Bài tập lớn BÓC TÁCH CÔNG TRÌNH 2 Đại học xây dựng( word+excel+bản vẽ+ đầy đủ)

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC
STT
46

L2(m)
3.0

L1(m)
7.1

B(m)
3.5

Ptc(daN/m2) Ht(m)
270
3.5

Địa điểm
Cao bằng

Sơ đồ
47

I) LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1) Chọn vật liệu sử dụng
Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có:
R = 11,5 MPa ; R =0,9 MPa.
Sử dụng thép :
10 nhóm thép A-I có R = R = 225 MPa.
> 10 nhóm thép A-II có R = R = 280 MPa.
2) Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn

Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối ,không bố trí dầm phụ ,chỉ có các dầm qua
cột.
3) Chọn kích thước chiều dày sàn.
Ta chọn chiều dày sàn theo công thức
h=
Trong đó : = L1 /L2
L1: kích thước cạnh ngắn tính toán của bản.
L2: kích thước cạnh ngắn tính toán của bản
k: hệ số tăng chiều dày khi tải trọng lớn


Với sàn trong phòng

-

Hoạt tải tính toán: p = p.n = 270.1,2 = 324 (daN/m)

-

Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)


Các lớp vật liệu

Tiêu chuẩn

n

Tính toán

-Gạch ceramic dày 8 mm,=2200 daN/m
0,008.2200 = 20 daN/m

17,6

1,1

19,36

60

1,3

78

30

1,3

39

-Vữa lát dày 30 mm, daN/m
0,03.2000 = 60 daN/m
-Vữa trát dày 15 mm, daN/m
0,015.2000 = 30 daN/m

Cộng:

Do không có tường xây trực tiếp lên sàn nên tĩnh tải tính toán:
g= 136,36 (daN/m)

vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn
q0 = g0 + ps = 136,36+324 = 460,36(daN/m2)
- Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,05
- =B/L1 = 3,5/7,1 = 0,49
+ Chiều dày sàn trong phòng :
h = (m)
Chọn 10 (cm)
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì.
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng
136,36 + 2500.0,1.1,1 = 411,36 (daN/m)
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng
324 + 411,36 = 735,36 (daN/m)


Với sàn hành lang
+ Hoạt tải tính toán: 370.1,2 = 444 (daN/m)

136,36


+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)
g= 136,36 (daN/m)
vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn
q0 = g0 + ps = 136,36+444 = 580,36(daN/m2)
- Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,13
- = L2/B = 3/3,5 = 0,86
+ Chiều dày hành lang:
h = (m)
Để dễ thi công và đơn giản hóa công tác ván khuôn
Chọn 10 (cm)

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang
136,6 + 2500.0, 1.1,1 = 411,36 (daN/m).
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang
(daN/m).


Với sàn mái
+ Hoạt tải tính toán: = 75.1,3 =97,5 (daN/m).
+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản sàn BTCT)

Các lớp vật liệu

Tiêu chuẩn

n

Tính toán

-Vữa trát trần dày 15mm,2000 daN/m
0,015.2000 = 30 daN/m

30

1,3

39

60

1,3

78

-Vữa lót dày 30mm, daN/m
0,03.2000 = 60 daN/m


-gạch lá nem dày 40mm, daN/m
0,04.1800 = 72 daN/m

72

1,1

79,2

180

1,3

234

-Bê tông tạo dốc dày trung bình 150mm,
daN/m
0,15.1200 = 180 daN/m

Cộng:

Tĩnh tải trên sàn mái là: 430,2 (daN/m)

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn
97,5 + 430,2 = 527,7 (daN/m)
- Ta có q0>400(daN/m2) => k = = 1,1
- =B/L1 = 3,5/7,1 = 0,49
+ Chiều dày sàn trong phòng (tính theo ô sàn lớn)
h = (m)
Ta chọn chiều dày ô sàn lớn và ô sàn bé trên mái
(cm).
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì
+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái
430,2 + 2500.0, 1.1,1 = 705,2 (daN/m).
+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái
(daN/m).
4)Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận
*) Kích thước tiết diện dầm
a) Dầm trong phòng ( Dầm AB)
Nhịp dầm 7,1 (m)

430,2


(m)
Chọn chiều cao dầm : =0,55 (m) ,bề rộng dầm 0,22 (m)
b) Dầm ngoài hành lang
Nhịp dầm L = L2 = 3(m) khá nhỏ.
Chọn hd = 0,3 m và bề rộng dầm bd = 0,22 m
c)Dầm dọc nhà
Nhịp L = B = 3,5 m
0,27 m
Chọn chiều cao dầm : =0,3(m) ,bề rộng dầm 0,22 (m)

*) Kích thước tiết diện cột
Diện tích tiết diện cột tính theo công thức
A=
a)Cột trục B
+ Diện truyền tải của cột trục B
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn.
855,36.5,25+735,36.12,425 = 13627,5 (daN).
+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220 mm
(7,1/2 + 3,5).3,5 = 12683 (daN).
(ở đây chỉ lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà )
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái
802,7.17,675 = 14188 (daN).
Với nhà 4 tầng có 3 sàn giữa và 1 sàn mái
3(13627,5 +12683) + 14188 = 93914,5 (daN).


