) đất nguyên thổ 11 b) dat dap 1,15 1.3 Tai trong do thiết bị, người, hàng chất kho : trọng lượng của : a) thiết bị cố định 1,05

b) lớp ngăn cách của thiết bị cố định 1,2

c) vật liệu chứa trong thiết bị, bể, ống dẫn : i) chat long 1,0 ii) chất rời, cặn, huyền phù li đ) thiết bị bếc dỡ, xe cd 1,2 e) tải trọng do vật liệu có khả năng hút ẩm, ngấm nước 1,3

1.4 Tải trọng phân bố đều lên sàn, cầu thang :

Trang 46

1 2 3 1.7, Tải trọng gió : thời gian sử dụng giả định của công trình ; 2 ð0 năm l 1,2 40 nam - 1,15 30 năm : / 1,1 20 nam ‘ 1,0 10 nam : 0,9 5 nam 0,75 2) Tính toán : 1,0 riêng đối với dầm độ bền mỏi - cầu trục 3) Tính toán 10 theo biến > dang va (nếu không có quy định chuyển vị ˆ khác)

TAI TRONG GIO

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 "Tái trọng và tác động”, tải trọng gió gầm

2 thành phần tĩnh và động :

I Thành phần

1) Thành phần tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức :

WEWoxkxec

trong đó :

Wo - giá trị áp lực gió theo ban dé phan ving va bang 2.2.2

k - hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và đạng địa

hình (theo bảng 5, TƠVN 2737-1995)

c - hệ số khí động, xác định theo bảng 6, TƠVN 2737-1995 với cách xác định mốc chuẩn theo phu luc G, TCVN 2737-1995

2) Thành phần động

Trang 47

tầng, cao dưới 40 m, hoặc nhà công nghiệp 1 tầng, cao dưới 3,6 m, tỷ số độ cao trên nhịp nhỏ hơn 1,5

1I Phân vùng theo áp lực gió Wo

Tiêu chuẩn "Tải trọng và tác động - TƠVN 2787-1995" đã phân vùng lãnh thổ VN theo áp lực gió như sau :

1) Theo áp lực gió, lãnh thổ VN được phân thành các vùng (xem bản đồ phân vùng áp lực gió)

TA, IIA, IIB, IITA, IIIB, IVB, VB

trong dé :

Các vùng có ký hiệu A là vùng ít bị ảnh hưởng của bão, vùng có ký hiệu B là vùng chịu ảnh hưởng của bão (xem bảng 2.B)

Bang 2-5 Phân vùng áp lực gió (theo TCVN 2737-1995) Vùng Ảnh hưởng bão Áp lực gió Wo (đaN/m”) ‘khong _ 65 : TA (Vùng núi, đổi, đồng bằng, thung lũng) B5 (Các vùng còn lại) TA yếu 83 HB khá mạnh 95 TIA yéu : 110 TI B manh 125 IVB rat manh 155 VB rất mạnh ˆ - 18B

Ghi chi : Khu vue I-A gém các tỉnh vàng rừng núi phía Bắc như Cao Bằng, Hà Giang, Lai

Châu, Lạng Sơn, Lao Cai, Sơn La, Tuyên Quang, Yên Bái; các tỉnh vùng cao nguyên

Trung bộ như Công Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng ; các tỉnh phía tây Nam Bộ như An

Giang, Đồng Nai, Đồng Tháp

Khu vực IT-A gồm thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hoà và các tỉnh miền Đông Nam Bộ như Bà Rịa - Vũng Tầu, Bến Tre, Cần Thơ, Bạc Liêu, Cà Mau, Long An, Sóc Trăng, Tiền Giang, Trà Vinh, Vĩnh Long

Khu vic II-B gém thành phố Hà Nội, các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Tây, và một số

vùng phụ cận Hà Nội của các tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Hoà Bình, Vĩnh Phúc, Phú

<DTH2N> 45

Trang 48

Tho ; một số vùng núi Thanh Hoá, Nghệ An ; một số vùng đồng bằng các tỉnh miền

Trung như Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng, Quảng Ngãi

Khu vite II-B gém mét số vàng của các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ như Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Ninh Binh, vùng đồng bằng Thanh Hoá, một số vùng ven biển của

Quảng Ninh và các tỉnh miền Trung như Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Phú Yên

Khu vue IV-B gdm tinh Thai Binh, Hai Phong va mét sé ving ven biển Bắc Bộ và Trung bộ như Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Hà Tinh

Thu vực V-B là các khu vực ở ngoài hải đảo như quần đảo Hoang Sa - Đối với vùng ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, giá trị của áp lực gió Wo được giảm đi 10kG/mẺ đối với vàng I-A, 12kG/m2 đối với vùng II-A và 15 kG/m® đối với ving I-A

2) Công trình ở vùng núi và hải đảo có cùng độ cao, địa hình và ở sát các trạm

quan trắc khí tượng có trong bảng 2.5 thì giá trị áp lực gió tính toán được lấy theo trị số độc lập của trạm đó

3) Công trình xây đựng ở vùng có địa hình phức tạp (hẻm núi, cửa đèo ) giá trị áp lực gió Wo phải lấy theo số liệu quan trắc tại hiện trường Khi đó áp lực gió

được tính theo công thức :

Wo = 0,0618 x Vo"

trong đó :

Vo - van tốc gid (m/s) (vận tốc trung bình trong khoảng 8 giây, bị vượt

trung bình một lần trong 20 năm), ở độ cao 10m so với mốc chuẩn,

tương ứng với địa hình dạng B (địa hình tương đối trống trải theo