Đồ án thiết kế kết cấu thép nhà xưởng 2 tầng, có cầu trục. Ngoài ra, đồ án còn thực hiện các kết cấu phụ trợ khác bao gồm: Kết cấu sàn liên hợp composite, kết cấu bể nước ngầm, kết cấu tháp nước trên cao và hệ giằng gió...vv....
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 4
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 4
1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 4
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 6
2.1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH 6
2.2 VẬT LIỆU 7
2.2 TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM 8
CHƯƠNG 3 HỆ DẦM SÀN LIÊN HỢP COMPOSITE 9
3.1 TÍNH TOÁN SÀN 9
3.2 TÍNH TOÁN HỆ DẦM PHỤ ĐIỂN HÌNH 20
3.3 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH 26
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG ĐIỂN HÌNH - KHUNG ĐẦU HỒI 28
4.1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 28
4.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 29
4.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRONG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 32
4.4 THIẾT KẾ CẤU KIỆN KHUNG ĐIỂN HÌNH 41
4.4.1 Thiết kế dầm DM6 46
4.4.2 Thiết kế dầm DC6 50
4.4.3 Thiết kế dầm vai 52
4.4.4 Thiết kế cột biên CB6 56
4.4.5 Thiết kế cột giữa CG6 60
4.5 THIẾT KẾ LIÊN KẾT KHUNG ĐIỂN HÌNH 62
4.5.1 Thiết kế liê kết cột biên và đầu trái dầm DM6 62
4.5.2 Thiết kế liên kết 2 đoạn dầm DM6-1 và DM6-2 65
4.5.3 Thiết kế liên kết 2 đoạn dầm DM6-2 và DM6-3 67
4.5.4 Thiết kế liên kết đỉnh mái 69
4.5.5 Thiết kế liên kết cột biên và dầm DC6 71
4.5.6 Thiết kế liên kết cột giữa và dầm DC6 73
Trang 24.5.7 Thiết kế liên kết nối 2 đoạn dầm DC6 74
4.5.8 Thiết kế liên kết chân cột biên 76
4.5.9 Thiết kế liên kết chân cột giữa 84
4.6 THIẾT KẾ CẤU KIỆN KHUNG ĐẦU HỒI 85
4.6.1 Thiết kế dầm DM1 85
4.6.2 Thiết kế dầm DC1 88
4.6.3 Thiết kế cột biên CB1 90
4.6.4 Thiết kế cột giữa CG1 94
4.7 THIẾT KẾ LIÊN KẾT KHUNG ĐẦU HỒI 97
4.7.1 Thiết kế liên kết cột biên và đầu trái dầm DM1 97
4.7.2 Thiết kế liên kết 2 đoạn dầm DM1 99
4.7.3 Thiết kế liên kết đỉnh mái 101
4.7.4 Thiết kế liên kết cột biên và dầm DC1 103
4.7.5 Thiết kế liên kết cột giữa và dầm DC1 105
4.7.6 Thiết kế liên chân cột biên 107
4.7.7 Thiết kế liên chân cột giữa 115
4.8 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CÔNG TRÌNH 116
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 119
5.1 TỔNG QUANG VỀ HỆ GIẰNG 119
5.2 TÍNH TOÁN HỆ GIẰNG 120
CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 124
6.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 124
6.2 KIỂM TRA ĐẨY NỔI 124
6.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH 3D 126
6.4 TÍNH TOÁN BẢN NẮP 130
6.5 TÍNH TOÁN BẢN THÀNH 136
6.6 TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY 146
CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ SÀN TẦNG TRỆT 153
7.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 153
7.2 TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN SÀN 156
CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ THÁP NƯỚC TRÊN CAO 159
Trang 38.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 159
8.2 TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN THANH 163
8.3 THIẾT KẾ LIÊN KẾT 166
CHƯƠNG 9 THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH 167
Trang 4CHƯƠNG 1 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1.1 Địa điểm xây dựng:
Công trình nhà xưởng Phước Bình - phường Phước Bình-Quận 9-Tp HCM
1.1.2 Hiện trạng kỹ thuật hạ tầng đô thị:
Nhà xưởng được xây dựng mới tại vị trí tương đối thuận lợi, nằm trên tuyến đường huyếtmạch, nằm cạnh Xa Lộ Hà Nội Phía Nam giáp quận 2, hướng Đông đi về Long Thành,Đồng Nai Đồng thời, Quận 9 có mật độ dân cư ở mức trung bình, mức độ đô thị hóa chưacao, quỹ đất tương đối lớn nên thích hợp để xây dựng nhà xưởng
Hình 1.1: Vị trí khu đất xây dựng công trình
1.2.2 Hệ thống giao thông
Bố trí các hành lang xuyên suốt nhà xưởng, ở mỗi nhịp của nhà xường, các hành lang phải
có vạch cảnh báo, hướng dẫn đảm bảo đi lại an toàn tránh va chạm với các thiết bị côngnghiệp trong nhà xưởng
Trang 5Bố trí 4 cầu thang bộ và 4 vận thăng chở hàng, phục vụ nha cầu di chuyển và chuyên chởhàng hóa, nguyên liệu sản xuất.
