THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Nhiệm vụ:Thiết kế khung ngang trục 7 sơ đồ 1
Khung trục
L1 (m)
L2(m)
L3(m)
L4(m)
a (m)
Htầng (m)
7
2.6
9
1.8
X
3.3
3.8
Địa điểm xây dựng : Thành phố Tân An Tỉnh Long An
BÀI THUYẾT MINH KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP.
Cơ sở tính toán:
Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.
Quy trình tính toán thiết kế được thực hiện theo 7 bước sau:
Mô tả giới thiệu kết cấu:
Công trình khung bê tông cốt thép toàn khối 3 tầng, 3 nhịp. Để đơn giản tính
toán, tách khung phẳng trục 7, bỏ qua sự tham gia chịu lực của hệ giằng móng và
kết cấu tường bao che.
Kết cấu chịu lực là hệ khung BTCT đổ toàn khối có liên kết cứng tại các nút,
liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại mặt móng.Hệ khung chịu lực
của công trình là một hệ không gian, có thể xem được tạo nên từ những khung
phẳng làm việc theo hai phương vuông góc hoặc đan chéo nhau.
Tính toán hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh
ngắn của công trình + hệ dầm dọc.
1.
•
•
•
•
Tầng 1: phòng học.
Tầng 2,3: phòng học.
Tầng mái: gồm mái phẳng bê tông cốt thép, 2 sê nô.
Cao trình công trình :11.4m.
Mặt bằng kết cấu dầm sàn được bố trí như trên hình vẽ sau:
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 1
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
a)
Hình 1: SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 7
2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện và vật liệu sử dụng:
2.1Chọn vật liệu sử dụng:
Bê tông: dùng bê tông có cấp độ bền B20 có:
+ Cường độ chịu nén tính toán: Rb= 11,5(MPa)= 11,5×103(KN/m2).
+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt= 0,9(MPa)= 0,9×103(KN/m2).
+ Khối lượng riêng: γbt= 2500 (daN/m3)= 25 (KN/m3).
+ Môđun đàn hồi: Eb= 27×106 (KN/m2)
b) Cốt thép:
- Cốt thép nhóm CII có φ ≥ 10(mm)
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 2
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc= 280 (MPa) = 280×103 (KN/m2).
+Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: Rsw= 225 (MPa) = 225×103(KN/m2).
+Môđun đàn hồi: E = 21×107 (KN/m2)
- Cốt thép nhóm CI có φ< 10(mm)
+ Cường độ chịu nén, kéo tính toán: Rs = Rsc = 225 (MPa) =225×103 (KN/m2).
+Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: Rsw =175 (MPa) = 175×103 (KN/m2).
+Môđun đàn hồi: E =21×107 (KN/m2)
2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện:
a)
Chọn chiều dày của sàn:
D
hb = l1
m
Chiều dày của sàn được chọn theo công thức:
Trong đó:
+ D= 0,8÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng, tải trọng lớn thì lấy D lớn và ngược lại.
+ Bản loại dầm lấy m = 30 ÷ 35
+ Bản kê 4 cạnh lấy m = 40 ÷45
+ l1 : Cạnh ngắn của ô bản
Bảng 1: Chọn kich thước, chiều dày sàn
BẢNG CHỌN KÍCH THƯỚC Ô BẢN
kích thước
(mm)
Hệ số
Hs
Ô
Công
sàn
năng
L1(m) L2(m) L2/L1 Loại ô sàn D m Hs ( chọn)
4 0.0
S1 hành lang
2.6
3.3
1.3 BK
1 0
7
0.1
4 0.0
S2 Phòng học
3.3
4.5
1.4 BK
1 0
8
0.1
4 0.0
S3 hành lang
1.8
3.3
1.8 BK
1 0
5
0.1
4 0.0
S4 Sê nô
1.8
3.3
1.8 BK
1 0
5
0.08
4 0.0
S5 Sê nô
2.6
3.3
1.3 BK
1 0
7
0.08
4 0.0
S6 Sàn mái
3.3
4.5
1.4 BK
1 0
8
0.1
4 0.0
S7 Sê nô
1.8
3.3
1.8 BK
1 0
5
0.08
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 3
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Chọn kích thước tiết diện của dầm:
Tiết diện của 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:
l
+ hd =
m
b)
(với dầm phụ m= 12÷20, dầm khung m=8÷15)
+bd= (0,3÷0,5) h
b.1) Dầm khung trục 7:
- Nhịp AB:
+Tầng 2, 3, mái.
