Luận văn tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Đại học kiến trúc Tp. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH CHƯƠNG TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI P.PHỤC VỤ 400 4900 500 1900 +13.400 100 400 +20.600 +24.200 2600 +27.800 4000 1250 200 PCCC 1800 1100 300 1100 200 1000 2000 15 100 17 19 21 23 13 11 1100 500 1000 2000 KHO 800 1400 500 1250 1300 1200 300 1200 400 1200 300 1200 300 3200 SẢNH CÔNG CỘNG +17.000 KHO 600 1200 C 2600 VĂN PHÒNG CHO THUÊ +13.350 2700 6000 300 1200 300 1600 +13.400 +13.350 +13.400 D 1700 18000 2900 3001000 6000 1200 1200 2500 1200 1200 7000 900 800 3000 800 2200 1000 7000 3000 800 1000 1200 7000 1200 2600 1200 1200 7000 1000 400 1200 500 1200 B 5000 1350 7000 11 1700 1300 200 1100 100 1100 2800 13 15 17 19 21 300 1200 1200 2.1 MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH A 900 1000 6000 40000 MẶT BẰNG LẦU 3-7 TL:1/100 Hình 2.1: Mặt lầu 3-7 SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH 2.2 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN Sàn phải đủ độ cứng để không bò rung động, dòch chuyển chòu tải trọng ngang (gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến công sử dụng Độ cứng mặt phẳng sàn đủ lớn để truyền tải trọng ngang vào vách cứng, lõi cứng sẻ giúp chuyển vò đầu cột Trên sàn, hệ tường ngăn hệ dầm đỡ bố trí vò trí sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng sàn Ngòai xét đến chống cháy sử dụng công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn tăngt đến 50% so với công trình mà sàn chòu tải trọng đứng Kích thước tiết diện phận sàn phụ thuộc vào nhòp sàn mặt tải trọng tác dụng 2.2.1 Kích thước sơ tiết diện dầm Sơ chọn chiều cao dầm theo công thức sau: hd = ld md (2.1) đó: - hệ số phụ thuộc vào tính chất khung tải trọng; - hệ dầm chính, khung nhòp; - hệ dầm chính, khung nhiều nhòp; - hệ dầm phụ; - nhòp dầm Bề rộng dầm chọn theo công thức sau: md md = ÷ 12 md = 12 ÷ 16 md = 16 ÷ 20 ld 1 1 bd =  ÷ hd 2 4 (2.2) Kích thước tiết diện dầm trình bày bảng 2.1: Bảng 2.1: Chọn sơ kích thước tiết diện dầm SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 Dầm phụ Dầm khung Loại dầm GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Kí hiệu Nhòp ld(m) Hệ số md C cao hd(cm) C rộng bd(cm) D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 7 3.75 2.15 1.2 2.7 12 12 12 12 12 12 12 12 12 16 16 16 58.3 50 41.7 58.3 50 41.7 31.3 17.9 10 37.5 16.9 43.8 19.43 16.67 13.9 19.43 16.67 13.9 10.43 5.97 3.33 12.5 5.63 14.6 Chọn Chọn hd(cm) bd(cm) 60 60 60 50 50 40 40 40 40 50 30 50 30 30 30 30 30 20 20 20 30 30 20 20 Chọn tiết diện hdxbd(cm) 60x30 60x30 60x30 50x30 50x30 40x20 40x20 40x20 40x30 50x30 30x20 50x20 2.2.2 Chiều dày sàn (hs) Chọn sơ chiều dày sàn theo công thức sau: hs = D l ms (2.3) đó: D - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng; ms = 30 ÷ 35 - đố với loại dầm; md = 40 ÷ 45 - kê bốn cạnh; l - nhòp cạnh ngắn ô Chọn hs số nguyên theo cm, đồng thời đảm bảo điều kiện cấu tạo: hs ≥ hmin (đối với nhà dân dụng chiều dày tối thiểu sàn hmin =6cm) Chọn ô sàn S1(7mx7m) ô sàn có cạnh ngắn lớn nhât làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn: hs = D l= 700 = 17.5cm ms 40 Vậy chọn hs=14cm cho ô sàn lại, (đối với sàn vệ sinh hs=12cm) nhằm thỏa mãn truyền tải trọng ngang cho kết cấu đứng Với