Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN KHUNG K2 TRỤC 2
3.1. Số liệu tính toán
3.1.1. Cơ sở thiết kế
+ TCVN 5574 : 2012 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép).
+ TCVN 2737 – 1995 (Tải trọng và tác động).
3.1.2. Vật liệu sử dụng cho toàn công trình
a. Bê tông: Sử dụng bêtông cấp độ bền B20, có các đặc trưng vật liệu như sau:
+ Môđun đàn hồi: Eb = 27x103 Mpa = 27x106 (kN/m2).
+ Cường độ chịu nén: Rb = 11,5 Mpa = 1,15 kN/cm2.
+ Cường độ chịu kéo: Rbt = 0,9 Mpa = 0,09 kN/cm2.
b. Cốt thép: Sử dụng cốt thép CI, CII, có các đặc trưng vật liệu như sau:
Cốt thép CI: (Ø<10)
+ Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 21x107 (kN/m2).
+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 Mpa = 22,5 kN/cm2.
+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 Mpa = 22,5 kN/cm2.
+ Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 175 Mpa = 17,5 kN/cm2.
Cốt thép CII: (Ø ≥ 10)
+ Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 21x107 (kN/m2).
+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280 Mpa = 28 kN/cm2.
+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 Mpa = 28kN/cm2.
+ Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 225 Mpa = 22,5 kN/ cm2.
3.1.3. Sơ đồ tính toán của khung K2 trục 2
- Khung bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ
- Cột thường là cấu kiện chịu nén lệch tâm, thường có tiết diện hình chữ nhật.
- Tiết diện cột thường được chọn sơ bộ theo công thức gần đúng, trước khi thiết kế cụ
thể và theo các điều kiện ổn định sau:
λb =
l0
≤ [ λ ] = 31
b
Trong đó:
l0: chiều cao tính toán của cột: l0 = 0,7.h
[ λb]: độ mảnh giới hạn của cột, đối với cột nhà:[ λb]= 31
- Cốt thép chịu lực thường có đường kính từ 12 ÷ 40. Khi tiết diện cột có b≥20 nên
dùng đường kính tối thiểu là 14mm.
* Sơ đồ kết cấu khung K2 trục 2 có 2 đặc điểm sau:
- Liên kết giữa dầm và cột là liên kết nút cứng.
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 1
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
- Liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm tại cao trình mặt móng.
* Xác định chiều cao các tầng:
- Chiều cao tầng 1:
+ Độ sâu mặt móng kể từ mặt nền Hm=1,3m.
+ chiều cao của cột tầng 1 là
→ h = 3,9 +1,3= 5,2 m.
- Chiều cao các tầng 2,3,4: h = 3,9m.
Gọi q là tải trọng phân bố đều trên 1m 2 sàn. Tải trọng do các ô sàn truyền lên dầm
tính theo diện tích truyền tải cho từng ô sàn đó. Sau đó quy đổi về tải trọng phân bố đều
tương đương.
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 2
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Hình 3.1. Sơ đồ tính của khung K3 trục 3
Chú thích: D (dầm), C (cột), N (nút)
3.1.4. Sơ đồ truyền tải vào khung ngang K3 : tầng 2,3,4
S7
S1
S10
4900
S1
4900
K2
S8
S2
2200
S3
3700
3700
2200
S10
1500
1500
7400
11100
Hình 3.2. Sơ đồ truyền tải từ sàn vào khung K2 tầng 2,3,4
3.1.5. Sơ đồ truyền tải vào khung ngang K2 tầng mái
M1
M2
M2
M3
SN
4900
SN
4900
K2
SN
800
M1
2200
M2
M2
3700
2200
3700
7400
M3
1500
SN
800
1500
11100
Hình 3.3. Sơ đồ truyền tải từ sàn vào khung K2 tầng mái
3.1.6. Các số liệu ban đầu để tính toán tải trọng tác dụng vào khung K2
a. Trọng lượng bản thân dầm
- Trọng lượng bản thân dầm được xác định theo công thức:
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 3
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
qd = gbt +gtr
- Dầm khung (tiết diện 250x350: hs=80mm)
gbt = (h – hb).b.γ .n = (0,35-0,08).0,25.25.1,1 = 1,856kN/m.
gtr = [b+2(h-hb)].δ.γ .n = [0,25+2.(0,35-0,08)].0,015.16.1,3 =0,246kN/m
→ qd = 1,856+ 0,246 = 2,10kN/m.
- Dầm khung (tiết diện 250x600: hs=80mm)
gbt = (h – hb).b.γ .n = (0,60-0,08).0,25.25.1,1 = 3,575kN/m.
gtr = [b+2(h-hb)].δ.γ .n = [0,25+2.(0,60-0,08)].0,015.16.1,3 =0,402kN/m
→ qd = 3,575+ 0,402 = 3,98kN/m.