1 1
+ hd = ÷ ÷2600 = ( 173 ÷ 325 ) mm
15 8
, chọn hd= 40 cm
bd =(0.3÷0.5)400=(120÷200) mm, chọn bd=25 cm
-Nhịp BC :
+Tầng 2, 3, mái.
1 1
+hd = ÷ ÷9000 = ( 500 ÷1125 ) mm
15 8
, chọn hd= 70cm
bd =(0.3÷0.5)700=(210÷350) mm, chọn bd=25 cm
-Nhịp CD :
+Tầng 2, 3, mái.
1 1
+hd = ÷ ÷1800 = ( 120 ÷ 225 ) mm
15 8
, chọn hd= 30cmbd =25cm.
+ Dầm CS1 tầng 2.
1 1
+hd = ÷ ÷2 ×1800 = ( 240 ÷ 450 ) mm
15 8
b.2) Dầm dọc:
Trục A, B,B’,C ,D
+Tầng 2, 3, mái.
1 1
+ hd = ÷ ÷3300 = ( 165 ÷ 275 ) mm
20 12
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 4
,
, chọn hd= 30cmbd =25 cm
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
chọn hd=30cmbd= 20cm.
Dầm DB tầng 2
1 1
+ hd = ÷ ÷3300 = ( 165 ÷ 275 ) mm
20 12
c)
chọn hd=30cmbd= 20cm
Chọn sơ bộ tiết diện cột:
+Về độ bền:
A0 = k
Diện tích tiết diện cột A0 được xác định theo công thức:
N
Rb
Trong đó:
k: 1,1÷1,5 ; Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen uốn, độ mảnh của cột, hàm
lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột.
Rb= 11,5.103 (KN/m2): Cường độ chịu nén tính toán của bêtông.
N: Lực dọc trong cột, được tính toán theo công thức gần đúng như sau:
N = qSxq(KN/m2)
q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông 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.
Sxq: Tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét.
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 5
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Tầng 2
Tầng 3, mái
Hinh 2: Diện tích truyền tải cột khung
Kiểm tra về ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh
l
λb = 0 ≤ λ0b = 31
b
-
λ
.
(với l0=ψH, b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)
Thực hiện chọn tiết diện cho cột trục B tầng 1 của khung trục 7
+Về độ bền:
9.0 2.6 3.3 3.3
3.3
3 + ÷× + ÷ + 1.8 × ÷ = 60.39
2
2 2 2 2
Sxp= ST2+ ST3+ STM =
Lấy q = 10 (KN/m2) N = 10×60.39 = 603.9(KN)
A0 = k
( m2)
N
603.9
= 1.2 ×
= 0.0630(m2 ) = 630(c m 2 )
Rb
11500
Chọn k = 1,2
Chọn sơ bộ tiết diện cột là: (25× 40)cm2
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 6
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
+Kiểm tra về độ ổn định:
λb =
l0 ψ H 0.7 × 5.3
=
=
= 14.84 ≤ λ0b = 31
b
b
0.25
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 bê tông cốt thép toàn khối hệ số ψ = 0,7
Với các cột còn lại việc chọn kích thước sơ bộ của tiết diện được thực hiện tương
tự và thể hiện ở bảng sau:
Bảng 2: Bảng chọn tiết diện cột
Cột
Tầng H(m)
trục
A
B
C
D
3
3.8
2
3.8
1
5.3
3
2
1
3
2
1
3.8
3.8
5.3
3.8
3.8
5.3
3
3.8
2
3.8
1
5.3
BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 7
Sxq
q
A0
Ac
k
b(cm) h(cm)
2
2
2
(m )
(kN/m )
