(Đồ án hcmute) chuyên đề tốt nghiệp 1,2,3

10 Bảng 5: Các trường hợp tải trọng tính toán... - Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: + Trọng lượng bản thân công trình.. + Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

MSSV: 16349029

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc

KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS LÊ ANH THẮNG

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Trang 3

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 6

I/ Giới thiệu chung: 6

II/ Tải trọng tác động: 6

II.1/ Tải đứng: 6

II.1.1/ Tĩnh tải: 6

II.1.2/ Hoạt tải: 6

II.2/ Tải ngang: 6

III/ Phương án thiết kế: 6

IV/ Vật liệu sử dụng: 6

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN 8

I/ Tính toán sơ bộ tiết diện: 8

II/ Tải trọng: 9

II.1/ Tải trọng thường xuyên do các lớp sàn: 9

II.2/ Tải trọng thường xuyên do tường xây: 9

II.3/ Hoạt tải tác dụng lên sàn: 10

III/ Xác định nội lực bằng Phương pháp PTHH 10

III.1/ Xác định nội lực 11

III.2/ Chia dãy, gán tải, mesh sàn 12

III.3/ Giá trị nội lực của bản sàn: 16

IV/ Tính toán và bố trí thép cho các ô sàn: 18

V/ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2016 21

V.1/ CÁC BƯỚC KHAI BÁO TRONG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SAFE 2016 21

V.2/ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2016 27

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG 29

I/ Cấu tạo cầu thang: 29

II/ Tính toán – thiết kế bản thang: 29

II.1/ Tải trọng: 29

II.2/ Tĩnh tải: 29

II.3/ Hoạt tải: 31

II.4/ Sơ đồ tính và nội lực: 31

II.5/ Tính toán và bố trí cốt thép: 36

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ KHUNG 38

I/ Sơ bộ tiết diện cột: 38

II/ Tính toán tải trọng: 39

II.1/ Tĩnh tải 39

II.1.1/ Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn: 39

II.1.2/ Tải tường: 39

II.2/ Hoạt tải 40

II.3/ Tính toán tải gió: 40

II.3.1/ Cơ sở lý thuyết: 40

Trang 4

II.3.2/ Tính toán tải gió tĩnh: 42

III/ Tổ hợp tải trọng: 42

III.1/ Các trường hợp tải trọng: 42

III.2/ Tổ hợp nội lực từ các trường hợp tải: 43

IV/ Mô hình khung vào ETABS: 43

V/ Tính toán cốt thép dầm khung: 47

V.1/ Nội lực khung: 47

V.2.1/ Tính toán cốt thép dọc 51

V.2.1.1/ Lý thuyết tính toán 51

V.2.1.2/ Ví dụ tính toán: Tính cốt thép dầm B12 – STORY 1 – TRỤC X4 51

V.2.1.3/ Tính toán cốt thép cho các dầm còn lại: 52

V.3/ Tính toán thép đai: Error! Bookmark not defined VI/ Tính toán cốt thép cột cho khung: 64

VI.1/ Tính toán thép dọc trong cột: 64

VI.1.1/ Nguyên tắc tính toán: 64

VI.1.2/ Nội lực tính toán cốt thép dọc cho cột: 64

VI.1.3/ Cơ sở lý thuyết: 65

VI.1.4/ Tính toán cụ thể: cột C17 - Tầng 1 – TRỤC Y3 67

VI.2/ Tính thép đai cho cột 76

VI.2.1/ Cơ sở lý thuyết tính toán: 76

VI.2.2/ Một số yêu cầu về cấu tạo và bố trí cốt đai: 76

VI.2.3/ Tính toán cụ thể cột C17 Tầng 2 77

MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn 9

Bảng 2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh 9

Bảng 3: Tải trọng tường ngăn 10

Bảng 4: Hoạt tải tác dụng 10

Bảng 5: Các trường hợp tải trọng tính toán 10

Bảng 6: Bảng tính toán cốt thép sàn 18

Bảng 7: Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang 30

Bảng 8: Kết quả tính thép 36

Bảng 9: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn 39

Bảng 10: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh 39

Bảng 11: Tải trọng tường ngăn 40

Bảng 12: Hoạt tải tác dụng 40

Bảng 13: Đặc điểm công trình 40

Bảng 14: Tính toán cốt thép cho dầm B12 - TRỤC X4 53

Trang 5

Bảng 18: Tính toán cốt thép cho dầm B11 - TRỤC X4 Error! Bookmark not defined Bảng 18: Tính toán cốt thép cho dầm B16 - TRỤC X4 57

