HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Thiết kế khung BTCT tồn khối cho nhà có quy mơ tầng Cơng trình xây dựng

CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI CHƯƠNG Trang147 HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Thiết kế khung BTCT tồn khối cho nhà có quy mơ tầng Cơng trình xây dựng TP HCM có vẽ mặt , mặt cắt hình 6.1, hình 6.2 Các bước thiết kế theo thứ tự sau:  Lựa chọn phương án, lập sơ đồ tính tốn kết cấu khung  Chọn sơ kích thước tiết diện, chọn vật liệu  Xác định loại tải trọng, trường hợp tải tác dụng lên kết cấu  Tính toán nội lực ứng với trường hợp tải trọng , tổ hợp nội lực  Tính tốn tiết diện BTCT, kiểm tra điều kiện sử dụng  Thể vẽ kết cấu khung.(Mặt cắt dọc khung, m ặt cắt ngang tiết diện dầm, cột khung) TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang148 Hình 6.1 Mặt kiến trúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang149 Hình 6.2 Mặt cắt kiến trúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang150 6.1 SƠ ĐỒ TÍNH Hệ khung hệ liên kết đứng (là cột), ngang (là dầm) tạo thành nút cứng khung Điều kiện cần đủ để khung ổn định hệ bất biến hình Đối với khung BTCT tồn khối nhiều nhịp, nhiều tầng hệ siêu tĩnh Nút cứng khung có chuyển vị, khác với ngàm cứng giũa cột với móng cao trình ngàm mặt móng Vì cơng trình khơng có sàn hầm có sàn hầm c ao trình ngàm tính khung quy ước chương Mơ hình tính tốn khung thể trục cột, trục dầm Có thể quy ước tỉ số L/B >2, cơng trình có mặt chạy dài, kh ung dọc nhiều nhịp khung ngang nên độ cứng khung ngang nhỏ nhiều lần so với độ cứng khung dọc ,nội lực chủ yếu gây khung ngang.Khi tách riêng khung phẳng để xác định nội lực cột dầm ngang, nội lực dầm dọc tí nh dầm liên tục nhiều nhịp Giải pháp phân tích sơ đồ tính kết cấu phù hợp cho cơng trình có bước cột theo phương dọc nhau, kết nội lực khung phẳng ngang lớn so với kết nội lực khung ngang xác lập mơ h ình tính theo khung khơng gian Vì khái niệm khung nguy hiểm khung phần tử, dựa vào số nhịp khung diện tích sàn truyền tải lên khung Đà kiềng thường xem phận khung ngang (thiên an tồn) Tuy nhiên có ảnh hưởng nhấ t định khung như:  Giảm chiều dài tính tốn cột  giảm độ mảnh cột tầng  Tăng độ cứng khơng gian cơng trình khắc phục lún khơng Đà kiềng gán vào tính khung có đúc bêtơng sàn ( cơng trình khu vực đất yếu) Đối với cơng trình có sàn hầm cao độ với đà giằng móng mặt đài ( hình 1.1) gán đà giằng móng vào cao trình ngàm tính khung, nhịp tính tốn đà giằng khơng xác khơng kể tới kích thước đài móng 6.1.1 THIẾT KẾ THEO MƠ HÌNH KHUNG PHẲNG NGANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang151 Hình 6.4 Sơ đồ tính khung phẳng TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang152 6.1.2 THIẾT KẾ THEO MƠ HÌNH KHUNG KHƠNG GIAN Hình 6.5 Sơ đồ tính khung khơng gian TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang153 6.1.3 CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG Bê tông cấp độ bền B20 Thép nhóm AI cho loại đường kính ø ≤ 10 Thép nhóm AII cho loại đư ờng kính ø ≥ 12 Thép nhóm AIII cho loại đường kính ø ≥ 20 6.1.4 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN a Chiều dày sàn : + Sàn có dầm 1 1 1 1 hb    .L    .415 (10,3  9,2)cm  40 45  40 45 Có thể chọn chiều dày theo cơng thức kinh nghiệm sau nhằm khống chế độ võng h  Chuvibansà n ( 415  450 )   , cm 180 180 Chọn sàn dày 10cm + Sàn phẳng , sàn nấm (sàn không dầm) 1 1 hb    .L  30 40 b Tiết diện dầm khung : - Chiều cao dầm khung : h 1 1  .L 14 12   Dầm liên kết với cột: h   1 1  .L 16 14  Dầm liên kết với dầm: h   TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang154 1 1  2 - Chiều rộng dầm khung: b    .h - Đối với tiết diện dầm bẹt (sử dụng kiến trúc yêu cầu giảm chiều cao tầng)   h    L  20 18  b    .h Tiết diện dầm ngang : nhịp 3,15m ; 4,5m 4,15m   h   3150  225  262  14 12    h   4500  321  375  14 12    h   4150  296  346  14 12   Chọn kích thước tiết diện dầm ngang DN(2 00x350), chênh lệch cạnh h không nhiều, kết hợp với yêu cầu kiến trúc ,có thể chọn tiết diện dầm ngang Tiết diện dầm dọc : nhịp 4,5m 6,5m   h   4500  321  375  14 12    h   6500  464  541  14 12   Chọn kích thước tiết diện dầm dọc : DD(200x350) (2 00x500) c Tiết diện cột khung : Diện tích tiết diện cột sơ theo cơng thức: Ab  K N Rb Trong TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang155 K= 1,1÷1,25 : hệ số kể tới ảnh hưởng momen cột N= q S n q= g+p (KN/m2), giá trị tải trọng đứng sơ bộtrên m2 sàn, lấy trị số sau: q= 0,8 ÷1 (KN/m2) cao ốc văn phòng, tường vách nhẹ q= 1,1 ÷1,3 (KN/m2) chung cư, tường vách gạch S (m2) diện tích sàn truyền tải lên cột khung n : số tầng nhà Sơ kích thước tiết diện cột Tên cột S (m2) Cột biên k=1,25 Cột k=1,1 ½ 4,5x½(4,15+4,5) =9,73 1.1 q= g+p N= q S n (KN/m2) (KN) n=5 n=2 ½(4,5+6,5)x ½(4,15+4,5)=23,79 1.1 53.52 Ab(cm2) Chọn (bxh) cm n=5 n=2 21.41 608 25x30 243 25x25 130.95 52.34 1308 30x40 523 30x30 Kích thước tiết diện cột cần đáp ứng yêu cầu chịu lực, phần tử cột nên có độ cứng lớn phần tử dầm, đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ kiến trúc d Chiều dày vách : chiều dày vách chọn theo chiều cao tầng nhà hvach  htan g &  10 cm 25 6.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 6.2.1 TĨNH TẢI : - Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn,chống thấm, dầm ,cột - Trọng lượng đường ống kỹ thuật - Tải trọng tường xây, vách hầm, vách thang TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang156 Bảng kết giá trị tĩnh tải sàn tầng Các lớp Chiều cấu tạo sàn dày (cm) Gạch ceramic Vửa lót Đan BTCT 10 Vửa trát 1,5 Thiết bị kỹ thuật Hệ số Trọng lượng tích tin thể cậy (daN/m ) 1,1 Tải trọng tiêu Tải trọng tính chuẩn toán g(daN/m2) gc(daN/m2) 25 27,5 1,2 1,1 1,2 1,1 36 250 27 50 43,2 275 32,4 55 gc= gi=388 g= gi=433,1 1800 2500 1800 Tổng Trọng lượng lớp hoàn thiện sàn : không kể trọng lượng chiều dày đan BTCT  gc= gi=388- 250= 138 daN/m2  g= gi=433,1- 275= 158,1 daN/m2 Đối với ô sàn vệ sinh, sàn mái trọng trượng lớp cấu tạo cộng thêm trọng lượng lớp chống thấm ( vửa hồ dầu, sika, hay flinkote, ) Trọng lượng lớp chống thấm g c=10 daN/m2 , n=1,2 6.2.2 HOẠT TẢI: - Tùy theo chức sử dụng sàn, giá trị tải trọng lấy theo TCXDVN 2737 1995 (xem phụ lục trang 232) Loại phịng tiêu Giá trị chuẩn Giá trị tính tốn Hệ số (daN/m2) tin cậy (daN/m2) n Tồn phần Phòng ngủ, ăn, 150 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Phần dài hạn 30 1.3 Toàn phần Phần dài hạn Phần ngắn hạn 195 39 156 Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang187 BIỂU ĐỒ BAO MOMEN (M 22) KHUNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang188 BIỂU ĐỒ BAOLỰC DỌC KHUNG B TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang189 BIỂU ĐỒ BAO MOMEN KHUNG B TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang190 BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT KHUNG B TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang191  KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỘT KHUNG B CỘT TẦNG 1, AsX AsY P.tử bxh (cm2) (cm ) 1-2 25x30 5.9 3Φ16 6.03 0.95 5.9 3Φ16 6.03 0.95 6-7 25x35 7.8 4Φ16 8.04 0.84 7.8 4Φ16 8.04 0.84 11-12 25x35 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x30 6.03 0.95 4Φ16 3Φ16 8.04 16-17 4Φ16 3Φ16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2) μ (cm ) AsY chọn(cm2) μ% CỘT TẦNG AsX AsY P.tử bxh (cm2) (cm ) 1-2 25x30 5.9 3Φ16 6.03 0.95 5.9 3Φ16 6.03 0.95 6-7 25x35 7.8 4Φ16 8.04 0.84 7.8 4Φ16 8.04 0.84 11-12 25x35 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x30 6.03 0.95 4Φ16 3Φ16 8.04 16-17 4Φ16 3Φ16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2) μ (cm ) AsY chọn(cm2) μ% CỘT TẦNG 4, AsX AsY P.tử bxh (cm2) (cm ) 1-2 25x25 5.9 3Φ16 6.03 0.95 5.9 3Φ16 6.03 0.95 6-7 25x30 7.8 4Φ16 8.04 0.84 7.8 4Φ16 8.04 0.84 11-12 25x30 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x25 6.03 0.95 4Φ16 3Φ16 8.04 16-17 4Φ16 3Φ16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2) μ (cm ) AsY chọn(cm2) μ%  KẾT QUẢ TÍNH THÉP DẦM KHUNG B TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang192 6.7.2 KHUNG PHẲNG TRỤC Sơ đồ phần tử khung trục TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TỒN KHỐI Trang193 Kích thước tiết diện khung trục TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang194  CÁC TRƯỜNG HỢP CHẤT TẢI LÊN KHUNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang195 Tĩnh tải chất đầy HT1- Hoạt tải chất đầy TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang196 HT2- Hoạt tải cách nhịp chẳn TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang197 HT3- Hoạt tải cách nhịp lẻ (bù hoạt tải 2) TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang198  KẾT QUẢ NỘI LỰC KHUNG TRỤC Biểu đồ bao lực dọc TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang199 Biểu đồ bao Momen TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang200 Biểu đồ bao lực cắt TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa CHƯƠNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KHUNG TOÀN KHỐI Trang201 6.8 THỂ HIỆN BẢN VẼ Tất thiết kế đồ án thể vẽ khổ giấy A1, yêu cầu bố cục hình sau:  Mặt bố trí điển hình thép sàn tầng (TL1/100)  Hai mặt cắt bố trí thép theo phương X, phương Y mặt sàn (TL1/25)  Thể thép mặt cắt dọc khung định (TL 1:20 ; 1/25 hay 1/50)  Bố trí thép mặt cắt ngang t iết diện dầm , tiết diện cột (TL 1/10; 1/20; hay 1/25)  Bảng thống kê cốt thép ( thép sàn, cột ,dầm)  Ghi vật liệu sử dụng TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần : Kết Cấu Nhà Cửa ... 1-2 25x30 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 6- 7 25x35 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 11-12 25x35 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x30 6. 03 0.95 4Φ 16 3Φ 16 8.04 16- 17 4Φ 16 3Φ 16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2 )... 1-2 25x30 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 6- 7 25x35 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 11-12 25x35 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x30 6. 03 0.95 4Φ 16 3Φ 16 8.04 16- 17 4Φ 16 3Φ 16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2 )... 1-2 25x25 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 5.9 3Φ 16 6.03 0.95 6- 7 25x30 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 7.8 4Φ 16 8.04 0.84 11-12 25x30 7.8 8.04 0.84 7.8 0.84 25x25 6. 03 0.95 4Φ 16 3Φ 16 8.04 16- 17 4Φ 16 3Φ 16 6.03 0.95 ASx chọn(cm2)