điều kiện trên, ô sàn phân lọai trình bày bảng 2.2: Bảng 2.2: Bảng phân loại ô sàn SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH sàn Số lượng C.ngắn l1 (m) C.dài l2 (m) Tỷ số (l2/l1) Diện tích l1xl2 (m2) Loại ô bản) C.dày hs (cm) Chọn hs(cm) S1 S2 S2a S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 1 1 1 6 5 3.3 2.025 2.25 1.55 1.2 7 7 6 2.6 2.25 1.17 1.17 1.4 1.2 1.82 1.28 2.22 1.45 5.83 49 42 42 36 35 30 19.8 5.27 11.25 3.49 8.4 Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương Bản phương 17.5 15 15 15 12.5 12.5 8.25 5.06 5.63 3.88 14 14 14 14 12 12 12 12 12 12 12 D2 1200 D12 S10 D4 D9 D9 D4 D4 D4 D4 D4 D2 D4 B D5 D3 5000 S4 D4 S10 2050 D7 D5 3000 D4 D4 7000 7000 D12 6000 D5 2250 1200 3000 D9 2800 S4 D3 D3 D3 D9 S4 D9 D3 D9 D3 S4 D4 S10 18000 D1 220 D8 D5 C 7000 S1 2250 S1 D5 D1 S1 D4 D1 S1 D4 D1 D1 D1 D4 1550 5000 D D5 6000 S2 D2 S2 D2 D2 S2 D4 D5 D1 3200 S2 D2 D2 2800 D11 D4 S7 D10 7000 D12 S10 D9 D9 1800 D5 S6 A D12 7000 70 00 6000 40000 MẶ T BẰNG DẦM SÀN LẦU 3-7 TL:1/100 Hình 2.2: Mặt dầm sàn lầu 3-7 2.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Tải trọng tác dụng lên sàn gồm có: 2.3.1 Tónh tải Tải trọng thường xuyên (tónh tải) bao gồm trọng lượng banû thân lớp cấu tạo sàn tt g s = ∑ γ i δ i ni (2.4) đó: γi - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i; δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i; ni - hệ số độ tin cậy lớp thứ i Cấu tạo sàn văn phòng: • Sàn BTCT dày hs=14cm, ô S1, S2, S3 • Sàn BTCT dày hs=12cm, ô S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 LỚP GẠC H CERAMIC DÀY 10 LỚP GẠC H CERAMIC DÀY 10 LỚP VỮA LÓT DÀY 30 LỚP VỮA LÓT DÀY 30 BẢN BTCT DÀY 140 BẢN BTCT DÀY 120 LỚP VỮA TRÁT DÀY 15 LỚP VỮA TRÁT DÀY 15 Hình 2.3: Chi tiết cấu tạo sàn Kết tính toán trình bày bảng 2.3; 2.4: Bảng 2.3 Tónh tải tác dụng lên sàn (hs=14cm) STT Các lớp cấu tạo sàn Gạch ceramic Vữa lót Sàn BTCT Vữa trát trần Trần treo γ (daN/m3) 2000 1800 2500 1800 δ (mm) 10 30 140 15 n gstc(daN/m2) gstt(daN/m2) 1.1 1.3 1.1 1.3 1.2 20 54 350 27 100 551 22 70.2 385 35.1 120 632.3 Tổng gstt Bảng 2.4 Tónh tải tác dụng lên sàn (hs=12cm) SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 STT Các lớp cấu tạo sàn Gạch ceramic Vữa lót Sàn BTCT Vữa trát trần Trần treo γ (daN/m3) 2000 1800 2500 1800 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH δ (mm) n gstc(daN/m2) gstt(daN/m2) 10 30 120 15 1.1 1.3 1.1 1.3 1.2 20 54 300 27 100 501 22 70.2 330 35.1 120 577.3 Tổng gstt 2.3.2 Hoạt tải Tải trọng phân bố sàn lấy theo TCVN 2737:1995 ([1]) sau: p tt = p tc n p (2.5) đó: ptc np - tải trọng tiêu chuan lấy theo Bảng 3/[1]; - hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3/[1]: n=1.3 ptc A1=9m2) ψ A1 = 0.4 + (2.6) A A1 • Đối với phòng nêu mục 6,7,8,10,12,14 bảng nhân với hệ sốψ A2 (A>A2=36m2) ψ A = + (2.7) A A2 đó: A – diện tích chòu tải Kết tính tóan trình bày bảng 2.5: Bảng 2.5: Hoạt tải tác dụng lên sàn SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH KH Công l1(m) l2(m) Hoạt tải p (daN/m2) ψA n Hoạt tải ptt daN/m2) S1 Văn phòng, hành lang Văn phòng, hành lang, sảnh,… P vệ sinh, thay đồ, … P họp, hành lang Văn phòng, hành lang Văn phòng P thay đồ, vệ sinh Hành lang Hành lang Kho Văn phòng 7 300 0.93 1.2 334.8 300 1.2 345.6 5 3.3 2.025 2.25 1.55 1.2 7 6 2.6 2.25 200 400 300 200 200 300 300 300 200 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 230.4 336 252 175.2 192 360 338.4 360 240 S2 S2a S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 tc 0.96 0.79 0.7 0.7 0.73 0.8 0.94 1 2.3.3 Tải trọng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phân bố sàn (cách tính đơn giản mang tính chất gần đúng) Tải trọng tường ngăn có xét đến giảm tải trừ 30% diện tích lỗ cửa), tính theo công thức sau: g đó: qd t l t ht g ttc = 70% A (2.8) lt ht A gttc - chiều dài tường; - chiều cao tường; - diện tích ô sàn (A=ldxln) - trọng lượng đơn vò tiêu chuẩn tường với: tường 10 gạch ống:gttc=180 (daN/m2); tường 20 gạch ống:gttc=330 (daN/m2) Các ô có tường ngăn, tải trọng tường tính trình bày bảng 2.6: Bảng 2.6: Tải trọng tường ngăn qui đổi SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Ô sàn A(m ) lt(m) ht(m) Trọng lượng tiêu chuẩn gttc(daN/m2) S2a S6 42 19.8 19.95 6.15 3.6 3.6 180 180 n Trọng lượng qui đổi qd gt (daN/m2) 1.3 1.3 280.1 183.2 2.3.4 Tổng tải trọng qs=gstt+ptt+gtqd đó: qs - tổng tải trọng tác dụng lên sàn; tt gs - tổng tónh tải sàn; tt p - tổng hoạt tải sàn; td gs - tải tường ngăn qui đổi; Kết tính tóan trình bày bảng 2.7: Bảng 2.7: Tổng tải trọng tác dụng lên sàn KH S1 S2 S2a S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 Nhòp (m) l1 6 5 3.3 2.025 2.25 1.55 1.2 l2 7 7 6 2.6 2.25 Tónh tải (daN/m2) gstt 632.3 632.3 632.3 632.3 577.3 577.3 577.3 577.3 577.3 577.3 577.3 gtqd 280.1 183.2 (2.9) Họat tải (daN/m2) Tải trọng toàn phần (daN/m2) pstt 334.8 345.6 230.4 336 252 175.2 192 360 338.4 360 240 q 967.1 977.9 900.14 968.3 829.3 752.5 1097.52 1110.27 915.7 1114.62 817.3 2.4 TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN 2.4.1 Tính toán ô làm việc phương SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Theo bảng 2.2 ô làm việc phương (bản loại dầm) S8, S10 Các giả thiết tính tóan: • Các ô lọai dầm tính tóan ô đơn, không xét đến ảnh hưởng ô kế cận • Các ô tính theo sơ đồ đàn hồi • Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tính • Nhòp tính tóan khỏang cách trục dầm a Xác đònh sơ đồ tính hd Xét tỉ số h để xác đònh liên kết sàn với dầm Theo đó: s hd ≥ ⇒ Bản sàn liên kết ngàm với dầm; hs hd < ⇒ Bản sàn liên kết khớp với dầm; hs Kết tính tóan trình bày bảng 2.8: Bảng 2.8: Phân lọai ô sơ đồ tính sàn l1xl2 (m) Loại ô bản) Chọn hs(cm) S8 2.25x5 phương 12 S10 1.2x7 phương 12 Dầm D5 D3 D5 D6 D9 D12 D9 D4 C cao hd(cm) 60 60 60 40 40 40 40 60 Tỉ số hd/hs 5 3.3 3.3 3.3 3.3 Liên kết Sơ đồ tính ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm b Xác đònh nội lực SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Tính toán ô S8, S10 M1 MI 1m l2 MI l1 q MI M1 Hình 2.4: Sơ đồ tính ô làm việc phương Các giá trò momen ql1 24 Momen gối: M I = M g = ql1 12 Momen nhòp: M = M nh = (2.10) (2.11) Trong sơ đồ tính: q=gstt + ptt + gttd Kết tính tóan trình bày bảng 2.9: Bảng 2.9: Nội lực ô loại dầm S8, S10 KH Nhòp (m) Tónh tải (daN/m2) Họat tải (daN/m2) Tải trọng tòan phần (daN/m2) S8 S10 l1 2.25 1.2 gstt 577.3 577.3 pstt 338.4 240 q 915.7 817.3 (2.12) Giá trò momen (daNm) M1 193.16 49038 MI 386.31 98.076 c Tính toán cốt thép loại dầm tính cấu kiện chòu uốn SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Giả thiết tính tóan: • a=2 cm - khỏang cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chòu kéo; • h0 - chiều cao có ích tiết diện; h0=hs-a=12-2=10 cm • b=100 - bề rộng tính toán dải Lựa chọn vật liệu bảng 2.10: Bảng 2.10: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán Bêtông B25 Rb Rbt Eb (Mpa) (Mpa) (Mpa) 14,5 30.103 1,05 ξR αR 0,618 0,427 Cốt thép CI Rs Rsc Es (Mpa) (Mpa) (Mpa) 225 225 21.104 Diện tích cốt thép tính theo công thưc sau: - tính αm = M max Rb b.h0 < α R (thỏa); (2.13) - tính ξ = − − 2.α m < ξ R (thỏa); - tính ζ = 0,5(1 + − 2α m ) ; (2.14) (2.15) - tính diện tích cốt thép M tt As = (cm2) Rs ζ hO (2.16) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : As µ = b.h 100 (%) O µ ≤ µ ≤ µ max (2.17) µ max (2.18) bản: µ ∈ [ 0,3% ÷ 0,9%] , hợp lý, chọn tối thiểu: µ = 0,05% γ R = ξ R b b 100 % R s = 0,618 0,85.145 100 = 3.39% 2250 ξR phụ thuộc vào cấp độ bền bêtông γb=1 bêtông nặng Tính tóan cốt thép cho ô làm việc phương trình bày bảng 2.11: Bảng 2.11: Tính tóan cốt thép cho ô làm việc phương Ô Momen αm ζ SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG Ast Thép chọn MSSV: XLT08082 µ Kiểm tra Trang: 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 (daNm) (cm2) S8 S10 M1 MI M1 MI 193.16 386.31 49.038 98.076 0.013 0.013 0.027 0.027 0.003 0.006 0.006 0.01 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH φ a As (mm) (mm) (cm2) 0.89 1.85 0.41 0.68 8 8 200 200 200 200 2.52 2.52 2.52 2.52 (%) 0.089 0.185 0.041 0.068 thõa thõa không thõa thõa Đối với ô bản, hàm lượng cốt thép không thõa điều kiện µ ≤ µ ≤ µ max tính lại diện tích thép tối thiểu sau: A = µ b.h0 = 0,05.100.10,5 = 0,525 (cm2) 100 (2.19) Chọn bố trí φ8a200, Asc=2.52 cm2 2.4.2 Tính toán ô làm việc phương Theo bảng 2.2 ô làm việc phương (bản kê cạnh) S1, S2, S2a, S3, S4, S5, S6, S7, S9 Các giả thiết tính toán: • Các ô làm việc phương tính toán ô đơn hay liên tục xét đến ảnh hưởng ô kế cận • Các ô tính theo sơ đồ đàn hồi • Cắt 1m theo phương cạnh ngắn cạnh dài để tính • Nhòp tính toán khỏang cách trục dầm a Xác đònh sơ đồ tính hd Xét tỉ số h để xác đònh liên kết sàn với dầm Theo đó: s hd ≥ ⇒ Bản sàn liên kết ngàm với dầm; hs hd < ⇒ Bản sàn liên kết khớp với dầm; hs Kết tính toán phân lọai ô sơ đồ tính ô làm việc phươngtrình bày bảng 2.12: Bảng2.12: Phân lọai ô sơ đồ tính SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 sàn l1xl2 (m) Loại ô bản) Chọn hs(cm) S1 7x7 phương 14 S2 6x7 phương 14 S2a 6x7 phương 14 S3 6x6 phương 14 S4 5x7 phương 12 S5 5x6 phương 12 S6 3.3x6 phương 12 S7 2.025x2.6 phương 12 S9 1.55x2.25 phương 12 Dầm D1 D4 D1 D4 D2 D4 D2 D4 D1 D5 D1 D5 D2 D5 D2 D5 D3 D4 D3 D4 D3 D5 D3 D5 D2 D5 D2 D10 D5 D2 D10 D11 D5 D8 D7 D3 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH C cao hd(cm) Tỉ số hd/hs Liên kết 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 40 60 60 40 40 60 40 40 60 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 5 5 5 5 5 3.3 5 3.3 3.3 3.3 3.3 ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm ngàm Sơ đồ tính Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ b Xác đònh nội lực SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2010 GVHD: CÔ ThS TRẦN THẠCH LINH Các ô thuôc lọai cạnh, cạnh liên kết ngàm với dầm có tỉ số l2/l1 10 h 140 × × 104 = 1.4(cm) < f u = 2.5(cm) 48 Kết luận: Ô S1 tính toán thõa điều kiện độ võng ⇒ f = 2.746 × 10 −5 × SVTH: HUỲNH THỊ MỸ HẰNG MSSV: XLT08082 Trang: 39