THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.

Các lớp cấu tạoChiều dày mm Hệ số tin cậy Trọng lượng thể tích Tải trọng tính toán daN/m... Các lớp cấu tạoChiều dày mm Hệ số tin cậy Trọng lượng thể tích Tải trọng tính toán daN/m... CÁ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN

BỘ MÔN KẾT CẤU BTCT SỐ 2 KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

Công trình có thiết kế kiến trúc như các bản vẽ kèm theo, với số liệu kích thước như sau:

1.2 Sơ bộ kích thước tiết diện.

1.2.1 Sơ bộ chiều dày sàn.

* Chọn các nhịp điển hình để sơ bộ chọn tiết diện:

- Tiết diện dầm dọc: nhịp 4500 mm, nhịp 4000 mm, nhịp 2700 mm

h=( 1

14÷ 110)L=( 1

14÷ 110)×4500=(321÷ 450)mm h=( 1

Vậy tiết diện dầm dọc là (200x400) mm.

- Tiết diện dầm ngang: nhịp 3700 mm, nhịp 5150 mm

h=( 1

14÷ 110)L=( 1

14÷ 110)×3700=(264 ÷370)mm h=( 1

Vậy tiết diện dầm ngang là (200x450) mm.

* Với tiết diện dầm ngang tầng 2 do nhịp dầm dài và nội lực trên dầm lớn làm cho vượt quá điều kiện hạn chế của vật liệu Ta nâng tiết diện dầm

ngang tầng 2 lên (200x450) mm.

- Các dầm khác:

+ Dầm thang bộ, dầm thang máy, dầm kiến trúc,…

+ Để tiện cho tính toán và thi công ta chọn tiết diện các tiết diện dầm

này bằng với tiết diện dầm dọc (200x400) mm

+ Các dầm này chịu tải ít nên với tiết diện đó sẽ đảm bảo an toàn

1.2.3 Sơ bộ tiết diện cột.

* Chọn các cột điển hình để sơ bộ chọn tiết diện:

A c =k × N R

b

N=q× S×n

Trong đó:

k - hệ số kể tới ảnh hưởng mômen trong cột.

k = 1,1 – cột giữa

k = 1,2 – cột biên

k = 1,3 – cột góc

q = g + p (daN/m2) - giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1 m2 sàn Ở đồ

án này ta lấy q= 1000 (daN/m2)

S (m2) - diện tích sàn truyền tải lên khung

n - số tầng nhà

Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột

1.2.4 Sơ bộ bề dày tường.

- Chiều dày tường ta chọn tường 100mm, 200mm, 250mm, 300mm để

phù hợp với kiến trúc và bề rộng dầm đã chọn

1.2.5 Sơ bộ bề dày bản thang, chiếu tới, chiếu nghỉ.

- Chọn cầu thang 2 vế phía sau để tính toán Các cầu thang còn lại sơ bộ đặt sàn dày 150 mm để thay thế trong mô hình SAP

- Sơ bộ chiều dày bản thang:

Vậy ta chọn h bt =100 mm để phù hợp với chiều dày sàn và đồng bộ trong thi công.

Hệ số tin cậy

Trọng lượng thể tích

Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán

g ht tt = 440,6 – 275 + 10×1,2 + 36×1,2 = 220,8 (daN/m2)

* Tải trọng tường xây.

- Trọng lượng tường xây: (THEO KIẾN TRÚC)

+ Tường dày 110 mm

+ Tường dày 210 mm

g t tt =γ khối xây × δ t ×1,1× h t

Trong đó:

γ khối xây =1800 daN /m3

δ t là chiều dày tường

h t =(h tầng −h dầm)

(Tường đặt lên dầm)

Bảng giá trị tải trọng tường (daN/m)

- Tải trọng lan can (cao 1m):

+ Lan can xung quanh và phía sau của tầng 6:

Phần dày 110mm

g lc tt =γ khối xây ×δ lc ×1,1×h lc =1800 ×0,1×1,1×1=198 daN /m

Phần dày 210mm

g lc tt =γ khối xây ×δ lc ×1,1×h lc =1800 ×0,2 ×1,1×1=396 daN /m

S – là diện tích mặt cắt ngang lan can kiến trúc

Trong đồ án này S = 0,4174 m2

Trong đó:

S – là diện tích mặt cắt ngang phần kiến trúc

Trong đồ án này S = 0,1379 m2

- Gờ chặn trên tầng 7:

g tt g =γ khối xây × δ g ×1,1× h g =1800×0,2×1,1×0.1=39,6 daN /m

* Phần bồn nước trên mái:

- Sử dụng 2 bồn nước inox Đại Thành ngang 2000L và 1 máy nước nóngnăng lượng mặt trời Đại Thành 150L

- Sơ bộ tải:

g bn tt = Trọnglượng nước S = 4,153,5× 4,5 =0,263 T

m2=263 daN /m2

Trong đó:

Phần ngắn hạn

mt - số mũ tương thích với địa hình dạng t.

Ở đồ án này, công trình ở vùng gió IIA và dạng địa hình C nên:

W0 = 83 (daN/m2)(Tra bảng 4, mục 6.4, TCVN 2737-1995)

Giả sử vùng ít ảnh hưởng gió bão được giảm 15 daN/m2

- Địa hình B là địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 10m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc,…)

- Địa hình C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao

1.3.4 Tải trọng cầu thang.

- Xét dải thang rộng 1m

Các lớp cấu tạo cầu thang

- Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo trên cầu thang ( nằm nghiêng):

+ Gạch ceramic, vữa lót:

Các lớp cấu tạo

Chiều dày (mm)

Hệ số tin cậy

Trọng lượng thể tích

Tải trọng tính toán (daN/m)

Các lớp cấu tạo

Chiều dày (mm)

Hệ số tin cậy

Trọng lượng thể tích

Tải trọng tính toán (daN/m)

CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI NHẬP VÀO MÔ HÌNH TÍNH KHUNG

TĨNH TẢI (DEAD) TLBT+Phần tải dài hạn của hoạt tải

HOẠT TẢI 1 (LIVE) Chất đầy phần tải ngắn hạn của hoạt tảiHOẠT TẢI 2 (LIVE) Chất cách nhịp phần tải ngắn hạn của hoạt tảiGIÓ TX (WIND) Gió phương X từ trái →

GIÓ PX (WIND) Gió phương –X từ phả ←

GIÓ TY(WIND) Gió phương Y từ trái↑

GIÓ PY (WIND) Gió phương –Y từ phải↓

1.4.1 Tĩnh tải (DEAD)

- Tải trọng tác dụng lên sàn (kN/m2) được phần mềm tính toán kết cấu(SAP) tự động hóa trọng lượng bản thân các cấu kiện sàn, dầm, cột, váchBTCT

- Giá trị tải thường xuyên = Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn + Phầndài hạn của hoạt tải Giá trị tải thường xuyên được nhập dưới dạng tảiphân bố trên sàn và có chiều gravity

Bảng giá trị tải thường xuyên

Loại phòng

Giá trị tiêu chuẩn

Lớp hoàn thiện sàn

Phần dài hạn

Phần tải thường xuyên

Lớp hoàn thiện sàn

Phần dài hạn

Phần tải thường xuyên

Giá trị tiêu chuẩn

Lớp hoàn thiện sàn

Phần dài hạn

Phần tải thường xuyên

Lớp hoàn thiện sàn

Phần dài hạn

Phần tải thường xuyên

1.4.3 Tải trọng gió (WIND)

Bảng giá trị lực gió gán lên dầm biên mỗi tầng

1.4.4 Tải trọng cầu thang.

- Lần lượt nhập các giá trị tĩnh tải, hoạt tải cầu thang vào mô hình SAP

khung phẳng ta được các giá trị nội lực tĩnh tải, hoạt tải (kN/m dài) tại

các gối tựa như sau:

+ Cầu thang tầng 1:

+ Tổ hợp cơ bản gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thờidài hạn và tạm thời ngắn hạn Tổ hợp tải trọng cơ bản nếu có từ 2 hoạttải tạm thời trở lên thì phải nhân với hệ số 0,9.

+ Tổ hợp đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thờidài hạn và tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọngđặc biệt

- Ở đồ án này, ta chỉ cần tính toán với tổ hợp nội lực cơ bản (vì không cótải trọng đặc biệt)

Sơ đồ tên phần tử dầm cột khung trục 4

Sơ đồ tiết diện dầm, cột khung trục 4

(mm)

Tĩnh tải tường khung không gian

(kN/m)

Tĩnh tải thường xuyên tầng 4

Hoạt tải 1 tầng 5

Hoạt tải 2 tầng 4

Gió trái X khung không gian

(kN/m)

Gió phải X khung không gian

(kN/m)

Gió trái Y khung không gian

(kN/m)

Gió phải Y khung không gian

(kN/m)

Biểu đồ bao lực dọc khung trục 4

(kN)

Biểu đồ bao lực cắt khung trục 4

(kN)

Biểu đồ bao mômen khung trục 4

(kNm)

- Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ b 2=1

- Sử dụng bê tông B20, thép AIII nên R =0,590

* Tiết diện ở nhịp (chịu mômen dương):

- Tính toán tiết diện chịu mômen dương

- Bản cánh nằm trong vùng chịu nén nên cùng tham gia chịu lực với sườn

- Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T quy đổi Lấy h ' f=100 mm (chiều dày bản sàn)

=> Ta sẽ tính cốt dọc theo tiết diện chữ nhật lớn (b¿¿f ' × h d) ¿

(Ở đồ án này ta không có trường hợp trục trung hòa qua sườn)

- Các bước thực hiện tính cốt thép dọc chịu lực:

+ Chọn diện tích cốt thép bố trí thực tế trên mặt cắt ngang

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép chọn:

* Tiết diện ở gối (chịu mômen âm):

- Tính toán tiết diện chịu mômen âm

- Bản cánh nằm trong vùng kéo nên không tham gia chịu lực với sườn

- Tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn với tiết diện chữ nhật

+ Tính diện tích cốt thép dọc cần thiết: A s=ξ×R b ×b R d ×h0

s

+ Chọn diện tích cốt thép bố trí thực tế trên mặt cắt ngang

Nếu A s ≤ A s ctthì đặt thép cấu tạo với:

+ L/4 đối với cắt thép 1 lần

+ L/4 lần thứ nhất, L/3 lần thứ 2 đối với cắt thép 2 lần

- Vị trí cắt thép nhịp:

+ L/6 đối với cắt thép 1 lần

+ L/6 lần thứ nhất, L/5 lần thứ 2 đối với cắt thép 2 lần

- Dựa vào biểu đồ bao mômen trong mô hình khung để xác định vị trí đã cắt thép có an toàn hay không, nếu không an toàn thì ta tăng hay giảm đoạn cắt tương ứng gối hay nhịp để đảm bảo an toàn

* Xét tiết diện lực cắt lớn nhất: Q max

- Chọn đai 2 nhánh (do 150 mm ≤ bd ≤ 300 mm), thép đai 6

=> Tính toán cốt xiên chịu lực cắt

(Ở đồ án này chọn thiết kế để cốt đai chịu đủ lực cắt nên không cần tính cốt xiên)

- Giá trị N được tính toán dựa trên độ chệnh lệch lực cắt trong biểu đồ bao lực lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính (TH1)

- Cốt treo được đặt dưới dạng các cốt đai Sử dụng thép AI:

và của Mỹ ACI 318, tác giả đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356-2005.

- Vật liệu sử dụng:

+ Bê tông B20:

Rb = 11,5¿105daN/m+ Thép AIII:

Rs = Rsc = 365¿105 daN/m2

+ Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ b2=1

+ Sử dụng bê tông B20 và thép AIII nên ta tra bảng được R =0,590.

- Xem liên kết giữa dầm và cột là liên kết cứng, kết cấu sàn đổ toàn khối (nhà nhiều tầng, nhịp từ 2 trở lên): ᴪ = 0,7

- Tính toán tiết diện cốt thép:

+ Trường hợp lệch tâm rất bé khi ¿e o

h o ≤ 0,3 , tính toán như nén đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép:

s≤ min (b,15ɸ dọc min)

(Thường lấy s=200)

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của đai đã chọn:

+ Trong cột đặt đai cấu tạo nên không cần kiểm tra tính cốt xiên

* Bố trí cốt đai cột:

- Tại vị trí cắt nối thép tại mỗi tầng ta bố trí đai có: s '=(1

3÷ 12)× s, còn lại

ta bố trí khoảng đai s

- h d `âm ≤ 400 mm không bố trí cốt đai vào nút giao giữa cột và dầm

- h d `âm ≥500 mm phải bố trí cốt đai vào nút giao giữa cột và dầm

2.2.2 Lọc và xuất nội lực từ mô hình khung

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 TCVN 2734-1995 (Tải trọng và tác động)

2 TCVN 5574-2012 (Tiêu chuẩn thiết kế bê tông và bê tông cốt thép)

3 Sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” – GS.Nguyễn Đình Cống.

4 Sách “Kết cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện cơ bản)” – Phan Quang Minh,

Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống

5 Sách “Kết cấu bê tông cốt thép tập 3 (Các cấu kiện đặc biệt)” – Võ Bá Tầm.

Cám ơn cô đã dành thời gian đọc bài thuyết minh tính toán của em!