1.2.3 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
a Hệ thống điện
Điểm đấu nối: Sử dụng nguồn điện cấp từ điện lực Thành Phố Hồ Chí Minh trên tuyếnđường nằm trong khu dân cư
Hệ thống điện thế được chia ra thành các hạng mục sau:
Hệ thống chiếu sáng: Yêu cầu độ rọi tiêu chuẩn cho từng khu vực
Hệ thống chiếu sáng sự cố và thoát hiểm: Được bố trí ở các khu vực nhạy cảm, hành lang,
và nơi tập trung đông người
Hệ thống cấp nguồn ổ cắm, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống vận hành máy độnglực: Bố trí hợp lý và tối ưu nhất trong không gian làm việc và được tiếp đất an toàn
Tủ điện và cáp động lực: Có máy biến áp đảm bảo an toàn điện, hệ thống máy phát điện dựphòng cấp nguồn 100% cho nhà máy phòng khi sự cố mất điện vẫn có thể duy trì sản xuất
Thoát nước sinh hoạt: Nước sinh hoạt của nhà xưởng được đưa vào bể xử lý nước thải sau
đó được thoát ra hệ thống thoát của Thành phố Các hố ga thoát nước được thiết kế nắp kínđược thoát theo tuyến riêng ra khỏi công trình và đấu nối với cống thoát nước khu vực
c Thoát nước mưa
Nước mưa sàn mái được thu vào các máng xối thoát xuống tầng hố ga thu nước từ đó theo ống thoát đấu nối vào hệ thống thoát nước khu vực.Nước mưa trên mặt sân sẽ thoát vào hố ga thu nước mặt từ đó thoát vào mạng khu vực
d Thông gió chiếu sáng
Bố trí kết hợp hệ của số kính, lam che nhôm, hệ thống nóc gió ở mỗi khối nhà, đảm bảođiều kiện sáng và thông thoáng Ngoài ra, có thể bố trí thêm các quạt gió cưỡng bức, đểtăng sự lưu thông không khí trong nhà xưởng
e Phòng cháy thoát hiểm
Các hộp chữa cháy được đặt ở vị trí dễ thấy và chữa cháy được mọi vị trí của công trìnhvới tia nước dày đặc là 10m, tâm họng chữa cháy vách tường đặt cách sàn +1.25m Dùngbình cứu hỏa hoá chất CO2 & ABC
Nước chữa cháy sẽ được bơm từ bể nước ngầm thông qua hệ thống dẫn nước ở các khốinhà
Trang 6CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH2.1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH
Hệ kết cấu chịu lực là khung kèo thép gồm cột, dầm, giằng và xà gồ
Trong khuôn khổ đồ án, quy mô công trình là 2 tầng nên sinh viên lựa chọn giải pháp kếtcấu là hệ khung kèo thép chịu lực là phù hợp với quy mô công trình, đảm bào khả năngchịu lực, mang lại hiệu quả kinh tế cao
Việc lựa chọn dựa trên cơ sở: công trình là nhà công nghiệp 2 tầng có nhịp dầm không lớnLmax = 30 m, nên sử dụng hệ khung kèo thép vẫn đảm bảo khả năng chịu tải và chuyển vịđỉnh công trình
Hình 2.1: Sơ đồ kết cấu khung không gian2.1.2 Kết cấu mái và đỡ mái
Kết cấu đỡ mái sử dụng Xà gồ LYSAGHT® Zinc Hi-ten Z&C củaBlueScope Buildings Việt Nam G450-Z275, kí hiệu Z20019
Kết cấu mái: Tole mạ màu có 7 sóng vuông, khổ rộng 1m, cao 25mm, độ dày thép nền0,3mm ( trước khi mạ) và 0,35mm (sau khi mạ)
Trang 7Kết cấu bao che
Kết cấu bao che gồm tường cao 1.2m cùng với các cửa sổ, cửa đi, lam gió và hệ thống tolequanh nhà là bộ phận kết cấu bao che thẳng đứng của nhà
