Trần Thị Nguyên HảoTHUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN KẾT CẤU BTCT SỐ 2 KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng Lớp: XD19/A3Nhóm: N3-06 Công trình có thi
Trang 1Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN
BỘ MÔN KẾT CẤU BTCT SỐ 2 KHUNG NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng Lớp: XD19/A3Nhóm: N3-06
Công trình có thiết kế kiến trúc như các bản vẽ kèm theo, với số liệu kích thướcnhư sau:
Trang 2MỤC LỤC
1
VẬT LIỆU SỬ DỤNG : 4
2 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 4
2.1 Sơ bộ chiều dày sàn : 4
2.2 Sơ bộ tiết diện dầm khung 6
2.3 Sơ bộ tiết diện cột khung : 8
2.4 Sơ bộ bề dày tường : 9
3 XÁC DỊNH TẢI TRỌNG : 10
3.1 Tĩnh tải : 10
3.1.1 Sàn tầng (không có lớp chống thấm) : 10
3.1.2 Sàn nhà vệ sinh, ban công : 10
3.1.3 Tải trọng tường xây: 11
3.1.4 Tải trọng cầu thang : 12
3.2 Hoạt tải: 13
3.3 Tải trọng gió: 14
4 TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN : 18
4.1 Tĩnh tải (DEAD): 18
4.2 Hoạt tải (LIVE): 21
4.3 Tải trọng gió (WIND): 21
5 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VỚI TỪNG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG, TỔ HỢP NỘI LỰC: 22
6 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN 22
6.1 Đặc trưng vật liệu 22
6.2 Tính toán cốt thép dầm 23
6.2.1 Tính toán cốt thép dọc 23
6.2.2 Tính toán cốt đai 23
6.3 Tính toán cốt thép cột 24
6.3.1 Tính toán cốt thép dọc 24
6.3.2 Tính toán cốt thép đai 25
6.3.3 Tính toán đoạn neo cốt thép 26
Trang 3SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 2
Trang 47 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC D 26
7.1 Bảng kết quả tính toán cốt thép cột 27
7.2 Bảng kết quả tính toán cốt thép dầm 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 38
Trang 5Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
2 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN
2.1 Sơ bộ chiều dày sàn :
Trang 6 Chọn sàn dày h b =100 mm
Trang 7Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
2.2 Sơ bộ tiết diện dầm khung.
- Tiết diện dầm ngang:
Dầm liên kết với cột : nhịp 4600 mm, nhịp 2000 mm, nhịp 5000mm+ Nhịp 4600:
Trang 9Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Vậy tiết diện dầm dọc là (200x200), (200x400)mm và dầm
phụ (200x350)mm.
2.3 Sơ bộ tiết diện cột khung :
với N = q.S.n
Trong đó :
- k là hệ số kể tới ảnh hưởng momen trong cột
k = 1,1 đối với cột giữa
k = 1,2 đối với cột biên
k = 1,3 đối với cột góc
- q = g + p (kN/m2) là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên một m2 sàn
Công trình thuộc loại căn hộ, tường vách gạch số tầng là 5 nên dùng q =
Trang 11Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
2.4 Sơ bộ bề dày tường :
và bề rộng dầm đã chọn
Trang 123.1.2 Sàn nhà vệ sinh, ban công :
Đối với ô sàn vệ sinh, sàn ban công, sàn mái ngoài trọng lượng các lớp cấu tạotrên cộng thêm trọng lượng lớp chống thấm :
Trang 13Bê tông cốt thép sàn 0,1 1,1 25 2,5 2.75
Trang 14Vữa tô 0,02 1,2 18 0,36 0,43
và tạo độ dốc
3.1.3 Tải trọng tường xây:
Trang 15SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 11
Trang 163.1.4 Tải trọng cầu thang :
Xét trường hợp nguy hiểm nhất là cầu thang luôn chất đầy tải
Trang 17SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 12
Trang 182 Vưa lot 18 0,02 1,2 0,36 0,43
BTCT
Ta có: ptc = 3 kN/m2 ; n = 1,2.(Theo TCVN 2737 – 1995)
Vậy hoạt tải tính toán là:ptt = ptc.n = 3.1,2 = 3,6 (kN/m2)
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn chiếu nghỉ (không kể tải trọng bản sàn)
Giá trị tính toán (daN/m2)
Trang 19SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 13
Trang 20W = Wc n c k BTrong đó:
- Wc: giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam
Chọn thời gian sử dụng giả định của công trình là 50 năm → n = 1,2
gió
Trang 21SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 14
Trang 22c = -0,6 đối với mặt phẳng hút gió.
Đối với nhà có mái dốc hai phía, hệ số khí động c được xác định theoTCVN 2737-1995, cụ thể như sau:
không quá 1,5m (bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, cánh đồng…)
cao không quá 10m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trấn, làng mạc…)
Trang 23Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Tính toán áp lực gió ở mái:
Công trình đề cho có chiều cao H=14,05m và L=8,9m, α=21,8°(độ dốc 40%), gió), giótheo phương Y:
Trang 25Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Áp lực gió theo phương Y tác dụng lên mái:
Tính áp lực gió tác dụng lên tường đầu hồi
Áp lực gió theo phương X tác dụng lên tường đầu hồi của mái chính được tính gần đúng theo công thức sau:
Trang 27Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Với: B=(1
4 TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN :
CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI NHẬP VÀO MÔ HÌNH TÍNH KHUNG
TĨNH TẢI (DEAD)
- - Trọng lượng bản thân
- - Phần tải dài hạn của hoạt tải
Lưu ý: khi tính khung phẳng chỉ có tải GIÓ X, GIÓ -X.