Để kể đến ảnh hưởng của moment ta chọn k = 1,1
1211 (cm)
Vậy ta chọn kích thước cột 2240 cm = 880 (cm)
b)Cột trục A
Cột trục A có diện tích chịu tải = 937 nhỏ hơn diện chịu tải cột trục B. ta chọn
khích thước tiết diện cột trục A (2235 cm) bằng với cột trục B.
c)Cột hành lang
+ Diện truyền tải của cột trục hành lang
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang.
855,36.5,25= 4496,6 (daN).
+ Lực dọc do tải trọng lan can
= 932,4 (daN).
Chiều cao aln can
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái

802,7.5,25 = 4214 (daN).
Với nhà 4 tầng có 3 sàn giữa và 1 sàn mái
3(4496,6 +932,4) + 4214 = 20501 (daN).
Để kể đến ảnh hưởng của moment ta chọn k = 1,1
265,3 (cm)
Diện tích A nhỏ nên chọn kích thước cột 2222cm = 484 (cm)
=> Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau:
+ cột trục A có kích thước
2235 (cm) cho cột tầng 1 và cột tầng 2.
2230 (cm) cho cột tầng 3 và cột tầng 4.


+ cột trục B có kích thước
2240 (cm) cho cột tầng 1 và cột tầng 2.
2230 (cm) cho cột tầng 3 và cột tầng 4.
+ Cột hành lang có kích thước 2222cm từ tầng 1 lên tầng 4.

Hình 1. Diện chịu tải của cột



II) SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG
1) Sơ đồ hình học


2)Sơ đồ kết cấu
Mô hình hóa kết cấu khung thành thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm) với
trục của hệ kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh
a, Nhịp tính toán của dầm
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột.

+ Xác định nhịp tính toán của dầm AB
= 7,1 + 0,11 + 0,11 – 0,3/2 – 0,3/2
= 7,02 (m);
(ở đây lấy trục cột là trục tầng 3 và tầng 4).
+Xác định nhịp tính toán của dầm BC
= 3 - 0,11 + 0,3/2 = 3,04 (m);
(ở đây lấy trục cột là trục tầng 3 và tầng 4).
b. Chiều cao của cột
Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. Do trục dầm khung thay
đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có
tiết diện nhỏ hơn).
+ Xác định chiều cao của cột tầng 1
Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt-0,45) trở xuống;
.
3,5 + 0,45 + 0,5 – 0,3/2 = 4,3 (m);
(với Z = 0,45 m là khoảng cách từ cốt 0.00 đến mặt đất tự nhiên ).
+ Xác định chiều cao của cột tầng 2,3,4
(m)
Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình vẽ.


Sơ đồ kết cấu khung ngang

III) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ
1.Tĩnh tải đơn vị
+ Tĩnh tải sàn trong nhà
411,36 (daN/m).
+ Tĩnh tải sàn hành lang
411,36 (daN/m).
+ Tĩnh tải sàn mái

705,2 (daN/m).
+ Tường xây 220
514 (daN/m).
+ Tường xây 10
296 (daN/m).
2.Hoạt tải đơn vị
+ Hoạt tải sàn trong nhà
324 (daN/m).
+ Hoạt tải sàn hành lang
444 (daN/m).
+ Hoạt tải sàn mái


97,5 (daN/m).
3. Hệ số quy đổi tải trọng
I. 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
(hình 4)

TT

Tĩnh tải phân bố - daN/m
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

g1
1.

2.

Do trọng lượng tường xây trên dầm cao:3,5-0,7 =2,8m
gt2=514.2,8=1439
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất:
Ght=411,36.(3,5-0,22)=1349

1.

1439

1349

g2
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác
với tung độ lớn nhất:
411,36.(3-0,22)=1143,6

1144

Tĩnh tải tập trung - daN
1.
2.
3.

1.

GA
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,22x0,3

635,25

2500.1,1.0,22.0,3.3,5
Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao
3,5 – 0,3 = 3,2(m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7
514.3,2.3,5.0,7
Do trọng lượng sàn truyền vào

4029,76

Ght=411,36.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4
Cộng và làm tròn

1106,4
5772

GB


2.

Giống như mục 1,2,3 của GA đã tính ở trên

5772

Do trọng lượng của sàn hành lang truyền vào
411,36.(3,5-0,22)+(3,5-3).(3-0,22)/4
Cộng và làm tròn

1080,68
6853

GC
Do trọng lượng bản thân dầm dọc 0,22x0,3
2500.1,1.0,22.0,3.3,5
Do trọng lượng của sàn hành lang truyền vào (đã tính ở
trên)
Do lan can xây tường 110 cao 900mm truyền vào
296.0,9.3,5
Cộng và làm tròn

635,25
1080,68

932,4
2649
Ghi chú: Hệ số giảm lỗ cửa bằng 0,7 được tính toán theo cấu tạo kiến trúc. Nếu
tính chính xác thì hệ số giảm lỗ cửa ở trục B và trục C là khác nhau.
2. Tĩnh tải tầng mái
(Hình 5)

TT

Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp AB - daN/m
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

m

1

g
1.

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất:
Ght=705,2.(3,5-0,22)=2313,1
2313

TT

Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp BC - daN/m
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

m
2

g
1.

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với
tung độ lớn nhất:
Ght=705,2.(3,0-0,22)=1960,5
1961

TT

Tĩnh tải tập trung trên mái - daN
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả


GAm
1.
2.

Do trọng lượng tường bản thân dầm dọc 0,22x0,3
2500.1,1.0,22.0,3.3,5=635,25
Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào
705,2.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4 = 1896,7
Do trọng lượng tường xây 110 cao 0,8m
296.0,8.3,5 = 828,8
3361

GBm
1.
2.

Do trọng lượng tường bản thân dầm dọc 0,22x0,3
2500.1,1.0,22.0,3.3,5=635,25
Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào
705,2.(3,5-0,22).(3,5-0,22)/4 = 1896,7
Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào
705,2.[(3,5-0,22)+(3,5-3)].(3-0,22)/4 = 1852,6
Cộng tổng và làm tròn
4385

GCm
1.
2.

Do trọng lượng tường bản thân dầm dọc 0,22x0,3
2500.1,1.0,22.0,3.3,5=635,25
Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào
705,2.[(3,5-0,22)+(3,5-3)].(3-0,22)/4 = 1852,6
Do trọng lượng tường xây 110 cao 0,8m
296.0,8.3,5 = 828,8
Cộng tổng và làm tròn

Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung
(Hình 6)
II. Xác định hoạt tải tác dụng vào khung
1. Trường hợp hoạt tải 1

3117


(Hình 7)

Sàn

Hoạt tải 1 -Tầng 2, 4
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

p1I (daN / m)

Sàn Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thangvới tung
tầng độ lớn nhất:
2
324.3,5 = 1134
hoặc
sàn
pAI  pBI (daN )
tầng Do tải trọng sàn truyền vào
4
324.3,5.3,5/4=992,25
Làm tròn

1134

993


(Hình8)
Hoạt tải 1 -Tầng 3
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
PI2 (daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với
tung độ lớn nhất:
PI2=444.3 = 1332
Sàn
tầng Làm tròn
3

pI  pI (daN )
C

Kết quả

1332

B

Do tải trọng sàn truyền vào
444.[3,5+(3,5-3)].3/4 = 1332

1332


(Hình9)

Sàn

Sàn
tầng
mái

Hoạt tải 1 - Tầng mái
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

P2mI (daN/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với

tung độ lớn nhất:
97,5.3=292,5
Làm tròn

PAI=PBI (daN/m)
Do tải trọng sàn truyền vào
97,5.(3,5+(3,5-3)).3/4=292,5
Làm tròn
2. Trường hợp hoạt tải 2

293

293


(Hình10)
Hoạt tải 2 -Tầng 2, 4
Loại tải trọng và cách tính

Sàn

Kết quả

p2II (daN / m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với
tung độ lớn nhất:
PItg=444.3 = 1332

Sàn
tầng

2
Làm tròn
hoặc
4

1332

pCII  pBII (daN )

Do tải trọng sàn truyền vào
444.[3,5+(3,5-3)].3/4 = 1332

1332


(Hình11)

Sàn

Hoạt tải 2 -Tầng 3
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

p1II (daN / m)

Sàn
tầng
3

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thangvới tung
độ lớn nhất:
324.3,5 = 1134
Làm tròn
1134

pAII  pBII (daN )
Do tải trọng sàn truyền vào
444.[3,5+(3,5-3)].3/4 = 1332

1332


(Hình12)

Sàn

Hoạt tải 2 - Tầng mái
Loại tải trọng và cách tính

Kết quả

pmI (daN / m)

