THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN
BỘ MÔN KẾT CẤU BTCT SỐ 2
KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU THUẬN
Lớp:XD15A4
Nhóm: 2
Công trình có thiết kế kiến trúc như các bản vẽ kèm theo, với số liệu kích thước
như sau:

Lx1(m)

Lx2(m)

Ly1(m)

Ly2(m)

Số tầng

ht(m)

W0
(vùng gió)

Khun
g trục

4

4,5

3,7

3,5

5

3,6

II

3

1. VẬT LIỆU - TIẾT DIỆN - TẢI TRỌNG
1.1 Chọn vật liệu sử dụng.
- Sử dụng bê tông B20, cốt thép nhóm A-I, A-II.
+ Bê tông B20:
Rb = 11,5105 daN/m2 ; Rbt =0,910 5 daN/m2 ; Eb = 27108 daN/m2.
+ Cốt thép A-I:
Rs = 225105 daN/m2 ; Rsw = 175105 daN/m2 ; Es = 21109 daN/m2.
+ Cốt thép A-II:
Rs = 365105 daN/m2 ; Rsw = 290105 daN/m2 ; Es = 20109 daN/m2.
1.2 Sơ bộ kích thước tiết diện.
1.2.1 Sơ bộ chiều dày sàn.
- Sàn có dầm.
- Chọn ô sàn điển hình (4500x3700) mm.
=> Sàn 2 phương.
Với : D = 0,8  1,4
(Do đây là nhà dân dụng nên chọn D=1)
m = 40  50 (Do là sàn 2 phương)
=> Chọn sàn dày

1.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm khung.
* Chọn các nhịp điển hình để sơ bộ chọn tiết diện:
1


- Tiết diện dầm dọc: nhịp 4500 mm, nhịp 4000 mm, nhịp 2700 mm

=> Chọn h = 400 mm
=> Chọn b = 200 mm
Vậy tiết diện dầm dọc là (200x400) mm.
- Tiết diện dầm ngang: nhịp 3700 mm, nhịp 5150 mm

=> Chọn h = 450 mm
=> Chọn b = 200 mm
Vậy tiết diện dầm ngang là (200x450) mm.
* Với tiết diện dầm ngang tầng 2 do nhịp dầm dài và nội lực trên dầm lớn
làm cho vượt quá điều kiện hạn chế của vật liệu. Ta nâng tiết diện dầm
ngang tầng 2 lên (200x450) mm.
- Các dầm khác:
+ Dầm thang bộ, dầm thang máy, dầm kiến trúc,…
+ Để tiện cho tính toán và thi công ta chọn tiết diện các tiết diện dầm
này bằng với tiết diện dầm dọc (200x400) mm.
+ Các dầm này chịu tải ít nên với tiết diện đó sẽ đảm bảo an toàn.
1.2.3 Sơ bộ tiết diện cột.
* Chọn các cột điển hình để sơ bộ chọn tiết diện:

Trong đó:
k - hệ số kể tới ảnh hưởng mômen trong cột.
k = 1,1 – cột giữa.
k = 1,2 – cột biên.

k = 1,3 – cột góc.
q = g + p (daN/m2) - giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1 m2 sàn. Ở đồ
án này ta lấy q= 1000 (daN/m2) .
S (m2) - diện tích sàn truyền tải lên khung.
n - số tầng nhà.
2


Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột
Cột
S (m2)
q (kN/m2)
n=5
N (kN)
n=3
n=5
Ac (cm2)
n=3
n=5
Chọn cột
2
(cm )
n=3

5-A
3-A
3-B
(Cột góc k=1,3) (Cột biên k=1,2) (Cột giữa k=1,1)
4,38
11

241,28
144,77
272,75
163,58
20x25
20x20

8,62
11
474,43
284,658
495,057
297,03
30x25
20x25

14,82
11
815,26
489,15
779,81
467,89
30x35
25x30

- Cột thang bộ, cột thang máy, cột buồng thang máy trên mái ta chọn cột
(200x200) mm.
- Cột chi tiết kiến trúc phía trước ta chọn cột như bản vẽ kiến trúc
(300x300)mm.
1.2.4 Sơ bộ bề dày tường.

- Chiều dày tường ta chọn tường 100mm, 200mm, 250mm, 300mm để
phù hợp với kiến trúc và bề rộng dầm đã chọn.
1.2.5 Sơ bộ bề dày bản thang, chiếu tới, chiếu nghỉ.
- Chọn cầu thang 2 vế phía sau để tính toán. Các cầu thang còn lại sơ bộ
đặt sàn dày 150 mm để thay thế trong mô hình SAP.
- Sơ bộ chiều dày bản thang:
+ Cầu thang tầng 1:

+ Cầu thang tầng 2,3,4,5:
Vậy ta chọn để phù hợp với chiều dày sàn và đồng bộ trong thi công.
1.3 Xác định tải trọng.
1.3.1 Tĩnh tải.
* Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn, chống thấm, đường ống kỹ
thuật.
Bảng giá trị tĩnh tải sàn tầng
Trọng
Chiều
Tải trọng Tải trọng
Các lớp cấu
Hệ số
lượng thể
dày
tiêu chuẩn tính toán
tạo sàn
tin cậy
tích
(m)
(daN/m2) (daN/m2)
3
(daN/m )

3


Gạch ceramic

0,01

1,1

2000

20

22

Vữa lót

0,02

1,2

1800

36

43,2

Đan bê tông
cốt thép

0,1

1,1

2500

250

275

0,02

1,2

1800

36

43,2

50

55

gtc = 394

gtt = 440,6

Vữa trát
Thiết bị kỹ

thuật

1,1
Tổng

- Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn: không kể trọng lượng chiều dày
đan BTCT:
+ Tiêu chuẩn: = 394 – 250 = 144 (daN/m2)
+ Tính toán: = 449,6 – 275 = 165 (daN/m2)
- Đối với ô sàn vệ sinh, sàn nóc ngoài trọng lượng các lớp cấu tạo trên
cộng thêm trọng lượng lớp chống thấm:
+ Trọng lượng lớp chống thấm: sử dụng lớp phủ sika dày 5 (mm).
gtc = 10 daN/m2, n = 1,2
+ Trọng lượng lớp tạo dốc (tăng thêm 2cm cho lớp vữa trát):
gtc = 36 daN/m2, n = 1,2
=> Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn: không kể trọng lượng chiều
dày đan BTCT:
+ Tiêu chuẩn:
= 383 – 250 + 10 + 36 = 179 (daN/m2)
+ Tính toán:
= 440,6 – 275 + 101,2 + 361,2 = 220,8 (daN/m2)
* Tải trọng tường xây.
- Trọng lượng tường xây: (THEO KIẾN TRÚC)
+ Tường dày 110 mm
+ Tường dày 210 mm

Trong đó:
là chiều dày tường
(Tường đặt lên dầm)
Bảng giá trị tải trọng tường (daN/m)

4


Loại tường

Tường dày 110 mm

Chiều cao
tầng

Dầm cao
400mm

Dầm cao
350mm

3.6m

696

707

3,2m

609

620

2,5m

457

468

3,6m

1372

1392

3,2m

1330

1352

2,5m

873

893

Tường dày 210mm

- Tải trọng lan can (cao 1m):
+ Lan can xung quanh và phía sau của tầng 6:
Phần dày 110mm
Phần dày 210mm
S – là diện tích mặt cắt ngang lan can kiến trúc.
Trong đồ án này S = 0,4174 m2

5


Trong đó:
S – là diện tích mặt cắt ngang phần kiến trúc.
Trong đồ án này S = 0,1379 m2

- Gờ chặn trên tầng 7:

* Phần bồn nước trên mái:
- Sử dụng 2 bồn nước inox Đại Thành ngang 2000L và 1 máy nước nóng
năng lượng mặt trời Đại Thành 150L.
- Sơ bộ tải:

Trong đó:
S – diện tích mặt bằng đỡ bồn nước.
1.3.2 Hoạt tải.
- Tùy theo chức năng sử dụng của sàn, giá trị tải trọng lấy theo bảng 3,
mục 4.3.1, TCVN 2737-1995.
Bảng giá trị hoạt tải sử dụng
Giá trị tiêu
chuẩn (daN/m2)
Loại phòng

