chương 2 dữ liệu thiết kế công trình

Báo cáo thiết kế công trình

SVTH: Nguyễn Học Hậu

CHƯƠNG 2: DỮ LIỆU THIẾT KẾ
2.1 Nhiệm vụ tính toán:
-

Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình.

-

Tính toán, thiết kế cầu thang bộ 2 vế với đề tài được giao.

-

Tính toán, thiết kế cột, dầm tất cả các tầng.

-

Tính toán, thiết kế một móng điển hình theo 2 phương án.

2.2 Tiêu chuẩn sử dụng:

- TCXDVN 5574: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế - kết cấu bê tông và kết
-

cấu bê tông cốt thép.
TCXDVN 2737: 1995 Tiêu chuẩn thiết kế - Tải trọng và tác động.
TCXDVN 10304: 2014 Tiêu chuần thiết kế móng cọc.

-

TCXDVN 198:1997 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn
khối.

2.3 Vật liệu sử dụng:
-

Bê tông sử dụng là B20 có các chỉ tiêu như sau:
o Trọng lượng riêng: γ = 25 (kN/m3)
o Cấp độ bền chịu nén: Rb = 11.5x103 (kN/m2)
o Cường độ chịu kéo: Rbt = 0.9x103 (kN/m2)
o Module đàn hồi: Eb = 27x106 (kN/m2)

-

Cốt thép loại AI ( φ ≤ 10) có các chỉ tiêu như sau:
o Cường độ chịu nén: Rsc = 225x103 (kN/m2)
o Cường độ chịu kéo: Rs = 225x103 (kN/m2)
o Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175x103 (kN/m2)
o Module đàn hồi: Eb = 210x106 (kN/m2)

-

Cốt thép loại AII ( φ ≥ 12) có các chỉ tiêu như sau:
o Cường độ chịu nén: Rsc = 280x103 (kN/m2)
o Cường độ chịu kéo: Rs = 280x103 (kN/m2)
o Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 225x103 (kN/m2)
o Module đàn hồi: Eb = 210x106 (kN/m2)

-

Vữa xi măng cát có: γ = 18 (kN/m3)

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:1


Báo cáo thiết kế công trình

SVTH: Nguyễn Học Hậu

2.4 Chọn kích thước cấu kiện
2.1.1 Chiều dày sàn.
hs =

D
l1
m

m=30 ÷ 35 đối với bản dầm.
m =40 ÷ 45 : đối với bản kê 4 cạnh.
D= 0.8 ÷1,4 phụ thuộc vào tải trọng
L1 cạnh ngắn của ô bản.
Trong các công trình nhà cao tầng chiều dày sàn thường lớn để đảm bảo các yêu cầu
sau: Trong tính toán không tính đến việc sàn bị yếu do khoan lỗ để treo các thiết bị
kỹ thuật như đường ống điện lạnh thông gió, cứu hỏa cũng như các đường ống đặt
ngầm trong sàn.
Tường ngăn phòng (không có dầm đỡ tường) có thể thay đổi vị trí mà không làm

tăng độ võng của sàn.
Quan sát trên mặt bằng ta thấy kích của các ô bản chênh lệch nhau quá nhiều. và
chức năng sử dụng các ô sàn cũng khác nhau cho nên để đảm bảo sàn làm việc an
toàn và kinh tế ta chọn kích thước sàn.

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:2


Báo cáo thiết kế công trình

SVTH: Nguyễn Học Hậu

L1
Ô sàn

S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13

S14

D

m

(mm)

hstinhtoan

hschọn

cạnh

(mm)

(mm)

ngắn
1
45
3600
80
1
45
3400 75.56
1
45
3400 75.56
1

45
3600 80.00
1
45
3400 75.56
1
45
3600 80.00
1
45
3000 66.67
1
45
3600 80.00
1
45
3400 75.56
1
45
3400 75.56
1
45
3600 80.00
1
45
4000 88.89
1
45
4000 88.89
1

45
2000 44.44
Bảng 2.1:Chọn chiều dày ô sàn

100
100
100
100
100
100
80
100
100
100
100
100
100
80

2.4.1 chọn kích thước dầm.
Kích thước các dầm chọn sơ bộ như sau:
1 1
hd =  ÷  Lnhip
 10 15 
 1 1
bd =  ÷  hd
 2 3
Chọn kích thước: Dầm chính: 250x500
Dầm phụ: 200x400
2.5 Chọn kích thước cột.

-

Kích thước tiết diện cột được chọn dựa vào kinh nghiệm thiết kế, dựa vào
các kết cấu tương tự hoặc cũng có thể tính toán sơ bộ dựa vào lực nén N
dọc trục được xác định gần đúng.