(cm )
(cm2)
1.3
4.29
10
50
25
30
750
5
1.3
8.58
10
101
25
30
750
5
1.3
14.35
10
168
25
30
750
5
19.14
10
1.2
200
25
40
1000
38.28
10
1.2
399
25
40
1000
60.39
10
1.2
630
25
40
1000
17.82
10
1.2
186
25
40
1000
35.64
10
1.2
372
25
40
1000
53.46
10
1.2
558
25
40
1000
1.3
2.97
10
35
25
30
750
5
1.3
5.94
10
70
25
30
750
5
1.3
8.91
10
105
25
30
750
5
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 7
λb
Kiểm
tra
10.64
Đạt
10.64
Đạt
14.84
Đạt
10.64
10.64
14.84
10.64
10.64
14.84
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
10.64
Đạt
10.64
Đạt
14.84
Đạt
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Hình 3: Sơ đồ chọn tiết diện dầm , cột khung trục 7
3.Lập sơ đồ tính khung ngang:
- Sơ đồ tính là trục của dầm và cột.
- Liên kết giữa cột – dầm vẫn xem là ngàm ( nút cứng ).
- Liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm.
- Vị trí cột ngàm với móng tại mặt trên của móng.
- Dầm kiềng thường được xem không phải là bộ phận của khung ngang.
- Diện tích tiết diện, mômen kháng uốn của tiết diện gần đúng có thể lấy theo
kích thước tiết diện bê tông không cốt thép.
- Môđun biến dạng của vật liệu bêtông cốt thép lấy gần đúng theo môđun đàn
hồi của bê tông.
- Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính toán bằng
nhịp kiến trúc. Ta có sơ đồ tính khung trục 7 như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 8
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Hình 4: Sơ đồ tính khung trục 7
3. Xác định các loại tải trọng tác dụng lên khung:
3.1 Tĩnh tải:
a. Tải trọng trên 1m2 sàn
Bảng 3: Tải trọng trên 1 m2 sàn
Tên ô
bản
Các lớp tạo thành
S1,
S2, S3 - Gạch lát: 0.01 × 22
(Tầng
2,3)
- Vữa lót: 0.03×16
- Bản BTCT: 0.1×25
- Vữa trát: 0.015 ×16
Tổng
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 9
n
g(KN/
m2 )
1.1
0.24
1.3
1.1
1.3
0.62
2.75
0.31
3.92
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
S6
Tầng
Mái
-Tấm đan chống nhiệt: 0.05×22
-Hai lớp gạch thông tâm 4 lỗ dày:
0.22×0.105×15/0.6
-Lớp gạch lá nem:0.02×20
1.1
1.21
1.1
1.1
0.64
0.44
Bê tông chống thấm: 0.04×22
-Vữa lót: 0.025×16
-Bản bê tông cốt thép: 0.1×25
- Vữa trát: 0.015 × 16
Tổng
- Vữa lót: 0.03 × 16
1.1
1.3
1.1
1.3
0.97
0.52
2.75
0.31
6.84
0.62
1.3
S4 ,S5,
S7
- Bản BTCT: 0.08 × 25
SÊ NÔ - Vữa trát: 0.015 × 16
1.1
1.3
Tổng
2.2
0.31
3.13
b. Tải trọng trên 1m2 tường.
Bảng 4: Tải trọng trên 1m2 tường
Loại tường
Dày 100
Dày 200
Các lớp cấu tạo
- Tường xây gạch đặc: 0.1×18
- Vữa trát: 0.015×16×2
Tổng
- Tường xây gạch đặc: 0.2×18
- Vữa trát: 0.015×16×2
Tổng
n
1.1
1.3
1.1
1.3
g(kN/m2)
1.98
0.62
2.6
3.96
0.62
4.58
c. Xác định tải trong tác dung vào khung.