Công trình sử dụng loại tường tự mang xây gạch dày 20 (cm) xây gạch ống 818, câugạch thẻ, vữa xây M75, vữa tô M75 dày 2cm, sơn nước, cao đến cao độ +1.200m so vớicốt ± 0.000 Tường được xây trên hệ đà kiềng
Thoát nước mưa: máng xối bằng thép dày 2mm, sơn dầu và các ống thoát đứng PVC Ø114Cửa kho: kích thước lọt lòng 4.04.4 (m)
Cửa ra vào: kích thước lọt lòng 1.21.8 (m)
Ngoài các kết cấu chính ở trên còn có hệ dầm cầu chạy, hệ khung đầu hồi chống gió đều
dự kiến dùng vật liệu thép
2.1.3 Kết cấu móng
Hệ móng công trình tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình rồi truyền vào nền đất.Vớiquy mô công trình 2 tầng và điều kiện địa chất trung bình nên sinh viên đề xuất phương ánmóng đơn Do khung ngang là kết cấu thép nên phía mặt trên móng được chôn sẵn các bulông neo, vị trí và số lượng bu lông neo được xác định theo tính toán liên kết cột với móng
2.2 VẬT LIỆU
Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt
Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình
Vật liệu có giá thành hợp lý
Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ…
Trong phạm vi bài đồ án, sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là thép và bê tông cốt thép
2.2.1 Bê tông
Bê tông cấp độ bền B20: Rb =11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, Eb = 30×103 Mpa;
Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 14.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, Eb = 30×103 Mpa;
Vữa xi măng-cát (M75): Xây tô, trát tường nhà
Môđun đàn hồi :Es = 2.1106 MPa
Cốt thép có Ø < 10 mm
Trang 8Môđun đàn hồi: Es = 2106 MPa.
Cốt thép dọc kết cấu các loại có
Thép với độ dày
t 20(mm)
Bảng 1.2 Chỉ tiêu cường độ thép tấm
2.3 TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động- Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5575:2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9362-2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
TCVN 10304:2014 Thiết kế móng cọc
Tiêu chuẩn EC 4
Các giáo trình, hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác
Phương pháp xác định nội lực
Trong phạm vi đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm sau để phân tích nội lực của
mô hình: Phần mềm SAP2000 ver19, ETABS2016
Trang 9CHƯƠNG 3 HỆ DẦM SÀN LIÊN HỢP
Nội dung chương bao gồm:
- Lý thuyết tính toán; (phụ lục)
- Tải trọng tác dụng lên sàn, sơ đồ tính và nội lực của sàn;
- Tính toán và kiểm tra sàn trong 2 giai đoạn: thi công và làm việc liên hợp;
- Tính toán và bố trí cốt thép cho sàn;
- Tính toán hệ dầm liên hợp đỡ sàn
3.1 TÍNH TOÁN SÀN
3.1.1 Lý thuyết tính toán sàn liên hợp
Yêu cầu thiết kế
Sàn liên hợp: xem xét tấm sàn làm việc trên 4 nhịp liên tục có mỗi nhịp dài: l=2.0 m Thời gian chống cháy: 1.5 giờ(90 phút)
Phương án thi công: không sử dụng chống tạm
Chọn tấm sàn, vật liệu
Chọn tấm sàn ComFlor46 thương hiệu của Corus ComFlor46 là sản phẩm điển hình cho nhịp 2.6÷3.3m(trường hợp không sử dụng cây chống tạm) Sản phẩm có bề rộng phủ mỗi tấm lên đến 900mm, bề rộng lớn có lợi cho thi công và lắp đặt nhanh chóng
Vật liệu: Mạ bằng phương pháp nhúng kẽm nóng Ứng suất tại giới hạn chảy nhỏ nhất là 280N/mm Khối lượng lớp mạ kẽm nhỏ nhất 275g/m² trên cả 2 mặt
Hình 3.1: Tiết diện tấm sàn ComFlor46 Bảng 3.1 Bảng tra đối với loại bê tông trọng lượng thường không sử dụng chống tạm
Trang 10Thông số tấm sàn ComFlor46 loại sàn dày 130mm
Chiều
dày
Chiều dày thực
Trọng lượng Diện tích
Trục trung hòa
Mô men quán tính
Khả năng chịu uốn
Tỉ lệ nhịp/chiều cao sàn nhỏ hơn 35 đối với bê tông thường:
l
h=
2250
120 =18.75<35 :thỏa.(với bê tông thường)
Độ võng giới hạn: thường được thỏa thuận với chủ đầu tư, hoặc các giới hạn sau:
Giai đoạn thi công: L e/130 và ≤ 30 mm; độ võng do hoạt tải thi công không nên vượt quá nhịp/180 hoặc 20mm, nếu độ trũng của sàn được xét đến thì không vượt quá nhịp/130 hoặc30mm
Độ võng do hoạt tải: L e/350và ≤ 20 mm ;
Tổng độ võng: L e/250 và ≤ 30 mm
Tải trọng: tải trọng giai đoạn thi công gồm trọng lượng bản thân và hoạt tải thi công Hoạt tải này cơ bản lấy bằng 1.5 kN/m² hoặc 4.5/Lp(Lp là nhịp của tiết diện tấm sàn giữa 2 gối tựa) Đối với sàn nhiều nhịp thi công không chống tạm, tải thi công cơ bản 1.5 kN/m² đượcxét chỉ trên 1 nhịp Trên các nhịp khác, hoạt tải thi công có giả trị 0.75 kN/m²
Lỗ mở: thiết kế dựa theo kích thước của nó:
Nhỏ: diện tích 300mm², không cần bổ xung thêm cốt thép;
Vừa: diện tích 300÷700mm², thường yêu cầu gia cường cốt thép;
Lớn: diện tích hơn 700 mm²
Trang 11Hình 3.2: Loại tôn và các kích thướcBảng 3.2 Các đặc trưng vật liệu
Kh/cách mặt dưới tới trục trung hòa tấm tôn ep mm 20.44
Thể tích bê tông trên một đơn vị diện tích Vc m³/m² 0.111
Kh/cách mặt trên sàn đến trọng tâm sườn h-e dp mm 99.56
Bê tông ( kết cấu liên hợp chỉ dùng B25 trở lên)
Trang 12i Giai đoạn thi công
Trọng lượng của bê tông ướt (gồm bê tông và
Hoạt tải thi công phân bố trong phạm vi 3x3m kN/m² 1.50Hoạt tải thi công phân bố trong phần còn lại kN/m² 0.75
ii Giai đoạn làm việc liên hợp
Trọng lượng của sàn (chỉ có bê tông) gp+25*Vc g1 kN/m² 2.91
Trang 13Bảng 5.1 Tải trọng tác dụng lên sàn trong giai đoạn thi công
Trang 14Biểu đồ momen
Momen
Lực cắt
b Kết quả kiểm tra khả năng chịu lực
Bảng 3.3 kiểm tra trạng thái tới hạn
Khả năng chịu uốn của tấm tôn Mp.R
Giá trị nội lực lấy từ chương trình SAP2000
Giá trị momen âm lớn nhất M1 kNm -2.26 < -6.23 THỎAGiá trị momen dương lớn nhất M2 kNm 2.20 < 5.99 THỎA
2 KIỂM TRA Ở TRẠNG THÁI SỬ DỤNG (SLS)
Dùng công thức tính toán sau:
p tải trọng bản thân tấm sàn, bê tông ướt và hoạt tải thi công;
k hệ số phụ thuộc vào số nhịp trong sơ đồ chất tải, lấy bằng:
k =1 khi tấm tôn tựa đơn giản trên 2 gối;
Điều kiện kiểm tra là:
δ ≤[δ]
Hệ số phụ thuộc nhịp trong sơ đồ chất
Độ võng giới hạn: min(Lₑ/180;20mm) [δ] m 0.011
Trang 15[δ] min(180L =
2000
180 =11m)Khi δ ≥ L/250 hoặc δ ≥ 20 mm thì tính
đến hiệu suất tăng chiều dày bê tông
trong tính toán tấm tôn thép, tăng
0.7 δ trên toàn bộ nhịp sàn Nếu nhịp
lớn có thể dùng thanh chống tạm để
giảm độ võng của tôn
3.1.3 Kiểm tra tấm sàn làm việc trong giai đoạn liên hợp
a Tải trọng
HOẠ
T TẢI
Giá trị của hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại
phòng Hệ số độ tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo TCVN
Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tính toán (kN/m2)
Trang 16(kN/m2) (kN/m2)
S
Trang 17Biểu đồ momen
Momen
Lực cắt
c Kiểm tra khả năng chịu lực
KIỂM TRA Ở TRẠNG THÁI TỚI HẠN(ULS)
KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU MOMEN DƯƠNG
Chiều cao vùng bê tông chịu nén xpl¿ N c ,f
47
84Kết luận: Trục trung hòa nằm trong bê
Chọn thép ϕ10a200 được bố trí ở khu vực gối tựa As=3.92cm2, abv=20mm
Chiều rộng trung bình của bê tông chịu
Trang 189 <10.5KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT NGANG THEO EN 1992-1-1,6.2.2
Khả năng chịu cắt ngang của sàn liên hợp V v , Rdcủa 1 sàn liên hợp có nhịp bằng khoảng
cách giữa các sườn, được xác định theo EN 1992-1-1,6.2.2 đối với cấu kiện không yêu
cầu thiết kế cốt thép chống cắt
Chiều dài neo của cốt thép
Trong công thức tính toán khả năng chịu cắt ngang của tiết diện, tấm tôn được xem như
cốt thép chịu kéo có tiết diện A p Tiêu chuẩn quy định cốt thép này phải kéo dài khỏi tiết
diện đang xét 1 đoạn l bd+d p Tại gối tựa ngoài của nhịp biên điều kiện này sẽ không thỏa,
tuy nhiên do tấm tôn được neo cố định vào dầm bằng chốt hàn chống cắt nên xem như
tấm tôn thỏa mãn điều kiện này
ĐỘ VÕNG:EN 1994-1-1 giới hạn các điều kiện để không cần kiểm tra độ võng Không
cần kiểm tra độ võng của sàn liên hợp khi thỏa mãn 2 điều kiện sau:
Tỷ số L/d p ≤[L/d p], cụ thể là [L/d p]=26 cho nhịp biên sàn liên tục, [L/d p]=30 cho nhịp
giữa và [L/d p]=20 cho sàn có nhịp đơn giản
Thỏa mãn điều kiện về trượt đầu nhịp đối với nhịp biên theo EN 1994-1-1, 9.8.2(6) Giới
hạn về trượt đầu nhịp được lấy từ thí nghiệm trên mô hình thực tế và chủ yếu dành cho
các nhà sản xuất tấm tôn Vì thế, người thiết kế sẽ không có giá trị này
Do đó, trong bài toán thiết kế sàn sẽ không xét đến 2 điều kiện trên và đi tính toán độ
Trang 19võng bình thường.
Bỏ qua độ võng do tải trọng bản thân bê tông, tấm tôn và tải trọng thi công khi kiểm tra trong giai đoạn làm việc liên hợp, xem như những tải trọng này đã gây ra độ võng trong giai đoạn thi công Độ võng được tính toán là do giá trị tiêu chuẩn của hoạt tải, tải các lớp hoàn thiện, hệ thống kỹ thuật và tải trọng do vách ngăn(tường xây)
Độ võng giới hạn của sàn lấy bằng L/250 khi tính với tất cả các loại tải trọng tác dụng; bằng L/300 khi tính với hoạt tải sử dụng và tất cả các biến dạng phụ thuộc vào thời gian(từ biến, co ngót, nhiệt độ, gió ); Trong trường hợp trên sàn có các cấu kiện dễ gãy hoặc nứt như gạch lát, vách ngăn thì lấy bằng L/350
Độ võng được xác định chấp nhận những giá trị xấp xỉ sau:
Mômen quán tính tiết diện lấy trung bình của tiết diện bị nứt và không nứt;
Sử dụng trị trung bình hệ số tỷ lệ mô đun dài hạn và ngắn hạn với bê tông:
Trang 20Hệ số tỷ lệ mô đun dài hạn và ngắn hạn
Kh.c trục trung hòa td nứt đến mặt trên
Kh.c trục trung hòa td không nứt đến mặt
Mômen quán tính tiết diện không nứt Icu mm⁴ 8869867.
Mômen quán tính tiết diện trung bình Im mm⁴ 7513492.