- Dầm phụ : hdp = (
1 1
1 1
÷ ) × ldp = ( ÷ ).4900 = (245 ÷ 408) mm
12 20
12 20
Chọn các dầm phụ có kích thước là: 200x350mm
Trọng lượng bản thân dầm phụ là:
gbt = (h – hb).b.γ .n = (0,35-0,08).0,20.25.1,1 = 1,485kN/m.
gtr = [b+2(h-hb)].δ.γ .n = [0,20+2.(0,35-0,08)].0,015.16.1,3 =0,231kN/m
→ qd = 1,485+ 0,231 = 1,72kN/m.
b. Tải trọng do các ô sàn truyền vào
* Tải trọng các lớp vật liệu sàn:
+ Tính toán theo công thức : gtt = ni. γ i.δi.
Trong đó: γ i: Trọng lượng riêng của các lớp vật liệu (kN/m3).
δi: Chiều dày lớp vật liệu (m)
ni: Hệ số độ tin cậy.
Bảng 3.1. Bảng tính tải trọng tác dụng lên sàn tầng mái (M1,M2,M3)
Loại tải
Tĩnh tải
gtc
Cấu tạo
(kN/m2)
n
(kN/m2)
Vữa láng B3,5 dày 20
16.0,02 = 0,32
1,3
0,416
Sàn BTCT B20 dày 80
25.0,08= 2,00
1,1
2,200
Vữa trát trần B3,5 dày 15
16.0,015= 0,24
1,3
0,312
Tổng tĩnh tải
Hoạt tải
gtt
Hoạt tải sửa chữa. ptc = 0,75kN/m2
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
2,928
1,3
0,975
Trang 4
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Bảng 3.2. Bảng tính tải trọng tác dụng lên Sê nô mái (SN)
Loại tải
gtc
Cấu tạo
n
(kN/m2)
gtt
(kN/m2)
Vữa tạo dốc B3,5 dày 20
16.0,02 =0,32
1,3
0,416
Bêtông chống thấm dày 20
25.0,02 = 0,50
1,1
0,550
Sàn BTCT B20 dày 80
25.0,08= 2,00
1,1
2,200
Vữa trát trần B3,5 dày 15
16.0,015= 0,24
1,3
0,312
Tĩnh tải
Tổng tĩnh tải
3,478
Hoạt tải do nước mưa ptc = 2,00kN/m2
Hoạt tải
1,2
2,400
Đối với sàn tầng 2,3,4: Tải trọng tác dụng lên từng ô sàn đã tính toán trong chương 2 :
Bảng 3.3. Tổng hợp tải trọng và các thông số tính toán các ô sàn tầng 2,3,4
Tổng
Ô
SÀ
N
Kích thước
Sơ đồ làm việc
gb
tĩnh tải
Hoạt
tải
(g)
(p)
kN/m2
kN/m2
kN/m2
gpt
l2/l1
l1
l2
(m)
(m)
S1
3.7
4.9
1.32
Bản kê 4 cạnh
3.17
0
3.170
2.400
S2
3.7
4.9
1.32
Bản kê 4 cạnh
3.17
0.639
3.809
2.400
S3
3.7
4.9
1.32
Bản kê 4 cạnh
3.17
1.199
4.369
2.400
S7
2.2
4.9
2.23
Bản loại dầm
3.17
0
3.170
3.600
S8
2.2
4.9
2.23
Bản loại dầm
3.17
0
3.170
3.600
Loại ô bản
kN/m2
S10
1.5 4.9
3.27
Bản loại dầm
3.17
0
3.170
3.600
Gọi qs là tải trọng từ các ô sàn truyền vào dầm
- Đối với bản kê 4 cạnh tải trọng truyền vào dầm theo sơ đồ hình thang và tam giác,
được qui đổi thành tải trọng phân bố đều:
Sơ đồ tam giác: qtd =
5 qs .l1
×
8 2
Sơ đồ hình thang: qtd = (1 − 2 β 2 + β 3 )qs l1 / 2 , với: β =
l1
2l 2
l1: chiều dài phương cạnh ngắn.
l2: chiều dài theo phương cạnh dài.
- Đối với sàn bản loại dầm tải trọng từ sàn truyền vào dầm cạnh dài theo dạng phân bố
đều: q =
qs .l1
2
c. Tải trọng do tường và cửa xây trên dầm truyền vào
Gọi gt là trọng lượng tính toán của 1m2 tường (gạch xây + trát).
gt = ng.γ g.δg + 2.ntr .γ tr .δtr
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 5
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
γ g : Trọng lượng riêng của gạch γ g =15 (kN/m3)
Với
γ tr : Trọng lượng riêng lớp vữa trát γ tr =16 (kN/m3)
ng : Hệ số vượt tải của gạch ng =1,1
ntr : Hệ số vượt tải của lớp vữa trát ntr =1,3
δg : Bề dày tường
+Khi δg = 200 ,ta có:
gt= 1,1.15.0,2 + 2.1,3.16.0,015 = 3,924 (kN/m2)
+Khi δg = 100:
gt= 1,1.15.0,1 + 2.1,3.16.0,015 = 2,274 (kN/m2)
+Tải trọng tiêu chuẩn của cửa kính khung gổ gctc= 0,25 (kN/m2)
+ Tải trọng tính toán của cửa: gctt = 0,25.1,2=0,3 (kN/m2)
3.2. Chọn kích thước tiết diện khung K2
3.2.1. Sơ bộ chọn kích thước dầm khung
- Chọn chiều cao và bề rộng dầm theo công thức sau: h =
1
× l d ; b = (0,3 ÷ 0,5)h
md
Trong đó: md: là hệ số = (8 ÷ 12), ld : là nhịp của dầm.
