Đồ án Thiết kế khung ngang bê tông cốt thép toàn khối

TRƯỜNG ĐHXD MIỀN TRUNG KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP II PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn : Huỳnh Quốc Hùng Sinh viên thực : Nguyễn Văn Anh Lớp: D12X1 Ngày giao đề :……………………………………………Hồn thành:………………… Nội dung đồ án: THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI Sơ đồ khung ngang: SƠ ĐỒ NHÀ Số liệu thiết kế: SƠ ĐỒ NHÀ : Tính khung trục : L1 (m) L2 (m) L3 (m) a (m) Htầng (m) Địa điểm xây dựng: Thừa Thiên – Huế 2,8 9,0 1,2 4,0 3,9 Vật liệu : tự chọn Cấu tạo sàn (SÀN SÊNÔ) - LỚP CHỐNG THẤM (SIKA LATEX) - LỚP VỮA XM MÁC 100 DÀY 30 BO TRÒN GO - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC 75 DÀY 15 - LỚP SƠN NƯỚC MÀU TRẮNG (SÀN MÁI NGOÀI TRỜI) - TẤM ĐAN CHỐNG NHIỆT 600x600x50 - HAI LỚP GẠCH THÔNG TÂM LỖ TRÒN - MỘT LỚP GẠCH LÁ NEM 20x200x200 - LỚP VỮA XI MĂNG MÁC 75 DÀY 25 - BÊ TÔNG CHỐNG THẤM B25 DÀY 40 - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC 75 DÀY 15 - LỚP SƠN NƯỚC MÀU TRẮNG (SÀN NHÀ + SÀN VỆ SINH) - LÁT GẠCH CERAMIC 400x400x10 - LỚP VỮA XM MÁC 75 DÀY 30 - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC 75 DÀY 15 - LỚP SƠN NƯỚC MÀU TRA Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối Các ghi : Bề rộng tường t(mm) lấy theo bề rộng dầm; Bỏ qua lỗ cửa, xem mảng tường đặt; Lan can (LC) xây gạch đặt, chiều cao h=0.9(m) dày t=100(mm); Thành sê nơ xây gạch dày t=100(mm) cao hsn=500(mm) Trình tự thiết kế: Bước : Giới thiệu, mơ tả kết cấu khung: S6 4500 D9 S1 D2 4500 D1 1200 Kết cấu chịu lực hệ khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối có liên kết cứng nút, liên kết cột với móng xem ngàm mặt móng Hệ khung chịu lực cơng trình hệ khơng gian, xem tạo nên từ khung phẳng làm việc theo hai phương vng góc với đan chéo Tính tốn hệ khung thực theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn cơng trình + hệ dầm dọc (Khi tỷ số L/B > 1,5 nội lực chủ yếu gây khung ngang độ cứng khung ngang nhỏ nhiều lần độ cứng khung dọc Vì tách riêng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng) Cơng trình khung bêtơng cốt thép tồn khối tầng, nhịp Để đơn giản tính tốn, tách khung phẳng trục 8, bỏ qua tham gia chịu lực của hệ giằng móng kết cấu tường bao che Mặt kết cấu dầm sàn bố trí Hình 2: D10 S5 K7 D8 K8 D3 S4 D6 D4 4000 D5 S3 4500 2800 D7 2800 S2 S5' 1200 S1 4500 K8 K7 4000 SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC TẦNG 2,3 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC TẦNG MÁI Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối Hình Diện tích truyền tải cột thuộc khung trục Bước Chọn vật liệu sơ chọn kích thước tiết diện cấu kiện: A Chọn vật liệu:  Bê tơng -Dùng bê tơng có cấp độ bền B20( tương đương M250) có -Trọng lượng riêng :bt=2500daN/m -Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng tính theo trạng thái giới hạn I: Rs=115 (daN/cm2 -Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng tính theo