Bảng 19: Tính toán cốt thép cho dầm B8 - TRỤC Y3 59

Bảng 24: Số liệu tính toán 67

Bảng 25: tra độ mãnh 69

Bảng 26: Tính toán cốt thép cho CỘT C5 – TRỤC X4 70

Bảng 31: Tính toán cốt thép cho CỘT C2 – TRỤC Y3 73

Bảng 35 :Nội lực: COMBO1: 77

MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Mặt bằng tầng điển hình Error! Bookmark not defined Hình 2: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE 11

Hình 3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X 12

Hình 4:Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y 13

Hình 5: Mesh sàn 13

Hình 6: Gán tĩnh tải cho sàn 14

Hình 7: Gán hoạt tải cho sàn 15

Hình 8: Chuyển vị của sàn do Tổ hợp 2 chuyển vị 15

Hình 9: Moment theo phương X 16

Hình 10: Moment theo phương Y 17

Hình 11: Cấu tạo bản thang 17

Hình 12: Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ 18

Hình 13: Tĩnh tải cầu thang 32

Hình 14:Hoạt tải cầu thang 32

Hình 15: Nội lực cầu thang 33

Hình 16: Các kí hiệu phần tử trong mô hình ETABS 27

Hình 17: Tiết diện khung trục X3 28

Hình 18: Tiết diện khung trục Y2 29

Hình 19: Biểu đồ bao moment trục X3 30

Hình 20: Biểu đồ bao moment trục Y2 31

Hình 21: Biểu đồ lực cắt trục X3 32

Trang 6

Hình 22: Biểu đồ lực cắt trục Y2 33 Hình 23: Bố trí thép đai cột 77

Trang 7

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung:

- Tên công trình: Văn phòng

- Địa chỉ công trình: Vũng Tàu

- Quy mô công tình

+ Công trình bao gồm: 1 tầng trệt, 7 tầng lầu, 1 mái BTCT, mỗi tầng cao 3.5 m

+ Chiều cao công trình: 28 m tính từ mặt đất tự nhiên

- Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân công trình

+ Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

II.1.2/ Hoạt tải:

- Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng (Theo TCVN 2737 : 1995 - Tải trọng và tác động)

II.2/ Tải ngang:

- Công trình được đặt tại Thành Phố Tân An - Tỉnh Long An nên có phân vùng áp lực gió là IIA

III/ Phương án thiết kế:

- Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, mặt bằng từ đề bài, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau:

 Cốt thép

- Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10)

Trang 8

 Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa

- Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10)

Trang 9

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN I/ Tính toán sơ bộ tiết diện:

- Chiều dày bản sàn có thể chọn sơ bộ theo công thức sau:

Trang 10

II/ Tải trọng:

II.1/ Tải trọng thường xuyên do các lớp sàn:

Bảng 1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn

Cấu tạo sàn

thường

Bề dày (m)

Trọng lượng riêng (kN/m3)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m2)

Hệ số tin cậy

n

Tĩnh tải tính toán (kN/m2)

Bảng 2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh

Cấu tạo sàn

thường

Bề dày (m)

Hệ số tin cậy

n

II.2/ Tải trọng thường xuyên do tường xây:

- Ta quy tải trọng tường ngăn thành tải phân bố đều trên các dầm ảo Tải trọng do tường ngăn gây ra:

Trang 11

h : chiều cao tường ht = 3.1 (m)

Bảng 3: Tải trọng tường ngăn

II.3/ Hoạt tải tác dụng lên sàn:

- Hoạt tải tác dụng lên sàn được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Hệ số vượt tải n, đối với tải trọng phân bố đều trên sàn xác định theo điều 4.3.3 tiêu chuẩn TCVN 2737:1995

III/ Xác định nội lực bằng Phương pháp PTHH

- Dưới tác động của tải trọng ngang, nội lực xuất hiện trong sàn không đáng kể (tải trọng ngang được truyền vào lỏi cứng), nội lực trong sàn xuất hiện chủ yếu do tải trọng đứng Do đó, khi tính toán sàn, không nhất thiết phải tính đến ảnh hưởng của tải trọng ngang, mà chỉ xét các trường hợp tải trọng đứng

Bảng 5: Các trường hợp tải trọng tính toán

Trang 12

III.1/ Xác định nội lực

Hình 1: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

Trang 13

III.2/ Chia dãy, gán tải, mesh sàn

 Để đơn giản trong việc xác định nội lực bản sàn, ta chia sàn thành những dãy theo hai phương X và Y, có 2 loại:

 Dãy trên cột (Column Strip) với bề rộng bằng 1m

 Dãy giữa nhịp (Middle Strip) với bề rộng bằng 1m

Hình 2: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X

Trang 14

Hình 3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y

Hình 4: Mesh sàn

Trang 15

Hình 5: Gán tĩnh tải cấu tạo cho sàn

Trang 16

Hình 6: Gán tải tường

Trang 17

Hình 9: Gán hoạt tải từ 2kN/m2 trở lên

III.3/ Giá trị nội lực của bản sàn:

Hình 10: Moment theo phương X

Trang 18

Hình 11: Moment theo phương Y

Trang 19

IV/ Tính toán và bố trí thép cho các ô sàn:

Bảng 6: Bảng tính toán cốt thép sàn

(mm2)

b (mm)

Trang 22

S4bc M

2.3 230 96.6

V/ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2016

- Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực, dẫn tới giảm độ cứng tiết diện và làm tăng

độ võng

- Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng như tác

như sau:

f = f1 - f2 + f3

Trong đó:

Với kết cấu sàn làm việc theo hai phương, việc tính võng chỉ tiện trong thực hành khi dùng phương pháp PTHH có kể đến các yếu tố trên khi tính biến dạng Dùng chương trình SAFE 2016

để tính toán độ võng trong thiết kế công trình là phù hợp với sự làm việc thực tế của công trình

- Tải trọng: để tính toán võng thông thường đưa vào các trường hợp tải sau:

+ DEAD: chỉ kể đến trọng lượng bản thân (Self Weight Multiplier = 1)

+ SDEAD: trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn (Superimpose), và tải trọng phụ thêm + LIVE: hoạt tải tác dụng lên sàn Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải cũng có thành phần tác dụng dài hạn, thường chiếm 20%-30% giá trị của hoạt tải toàn phần Để thuận tiện và đơn giản hóa việc khai báo tải trọng vào chương trình ta dùng hệ số 0.3 cho thành phần dài hạn của hoạt tải

V.1/ CÁC BƯỚC KHAI BÁO TRONG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SAFE 2016

- Mô hình sử dụng cùng các đặc trưng hình học, vật liệu và tải trọng

- Kể đến tác dụng của vết nứt: Crac king Analysis Options: Quick Tension

Trang 23

- Rebar Specification: Cốt thép bố trí theo thiết kế

- Phương pháp tính độ cứng sau khi nứt Modulus of Rupture

Trang 24

- Kể đến tác dụng dài hạn: dùng hai đặc trưng là Creep Coefficient (CR) cho từ biến và

Shrinkage Strain (SH) cho co ngót Theo mục 7.3 tiêu chuẩn BS 8110 – 1985 part 2 ,

4.8.5.2 BS 8110 – 1997 part 1 và mục 4.8.4 BS 8110 -1997 với các điều kiện: thời gian dài hạn, nhiệt độ và độ ẩm môi trường : CR=1.8 và SH= 0.0003

- Các tổ hợp tính võng: Define trong Load Cases

+ f1 = 1*TTBT+1*SDEAD+1*LIVE

(tải trọng ban đầu là tải tiêu chuẩn)

(độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng)

Trang 25

Với Analysis Type là Nonlinear (Cracked)

Trang 26

+ f3 = 1*DEAD+1*SDEAD+0.3*LIVE

(độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn)

Với Analysis Type là Nonlinear (Longterm Cracked);

CR = 1.8 và SH = 0.0003

- Kết quả, khai báo tổ hợp tải để xem độ võng thực tế:

+ f = f1 - f2 + f3

Trang 28

V.2/ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2016

- Độ võng toàn phần:

f = 1.22 cm

Trang 30

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG

I/ Cấu tạo cầu thang:

- Vế thang 1 và 3 có 10 bậc thang, mỗi bậc có kich thước: L H 300 160 mm  

- Sữ dụng cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán và thiết kế

 Đối với bản thang:

Hình 12: Cấu tạo bản thang

- Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên:

Trang 31

Bảng 7: Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang

Lớp cấu tọa Trọng lượng riêng

(kN/m3)

Chiều dày thực tế (m)

Chiều dày tương đương (m)

Hệ số vượt tải

n

 Đối với bản chiếu nghỉ:

Hình 13:Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

- Tải trọng lên bản chiếu nghỉ:

Bảng 8: Tải trọng lên chiếu nghỉ

(m)

Hệ số tin cậy

n

Trang 32

II.3/ Hoạt tải:

- Đối với bản chiếu nghỉ:

II.4/ Sơ đồ tính và nội lực:

- Các vế thang đối xứng nên ta chỉ tính một vế

- Cắt một dãy có bề rộng b = 1m để tính

- Xét tỷ số hd/hs: (hd/hs = 3.3 >3)

 Nếu hd/hs <3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là khớp;

 Nếu hd/hs ≥ 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là ngàm;

Trên đây là quan niệm tính trong một số sách giáo trình tham khảo Tuy nhiên trên thực tế tính toán cầu thang có một số bất cập trong sơ đồ tính toán như sau:

 Trong kết cấu bê tông toàn khối thì không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên

kết khớp tuyệt đối Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ là liên kết bán trung gian giữa liên kết ngàm và khớp; nó phụ thuộc vào độ cứng tương quan giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ, nếu hd/hs <3 thì gần là liên kết khớp và ngược lại

 Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là ngàm thì dẫn

đến thiếu thép bụng và dư thép gối



 Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là khớp thì dẫn

thiếu thép gối) và trở dần về sơ đồ khớp Tuy nhiên trong thực tế thì nếu cầu thang bị nứt tại gối thì dẫn đến các lớp gạch lót sẽ bong nên không cho phép nứt cầu thang trong thiết kế

 Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột và dầm được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc

lập được thi công sau cùng Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và dầm thang (việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường)

 Cầu thang bộ là một trong những hệ thống giao thông đứng trong công trình, khi xảy ra sự cố

bất thường như cháy nổ, hoả hoạn, động đất… thì nơi đây chính là lối thoát hiểm duy nhất, và khi đó tải trọng sẽ có thể tăng hơn những lúc bình thường rất nhiều, vì thế tính an toàn của cầu thang cần được đảm bảo tối đa

Từ những phân tích trên, đảm bảo khả năng sử dụng khi công trình chịu tải bất lợi nhất, cũng như đảm bảo tính thẩm mỹ của cầu thang trong giai đoạn sử dụng Sinh viên chọn sơ đồ 2 đầu ngàm không hoàn toàn để tính toán nhưng vẫn bố trí thép cấu tạo trên gối để chống nứt cho cầu thang

Trang 33

- Sơ đồ tính:Vế 1

Hình 14: Tĩnh tải cầu thang

Hình15: Hoạt tải cầu thang

Trang 34

Hình 16: Nội lực cầu thang

Kiểm tra lại trường hợp 2 đầu gối cố định

Trong quá trình làm việc của kết cấu cần kiểm tra các trường hợp có thể xảy ra, giả sử nếu liên kết 2 đầu là gối cố định thì sẽ xuất hiện mômen âm ở chỗ gãy khúc, nếu thép bố trí không đủ sẽ gây nứt kết cấu do đó trong đồ án sinh viên kiểm tra lại tại vị trí này cho trường hợp liên kết 2 đầu là gối cố định

Hình 17: Sơ đồ tính và momen bản thang với 2 gối cố định (Đơn vị: kN-m)

Trang 35

Dầm D1 ( dầm chiếu nghỉ)

Hình 18: Phản lực gối tựa của bản thang

Tải trọng tác dụng gồm tải trọng bản thân và phản lực do bản chiếu nghĩ truyền vào:

Trang 37

- Tính toán cốt thép cầu thang:

+ Trình tự tính toán như sau:

- Thép cấu tạo theo phương ngang chọn Ø6a200

Thép ở gối lấy cấu tạo chọn 2 Ø 16

Trang 38

Khả năng chịu cắt của bê tông:

Qb ≥ Qbmin = φb3(1+φn+ φf)Rbt.b.h0 = 0.6 × 0.9 × 200 × 360 ×10-3 = 38.00 (kN)

Qbmin <Q1max = 103.19 (kN)

Để an toàn ta cần phải bố trí cốt thép đai

Khoảng cách lớn nhất của cốt đai để đảm bảo không có khe nứt xiên chỉ qua bê tông:

3 0

Vì Q = 110.95 > Qmax = 103.19 (kN) nên cốt đai đã chọn đủ lực cắt

Với các phần còn lại của cấu kiện chọn a = 250 (mm)

Trang 39

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ KHUNG

I/ Sơ bộ tiết diện cột:

- Kích thước tiết diện cột thường được chọn trong giai đoạn thiết kế cơ sở,được dựa vào kinh nghiệm thiết kế,dựa vào các kết cấu tương tự hoặc cũng có thể tính toán sơ bộ dựa vào lực nén N được xác định một cách gần đúng

- Diện tích tiết diện cột là Ac:

c

b

k NA

R



 Trong đó:

k: là hệ số kể đến ảnh hưởng của momen,

si: Diện tích truyền tải của sàn vào cột

qi: Lấy theo kinh nghiệm như sau: chung cư (10÷15) kN/m2, Chọn 12kN/m2

Kêt quả chọn sơ bộ tiết diện được trình bày như bảng sau

Bảng 10: Sơ bộ tiết diện cột

Trang 40

II/ Tính toán tải trọng:

II.1/ Tĩnh tải

II.1.1/ Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn:

Bảng 9: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn

Cấu tạo sàn

thường

Bề dày (m)

Hệ số tin cậy

n

Hệ số tin cậy

n

II.1.2/ Tải tường:

- Ta quy tải trọng tường ngăn thành tải phân bố đều trên các dầm ảo Tải trọng do tường ngăn gây ra:

Tiêu đề	Chuyên đề Tốt nghiệp 1,2,3
Tác giả	Nguyễn Việt
Người hướng dẫn	TS. Lê Anh Thắng
Trường học	Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	132
Dung lượng	3,69 MB