thuyetminhdoan bt2

49
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP A. Phần tính toán bản sàn. * Tính toán sàn tầng điển hình. I. Tải trọng tác dụng lên sàn. 1. Chọn sợ bộ kích thước các bộ phận sàn. a. Bản sàn. Chiều dày bản sàn có thể xác định sơ bộ theo công thức sau: Vậy chọn h b = 80 mm. b. Dầm. Xác định sơ bộ kích thước của dầm Vậy chọn dầm h d = 400 mm. Vậy chọn b d = 200 mm. 2. Tải trọng tác dung lên sàn. a. Tĩnh tải. Cấu tạo sàn gồm các lớp. 1. Gaïch vôõ 2. V öõa loùt 3. Baûn BTCT 4. Vöõa traùt Hình 1: cấu tạo các lớp sàn ST T Các lớp cấu tạo sàn Chiề u dày (mm) Trọng lượng riêng (daN/m 3 ) Giá trị tiêu chuẩn g s tc Hệ số vượt tải Giá trị tính toán g s tt (daN/m 2 ) SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 1

Upload: dinh-hieu

Post on 15-Apr-2017

155 views

Category:

Education


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

BÊ TÔNG CỐT THÉP

A. Phần tính toán bản sàn. * Tính toán sàn tầng điển hình.

I. Tải trọng tác dụng lên sàn. 1. Chọn sợ bộ kích thước các bộ phận sàn.

a. Bản sàn.

Chiều dày bản sàn có thể xác định sơ bộ theo công thức sau:

Vậy chọn hb = 80 mm. b. Dầm.

Xác định sơ bộ kích thước của dầm

Vậy chọn dầm hd = 400 mm.

Vậy chọn bd = 200 mm.2. Tải trọng tác dung lên sàn.

a. Tĩnh tải.Cấu tạo sàn gồm các lớp.

1. Gaïch vôõ2. Vöõa loùt

3. Baûn BTCT

4. Vöõa traùt

Hình 1: cấu tạo các lớp sànSTT Các lớp cấu tạo sàn Chiều

dày(mm)

Trọng lượng riêng (daN/m3)

Giá trị tiêu chuẩn gs

tc (daN/m2)

Hệ số vượt tải

Giá trị tính toán gs

tt (daN/m2)

1 Gạch lót 10 1800 18 1,2 21,62 Vữa lót 20 2000 40 1,2 483 Bản BTCT 80 2500 200 1,1 2204 Vữa trát trần 15 2000 30 1,2 365 Đường ống, thiết bị 50 1,1 55

Tổng tải trọng tác dung lên sàn 363 380.6

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 1

Page 2: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên ô sàn 1,2,3,4,6,7 là:

Tải tiêu chuẩn: gtc = 3.63 (kN/m2)

Tải tính toán: gtt = 3,806 (kN/m2)

Riêng đối với những ô sàn S5 có nhà vệ sinh ta tính toán theo ô sàn lật ngược, với cao trình thấp hơn 50mm so với các sàn còn lại. Khi tính toán ô sàn này ta tính thêm khối lượng của lớp gạch vỡ. Chiều dày của lớp bê tông gạch vỡ:

Ô sàn nhà vệ sinh có tải tập trung từ tường truyền vào, ta quy tải tập trung này về tải

phân bố đều trên sàn.

Trong đó: - n = 1.1 hệ số vượt tải- γt = 1800 daN/m2 trọng lượng riêng của tường- bt = 100 mm : bề dày của tường- ht = 3,6-0,08 = 3,52 m chiều cao của tường- lt = 3+2 = 5m chiều dài phần tường nhà vệ sinh- Ss diện tích ô sàn nhà vệ sinh

Hoạt tải: hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được lấy dựa theo TCVN 2723:1995 (tiêu chuẩn thiết kế - tải trọng và tác động)

Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 2

STT Ký hiệuô bản

ptc

(daN/m2)Hệ số vượt

tải nptt

(daN/m2)

1 S1 150 1.3 195

2 S2 400 1.2 480

3 S3 300 1.2 360

4 S4 150 1.3 195

5 S5 150 1.3 195

6 S6 200 1.2 240

7 S7 150 1.3 195

Page 3: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Tĩnh tải gs (daN/m2)Hoạt tải ps

(daN/m2)Tổng tải trọng q

(daN/m2)Tĩnh tải sàn Tĩnh tải tường

S1 380.6 0 195 575.6S2 380.6 0 480 860.6S3 380.6 0 360 740.6S4 380.6 0 195 575.6S5 1028 211.2 195 1434.2S6 380.6 0 240 620.6S7 380.6 0 195 575.6

II. Xác định nội lực tính toán và bố trí cốt thép cho các ô bản.1. Xác định nội lực cho các ô bản.

Sơ đồ tính của bản sàn: Với ô bản kê (S1,S2,S3,S4,S5)

hd = 400mm => Liên kết giữa sàn và dầm là liên kết ngàm, vậy các ô sàn đều thuộc ô số 9.

Moment dương lớn nhất ở nhịp- Theo phương cạnh ngắn L1

- Theo phương cạnh dài L2

Moment âm lớn nhất ở gối- Theo phương cạnh ngắn L1

- Theo phương cạnh dài L2

Với m91, m92, k91, k92 tra phụ lục 15 sách Kết cấu bê tông cốt thép (tập 2) (Tgiả: Thầy

VÕ BÁ TẦM, NXB ĐHQG TPHCM)

Với P = q x L1 x L2 (daN)

Với sàn bản dầm (S7)Cắt 1m bề rộng bản theo phương vuông góc với cạnh ngắn. Sơ đồ tính toán xem như dầm đơn giản 1 đầu ngàm, 1 đầu tự do chịu tải phân bố đều có kích thước b x h =100 x 8 (cm)

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 3

Page 4: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng sau

Ô sàn

L1 (m)

L2 (m) k m91 m92 k91 k92

qtt

(daN/m2) P (daN)

S1 4.4 5.5 1.25 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 575.6 12375.4S2 4.4 5.5 1.25 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 860.6 18502.9S3 3 5.5 1.83 0.0194 0.0058 0.0419 0.0127 740.6 9553.74S4 3 5.5 1.83 0.0194 0.0058 0.0419 0.0127 575.6 7425.24S5 3 5.5 1.83 0.0194 0.0058 0.0419 0.0127 1493.14 19261.5S7 1.2 5.5 575.6 2970.1

Ô sàn

M1 (daNm/m)

M2 (daNm/m)

MI (daNm/m)

MII (daNm/m)

S1 248.7 184.4 573 424.5S2 371.9 275.7 856.7 634.6S3 199.7 97.4 449 218.8S4 155.2 75.7 349 170S5 402.56 196.47 905.3 441.09S7 414.43

Với ô bản kê S6Kích thước ô bản: L1 x L2 = 1,2 x 1,6 m. Tỷ số L2/ L1 = 1,33. Sàn thuộc loại bản kê một đầu ngàm một đầu khớp, ô bản số 6.Tra phụ lục 15 sách Kết cấu bê tông cốt thép (tập 2) (Tác giả: Thầy VÕ BÁ TẦM, NXB ĐHQG TPHCM) ta được:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 4

Page 5: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

m61 = 0,032 m62 = 0,0182k61 = 0,0711 k62 = 0,0406Lực: P = q.L1.L2 = 620.6x1,2x1,6 = 1191.55 (daN).Moment dương lớn nhất ở giữa bản:M1 = m61.P = 0,032x1191.55 = 38.13 (daNm/m).M2 = m62.P = 0,0182x1191.55 = 21.7 (daNm/m).Moment âm lớn nhất ở gốiMI = k61.P = 0,0711x1191.55 = 84,72 (daNm/m).MII = k62.P = 0,0406x1191.55 = 48.37 (daNm/m).

2. Bố trí thép cho các ô bản.Bê tông B15 có: Rb = 8,5MPa Rbt = 0,75MPaCốt thép loại AI có: Rs = 225MPa Rsw = 175MPaTiết diện tính toán : bxh = 100 x 8 (cm)Giả thiết : a = 25 mm => h0 = h – a = 80 - 25 = 55 mm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

μmin = 0.05% ≤ μ = ≤ μmax = ξpl = 0.673 = 2.54%

Tại vị trí tiếp giáp giữa các ô bản ta cần lấy giá trị moment âm lớn nhất để tính toán.

- Vị trí tiếp giáp giữa ô bản S1 và S2: MIImax = 634.6 (daNm/m)

- Vị trí tiếp giáp giữa S1 và S4:MImax = 573 (daNm/m)

- Vị trí tếp giáp giữa S2 và S3: MImax = 856.7 (daNm/m)

- Vị trí tiếp giáp giữa S3 và S4: MIImax = 218.8 (daNm/m)

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 5

Page 6: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Kết quả tính toán cốt thép cho sàn tầng điển hình

Ô bản

M(KNm/m) b(m) a(m) h0(m) As

(mm2) Thépchọn

S1

M1 2.49 1 0.015 0.065 0.069 0.072 176.8 ∅6a150 0.26M2 1.84 1 0.025 0.055 0.072 0.075 155.8 ∅6a180 0.25MI 5.73 1 0.015 0.065 0.16 0.175 429.7 ∅8a110 0.64MII 4.245 1 0.015 0.065 0.118 0.126 309.4 ∅8a160 0.43

S2

M1 3.72 1 0.015 0.065 0.104 0.11 270.1 ∅8a180 0.4M2 2.76 1 0.025 0.055 0.107 0.113 234.8 ∅8a170 0.37

MI 8.57 1 0.015 0.065 0.239 0.278 682.6 ∅10a110 1

MII 6.35 1 0.015 0.065 0.177 0.196 481.3 ∅10a160 0.66

S3

M1 1.99 1 0.015 0.065 0.056 0.058 142.4 ∅6a190 0.18M2 0.974 1 0.025 0.055 0.038 0.039 81 ∅6a200 0.1MI 4.5 1 0.015 0.065 0.125 0.134 329 ∅8a150 0.42MII 2.18 1 0.015 0.065 0.061 0.063 154.7 ∅6a180 0.17

S4

M1 1.55 1 0.015 0.065 0.043 0.044 108 ∅6a190 0.14M2 0.76 1 0.025 0.055 0.029 0.029 60.3 ∅6a200 0.08MI 3.49 1 0.015 0.065 0.097 0.102 250.5 ∅6a110 0.33MII 1.70 1 0.015 0.065 0.047 0.048 117.9 ∅6a200 0.13

S5

M1 4.025 1 0.015 0.065 0.112 0.119 292.2 ∅8a170 0.45M2 1.96 1 0.025 0.055 0.076 0.079 164.1 ∅6a170 0.18

MI 9.05 1 0.015 0.065 0.252 0.296 726.8 ∅10a100 1.12

MII 4.41 1 0.015 0.065 0.123 0.132 324.1 ∅8a150 0.5

S6

M1 0.38 1 0.015 0.065 0.011 0.011 27 ∅6a200 0.03M2 0.217 1 0.025 0.055 0.008 0.008 16.6 ∅6a200 0.02MI 0.847 1 0.015 0.065 0.024 0.024 58.9 ∅6a200 0.07MII 0.483 1 0.015 0.065 0.013 0.013 31.9 ∅6a200 0.04

S7 MI 4.14 1 0.015 0.065 0.115 0.123 302 ∅8a160 0.46

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 6

Page 7: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

THUYẾT MINH MÔ HÌNH SÀN

BẰNG PHẦN MỀM SAFE

Cấp độ bền B15 (Rb = 8.5 MPa)

Kích thước a = 4.3m, b = 5m;

Phân loại vùng áp lực gió IA

Mô hình sàn bê tông cốt thép

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 7

Page 8: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Mặt bằng sàn bê tông cốt thép

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 8

Page 9: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

1. Khai báo hệ lưới cho mô hình:

Định nghĩa đặc trưng vật liệu

Từ Menu Define → Material. Hộp thoại Material xuất hiệnTa khai báo các đặc trưng vật liệu: Bê tông B15, thép AI, AII như hình.

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 9

Page 10: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Định nghĩa tiết diền sàn, dầm, cột.

Từ Menu Define > Slab Properties. Xuất hiện hộp thoại Slab Properties. Chọn Add New Properties và khai báo như hình bên dưới.

Vì ta có có các ô sàn khác nhau nên phải khai báo từng loại ô sàn riêng biệt

Ta có 7 ô sàn cần khai báo

Tiếp theo ta khai báo hệ dầm cho công trình

Từ Menu Define > Beam Properties. Xuất hiện hộp thoại Beam Properties. Chọn Add New Properties và khai báo như hình bên dưới

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 10

Page 11: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Khai báo hệ cột, ta chọn kích thước cột là 30x30cm

Từ Menu Define > Column Properties. Xuất hiện hộp thoại Column Properties. Chọn Add New Properties và khai báo như hình bên dưới.

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 11

Page 12: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Định nghĩa các trường hợp tải trọng:

Từ Menu Define > Load Patterns. Xuất hiện hộp thoại Load Patterns. Khai báo như hình bên dưới.

Từ Menu Define > Load Case. Xuất hiện hộp thoại Load Case. Khai báo như hình bên dưới.

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 12

Page 13: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Định nghĩa các tổ hợp tải trọng:

Từ Menu Define > Load Combinations. Xuất hiện hộp thoại Load Combinations. Khai báo như hình bên dưới.

Lưu ý:

Nên định nghĩa 2 loại tổ hợp: tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn (đùng để kiểm tra chuyển vị, thiết kế theo TTGHII) và tổ hợp tải trọng tính toán (dùng để tính thép, thiết kế theo TTGHII)

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 13

Page 14: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Xây dựng mô hình sàn

Vẽ hệ sàn: Từ Menu Draw > Draw Slab Areas hoặc nhấp chuột vào biểu tượng .Vì có 7 ô sàn khác nhau nên cần vẽ hệ sàn cho từng loại ô sàn riêng biệt.

Vẽ hệ dầm: Từ Menu Draw > Draw Beams/Lines hoặc nhấp chuột vào biểu tượng

Vẽ hệ cột: Từ Menu Draw > Draw Columns hoặc nhấp chuột vào biểu tượng Mở rộng hệ sàn. Chọn hệ sàn cần mở rộng. Vào Menu Edit > Edit Area > Expand Shrink Area…

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 14

Page 15: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Khai báo tải trọng:

Khai báo TT: Chọn hệ sàn cần khai báo tải trọng, sau đó chon Assign > Load Data > Surface Load… Hộp thoại Surface Loads xuất hiên. Khái báo TT cho các ô sàn ta được như hình

Khai báo HT: Chọn hệ sàn cần khai báo tải trọng, sau đó chon Assign > Load Data > Surface Load… Hộp thoại Surface Loads xuất hiên. Khái báo TT cho các ô sàn ta được như hình

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 15

Page 16: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Kiểm tra Mesh cho đối tượng sàn:

Chọn View > Set Display Options hoặc nhấp chuột vào biểu tượng . Hộp thoại Set Display Options xuất hiện. Chọn Show Mesh.

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 16

Page 17: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Lưu ý: Phần mềm SAFE đã tự động automesh cho đối tượng theo mặc định nên ta chỉ cần kiểm tra việc mesh xem phù hợp chưa. Nếu muốn thay đổi thì vào menu Run > Automatic slab mesh option để thay đổi.

Thêm dãy phân tích (Design Strip)

Từ Menu Draw > Draw Design Strip hoặc biểu tượng trên thanh công cụ . Hộp thoại Draw Design Strip xuất hiện. Ta chọn kích thươc đường Strip và chọn Layer Strip và vẽ

Sauk hi vẽ đường Strip và hiệu chỉnh kích thước bề rộng dãy Strip ta được như hình dưới đây.

Dãy Strip theo phương X sau khi hiệu chỉnh

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 17

Page 18: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Dãy Strip theo phương Y sau khi hiệu chỉnh

Khai báo thông số thiết kế:

Chọn tổ hơp thiết kế: Từ Menu Design > Design combos. Hôp thoại Design Load Combination Selection xuất hiện. Chọn tổ hợp như hình.

Khai báo lớp bê tông bảo vệ a0: Từ Menu Design > Design Preferences. Hộp thoại Design Preferences xuất hiện. Khai báo như hình:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 18

Page 19: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Phân tích:

Từ Menu Run > Run Analysis and Design hoặc nhấp chuột vào biểu tượng

Xem kết quả biến dạng chuyển vị:

Từ Menu Display > Show Deformed Shape hoặc nhấp vào biểu tượng . Hộp thoại Deformed Shape xuất hiện.

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 19

Page 20: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 20

Page 21: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Xem kết quả nội lực theo layer A:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 21

Page 22: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Xem kết quả nội lực theo layer B:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 22

Page 23: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Kết quả tính toán cốt thép cho sàn tầng điển hình bằng SAFE :

Ô bản

M(KNm/m) b(m) a(m) h0(m) As

(mm2) Thépchọn

S1

M1 4.285 1 0.015 0.065 0.119 0.127 311.9 ∅8a150 0.52M2 3.73 1 0.025 0.055 0.145 0.157 326.2 ∅8a150 0.61

MI 6.88 1 0.015 0.065 0.192 0.215 527.9 ∅10a140 0.86

MII 5.43 1 0.015 0.065 0.151 0.165 405.2 ∅8a120 0.64

S2

M1 5.4 1 0.015 0.065 0.15 0.163 400.3 ∅8a125 0.62M2 4.69 1 0.025 0.055 0.182 0.203 421.8 ∅8a110 0.83

MI 7.78 1 0.015 0.065 0.217 0.248 609 ∅10a125 0.97

MII 7.015 1 0.015 0.065 0.195 0.219 537.8 ∅10a140 0.89

S3

M1 2.015 1 0.015 0.065 0.056 0.058 142.4 ∅6a190 0.23M2 3.285 1 0.025 0.055 0.128 0.137 284.7 ∅8a170 0.54MI 3.56 1 0.015 0.065 0.099 0.104 255.4 ∅8a190 0.41MII 6.12 1 0.015 0.065 0.17 0.188 461.6 ∅8a100 0.77

S4

M1 1.33 1 0.015 0.065 0.037 0.038 93.3 ∅6a200 0.22M2 1.8 1 0.025 0.055 0.07 0.073 151.7 ∅6a180 0.29MI 2.705 1 0.015 0.065 0.075 0.078 191.5 ∅6a140 0.31MII 5.11 1 0.015 0.065 0.142 0.154 378.2 ∅8a130 0.59

S5

M1 3.5 1 0.015 0.065 0.097 0.102 250.5 ∅8a190 0.41M2 5.085 1 0.025 0.055 0.198 0.223 463.3 ∅8a100 0.91MI 5.62 1 0.015 0.065 0.156 0.171 419.9 ∅8a100 0.7

MII 7.6 1 0.015 0.065 0.212 0.241 591.8 ∅10a130 0.93

S6

M1 0.43 1 0.015 0.065 0.012 0.012 29.5 ∅6a200 0.22M2 0.55 1 0.025 0.055 0.021 0.021 43.6 ∅6a200 0.26MI 0.97 1 0.015 0.065 0.027 0.027 66.3 ∅6a200 0.22MII 1.93 1 0.015 0.065 0.054 0.056 137.5 ∅6a200 0.22

S7 MI 3.13 1 0.015 0.065 0.087 0.091 223.3 ∅6a125 0.35

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 23

Page 24: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

B. Phần tính toán kết cấu khung.Theo sơ đồ kiến trúc ta nhận thấy: tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng công trính L/B > 2, từ đó ta có thể nhận thấy rằng độ cứng theo chiều dài công trình lớn hơn nhiều độ cứng theo chiều rộng, do đó ta có thể tính toán theo sơ đồ khung phằng. Ở đây

Chọn khung trục có tải trọng tác dụng lớn nhất để tính toán.

Chọn khung trục 4

I. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện1. Chọn sơ bộ kích thước dầm

Chọn dầm hd = 400mm.

Chọn bd = 200mm.Vậy kích thước dầm bxh = 200x400 mm.

2. Chọn sơ bộ kích thước cộtKích thước tiết diện cột sơ bộ được xác định dựa vào tải trọng từ các bản sàn truyền xuống. Diện tích cột sơ bộ có thể tham khảo theo công thức sau

Với:

: hệ số kể đến thực tế cột còn chịu moment uốnN: tổng tải trọng từ các sàn bên trên truyền vàoRb : cường độ làm việc của bê tông (B15 → Rb = 8.5 MPa)Chiều dày tường phương trục A : 0.2(m)Chiều dày tường phương trục B : 0.1(m)Chiều dày tường phương trục C : 0.2(m)Chiều dày tường phương trục D : 0.1(m)Chiều dày tường phương trục E : 0.2(m)Chiều dày tường phương trục 4 : 0.2(m)Chiều dày tường tầng mái trục A,E : 0.2(m)Chiều cao tường tần mái trục A,E : 1(m)

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 24

Page 25: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Khối lượng riêng của tường :γt = 1800 (daN/m2 )

Cột 4A

Tải trọng do sàn tầng mái

Tải trọng do sàn tầng điển hình

Tải trọng do tường tầng mái

Tải trọng do tường tầng điển hình

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 4 và 5:

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 2 và 3:

Tiết diện cột 4 – A ở tầng 1:

Cột 4BTải trọng do sàn tầng mái

Tải trọng do sàn tầng điển hình

Tải trọng do tường tầng điển hình

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 4 và 5:

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 2 và 3:

Tiết diện cột 4 – B ở tầng 1:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 25

Page 26: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Cột 4CTải trọng do sàn tầng mái

Tải trọng do sàn tầng điển hình

Tải trọng do tường tầng điển hình

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 4 và 5:

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 2 và 3:

Tiết diện cột 4 – C ở tầng 1:

Cột 4D Đối với cột 4 – D ngoài các tải trọng do sàn, tường còn có thêm tải trọng do cầu

thang truyển vào. Với cấu tạo chi tiết như trên lần lượt ta có được tĩnh tải tác dụng

của cầu thang như sau

Tĩnh tải - bản chiếu nghỉ & bản chiếu tới

STT Tên lớp cấu tạo C.dày lớp

TLRγi

H.số vượt tải

tĩnh tải tiêu chuẩn

tĩnh tải tính toán

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 26

Page 27: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

δi (mm) (daN/m3) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2)

1 Đá hoa cương 20 2400 1.1 48 52.8

2 Vữa lót 20 2000 1.2 40 48

3 Bản BTCT 80 2500 1.1 200 220

4 Vữa trát 15 2000 1.2 30 36

Tổng giá trị tĩnh trên 1 đơn vị diện tích là (kN/m2) 3.18 3.568

Với bề rộng bản là 1.6m thì giá trị tĩnh tải trong mô hình 5.09 5.7

Bản thang nghiêng

Cầu thang tầng trệt:

Chiều cao bậc thang: hb = 170 mm

Chiều rộng bậc thang: lb = 300 mm

Lớp đá hoa cương:

Lớp vữa

Lớp bậc thang:

Tĩnh tải tác dung lên bản thang g’bn có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng,

phân làm 2 lực theo 2 phương:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 27

Page 28: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Theo phương dọc trục bản nghiêng tạo nên lực dọc trong bản nghiêng, để đơn giản khi tính toán ta không xét đến thành phần lực dọc này.

Theo phương đứng:

Với bề rộng bản là 1.6m thì giá trị tĩnh tải trong mô hình là:

Cầu thang tầng điển hình

Chiều cao bậc thang: hb = 175mmChiều rộng bậc thang: lb = 250mmLớp đá hoa cương:

Lớp vữa

Lớp bậc thang:

Tĩnh tải tác dung lên bản thang g’bn có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng,

phân làm 2 lực theo 2 phương:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 28

Page 29: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Theo phương dọc trục bản nghiêng tạo nên lực dọc trong bản nghiêng, để đơn giản khi tính toán ta không xét đến thành phần lực dọc này.Theo phương đứng:

Với bề rộng bản là 1.6m thì giá trị tĩnh tải trong mô hình là:

Trọng lượng của lan can, tay vịn quy tải lan can trên đơn vị m2 bản thang:

Giá trị hoạt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995:

Với bề rộng bản thang là 1.6m thì hoạt tải ptt = 3.6 x 1.6 = 5.76 (kN/m2)

Tổng tải trọng

Chiếu nghỉ và chiếu tớiĐối với chiếu nghỉ:

Đối với chiếu tới:

Cầu thang tầng trệt

Cầu thang tầng điển hình

-Sơ đồ tính toán:Cầu thang tầng trệt:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 29

Page 30: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Ta tính được phản lưc tại gối D: RD = 46.63 kNTại gối E:RE = 38.57 kNCầu thang tầng điển hình:

Ta tính được phản lưc tại gối D’: RD’ = 43.21 kNTại gối E’:RE’ = 38.84 kNTải trọng do sàn tầng điển hình truyền xuống cột 4D

Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống cột 4D

Tải trọng do tường tầng điển hình truyền xuống cột 4D

Tải trọng do tường mái che cầu thang truyền xuống cột 4D

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống cột 4D

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 30

Page 31: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống cột 4D

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 4 và 5:

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 2 và 3:

Tiết diện cột 4 – D ở tầng 1:

Cột 4ETải trọng do sàn tầng điển hình truyền xuống cột 4E

Tải trọng do sàn tầng mái truyền xuống cột 4E

Tải trọng do tường tầng điển hình truyền xuống cột 4E

Tải trọng do tường tầng mái truyền xuống cột 4E

Tải trọng do cầu thang tầng trệt truyền xuống cột 4E

Tải trọng do cầu thang tầng điển hình truyền xuống cột 4E

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 4 và 5:

Tiết diện cột 4 –E ở tầng 2 và 3:

Tiết diện cột 4 – E ở tầng 1:

Kết quả tổng hợp kích thước sơ bộ cột

  4 - A 4 - B 4 - C

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 31

Page 32: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Syêu cầu

(cm2)b x h

(cm x cm)Syêu cầu

(cm2)b x h

(cm x cm)Syêu cầu

(cm2)b x h

(cm x cm)

Tầng 4 - 5 342 - 428 20 X 20 419 - 524 25 X 20 317 - 396 20 X 20

Tầng 2 - 3 803 - 1004 25 X 35 977 - 1221 30 X 35 741 - 926 25 X 35

Tầng 1 1034 - 1293 25 X 45 1256 – 1570 30 X 45 953 - 1191 25 X 40

 

4 - D 4 - E

Syêu cầu

(cm2)b x h

(cm x cm)Syêu cầu

(cm2)b x h

(cm x cm)