trạng thái giới hạn II: Rs=150 (daN/cm2) -Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng tính theo trạng thái giới hạn I: Rbt=14 (daN/cm2) Mơđun đàn hồi: E=2.7105 (daN/cm2)  Cốt thép Thép CI:  hb  D l1 =  2800  (62.2  70) (mm) 40  45 40  45 Chọn hb=100 (mm) GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối Các phòng học chọn chiều dày hb=100(mm), chọn chiều dày sênơ sàn hành lang hb=80(mm) Chọn kích thước tiết diện dầm Tiết diện dầm, phụ thuộc chủ yếu vào nhịp dầm độ lớn tải trọng Theo kinh nghiệm tiết diện dầm chọn theo cơng thức: Chiều cao dầm hd= l (với dầm phụ m=12÷20, dầm khung m=8÷15); m Chiều rộng bd=(0,3÷0,5)hd b.1.Dầm khung trục (K8) Nhịp BC: Tầng 2,3,mái  1 hd      9000   600  1125  mm, chọn hd  60cm => bd  30cm ; chọn kích  15  thước dầm nhịp BC tầng 2,3 30x60cm2; tầng mái 30x55 cm2 Nhịp AB: Tầng 2,3,mái  1 hd      2800  186,  350  mm chọn hd  20cm => bd  30cm ; chọn kích  15  thước dầm nhịp AB tầng 2,3 30x20cm2; tầng mái 30x20cm2 b.2 Dầm dọc: Trục A, B, C Dầm D1 đến D3 tầng 2,3,mái:  1 hd      4000   200  333.3 mm chọn hd  30cm => bd  20cm ; chọn kích  20 12  thước dầm nhịp 7-8 tầng 2,3,4,mái 20x30cm2; tầng mái 20x30 cm2 c.Chọn sơ tiết diện cột c.1 Về dộ bền GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối SxqC SxqB 2800 SxqB 2800 SxqA 1200 SxqA 9000 9000 SxqC 4000 4000 Tầng 2, Tầng Tầng Mái Hình Diện tích truyền tải cột thuộc khung trục Diện tích tiết diện cột Ac xác định theo cơng thức: Ac  k N Rb Trong đó: K=1.1 ÷ 1.5 hệ số kể đến ảnh hưởng mơmen uốn, độ mảnh cột, hàm lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí cột Khi ảnh hưởng mơmen bé lấy k bé ngược lại Rb=1150(daN/cm2) – cường độ chịu nén tính tốn bê tơng N lực dọc cột, tính tốn theo cơng thức gần sau: N  qSxq (kN/m2) q- tải trọng tương đương tính theo mét vng mặt sàn gồm tải trọng thường xun tạm thời sàn, trọng lượng dầm, tường, cột tính phân bố sàn Thơng thường với nhà có chiều dày sàn bé (10÷14) cm, có tường, kích thước cột dầm bé lấy q  (10  14) kN/m2 Sxq : Tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột xét(Xem hình 3) c.2 Về độ ổn định, việc hạn chế độ mảnh 𝛌 b  l0  ob  31 b ( với l0   H , b: chiều rộng tiết diện, H: chiều cao tầng) Thực chọn tiết diện cho cột trục B tầng khung Về độ bền: S xq = ST + ST + STM =  2,8  9,    4,   =23,7 (m2)     GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối Chọn q= 10 (kN/m2) => N=10×23,7 = 237 (kN) Chọn k=1.2 => Ac  k N = 1.2  237  0, 0247 (m2) = 247,3(cm2) Rb 11500 Chọn sơ tiết diện cột (cm2) Kiểm tra độ ổn định : Xác định chiều cao cột tầng 1; lựa chọn chiều sâu chơn móng từ mặt đất tự nhiên(-0.75) trở xuống hm=1.2 m; HT  H1  Z  hm  3.9  0.75  1.2  5.85m Chiều cao tầng 2,3 lấy chiều cao tầng: HT=3,9 m Vậy độ mảnh cột tầng 30x30: l  HT 0,  5,85 b     ob  31 =>Thỏa mãn điều kiện độ ổn định b b 0, 33 Trong hệ số =0.7 cho khung nhà nhiều tầng liên kết cứng dầm cột, có từ nhịp trở lên, đổ bê tơng thép tồn khối Với cột lại việc