Bảng 3.4. Bảng sơ bộ chọn kích thước dầm.
Dầm
Tầng
2
mái
h
Chọn h
Chọn b
nhịp
md
ld
(m)
(m)
(m)
A-B
12
2.2
0.15
0.35
0.25
B-D
12
7.4
0.62
0.60
0.25
D-E
12
1.5
0.13
0.35
0.25
A-B
12
2.2
0.15
0.35
0.25
B-D
12
7.4
0.62
0.60
0.25
D-E
12
1.5
0.13
0.35
0.25
3.2.2. Chọn kích thước tiết diện cột
Tiết diện cột được xác định sơ bộ theo diện tích tiết diện:
Fsb = k .
N
Rb
Trong đó:
o k=(1,2 ÷ 1,5): Hệ số kể đến môment uốn trong cột, lấy tùy vị trí của cột
(Cột trong nhà lấy k=1,2; Cột ngoài biên lấy k=1,35)
o N: Tổng tải trọng tác dụng lên cột đang xét.
(xác định gần đúng: N = (10 ÷ 12kN / m2 ) × Fxq × n
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 6
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
N = (10kN / m 2 ) × Fxq × n
F
xq
: Tổng diện tích truyền tải vào cột
n : Số sàn truyền xuống cột
λb =
o
l0
≤ 31 ; l 0 = 0,7 H ; h = (1,5 ÷ 3)b ; Rb = 11,5 Mpa = 1,15kN / cm 2
b
Diện tích truyền tải xung quanh các cột như hình vẽ:
S1
S1
S10
4900
S7
4900
4900
K2
1100
S8
2200
4800
4450
S2
S3
3700
3700
2200
7400
750
S10
1500
1500
11100
Hình 3.4.Diện tích truyền tải xung quanh cột
Bảng 3.5. Bảng chọn sơ bộ tiết diện cột khung K2
Tầng
4
3
2
1
Fxq
N
Fsb
Fchọn
(m2)
(kN)
k
(cm2)
(mm2)
A
5.39
36
1.35
63.27
250x250
B
23.52
184
1.2
245.43
250x350
D
21.805
178
1.2
227.53
250x350
E
3.675
30
1.35
43.14
250x250
A
5.39
72
1.35
126.55
250x250
B
23.52
368
1.2
490.85
250x350
D
21.805
356
1.2
455.06
250x350
E
3.675
60
1.35
86.28
250x250
A
5.39
108
1.35
189.82
250x250
B
23.52
552
1.2
736.28
250x400
D
21.805
534
1.2
682.59
250x400
E
3.675
90
1.35
129.42
250x250
A
5.39
23.52
1.35
1.2
253.1
981.7
250x250
B
144
736
Trục
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
250x450
Trang 7
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
D
21.805
712
1.2
910.12
250x450
E
3.675
120
1.35
172.57
250x250
Hình 3.5. Tiết diện chọn sơ bộ khung K2 trục 2
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 8
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
3.3. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung K2 trục 2
3.3.1. Đối với dầm khung tầng mái
a. Tĩnh tải tác dụng vào dầm khung
Tĩnh tải tác dụng vào dầm khung bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân dầm khung
+ Do sàn truyền vào dầm khung
4900
+ Do tường xây trên dầm khung (nếu có)
SN
M1
M3 SN
M2
M2
4900
K2
SN
800
M1
M2
2200
M2
3700
2200
M3
SN
1500
800
3700
7400
1500
11100
Hình 3.6. Sơ đồ truyền tải trọng sàn tầng mái vào dầm khung K2
Dầm consol D10
- Tải trọng bản thân dầm khung ( 250x350mm):
qd = 2,10 kN/m.
Dầm D11 (nhịp A-B)
- Tải trọng bản thân dầm khung ( 250x350mm):
qd = 2,10kN/m.
- Trọng lượng tường thu hồi tường dày 200mm
Ta có: Độ dốc mái: tgα = 0,47 Ta xem trọng lượng tường thu hồi phân bố đều trên
dầm trên đoạn A-E
+Diện tích toàn tường thu hồi:
S=0,3.11,1+ 0,5.2,6.11,1-0,6.1,0=17,16 m2
+Tải trọng tường quy về lực phân bố đều trên đoạn A-E là:
qt=St.gt /L= 17,16.3,924/11,1=6,066 kN/m
- Tải trọng mái tôn + xà gồ thép hình: ( cosα = 0,905) lấy tải trọng tiêu chuẩn của tôn
và thép hình là g=0,2kN/m2
qm = (n.g.B)/cosα = 1,2.0,2.4,9/0,905= 1,299kN/m.
Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm khung D11 là:
q= qd+ qt + qm =2,10+6,066+1,299=9,47kN/m
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 9
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Dầm D12 (Nhịp B-D)
- Tải trọng bản thân dầm khung ( 250x600mm):
qd = 3,98kN/m.
- Tải trọng do sàn truyền vào:
* Trên đoạn B-C
Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l
5 2,928.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 6, 771 kN/m
8 2
8
2
* Trên đoạn C-D
Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l
5 2,928.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 6, 771 kN/m
8 2
8
2
- Trọng lượng tường thu hồi tường dày 200mm
qt= 6,066 kN/m
- Tải trọng mái tôn + xà gồ thép hình:
qm = 1,299kN/m.
* Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm D12 là:
+Trên đoạn B-C
q= qd+ qs+qt +qm =3,98+6,771+6,066+1,209=18,03 kN/m
+Trên đoạn C-D
q= qd+ qs+qt +qm =3,977+6,771+6,066+1,209=18,03 kN/m
Dầm D13(Nhịp D-E)
- Tải trọng bản thân dầm 250x350mm:
qd = 2,10kN/m.
- Trọng lượng tường thu hồi tường dày 200mm
qt= 6,066 kN/m
- Tải trọng mái tôn + xà gồ thép hình:
qm = 1,299kN/m..
- Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm D13 là:
q= qd+ qt + qm =2,10+6,066+1,299=9,47 kN/m
Dầm consol D14
- Tải trọng bản thân dầm 250x350mm:
qd = 2,10 kN/m.
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 10
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
b. Tải trọng tập trung vào nút khung tầng mái
Tải trọng tập trung vào nút khung do:
+ Trọng lượng bản thân dầm phụ truyền vào
+ Tường và cửa trên dầm phụ truyền vào
+ Tải trọng do các ô sàn truyền vào
+ Do trọng lượng bản thân cột tầng trên truyền vào
Tải trọng từ sàn truyền vào nút khung dưới các dạng sau:
L2/2
L1/2
L1/2
L1/2
(L2-L1)/2
L1/2
Hình thang
L1/2
Hình tam giác
Hình chữ nhật
Diện tích truyền tải tương ứng với từng trường hợp là:
Shthang =
Shtgiác =
Shcn =
[ l2 / 2 + (l2 − l1 ) / 2] . l1 = 2l2 − l1 .l
2
2
8
1
1 l1 2 l12
.( ) =
2 2
8
l1 l 2
.
2 2
M1
M2
M2
M3 SN
4900
SN
4900
K2
SN
800
M1
2200
M2
M2
3700
2200
3700
7400
M3
SN
1500
800
1500
11100
Hình 3.7. Sơ đồ truyền tải trọng sàn tầng mái vào nút khung K2
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 11
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Nút N17, N22 (nút consol ) :
- Tải trọng bản thân dầm bo truyền vào :
Dầm bo tiết diện 100x350: hs=80mm
gbt = (h – hb).b.γ .n = (0,35-0,08).0,1.25.1,1 = 0,743kN/m.
gtr = [b+2h-hb].δ.γ .n = [0,1+2.0,35-0,08].0,015.16.1,3 =0,225kN/m
→ qd = 0,743+ 0,225 = 0,968kN/m.
=> Gd1 = 0,968.4,9= 4,74 kN.
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
GSN = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.3, 478 = 6,82 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do tường trên dầm bo truyền vào: (tường cao 0,3m dày 100mm)
Diện tích tường St100 = 0,3.4,9 = 1, 47 m 2
GT = ST .g tt = 1, 47.2, 274 = 3,34 kN
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên nút N17 là:
⇒ GN17 = 4,74 + 6,82+3,34 =14,90 kN.
Nút N18: (NÚT TRỤC A)
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục A truyền vào :
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716.4,9= 8,41 kN.
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
GSN = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.3, 478 = 6,82 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do 2 ô sàn M1 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
GM 1 = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.2,928 = 15, 78 kN
2 2
2 2
⇒Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút N18 là:
GS = 6,82 + 15, 78 = 22, 60kN
- Tải trọng do tường trên dầm phụ truyền vào: (tường cao 0,3m dày 200mm)
2
Diện tích tường St 200 = 0,3.4,9 = 1, 47 m
GT = ST .g tt = 1, 47.3,924 = 5, 77 kN
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên nút N18 là:
⇒ GN18 = 8,41 + 22,60+5,77=36,78 kN.
Nút N19 (nút trục B):
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục B truyền vào :
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 12
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
qd = 1,716 kN/m.
Gd1 = 1,716.4,9= 8,41 kN.