Độ võng sàn liên hợp dưới tải hoàn
thiện, KT, tường và hoạt tải sử dụng q δmax mm 6.432 <9
KHẢ NĂNG CHỐNG CHÁY CỦA SÀN LIÊN HỢP
Cấp chống cháy R(hoặc E) là thời gian tối đa mà cấu kiện còn chịu được trong điều kiện cháy, được xác định phụ thuộc vào loại công trình
Trong phạm vi đồ án, sinh viên xác định cấp chống cháy theo bảng tra của nhà sản xuất.Thép chống nứt
Bề rộng vết nứt ở vùng momen âm của sàn liên tục cần được kiểm tra theo EN 1992-1-1, 7.3
Khi sàn được thiết kế với sơ đồ dầm đơn giản nên phải bố trí thép chống nứt cho bê tông Diện tích thép chống nứt phải lớn hơn 0.2%(khi không dùng chống tạm trong thi công) hoặc 0.4%(khi có dùng chống tạm trong thi công) diện tích bê tông nằm trên sườn trên củatôn
BÊ TÔNG
Trang 21Cường độ chịu nén mẫu hình trụ fck N/mm² 20
Cường độ t.toán cắt trên biên nóng chảy fws kN/m²
Trang 223.2.3 Kiểm tra TTGH 1
a Tải trọng
Bảng 5.11 tải trọng
Tải trọng phân bố đều trên sàn
Tĩnh tải tiêu chuẩn Tấm tôn gkp kN/m² 0.13 0.143
Trang 23Tổng g kN/m² 3.489 4.6125Hoạt tải tiêu phân bố đều trên sàn qk kN/m² 4 4.8
Tải trọng tính toán truyền lên dầm(TT-HT)
Trong giai đoạn làm việc liên hợp p kN/m 7.489 9.425
Sơ đồ tính: dầm đơn giản 2 đầu khớp, tải trọng phân bố đều 6mNội lực giai đoạn thi công
Nội lực giai đoạn làm việc liên hợp
c Khả năng tiết diện dầm giai đoạn thi công
Bảng 3.7 Kiểm tra tiết diện dầm trong giai đoạn thi công
3
y v
c Rd pl Rd
a
f A
Trang 24, , , ,
d Khả năng tiết diện dầm giai đoạn liên hợp
Bảng 3.8 Kiểm tra tiết diện dầm trong giai đoạn làm việc liên hợp
Khả năng chịu uốn
KL: Trục trung hòa đi qua sàn bê tông Nôilực 51.8
Momen bền dẻo của tiết diện
,
p c a
a a p
pl Rd
c
F F
h h h
pl Rd
a
f A
ηh
Trang 25Kiểm tra cốt thép ngang trong dầm
Khoảng cách của 2 chốt hàn theo ph.trục
Trang 26Hình 3.2 Đinh chống cắt
3.3 THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH
Sử dụng bu lông cường độ cao mác 40Cr có fhb=770000kN/m2
Hệ số điều kiện làm việc của bulong γb1=0.8 (số buloong <5)
Làm sạch mặt phẳng các cấu kiện bằng bàn chải sắt, không có lớp sơn bảo vệ nên ta lấy:
Hệ số tin cậy của liên kết γb1=1.17
Hệ số ma sát μ=0.35
Các liên kết đều là liên kết khớp tính toán và kiểm tra theo điều kiện chịu cắt
Hình 3.5 Cấu tạo liên kết dầm phụ vào dầm chính3.3.1 Dầm phụ DP1 (IPE 200) vào dầm chính DC1 (IPE330)
Trang 27a Nội lực tính toán
Lực cắt lớn nhất tác dụng vào liên kết: Vmax=28.3 kN
b Cấu tạo liên kết
Chọn bulong M16có
2.01 ; bn 1.57
Kiểm tra bulong và bố trí theo cấu tạo
Lực trượt tính toán 1 bulông:
[N]b
1
2 2
770000 0.8 1.57 0.35
28.91.17 100
Chiều dài bản ghép l=150mm theo điều kiện đủ bố trí bulông Chọn t=8mm
Tiết diện thực giảm yếu của bản ghép:
28
c n
V
A
3.3.2 Kiểm tra đường hàn
Chiều dài đường hàn: L w 2 307 70 2 30 834mm
,Kiểm tra đường hàn hf=6mm
f wmin minf f wf;s ws f min 0.7 18;1 22.05 12.6kN cm/ 2
Ứng suất trong đường hàn do lực cắt gây ra:
Trang 28CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG ĐIỂN HÌNH - KHUNG ĐẦU HỒI
4.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ
4.1.1 Số liệu thiết kế
Thiết kế khung ngang thép nhà công nghiệp 2 tầng
Dạng địa hình để tính gió là dạng địa hình A;
Nhịp nhà có 2 cầu trục hoạt động với sức trục Q đã cho
Vật liệu lợp mái :Tole mã kẽm dày 0,35 mm
Cao trình mặt nền +0.00m
Độ dốc mái tole i = 15%
Sử dụng khung thép tiết diện chữ I tổ hợp;