Chú ý:
- Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm khung, cột khung nên để cho chương
trình tính toán kết cấu SAP2000 V14 tự tính.
- Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo hai cách:
+ Cách 1: Chưa quy đổi tải trọng (giữ nguyên dạng truyền tải).
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 10
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
+ Cách 2: Quy đổi tải trọng thành phân bố đều với hệ số quy đổi k
Với tải trọng phân bố tác có dạng hình thang. Để quy đổi sang dạng tải
trọng phân bố hình chữ nhật ta cần xác định hệ số chuyển đổi k như sau:
l1 2
gs.l1
q
2
l2
q = k.gs.l1/2
l2
β=
l1
2l2
k=1-2β2+β3với
• Với ô bản có kích thước l1×l2=3.3×4.5(m);
β=
Tính
• Với
⇒ k = 1 − 2 × 0.362 + 0.363 = 0.787
ô bản có kích thước l1×l2=2.6×3.3(m);
β=
Tính
•
3.3
= 0.36
2 × 4.5
2.6
= 0.39
2 × 3.3
⇒ k = 1 − 2 × 0.392 + 0.393 = 0.755
Với ô bản có kích thước l1×l2=1.8×3.3(m);
β=
Tính
1.8
= 0.27
2 × 3.3
⇒ k = 1 − 2 × 0.27 2 + 0.273 = 0.873
Với tải trọng phân bố có dạng tam giác. Để quy đổi sang dạng tải trọng
gs.l1 nhật ta dùng hệ số chuyển
phân bố hình chữ
đổi
q
2
l1
l1
k=
Hình 5: Sơ đồ phần tải tầng 2 (TT)
Bảng 5: Bảng tính tỉnh tải tầng 2
Trang 11
;
l
q = k ×g s × 1
2
c.1. Tĩnh tải tầng 2.
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
5
8
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - KN/m
K.hiệ
u
g1
Loại tải trọng và cách tính
1. Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất:
gtg= 2 × 3.92 × 2.6/2 = 10.19
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
10.19 × 5/8
Cộng
1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8– 0.7) = 3.1(m)
gt = 4.58 × 3.1
2. Tải trọng từ S2 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
g2
ght= 2 × 3.92 × 3.3/2 =12.94
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
12.94 × 0.787
Cộng
K/quả
6.37
6.37
14.19
10.18
24.37
1. Tải trọng từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất:
gtg= 2 × 3.92 × 1.8/2 = 7.06
g3
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
7.06 × 5/8
Cộng
1. Tải trọng từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất:
gtg= 3.13× 1.8/2 = 2.82
g4
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
2.82 × 5/8
Cộng
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - KN
K.hiệ
u
GA
Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng lan can trên dầm cao: 0.9m, dày 0.1 m
2.60×0.9 ×3.3
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 12
4.41
4.41
1.76
1.76
K/quả
3.63
7.72
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
GB
GB'
GC
GD
GDB
×
×
×
2 (1/2) 3.92×(3.3+0.7) 1.3/2
4. Do trọng lượng sàn S4 truyền vào
×
(1/2)×3.13×(3.3+1.5) 0.9/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8- 0.3)= 3.5(m)
4.58 × 3.5×3.3
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
×
×
×
2 (1/2) 3.92 × (3.3+0.7) 1.3/2
4. Trọng lượng do sàn S2 truyền vào
×
×
2×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng do sàn S2 truyền vào
×
×
4×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8- 0.3)= 3.5(m)
4.58 × 3.5×3.3
3. Do trọng lượng sàn S2 truyền vào
×
×
2×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
4. Trọng lượng do sàn S3 truyền vào
2×(1/2)×3.92×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng lan can trên dầm cao: 0.9m, dày 0.1 m
2.60×0.9 ×3.3
3. Trọng lượng do sàn S3 truyền vào
2×(1/2)×3.92×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.08)×3.3/2
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 13
10.20
3.38
24.93
3.63
52.89
10.20
10.67
77.39
3.63
21.34
24.97
3.63
52.89
10.67
8.47
75.66
3.63
7.72
8.47
19.82
1.99
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
2. Do trọng lượng sàn S4 truyền vào
×
(1/2)× 3.13×(3.3+1.5) 0.9/2
Cộng
3.38
5.37
c.2. Tĩnh tải tầng 3.
Hình 6: Sơ đồ phân tải tầng 3(TT)
Bảng 6: Bảng tính tĩnh tải tầng 3
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - KN/m
K.hiệ
u
g1
g2
Loại tải trọng và cách tính
1. Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất:
gtg= 2 × 3.92 × 2.6/2 = 10.19
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
10.19 × 5/8
Cộng
1. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8– 0.7) = 3.1(m)
K/quả
gt = 4.58 × 3.1
2. Tải trọng từ S2 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
14.19
ght= 2 × 3.92 × 3.3/2 =12.94
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
12.94 × 0.787
Cộng
1. Tải trọng từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 14
6.37
6.37
10.18
24.37
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
nhất:
gtg= 2 × 3.92 × 1.8/2 = 7.06
g3
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
7.06 × 5/8
Cộng
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - KN
K.hiệ
u
GA
GB
GB'
GC
Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng lan can trên dầm cao: 0.9m, dày 0.1 m
2.60×0.9 ×3.3
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
×
×
×
2 (1/2) 3.92 × (3.3+0.7) 1.3/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8- 0.3)= 3.5(m)
4.58 × 3.5×3.3
3. Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
×
3.92 × (3.3+0.7) 1.3/2
4. Trọng lượng do sàn S2 truyền vào
×
×
2×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng do sàn S2 truyền vào
×
×
4×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao: (3.8- 0.3)= 3.5(m)
4.58 × 3.5×3.3
3. Do trọng lượng sàn S2 truyền vào
×
×
2×3.92×(1/2) (3.3 1.65/2)
4. Trọng lượng do sàn S3 truyền vào
3.92×(3.3+1.5)×0.9/2
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 15
4.41
4.41
K/quả
3.63
7.72
10.20
21.55
3.63
52.89
10.20
10.67
77.39
3.63
21.34
24.97
3.63
52.89
10.67
8.47
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
GD
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng lan can trên dầm cao: 0.9m, dày 0.1 m
2.60×0.9 ×3.3
3. Trọng lượng do sàn S3 truyền vào
3.92×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
75.66
3.63
7.72
8.47
19.82
c.3. Tĩnh tải tầng mái.
Hình 7: Sơ đồ phân tải tầng mái (TT)
Bảng 7: Bảng tính tĩnh tải tầng mái
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - KN/m
K.hiệ
u
g5
g6
Loại tải trọng và cách tính
1. Tải trọng từ sàn S5 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
gtg= 2 × 3.13 × 2.6/2 = 8.14
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
8.14 × 5/8
Cộng
1. Tải trọng từ S6 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất:
ght= 2 × 6.84 × 3.3/2 =22.57
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
22.57× 0.787
Cộng
1. Tải trọng từ sàn S7 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất:
gtg= 2 × 3.13 × 1.8/2 = 5.63
g7
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
5.63 × 5/8
Cộng
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - KN
K.hiệ
u
GA
Loại tải trọng và cách tính
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.08)×3.3
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 16
K/quả
5.08
5.08
17.76
17.76
3.52
3.52
K/quả
3.99
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
GB
GB'
GC
GD
2. Trọng lượng thành sê nô trên dầm cao: 0.5m, dày 0.1 m
2.60×0.5 ×3.3
3. Do trọng lượng sàn S5 truyền vào
×
2×(1/2)×3.13 × (3.3+0.7) 1.3/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Do trọng lượng sàn S5 truyền vào
×
×
×
2 (1/2) 3.13 × (3.3+0.7) 1.3/2
4. Trọng lượng do sàn S6 truyền vào
×
×
2×(1/2) 6.84×(3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Trọng lượng do sàn S6 truyền vào
×
×
4×(1/2) 6.84×(3.3 1.65/2)
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.1)×3.3
2. Do trọng lượng sàn S6 truyền vào
×
×
2×(1/2) 6.84×(3.3 1.65/2)
4. Trọng lượng do sàn S7 truyền vào
2×(1/2)×3.13×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
1. Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 × 30(cm)
1.1×25×0.2×(0.3-0.08)×3.3
2. Trọng lượng thành sê nô trên dầm cao: 0.5 m, dày 0.1 m
2.60×0.2 ×3.3
3. Trọng lượng do sàn S7 truyền vào
2×(1/2)×3.13×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 17
4.29
8.14
16.42
3.63
8.14
18.62
30.39
3.63
37.24
40.87
3.63
18.62
6.76
29.01
3.99
4.29
6.76
15.04
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
a)
Hình 8: Tĩnh tải tác dụng vào khung trục 7
3.2 Xác định hoạt tải đứng tác dụng vào khung:
Hoạt tải sư dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
Hoạt tải đơn vị
Bảng 8: Bảng tính hoạt tải đơn vị
Kí hiệu
Ptc
ô sàn
Công năng ô sàn
(KN/m2)
S2
S1,S3
S4,S5, S6,
S7
b)
n
Ptt
(KN/m2)
Phòng học
2
1.2
2.4
Hành lang
Sênô và mái bằng BTCT không sử
dụng
3
1.2
3.6
0.75
1.3
0.98
Trường hợp hoạt tải 1:
Hình 9: Sơ đồ phân tải hoạt tải 1 tầng 2
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 18
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Bảng 9: Bảng tính hoạt tải 1 tầng 2
HOẠT TẢI 1- TẦNG 2
K.hiệu
p1
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ lớn
nhất:
p1tg= 2 × 3.6 × 2.6/2 = 9.36
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
9.36× 5/8 = 5.85(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ lớn
nhất:
K/quả
( KN/m)
5.85
5.85
p1tg= 2 × 3.6 × 1.8/2 = 6.48
p2
P1A=P1B
P1C=P1D
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
6.48× 5/8 = 4.05(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dạng hình thang:
×
×
×
2 (1/2) 3.6× (3.3+0.7) 1.3/2
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dạng hình thang :
×
2×(1/2) 3.6×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
4.05
4.05
9.36
9.36
7.78
7.78
Hình 10: Sơ đồ phân tải hoạt tải 1 tầng 3
Bảng 10: Bảng tính hoạt tải 1 tầng 3
HOẠT TẢI 1- TẦNG 3
K.hiệu
p3
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang có tung độ lớn
nhất:
p1ht= 2 × 2.4× 3.3/2 = 7.92
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
7.92× 0.787 = 6.23(KN/m)
Cộng
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 19
K/quả
( KN/m)
6.23
6.23
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
P1B=P1C
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dạng hình tam giác:
2.4×(3.3× 1.65/2)
Cộng
P1B’
6.53
6.53
2. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dạng hình tam giác :
13.06
2×2.4×( 3.3×1.65/2)
Cộng
Hình 11: Sơ đồ phân tải hoạt tải 1 tầng mái
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 20
13.06
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Bảng 11: Bảng tính hoạt tải 1 tầng mái
K.hiệu
p4
HOẠT TẢI 1- TẦNG MÁI
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S5 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ
lớn nhất:
p1tg= 2 × 0.98× 2.6/2 = 2.55
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
2.55×5/8 = 1.59(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S7 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ
lớn nhất:
p5
P1A=P1B
P1C=P1D
K/quả ( KN/m)
p1tg= 2 × 0.98× 1.8/2 = 1.76
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
1.76×5/8 = 1.1(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S5 truyền vào dạng hình thang:
0.98×(3.3+0.7)×1.3/2)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S7 truyền vào dạng hình thang :
0.98×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 21
1.59
1.59
1.1
1.1
2.55
2.55
2.12
2.12
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
c)
Hình 12: Hoạt tải 1 tác dụng vào khung trục 7
Trường hợp hoạt tải 2:
Hình 13: Sơ đò phân tải hoạt tải 2 tầng 2
Bảng 12: Bảng tính hoạt tải 2 tầng 2
HOẠT TẢI 2- TẦNG 2
K.hiệu
p1
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ lớn
nhất:
p2tg= 2 × 0.98 × 1.8/2 = 1.76
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
1.76× 5/8 = 1.1(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang có tung độ lớn
nhất:
K/quả
( KN/m)
1.1
1.1
p2ht= 2 × 2.4 × 3.3/2 = 7.92
p2
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
7.92× 0.787 = 6.23(KN/m)
Cộng
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 22
6.23
6.23
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
2
2
P DB=P A
P2B=P2C
2
P B'
1. Do hoạt tải từ sàn S4 truyền vào dạng hình thang:
0.98×(1/2)×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dạng hình tam giác:
2.4×(3.3× 1.65/2)
Cộng
1.06
1.06
6.53
6.53
1. Do hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dạng hình tam giác :
2×2.4×(3.3× 1.65/2)
Cộng
13.06
13.06
Hình 14: Sơ đồ phân tải hoạt hoạt 2 tầng 3
Bảng 13: Bảng tính hoạt tải 2 tầng 3
HOẠT TẢI 2- TẦNG 3
K.hiệu
p3
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ
lớn nhất:
p2tg= 2 × 3.6× 2.6/2 = 9.36
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
9.36× 5/8 = 5.85(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dưới dạng hình tam giác có tung độ
lớn nhất:
K/quả
( KN/m)
5.85
5.85
p2tg= 2 × 3.6× 1.8/2 = 6.48
p4
P2A=P2B
P2C=P2D
Đổi ra phân bố đều với: k = 5/8
6.48× 5/8 = 4.05(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dạng hình thang:
3.6×(3.3+0.7)×1.3/2
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S3 truyền vào dạng hình thang :
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 23
4.05
4.05
9.36
9.36
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
×
2×(1/2) 3.6×(3.3+1.5)×0.9/2
Cộng
7.78
7.78
Hình 15: Sơ đồ phân tải hoạt tải 2 tầng mái
Bảng 14:Bảng tính hoạt tải 2 tầng mái
HOẠT TẢI 2- TẦNG MÁI
K.hiệu
p5
P2B=P2C
Loại tải trọng và cách tính
1. Do hoạt tải từ sàn S6 truyền vào dưới dạng hình thang có tung độ lớn nhất:
p2ht= 2 × 0.98× 3.3/2 = 3.23
Đổi ra phân bố đều với: k = 0.787
3.23×0.787 = 2.54(KN/m)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S6 truyền vào dạng hình tam giác:
0.98×(3.3×1.65/2)
Cộng
1. Do hoạt tải từ sàn S6 truyền vào dạng hình tam giác :
2×0.98×(3.3×1.65/2)
P2B'
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Cộng
Trang 24
K/quả
( KN/m)
1.1
1.1
`4.04
4.04
8.08
8.08
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Anh
Hình 16: Hoạt tải 2 tác dụng vào khung trục 7( KN, KN/m)
4.3 Xác định hoạt tải gió tác dụng vào khung:
-Xác định theo TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
-Công trình xây dựng tại thành phố Tân An, tỉnh Long An, thuộc vùng gió II-A có
áp lực gió đơn vị (Bảng 4 TCVN 2737-1995) là W0 = 0.95 (KN/m2) thuộc dạng địa
hình C.
-Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đền tác dụng tĩnh của tải trọng gió.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao Z so với mốc chuẩn
được xác dịnh theo công thức:
W=W0 ×k×c
Trong đó:
W0: giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục E của TCVN 27371995
SVTH: Nguyễn Văn Lâm
Trang 25