- Tải trọng do 2 ô sàn M1 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
GM 1 = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.2,928 = 15, 78 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.2,928 = 16,52 kN
8
8
⇒Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút N19 là:
GS = 15, 78 + 16,52 = 32,30kN
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên nút N19 là:
⇒ GN19 = 8,41 + 32,30 =40,71 kN
Tải trọng tập trung vào dầm khung tại trục C
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục C truyền vào :
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716.4,9= 8,41 kN.
- Tải trọng do 4 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 4.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 4.
.3, 7.2,928 = 33, 04 kN
8
8
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên dầm khung tại trục C là
⇒ GC = 8,41 + 33,04 =41,45 kN
Nút N20 (Nút trục D):
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục C truyền vào :
Gd1 = 1,716.4,9= 8,41 kN.
- Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.2,928 = 16,52 kN
8
8
- Tải trọng do 2 ô sàn M3 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
GM 3 = 2. 1 . 2 .g tt = 2. .
.2,928 = 10, 76 kN
2 2
2 2
⇒Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút N20 là:
GS = 16,52 + 10, 76 = 27, 28kN
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên nút N20 là:
⇒ GN20 = 8,41 + 27,28 =35,69 Kn
Nút N21 (Nút trục E):
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 13
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục E truyền vào :
Gd1 = 1,716.4,9= 8,41 kN.
- Tải trọng do 2 ô sàn M3 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
GM 3 = 2. 1 . 2 .g tt = 2. .
.2,928 = 10, 76 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
GSN = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.3, 478 = 6,82 kN
2 2
2 2
⇒Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút N21 là:
GS = 10, 76 + 6,82 = 17,58kN
- Tải trọng do tường trên dầm phụ truyền vào: (tường cao 0,3m dày 200mm)
Diện tích tường St 200 = 0,3.4,9 = 1, 47 m 2
GT = ST .g tt = 1, 47.3,924 = 5, 77 kN
Vậy tổng tĩnh tải tập trung tác dụng lên nút N21 là:
⇒ GN21 = 8,41 + 17,58 + 5,77=31,76 Kn
5.4.2. Tĩnh tải tác dụng vào khung tầng 2,3,4
a. Tĩnh tải phân bố
S1
S1
S10
4900
S7
4900
K2
S8
2200
S2
S3
3700
2200
3700
7400
S10
1500
1500
11100
Hình 3.8. Sơ đồ truyền tải trọng sàn tầng 2,3,4 vào dầm khung K2
Dầm D1 D4 ,D7 ( Nhịp A-B):
- Tải trọng bản thân dầm 250x350mm:
qd = 2,10 kN/m.
Dầm D2 ,D5 ,D8 (Nhịp B-D):
- Tải trọng bản thân dầm tiết diện 250x600mm:
qd = 3,98kN/m
- Tải trọng do sàn truyền vào
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 14
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
* Trên đoạn B-C
+ Tải trọng do ô sàn S1 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l 5 3,17.3, 7
q s = . s1 1 = .
= 3, 67 kN/m
8 2
8
2
+ Tải trọng do ô sàn S2 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l 5 3,809.3, 7
qs = . s 2 1 = .
= 4, 40 kN/m
8 2
8
2
* Trên đoạn C-D
+ Tải trọng do ô sàn S1 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l 5 3,17.3, 7
q s = . s1 1 = .
= 3, 67 kN/m
8 2
8
2
+ Tải trọng do ô sàn S3 truyền vào có dạng tam giác:
5 g .l 5 4,369.3, 7
qs = . s 2 1 = .
= 5, 05 kN/m
8 2
8
2
Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm D2 ,D5 ,D8 (Nhịp B-D):
* Trên đoạn B-C
q= qd+ qs =3,98+(3,67+4,40)=12,05 kN/m
* Trên đoạn C-D
q= qd+ qs =3,98+(3,67+5,05)=12,70 kN/m
Dầm D3 ,D6 ,D9 ( Nhịp D-E):
- Tải trọng bản thân dầm 250x350:
qd = 2,10 kN/m.
b. Tải trọng tập trung
S1
S1
S10
4900
S7
4900
K2
S8
2200
S2
S3
3700
2200
3700
7400
S10
1500
1500
11100
Hình 3.9. Sơ đồ truyền tải trọng sàn tầng 2,3,4 vào nút khung K2
Nút trục A (N5, N9, N13)
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 15
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục A truyền vào
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716 .4,9= 8,41 Kn
- Tải trọng do 2 ô sàn S7, S8 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
GS = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.3,170 = 17, 09 kN
2 2
2 2
- Tải trọng tường lan can dọc trục A truyền vào: tường dày 100mm cao 1,0m
Diện tích tường St = (4,9-0,25).1,0=4,65m2
Gt1 = St.gt = 4,65.2,274= 10,57 kN.
- Tải trọng bản thân cột (C2, C3,C4) : 250x250mm:
gbt = hc.bc.γ c.n = 0,25.0,25.25.1,1 = 1,72 kN/m.
gtr = 2.(b+h).δ.γ .n = 2.(0,25+0,25).0,015.16.1,3 = 0,31 kN/m
qc = 1,72 + 0,31= 2,03 kN/m.
Gc = 2,03.(3,9 - 0,35) = 7,21 kN
Tổng tải trọng tập trung vào nút khung trục A (N5, N9, N13)
⇒ GA = 8,41 + 17,09 + 10,57+ 7,21 = 43,28 kN.
Nút trục B (N6, N10, N14)
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục B truyền vào
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716 .4,9= 8,41 Kn
- Tải trọng do 2 ô sàn S7, S8 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
GS 7 + S 8 = 2. 1 . 2 .g tt = 2.
.
.3,170 = 17, 09 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do ô sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.3,170 = 8,94 kN
8
8
- Tải trọng do ô sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
GS 2 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.3,809 = 10, 75 kN
8
8
* Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút trục B là:
Gs= 17,09+8,94+ 10,75= 36,78 kN
- Tải trọng do tường và cửa trên dầm phụ truyền vào:
+Trên đoạn nhịp dầm phụ 1-2:
Diện tích cửa Sc = 1,4.2,7+1,4.1,9= 6,44m2
Diện tích tường St = (4,9-0,25).(3,9-0,35)- 6,44=10,07m2
Gt1 = St.gt + Sc.gc = 10,07.3,924+6,44.0,3 = 41,45 kN.
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 16
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
+Trên đoạn nhịp dầm phụ 2-3:
Diện tích cửa Sc = 1,4.2,7+1,4.1,9= 6,44m2
Diện tích tường St = (4,9-0,25).(3,9-0,35)- 6,44=10,07m2
Gt2 = St.gt + Sc.gc = 10,07.3,924+6,44.0,3 = 41,45 kN.
* Tổng tải trọng do tường trên dầm phụ truyền vào nút trục B là:
Gtdp=
G t1 G t2 41,45 41,45
+
+
= 41,45 kN
=
2
2
2
2
- Tải trọng bản thân cột C7,C8: 250x350mm:
gbt = hc.bc.γ c.n = 0,25.0,35.25.1,1 = 2,41 kN/m.
gtr = 2.(b+h).δ.γ .n = 2.(0,25+0,35).0,015.16.1,3 = 0,37kN/m
qc = 2,41+ 0,37= 2,78 kN/m.
Gc = 2,78.(3,9 - 0,60) = 9,17Kn
- Tải trọng bản thân cột C5: 250x400mm:
gbt = hc.bc.γ c.n = 0,25.0,4.25.1,1 = 2,75 kN/m.
gtr = 2.(b+h).δ.γ .n = 2.(0,25+0,4).0,015.16.1,3 = 0,41kN/m
qc = 2,75+ 0,41= 3,16 kN/m.
Gc = 3,16.(3,9 - 0,60) = 10,43kN
- Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút N10, N14 tầng 3,4 là :
⇒ GN10 = GN14 = 8,51 + 36,78 + 41,45+9,17 = 95,91 kN
- Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút N6 tầng 2 là :
⇒ GN6 = 8,51 + 36,78 + 41,45+10,43 = 97,17 kN
Tải trọng tập trung lên dầm khung tại trục C
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục C truyền vào
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716 .4,9= 8,41 Kn
- Tải trọng do 2 ô sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.3,170 = 17,88 kN
8
8
- Tải trọng do ô sàn S2 truyền vào dưới dạng hình thang
GS 2 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.3,809 = 10, 75 kN
8
8
- Tải trọng do ô sàn S3 truyền vào dưới dạng hình thang
GS 3 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.4,369 = 12,33 kN
8
8
* Tổng Tải trọng tập trung lên dầm khung tại trục C là
GC= 8,41 + 17,88 + 10,75+12,33 = 49,37 kN
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 17
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Nút trục D (N7, N11, N15)
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục D truyền vào
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716 .4,9= 8,41 Kn
- Tải trọng do 2 ô sàn S10 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
GS10 = 2. 1 . 2 .g tt = 2. .
.3,170 = 11, 65 kN
2 2
2 2
- Tải trọng do ô sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.3,170 = 8,94 kN
8
8
- Tải trọng do ô sàn S3 truyền vào dưới dạng hình thang
GS 3 =
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt =
.3, 7.4,369 = 12,33 kN
8
8
⇒Tổng tải trọng do sàn truyền vào nút trục D là:
GS = 11, 65 + 8,94 + 12,33 = 32,92kN
- Tải trọng do tường và cửa trên dầm phụ truyền vào:
+Trên đoạn nhịp dầm phụ 1-2:
Diện tích cửa Sc = 1,4.2,7+1,4.1,9= 6,44m2
Diện tích tường St = (4,9-0,25).(3,9-0,35)- 6,44=10,07m2
Gt1 = St.gt + Sc.gc = 10,07.3,924+6,44.0,3 = 41,45 kN.
+Trên đoạn nhịp dầm phụ 2-3:
Diện tích cửa Sc = 2,8.1,9= 5,32m2
Diện tích tường St = (4,9-0,25).(3,9-0,35)- 5,32=11,19m2
Gt2 = St.gt + Sc.gc = 11,19.3,924+5,32.0,3 = 45,51 kN.
* Tổng tải trọng do tường trên dầm phụ truyền vào nút trục B là:
Gtdp=
G t1 G t2 41,45 45,51
+
+
= 43,48 kN
=
2
2
2
2
+ Tải trọng bản thân cột C11,C12: 250x350mm:
Gc = 2,78.(3,9 - 0,60) = 9,17 Kn
+ Tải trọng bản thân cột C10: 250x400mm:
Gc = 3,16.(3,9 - 0,60) = 10,43kN
* Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút N11, N15 tầng 3,4 là :
⇒ GN11 = GN15 = 8,41 + 32,92 + 43,48+9,17 = 93,98 kN
- Tổng tĩnh tải tập trung tác dụng vào nút N7 tầng 2 là :
⇒ GN7 = 8,41 + 32,92 + 43,48+10,43 = 95,24 kN
Nút trục E (N8, N12, N16)
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 18
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
- Tải trọng bản thân dầm phụ trục E truyền vào
qd = 1,716 kN/m.
=> Gd1 = 1,716 .4,9= 8,41 Kn
- Tải trọng do 2 ô sàn S10 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
GS10 = 2. 1 . 2 .g tt = 2. .
.3,170 = 11, 65 kN
2 2
2 2
- Tải trọng tường lan can dọc trục E truyền vào: tường dày 100mm cao 1,0m
Diện tích tường St = (4,9-0,25).1,0=4,65m2
Gt1 = St.gt = 4,65.2,274= 10,57 kN.
- Tải trọng bản thân cột (C18, C19, C10) : 250x250mm:
gbt = hc.bc.γ c.n = 0,25.0,25.25.1,1 = 1,72 kN/m.
gtr = 2.(b+h).δ.γ .n = 2.(0,25+0,25).0,015.16.1,3 = 0,31 kN/m
qc = 1,72 + 0,31= 2,03 kN/m.
Gc = 2,03.(3,9 - 0,35) = 7,21 kN
Tổng tải trọng tập trung vào nút khung trục E
⇒ GE = 8,41 + 11,65 + 10,57+ 7,21 = 37,84 kN.
3.5. Xác định hoạt tải
3.5.1. Đối với khung tầng mái
4900
a. Hoạt tải phân bố tác dụng vào dầm khung
SN
M1
M2
M2
M3 SN
4900
K2
SN
800
M1
2200
M2
M2
3700
2200
3700
7400
M3
1500
SN
800
1500
11100
Hình 3.10. Sơ đồ truyền hoạt tải sàn tầng mái vào dầm khung K2
Consol D10, D14
ps = 0 Kn/m
Dầm D11 ( Nhịp A-B):
ps = 0 Kn/m
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 19
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Dầm D12( Nhịp B-D):
* Đoạn dầm B-C
Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào có dạng tam giác:
5 p .l
5 0,975.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 2, 25 kN/m
8 2
8
2
* Đoạn dầm C-D
Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào có dạng tam giác:
5 p .l
5 0,975.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 2, 25 kN/m
8 2
8
2
Dầm D3 ( Nhịp D-E):
ps = 0 Kn/m
b. Hoạt tải tập trung: Tính riêng bên trái và bên phải mỗi nút
M1
M2
M2
M3
SN
4900
SN
4900
K2
SN
800
M1
2200
M2
M2
3700
3700
2200
7400
M3
SN
1500
800
1500
11100
Hình 3.11. Sơ đồ truyền hoạt tải sàn tầng mái vào nút khung K2
Nút đầu consol N17:
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
PSN = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.2, 4 = 4, 70 kN
2 2
2 2
⇒ P ph = 4,70 kN.
Nút N18: (TRỤC A)
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 20
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
l l
0,8 4,9
PSN = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.2, 4 = 4, 70 kN
2 2
2 2
⇒ P tr = 4,70 kN.
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn M1 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
PM 1 = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.0,975 = 5, 26 kN
2 2
2 2
⇒ P PH =5,26 kN.
Nút N19: (NÚT TRỤC B)
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn M1 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
PM 1 = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.0,975 = 5, 26 kN
2 2
2 2
⇒ P Tr = 5,26 kN
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.0,975 = 5,50 kN
8
8
⇒ P Ph = 5,50kN.
Hoạt tải tập trung lên dầm khung tại trục C
- Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 4.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 4.
.3, 7.0,975 = 11, 0 kN
8
8
P C = 11,0 kN
Nút N20: (NÚT TRỤC D)
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn M2 truyền vào dưới dạng hình thang
Gm 2 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.0,975 = 5,50 kN
8
8
⇒ P Tr = 5,50 kN.
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn M3 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
Pm 3 = 2. 1 . 2 . p tt = 2. .