-

Diện tích tiết diện cột cần xác định là:

A=

kxN
Rb

Trong đó:
•

N : lực dọc tính toán tác dụng lên cấu kiện, N được
xác định như sau:
N=n*qtb*f

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:3


Báo cáo thiết kế công trình

SVTH: Nguyễn Học Hậu

-n số tầng
- qtb=1-1,4(T/m2 ) (bao gồm tĩnh tãi+hoạt tải )
-f diện tích truyền tải vào cột
•

Rb = 11,5 (MPa) là cường độ tính toán về khả năng
chịu nén của Bê tông B20(không xét cốt thép chịu nén).

•

k là hệ số kể đến ảnh hưởng của các trường hợp chịu
nén
-Đúng tâm, hệ số này lấy giá trị 0,8 – 1,0.
-Lệch tâm, hệ số này lấy giá trị 1,0 – 1,5.

Để đảm bảo cột làm việc tốt không gây ra biến đổi momen đột ngột, để thuận
tiện cho công tác thi công, và đơn giản trong tính toán ta bố trí tiết diện cột tầng
thay đổi trong khoảng 3-4 tầng 1 lần.
Khi thay đổi tiết diện cần chú ý : độ cứng cột tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng
cột tầng dưới liền kề. nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không
vượt quá 50% (mục 2.5.4 TCXD 198-1997)

C4

C2

4

C2

5

C1

C3

C4

C4

6

6'
C1

7
A

B

C2

C

C1

D

Hình 2.1:Mặt bằng bố trí cột

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:4


C1

S2

S3

C2

D250X500

D250X500

D200X400

S1

D250X500

SVTH: Nguyễn Học Hậu

D200X400

D250X500

Báo cáo thiết kế công trình

D250X500

S7

D250X500

D250X500

D200X400
S8

C3

D250X500
D250X500

D250X500

D250X500
D250X500

D250X500

C4

S1

D200X400

Hình 2.2 Diện truyền tải của cột
Diện
tích
truyền
tải
C1
C2
C3
C4

(m2)
12.5
24.5
36.5
49

Hệ số
xét

Số
tầng n

11
11
11
11

đến
mome

Tải trọng
trung
bình
(kN/m2)

Cường độ
chịu
nén bê
tông B25

n
(kN/m3)
1.3
10
14.5x103
1.3
10
14.5x103
1.3
10
14.5x103
1.1
10
14.5x103
Bảng 2.2:Chọn sơ bộ tiết diện cột

Diện tích cột
mm2

123275.86
241620.69
359965.52
408896.55

Tiết diện
cột
(mmxmm)
500x300
600x400
600x600
700x700

Dự kiến 3 tầng thay đổi tiết diện 1 lần
C1
C2
C3
C4

Tầng hầm -Tầng 2 Tầng 3 -Tầng5 Tầng 6 -Tầng8 Tầng 9-Tầng Thượng
500x300
500x300
450x300
450x300
600x400
600x400
550x400
550x400
600x600
500x500

400x400
350x350
700x700
600x600
500x500
400x400
Bảng 2.3:Thay đổi tiết diện cột qua các tầng
Đây chỉ là bước chọn sơ bộ, sau khi nhập vào phần mềm phân tích kết cấu và

giải ra nội lực tính cốt thép nếu cốt thép các tầng dưới có giá trị âm thì ta cần giảm
tiết diện và tiến hành mô hình tính toán lại.
Đồng thời ta cũng kiểm tra chu kỳ dao động T=1/f(tần số)
 chu kỳ càng cao thì công trình càng yếu.

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:5


Báo cáo thiết kế công trình

SVTH: Nguyễn Học Hậu

Nếu T lớn thì cần phải tăng độ cứng ( liên quan EI hoặc ta giảm khối lượng mass
source)
Các cách giảm chu kỳ T: Tăng mác bê tông, giảm chiều cao tầng, tăng tiết diện
của cột và vách ( chịu hầu hết lực theo phương ngang).
- Tần số hợp lý- sử dụng công thức kinh nghiệm: số tầng / 10
D
- tần số: f = 0.091H ( D là tổng chiều dài công trình) TCXD 198-1997

- Nguyên nhân gây xoắn: các lực ngang tác dụng( gió, động đất), khi công trình bất
đối xứng về độ cứng. ( tâm độ cứng lệch so với tâm hình học và tâm khối lượngthang máy đặt lệch).  giảm/ hạn chế xoắn ( tăng độ cứng, tăng vách cứng biên,
phân nhỏ độ cứng, tăng dầm )
 sau khi có chu kỳ hợp lý, gán tải trọng gió, giải mô hình tìm nội lực và sau đó đi
đến bài toán thiết kế

Chương 2: Dữ liệu thiết kế

Trang:6