đồ án bê tông 2 nghĩa đại học xây dựng full file bản vẽ

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC STT 62 L2(m) 2.8 L1(m) 7.1 B(m) 4.0 Ptc(daN/m2) 340 Ht(m) 4.2 Địa điểm Hải phòng Sơ đồ 63 I) LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1) Chọn vật liệu sử dụng Sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có: R = 14,5 MPa ; R =1,05 MPa Sử dụng thép : 10 nhóm thép A-I có R = R = 225 MPa > 10 nhóm thép A-III có R = R = 365 MPa 2) Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn Lựa chọn giải pháp sàn sườn tồn khối ,khơng bố trí dầm phụ ,chỉ có dầm qua cột 3) Chọn kích thước chiều dày sàn Ta chọn chiều dày sàn theo cơng thức h= Trong : = L1 /L2 L1: kích thước cạnh ngắn tính tốn L2: kích thước cạnh ngắn tính tốn k: hệ số tăng chiều dày tải trọng lớn  Với sàn phòng - Hoạt tải tính tốn: p = p.n = 340.1,2 = 408 (daN/m) - Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng sàn BTCT) Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính tốn -Gạch ceramic dày mm,=2200 daN/m 0,008.2200 = 20 daN/m 17,6 1,1 19,36 60 1,3 78 30 1,3 39 -Vữa lát dày 30 mm, daN/m 0,03.2000 = 60 daN/m -Vữa trát dày 15 mm, daN/m 0,015.2000 = 30 daN/m Cộng: Do tường xây trực tiếp lên sàn nên tĩnh tải tính tốn: g= 136,36 (daN/m) tải trọng phân bố tính tốn sàn q0 = g0 + ps = 136,36+408 = 544,6(daN/m2) - Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,108 - =B/L1 = 4/7,1 = 0,56 + Chiều dày sàn phòng : h = (m) Chọn 11 (cm) Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT + Tĩnh tải tính tốn sàn phòng 136,36 + 2500.0,11.1,1 = 438,86 (daN/m) + Tổng tải trọng phân bố tính tốn sàn phòng 408 + 438,86 = 846,86 (daN/m)  Với sàn hành lang + Hoạt tải tính tốn: 440.1,2 = 528 (daN/m) + Tĩnh tải tính tốn (chưa kể trọng lượng sàn BTCT) g= 136,36 (daN/m) 136,36 tải trọng phân bố tính tốn sàn q0 = g0 + ps = 136,36+528 = 644,36(daN/m2) - Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,17 - = L2/B = 2,8/4 = 0,7 + Chiều dày hành lang: h = (m) Để dễ thi cơng đơn giản hóa cơng tác ván khn Chọn 11 (cm) Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT + Tĩnh tải tính tốn ô sàn hành lang 136,6 + 2500.0, 11.1,1 = 438,86 (daN/m) + Tổng tải trọng phân bố tính tốn sàn hành lang (daN/m)  Với sàn mái + Hoạt tải tính tốn: = 75.1,3 =97,5 (daN/m) + Tĩnh tải tính tốn (chưa kể trọng lượng sàn BTCT) Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính tốn -Vữa trát trần dày 15mm,2000 daN/m 0,015.2000 = 30 daN/m 30 1,3 39 60 1,3 78 1,1 79,2 -Vữa lót dày 30mm, daN/m 0,03.2000 = 60 daN/m -gạch nem dày 40mm, daN/m 0,04.1800 = 72 daN/m -Bê tông tạo dốc dày trung bình 150mm, 72 daN/m 180 1,3 234 0,15.1200 = 180 daN/m Cộng: Tĩnh tải sàn mái là: 430,2 (daN/m) Vì tải trọng phân bố tính tốn sàn 97,5 + 430,2 = 527,7 (daN/m) - Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,1 - =B/L1 = 4/7,1 = 0,56 + Chiều dày sàn phòng (tính theo ô sàn lớn) h = (m) Ta chọn chiều dày ô sàn lớn ô sàn bé mái (cm) Vậy kể tải trọng thân sàn BTCT + Tĩnh tải tính tốn sàn mái 430,2 + 2500.0, 11.1,1 = 732,7 (daN/m) + Tổng tải trọng phân bố tính tốn sàn mái (daN/m) 4)Lựa chọn kích thước tiết diện phận *) Kích thước tiết diện dầm a) Dầm phòng ( Dầm AB) Nhịp dầm 7,1 (m) (m) Chọn chiều cao dầm : =0,7 (m) ,bề rộng dầm 0,22 (m) b) Dầm hành lang Nhịp dầm L = L2 = 2,8(m) nhỏ 430,2 Chọn hd = 0,3 m bề rộng dầm bd = 0,22 m c)Dầm dọc nhà Nhịp L = B = m 0,307 m Chọn chiều cao dầm : =0,30 (m) ,bề rộng dầm 0,22 (m) *) Kích thước tiết diện cột Diện tích tiết diện cột tính theo cơng thức A= a)Cột trục B + Diện truyền tải cột trục B (hình 1) + Lực dọc tải phân bố sàn 996,86.5,6+846,86.14,2 = 17608 (daN) + Lực dọc tải trọng tường ngăn dày 220 mm (7,1/2 + 4).4,2 = 16299 (daN) (ở lấy sơ chiều cao tường chiều cao tầng nhà ) + Lực dọc tải phân bố sàn mái 830,2.19,8 = 16438 (daN) Với nhà tầng có sàn sàn mái 3(17608 +16229) + 16438 = 117949 (daN) Để kể đến ảnh hưởng moment ta chọn k = 1,1 1526 (cm) Vậy ta chọn kích thước cột 2240cm = 880 (cm) b)Cột trục A Cột trục A có diện tích chịu tải = 1249cm2 nhỏ diện chịu tải cột trục B ta chọn khích thước tiết diện cột trục A (2235 cm) c)Cột hành lang + Diện truyền tải cột trục hành lang + Lực dọc tải phân bố sàn hành lang 996,86.5,6= 5582 (daN) + Lực dọc tải trọng lan can = 1065,6 (daN) Chiều cao lan can + Lực dọc tải phân bố sàn mái 830,2.5,6 = 4649 (daN) Với nhà tầng có sàn sàn mái 3(5582 +1065,6) + 4649 = 24592 (daN) Để kể đến ảnh hưởng moment ta chọn k = 1,1 318 (cm) Diện tích A nhỏ nên chọn kích thước cột 2222cm = 484 (cm) => Càng lên cao lực dọc giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột sau: + Cột trục B cột trục A có kích thước 2240 (cm) cho cột tầng cột tầng 2230 (cm) cho cột tầng cột tầng + Cột hành lang có kích thước 2222cm từ tầng lên tầng Hình Diện chịu tải cột II) SƠ ĐỒ TÍNH TỐN KHUNG PHẲNG 1) Sơ đồ hình học Hình 2)Sơ đồ kết cấu Mơ hình hóa kết cấu khung thành đứng (cột) ngang (dầm) với trục hệ kết cấu tính đến trọng tâm tiết diện a, Nhịp tính tốn dầm Nhịp tính tốn dầm lấy khoảng cách trục cột + Xác định nhịp tính tốn dầm AB = 7,1 + 0,11 + 0,11 – 0,3/2 – 0,4/2 =6,97 (m); (ở lấy trục cột trục tầng tầng 4) +Xác định nhịp tính tốn dầm BC = 2,8 - 0,11 + 0,3/2 = 2,84 (m); (ở lấy trục cột trục tầng tầng 4) b Chiều cao cột Chiều cao cột lấy khoảng cách trục dầm Do trục dầm khung thay đổi tiết diện nên ta xác định chiều cao cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn) + Xác định chiều cao cột tầng Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt-0,45) trở xuống; 4,2 + 0,45 + 0,5 – 0,3/2 = (m); (với Z = 0,45 m khoảng cách từ cốt 0.00 đến mặt đất tự nhiên ) + Xác định chiều cao cột tầng 2,3,4 (m) Ta có sơ đồ kết cấu thể hình vẽ Sơ đồ kết cấu khung ngang (hình 3) III) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ 1.Tĩnh tải đơn vị + Tĩnh tải sàn nhà 438,86 (daN/m) + Tĩnh tải sàn hành lang 438,86 (daN/m) + Tĩnh tải sàn mái 732,7 (daN/m) + Tường xây 220 514 (daN/m) + Tường xây 10 296 (daN/m) 2.Hoạt tải đơn vị + Hoạt tải sàn nhà 408 (daN/m) + Hoạt tải sàn hành lang 528 (daN/m) + Hoạt tải sàn mái 97,5 (daN/m) I Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung + tải trọng thân kết cấu dầm, cột khung chương trình tính tốn kết cấu tự tính +Việc tính tốn tải trọng vào khung thể theo cách: -Cách 1: chưa quy đổi tải trọng -Cách 2: quy đổi tải trọng thành phân bố Tĩnh tải tầng 2,3,4 (hình 4) TT Tĩnh tải phân bố - daN/m Loại tải trọng cách tính Kết g1 Do trọng lượng tường xây dầm cao:4,2-0,7 =3,5m gt2=514.3,5=1799 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ lớn nhất: Ght=438,86.(4-0,22)=1659 Cộng làm tròn 3458 g2 Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: 438,86.(2,8-0,22)=1132,3 Cộng làm tròn 1132 Tĩnh tải tập trung - daN GA Do trọng lượng thân dầm dọc 0,22x0,35 2500.1,1.0,22.0,35.4 Do trọng lượng tường xây dầm dọc cao 847 4,2 – 0,35 = 3,85(m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7 514.3,85.4.0,7 Do trọng lượng sàn truyền vào Ght=438,86.(4-0,22).(4-0,22)/4 Cộng làm tròn 1567,7 7956 GB Giống mục 1,2,3 5540,9 GA tính Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào 438,86.[(4-0,22)+(4-2,8)].(2,8-0,22)/4 Cộng làm tròn 7956 1409,7 9366 GC Do trọng lượng thân dầm dọc 0,22x0,35 2500.1,1.0,22.0,35.4 Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào (đã tính trên) Do lan can xây tường 110 cao 900mm truyền vào 296.0,9.4 Cộng làm tròn 847 1409,7 1065,6 3322 Ghi chú: Hệ số giảm lỗ cửa 0,7 tính tốn theo cấu tạo kiến trúc Nếu tính xác hệ số giảm lỗ cửa trục B trục C khác Tĩnh tải tầng mái (Hình 5) TT Tĩnh tải phân bố mái theo nhịp AB - daN/m Loại tải trọng cách tính Kết g1m Do tải trọng từ sàn truyền vào dạng hình thang với tung độ lớn nhất: Ght=732,7.(4-0,22)=2769,6 Cộng làm tròn 2770 TT Tĩnh tải phân bố mái theo nhịp BC - daN/m Loại tải trọng cách tính Kết Bố trí cốt dọc cho dầm : hình 18 Tính tốn cốt đai cho dầm a Tính tốn cốt đai cho phần tử dầm13 (tầng nhịp AB):bxh=22x70 cm + Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn lực cắt nguy hiểm cho dầm Q = 209,55kN =20955 daN + Bê tơng cấp độ bền B25 có Rb = 14,5 MPa = 145 daN/cm2; Rbt = 1,05 MPa = 10,5 daN/cm2; Eb =3,0.104 MPa + Thép đai nhóm AI có Rsw = 175 MPa = 1750daN/cm2; Es = 2,1.105 MPa; + Chọn a = 2,5cm → ho = 70-2,5 = 67,5 cm + Kiểm tra điều kiện hạn chế Qbmin nén lệch tâm bé + xác định lại x ( tương tự cặp 1)  x= 26,95 As '  N e  Rbbx(h0  0,5 x ) 100179.32, 22  145.22.26,95.(37,5  0,5.26,95)   Rsc Z a 3650.35 9,39 (cm2) = 9,39 (cm2) Nhận xét: +Cặp nội lực đòi hỏi lượng thép bố trí lớn ta bố trí phần tử cột theo = 9,78 (cm2).Chọn 322 theo điều kiện cấu tạo có As = 11,40(cm2)> 9,78 (cm2) 3.Tính tốn cốt thép cho phần tử cột : b x h = 22 x 45 cm a.Số liệu tính tốn Chiều dài tính tốn l0 = 0,7H = 3,5 m Giả thiết a = a’ = 2,5 cmh0 = h – a = 45 – 2,5 = 42,5 cm Za = h0 – a =42,5 – 2,5 =40 cm Độ mảnh 350/45 = 7,78 < bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực ghi chi tiết bảng Ký hiệu cặp nội lực Đặc điểm cặp nội lực |M|max Nmax M,Nlớn M (kN.m) N (kN) 185.417 173.375 164.572 951.663 1215.3 1201.69 e1 = (cm) 