Đồ án Bê tông cốt thép 2: Tính toán thiết kế khung phẳng bê tông cốt thép toàn khối trục công trình là nhà ở tập thể 5 tầng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 71 trang )
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
MỤC LỤC
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
1
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
ANỘI DUNG:
Tính tốn thiết kế khung phẳng BTCT tồn khối trục 3. Cơng trình là nhà ở tập
thể 5 tầng
BSỐ LIỆU THIẾT KẾ:
CƠ SỞ TÍNH TỐN:
Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574 2012: Kết cấu bêtơng và bêtơng cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.
ILỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
I1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TỒN KHỐI
1/Khái niệm chung
Kết cấu khung là hệ thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc
khớp. Khung bê tơng cốt thép được dùng rộng rãi và là kết cấu chịu lực chủ yếu của
nhiều loại cơng trình.
Có nhiều cách phân loại khung, theo phương pháp thi cơng người ta chia ra thành 2
loại:
+
Khung Tồn khối:
Ưu điểm : Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt.
Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản.
Nhược điểm : Thi cơng phức tạp, khó cơ giới hóa.
Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi cơng chậm.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
2
ĐỒ ÁN BTCT2
+
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Khung lắp ghép:
Ưu điểm : Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất
lượng.
Thi cơng nhanh, dễ cơ giới hóa.
Nhược điểm : Độ cứng của kết cấu khơng lớn.
Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng.
Hệ khung trong nhà là một hệ khơng gian. Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể tính
khung phẳng hoặc khung khơng gian.
+
Với nhà khá dài, khung đặt theo phương ngang nhà sẽ được xem như các
khung phẳng.Các khung phẳng được giằng với nhau bởi các dầm dọc.
+
Khi mặt bằng của nhà vng hoặc gần vng, gió và các tải trọng ngang
khác tác dụng theo phương bất kỳ , khi đó khung được tính như một hệ khơng
gian.
Phương án lựa chọn: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI (tính theo khung
phẳng)
2/Phương pháp thiết kế kết cấu sàn và mái
Sàn được đổ tồn khối với hệ khung, nhằm tạo độ cứng lớn cho cơng trình. Có bố trí
dầm phụ cho ơ sàn có diện tích lớn. Mái được lợp tơn, kết cấu chịu lực của mái là xà
gồ và dầm xiên với độ dốc , mái consol vươn ra trên mặt bằng một đoạn 1.0m.
3/Bố trí hệ chịu lực của nhà khung
Khung gồm từ các thanh và các nút.
Thanh là các cấu kiện chịu uốn (dầm) và cấu kiện chịu nén hoặc kéo lệch tâm
(cột, xà ngang gãy khúc, xà ngang cong).
Nút cứng (nối cột với dầm) phải có kích thước hình học và bố trí cốt thép sao cho
phù hợp với sơ đồ tính tốn. Phải đảm bảo sao cho vùng bêtơng chịu nén khơng bị ép vỡ
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
3
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
và cốt thép neo vào nút khơng bị tuột. Liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại
mặt móng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
4
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
I2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG:
Sử dụng bêtơng cấp độ bền B20 (tương đương M250)
Cường độ chịu nén tính tốn: Rb=11,5MPa
Cường độ chịu kéo tính tốn: Rbt=0.9MPa
Khối lượng riêng:
Mơđun đàn hồi:
Sử dụng thép:
Thép nhóm AI cho loại đường kính Ø ≤ 10(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=225MPa; RSC=225MPa
Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang: RSW=175MPa
Mơđun đàn hồi:
Thép nhóm AII cho loại đường kính Ø ≥ 12(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=280MPa; RSC=280MPa;
Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang: RSW=225MPa
Thép nhóm AIII cho loại đường kính 10 ≤ Ø ≥ 40(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=365MPa; RSC=365MPa
I3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN:
a. Chiều dày sàn:
Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo ơ sàn có kích thước lớn nhất
Sàn tầng:
Kích thước ơ sàn lớn nhất:
Ta có: sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai phương.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
5
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Chiều dày bản sàn:
chọn
b. Tiết diện dầm:
+ Dầm dọc
chọn:
chọn:
+ Dầm khung trục 3
Dầm AB:
Chọn hd=300mm
Chọn bd=250 mm
Dầm BC:
Chọn hd=600 mm
Chọn bd=250 mm
Dầm CD:
Chọn hd=300 mm
Chọn bd=250 mm
♦ Dầm mái:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
6
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
chọn: ;
c. Tiết diện cột:
+ Diện tích tiết diện cột sơ bộ theo cơng thức:
Trong đó:: Hệ số kể đến ảnh hưởng mơmen trong cột.
