lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN I LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU: - Mặt kết cấu tầng: - Mặt kết cấu tầng - Mặt kết cấu tầng ÷ tầng - Mặt kết cấu tầng mái II SƠ BỘ LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN CHỌN CHIỀU DÀY SÀN: Chiều dày sàn thiết kế theo công thức sơ sau: hb = D.l m hb >hmin Trong đó: lấy sàn nguy hiểm L/B= 8200x8000 mm D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D = 0,8 ÷1, lấy D=0,9 m = 45 ÷ 50 với kê cạnh , chọn m=50 m = 30 ÷ 35 với kê cạnh , chọn m=35 l: nhịp bản, l=8200 mm) hmin = 60 mm - nhà dân dụng chọn S4 có kích thước 8200X8000 (mm) để tính tiết diện: hb = 0,9 x8200 = 147,6 ( mm ) > hmin 50 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY ⇒Chọn chiều dày sàn hb = 150 (mm) CHỌN TIẾT DIỆN DẦM: a Các dầm chính: Chọn chiều cao dầm theo công thức : 1 1 Với ln= 8200mm → hd =  ÷ ÷ld = 820 ÷ 546  10 15  →lấy hd = 600 mm Chọn bề rộng dầm theo công thức : 1 1 bd =  ÷ ÷hd = 200 ÷ 300  3 Vậy kích thước dầm chọn sơ : hd = 600(mm) bd = 300(mm) b Các dầm khác nhịp 8m: 1 1 Chọn chiều cao dầm theo công thức : hd =  ÷ ÷ld = 800 ÷ 533  10 15  → hd = 600 mm 1 1 Chọn bề rộng dầm theo công thức : bd =  ÷ ÷hd = 200 ÷ 300  3 → bd=300 mm Vây kích thước dầm chọn sơ :hd=(600 mm) bd = 300(mm) Với dầm ban cơng chọn kích thước : 200x300 (mm) VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 1800 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY S5 S5 S6 S5 S5 S6 S5 S5 8000 S4 S2 S1 S2 S3 S1 S1 E 8200 F S1 S4 S4 S4 S4 2200 S4 1200 D RÁC D?m 200x300 8000 S5 10 S10 S10 S6 S5 S7 S6 S6 S6 4000 S10 10 10 8200 D?m 300x600 2200 1200 C S10 10 3400 S4 S4 S4 S4 S4 S4 B RÁC 8000 S1 S1 S2 S2 S3 S1 S1 D?m 300x600 A 1800 S8 8000 8000 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 8000 S9 S9 S8 S8 S8 8000 S8 8000 S8 8000 8000 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY 600 150 Dầm nhịp 8m;8,2m 300 300 Dầm ban công 200 III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: Việc xác định tải trọng tác dụng lên cơng trình Tiêu chuẩn tải trọng tác động 2737-1995: - Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc lập, cấu tạo lớp vật liệu - Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn - Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 2.1 TĨNH TẢI: VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Tĩnh tải bao gồm trọng lượng thân kết cấu cột, dầm sàn tải trọng tường, vách kính đặt cơng trình Khi xác định tĩnh tải, ta xác định trọng lượng đơn vị để từ làm sở phân tải sàn dầm theo diện phân tải độ cứng Tải trọng thân phân tử vách, cột dầm phần mềm tự động cộng vào khai báo hệ số trọng lượng thân Vì ta khơng tính đến trọng lượng thân kết cấu chịu lực (cột, dầm, sàn, vách) Tĩnh tải thân phụ thuộc vào cấu tạo lớp sàn Trọng lượng phân bố lớp sàn cho bảng sau: Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: gtts = ∑ δi x γi x n Trong đó: δi chiều dày lớp vật liệu; γi trọng lượng riêng; n hệ số vượt tải a Tĩnh tải sàn tầng: Các lớp vật liệu - Lớp gạch ceramic - Lớp vữa lót XM 50# dày 20mm -Lớp sàn BTCT dày 150mm - Lớp vữa trỏt trần XM 50# dày 15mm - Trần thạch cao khung nhơm Cộng VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Chiều dày (mm) γ daN/m gtc daN/m2 n gtt daN/m2 10 2000 20 1,2 24 20 1800 36 1,1 39,6 2500 375 1,1 412,5 1800 27 1,1 29,7 40 1,2 48 150 15 553,8 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Giá trị vào tải sàn 553,8 b Trọng lượng thân tường sàn + Tường 200 Dài(m) Rộng (m) Cao (m) γ t=18kN/m3 Tải tác dụng(kN) S1 9,2 0,2 3,45 18 114,3 S2 7,1 0,2 3,45 18 88,2 S3 21,9 0,2 3,45 18 272 S4 0,2 3,45 18 24,8 S5 16 0,2 3,45 18 198,8 S6 12 0,2 3,45 18 149 S7 - - - - - S8 1,6 0,2 3,45 18 19,9 S9 - - - - - S10 - - - - - Rộng (m) Cao (m) γ t=18kN/m3 Tải tác Loại sàn + Tường 100mm Loại sàn Dài(m) dụng(kN) S1 8,35 0,1 3,45 18 51,9 S2 9,85 0,1 3,45 18 61,2 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY S3 - - - - - S4 17,1 0,1 3,45 18 106,2 S5 - - - - - S6 - - - - - S7 - - - - - S8 1,6 0,1 3,45 18 9,9 S9 - - - - - S10 - - - - - Tải trọng tường phân bố lên sàn Tải trọng tường 100mm 200mm không nằm dầm tính tổng mặt sàn sau chia tồn diện tích Loại sàn Tải tường Diện tích sàn (m2) Tải phân bố(kN/m2) sàn (kN) S1 166,2 64 2,6 S2 149,4 64 2,3 S3 272 64 4,3 S4 131 65,6 S5 198,8 64 3,1 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY S6 149 32 4,7 S7 - - - S8 29,8 14,4 2,1 S9 - - - S10 - - - 2.2 HOẠT TẢI: Hoạt tải tiêu chuẩn: Pc=2kN/m2 Hoạt tải tính tốn: Ptt=2x1,2=2,4 kN/m2 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY TÍNH TỐN SÀN Với mặt kết cấu bố trí, hệ dầm, cột, vách chia mặt sàn tầng thành 10 loại sàn có kích thước tải trọng tác dụng khác vẽ 1800 MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG ĐIỂN HÌNH S5 S5 S6 S5 S5 S6 S5 S5 8000 S4 S2 S1 S2 S3 S1 S1 E 8200 F S1 S4 S4 S4 S4 2200 S4 1200 D RÁC 10 S10 S10 10 3400 8000 S5 S6 S6 S6 4000 S10 10 10 8200 2200 1200 C S10 S5 S7 S6 S4 S4 S4 S4 S4 S4 8000 B RÁC S1 S8 S8 S2 1800 8000 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 8000 S9 S9 S8 8000 S2 S3 A S1 S8 8000 S1 S8 S8 8000 8000 S1 8000 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Ta có thống kê loại sàn: Ô sàn l1 (m) l2 (m) a=l2/l1 Loại S1 8 làm việc phương S2 8 làm việc phương S3 8 làm việc phương S4 8,2 1,025 làm việc phương S5 8 làm việc phương S6 làm việc phương S7 8 làm việc phương S8 1,8 4,4 làm việc phương S9 1,8 2,5 1,4 làm việc phương S10 1,2 3,4 2,8 làm việc phương Các ô sàn liên kết cứng đầu với dầm vách, tính tốn xem ô ngàm cạnh Tính tốn sàn: - Vật liệu Bêtơng B30 Rb = 17 MPa = 170 daN/cm2 - Thép sàn AII:Rs = Rs' = 280 MPa = 2800 daN/cm2 I TÍNH TỐN CÁC Ơ BẢN LÀM VIỆC PHƯƠNG: SƠ ĐỒ TÍNH Các làm việc phương bao gồm ô bản: S1,S2, S3, S4, S5, S6, S7, S9 ô sàn thuộc loại ô số Mơment dương lớn VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Các ô loại loại dầm gồm: S8,S10 Sử dụng sơ đồ đàn hồi,cắt theo phương cạnh ngắn có bề rộng b=1000 mm để tính tốn Sơ đồ tính xác định theo bảng sau: Bảng xác định sơ đồ tính loại dầm: Ký Chiều cao hiệu dầm (mm) ô hd1 hd2 S8 600 600 (mm) 150 Liên kết hai Tỷ số hb Sơ đồ tính đầu hd1/hb hd2/hb hd1 hd2 4 ngàm ngàm q S10 600 300 150 ngàm Khớp L Tính tốn nội lực: Sơ đồ tính: Hai đầu ngàm VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY B A q x l2 24 Moment nhịp: Mnh= Moment gối: Mg = q x l2 12 Sơ đồ đầu ngàm,1 đầu khớp p L pl² pl² 128 Giá trị momen nhịp : VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 pl2 128 Page 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Giá trị momen gối: pl Bảng tổng hợp giá trị moment : Ký hiệu ô Cạnh ngắn l1 (m) Tĩnh tải Hoạt tải p k(N/m2) (kN/m2) Tải trọng Giá trị moment (kNm) toàn phần q (kN/m2) Mnh Mg S8 1,8 7,64 2,40 10,04 1,36 2,71 S10 1,2 5,54 2,40 7,94 0,8 1,43 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Tính tốn cốt thép: Các tính tốn cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật Các công thức sử dụng: αm = μ=0.05 % ≤ μ= M ξRbbh0 − 2α m ; As = ; ξ =1 Rs γ b Rbbh0 γ xR As x100 ≤μmax=ξR x b b =0.631x 0.9 x17 =3.45 % bxh0 280 Rs Vi b=0,9 - Vật liệu Bêtông B30: Rb =17 MPa = 170 daN/cm2 - ThÐp sµn AI: Rs = Rs' = 225 MPa = 2250 daN/cm2 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ a=15 → h0= h – a0 = 150-15= 135 (cm) Bề rộng dài tính tốn b = 1000 mm VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Bảng tính kết cốt thép: Ký hiệu moment S10 αm ξ Atts(mm2) (kNm) S8 Thép chọn Giá trị Ø @(mm) Asc µ% (mm2) Mnh 1,36 0,05 0,05 44,88 300 113,2 0,08 Mg 2,71 0,01 0,01 89,66 300 201,2 0,15 Mnh 0,8 0,003 0,003 26,38 300 113,2 0,08 Mg 1,43 0,005 0,005 47,20 300 201,2 0,15 Kiểm tra độ võng sàn: Chọn ô S4(8x8,2)m để tính độ võng: Độ võng xác định sau: f ≤ fu Độ võng ngàm cạnh xác dịnh theo công thức: ω = α q a4 :trong α hệ số phụ thuộc tỉ số (L2/L1) ô tra bảng phụ lục 22 bê tông D L 8, = =1,025 L1 Tra bảng α=0,00132;q=9,94kN/m2,a=8m D= Eb h3 (độ cứng trụ) 12(1 − µ ) Eb=32,5.103 MPa;h=150mm ;µ=0,2 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ta có:D= GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY 32,5 x103 x1503 =9,521.109 12 x(1 − 0, 22 ) Độ võng ô bản:ω=0,00132x994x10-4 8004 =5,64x10-3cm α Rbt um h0 =1x1,2x3x0,135=0,486MN=486kN >F (thỏa điều kiện xuyên thủng) VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY TÍNH TỐN THANG BỘ - Tính tốn thang bao gồm: - Tính thang - Tính dầm chiếu nghỉ - Vật liệu Bêtơng B30 Rb = 17 MPa = 170 daN/cm2 Rbt = 1,2 MPa = 12 daN/cm2 Eb = 3,25.106 T/m2 Es = 2,1.106 T/m2 - Thép AI: Rs = Rs' = 225 MPa = 2250 daN/cm2 Chọn kích thước dầm chiếu tới, chiếu nghỉ 220x500, dày 15 cm Mặt thang 2200 1200 300 d?m ki?ng 1000 300 200 I TÍNH BẢN THANG: Thang thi công sau thi công khung Bản thang kê lên dầm,bản chiếu nghĩ liên kết với vách cứng thép chờ sẵn nên ta chọn sơ đồ đầu khớp cố định khớp tự Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ: Tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bậc thang, thang hoạt tải sử dụng VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Sơ chọn bề dày thang 10cm, chiều cao bậc thang h =18cm, chiều rộng bậc thang b = 22cm, - Tĩnh tải phân bố mặt là: Lớp vật liệu Chiều dày(mm) γ (daN/m3) n gt (daN/m2) Đá hoa cương dày 20 20 2400 1,1 52,8 Vữa xi măng dày 20 20 1800 1,2 43,2 Bản BTCT dày 100mm 100 2500 1,1 275 Vữa xi măng dày 20 20 1800 1,2 43,2 414 daN/m2 Tổng: - Hoạt tải phân bố mặt là: 300x1,2=360 ( p = 360 daN m ) Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu ngỉ:q =360+414=774 daN/m Tải trọng tác dụng lên thang: Tải trọng thang qui chiều dày tương đương Lớp đá hoa cương: Lớp vữa: (0, 22 + 0,18)0, 02 × 0,985 =0,035m 0, 22 (0, 22 + 0,18)0, 02 × 0,985 =0,035m 0, 22 Lớp bậc thang: 0,18 × 0,985 =0,089 m VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Tổng tải trọng:=0,035x24x1,1+(0,035+0,02)x18x1,2+0,089x18x1,1+0,1x25x1,1=660 daN/m2 Theo phương đứng :g= 660 g 2, = =670 daN/m2 cos α 0,985 Đối với thang tính thêm trọng lượng lan can =30 daN/m2, tải lan can đơn vị m2 thang:glc= 30 =30 daN/m2 Tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bậc thang, thang hoạt tải sử dụng q2=670+30+360=1060 daN/m2 Sơ chọn kích thuớ dầm chiếu nghỉ,dầm kiềng cầu thang: h= L 2700 = = 270 ÷ 207 chọn h=250mm 10 ÷ 13 10 ÷ 13 b=200mm xét tỉ số hd x=1,74m cos α Mo men lớn nhịp:Mmax=1617 daNm Tính thép cho thang: Giả thiết lớp bảo vệ a0 = 1,5 cm Thép chịu mômen dương: αm = Ta có ξ = − As = M Rb bh0 − 2α m ξ xRb xbxh0 (mm ) Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0.05 0 ≤ µ = 100 xAs bh0 ≤ µ max = ξ R x ho αm ξ As(mm2) 0.13 0,14 90 (mm) 85 γ b xRb 1x14.5 = 0.656x = 4.2 % RS 225 Thép chọn Ø @(mm) 300 Asc (mm2) 201 µ% 0,2 Thép chịu mooment âm tầng điển hình: M = 0.4 x 1617 = 646 (daNm) VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP αm = Ta có ξ = − As = GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY M Rb bh0 − 2α m ξ xRb xbxh0 (mm ) Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0.05 0 ≤ µ = h0 (mm) 85 100 xAs bh0 ≤ µ max = ξ R x γ b xRb 1x14.5 = 0.656x = 4.2 % RS 225 Thép chọn αm ξ 0,053 0,054 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 As(mm2) 34,7 Ø @(mm) Asc (mm2) µ% 300 201 0.2 Page 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY II TÍNH DẦM CHIẾU NGHỈ: Chọn dầm tiết diện 200× 250 mm Sơ đồ dầm chiếu tới: q (daN/m) 2700 Tải trọng tác dụng: - Tĩnh tải gồm có tải trọng thân dầm tải trọng truyền vào từ chiếu nghỉ + Tải trọng thân dầm: gd = n x γb x bd x hd=1.1x2500x0.2x(0.25-0.1)= 82,5 (daN/m) + Tải trọng phân bố tường truyền vào dầm tầng:=0,2x1,8x1,1x18=712daN/m + Tải trọng phân bố chiếu tới,bản thang truyền vào dầm tầng điển hình: Do thang truyền vào phản lực gối B:=1615daN/m (daN/m) Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới : q=82,5+712 + 1615 =2409 (daN/m) Tính nội lực : Nội lực dầm chiếu tới tầng 1,2: q × l 2409 × 2, = 2195(daNm) Mmax= = 8 Qmax= q × L 2904 × 2, = = 3920( daN ) 2 VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Tính cốt thép: Giả thiết a0 = 2,5 cm Tại nhịp dầm chiếu tới: αm = M Rb b.ho Ta có ξ = − As = − 2α m ξ xRb xbxh0 Rs (mm ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0.05 0 ≤ µ = M Nhị p 2159 h0 (mm) 175 100 xAs bh0 ≤ µ max = ξ R x γ b xRb 1x17 = 0.631x = 4.7 % RS 225 Thép chọn αm ξ As(mm2) 0,12 0,13 425 Số Ø Asc lượng (mm2) 14 461 µ% 1,02 Tính cốt đai : Chọn cốt thép làm cốt đai dsw=6, nhánh n=2, Rsw=225 Mpa Khoảng cách cốt đai s=200mm: qs=225x2x 28,3 =63,7 200 khả chịu cắt cốt dai bê tông: Qsw = ϕb 2γ b Rbt bh0 qsw VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Qsw = 2 x1, x1000 x1752 x 49, 48 = 60,3kN >3,92kN khơng cần tính cốt xiên VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 GVHD: TS.PHAN THIỆU HUY Page 31 ...  3 Vậy kích thước dầm chọn sơ : hd = 600(mm) bd = 300(mm) b Các dầm khác nhịp 8m: 1 1 Chọn chiều cao dầm theo công thức : hd =  ÷ ÷ld = 800 ÷ 533  10 15  → hd = 600 mm 1 1 Chọn bề rộng... công thức : bd =  ÷ ÷hd = 200 ÷ 300  3 → bd=300 mm Vây kích thước dầm chọn sơ :hd=(600 mm) bd = 300(mm) Với dầm ban cơng chọn kích thước : 200x300 (mm) VÕ MINH TRÍ 09XD 0010 Page 1800 ĐỒ ÁN... HUY Chọn chiều dày sàn hb = 150 (mm) CHỌN TIẾT DIỆN DẦM: a Các dầm chính: Chọn chiều cao dầm theo công thức : 1 1 Với ln= 8200mm → hd =  ÷ ÷ld = 820 ÷ 546  10 15  →lấy hd = 600 mm Chọn