19.4835 14.2661 13.6951 b.Tính tốn cốt thép đối xứng cho cặp M = 185,42 kN.m = 1854200 daN.cm N = 951,66 kN = 95166 daN + e =η.eo + h/2 –a =1 19,48+ 45/2 -2,5 = 39,48 cm ea 1,5 1,5 1,5 eo 19.4835 14.2661 13.6951 N 95166   29,83cm R b 145.22 b x= +ξRho = 0,563.42,5=23,93 cm + Xảy trường hợp: x> ξRho => nén lệch tâm bé + xác định lại x ( giải phương trình bậc ba) X3+a2x2+a1x+a0=0  x=26,95 cm As '  N e  Rbbx(h0  0,5 x) 95166.39, 48  145.22.26,95(42,5  0,5.26,95)   Rsc Z a 3650.40 8,65 (cm2) =As’ = 8,65 cm2 c.Tính cốt thép đối xứng cho cặp 2,3 tính tốn tương tự cặp nội lực 1, ta có kết tính thép + cặp nội lực 2: As=10,33 cm2 + cặp nội lực 3: As=9,51 cm2 Bố trí thép: Nhận xét: +Cặp nội lực đòi hỏi lượng thép bố trí lớn ta bố trí phần tử cột theo = 10,33 (cm2).Chọn 322 theo điều kiện cấu tạo có As = 11,40(cm2) > 10,33 (cm2) 4.Tính tốn cốt thép cho phần tử cột : b x h = 22 x 22 cm a.Số liệu tính tốn Chiều dài tính tốn l0 = 0,7H = 3,50 m Giả thiết a = a’ = 2,5 cmh0 = h – a = 22 – 2,5 = 19,5 cm Za = h0 – a =19,5 – 2,5 = 17 cm Độ mảnh 350/22 = 15,91 > phải kể đến ảnh hưởng uốn dọc ea  max( 1 1 H , hc )  max( 500, 22)  600 30 600 30 0,83 (cm) Độ lệch ngẫu nhiên Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực ghi chi tiết bảng Ký hiệu Đặc điểm M cặp nội cặp (kN.m) lực nội lực 20.6551 |M|max 18.8853 Nmax 18.2779 M,Nlớn Với Mdh=0,57 ; Ndh=186,87 N (kN) 251.433 321.398 287.63 b.Tính tốn cốt thép đối xứng cho cặp e1 = (cm) 8.21497 5.87597 6.35466 ea 0,83 0,83 0,83 eo 8.21497 5.87597 6.35466 M = 20,66 kN.m = 206600 daN.cm N = 251,43 kN = 25143 daN Lực dọc tới hạn xác định: ) Với: l0=350 cm Eb=30.103 (Mpa)= 300.103 (daN/cm2) Mô men quán tính tiết diện I= bh3/12 = 22.223/12= 19521,3 cm4 Giả thiết Is= =0.02.22.19,5.(0,5.19,5-2,5)2=619,9 (cm4) =6,67 =0,5-0,01.350/22-0,01.14,5=0,196 e0/h= 8,21/22=0,373  Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm Với bê tông cốt thép thường =1 Xét đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn =1,437 1,23 cm2 cho phần tử cột Tính tốn cốt thép cho phần tử cột : b x h = 22 x 30 cm a.Số liệu tính tốn Chiều dài tính tốn l0 = 0,7H = 2,94 m Giả thiết a = a’ = 2,5 cmh0 = h – a = 30 – 2,5 = 27,5 cm Za = h0 – a =27,5 – 2,5 = 25 cm Độ mảnh 294/30 = 9,8 > phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc Nội lực chọn từ bảng tổ hợp nội lực ghi chi tiết bảng Ký hiệu cặp nội lực Đặc điểm cặp nội lực |M|max Nmax M,Nlớn M (kN.m) N (kN) 80.3012 80.3012 72.8188 413.385 413.385 351.759 e1 = (cm) 19.4253 19.4253 20.7014 b.Tính tốn cốt thép đối xứng cho cặp 1,2 M = 80,30 kN.m = 803000 daN.cm N = 413,39 kN = 85794 daN Lực dọc tới hạn xác định: ) Với: l0=294 cm Eb=30.103 (Mpa)= 300.103 (daN/cm2) Mô men quán tính tiết diện I= bh3/12 = 22.303/12= 49500 cm4 Giả thiết Is= =0.02.22.27,5.(0,5.27,5-2,5)2=1890,6 (cm4) =6,67 =0,5-0,01.294/30-0,01.14,5=0,257 e0/h= 19,43/30=0,648  Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm Với bê tông cốt thép thường =1 Xét đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn =1,562