Dầm thép chữ I tổ hợp: tiết diện thay đổi (thép CCT34)
Cột thép chữ I tổ hợp:tiết diện không đổi (thép CCT34)
Cầu trục sử dụng là cầu trục dầm đơn sức trục 5T, chế độ làm việc trung bình
Thông số về cầu trục đươc tra trong catalogue như sau:
Dựa vào nhịp khung là 30m và sức nâng trung bình của cầu trục 5T, Chọn λ=0.4m với sức trục Q=5T < 75T Ta tra cataloge và lấy số liệu sau để tính toán:
G(kN)
Trọnglượn
g xecon(kN)
Lựcnén lênbánh
xe max(kN)
Lựcnénlênbánhxemin(kN)
Thông số cơ bản
Hk(mm)
B k
(mm)
K k
(mm)
Zmin(mm)
0460
Trang 29Thép CCT34 có cường độ: f= 21 kN/cm2
Loại que hàn N42: fwun= 41 kN/cm2; fwf= 18 kN/cm2
Dầm liên kết với đầu cột biên: Liên kết cứng
Cột biên liên kết với móng: Liên kết ngàm
Dầm chính liên kết với cột giữa: Liên kết khớp
Cột giữa liên kết với móng: Liên kết khớp
4.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG
Hình 4.2 Sơ đồ khung ngang trục 6 nhà xưởng4.2.1 Sơ bộ tiết diện cột
Trang 30Vậy kích thước sơ bộ của cột CG6 là I400×150×6×10
Sinh viên thực hiện bài toán vòng lặp và chọn lại tiết diện hợp lý, thể hiện ở bảng sau:
4.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm
a Sơ bộ tiết diện dầm mái DM6:
Theo điều kiện ổn định tổng thể của dầm đồng thời đễ dễ dàng liên kết với các cấu kiện khác thì bề rộng dầm không nên quá bé, ta sơ bộ:
Trang 31Theo điều kiện ổn định cục bộ bản cánh chịu nén, tỷ số chiều rộng và chiều dày của bản cánh cần thỏa mãn điều kiện:
6
2100
2,1 10300
10, 0
30 30
f f
f f
Theo điều kiện ổn định tổng thể của dầm đồng thời đễ dễ dàng liên kết với các cấu kiện khác thì bề rộng dầm không nên quá bé, ta sơ bộ:
30 30
f f
f f
Theo điều kiện ổn định tổng thể của dầm đồng thời đễ dễ dàng liên kết với các cấu kiện khác thì bề rộng dầm không nên quá bé, ta sơ bộ:
Trang 3230 30
f f
f f
c Sơ bộ tiết diện dầm vai
Vai cột, đỡ dầm cầu chạy và ray, làm bằng thép chữ I tổ hợp có tiết diện không đổi, có chiều cao được xác định sơ bộ là hvai cột = 400mm
Sau khi thực hiện bài toán vòng lặp, chọn lại tiết diện dầm thể hiện trong bảng sau:
Bảng 4.2 Quy cách tiết diện cấu kiện khung
4.3 CÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
Khung ngang chịu tác dụng bởi các tải trọng tính toán như sau:
Tĩnh tải (tải hoàn thiện, trọng lượng bản thân)
Hoạt tải (dài hạn và ngắn hạn):
Trang 33 Trọng lượng bản thân của bê tông và tấm tôn;
Tải trọng khi thi công;
Hiệu ứng tăng chiều dày bê tông để bù lại độ võng(độ võng thỏa bỏ qua)
- Giai đoạn sàn làm việc liên hợp:
Trọng lượng bản thân (tôn, cốt thép, bê tông);
Trọng lượng các lớp hoàn thiện;
Các tải trọng thường xuyên khác(trọng lượng cấu kiện không chịu lực);
Hoạt tải sử dụng;
Tác dụng của từ biến, co ngót, chuyển vị gối tựa;
Tác dụng do thay đổi nhiệt độ
Trong đồ án, sinh viên bỏ qua kiểm tra tải trọng thi công vì có giá trị bé và các trường hợp tải thi công chỉ theo từng tầng và ít nguy hiểm so với hoạt tải giai đoạn sử dụng
Các tải trọng tính toán như sau:
Tĩnh tải
Tải trọng bản thân: phần mềm SAP V2000 tự tính với hệ số vượt tải 1.1
Tải hoàn thiện bao gồm:
Tải trọng các lớp hoàn thiện, hệ thống kỹ thuật, trần phân bố đều trên sàn;
Tường xây gạch xây trên sàn quy về tải phân bố đều trên sàn
chuẩn
Tính toán
Bảng 6.4 Tải trọng tác dụng lên xà gồ mái:
Độ dốc thoát nước mái lợp tole múi i 15%