Phòng ngủ

Toàn
phần

Phần
dài hạn

150

30

Hệ số
tin
cậy n
1,3

6

Giá trị tính toán (daN/m2)
Toàn
phần

Phần
dài hạn

Phần
ngắn
hạn

195

39

156

Phòng ăn, phòng
khách, buồng vệ
sinh, phòng thay
đồ

200

70

1,2

240

84

156

Bếp

300

100

1,2

360

120

240

Phòng hội họp,
phòng đợi

500

180

1,2

600

216

384

Phòng học

200

70

1,2

240

84

156

Ban công

200

70

1,2

240

84

156

300

100

1,2

360

120

240

75

1,3

97,5

97,5

50

1,3

65

65

Sảnh, cầu thang,
hành lang
Mái bằng không sử
dụng
Mái bằng có sử
dụng

1.3.3 Tải trọng gió.
- Công trình có chiều cao H = 22,9 m < 40m, nên theo TCXD 2737-1995
không kể tới thành phần động của tải gió.
Gió tĩnh:
Trong đó:
+ W0 - giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh
thổ Việt Nam.
+ n - hệ số tin cậy.
Ước tính tuổi thọ công trình là 50 năm ta lấy n=1.

(Bảng 12, mục 6.17, TCVN 2737-1995)
+ c - hệ số khí động.
Các mặt phẳng thẳng đứng:
Đón gió c = +0,8
Khuất gió c = -0,6
(Trong đồ án này chỉ có các mặt thẳng đứng)
+ k - hệ số độ cao tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z,
ứng với hình dạng địa hình xác định theo công thức sau: (TCVN 2291999)
Trong đó:
7


- độ cao của địa hình dạng t mà ở đó vận tốc gió không còn chịu
ảnh hưởng của mặt đệm, còn gọi là độ cao gradient.
mt - số mũ tương thích với địa hình dạng t.
Ở đồ án này, công trình ở vùng gió IIA và dạng địa hình C nên:
W0 = 83 (daN/m2)
(Tra bảng 4, mục 6.4, TCVN 2737-1995)
Giả sử vùng ít ảnh hưởng gió bão được giảm 15 daN/m2
(Mục 6.4.1, TCVN 2737-1995)
=> W0 = 95 – 12 = 83 (daN/m2)
Bảng độ cao gradient và hệ số mt
Dạng địa hình

mt

A
B
C

250
300
400

0,07
0.09
0.14

- Địa hình A là địa hình trống trải, không có hoặc có rất ít vật cản cao
không quá 1,5m (bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, cánh đồng,…)
- Địa hình B là địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt
cao không quá 10m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc,…)
- Địa hình C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao
từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm,…)
=> Căn cứ bảng trên ta chọn
mt = 0,14
+ B - bề rộng đón gió
Khi gán tải vào phần tử dầm, thì B(m) là trung bình cộng của chiều
cao hai tầng nằm liền kề cao trình z(m) đang xét.
Ở đồ án này ta chọn gán tải vào phần tử dầm.
8


Bảng kết quả áp lực gió
Tầng

z (m)

2
3,7

3
7,3
4
10,9
Mái
14.1
1.3.4 Tải trọng cầu thang.
- Xét dải thang rộng 1m.

k

Wđ
(daN/m2)

Wh
(daN/m2)

0,496
0,6
0,67
0,723

144
172
181
164

108
129
136

123

Các lớp cấu tạo cầu thang

- Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo trên cầu thang ( nằm
nghiêng):
+ Gạch ceramic, vữa lót:
9


+ Bậc thang:
+ Đan BTCT, vữa trát:

* Tĩnh tải:
- Thang tầng 1,2,3 :

Bảng giá trị tĩnh tải cầu thang

Chiếu
tới

Trọng
Tải trọng
lượng thể
tính toán
tích
(daN/m)
(daN/m3)

Các lớp

cấu tạo

Chiều
dày
(mm)

Hệ số
tin cậy

Gạch
ceramic

10

1,1

2200

24,2

20

1,2

1800

43,2

100

1,1

2500

275

20

1,2

1800

43,2

Vữa lót
Đan
BTCT
Vữa trát

Tổng
Cầu
thang
tầng 1
Bản
thang

385,6

Gạch
ceramic

15

1,1

2200

36,3

Vữa lót

34,12

1,2

1800

73,7

180

1,1

2500

492,5

100

1,1

2500

275

20

1,2

1800

43,2

Bậc
thang
BTCT
Đan
BTCT
Vữa trát

Tổng

920,7

Trọng lượng các lớp hoàn thiện cầu thang: không kể trọng lượng chiều
dày đan BTCT:
+ Chiếu tới – chiếu nghỉ:
10

+ Bản thang:

- Thang tầng 4:

Bảng giá trị tĩnh tải cầu thang

Chiếu
tới –
chiếu
nghỉ

Trọng
Tải trọng
lượng thể
tính toán
tích
(daN/m)
(daN/m3)

Các lớp
cấu tạo

Chiều
dày
(mm)

Hệ số
tin cậy

Gạch

ceramic

10

1,1

2200

24,2

Vữa lót

20

1,2

1800

43,2

Đan
BTCT

100

1,1

2500

275

Vữa trát

20

1,2

1800

43,2

Tổng
Cầu
thang
tầng 2

Bản
thang

385,6

Gạch
ceramic

20

1,1

2200

48,4

Vữa lót

20

1,2

1800

43,2

74

1,1

2500

240,5

100

1,1

2500

275

20

1,2

1800

43,2

Bậc
thang
BTCT
Đan
BTCT
Vữa trát

Tổng

650,3

Trọng lượng các lớp hoàn thiện cầu thang: không kể trọng lượng chiều
dày đan BTCT:
11


+ Chiếu tới – chiếu nghỉ:

+ Bản thang:

* Hoạt tải:
- Ta có: ,
(Bảng 3, mục 4.3.1, TCVN 2737-1995)
- Vậy hoạt tải cầu thang:

1.4 Tính toán khung không gian.
CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI NHẬP VÀO MÔ HÌNH TÍNH KHUNG

Các trường hợp tải trọng

Diễn giải

TĨNH TẢI (DEAD)

TLBT+Phần tải dài hạn của hoạt tải

HOẠT TẢI 1 (LIVE)

Chất đầy phần tải ngắn hạn của hoạt tải

HOẠT TẢI 2 (LIVE)

Chất cách nhịp phần tải ngắn hạn của hoạt tải

GIÓ TX (WIND)

Gió phương X từ trái →

GIÓ PX (WIND)

Gió phương –X từ phả ←

GIÓ TY(WIND)

Gió phương Y từ trái

GIÓ PY (WIND)

Gió phương –Y từ phải

1.4.1 Tĩnh tải (DEAD)
- Tải trọng tác dụng lên sàn (kN/m2) được phần mềm tính toán kết cấu
(SAP) tự động hóa trọng lượng bản thân các cấu kiện sàn, dầm, cột, vách
BTCT.
12


- Giá trị tải thường xuyên = Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn + Phần
dài hạn của hoạt tải. Giá trị tải thường xuyên được nhập dưới dạng tải
phân bố trên sàn và có chiều gravity.

Bảng giá trị tải thường xuyên
Giá trị tiêu chuẩn
(daN/m2)
Lớp
Phần
hoàn
Phần
tải
thiện dài hạn thường
sàn
xuyên

Loại phòng

Phòng ngủ
Phòng ăn,
phòng khách,
phòng thay đồ
Bếp
Phòng hội họp,
phòng đợi
Phòng học
Sảnh, cầu
thang, hành
lang
Mái bằng
không sử dụng

133

Giá trị tính toán
(daN/m2)
Lớp
Phần
Phần
hoàn
tải
dài
thiện
thường
hạn
sàn
xuyên

30

163

39

191,6

70

203

84

236,6

100

233

120

272,6

180

313

216

368,6

70

203

84

236,6

100

233

120

272,6

152,6

133

152,6

Bảng giá trị tải thường xuyên
(đã cộng thêm lớp chống thấm và lớp tạo dốc)

Loại phòng

Giá trị tiêu chuẩn

(daN/m2)
Lớp
Phần
hoàn
Phần
tải
thiện dài hạn thường
sàn
xuyên
13

Giá trị tính toán
(daN/m2)
Lớp
Phần
Phần
hoàn
tải
dài
thiện
thường
hạn
sàn
xuyên


Buồng vệ sinh

70

249

84

291,8

Ban công

70

249

84

291,8

Mái bằng
không sử dụng
Mái bằng có sử
dụng

179

179

207,8

207,8

179

207,8

* Tải trọng tường xây, lan can, kiến trúc:
- Nhập như mục 1.3.1
1.4.2 Hoạt tải (LIVE)
Bảng giá trị tải trọng ngắn hạn
Loại phòng

Giá trị tính toán - Phần ngắn hạn
(daN/m2)

Phòng ngủ

156

Phòng ăn, phòng khách, buồng
vệ sinh, phòng thay đồ
Bếp

156
240

Phòng hội họp, phòng đợi

384

Phòng học

156

Ban công

156

Sảnh, cầu thang, hành lang

240

Mái bằng không sử dụng

97,5

Mái bằng có sử dụng

65

1.4.3 Tải trọng gió (WIND)
Bảng giá trị lực gió gán lên dầm biên mỗi tầng
Sàn
Tầng 2
B=3,65m
Tầng 3
B=3,6m

Wđ(daN/m)

Wh(daN/m)

144

108

172

129

14


Tầng 4
181
136
B=3,4m
Tầng mái
164
123
B=2,85m
1.4.4 Tải trọng cầu thang.
- Lần lượt nhập các giá trị tĩnh tải, hoạt tải cầu thang vào mô hình SAP
khung phẳng ta được các giá trị nội lực tĩnh tải, hoạt tải (kN/m dài) tại
các gối tựa như sau:
+ Cầu thang tầng 1:

+ Cầu thang tầng 2:

+ Cầu thang tầng 3,4,5:

15

- Nhập các giá trị phản lực gối tựa bên trên vào dầm chiếu tới - chiếu
nghỉ tương ứng trong mô hình SAP khung không gian.
1.5 Xác định nội lực.
- Theo TCVN 2737 – 1995, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ
hợp đặc biệt.
+ Tổ hợp cơ bản gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời
dài hạn và tạm thời ngắn hạn. Tổ hợp tải trọng cơ bản nếu có từ 2 hoạt
tải tạm thời trở lên thì phải nhân với hệ số 0,9.
+ Tổ hợp đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời
dài hạn và tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng
đặc biệt.
- Ở đồ án này, ta chỉ cần tính toán với tổ hợp nội lực cơ bản (vì không có
tải trọng đặc biệt).
Định nghĩa các tổ hợp tải trọng:
Các tổ hợp tải trọng
Tổ hợp

Cấu trúc

TH1

TT + HT1 + HT2

TH2

TT + 0,9(HT1 + HT2 + GIO TX)

TH3

TT + 0,9(HT1 + HT2 + GIO PX)

TH4

TT + 0,9(HT1 + HT2 + GIO TY)

TH5

TT + 0,9(HT1 + HT2 + GIO PY)

TH6

TT + 0,9(HT1 + GIOTX)

TH7

TT + 0,9(HT1 + GIO PX)
16


TH8

TT + 0,9(HT1 + GIO TY)

TH9

TT + 0,9(HT1 + GIO PY)

TH10

TT + 0,9(HT2 + GIO TX)

TH11

TT + 0,9(HT2 + GIO PX)

TH12

TT + 0,9(HT2 + GIO TY)

TH13

TT + 0,9(HT2 + GIO PY)

BAO

Envelope (TH1, TH2,…, TH13)

Sơ đồ tên phần tử dầm cột khung trục 4

17


Sơ đồ tiết diện dầm, cột khung trục 4
(mm)
18


Tĩnh tải tường khung không gian
(kN/m)

19


Tĩnh tải thường xuyên tầng 4
(kN/m2)
20


Hoạt tải 1 tầng 5
(kN/m2)
21


Hoạt tải 2 tầng 4
(kN/m2)
22


Gió trái X khung không gian
(kN/m)

23


Gió phải X khung không gian
(kN/m)

24

Gió trái Y khung không gian
(kN/m)

25