Thuyet minh do an be tong 2

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - PHÂN HIỆU ĐÀ NẴNG

KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH

ĐỒ ÁN

KẾT CẤU NHÀ BTCT

Giảng viên HD:
Sinh viên thực hiện:
Mã số:
Lớp:

ĐÀ NẴNG, THÁNG 1, NĂM 2023


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG. . .3
1 .Giới thiệu mô tả kết cấu :............................................................4
2. Chọn vật liệu và sơ bộ chọn kích thước tiết diện các cấu kiện.....5
2.1 Chọn vật liệu...........................................................................5
2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện...............................................6
3. lập sơ đồ tính khung ngang.......................................................10
4. Xác định các loại tải trọng tác dụng lên khung..........................11
4.1 Tĩnh tải..................................................................................11
4.2 Xác định hoạt tải tác dụng vào khung..................................17
4.3 Xác định tải trọng gió tác dụng vào khung...........................24
5. Xác định nội lực và tổ hợp nội lực..............................................26
5.1 Xác định nội lực....................................................................26

5.2 Tổ hợp nội lực..........................................................................43
6. Tính tốn cốt thép.....................................................................55
6.1 tính tốn cốt thép cho dầm...................................................55
6.2 Tính tốn cốt thép cho cột....................................................64
6.3 tính tốn cốt thép đai cho cột...............................................71
7. Bố trí cốt thép............................................................................72
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH.........73
1. Giới thiệu mơ tả kết cấu............................................................73
1.1 Giới thiệu chung....................................................................73
1.2 Giải pháp kết cấu..................................................................73
2. Chọn vật liệu sử dụng................................................................74
2.1 Bê tơng.................................................................................74
2.2 Cốt thép...................................................................................75
3. Lập sơ đồ tính............................................................................75
3.1. Bản thang............................................................................75
3.1. Chọn kích thước tiết diện dầm chiếu nghỉ Và dầm chiếu tới 75
3.2. Tính bản thang bản chiếu nghỉ............................................76
4. Xác định các hoạt tải trọng........................................................77
4.1. Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ :..................................77
1


4.2.Tĩnh tải tác dụng lên bản thang............................................77
4.3. Hoạt tải tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ:............78
5. Xác định nội lực.........................................................................79
5.1. Tính tốn cốt thép cho bản thang và sàn chiếu nghỉ...........80
- Từ sơ đồ chất tải và biểu đồ nội lực ta thấy bản thang vế 1 và vế
2 giống nhau...............................................................................80
6. Tính tốn thiết kế dầm cầu thang..............................................81
6.1. Tải trọng tác dụng vào dầm chiếu nghỉ................................81

6.2. Sơ đồ chất tải và nội lực dầm chiếu nghỉ.............................82
6.3.Tính tốn cốt thép dầm chiếu nghỉ.......................................83
7. Bố trí cốt thép............................................................................84

2


CHƯƠNG 1 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG

Nội dung: Thiết kế khung ngang trục 1 của một thư cơ quan với mặt
bằng và mặt cắt như hình vẽ. Địa điểm xây dựng TP. Đà Nẵng
Sơ đồ nhà 2

7400

MẶT BẰNG TẦNG 1

7400

MẶT BẰNG TẦNG 3, 4

3


7400

7400

MẶT BẰNG TẦNG MÁI
Cơ sở tính tốn :

- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam
- TCVN 2737-1995 : Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 5574 – 2018 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu
chuẩn thiết kế
- Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan
- Quy trình tính tốn thiết kế được thực hiện theo 7 bước sau :
1 .Giới thiệu mơ tả kết cấu :
Cơng trình được xây dựng ở Thành phố Đà Nẵng. Cơng trình là
thư viện gồm có 4 tầng và 1 tầng mái. Khu đất xây dựng cơng trình
nằm ở vị trí trung tâm thành phố, địa hình khu đất thuộc địa hình
dạng B.
Về tải trọng gió, cơng trình này nằm ở vùng gió II.B.
Áp lực gió W0 = 95(daN/m2) (Tra TCVN 2737-1995: Tải trọng và
tác động)
Kết cấu chịu lực là hệ khung BTCT đồ toàn khối có liên kết cứng
tại nút, liên kết giữa cột với mong được xem là ngàm tại mặt móng.
Hệ khung chịu lực của cơng trình là một hệ khơng gian, có thể xem
4


được tạo nên từ những khung phẳng làm việc theo hai phươngg
vng góc với nhau hoặc đan chéo nhau.
Tính tốn hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng
theo phương cạnh ngắn của cơng trình + hệ dầm dọc, vì tỉ số L/B =
2.5 > 1,5 nên nội lực chủ yếu gây ra trong khung ngang vì độ cứng
của khung ngang nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của khung dọc.
Cơng trình khung bê tơng cốt thép tồn khối 4 tầng 2 nhịp. Để
đơn guản tính tốn, tách khung phẳng trục 5, bỏ qua sự tham gia
chịu lực của hệ thống giằng móng và kết cấu tường bao che.

Hình 1 Sơ dồ kết cấu khung 1 tầng
2,3,4

Hình 2 Sơ đồ kết cấu khung 1
tầng mái

2. Chọn vật liệu và sơ bộ chọn kích thước tiết diện các cấu
kiện
2.1 Chọn vật liệu
5


2.1.1 Bêtơng
- Dùng bêtơng có cấp độ bền B20
- Khối lượng riêng :
- Cường độ nén tính tốn :
- Cường độ chịu kéo tính tốn :
- Mơđun đàn hồi :
2.1.2 Cốt thép
- Thép CB300-V
+ Cường độ chịu nén, kéo tính tốn :
+ Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang :
+ Môđun đàn hồi :
- Thép CB240-T
+ Cường độ chịu nén, kéo tính tốn :
+ Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang :
+ Mơđun đàn hồi :
2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
2.2.1 Chọn chiều dày của sàn
Kết quả tính tốn chiều dày bản sàn được thể hiện trong bảng :

Cơng Năng
Sàn Phịng
làm việc: S3
Sàn Hành
Lang : S2
Sàn phịng vệ
sinh : S1

(mm)

hb
chọn
(mm)

1

82.5

100

40

1

45

100

40

1

82.5

100

L1

L2

(m)

(m)

3.3

3.7

1.12

 

X

40

1.8

3.3

1.83

 

X

3.3

5

1.51

 

X

Bản
dầm

L2/L1

Bản
kê

2.2.2 Chọn kích thước tiết diện của dầm
6

m
 

D
 

hb


Tiết diện các dầm , phụ thuộc chủ yếu vào nhịp dầm và độ lớn
của tải trọng.
Theo kinh nghiệm tiết diện dầm được chọn theo công thức:
+

( với dầm phụ

, dầm khung

)

+
Dầm khung trục 1 :
Nhịp AB:
+ Tầng 2,3,4 mái

, chọn
Chọn kích thước dầm nhịp AB cho tầng 2,3, mái là : (20x50)cm
Nhịp BC:
+ Tầng 2,3,4 mái

, chọn
Chọn kích thước dầm nhịp BC cho tầng 2,3, mái là : (20x30)cm
Nhịp CD:

+ Tầng 2,3,4 mái

, chọn
Chọn kích thước dầm nhịp CD cho tầng 2,3, mái là : (20x70)cm
Dầm dọc :
Trục A, B, C.
+ Tầng 2 ,3, 4, mái

, chọn
Chọn kích thước dầm dọc cho tầng 2,3, mái là : (20x30)cm
2.2.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột
- Về độ bền :
7


Diện tích tiết diện cột

được xác định theo cơng thức:

Trong đó :
; Hệ số kể đến ảnh hưởng của mơmen uốn, độ mảnh
của cột, hàm lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột. Khi ảnh
hưởng của mơmen là bé thì lấy k bé và ngược lại.
: Cường độ chịu nén tính tốn của bêtơng
N: Lực dọc trong cột, được tính tốn theo cơng thức gần đúng
như sau:

q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vng mặt sàn trong
đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng
dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn. Thơng thường với

nhà có chiều dày sàn bé (

, có ít tường, kích thước cột và

dầm bé lấy
: Tổng diện tích mặt dàn truyền tải trọng lên cột đang xét

8


Hình 1 Diện tích truyền tải
cột giữa

Hình 2 Diện tích truyền tải
cột biên

- Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh .
( với

, b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao

tầng)
Thực hiện chọn tiết diện cho cột trục B tầng 4 khung trục 1.
+ Về độ bền :

Lấy

Chọn k=1.2
+ Kiểm tra về độ ổn định :