4.1 Tĩnh tải (DEAD):
cấu (SAP2000) tự động tính toán
Trang 28- Giá trị tải thường xuyên = Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn + Phần dài hạn của hoạt tải.
trên xuống
Sàn:
Giá trị tính toán (daN/m2)Loại phòng
Phòng ănPhòng kháchPhòng vệ sinh
Phòng tắmPhòng ngủ(kiểu căn hộ)
Trang 29SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 19
Trang 30Giá trị tính toán (kN/m 2 )
Lây 0,5 kN/m (bao gồm lan can kính, tây vịn, các thanh đứng inox…)
Trang 31Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
4.2 Hoạt tải (LIVE):
Giá trị tính toán (daN/m2)Loại phòng
Phầnngắn hạn
Phòng ănPhòng kháchPhòng vệ sinh
156
Phòng tắmPhòng ngủ(kiểu căn hộ)
4.3 Tải trọng gió (WIND):
Trang 33Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
5 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VỚI TỪNG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG, TỔ HỢP NỘI LỰC:
hợp đặc biệt:
tạm thời ngắn hạn Tổ hợp tải trọng cơ bản nếu có từ hai hoạt tải tạm thời trở lênthì phải nhân với hệ số 0,9
và tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt
(vì không có tải trọng đặc biệt)
Trang 346.1 Đặc trưng vật liệu
- Bê tông: cấp độ bền bê tông B20 có: R b =11.5Mpa, R bt =0.9Mpa
R bt,ser = 1.4Mpa, R b,ser =15Mpa,
sàn hoặc tang cấp độ bền bê tông
c Tính ξ=1−√ 1−2 α m ( chiều cao tương đối của vùng bê tông chịu nén)
Điều kiện tính toán:
Trang 35Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Trong đó:
- φ b 3=0.6 : đối với bê tông nặng
- φ f =0 : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén
≤α 1.3 : hệ số xét ảnh hưởng cốt đai
( Với s là khoảng cách cốt đai)
- φ b 1 =1−0.01 γ b R n: Hệ số xét đến ảnh hưởng của bê tông đối với vùng bê tông nặng
Tính cốt đai chịu cắt cho dầm:
+ Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất:
s≤α 4 φ b2 (1+φ f +φ n ) R bt bh
2
o n R sw a sw
Q2
+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai tính theo bê tông chịu cắt nhằm đảo bảo cho tiết
diện nghiêng cắt qua một lớp cốt đai:
-Cạnh h: cạnh theo phương uốn
Trang 36=> Xem như cột chịu nén đúng tâm
-Độ lệch tâm tĩnh học:
n
{ L }600
- φ b 3=0.6 : đối với bê tông nặng
- φ f =0 : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén
×
A sw
≤α 1.3 : hệ số xét ảnh hưởng cốt đai
( Với s là khoảng cách cốt đai)
- φ b 1 =1−0.01 γ b R n: Hệ số xét đến ảnh hưởng của bê tông đối với vùng bê tông nặng Tính cốt đai chịu cắt cho dầm:
+ Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất:
s≤α 4 φ b2 (1+φ f +φ n ) R bt bh
2
o n R sw a sw
Q2
Trang 37SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 25
Trang 38+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai tính theo bê tông chịu cắt nhằm đảo bảo cho tiết diện nghiêng cắt qua một lớp cốt đai:
6.3.3 Tính toán đoạn neo cốt thép
Theo mục 8.5 TCXDVN 5574:2012, đoạn neo cốt thép l an được xác định theo công thức sau:
R s : cường độ tính toán của cốt thép
R b : cường độ tính toán của bê tông
+ Đoạn neo cốt thép:
Trang 39Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
Chịu kéo trong bê tông chịu kéo:
Trang 40
-Tiết diện
8D16
hợp
Trang 41lý
-Tiết diện
8D16
hợp
8 11
lý
-Tiết diện
Trang 42
-Tiết diện
lý
-Tiết diện
4D16
3
Trang 43
-Tiết diện
Trang 44diện hợp
8
lý
-Tiết diện
Trang 45COMB3 0,0 277,7 0,45 -22,07 2380 250 250 50 LTL 0,467 132 1,70 2,50 0,40
hợp
7 8
lý
-Tiết diện
Trang 46
-Tiết diện
lý
-Tiết diện
Trang 47COMB5 3,5 -97,94 26,66 4,92 2520 250 250 50 LTL 1,671 123 10,07 10,07 1,61
diện
6D16 hợp
lý
-Tiết diện
4D16
hợp
4 9
lý Tiết
diện
4D16 hợp
lý
Trang 48hợp
5 19
lý
-Tiết diện
hợp
Trang 49lý Tiết
diện
4D16 hợp
lý
diện hợp
Trang 50SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 33
Trang 51Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo
7.2 Bảng kết quả tính toán cốt thép dầm
Trang 57SVTH: Nguyễn Lê Phúc Phượng Hoàng 37
Trang 58TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1 Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép phần 2 Kết cấu công trình- Trần Thị Nguyên Hảo (Chủ biên)
2 Tính toán tiết diện cột BTCT – GS Nguyễn Đình Cống
3 Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép tập 1 – GS Nguyễn Đình Cống
4 Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép tập 2 – GS Nguyễn Đình Cống
5 Kết cấu bê tông cốt thép 1 – Võ Bá Tầm
6 Kết cấu bê tông cốt thép 2 – Võ Bá Tầm
7 TCVN 5574 – 2012 ( Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép)
8 TCVN 2737 – 1997 ( Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế )
Trang 59Đồ án Bê tông cốt thép 2 GVHD: Ths Trần Thị Nguyên Hảo