Trọng lượng xà gồ loại 200C20 trên m dài γ 0.0252 kN/mTrọng lượng tấm lợp mái 7 sóng vuông γtole 0.0611 kN/m²Tĩnh tải phân bố tác dụng lên dầm mái; n=1.1 gtc 0.118 kN/m
Trang 34Lực phân bố tiêu chuẩn tác dụng dọc trục cột phương X: g tc X 0,15 8 1, 2 kN m/
Lực phân bố tính toán tác dụng dọc trục cột phương X: g tt X 1,1 0,15 8 1,32 kN m/
Lực phân bố tiêu chuẩn tác dụng dọc trục cột phương Y: g Y tc 0,15 6 0,9 kN m/
Lực phân bố tính toán tác dụng dọc trục cột phương Y: g Y tt 1,1 0,15 6 0,99 kN m/
4.3.2 Hoạt tải
a Hoạt tải sàn
Giá trị hoạt tải sàn được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
Bảng 4.4 Hoạt tải tác dụng lên sàn theo chức năng phòng
Ô sàn Chức năng phòng Tải tiêu chuẩn
Hệ số tincậy Tải tính toán
S Xưởng lớn có lắp máy và bố trí đường đi lại 4 1.2 4.8
b Hoạt tải trên dầm
Hoạt tải tác dụng lên dầm mái được truyền từ xà gồ mái Tải trọng này bao gồm trọng lượng người, vật tư và dụng cụ mang lên để sửa chữa và bảo trì mái Hoạt tải mái tác dụng lên mái dốc theo phương vuông góc với phương nằm ngang so với mặt mái
Trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công, sửa chữa mái lợp tôn là 0.3 kN/m² Hệ số vượt tải là1.2
Quy đổi hoạt tải mái về dạng lực phân bố tác dụng lên xà gồ mái
c Hoạt tải sữa chữa mái
Mái tole lấy hoạt tải tiêu chuẩn :p tole tc 0,3kN m/ 2; hệ số vượt tải n c 1,3
d Hoạt tải cầu trục
Hoạt tải cầu trục bao gồm: áp lực thẳng đứng và lực hãm của cầu trục lên vai cột
Trang 35Trọng lượng
xe con (kN)
Lực nén lên bánh
xe max (kN)
Lực nén lên bánh
xe min (kN)
Thông số cơ bản
Hk (mm)
Trang 36Lực xô ngang của cầu trục:
04,95 , 2
Tác động của gió lên công trình phụ thuộc các thông số sau:
- Thông số về dòng khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ, hướng gió
- Thông số vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt
- Dao động của công trình
Tải trọng gió gồm 2 thành phần:
- Thành phần tĩnh luôn được kể đến với mọi công trình cao tầng
- Thành phần động được kể đến với nhà nhiều tầng cao trên 40m
Công trình NHÀ XƯỞNG CÔNG NGHIỆP PHƯỚC BÌNH có số tầng là 2 tầng với chiều cao nhà 15.725mH / B=40.6/36=1.128 nên bỏ qua tính toán thành phần động của tải trọng gió
Thành phần tĩnh của tải trọng gió
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió ở độ cao z j so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:
Wj=W0.k(zj).cTrong
Trang 37Mốc chuẩn xác định theo phụ lục C, TCVN 2737:1995 Với trường hợp của công trình, mặt đất xung quanh công tương đối bằng phẳng với độ dốckhông quá 0.3 nên mốc chuẩn được lấy là cao độ mặt đất tự nhiên xung quanh công trình;
k(zj) Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo chiều cao Tra Bảng 5 phụ
thuộc vào cao độ và dạng địa hình;
Xem sàn tuyệt đối cứng khi chịu tải trọng theo phương ngang, diện truyền tải của gió vào tường xem xét như sàn 2 phương Do đó phương án truyền tải gió và dầm biên và khá hợp
lý và dễ dàng để mô hình hóa trong phần mềm
Mái xiên có đầu hồi kín nên ta chỉ xét gió truyền vào dầm biên
Giá trị của thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng vào dầm biên đó:
W=n.Wj.BTrong
đó:
W kN/m2 Trị tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ i;
n 1.2 Hệ số an toàn tải trọng gió; (50 năm)
BỀRỘNG
GIÓ
Trang 39Hình 4.5 Sơ đồ gán tải trọng HT3
Hình 4.6 Sơ đồ gán tải trọng GTX
Trang 40Hình 4.7 Sơ đồ gán tải trọng GPX
Hình 4.8 Sơ đồ gán tải trọng GTY