Sàn
tầng
mái

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với
tung độ lớn nhất:

97,5.3,5=314,25
Làm tròn
315

pmI (daN / m)
Do tải trọng sàn truyền vào
97,5.3,5.3,5/4=298,6
Làm tròn

299


Ta có sơ đồ hoạt tác dụng vào khung
(Hình13) HT1
(Hình14) HT2

III. Xác định tải trọng gió
Công trình xây dựng tải tỉnh Cao Bằng, thuộc vùng gió I.A, có áp lực gió đơn
vị, có áp lực gió đơn vị:
W0 = 65-10 =55 (daN/m2)
Công trình được xay dựng ở địa hình tương đối trống trải có dạng địa hình B.
Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh tải của tải trọng gió.
Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:

qd  WnkC
0
i dB

Gió đẩy:

qh  WnkC
0
i hB

Gió hút:

Bảng 3. Tính toán hệ số k
Tầng
1
2
3
4

H tầng(m)
Z(m)
4,3
4,3
3,5
7,8
3,5
11,3
3,5
14,8
Bảng 4. Bảng tính toán tải trọng gió

Tầng

H
tầng(m)

Z(m)

1

4,3

4,3

k

n

B(m)

Cd

k
0,852
0,947
1,021
1,077

Ch

qd
(daN/m
)
0,8 0,6 157,5

0,85 1,2

3,5
2
2
3,5
7,8
0,94 1,2
3,5
0,8 0,6
7
3
3,5
11,3
1,02 1,2
3,5
0,8 0,6
1
4
3,5
14,8
1,07 1,2
3,5
0,8 0,6
7
Với qd là áp lực gió tác dụng lên khung (daN/m)
qh là áp lực gió tác dụng lên khung (daN/m)

qh
(daN/m
)
118,1

175

131,3

188,7

141,5

199

149,3


Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sd, Sh với k = 1,077
Nhà có kiểu mái dốc 2 phía và có mặt biên chắn gió bao quanh � các hệ số
khí động trên mái như sau, do phần mái dốc rất thấp => ảnh hương là nhỏ => có
thể coi như mái bằng
+Trị số S tính theo công thức

+Phía gió đẩy
Sd=1,2.1,077.55.3,5.0,8.0,8 = 159,2 (daN)
+Phía gió hút
Sh=1,2.1,077.55.3,5.0,6.0,8 = 119,4 (daN)

(GT)
159,2

119,4

149,3

199

188,7

141,5

131,3

175

118,1

157,5

A

B

C


(GP)
119,4

149,3

159,2

199

188,7

141,5

131,3

175

118,1

157,5

A

B

C

IV.Xác định nội lực
Sử dụng phần mềm Etabs để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm cột
như ( hình 17)


(19)

(10)

(20)

(11)

(18)

(17)

(8)

(7)
(15)

(9)
(16)

(5)

(4)
(13)

(1)

C1

(12)

(14)

(2)

B1

(6)

C2

(3)

B2

Số liệu đầu vào

C3


IX. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM
1. Tính toán cốt thép dọc cho các dầm
Sử dụng bê tông cấp độ bền B15
Rb = 11,5 Mpa ; Rbt = 0,9 Mpa.
Sử dụng thép nhóm AII có
Rs = Rsc = 280Mpa
Tra bảng phụ lục 9 và 10 ta có
0,623 ; 0,429.
a. Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 2 , nhịp AB , phần tử 13
(bh=2260cm)
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm :
+ Gối A
: MA = -146,25(KN.m)
+ Gối B
: MB = -177,61 (KN.m)

+ Nhịp BC : MAB = 137,11(KN.m)
Do 2 gối có momen gần bằng nhau nên ta lấy giá trị mô men lớn hơn để tính cốt
thép chung cho cả 2.
 Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)
Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với 10 cm
Giả thiết a = 4 cm h0 = 60- 2,5 =57,5 cm
Giá trị độ vươn của cánh Sc lấy bé hơn trị số sau
- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc
0,5 (3,5 – 0,22) = 1,64 (m)
- 1/6 nhịp cấu kiện : 7,02/6 = 1,17 (m)
Sc = 1,17 cm
Tính 0,22+2.1,17 = 2,56 m = 256 cm
Xác định 115.256.10.(57.5 – 0,5.10)
=15456000 daN.cm = 1545,6 (kN.m)
Ta có Mmax = 137,11 (kN.m) < 1545,6 (kN.m) trục trung hòa đi qua cánh.
Giá trị :
137,11.10 4
115.256.57,52 =0,0141

Có < 0,429.
= 0,5(1  1  2.0,0141) = 0,993
137,11.106

280.0,993.575 858 mm2

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :
=0,68 % >
 Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm)