Bản thuyết minh Đồ án nhà bê tông -Bản chuẩn

Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG
Họ và tên:
Lớp:
Số đề: A5 B5 C3 D4 E3 F1
Nhịp L
1
Nhịp L
2
H
1
tầng H
2,3,4
tầng Bước cột B Vùng gió
6,9m 2,3m 3,9m 3,1m 3,3m IIA
I- LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1. Lựa chọn vật liệu sử dụng:
- Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có
GVHD: Page 1 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
MPaRMPaR
btb
9,0;5,11 ==
- Sử dụng thép:
+ Nếu
12mmΦ <
thì dùng thép CI có
225

s sc
R R MPa= =
+ Nếu
12mmΦ ≥
thì dùng thép CII có
280
s sc
R R MPa= =
2. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn:
Chọn sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ chỉ có các dầm qua cột
3. Chọn kích thước chiều dày sàn:
GVHD: Page 2 SVTH:
3300
7
8
9
1 2
1 2
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
GVHD: Page 3 SVTH:
A
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
MẶT BẰNG SÀN ĐIỂN HÌNH
- Với ô sàn 1 ( sàn trong phòng ) :
α
.837
.
+
=
Lngank

h
s
Trong đó k =1 , L
ngan
= B = 3,3m ; L
dai
= L
1
= 6,9m ;
478,0
9,6
3,3
2
===
L
B
α
.
Chiều dày sàn trong phòng :
cmm
Lk
h
ngan
s
808,0
478,0837
3,31
837
.
1

==
×+
×
=
+
=
α
Vậy chọn
cmh
s
10
1
=
- Với ô sàn 2 ( sàn hành lang ) :
α
.837
.
+
=
Lngank
h
s
Trong đó : k=1,08 ; L
dai
= B =
3,3m ,

mLL
ngan
3,2

2
==
;
696,0
3,3
3,2
2
===
B
L
α

Chiều dày sàn hành lang :

cmm
Lk
h
ngan
s
8,5058,0
696,0837
3,208,1
837
.
1
==
×+
×
=
+

=
α
Vậy chọn :
cmh
s
8
1
=
- Hoạt tải sàn tính toán :
+ Sàn trong phòng :
)/(2402,1200
2
1
mdaNnpp
C
S
=×=×=
+ Sàn hành lang :
)/(3602,1300
2
2
mdaNnpp
hl
S
=×=×=
- Tĩnh tải:
+ Tĩnh tải trên ô sàn 1:
GVHD: Page 4 SVTH:
6900
3300

Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
Bảng cấu tạo và tải trọng ô sàn 1
Các lớp vật liệu Tiêu
chuẩn
Hệ số
n
Kết quả
(daN/m
2
)
Gạch ceramic dày 8mm:
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/162000008,0 mdaN
=×
16 1,1 17,6
Lớp vữa lát dày 30mm :
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/60200003,0 mdaN=×
60 1,3 78
Vữa trát dày 20mm :
3
0

/2000 mdaN=
γ
2
/40200002,0 mdaN=×
40 1,3 52
Tổng cộng 147,6
Vậy nên tĩnh tải tính toán :
2
01
/6,147 mdaNng
iii
==
∑
γδ

Ta có tải trọng tính toán trên sàn là :
22
1011
/400/6,3872406,147 mdaNmdaNPgq
s
<=+=+=
, vậy
1=k
+ Tĩnh tải lên ô sàn 2:
Bảng cấu tạo và tải trọng ô sàn 2
Các lớp vật liệu Tiêu
chuẩn
Hệ số
n
Kết quả

(daN/m
2
)
GVHD: Page 5 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
Gạch ceramic dày 8mm:
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/162000008,0 mdaN
=×
16 1,1 17,6
Lớp vữa lát dày 30m :
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/60200003,0 mdaN=×
60 1,3 78
Vữa trát dày 20mm :
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/40200002,0 mdaN=×
40 1,3 52

Tổng cộng 147,6
Vậy nên tĩnh tải tính toán :
2
02
/6,147 mdaNng
iii
==
∑
γδ

Ta có tải trọng tính toán trên sàn là :
22
2022
/400/6,5073606,147 mdaNmdaNPgq
s
>=+=+=
vậy
08,1=k
- Vậy nếu kể cả tải trọng bản than sàn BTCT thì :
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng :
2
101
/6,4221,11,025006,147 mdaNnhgg
sbts
=××+=××+=
γ
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang :
2
202
/6,3671,108,025006,147 mdaNnhgg

sbthl
=××+=××+=
γ
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn phòng trong :
2
/6,6626,422240 mdaNgpq
sss
=+=+=
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang :
GVHD: Page 6 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
2
/7276,367360 mdaNgpq
hlshl
=+=+=
- Với sàn mái
+ Hoạt tải tính toán :
2
/5,973,175 mdaNnpp
c
m
=×=×=
+ Tĩnh tải tính toán ( chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT ):
Bảng cấu tạo và tải trọng sàn mái
Các lớp vật liệu Tiêu
chuẩn
Hệ số
n
Kết quả
(daN/m

2
)
Lớp vữa lát dày 30m :
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/60200003,0 mdaN=×
60 1,3 78
Vữa trát dày 20mm :
3
0
/2000 mdaN=
γ
2
/40200002,0 mdaN=×
40 1,3 52
Tổng cộng 130
Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:

2
02
/130 mdaNng
iii
==
∑
γδ
+ Vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn :
= >

2
0
/5,2275,97130 mdaNgpq
m
=+=+=

+ Do tải trọng trên mái nhỏ nên ta chọn chiều dày ô sàn lớn và chiều dày ô sàn bé
trên mái
cmh
s
8
3
=
GVHD: Page 7 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
- Nếu kể cả tải trọng bản thân của sàn BTCT :
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái :
= >
2
30
/3501,108,02500130 mdaNnhgg
sbtm
=××+=××+=
γ
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái :

2
/5,4473505,97 mdaNgpq
mmm
=+=+=

4. Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận
4.1. Lựa chọn tiết diện dầm
a. Đoạn AB: L = L
1
= 6,9m
Ta có:
531,0
13
9,6
===
d
d
m
L
h
, chọn
)(6,0 mh
d
=
= >
)(2,0
3
m
h
b
d
d
==
, chọn bề rộng dầm
mb

d
22,0
=
- Với dầm mái do tải trọng nhỏ nên chọn:
mh
dm
5,0=

b. Đoạn BC: L = L
2
= 2,3 m
245,0
11
7,2
===
d
d
m
L
h
Chọn
mh
d
3,0=
Chọn
)(22,030,0 mbh
dd
×=×
c. Dầm dọc nhà ( từ trục 1- > trục 6 ):
- Nhịp dầm : L= B = 3,3 m

254,0
13
3,3
===
d
d
m
L
h
, chọn
)(22,03,0 mbh
dd
×=×
4.2. Kích thước tiết diện cột:
Diện chịu tải của cột được xác định theo công thức:
.
b
k N
A
R
=

GVHD: Page 8 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
GVHD: Page 9 SVTH:
3300
B
CA
7
8

9
S
A
S
B
S
C
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
GVHD: Page 10 SVTH:
6900 2300
3300
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
DIỆN CHỊU TẢI CỦA CỘT
a. Cột trục B
+ Diện chịu tải của cột trục B:

2
55,173,3
2
3,2
2
9,6
mS
B
=×







+=
+ Lực dọc do tải trọng phân bố đều truyền trên sàn:

daNSqN
Bs
63,1162855,176,662
1
=×=×=
+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220mm:

( )
daNhlgN
ttt
05,135319,33,32/9,6514
2
=×+=××=
+ Lực do tải trọng phân bố đều trên sàn mái:


daNSqN
Bm
625,785355,175,447
3
=×=×=
+ Với nhà 4 tầng có 3 sàn học và 1 sàn mái:

1 2 3
3 ( )
i i

N n N N N N= × = × + +
∑

daNN 665,83332)625,7853)05,1353163,11628(3
5
=++×=
- Để kể đến ảnh hưởng của moment a chọn
1.1
=
k
- Vậy
2
1,797
115
665,83321,1
cm
R
kN
A
b
=
×
==
- Vậy chọn kích thước cột
cmbh
cc
4022×=×
có
22
1,797880 cmcmA ≈=

b. Cột trục A:
Cột trục A có diện chịu tải S
A
nhỏ hơn diện chịu tải của cột trục B, để thiên về
an toàn và định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thước cột trục A (
cmbh
cc
4022
×=×
) bằng với cột trục B
c. Cột trục C:
GVHD: Page 11 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
Diện tích truyền tải :
2
795,33,3
2
3.2
mS
C
=×=
+ Lực dọc do tải trọng phân bố đều trên bản sàn hành lang

daNSqN
Chl
242,761.2795,36,727
1
=×=×=
+ Lực do tải trọng lan can:
2

/296 mdaNg
t
=
;
ml
t
3,3
=
;
mh
lc
9,0=

2
2
/12,8799,03,3296 mdaNN =××=
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái

2
3
/263,1698795,35.447 mdaNSqN
Cm
=×=×=
+ Với nhà 4 tầng có 3 sàn hành lang và 1 sàn mái :

1 2 3
3 ( )
i i
N n N N N N= × = × + +
∑

( )
daNN 35,12619263,169812,879242,27613
=++×=
Chọn : k =1,3
= >
2
654,142
115
35,126193,1
cmA =
×
=
, diện tích khá nhỏ nên chọn kích thước cột
C :
cmhb
cc
2222×=×
có
22
654,192484 cmcmA
>=
Như vậy ta chọn:
+ Cột trục A và B:
cmhb
cc
4022×=×
từ tầng 1 đến tầng 2 và

cmhb
cc
3022
×=×
từ tầng 3 lên tầng 4
GVHD: Page 12 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
+ Cột trục C:
0.22 0.22
c c
b h× = ×
từ tầng 1 đến tầng 4
II- SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG
1. Sơ đồ hình học:
GVHD: Page 13 SVTH:
6900 2300
9200
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
GVHD: Page 14 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
SƠ ĐỒ HÌNH HỌC KHUNG NGANG
2. Sơ đồ kết cấu:
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng ( cột ) và các thanh ngang
( dầm ) với trục của hệ kết cấu được tính toán đến trọng tâm tiết diện của thanh.
a. Nhịp tính toán của dầm:
Nhịp tính toán của dầm được lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột
+ Xác định nhịp tính toán của dầm AB:

m
hhtt

LL
cc
AB
82,6
2
3,0
2
3,0
2
22,0
2
22,0
9,6
2222
1
=−−++=−−++=

( Lấy trục cột theo cột tầng 3,4 )
+ Xác định nhịp tính toán dầm BC :

m
h
t
LL
c
AB
34,2
2
3,0
2

22,0
3,2
22
2
=+−=+−=
b. Chiều cao của cột:
Chiều cao của cột được lấy bằng khoảng cách của các trục dầm. Do dầm khung
thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định được chiều cao cột theo trục dầm hành
lang ( dầm có tiết diện nhỏ hơn).
+ Xác định chiều cao cột tầng 1:
Lựa chọn chiều cao chon móng từ mặt đất tự nhiên cốt ( cốt tới mặt tự nhiên
là 0.45m) trở xuống:
)(5,0 mh
m
=

mh
t
7,4
2
3,0
5,045,09,3
1
=−++=
GVHD: Page 15 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
+ Xác định chiều cao cột tầng 2, 3, 4:

mHhhh
tttt

1,3
432
====
Ta có sơ đồ được thể hiện như hình dưới
GVHD: Page 16 SVTH:
Mái
3100
CBA
8
C-22x40
C-22x40
C-22x30
C-22x30
C-22x22
D-22x60
D-22x60
D-22x60
D-22x60
C-22x40
C-22x40
C-22x30
C-22x30
D-22x30
D-22x30
D-22x30
D-22x30
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
GVHD: Page 17 SVTH:
3100
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán

SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG NGANG
III- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ
1. Tĩnh tải đơn vị
+ Tĩnh tải sàn phòng học :
2
/6,422 mdaNg
t
=

+ Tĩnh tải sàn hành lang :
2
/6,367 mdaNg
t
=
+ Tĩnh tải sàn mái :
2
0
/350 mdaNnhgg
smbm
=××+=
γ
+ Tường xây 220mm :
2
220
/5143,13,020001,122,01800 mdaNg
t
=××+××=
+ Tường xây 110mm :
22
220

/296~/8,2953,13,020001,111,01800 mdaNmdaNg
t
=××+××=


2. Hoạt tải đơn vị
+ Hoạt tải sàn phòng học :

2
/240 mdaNP
s
=
+ Hoạt tải sàn hành lang

2
/360 mdaNP
hl
=
+ Hoạt tải sàn mái và sênô :

2
/5,97 mdaNg
m
=
3. Hệ số quy đổi tải trọng
- Với ô sàn kích thước lớn
)(9,63,3 m
×
.
- Tải trọng tác dụng lên khung có dạng hình thang, để quy đổi sang tải trọng

phân bố hình chữ nhật ta cần xác định hệ số chuyển đổi k
32
21
ββ
+−=
k
với
239,0
9,62
3,3
2
1
=
×
==
L
B
β
899,0
=→
k
a. Với ô sàn kích thước
)(3,33,2 m
×
Tải trọng tác dụng lên khung có dạng tam giác, để quy đổi sang tải trọng phân
bố hình chữ nhật ta nhân hệ số
625,0
8
5
==→ k

IV- XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
GVHD: Page 18 SVTH:
3100
CB
A
23006900
G
A
g
ht
g
t
G
B
G
C
g
tg
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
1. Tĩnh tải tầng 2,3,4:

L1=6900 L2=2300
A
B
C
B=3300
B=3300
2
3
4

220
220
220
220
g=350
g=350
g=350
DIỆN TÍCH TRUYỀN TẢI
GVHD: Page 19 SVTH:
C-22x22
C-22x22
C-22x22
6820 2340
9160
4700
A
G
A
g
1
G
B
G
C
g
2
6900 2300
CB
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán

TẢI TRỌNG HÌNH THANG
TẢI TRỌNG HÌNH CHỮ NHẬT
Tĩnh tải phân bố (
2
/ mdaN
)
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1
2
1
g
Do tải tường xây trên dầm cao:
m5,26,01,3
=−
5,2514
×=
gt
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất
61,1301)22,03,3(6,422 =−×=
ht
g
Đổi ra phân bố đều với
899,0
=→
k

146,1170899,061,1301
=×
Cộng và làm tròn

1285
1170,146
2455,146
1
2
g
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác
với tung độ lớn nhất
GVHD: Page 20 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
21,1132)22,03,3(6,367 =−×=
tg
g
Đổi ra phân bố đều với
625,0
=→
k
63,70721,1132625,0
=×
Cộng và làm tròn
707,63
707,63
Tĩnh tải tập trung (
2
/ mdaN
)
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1
2
3

A
G
Do trọng lượng bản thân dầm dọc
)(3,022,0 mm
×
95.5983.31.13.022.02500
=××××
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao
m8,23,01,3
=−
, với hệ số giảm lỗ cửa
7,0

552,33247,08,23,3514
=×××
Do trọng lượng sàn truyền vào:
( )
238,10022
4
22,03,3
2
1
6,422
2
=×
−
××
Cộng và làm tròn
598,95
3324,552