; Với: n là số tầng.
là diện tích truyền tải lên cột khung.
đối với chung cư, tườ
ng là vách gạch.
+ Phạm vi truyền tải của cột để tính kích thước tiết diện:
Để xác định tiết diện cột ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất ( tức là cột mà ở
vị trí đó có những ơ sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất )được thể hiện trong mặt
bằng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
7
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: DIỆN TÍCH CHỊU TẢI CỦA CỘT
BẢNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2
Ta có:
+ Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mãnh .
(với , b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)
• Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên,
đổ bêtơng cốt thép tồn khối hệ số
Kiểm tra độ ổn định của cột biên (250x400) tầng 1:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
8
NBTCT2
GVHD:TS.NGUYNHUANHTUN
Thừamóniukinvnnh.
ãVicỏcctcũnlivickimtrannhcthcthintngtvthhin
bngsau:
Nhvytachnkớchthcct:
ư
Ctgúc5tngcútitdin250ì250mm
ư
Ctbiờn5tngcútitdin250ì300mm
ư
Ctgia5tngcútitdin250ì500mm
HèNH:MTBNGSBTITDINDM,CT
SV:LấVNIP
MSSV:12520807001
9
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
`
HÌNH: SƠ ĐỒ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3
I4. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG:
Tính khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh
ngắn của cơng trình ( phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn ).
Mơ hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm),
liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính tốn bằng nhịp
kiến trúc, ta có sơ đồ tính:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
10
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 3
II. TÍNH TỐN TẢI TRỌNG
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 27371995 : Tải trọng và tác động – Tiêu
chuẩn thiết kế.
Hệ số tin cậy lấy theo bảng 1, trang 10 TCVN 2737 – 1995.
Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn theo “ Sổ tay thực hành kết cấu
cơng trình ” – PGS.PTS.Vũ Mạnh Hùng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
11
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1SÀN
15
100
20
10
GẠCH CERAMIC
VỮ
A LÓ
T M50
BẢ
N SÀ
N BTCT
VỮ
A TRÁ
T M50
HÌNH: MINH HỌA CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN
+ Đối với sàn thường xun tiếp xúc với nước ( sàn vệ sinh,…) thì cấu tạo sàn cịn có
thêm lớp chống thấm.
♦ Tĩnh tải:
Trong đó:
: là chiều dày lớp thứ I (m);
: trọng lượng riêng của lớp thứ i ;
: hệ số vượt tải;
: tải trọng tính tốn;
: tải trọng tính tiêu chuẩn;
♦ Hoạt tải:
Trong đó:
: hoạt tải tính tốn ;
: hoạt tải tiêu chuẩn ;
: hệ số vượt tải;
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN PHỊNG Ở
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
12
ĐỒ ÁN BTCT2
Loại tải
trọng
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Cấu tạo
(m)
STT
1
2
Tĩnh tải
3
4
5
Hoạt tải
Gạch
ceramic
0.01
2000
1.1
20
22
Lớp vữa
lót
0.02
1800
1.2
36
43.2
BTCT
sàn
0.1
2500
1.1
250
275
Lớp vữa
trát
0.015
1800
1.2
27
32.4
Đường
ống,
thiết bị
40
40
Tổng
tĩnh tải
373
412.6
200
240
Hoạt tải
1
1.2
573
652.6
Tổng
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BAN CƠNG, LƠGIA
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
13
ĐỒ ÁN BTCT2
Loại tải
trọng
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
STT
(m)
1
Gạch
ceramic
0.01
2000
1.1
20
22
2
Lớp vữa
lót
0.02
1800
1.2
36
43.2
3
Lớp
chống
thấm
0.03
2000
1.2
60
72
4
Lớp
BTCT
sàn
0.1
2500
1.1
250
275
5
Lớp vữa
trát
0.015
1800
1.2
27
32.4
6
Đường
ống,
thiết bị
40
40
Tổng
tĩnh tải
433
484.6
200
240
Tĩnh tải
Hoạt tải
Cấu tạo
1
Hoạt tải
1.2
Tổng
633
724.6
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN VỆ SINH
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
14
ĐỒ ÁN BTCT2
Loại tải
trọng
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
STT
Cấu tạo
(m)
1
Gạch
ceramic
0.01
2000
1.1
20
22
2
Lớp vữa
lót
0.02
1800
1.2
36
43.2
3
Lớp
chống
thấm
0.03
2000
1.2
60
72
4
Lớp
BTCT
sàn
0.1
2500
1.1
250
275
5
Lớp vữa
trát
0.015
1800
1.2
27
32.4
6
Đường
ống,
thiết bị
40
40
7
Tường
trên sàn
130
156
563
640.6
200
240
Tĩnh tải
1.2
Tổng
tĩnh tải
Hoạt tải
1
Hoạt tải
1.2
Tổng
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
763
MSSV:12520807001
880.6
15
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
TẢI TRỌNG MÁI
Loại tải
trọng
STT
Cấu tạo
(m)
Tĩnh tải
Mái tơn, xà gồ
bằng gỗ
Hoạt tải
1
Hoạt tải
Tổng
47
1.1
17
17
30
33
50
BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC SÀN
STT
LOẠI SÀN CƠNG
TRÌNH
1
Sàn phịng ở
373
412.6
2
Sàn ban cơng, lơgia
433
484.6
3
Sàn vệ sinh
563
640.6
4
Mái tơn
17
17
BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI CHO TỪNG BỘ PHẬN CƠNG TRÌNH
STT
LOẠI SÀN CƠNG
TRÌNH
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
16
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
1
Sàn phịng ở
200
240
2
Sàn ban cơng, lơgia
200
240
3
Sàn vệ sinh
200
240
4
Mái tơn
30
33
Tải trọng 1m 2 tường:
Tường dày 200:
Tải trọng
tường xây
TT
1
2
Các lớp VL
Tường xây
1800*0.2
Vữa trát 2 mặt
dày 30mm
gtc
(daN/m2)
n
360
1.1
48
1.2
1600*0.03
Tổng cộng
gtt (daN/m2)
396
57.6
408
453.6
Tường dày 100:
Tải trọng
tường xây
TT
1
2
Các lớp VL
Tường xây
1800*0.1
Vữa trát 2 mặt
dày 30mm
gtc
(daN/m2)
n
180
1.1
48
1.2
1600*0.03
Tổng cộng
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
228
gtt (daN/m2)
198
57.6
255.6
17
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
II.3. TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:
♦ Tĩnh tải:
☼ Tường:
Tường 200 phân bố đều trên dầm chính bao ngồi cơng trình:
◊ Dầm dọc (200×300) :;
◊ Dầm ngang (250×600) :;
Tường 100 phân bố đều trên dầm chính:
◊ Dầm dọc (200×300) :;
◊ Dầm ngang (250×600) :;
Tường 100 xây trên đà kiềng:
☼ Nhịp AB ở các tầng là hành lang nên khơng có tường xây bên trên.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
18
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA SÀN LÊN DẦM
☼ Lực tập trung tại nút khung đà kiềng:
5Lực tập trung tại nút A:
Lực tập trung tại nút B:
Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
19
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Lực tập trung tại nút C:
Lực tập trung tại nút D:
☼ Lực phân bố nhịp:
Nhịp AB: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp BC: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang và tường truyền vào dạng phân bố
đều:
Nhịp CD: do sàn S3 truyền vào dạng tam giác và tường truyền vào dạng phân bố
đều:
☼Tải trọng truyền vào dầm mái:
Tĩnh tải trên mái đưa về phân bố đều:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
20
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3
♦ Hoạt tải:
Lực tập trung tác dụng lên nút khung
Lực tập trung tại nút A:
Lực tập trung tại nút B:
• Nhịp AB truyền vào:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
21
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
• Nhịp BC truyền vào:
Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:
Lực tập trung tại nút C:
• Nhịp BC truyền vào:
• Nhịp CD truyền vào:
Lực tập trung tại nút D:
Lực phân bố trên dầm tầng:
Nhịp AB: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp BC: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang:
Nhịp CD: do sàn S2 truyền vào dạng tam giác:
Hoạt tải trên mái đưa về phân bố đều:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
22
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 1
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
23
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 2
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
24
ĐỒ ÁN BTCT2
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 3
SV: LÊ VĂN ĐIỆP
MSSV:12520807001
25
