THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BTCT II ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD TS NGUYỄN HỮU ANH TUẤN MỤC LỤC A NỘI DUNG 2 B SỐ LIỆU THIẾT KẾ 2 I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2 I 1 HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI 2 I 2 CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG 4[.]
NỘI DUNG
Tính toán thiết kế khung phẳng BTCT toàn khối trục 3 Công trình là nhà ở tập thể 5 tầng
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI
Kết cấu khung là hệ thống các thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc khớp, tạo nên cấu trúc vững chắc và ổn định Trong đó, khung bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến rộng rãi vì đặc tính chịu lực tốt, đóng vai trò chủ yếu trong việc chịu lực của nhiều loại công trình xây dựng.
Có nhiều cách phân loại khung, theo phương pháp thi công người ta chia ra thành 2 loại:
Ưu điểm : Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt.
Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản.
Nhược điểm : Thi công phức tạp, khó cơ giới hóa.
Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi công chậm.
Ưu điểm : Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất lượng.
Thi công nhanh, dễ cơ giới hóa.
Nhược điểm : Độ cứng của kết cấu không lớn.
Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng.
Hệ khung trong nhà là một hệ không gian Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể tính khung phẳng hoặc khung không 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 vuông hoặc gần vuông, gió và các tải trọng ngang khác tác dụng theo phương bất kỳ, tạo ra các lực ngang đa chiều trên kết cấu Trong trường hợp này, khung nhà được tính toán như một hệ không gian để đảm bảo khả năng chịu lực và độ ổn định của công trình Phương pháp này giúp xác định chính xác các phản lực và ứng suất của khung nhà dưới tác động của các tải trọng gió đa hướng Việc thiết kế theo dạng hệ không gian là cần thiết để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho các công trình có mặt bằng vuông hoặc gần vuông.
Phương án lựa chọn: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI (tính theo khung phẳng)
2/Phương pháp thiết kế kết cấu sàn và mái
Sàn được đổ toàn khối với hệ khung, nhằm tăng độ cứng và độ vững chắc cho công trình Hệ khung được bổ sung dầm phụ cho các ô sàn có diện tích lớn giúp phân bổ tải trọng hiệu quả Mái nhà lợp tôn, kết cấu chịu lực chính gồm xà gồ và dầm xiên có độ dốc phù hợp để chống chịu thời tiết Mái consol vươn ra ngoài mặt bằng khoảng 1.0m, tạo điểm nhấn thẩm mỹ và bảo vệ công trình khỏi tác động của môi trường.
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) cần đảm bảo kích thước hình học và bố trí cốt thép phù hợp với sơ đồ tính toán để chịu lực hiệu quả Đảm bảo vùng bê tông chịu nén không bị ép vỡ và cốt thép neo vào nút không bị tuột là yếu tố quan trọng trong thiết kế Liên kết giữa cột và móng được xem như một ngàm tại mặt móng, góp phần tăng tính liên kết chắc chắn cho kết cấu.
2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 (tương đương M250)
- Cường độ chịu nén tính toán: Rb,5MPa
- Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt=0.9MPa
- Thộp nhúm AI cho loại đường kớnh ỉ ≤ 10(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS"5MPa; RSC"5MPa
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW5MPa
- Thộp nhúm AII cho loại đường kớnh ỉ ≥ 12(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS(0MPa; RSC(0MPa;
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW"5MPa
- Thộp nhúm AIII cho loại đường kớnh 10 ≤ ỉ ≥ 40(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS65MPa; RSC65MPa
3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN
Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo ô sàn có kích thước lớn nhất
- Kích thước ô sàn lớn nhất:
Ta có: sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai phương.
- Chiều dày bản sàn: chọn b Tiết diện dầm:
Chọn bd%0 mm Dầm BC:
Chọn bd%0 mm Dầm CD:
♦ Dầm mái: chọn: ; c Tiết diện cột:
+ Diện tích tiết diện cột sơ bộ theo công thức:
Trong đó: : Hệ số kể đến ảnh hưởng mômen trong cột.