chọn kích thước sơ tiết diện thực tương tự bảng Bảng :Tính tốn chọn sơ trục tiết diện cột khung trục tầng BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC Cột trục A B C 3 3.8 7.6 11.4 12.8 25.6 38.4 10 10 10 10 10 10 1.35 1.35 1.35 1.2 1.2 1.2 44.61 89.22 133.83 133.57 267.13 400.70 20 20 20 30 30 30 30 30 30 35 35 35 3.9 3.9 5.85 3.9 3.9 5.85 Kiểm Tra 9.10 Thỏa 9.10 Thỏa 13.65 Thỏa 9.10 Thỏa 9.10 Thỏa 13.65 Thỏa 10 1.35 105.65 30 35 3.7 8.63 Thỏa 18 10 1.35 211.30 30 35 3.7 8.63 Thỏa 2.7 10 1.35 31.70 30 35 5.85 13.65 Thỏa Tầng Sxq(m2) q(kN/m2) k Ac(cm2) b(cm) h(cm) H(m) b Hình Sơ đồ chọn tiết diện khung Lập sơ đồ tính Tính tốn khung ngang thực theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn cơng trình (phương có độ cứng độ ổn định khung dọc) Mơ hình hóa kết cấu khung thành đứng (cột) ngang GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối (dầm), liên kết cứng với nút liên kết cột với móng ngàm mặt móng Khung tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản hóa lấy nhịp tính tốn nhịp kiến trúc Ta có sơ đồ tính: D-20x30 C-20x30 C-30x35 2800 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 5850 C-30x35 D-30x60 C-20x30 D-20x30 3900 D-30x60 C-20x30 D-20x30 3900 D-30x55 C-30x35 D-20x30 D-20x30 9000 Trang D7 D8 C8 C9 D6 C7 D4 D2 C2 C1 D1 2800 5850 3900 C6 C4 C5 D3 C3 D5 Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối 3900 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II 9000 Hình Sơ đồ tính khung trục Xác định loại tĩnh tải tác dụng lên khung: 2.1 Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung a Xác định tải trọng đơn vị m2 sàn Bảng Xác định tải trọng đơn vị 1m2 sàn GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Tên lớp cấu tạo (m) Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối ( daN/m3) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) Gạch lát Vữa xi măng Bản sàn BTCT Vữa xi măng trát trần Tổng Gạch lát Vửa xi măng Bản sàn BTCT Vửa xi măng trát –trần Tổng 0.01 0.03 0.1 2200 1600 2500 1.1 1.3 1.1 22 48 250 24.2 62.4 275 0.015 1600 1.3 0.01 0.03 0.08 2200 1600 2500 1.1 1.3 1.1 24 344 22 48 200 31.2 392.8 24.2 62.4 220 0.015 1600 1.3 24 294 31.2 337.8 Vữa xi măng Sàn Sê nơ Bản sàn BTCT Vữa xi măng trát S3, S7 trần Tổng Tấm đan chống nhiệt Gạch lỗ Lớp gạch men Sàn mái Vữa xi măng S4, S5, S6 Bê tơng chống thấm Sàn BTCT Vữa trát trần Tổng 0.03 0.08 1600 2500 1.3 1.1 48 200 62.4 220 0.015 1600 1.3 24 272 31.2 313.6 0.05 2500 1.1 125 137.5 0.05 0.02 0.025 1800 1800 1600 1.1 1.1 1.3 90 36 40 99 39.6 52 0.04 2500 1.1 100 110 0.08 0.015 2500 1600 1.1 1.3 200 24 615 220 31.2 689.3 Sàn phòng học, S1 Sàn hành lan, S2 b.Xác định tải trọng đơn vị m2 tương Loại tường Các lớp cấu tạo n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) Dày 200 -Tường xây tường gạch đặc: 0.2×1800 -Vữa trát : 0.015×1600×2 Tổng 1.1 1.3 360 48 408 396 62.4 485,4 Dày 100 -Tường xây tường gạch đặc: 0.1×1800 -Vữa trát : 0.015×1600×2 Tổng 1.1 1.3 180 48 228 198 62.4 260,4 Bảng Xác định tải trọng đơn vị 1m2 tường c Xác định tĩnh tải vào khung trục GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối qtg qcn ln ln b/ qht 0.5ln 0.5ln qcn ld ld 4000 Hình Qui đổi tải trọng tam giác, a) tải trọng hình thang, b) tải phân bố S1 S1 4500 4500 S2 2800 2800 Ga Gtg 9000 Gb 2800 Ght 4500 Gb' Ght Gc 4500 Hình : Sơ đồ phân tỉnh tải sàn tầng 2,3 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 10 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối 6.Tính tốn cốt thép a.Tính tốn thép dọc cho dầm khung Tính tốn thép cốt dọc cho dầm tầng Từ bảng tổ hợp nội lực dầm ta suy nội lực nguy hiểm cho dầm: 40.48 27.29 18,47 175,16 159,41 D2 D1 12.89 228,55 2800 4500 2800 4500 9000 Hình : Nội lực số tiết diện khung trục tầng -Tính cốt thép cho nhịp AB +Tính tốn cốt thép cho gối A  Mơmen M  27, 29(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng kéo nên ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật b  h  20  30cm2  Giả thiết a  40mm  ho  h  a  300  40  260mm  Tính  m  M 27, 29 106   0.01755   R  0.429; Rbbho2 11.5  200  2602    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0.1755)  0.9  M 27, 29 106   415cm2 Tính As  Rs ho 280  0.9  260  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  As 415 100%  100%  0.8%  min  0.1% bho 200  260 +Tính tốn cốt thép cho gối B  Mơmen M  40, 48(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng kéo nên ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật b  h  30  30cm2  Giả thiết a  40mm  ho  h  a  300  40  260mm  Tính  m  M 40, 48 106   0, 26   R  0.429; Rbbho2 11,5  200  2602 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 45 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0, 26)  0,846  Tính As  M 40, 48 106   657mm2 Rs ho 280  0,846  260  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: As 657 100%  100%  1, 26%  min  0.1% bho 200  260  +Tính tốn cốt thép cho nhịp AB chịu mơmen dương  Mơmen M  12,89(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng nén với h'f  80mm  Giá trị độ vươn sải cánh lấy sau: 6  h 'f   80  480mm  Sc  0.5   B  b   0.5   4000  200   1900mm =>chọn Sc  0, 4m 1/  L  1/  2800  466, AB   Tính b'f  2Sc  b   400  200  1000mm  Giả thiết a  40mm  ho  h  a  300  40  260mm  Xác định: M f  Rbb 'f h 'f  ho  0.5h 'f   11.5 1000  80   260  0.5  80   2024 105 Nmm Ta có M max  12,89  kNm  M 'f  202,  kNm →trục trung hòa qua cánh Ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật có tiết diện b'f  h  1000  300mm2  Tính  m  M 12,89 106   0.018   R  0.429; Rbb'f ho2 11,5 1000  2602    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0,016)  0.991  Tính As  M 12,89 106   179mm2 Rs ho 280  0.99  260  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  As 179 100%  100%  0,34%  min  0.1% bho 200  260 -Tính cốt thép cho nhịp BC: +Tính tốn cốt thép cho gối B,C Đoạn dầm có mơmen âm gối B, gối C gần nên ta lấy giá trị momen âm lớn để tính