đồ án môn học BTCT2 hay và dễ hiểu

Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

Nội dung:

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG TRỤC 4
SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Mã số
đề

Nhịp
L1 (m)

Nhịp
L2 (m)

Nhịp
L3 (m)

Chiều
cao h1
(m)

Chiều
cao ht
(m)

Bước
khung

B(m)

Số
tầng N

Địa
hình
XD

64

2,4

6,5

1,5

4,5

3,6

4,5

5

B

MẶT CẮT ĐỨNG 1-1

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 1


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

MẶT BẰNG TẦNG TRỆT

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 2


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 3

Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

I. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1. Giải pháp vật liệu:
1.1 Chọn bê tông:
Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có
; ;
Chọn bê tông cấp độ bền B20 vì :
• Vì công trình gồm 5 tầng nên đây là công trình thuộc loại thấp tầng, ta có thể
dùng B20 hoặc B15 để làm vật liệu. Nhưng để có thể đảm bảo cho yêu cầu
bóp tiết diện (nếu có) của kiến trúc và giảm thép trong dầm cột ( thay đổi
trong phạm quy giới hạn trong tiêu chuẩn ) thì ta dùng B20.
1.2 Chọn cốt thép
Sử dụng thép
+ Nếu mm thì dùng thép AI có:
,
+ Nếu đường kính mm thì dùng thép AII có:
,
2. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn, mái
 Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, có bố trí dầm phụ.
Nhận xét mặt bằng kiến trúc : vì kiến trúc có nhịp tương đối lớn với nhịp dầm lớn
nhất là 8,5m ( >6m ) theo phương trục số nên để giảm giảm kích thước của ô sàn thì với
đồ án này,ta nên sử dụng dầm phụ đi qua trung điểm của dầm có nhịp lớn nhất.
Tác dụng của việc đặt dầm phụ :
• Giảm kích thước ô sàn
• Giảm chiều dày bản sàn

• Hạn chế độ võng của sàn …
 Giải pháp kết cấu cho tầng trệt :
Vì công trình được xây dựng trên nền đất yếu nên ta bố trí thêm đà kiềng để
hạn chế độ lún.
SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 4


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

 Tương tự với kết cấu sàn mái :
Chọn giải pháp mái bê tông cốt thép toàn khối.
3. Chọn kích thước tiết diện của sàn-mái :
3.1 Chọn chiều dày sàn:
Ta chọn chiều dày sàn sơ bộ theo công thức:
Trong đó:
D.Do công trình là nhà ở xã hội ta chọn D=1
m : nếu ô sàn 2 phương.
m : nếu ô sàn 1 phương.

Mặt bằng kích thước ô sàn
• Xét ô bản sàn S1 ( :

Vậy bản làm việc theo hai phương, thuộc loại bản kê bốn cạnh nên
SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 5


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

• Xét ô bản sàn S2 ( :

Vậy bản làm việc theo hai phương, thuộc loại bản kê bốn cạnh nên:

• Xét ô bản sàn S3 ( :

Vậy bản làm việc theo hai phương, thuộc loại bản kê bốn cạnh nên

Dựa vào các số liệu trên và để cho việc chọn thép và thi công thuận tiện, ta chọn bề
dày chung cho tất cả các ô sàn là cm.
3.2 Chọn chiều dày sàn mái:
Ta chọn chiều dày sàn sơ bộ theo công thức:
Trong đó: D.Do công trình là trường học ta chọn D=0,8 với hoạt tải sửa chữa.

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 6

Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Mặt bằng kích thước sàn mái
• Xét ô bản sàn Sm3 ( (không xét cho ô bản Sm1 và Sm3 vì sẽ tính bản mái theo
kích thước của ô bản lớn để dễ thi công)

Vậy bản làm việc theo hai phương, thuộc loại bản kê bốn cạnh nên

• Xét ô bản sàn nhỏ Sm1 ( :

Vậy bản làm việc theo một phương, nên:
SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 7


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Dựa vào các số liệu trên và để cho việc chọn thép và thi công thuận tiện, ta chọn bề
dày chung cho tất cả các ô sàn bản mái là cm.
4. Giải pháp khung
Do công trình khá dài, các khung ngang giống nhau, bố trí trên mặt bằng với
khoảng cách bước khung đều đặn nên ta có thể tách các khung ngang thành các khung

phẳng để tính toán độc lập. Theo đề ta sẽ tính toán và thiết kế khung phẳng trục 4.
5. Lựa chọn kích tiết diện các phần tử khung
5.1. Sơ bộ kích thước dầm:
•
•
•
5.1.1.