; Với: n là số tầng. là diện tích truyền tải lên cột khung. đối với chung cư, tườ ng là vách gạch.
Để xác định kích thước tiết diện của cột, ta cần chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất, tức là cột nằm tại vị trí có các ô sàn xung quanh với diện tích sàn lớn nhất Phạm vi truyền tải của cột thể hiện trong mặt bằng và đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán kích thước tiết diện phù hợp, đảm bảo khả năng chịu lực và ổn định của cấu trúc.
HÌNH: DIỆN TÍCH CHỊU TẢI CỦA CỘT
BẢNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2
+ 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 bêtông cốt thép toàn khối hệ số
- Kiểm tra độ ổn định của cột biên (250x400) tầng 1:
Thõa mãn điều kiện về ổn định.
• Với các cột còn lại việc kiểm tra ổn định được thực thiện tương tự và thể hiện ở bảng sau:
BẢNG KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA CỘT hệ số
Tầng H(m) Kiểm tra Tầng H(m) Kiểm tra 0.7
Cột trục Tiết diện cột λ b Cột trục Tiết diện cột λ b
Như vậy ta chọn kích thước cột:
- Cột góc ở 5 tầng có tiết diện 250×250 mm
- Cột biên ở 5 tầng có tiết diện 250×300 mm
- Cột giữa ở 5 tầng có tiết diện 250×500 mm
HÌNH: MẶT BẰNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT
HÌNH: SƠ ĐỒ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3
4 LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG
Tính khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn của công trình ( phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn ).
Mô hình hóa kết cấu khung thành gồm các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm), liên kết cứng tại các nút để đảm bảo độ ổn định và khả năng chịu lực của cấu kiện Liên kết giữa cột và móng được thực hiện bằng ngàm tại mặt móng, giúp truyền tải tải trọng hiệu quả và tăng cường độ bền của toàn bộ hệ thống kết cấu Các phản lực và ứng suất trong kết cấu khung chịu ảnh hưởng từ các liên kết này, đảm bảo tính bền vững của công trình xây dựng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính toán bằng nhịp kiến trúc, ta có sơ đồ tính:
HÌNH: SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 3
TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
- Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995 : 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 công trình ” – PGS.PTS.Vũ Mạnh Hùng.
II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1 SÀN
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 xuyên tiếp xúc với nước ( sàn vệ sinh,…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp chống thấm.
: là chiều dày lớp thứ I (m);
: trọng lượng riêng của lớp thứ i ; : hệ số vượt tải;
: tải trọng tính tiêu chuẩn ;
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN PHÒNG Ở
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BAN CÔNG, LÔGIA
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN VỆ SINH
Tĩnh tải Mái tôn, xà gồ bằng gỗ
BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC SÀN
BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI CHO TỪNG BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH
TT Các lớp VL g tc
2 Vữa trát 2 mặt dày 30mm
TT Các lớp VL g tc
2 Vữa trát 2 mặt dày 30mm
II.3 TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:
Tường 200 phân bố đều trên dầm chính bao ngoài công trình:
Tường 100 phân bố đều trên dầm chính:
Tường 100 xây trên đà kiềng:
☼ Nhịp AB ở các tầng là hành lang nên không có tường xây bên trên.
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:
Lực tập trung tại nút C:
Lực tập trung tại nút D:
Nhịp A-B: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp B-C: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang và tường truyền vào dạng phân bố đều:
Nhịp C-D: 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:
HÌNH: SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3
Lực tập trung tác dụng lên nút khung
- Lực tập trung tại nút A:
- Lực tập trung tại nút B:
Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:
- Lực tập trung tại nút C:
- Lực tập trung tại nút D:
Lực phân bố trên dầm tầng:
Nhịp A-B: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp B-C: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang:
Nhịp C-D: do sàn S2 truyền vào dạng tam giác:
Hoạt tải trên mái đưa về phân bố đều:
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 1
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 2
HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 3
☼ Công trình có chiều cao H