.0,975 = 3,58 kN
2 2
2 2
⇒ P Ph = 3,58 kN.
Nút N21: (NÚT TRỤC E)
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 21
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn M3 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
Pm 3 = 2. 1 . 2 . p tt = 2. .
.0,975 = 3,58 kN
2 2
2 2
⇒ P Ph = 3,58 kN.
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
PSN = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.2, 4 = 4, 70 kN
2 2
2 2
⇒ P ph = 4,7 kN.
Nút đầu consol N22:
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn SN truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
0,8 4,9
PSN = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.2, 4 = 4, 70 kN
2 2
2 2
⇒ P tr = 4,7 kN.
3.5.2. Đối với dầm khung tầng 2, 3, 4
a.Hoạt tải phân bố
S1
S1
S10
4900
S7
4900
K2
S8
2200
S2
S3
3700
2200
3700
7400
S10
1500
1500
11100
Hình 3.12. Sơ đồ truyền hoạt tải sàn tầng 2,3,4 vào dầm khung K2
Dầm D1 ,D4, D7, (nhịp A-B) :
q=0kN/m
Dầm D2, D5, D8 (nhịp B-D) :
* Đoạn dầm B-C
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 22
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
Tải trọng do 2 ô sàn S1, S2 truyền vào có dạng tam giác:
5 p .l
5 2, 40.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 5,55 kN/m
8 2
8
2
* Đoạn dầm C-D
Tải trọng do 2 ô sàn S1, S3 truyền vào có dạng tam giác:
5 p .l
5 2, 40.3, 7
qs = 2. . s 1 = 2. .
= 5,55 kN/m
8 2
8
2
Dầm D3, D6, D9 (nhịp D-E) :
q=0 kN/m
b. Hoạt tải tập trung:
S1
S1
S10
4900
S7
4900
K2
S8
2200
S2
S3
3700
2200
3700
7400
S10
1500
1500
11100
Hình 3.13. Sơ đồ truyền hoạt tải sàn tầng 2,3,4 vào nút khung K2
Nút N5, N9, N13 (NÚT TRỤC A)
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn S7, S8 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
PS 7 + S 8 = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.3, 6 = 19, 40 kN
2 2
2 2
⇒ P Ph = 19,40 kN.
Nút N6, N10, N14 (NÚT TRỤC B)
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn S7, S8 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
2, 2 4,9
PS 7 + S 8 = 2. 1 . 2 . p tt = 2.
.
.3, 6 = 19, 40 kN
2 2
2 2
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 23
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
⇒ P TR = 19,40 kN.
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn S1, S2 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1+ S 2 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.2, 4 = 13,54 kN
8
8
⇒ P Ph =13,54 Kn
Tải trọng tập trung vào dầm khung tại trục C
- Tải trọng do 4 ô sàn S1, S2, S3 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1+ S 2+ S 3 = 4.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 4.
.3, 7.2, 4 = 27, 08 kN
8
8
⇒ P C =27,08 Kn
Nút N7, N11, N15: (NÚT TRỤC D)
* Bên trái
- Tải trọng do 2 ô sàn S1, S3 truyền vào dưới dạng hình thang
GS1+ S 3 = 2.
2l2 − l1
2.4,9 − 3, 7
.l1.g tt = 2.
.3, 7.2, 4 = 13,54 kN
8
8
⇒ P TR =13,54 kN
* Bên phải
- Tải trọng do 2 ô sàn S10 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
PS 10 = 2. 1 . 2 . p tt = 2. .
.3, 6 = 13, 23 kN
2 2
2 2
⇒ P Ph =13,23 kN
Nút N8, N12, N16: (NÚT TRỤC E)
* Bên trái .
- Tải trọng do 2 ô sàn S10 truyền vào dưới dạng chữ nhật:
l l
1,5 4,9
PS 10 = 2. 1 . 2 . p tt = 2. .
.3, 6 = 13, 23 kN
2 2
2 2
⇒ P TR =13,23 kN
3.6. Xác định tải trọng gió tác dụng lên khung ngang K2
- Theo bảng phân vùng áp lực gió công trình xây dựng ở quận Liên Chiểu – TP Đà Nẵng
thuộc khu vực IIB áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 95(daN/m2)= 0,95(kN/m2)
- Tải trọng gió tiêu chuẩn trên 1 m2 ở độ cao z là :
W = Wo . k . c
Trong đó:
Wo : giá trị áp lực gió ( lấy theo TCVN 2737 -1995) từng vùng .
K : hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng gió theo độ cao dạng địa hình
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 24
Đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép
C : là hệ số khí động được xác định như sau:
+ C = 0,8 : Hệ số khí động phía đón gió
+ C = -0,6 : Hệ số khí động phía khuất gió
- Hệ số áp lực gió được lấy theo chiều cao và dạng địa hình, được xác định dựa theo
bảng sau ( Địa hình dạng B)
SVTH: Nguyễn Văn Ương – Lớp 16XD3
Trang 25