cốt thép  Mơmen M  159, 41(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng kéo nên ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật b  h  30  60cm2  Giả thiết a  50mm  ho  h  a  600  50  550mm  Tính  m  M 159, 41106   0,153   R  0.429; Rbbho2 11,5  300  5502 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 46 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0,153)  0,917  Tính As  M 159, 41106   1129mm2 Rs ho 280  0,917  550  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  As 1129 100%  100%  0, 68%  min  0.1% bho 300  550 +Tính tốn cốt thép cho nhịp BC chịu mơmen dương  Mơmen M  228,55(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng nén với h'f  100mm  Giá trị độ vươn sải cánh lấy sau: 6  h 'f  100  600mm  Sc  0.5   B  b   0.5   4000  300   1850mm =>chọn Sc  0.6m 1/  L  1/  9000  1500 BC   Tính b'f  2Sc  b   600  300  1500mm  Giả thiết a  50mm  ho  h  a  600  50  550mm  Xác định: M f  Rbb'f h'f  ho  0.5h'f   11.5 1500 100   550  0.5 100   862,5 106 Nmm Ta có M max  228,55  kNm  M f  862,5  kNm →trục trung hòa qua cánh Ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật có tiết diện b'f  h  1300  600mm2  Tính  m  M 228,55 106   0, 044   R  0.429; Rbb 'f ho2 11.5 1500  6002    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0,044)  0,978  M 228,55 106   1518mm2 Tính As  Rs ho 280  0,978  550  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  As 1518 100%  100%  0,92%  min  0.1% bho 300  550 +Tính tốn cốt thép cho gối c  Mơmen M  175,16(kNm)  Cánh chữ T nằm vùng kéo nên ta tiến hành tính tốn theo tiết diện chữ nhật b  h  30  60cm2  Giả thiết a  50mm  ho  h  a  600  50  550mm  M 175,16 106   0,168   R  0.429; Tính  m  Rbbho2 11,5  300  5502    0.5(1   2 m )  0.5  (1    0,168)  0,908  Tính As  M 171,56 106   1253mm2 Rs ho 280  0,908  550 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 47 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối  Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  As 1253 100%  100%  0, 76%  min  0.1% bho 300  550 6,57 4,15 2,71 12,53 11,29 D2 D1 1,79 15,18 2800 2800 4500 4500 9000 Hình :Diện tích cốt thép khung trục tầng 2(cm2 ) GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 48 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối Tính tốn tương tự cho dầm lại , kết tổng hợp theo bảng: Tên p.tử Tiết diện Cốt thép GT Trên Mttốn b h a ho (kN.m) (cm) (cm) (cm) (cm) -27.29 N Trên 12.89 -18.47 Trên 0.00 -40.48 Trên 0.00 -159.41 N Trên 0.00 0.00 Trên Trên -175.16 N Trên 0.00 -22.72 Trên 0.00 -12.73 Trên 0.00 -23.58 N Trên 26 0.017 0.992 1.79 0.34% 20 26 0.119 0.937 2.71 0.52% 100 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.260 0.846 6.57 1.26% 100 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 30 55 0.153 0.917 11.29 0.68% 150 55 0.000 c.tạo 1.65 0.10% 55 0.000 c.tạo 1.65 0.10% 150 55 0.044 0.978 15.18 0.92% 30 55 0.168 0.908 12.53 0.76% 150 55 0.000 c.tạo 1.65 0.10% 20 26 0.146 