ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2- LÊ PHÚ QUÝ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN MỤC LỤC Mô tả giới thiệu kết cấu 1.1 Giới thiệu công trình 1.2 Quan niệm tính tốn Chọn sơ kích thước tiết diện vật liệu sử dụng 2.1 Vật liệu sử dụng 2.1.1 Bê tông .6 2.1.2 Cốt thép dọc 2.1.3 Cốt thép đai 2.2 Chọn sơ kích thước tiết diện 2.2.1 Chọn chiều dày sàn .7 2.2.2 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm 2.2.3 Chọn sơ kích thước tiết diện cột Lập sơ đồ tính khung ngang 11 3.1 Sơ đồ hình học 11 3.2 Sơ đồ tính khung trục 12 Xác định loại tải trọng tác dụng lên khung .13 4.1 Xác định tải trọng đơn vị 13 4.1.1 Xác định tải trọng đơn vị tác dụng lên 1m2 sàn 13 4.1.2 Xác định tải trọng đơn vị tác dụng lên 1m2 tường 14 4.1.3 Hoạt tải đơn vị 14 4.1 Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung 15 4.1.1 Tĩnh tải tầng 2, 3, 15 4.1.2 Tĩnh tải tầng mái .17 4.2 Xác định hoạt tải tác dụng vào khung 21 4.2.1 Trường hợp hoạt tải cho tầng 2, 3, tầng mái 21 4.2.2 Trường hợp hoạt tải cho tầng 2, 3, tầng mái 23 4.3 Xác định tải trọng gió tác dụng vào khung 27 SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Xác định nội lực tổ hợp nội lực 29 5.1 Xác định nội lực 29 5.2 Tổ hợp nội lực 38 Tính tốn cốt thép 42 6.1 Tính tốn cốt thép cho dầm .42 6.1.1 Tính tốn cốt dọc 42 6.1.2 Tính cốt đai cho dầm 46 6.1.3 Tính cốt treo .48 6.2 Tính cốt thép cột 49 6.2.1 Tính cốt dọc chịu lực 49 6.2.2 Tính cốt đai cho cột 57 Bố trí cốt thép khung 57 7.1 Bố trí thép khung trục 57 7.2 Neo, cắt thép 57 7.3 Bố trí thép cho nút 58 MỤC LỤC BẢ Bảng 2.1: Bảng đặc trưng sử dụng vật liệu Bảng 2.2: Kết tính toán tiết diện khung trục Bảng 2.3 Kết chọn sơ tiết diện cột 10 Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng 4.1: Trọng lượng thân sàn 12 4.2: trọng lượng thân tường .13 4.3: Hoạt tải đơn vị ô sàn 14 4.4: Tĩnh tải phân bố tác dụng lên tầng 2, 3, khung trục 15 4.5: Tĩnh tải tập trung tác dụng lên tầng 2, 3, khung trục .15 4.6:Tính tĩnh tải phân bố tác dụng lên tầng mái khung trục 17 4.7: Tĩnh tải tập trung tác dụng lên tầng mái khung trục 17 4.8: Hoạt tải phân bố tập trung tầng tầng .20 4.9: Hoạt tải phân bố tập trung tầng mái 22 4.10: Hoạt tải phân bố tập trung tầng tầng .22 4.11: Hoạt tải phân bố tập trung tầng .23 SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN 4.12: Hoạt tải phân bố tập trung tầng mái 24 4.13: Kết tính tốn tải trọng gió tác dụng lên khung trục 26 4.14: Kết tính tốn tải trọng gió tác dụng vào phần sênô z=14.45 27 5.1: Giá trị nội lực cua khung với trường hợp TT, HT1, HT2, GT, GP .29 5.2: Bảng tổ hợp momen dầm khung trục 37 5.3: Bảng tổ hợp lực cắt dầm khung trục .37 5.4: Bảng tổ hợp mômen, lực dọc khung trục .38 6.1: Bảng tính cốt thép dọc dầm khung trục 40 6.2: Bảng tính thép đai dầm khung trục 43 6.3: Bảng tính cốt dọc cho cột 48 MỤC LỤC HÌNHY Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1.1: Mặt bố trí dầm sàn khung trục 2.1: Diện tích truyền tải cột thuộc khung trục (K8) 10 3.1: Sơ đồ hình học khung trục 12 3.2: Sơ đồ tính tốn khung trục 13 4.1: Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng 2, 3, 15 4.2: Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng mái 18 4.3: Tĩnh tải tác dụng lên khung trục (kN,kN/m) 20 4.4: Sơ đồ hoạt tải cho tầng tầng 21 4.5: Sơ đồ hoạt tải cho tầng 22 4.6: Sơ đồ hoạt tải cho tầng mái 22 4.7: Sơ đồ hoạt tải cho tầng tầng 23 4.8: Sơ đồ hoạt tải cho tầng 24 4.9: Sơ đồ hoạt tải cho tầng mái 25 4.10: Sơ đồ hoạt tải tác dụng vào khung trục (kN,kN/m) 26 4.11: Sơ đồ hoạt tải tác dụng vào khung trục (kN, kN/m) 26 4.12: Sơ đồ gió trái tác dụng vào khung trục (kN, kN/m) 28 4.13: Sơ đồ gió phải tác dụng vào khung trục (kN, kN/m) 29 5.1: Sơ đồ phần tử dầm cột khung trục .29 5.2: Biểu đồ bao mômen 30 5.3: Biểu đồ bao lực cắt 30 5.4: Biểu đồ bao lực dọc 31 7.1: Cắt thép theo kinh nghiệm 58 7.2: Bố trí cốt đai nút khung 59 SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN THIẾT KẾ KHUNG NHÀ BÊ TƠNG CỐT THÉP Cơ sở tính tốn: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 2737-1995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012: kết cấu BT BTCT - Tiêu chuẩn thiết kế Các tiêu chuẩn quy phạm hành có liên quan Quy trình tính tốn thiết kế thực bước sau Mô tả giới thiệu kết cấu 1.1 Giới thiệu cơng trình Cơng trình xây dựng Cam Ranh–Khánh Hịa Cơng trình trường học gồm có tầng tầng mái Khu đất xây dựng cơng trình có địa hình tương đối trống trải, địa hình khu đất thuộc địa hình dạng B Về tải trọng gió, cơng trình nằm vùng gió II-A Áp lực gió: W0 = 95 – 12 = 83(daN/m2) 1.2 Quan niệm tính tốn Kết cấu chịu lực hệ khung BTCT đổ tồn khối có liên kết cứng nút, liên kết cột móng xem ngàm mặt móng Hệ khung chịu lực cơng trình hệ khơng gian Được tạo nên từ khung phẳng làm việc theo hai phương vng góc với Ta có: L / B  28.7 / 8.8  3.26  1.5 => Nội lực xuất chủ yếu khung ngang (độ cứng khung ngang nhỏ nhiều so với độ cứng theo phương dọc) Tính tốn theo sơ đồ khung phẳng Tính tốn cho khung trục cách tách khung trục phẳng trục 8, bỏ qua chịu lực hệ giằng móng kết cấu tường bao che, xem tường mảnh tường đặc, làm nhiệm vụ bao che ngăn cách phòng với nhau, khơng tham gia chịu lực kết cấu cơng trình Mặt kết cấu dầm sàn bố trí hình 1.1: Hình 1.1: Mặt bố trí dầm sàn khung trục SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Chọn sơ kích thước tiết diện vật liệu sử dụng 2.1 Vật liệu sử dụng 2.1.1 Bê tông - Sử dung bê tông cấp độ bền B20 - Trọng lượng riêng γbt = 2500 (daN/m3); - Cường độ chịu nén tính tốn bê tông Rb = 11,5 (MPa); - Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng Rbt = 0,9 (MPa); - Môđun đàn hồi Eb = 27.104 (MPa) 2.1.2 Cốt thép dọc - Cốt thép dọc chịu lực (Ø 14 mm) dùng thép CB400V có: - Cường độ chịu kéo, nén tính tốn Rs = Rsc =350 (MPa); - Cường độ chịu cắt tính tốn cốt đai Rsw = 280 (MPa); - Môđun đàn hồi Es = 2.105 (MPa) 2.1.3 Cốt thép đai - Cốt thép đai (Ø < 10 mm) dùng thép nhóm CB240T có: - Cường độ chịu kéo, nén tính toán Rs = Rsc = 210 (MPa); - Cường độ chịu cắt tính tốn cốt đai Rsw = 170 (MPa); SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN - Môđun đàn hồi Es = 2.105 (MPa) Bảng 2.1: Bảng đặc trưng sử dụng vật liệu Vật liệu Bê tông B20 Rb =11.5 Rbt =0.9 Eb =27 �103 Các tiêu lý (MPa) Hệ số αR ξR R  XR  h0 0.8  s,el 1  b2 Với 0.8 Rs Es 1 0.0035 Cốt thép CB400V Rs =350 Rsw =280 Es =2.0 �105 αR =0.418 CB240T Rs =210 Rsw =170 Es =2.0 �105 αR =0.426 ξR =0.596 ξR =0.615  R  R (1  0.5R ) 2.2 Chọn sơ kích thước tiết diện 2.2.1 Chọn chiều dày sàn - Chiều dày sàn tính tốn theo cơng thức sau: D �l1 hb  �hmin m Trong đó: + D hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D = 0.8 �1.1 => Chọn D =1.0 + cạnh ngắn ô + m hệ số phụ thuộc vào loại sàn, với sàn dầm m = (30 �35), với sàn kê cạnh m = (40 �45) + hmin chiều dày sàn tối thiểu, hmin= 60(mm) - Chọn chiều dày cho ô sàn lớn có kích thước: l1xl  3.5x4.1(m) + Chọn D=1.1 + Ơ sàn liên kết cạnh có tỷ số L2/L1 Sàn kê=> Chọn: m  40 �45 => h  b D �l 1.1�3500 1  (85.56 �96.25) m 40 �45 Chọn hb=120(mm) - Chọn chiều dày cho sàn sê nơ có kích thước : l1xl2=4.1x1.3(m) SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN + Chọn D=1.1 + Ô sàn liên kết cạnh có tỷ số L2/L1>2 => Sàn dầm => Chọn: m  30 �35 D �l 1.1�1300 1  (40.86 �47.67) m 30 �35 Chọn hb= 100(mm) h  b 2.2.2 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm *Tiết diện dầm chọn theo công thức: - Chiều cao dầm: hd  l m - Bề rộng dầm: bd  (0,25 �0,5).hd + Đối với dầm phụ, dầm dọc: m  (12 �20) + Đối với dầm khung: m  (8 �15) a Chọn sơ kích thước tiết diện dầm khung trục (K8) Nhịp AB: Tầng 2, 3, 4, mái: - Chiều cao dầm xác định sau: �1 � hd  � � � �1800   150 �225  mm  15 � � Ta có: � Vậy ta chọn hd  350  mm  - Chiều rộng dầm xác định sau: Ta có: bd   0, 25 �0,5  �h d   0, 25 �0,5  �300   75 �125   mm  � Vậy ta chọn bd  200  mm  � Chọn kích thước dầm nhịp AB tầng 2, 3, 4, mái (200 �350) (mm ) Nhịp BC: Tầng 2, 3, tầng mái: - Chiều cao dầm xác định sau: �1 � hd  � � � �7000   466.67 �875   mm  15 � � Ta có: � Vậy ta chọn hd  550  mm  - Chiều rộng dầm xác định sau: Ta có: bd   0, 25 �0,5  �h d   0, 25 �0,5  �550   137.5 �275   mm  SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN � Vậy ta chọn bd  200  mm  � Chọn kích thước dầm nhịp BC tầng 2, 3, (200 �550) (mm ) Bảng 2.2: Kết tính tốn tiết diện khung trục Nhịp AB BC Tầng 2, 3, 4, mái 2, 3, 4, mái ld (m) 1.8 7.0 ld/15 150 466.67 ld/8 225 875 Tiết diện chọn hd bd 350 200 550 200 b Chọn sơ kích thước tiết diện dầm dọc Trục A, B, C Dầm D1 đến D9 tầng 2, 3, 4, mái: - Chiều cao dầm xác định sau: � �1 hd  � � � �4100  (205 �341.67) ( mm) 20 12 � � Ta có: � Vậy ta chọn hd  300 (mm) Ta có: Chiều rộng dầm xác định sau: bd   0, 25 �0,5  �hd   0, 25 �0,5  �300  (75 �150) ( mm) Vậy ta chọn bd  200 (mm) � Chọn kích thước dầm dọc cho tầng 2, 3, mái : (200 �300) (mm ) 2.2.3 Chọn sơ kích thước tiết diện cột a Về độ bền Diện tích tiết diên cột Ac xác định theo công thức sau: A0  k N Rb Trong đó: - K: Hệ số ảnh hưởng mômen uốn,độ mảnh cột, k  1,1 �1,5 - Rb cường độ chịu nén tính tốn bê tông, Rb = 11,5 (MPa) SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH - N (kN) lực dọc cột, N  �q �S xq GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN ,với q (kN/m2) tải trọng tương đương tính m2 sàn, Sxq (m2) tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột xét Diện tích truyền tải cho cột thể hình 2.1: Hình 2.2: Diện tích truyền tải cột thuộc khung trục (K8) b Về độ ổn định Tiết diện cột phải đảm bảo điều kiện hạn chế độ mảnh sau: l0 λb = b λob = 31 Trong đó: - l0 (m) = ; với (m) chiều cao tầng ; hệ số, = 0,7 - b (m) chiều rộng tiết diện ; λob = 31 độ mảnh giới hạn Thực chọn kích thước tiết diện cho cột trục B tầng khung trục 8: 1,8 � 4,1 � ST 2,3,4,mai  �  � �  9.02 (m ) 2 � � 2 Sxq = ST2 + ST3 +ST4+ STM = 4.ST2 = x 9.02 = 36.08 (m2); Lấy q = 10 ( kN m ) � N = 10 x 36.08 = 360.8 (kN) ; Chọn k = 1,2 SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH Nên A0  k GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN N 360,8  1,  0.0376( m )  376 (cm2 ) Rb 11500 � Chọn sơ tiết diện cột (20 �30) (cm ) Xác định chiều cao cột tầng 1: Lựa chọn chiều sâu chân móng từ mặt đất tự nhiên trở xuống: hm=1.2(m) => H T  H1  hm  3.5  1.2  4.7( m) Chiều cao cột tầng 2, 3, lấy chiều cao tầng: HT = 3.5(m) l0 0.7 �4.7   16.45 b 0.2 c Ta có: λb = λ0b = 31 (Cột thỏa mãn điều kiện ổn định) Chọn sơ kích thước tiết diện cột lại thể tỏng bảng 2.4 Bảng 2.3 Kết chọn sơ tiết diện cột H Sxq q b (cm h (cm λb Kiểm tra (m) (m2) (kN/m2) 115.51 ) 20 1,2 57.76 20 ) 25 25 11.07 10 1,2 16.45 Đạt 3.5 5.535 10 Đạt 500 12.25 12.25 3.5 3.69 10 1,2 38.50 20 25 3.5 1.845 10 1.2 19.25 20 25 500 12.25 Đạt 36.08 10 1,2 376.49 20 35 700 16.45 Đạt 3.5 27.06 10 1,2 282.37 20 30 700 12.25 Đạt 3.5 18.04 10 1,2 188.24 20 30 700 12.25 Đạt 3.5 9.02 10 1.2 94.12 20 30 700 12.25 Đạt 28.7 21.52 3.5 10 1,2 299.48 20 30 700 16.45 Đạt 10 1,2 224.61 20 30 700 12.25 Đạt 3.5 14.35 10 1,2 149.74 20 30 700 12.25 Đạt 3.5 7.175 10 1.2 74.87 20 30 700 12.25 Đạt Trục Tầng A B C SVTH: LÊ PHÚ QUÝ A0 k (cm2) TRANG: 10 Ac (cm2) 500 500 Đạt ... trục SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Chọn sơ kích thước tiết diện vật liệu sử dụng 2.1 Vật liệu sử dụng 2.1.1 Bê tông - Sử dung bê tông cấp... Tầng A B C SVTH: LÊ PHÚ QUÝ A0 k (cm2) TRANG: 10 Ac (cm2) 500 500 Đạt ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Lập sơ đồ tính khung ngang 3.1 Sơ đồ hình học Sơ đồ hình học việc... Cộng Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung trục thể hình 4.3: SVTH: LÊ PHÚ QUÝ TRANG: 20 797.37 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ANH GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Hình 4.7: Tĩnh tải tác dụng lên khung