Dầm liên kết với cột:
Dầm liên kết với dầm:
Bề rộng dầm khung: :
Dầm nhịp BC (dầm phòng học)

Nhịp dầm

Chọn chiều cao dầm: .
Bề rộng dầm khung: :
Chọn bề rộng dầm là
Vậy sơ bộ kích thước dầm BC là bxh300x650
5.1.2. Dầm nhịp AB, CD (dầm hành lang, nhà vệ sinh):
Vì
Nhịp dầm

L1AB ≈ L1CD

nên chọn cùng tiết diện cho cả 2 dầm

L = L1CD = 3m

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 8


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Vì nhịp dầm khá nhỏ nên khi áp dụng công thức trên thì ra chiều cao dầm quá nhỏ
dẫn đến không thoả thông thuỷ giữa các thanh thép khi đặt. Do đó ta chọn kích thước
dầm AB, CD là bxh 250x350.
5.1.3. Dầm dọc nhà:
Nhịp dầm

Chọn chiều cao dầm: .
Bề rộng dầm khung:

Chọn bề rộng dầm là
Vậy sơ bộ kích thước dầm dọc nhà là bxh250x350.
5.1.4. Dầm phụ đặt ở phòng học
Nhịp dầm

Chọn chiều cao dầm: .
Bề rộng dầm khung:

Chọn bề rộng dầm là
Vậy sơ bộ kích thước dầm phụ dọc nhà là bxh250x350.
5.1.5. Dầm côngxôn đỡ mái

Nhịp dầm khá nhỏ không nên áp dụng được công thức trên.
Để thỏa mãn chiều cao thông thủy và tiện thi công sau này ta chọn kích dầm
giống như dầm nhịp AB, CD là bxh250x350.
5.1.6. Dầm môi đặt dọc theo côngxôn
Nhịp dầm

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 9


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Chọn chiều cao dầm: , bề rộng dầm .
5.1.7. Đà kiềng
Kích thước đà kiềng nhịp AB, CD chọn như dầm nhịp AB: bxh250x350
Kích thước đà kiềng nhịp BC chọn như dầm nhịp BC: bxh300x650
5.2 Kích thước tiết diện cột
Diện tích sơ bộ tiết diện cột xác định theo công thức:

Trong đó:
: hê số kể đến ảnh hưởng của moment trong cột.
N là tải trọng tính toán gồm tĩnh tải và hoạt tải là lực tác dụng lên cột tại một
tầng bất kì .
Theo TCXD 2737-1995 thì 11÷13 (kN/). Chọn qi = 12(kN/m2)
- (: diện tích sàn truyền tải lên cột khung tầng thứ i.

n: số tầng nhà.
• Xác định
Diện tích chịu tải cột

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 10


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Do đây là công trình công cộng chỉ có 5 tầng,ở vùng gió I nên đồ án này sẽ thay đổi
tiết diện cột ở 2 tầng trên cùng. Mặc dù việc thay đổi này không tiết kiệm được bê tông
nhiều mà còn ảnh hưởng đến quá trình thi công nhưng việc này giúp ta có kinh nghiệm
trong các đồ án sau này.

Bảng tính sơ bộ tiết diện cột:
Tiết
diện

S(

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

N=q.S.n(kN)
Q=g+p

kN/
n

n

MSSV:11510302121

Ac(.
Chọn (bxh)cm
n
n
Trang 11


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

Cột
trục A
K1,2
Cột
trục B
K1,2
Cột
trục C
K1,2
Cột
trục D
K1,2

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

0, 5 × 2,8 × 4.5
= 6.3

12

378

151.2

394.4
(25x25)

157.8
(25x25)

0,5 × 4,5 × 2.8 + 4.25 × 4.5
= 25.425

12

1525.5

610.2

1591.8
(30x60)

636
(30x50)

0,5 × 4,5 × 3 + 4.25 × 4.5
= 25.875

12

1552.5

621

1620
(30x60)

648
(30x50)

4,5 × 0,5 × 3
= 6.75

12

405

162

422.6
(25x25)

422
(25x25)

Vậy ta chọn đồ án này chỉ thay đổi tiết diện ở cột giữa 2 tầng trên cùng. Cột trục A, D là
cột có tiết diện 250x250. Cột trục B,C thì 3 tầng đầu có tiết diện là 300x600, 2 tầng trên
cùng có tiết diện là 300x500.

6.

Sơ đồ mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình – sàn mái

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 12


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Mặt bằng sàn tầng điển hình

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 13


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Mặt bằng sàn mái

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 14


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

II. SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG PHẲNG
1. Sơ đồ hình học

2. Sơ đồ kết cấu
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và thanh ngang dầm với trục
của kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh.
 Chiều cao của cột:

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 15

Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. Do dầm khung thay đổi
tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục của dầm có tiết diện nhỏ nhất
(thiên về an toàn).
+ Xác định chiều cao cột
Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt – 0,6) trở xuống:

Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến cao trình nền: Z = 0.9m
Vì công trình được bố trí đà tầng 1 kiềng nên:
= 4.2m
Chiều cao cột tầng 2, 3 ,4
.
+ Xác định chiều cao cột biên tầng 4, chiều cao đỉnh mái so với cột biên
.
.
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như sau

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 16


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Sơ đồ kết cấu

III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ
1. Tĩnh tải đơn vị
+ Với sàn phòng học:

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 17


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Tĩnh tải sàn phòng học,hành lang (daN/)

Các lớp cấu tạo sàn

Chiều
dày
(mm)
10
20
100
15

Lớp gạch ceramic
Lớp vữa đệm XM#50
Bản sàn BTCT
Lớp trát trần XM#50
Tổng tải (làm tròn)

Trọng lượng
thể tích

Tải trọng
tiêu chuẩn

(daN/)

(daN/)

2500
1800
2500
1800

25
36
250
27

Hệ số
tin cậy

Tải trọng
tính toán
(daN/)

1,1
1,3
1,1
1,3

27,5
46,8
275
35,1
386.2

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:
(daN/
+ Với sàn hành lang:
Tĩnh tải tính toán: (daN/).
+ Với sàn vệ sinh:
Tĩnh tải sàn của nhà vệ sinh (daN/)

Các lớp cấu tạo sàn
Lớp gạch ceramic
Lớp vữa lót
Bản sàn BTCT
Lớp vữa chống thấm và
tạo độ dốc
Lớp trát trần XM#50
Tổng tải (làm tròn)

Chiều
dày
(mm)
10
20
100
30

Trọng lượng
thể tích

Tải trọng
tiêu chuẩn

Hệ số
tin cậy

Tải trọng
tính toán

(daN/)

(daN/)

2500
1800
2500
2000

25
36
250
60

1,1
1,3
1,1
1,3

27,5
46,8
275
78

15

1800

27

1,3

35,1
464.2

(daN/)

Do có tường dày 100 mm xây trực tiếp trên sàn, nên ta quy đổi trọng lượng tường
ngăn thành tải trọng tĩnh phân bố đều trên toàn diện tích ô bản mà nó tác dụng. Công thức

quy đổi như sau:

Trong đó:

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 18


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

-chiều dài tường.
-chiều cao tường.
A- Diện tích ô sàn ( A)
- trọng lượng đơn vị tính toán của tường.
Dựa trên mặt bằng kiến trúc với tường ngăn giữa phòng vệ sinh và phòng học là
tường ngăn 100 gạch ống có
Với ; ; A
Do đó
Vậy tĩnh tải tính toán của sàn:

+ Tĩnh tải sàn mái
Tĩnh tải sàn (daN/)

Các lớp cấu tạo sàn
Lớp gạch đỏ giả ngói

Vữa đệm XM#50
Vữa chống thấm
Lớp BTCT bản mái
Lớp trần nhẹ thạch cao
Tổng tải (làm tròn)

Chiều
dày
(mm)
20
20
30
100
30

Trọng lượng
thể tích

Tải trọng
tiêu chuẩn

(daN/)

(daN/)

2000
1800
2000
2500
1600

40
36
60
250
48

Hệ số
tin cậy

Tải trọng
tính toán
(daN/)

1,1
1,3
1,3
1,1
1,3

44
46.8
78
275
62.4
506.2

(daN/).
+ Tường xây 100
Tải trọng một tường 100 (daN/)

Các lớp vật liệu
SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

Tiêu chuẩn
MSSV:11510302121

n

Tính toán
Trang 19


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Tường xây gạch rỗng, dày 100 mm
1500x0,1
Trát hai mặt, mỗi mặt dày trung bình 10 mm
1800x0,02
Tổng

150

1,1

165

36

1,3

46.8
211.8

(daN/).
+ Tường xây 200
Tải trọng một tường 200 (daN/)

Các lớp vật liệu
Tường xây gạch rỗng, dày 200 mm
1500x0,2
Trát hai mặt, mỗi mặt dày trung bình 10 mm
1800x0,02
Tổng

Tiêu chuẩn
300

n
1,1

Tính toán
330

36

1,3

46.8
376.8

(daN/).
2. Hoạt tải đơn vị
+ Hoạt tải sàn phòng học, nhà vệ sinh:
(daN/).
+ Hoạt tải sàn hành lang:
(daN/).
+ Hoạt tải sàn mái:
(daN/).
III. XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toán kết
cấu tự tính.
1. Tĩnh tải tầng 2,3,4
SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 20


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Sơ đồ phân bố tĩnh tải sàn tầng 2,3,4:

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Trang 21


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

STT
1
2

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m
Loại tải trọng và cách tính
Nhịp BE, EC
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:

Kết quả
1641.35

Do trọng lượng tường xây trên dầm, dày 200, cao

1111.56

Nhịp AB
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:

1081.36

1

Nhịp CD
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:

2057.7

2

Do trọng lượng tường xây trên dầm, dày 200, cao

1243.4

1

TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
Loại tải trọng và cách tính
(tại nút trục A)
Do trọng lượng bản thân dầm dọc có

2

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc, dày 100, cao 1m

953.1

3

Do trọng lượng sàn truyền vào

1676

STT

386.2 ×

4.5 + 1.7
× 1.4
2

Tổng (làm tròn)

Kết quả
618.75

3247.85

1

(tại nút trục B)
Do trọng lượng bản thân dầm dọc có

618.75

2

Diện tích cửa kính khung thép:

270

Scua = 2.5 ×1.2 + 2.5 ×1.5 = 6.75 ( m

Do trọng lượng cửa kính khung thép:

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

2

)

40 × 6.75

MSSV:11510302121

Trang 22


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

3

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc, dày 100, cao

4

Do trọng lượng sàn truyền vào:

 ( 4.5 + 1.7 ) ×1.4 ( 4.5 + 0.25 ) × 2.125 
386.2 × 
+

2
2



Tổng (làm tròn)
1

1667.9
4017.2

6573.9
(tại nút trục C)
Do trọng lượng bản thân dầm dọc có

2
Diện tích cửa kính khung thép:

Scua = 2.5 × 1 = 2.5 ( m 2 )

618.75
100

3

40 × 2.5
Do trọng lượng cửa kính khung thép:
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc, dày 100, cao

2568.1

4

211.8
Do trọng lượng sàn truyền vào

5035.7

386.2 ×

( 4.5 + 0.25) × 2.125 + 685.9 × 4.5 + 1.5 ×1.5
2

2

Tổng

8322.6

1

(tại nút trục D)
Do trọng lượng bản thân dầm dọc có

618.75

2

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc, dày 200, cao

5510.7

3

Do trọng lượng sàn truyền vào
4.5 + 1.5
685.9 ×
× 1.5
2

Tổng

3086.6

9216.1

1

(do dầm phụ truyền vào)
Do trọng lượng bản thân dầm dọc có

618.75

2

Do trọng lượng sàn truyền vào

3898.2

386.2 × ( 4.5 + 0.25 ) × 2.125

Tổng

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

4517

MSSV:11510302121

Trang 23


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Sơ đồ phân bố tĩnh tải sàn tầng 2, 3, 4,5
2. Tĩnh tải tầng 1

STT

STT
1

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m
Loại tải trọng và cách tính
Đà kiềng nhịp BE, EC
Do trọng lượng tường xây trên dầm, dày 200, cao

1337.64

Đà kiềng nhịp CD
Do trọng lượng tường xây trên dầm, dày 200, cao

1469.52

TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
Loại tải trọng và cách tính
(tại nút trục A)
Do trọng lượng bản thân đà kiềng dọc có

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

MSSV:11510302121

Kết quả

Kết quả
2413.125
Trang 24


Đồ án BTCT2: khung BTCT toàn khối

2

GVHD:NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Do trọng lượng tường xây trên đà kiềng, dày 100, cao 1m

Tổng (làm tròn)

953.1
3366.23

1

(tại nút trục B)
Do trọng lượng bản thân đà kiềng dọc có

2143.125

2

Diện tích cửa kính khung thép:

270

3

Scua = 2.5 ×1.2 + 2.5 ×1.5 = 6.75 ( m

2

)

40 × 6.75
Do trọng lượng cửa kính khung thép:
Do trọng lượng tường xây trên đà kiềng, dày 100, cao:
4.2 – 0.35 = 3.85

Tổng (làm tròn)

4652.9
(tại nút trục C)
Do trọng lượng bản thân đà kiềng dọc có

Tổng
1
2

2239.8

2413.125
2413.1

(tại nút trục D)
Do trọng lượng bản thân đà kiềng dọc có
Do trọng lượng tường xây trên đà kiềng, dày 200, cao:
4.2 – 0.35 = 3.85

Tổng

SVTH: PHAN VĂN THƯƠNG

2413.125
6528.06
8941.2

MSSV:11510302121

Trang 25