9


Thỏa mãn điều kiện về ổn định.
Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có
từ 2 nhịp trở lên, đổ bêtơng cốt thép tồn khối hệ số
Với các cột lại việc chọn kích thước sơ bộ của tiết diện được thực
hiện tương tự và thể hiện ở bảng sau:

Cột
trụ
c

A

B

C

D

Tần
g

1

Sxq

q

m

 

 

1

4.7

16.5

10

2

3.5 12.38

10

3

3.5

8.25

10

4

3.5 4.125

10

1

4.7 22.44

10

2

3.5 16.83

10

3

3.5 11.22

10

4

3.5

5.61

10

1

4.7 30.36

10

2

3.5 22.77

10

3

3.5 15.18

10

4

3.5

7.59

10

1

4.7 24.42

10

2

3.5 18.32

10

3

3.5 12.21

10

4

3.5 6.105

10

k
1.3
5
1.3
5
1.3
5
1.3
5
1.2

1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.3
5
1.3
5
1.3
5
1.3
5

 

b

h

 

 

cm

cm

 

194
145
96.
8
48.
4
234
176
117
58.
5
317
238
158
79.
2
287
215
143
71.
7
10

20

30

600

20

20

400

20

20

400

20

20

400

20

30

600

20

20

400

20

20

400

20

20

400

20

30

600

20

20

400

20

20

400

20

20

400

20

30

600

20

20

400

20

20

400

20

20

400

 
16.4
5
12.2
5
12.2
5
12.2
5
16.4
5
12.2
5
12.2
5
12.2
5
16.4
5
12.2
5
12.2
5
12.2
5
16.4
5
12.2
5

12.2
5
12.2
5

kiể
m
tra
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T

ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T
ĐẠ
T


Bảng 3 Kết quả chọn sơ bộ tiết diện cột

Hình 3 Sơ đồ chọn tiết diện khung trục 1
3. lập sơ đồ tính khung ngang
Tính tốn khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng
theo phương cạnh ngắn của cơng trình (phương có độ cứng và độ ổn
định kém hơn)
Mơ hình hóa kết cấu khung thanh các thanh đứng (cột) và các
thanh ngang (dầm), liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết
giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng
11


Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính
tốn bằng nhịp kiến trúc. Ta có sơ đồ tính :

Hình 4 Sơ đồ tính khung trục 1
4. Xác định các loại tải trọng tác dụng lên khung

4.1 Tĩnh tải
4.1.1 Tải trọng trên

sàn
 

Tên ô bản

Các lớp tạo thành

Sàn mái
ngồi trời
(S3;S4)

Tấm đan chống nhiệt
2 lớp gạch thơng tâm 4 lỗ tròn
Một lớp gạch lá nem
12

n

 
0.05
0.05
0.02

1600
1500
1800

1.1
1.3
1.1

 
88
97.5
39.6


Sàn phịng
làm việc,
hành lang,
nhà vệ
sinh
(S1;S2;S3
)

Lớp vữa xi măng lót
Bê tơng chống thấm
Sàn bê tông cốt thép
Lớp vữa trát trần
Tổng cộng:
Gạch lát nền
Lớp vữa xi măng lót
Lớp vữa trát trần
Sàn bê tông cốt thép

1.3
1.1

1.1
1.3

0.01
0.03
0.015
0.1

2200
1600
1600
2500

1.1
1.3
1.3
1.1

52
110
275
31.2
693.3
24.2
62.4
31.2
275
392.8

Bảng 4 Trọng lượng của bản thân sàn

Loại tường

Dày 200

1600
2500
2500
1600

Tổng cộng:

4.1.2 Tải trọng trên

Dày 100

0.025
0.04
0.1
0.015

tường

Các lớp cấu tạo

n

Tường xây gạch đặc: 0.1x1800
1.1
Vữa trát: 0.015x1600x2

1.3
Tổng
 
Tường xây gạch đặc: 0.2x1800
1.1
Vữa trát: 0.015x1600x2
1.3
Tổng
 
Bảng 5 Trọng lượng bản thân tường

4.1.3 Xác định tĩnh tải vào khung
Tĩnh tải tầng 2,3,4

13

 

198
62.4
260.4
396
62.4
458.4


Hình 5 Sơ đồ tĩnh tải tầng 2,3,4
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m
K.hiệ
u

g1

g2

g3

Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.5-0.5)=3(m)
458.4x3
2. Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ
lớn nhất
392.8x3.3/2
Cộng
1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.5-0.3)=3.2(m)
458.4x3.2
2. Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất
392.8x1.8/2
Cộng
1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.5-0.7)=2.8(m)
458.4x2.8
2. Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ
lớn nhất
392.8x3.3/2
Cộng
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
14

K/quả

1375.2
648.12
2023.32
1466.88
353.52
1820.4
1283.52
648.12
1931.64


K.hiệ
u

GA

Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam
giác
392.8×1/2x1.65x1.65
3. Trọng lượng tường xây lên dầm dọc dày (200) mm
cao: 3.5-0.3=3.2 (m)
458.4x3.2x3.3/2
Cộng

GB

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)

1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam
giác
392.8×1/2x1.65x1.65
3. Tải trọng truyền vào từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
392.8×1/2x(0.75+1.65)x0.9
4. Trọng lượng tường xây lên dầm dọc dày (200) mm
cao3.5-0.3=3.2 (m)
458.4x3.2x3.3/2
Cộng

GC

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
392.8×1/2x(0.75+1.65)x0.9
3. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam
giác
392.8x1/2x1.65x1.65
4. Trọng lượng tường xây lên dầm dọc dày 200 (mm)
cao: 3.5-0.3=3.2 (m)
458.4x3.2x3.3/2
Cộng

GD

 

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)

1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam
giác
392.8x1/2x1.65x1.65
3. Trọng lượng tường xây lên dầm dọc dày 200 (mm)
cao: 3.5-0.3=3.2 (m)
458.4x3.2x3.3/2
Cộng
15

K/quả
181.5
534.699
2420.35
2
3136.55
1
181.5
534.699
424.224
2420.35
2
3560.77
5
181.5
424.224
534.699
2420.35
2
3560.77

5
181.5
534.699
2420.35
2
3136.55


GDP

1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam
giác
392.8×1/2×3.3×1.65

1
181.5
1069.39
8

1250.89
8
Bảng 6 Tĩnh tải tác dụng lên tầng 2,3,4 của khung trục 1
Cộng

Xác định tĩnh tải vào mái :

Hình 6 Sơ đồ tĩnh tải tầng mái
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m

K.hiệu
Loại tải trọng và cách tính
2. Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ
lớn nhất
g1
693.3x3.3/2
Cộng
2. Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ
lớn nhất
g2
693.3x1.8/2
Cộng
2. Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ
lớn nhất
g3
392.8x3.3/2
Cộng
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
16

K/quả
1143.945
1143.945
623.97
623.97
1143.945
1143.945


K.hiệu

GA

GB

GC

GD
 

GDP

Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác
693.3×1/2x1.65x1.65
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác
693.3×1/2x1.65x1.65
3. Tải trọng truyền vào từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
693.3×1/2x(0.75+1.65)x0.9
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
693.3×1/2x(0.75+1.65)x0.9
3. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác

693.3x1/2x1.65x1.65
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1x2500x0.2x(0.3-0.1)x3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác
693.3x1/2x1.65x1.65
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20x30 (cm)
1.1×2500×0.2×(0.3-0.1)×3.3/2
2. Tải trọng truyền vào từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác
693.3×1/2×3.3×1.65
Cộng

Bảng 7 Tĩnh tải tác dụng lên tầng mái của khung trục 1

17

K/quả
181.5
943.7546
1125.255
181.5
943.7546
748.764
1874.019
181.5
748.764
943.7546
1874.019
181.5

943.7546
1125.255
181.5
1887.509
2069.009


4
.

Hình 7 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung
2 Xác định hoạt tải tác dụng vào khung
Hoạt tải sử dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 :
4.2.1Hoạt tải đơn vị
Tải trọng tiêu chuẩn

Cơng năng ơ
sàn

Tồn phần

Phần dài hạn

Hành lang
Phòng làm việc
Nhà vệ sinh
Mái bằng BTCT

300
200

200
75

100
100
70
 

18

n

Ptt
(daN/m2)

1.2
1.2
1.2
1.3

360
240
240
97.5


Bảng 8 Hoạt tải đơn vị trên mỗi ô sàn
4.2.2 Trường hợp hoạt tải 1 cho tầng 2,3,4 và tầng mái
Trường hợp hoạt tải 1 cho tầng 2 và tầng 4 :

Hình 8 Sơ đồ hoạt 1 tải cho tầng 2
và tầng 4

19