0.921 3.39 0.65% 90 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.082 0.957 1.83 0.35% 90 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.152 0.917 3.53 0.68% 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 55 0.153 0.917 11.31 0.69% 55 0.000 c.tạo 1.65 0.10% 55 0.000 c.tạo 1.65 0.10% 55 0.066 0.966 13.82 0.84% 30 0.00 -159.61 90 30 60 Dưới D4 0.80% 30 Dưới GT 4.15 30 Dưới GP 0.903 60 Dưới D3 100 30 228.55 Dưới GT 0.176 Chọn thép 2Ø18 Asch μBT (cm2) (%) 5.09 0.98% 2Ø18 5.09 0.98% 2Ø18 5.09 0.98% 2Ø18 5.09 0.98% 2Ø16 + 3Ø18 11.66 2.24% 2Ø18 5.09 0.98% 2Ø16 + 3Ø18 11.66 0.71% 2Ø18 5.09 0.31% 2Ø18 5.09 0.31% 16.74 1.01% 12.72 0.77% 5.09 0.31% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 11.12 2.14% 4.02 0.77% 11.12 0.67% 4.02 0.24% 4.02 0.24% 15.14 0.92% 60 Dưới GP 26 60 Dưới D2 (%) ζ 30 Dưới GT (cm2) αm 30 Dưới GP μTT 30 Dưới D1 20 AsTT 0.00 0.00 Dưới GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 90 30 2Ø16 + 5Ø18 5Ø18 2Ø18 2Ø16 2Ø16 2Ø16 2Ø16 3Ø16 + 2Ø18 2Ø16 3Ø16 + 2Ø18 2Ø16 2Ø16 60 205.65 90 Trang 49 5Ø16 + 2Ø18 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II GP Trên Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối -162.97 Trên 0.00 0.00 N Trên Trên -6.27 Trên 0.00 -13.14 N Trên 0.00 -22.28 Trên 0.00 -10.04 Trên 0.00 -16.77 N Trên 0.00 -75.39 Trên 0.00 0.00 Trên N Trên -82.26 Trên c.tạo 1.65 0.10% 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 26 0.000 1.000 0.52 0.10% 20 26 0.040 0.979 0.88 0.17% 30 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.085 0.956 1.89 0.36% 30 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.143 0.922 3.32 0.64% 30 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.065 0.967 1.43 0.27% 30 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 20 26 0.108 0.943 2.44 0.47% 30 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 30 50 0.087 0.954 5.64 0.38% 90 50 0.000 c.tạo 1.50 0.10% 50 0.000 c.tạo 1.50 0.10% 90 50 0.052 0.973 9.97 0.66% 30 50 0.095 0.950 6.19 0.41% 50 0.000 c.tạo 1.50 0.10% 26 0.085 0.956 1.89 0.36% 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 26 0.040 0.979 0.88 0.17% 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 26 0.000 c.tạo 0.52 0.10% 55 0.00 -13.14 90 20 30 0.00 -6.27 30 20 30 Dưới GP 30 30 135.76 Dưới D8 0.000 4Ø16 + 2Ø18 2Ø16 2Ø16 13.13 0.80% 4.02 0.24% 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 2Ø16 4.02 0.77% 3Ø16 6.03 1.16% 2Ø16 4.02 0.77% 3Ø16 6.03 0.40% 2Ø16 4.02 0.27% 2Ø16 4.02 0.27% 11.12 0.74% 6.03 0.40% 4.02 0.27% 6.03 1.16% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 4.02 0.77% 55 Dưới GT 55 55 Dưới GP 30 Dưới D7 0.70% 30 Dưới GT 11.57 30 Dưới GP 0.915 30 Dưới D6 0.156 30 Dưới GT 90 20 0.00 Dưới GP 55 30 Dưới D5 60 Dưới GT 30 0.00 0.00 GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 30 20 30 Trang 50 3Ø16 + 2Ø18 3Ø16 2Ø16 3Ø16 2Ø16 2Ø16 2Ø16 2Ø16 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Dưới GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối 0.00 30 26 0.000 1.000 0.52 0.10% Trang 51 2Ø16 4.02 0.77% Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Khối Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Tính tốn cốt đai cho dầm khung tầng Từ bảng tổ hợp nội lực dầm ta suy giá trị lực cắt lớn cho dầm sau: 146,42 12,5 148,23 26,5 D2 D1 D30x60 D20x30 2800 23,41 4500 4500 2800 9000 Dầm tầng có loại tiết diện D2030;D3060, ta tiến hành chọn giá trị lực cắt lớn cho loại tiết diện để tính tốn bố trí cốt đai Với dầm tiết diện D2030 chọn Q=26,5 (kN) Số liệu đầu vào Rb  11.5MPa; R bt  0.9 MPa; R sw  175MPa; ho  260mm -Kiểm tra điều kiện tính tốn +Điều kiện thứ nhất: Qmax  26,5(kN)  2,5Rbt bho  2,5  0,9  200  260  117000 N  117(kN ) => Thỏa +Điều kiện thứ hai:(lấy c=3ho) 1.5Rbt bh02 1,5  0,9  200  2602   23400 N  23, 4(kN ) c  260 Q  26,5(kN )  23, 4(kN ) =>Khơng thỏa =>Cần tính tốn cốt thép ngang chịu cắt -Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bụng dầm Qmax  26,5(kN )  0.3Rbbho  0.3 11.5  200  260  179400 N  179, 4kN -Chọn cốt đai +Chọn đường kính cốt đai đ =8;asw=50.3mm2 +Chọn số nhánh đai n=2 -Tính qsw stt  34.54 10   17.43 N / mm Q2 qsw     4.5Rbt bho 4.5  0.9  250  2602 qsw  0.25Rbt b  0.25  0.9  250  56.25  N / mm GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 52 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Khối Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Vậy lấy qsw  56.25(kN / mm) để tính -Tính: c0  1.5 Rbt bh02 0.75qsw 1.5  0.9  250  2602  735mm  2h0   260  520mm 0.75  56.25 =>Lấy c0  2h0  520mm tính qsw theo cơng thức sau: = Q  0.75Rbt bh0 34.54 103  0.75  0.9  250  260 N   23.94  qsw 1.5h0 1.5  260 mm na R  50.3 175  stt  sw sw   313mm qsw 56.25 qsw  Rbt bh02 0.9  250  2602 -Tính smax : smax    440mm Q 34.54 103 -Tính: Đoạn dầm gần gối tựa (1/4 nhịp dầm) Vì h=300  b 250 => As  As'  bho min  250  360  0.2%  180mm  1.8cm +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: t  As  As' 180   0.4% bho 250  360 =>Ta có  gt  tt  0.4% Vậy diện tích cốt thép hợp lý Tính tốn tương tự cho cặp nội lực lại cặp nội lực lại ta có bảng tính thép cột sau: GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 55 Trang Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối BẢNG TÍNH THÉP ĐAI DẦM KHUNG Phần tử Tiết diện Loại t.d |Q|max b h a ho K.tra (gối-nhịp) (daN) (cm) (cm) (cm) (cm) Số nhánh  stt smax sct stk (mm) (cm) (cm) (cm) (mm) Chọn thép D1 G 1,250 20 30 4.0 26 C.T 1097.0 C.T 15.0 150  150 D1 1.4 N 1,812 20 30 4.0 26 C.T 522.0 C.T 15.0 150  150 D1 2.8 G 2,650 20 30 4.0 26 C.T 244.0 C.T 15.0 150  150 D2 G 14,823 30 60 5.0 55 T.T 52.4 82.7 20.0 200  150 D2 4.5 N 2,341 30 60 5.0 55 C.T 2098.3 C.T 45.0 450  200 D2 G 14,642 30 60 5.0 55 T.T 53.7 83.7 20.0 200  150 D3 G 1,321 20 30 4.0 26 C.T 981.7 C.T 15.0 150  150 D3 1.4 N 624 30 50 4.0 46 C.T 20635.1 C.T 37.5 370  150 D3 2.8 G 1,413 30 50 4.0 46 C.T 4030.1 C.T 16.7 160  150 D4 G 14,304 30 60 5.0 55 T.T 56.2 85.6 20.0 200  150 D4 4.5 N 1,823 30 60 5.0 55 C.T 3461.6 C.T 45.0 450  200 D4 G 14,229 30 60 5.0 55 T.T 56.8 86.1 20.0 200  150 D5 G 996 20 30 4.0 26 C.T 1727.5 C.T 15.0 150  150 D5 0.6 N 1,095 20 30 4.0 26 C.T 1429.3 C.T 15.0 150  150 D5 1.2 G 1,194 20 30 4.0 26 C.T 1202.1 C.T 15.0 150  150 D6 G 1,331 20 30 4.0 26 C.T 967.8 C.T 15.0 150  150 D6 1.4 N 338 20 30 4.0 26 C.T 15011.5 C.T 15.0 150  150 D6 2.8 G 927 20 30 4.0 26 C.T 1993.0 C.T 15.0 150  150 D7 G 7,628 30 55 5.0 50 C.T 163.4 C.T 18.3 180  150 D7 4.5 N 1,700 30 55 5.0 50 C.T 3291.1 C.T 41.3 410  200 D7 G 7,704 30 55 5.0 50 C.T 160.2 C.T 18.3 180  150 D8 G 1,194 20 30 4.0 26 C.T 1202.1 C.T 15.0 150  150 D8 0.6 N 1,095 20 30 4.0 26 C.T 1429.3 C.T 15.0 150  150 D8 1.2 G 996 20 30 4.0 26 C.T 1727.5 C.T 15.0 150  150 d.Tính tốn cốt thép đai cho cột Đường kính cốt đai   max   18  ;5mm    ;5mm   5mm => chọn cốt đai 6 nhóm CI       Khoảng cách cốt đai s GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 56 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối  Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: s  10min  160mm => chọn s=100mm  Trong đoạn đầu cột cần cấu tạo kháng chấn để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, chiều dài vùng cấu tạo kháng chấn l cr (chiều dài tới hạn) tính tốn từ biểu thức sau đây: l cr =max(h c ,lcl /6,450)=max(350;(3900600)/6;450)(mm)=550mm=>chọn l cr =600mm; khoảng cách s=100mm  Trong đoạn lại khoảng cách cốt đai xác định : s  15min ;500mm  240mm => chọn s=200mm e.Tính tốn cốt thép treo (tính tốn giật đứt) Tại vị trí dầm dọc gối lên dầm khung (khơng gối lên cột) xuất lực tập trung từ dầm dọc tác dụng vào dầm khung gây phá hoại cục cần tính tốn bố trí cốt thép để chống lại phá hoại Nội lực tính tốn lấy sau: 2908 + 380 = 3288 D-20x30 D-20x30 D-30x55 2800 4500 2800 D-20x30 4500 9000 TẢI TẬP TRUNG TẦNG MÁI (daN) GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 57 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối 1175.2 + 960 = 2135.2 D-20x30 D-30x55 2800 4500 2800 4500 9000 TẢI TẬP TRUNG TẦNG 2,3 (daN) Chọn thép treo dạng đai 6, n=2 nhánh, diện tích nhánh As=28.3cm2 Thép CI có Rsw= 175mm2 Dầm khơng bị giật đứt thỏa mãn điều kiện sau:  h  F 1  s  ho   h  F 1  s   nxR sw Asw  x   nR sw Asw  ho  Tính tốn cốt thép cho tầng 2,3: lực giật đứt F=2135.2 (daN)  h  F 1  s  2135.2 1  260  ho   560   3.3 ; => x=8  Số cốt treo dạng đai là: x   nR sw Asw 175 300 300    8 a70 260 200 260 Bố trí cốt treo dạng đai dầm tầng 2,3 Tính tốn cốt thép cho tầng mái: lực giật đứt F=3288(daN) GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 58 Đồ Án Kết Cấu Bê Tơng Cốt Thép II Thiết Kế Khung Ngang Bê Tơng Cốt Thép Tồn Khối  h  F 1  s  3288 1  260  ho   510   4.6 ; => x=8  Số cốt treo dạng đai là: x   nR sw Asw 175 250 300   8 a70 260 200 260 Bố trí cốt treo dạng đai dầm tầng mái GVHD: ThS Huỳnh Quốc Hùng SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1 Trang 59