Tầng 4 - 5 451 - 564 25 X 20 465 - 582 25 X 2

0

Tầng 2 - 3 962 - 1202 30 X 35 906 - 1132 30 X 3

5

Tầng 1 1222 - 1538 30 X 45 1126 - 1407 30 X 4

5

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI LÊN KHUNG TRỤC 4

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 32

Page 33: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

1. Tĩnh tải Tĩnh tải công trình bao gồm: trọng lượng bản thân dầm, cột, sàn và tường. Tác dụng lên khung theo diện truyền tải.

a) Tải trọng phân bố Tầng 2-3-4-5

- Trọng lượng tường xây trên dầm:

- Tải trọng do sàn truyền vào dầm

Nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

Nhịp BC,CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

Tầng thượng

- Trọng lượng tường xây mái che trên dầm:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 33

Page 34: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

- Tải trọng do sàn truyền vào dầm:

Nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

Nhịp BC,CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất:

Nhịp DE có dạng hình thang, trị số lớn nhất:

Tầng trọng phân bố tác dụng vào đà kiềng

Chọn kích thước tiết diện của đà kiềng: bxh = 200x400 (mm)

Trọng lượng tường xây trên đà kiềng

b) Tải trọng tập trung tai nút khung

Tầng 2-3-4-5- Tại nút A:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục A

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút A:

- Tại nút B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục B

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút B:

- Tại nút C:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục C

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 34

Page 35: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút C:

- Tại nút D:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục D

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D

- Do tải cầu thang

Cầu thang tầng trệt

Cầu thang tầng điển hình

Suy ra lực tập trung nút D ở tầng trệt do tĩnh tải

Lực tập trung nút D ở tầng điển hình do tĩnh tải

- Tại nút E:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 35

Page 36: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục E

Do trọng lượng sàn truyền vào nút E

Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút E

Cầu thang tầng trệt

Cầu thang tầng điển hình

Tổng tải trọng tĩnh tãi tập trung tại nút E ở tầng điển hình

Tầng thượng

Tại nút A:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục A

Do trọng lượng sàn truyền vào nút A

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút A:

Tại nút B:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B

Do trọng lượng sàn truyền vào nút B

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút B:

Tại nút C:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C

Do trọng lượng sàn truyền vào nút C

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút C:

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 36

Page 37: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Tại nút D:

Đỉnh mái che cầu thang:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút D

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút D:

- Chân mái che cầu thang

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D

Do trọng lượng sàn truyền vào nút D

Do trọng lượng cầu thang truyền vào nút D:

Do trọng lượng tường xây mái che cầu thang truyền vào nút D

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút D

Tại nút E:- Đỉnh mái che cầu thang:

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E

Do trọng lượng sàn mái che cầu thang truyền vào nút E

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút E:

- Chân mái che cầu thang

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E

Do trọng lượng sàn truyền vào nút E

Do trọng lượng tường xây trên dầm trục E

Tổng tải trọng tĩnh tải tập trung tại nút E

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 37

Page 38: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

c) Tải trọng tập trung tác dụng vào đà kiềng

Chọn sơ bộ tiết diện dầm đà kiềng là: 200x400

Tải phân bố:Do trọng lượng tường xây trên dầm

Suy ra G = gt = 15.84 (kN/m)Tải tập trung

Tại nút A

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục A

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút A:

Tại nút B

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục B

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút B:

Tại nút C

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục C

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút C:

Tại nút D

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục D

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút D:

Tại nút E

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 38

Page 39: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục E

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc trục E

Do cầu thang

Suy ra tổng tải trọng tập trung tại nút E:

2. Hoạt tải Bao gồm hoạt tải đứng và hoạt tải ngang( gió)Hoạt tải đứng của công trình gồm hoạt tải ngắn hạn và hoạt tải dài hạn. Để gơn giản ta

nhập chung 2 thành phần để tính toán

Hoạt tải tác dụng lên khung cũng giống như tỉnh tải sàn theo diện truyền tải

a) Hoạt tải đứngTải trọng phân bố

Tầng 2-3-4-5

Tải do sàn truyền vàoNhịp AB dạng hình thang, trị số lớn nhất của đỉnh hình thang

Nhịp BC, CD dạng hình tam giác, trị số lớn nhất

Nhịp DE có dạng hình thang, trị số lớn nhất

Tầng thượngTải do sàn truyền vàoNhịp AB dạng hình thang, trị số lớn nhất của đỉnh hình thang

Nhịp BC, CD dạng hình tam giác, trị số lớn nhất

Nhịp DE có dạng hình thang, trị số lớn nhất

Tải trọng tập trung tại nút khungTầng 2,3,4,5

- Nút A: Hoạt tải do sàn truyền vào nút A

Nút B: Hoạt tải do sàn truyền vào nút B

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 39

Page 40: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

- Nút C:

Hoạt tải do sàn truyền vào nút C

- Nút D: Hoạt tải do sàn truyền vào nút D

Hoạt tải do cầu thang tryền vào nút DCầu thang tầng trệt:

Cầu thang tầng điển hình:

Vậy lực tập trung tại nút D ở tầng trệt do hoạt tải

Vậy lực tập trung tại nút D ở tầng điển hình do hoạt tải

- Nút E: Hoạt tải do sàn truyền vào nút E

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút E

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 40

Page 41: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

Vậy lực tập trung tại nút E do hoạt tải

Tầng thượng- Nút A:

Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút A

- Nút B:

Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút B

- Nút C:

Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút C

- Nút D: Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút D

Hoạt tải do cầu thang truyền vào nút D

Vậy lực tập trung tại nút D do hoạt tải:

- Nút E: Hoạt tải do sàn tầng thượng truyền vào nút E

b) Tải gióTải gió tác động lên công trình xem như truyền vào cột.Giá trị tiêu chuẩn tải gió được xác định như sau:

Trong đó:- c = 0,8: mặt đón gió; c = 0,6: mặt khuất gió- kz phụ thuộc vào độ cao và địa hình- W0 phụ thuộc phân vùng áp lực gió- B bề rộng đón gióTheo đề bài ta có:

- PVALG: IA → W0 = 0.65 (kN/m2) - Bề rộng đón gió 4,3m

Bảng tải gió tác động lên công trình

Độ cao(m) k Wo (kN/m2) c c’ n B W(kN/m2) W’(kN/m2)

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 41

Page 42: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

4.4 1.049 0.65 0.8 -0.6 1.2 4.3 2.815 -2.111

8 1.136 0.65 0.8 -0.6 1.2 4.3 3.048 -2.286

11.6 1.1992

0.65 0.8 -0.6 1.24.3 3.218 -2.413

15.2 1.242 0.65 0.8 -0.6 1.2 4.3 3.333 -2.499

18.8 1.278 0.65 0.8 -0.6 1.2 4.3 3.429 -2.572

21.9 1.3052

0.650.8

-0.6 1.2 2.15 1.751 -1.313

3. Các trường hợp tải trọng trong mô hìnhNhằm mục đích xác định các trường hợp gây bất lợi cho công trình ta cần tổ hợp tải trọng theo nhiều trường hợp khác nhau. Trong thuyết minh này có những trường hợp tải như sau:

1. Tĩnh tải (DL)

2. Hoạt tải chất đầy (LL1+LL2)

3. Hoạt tải cách tầng lẻ (LL1)

4. Hoạt tải cách tầng chẵn (LL2)

5. Hoạt tải cách nhịp lẻ (LL3)

6. Hoạt tải cách nhịp chẵn (LL4)

7. Gió trái (WL)

8. Gió phải (WR)

Tương ứng ta có các tổ hợp tải trọng:

1. 1DL + 1LL1 + 1LL2

2. 1DL + 1LL1

3. 1DL + 1LL2

4. 1DL + 1LL3

5. 1DL + 1LL4

6. 1DL + 1WL

7. 1DL + 1WR

8. 1DL + 0.9LL1 + 0.9LL2 + 0.9WL

9. 1DL + 0.9LL1 + 0.9LL2 + 0.9WR

10. 1DL + 0.9LL1 + 0.9WL

11. 1DL + 0.9LL1 + 0.9WR

12. 1DL + 0.9LL2 + 0.9WL

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 42

Page 43: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

13. 1DL + 0.9LL2 + 0.9WR

14. 1DL + 0.9LL3 + 0.9WL

15. 1DL + 0.9LL3 + 0.9WR

16. 1DL + 0.9LL4 + 0.9WL

17. 1DL + 0.9LL4 + 0.9WR

Tính toán cốt thép dầm:

Tương ứng với giá trị momen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán là tiết diện

chữ T

Xác đinh vị trí trục trung hòa

Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 – 0.5hf’)

M < Mf nên trục trung hòa qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật lớn.

Ta sử dụng các công thức sau:

Tương ứng với giá trị momen âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật nhỏ Ta sử dụng công thức sau:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

μmin = 0.05% ≤ μ = ≤ μmax = ξpl = 0.673 = 1.97%

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 43

Page 44: Thuyetminhdoan bt2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 GVHD: NGUYỄN TỔNG

SVTH: ĐINH TRỌNG HIẾU MSSV:12149039 TRANG 44