1002,238
4925,74
1
2
B
G
Do trọng lượng bản thân dầm dọc
)(3,022,0 mm
×
598,95
GVHD: Page 21 SVTH:
Tầng 4
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
3
4
95,5983,31,13,022,02500
=××××
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao
m8,23,01,3
=−
, với hệ số giảm lỗ cửa
7,0

552,33247,08,23,3514
=×××
Do trọng lượng sàn truyền vào:
( )
238,10022
4
22,03,3

2
1
6,422
2
=×
−
××
Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào

( ) ( )
[ ]
( )
9,7794/22,03,23,23,322,03,36,367
=−×−+−×
Cộng và làm tròn
3324,552
1002,238
779,9
5705,64
1
2
3
C
G
Do trọng lượng bản thân dầm dọc
)(3,022,0 mm
×
95,5983,31,13,022,02500
=××××
Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào

( ) ( )
[ ]
( )
9,7794/22,03,23,23,322,03,36,367
=−×−+−×
Do lan can xây tường 110mm cao 900mm truyền vào
12,8793,39,0296
=××
Cộng và làm tròn
598,95
779,9
879,12
2257,97
2. Tĩnh tải tầng mái
GVHD: Page 22 SVTH:
6900 2300
CB
A
G
A
g
ht
g
t
G
B
G
C
g
tg

m
m
m
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
L1=6900 L2=2300
A
B
C
B=3300
B=3300
2
3
4
220
220
220
220
g=350
g=350
g=350
g=350
DIỆN TÍCH TRUYỀN TẢI

TẢI TRỌNG HÌNH THANG
GVHD: Page 23 SVTH:
6900 2300
CB
A
G
A

g
m
G
B
G
C
g
m
m
m
m
2
1
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán

TẢI TRỌNG HÌNH CHỮ NHẬT
Sơ đồ phân tĩnh tải tầng mái
Tĩnh tải phân bố đều trên mái (
2
/ mdaN
)
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1
m
g
1
Do tải trọng sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn
nhất
1078)22,03,3(350 =−×=
ht

g
Đổi ra phân bố đều với
899,0
=
k

122,969899,01078
=×
1078
969,122
1
m
g
1
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng tam giác với tung độ lớn
nhất
728)22,03,2(350 =−×=
tg
g
Đổi ra phân bố đều với
625,0
=
k
5,542625,0868
=×
728
542,5
Tĩnh tải tập trung trên mái (
2
/ mdaN

)
TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả
1
2
m
A
G
Do trọng lượng bản thân dầm dọc (
m3,022,0
×
)
598,95
GVHD: Page 24 SVTH:
Thiết kế môn học BTCT Thuyết minh tính toán
3
4
95,5983,31,13,022,02500
=××××
Do trọng lượng ô sàn phòng học truyền vào:
06,8304/)22,03,3(350
2
=−×
Do trọng lượng sê nô nhịp 0,8m
9243,38,0350
=××
Tường sê nô cao 0,6m dày 8cm bằng BTCT
6,4353,36,008,01,12500
=××××
Cộng và làm tròn
830,06

924
435,6
2788,6
1
2
m
B
G
Giống như mục 1,2 của
m
A
G
đã tính ở trên
Do trọng lượng ô sàn hành lang truyền vào:
( ) ( )
[ ]
56,7424/)22,03,2(3,23,322,03,3350
=−×−+−×
Cộng và làm tròn
1429,01
742,56
2227,57
1
2
3
m
C
G
Do trọng lượng bản thân dầm dọc (
m3,022,0

×
)
95,5983,33,022,01,12500
=××××
Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào
( ) ( )
[ ]
56,7424/)22,03,2(3,23,322,03,3350
=−×−+−×
Giống như mục 3,4 của
m
A
G
Cộng và làm tròn
598,95
742,56
1359,6
2701,11
GVHD: Page 25 SVTH: