Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế chung cư Phú Mỹ Hưng

Xác định sơ bộ kích thước dầm nắp và dầm đáy Chiều cao của dầm được chọn sơ bộ theo công thức  md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng.. Sơ đồ tính Để đơn giản tính

Sau nhiều năm học tập và rèn luyện dưới mái trường thân yêu Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp HCM Em đã được quý thầy cô bộ môn cũng như trong khoa Xây Dựng Công Trình đã chỉ bảo và truyền đạt kiến thức rất nhiều từ chuyên môn cũng như kinh nghiệm trong nghề tạo điều kiện cho em có dịp làm đồ án tốt nghiệp KSXD

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, được sự quan tâm và giúp đỡ của quý thầy Trương Quang Thành đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho em rất nhiều từ kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm làm bài giúp em hiểu rõ nhiều vấn đề và hoàn thành đồ án tốt nghiệp KSXD

Tuy quá trình làm đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi nhiều sai xót cũng như kiến thức còn hạn chế, kính mong quý thầy cô chỉ bảo và giúp đỡ nhiều hơn

Em chân thành cảm ơn quý thầy cô trong ban lãnh đạo nhà trường, khoa xây dựng công trình, thầy cô bộ môn cũng như thầy hướng dẫn Trương Quang Thành đã tạo điều kiện cho em có dịp hoàn thành đồ án tốt nghiệp KSXD Một lần nữa em xin bày tỏ lòng cảm ơn đến quý thầy cô rất nhiều, kính chúc quý thầy cô năm mới nhiều sức khỏe, hạnh phúc, an khang thịnh vượng và thành đạt

Sinh viên thực hiện



Nguyễn Văn Minh LỜI CẢM ƠN



MỤC LỤC NỘI DUNG

LỜI CẢM ƠN

PHẦN I: KIẾN TRÚC 1

SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH 2

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ QUY HOẠCH 4

PHẦN II: KẾT CẤU 6

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH 7

PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC 7

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 10

2.1 PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC 10

2.2 LỰA CHỌN SỢ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN 11

2.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN 12

2.4 TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN 13

2.5 TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG SÀN 20

2.6 BỐ TRÍ THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (BVKC 01) 21

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 22

3.1 KIẾN TRÚC CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 22

3.2 TÍNH TOÁN BẢN THANG 23

3.3 TÍNH TOÁN DẦM THANG 27

3.4 BỐ TRÍ THÉP CẦU THANG BỘ (BVKC 02) 34

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI 35

4.1 CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI 35

4.2 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN HỒ 36

4.3 TÍNH BẢN NẮP 37

4.4 TÍNH BẢN THÀNH 39

4.5 TÍNH BẢN ĐÁY 42

4.6 TÍNH TOÁN CÁC DẦM HỒ NƯỚC MÁI 45

4.7 BỐ TRÍ THÉP HỒ NƯỚC MÁI (BVKC 03) 53

CHƯƠNG 5 : XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN 54

5.1 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 54

5.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH 54

5.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 55

5.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÔNG TRÌNH 58

5.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC 2 61

5.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC 2 68

5.7 BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2 (BVKC 04-05-06) 76

PHẦN III : NỀN MÓNG 77

CHƯƠNG 6 : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN, PHÂN TÍCH VÀ

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP BTCT ĐÚC SẴN 83

7.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG 83

7.2 TÍNH THÉP CHO CỌC 83

7.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU 85

7.4 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN 85

7.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC 88

7.6 XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO ĐÀI CỌC 89

7.7 KIỂM TRA PHẢN LỰC ĐẦU CỌC 89

7.8 KIỂM TRA ÁP LỰC DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 89

7.9 DỰ TÍNH ĐỘ LÚN 91

7.10 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐÀI CỌC 91

7.11 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 93

7.12 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI BÈ (KHU VỰC THANG MÁY VÀ CẦU THANG) 97

7.13 BỐ TRÍ CỐT THÉP CỌC ÉP (BVNM 01-02) 110

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 111

8.1 SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 111

8.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 112

8.2.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG 112

8.2.2 TÍNH THÉP CHO CỌC 112

8.2.2.1 CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT MŨI CỌC, ĐƯỜNG KÍNH CỌC CHIỀU SÂU ĐẶT CỌC 112

8.2.2.2 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 112

8.2.2.3 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ TIẾT DIỆN ĐÀI CỌC 116

8.2.2.4 KIỂM TRA ĐỘ LÚN 118

8.2.2.5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐÀI CỌC 121

8.2.2.6 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 122

8.2.3 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ĐÀI BÈ (KHU VỰC THANG MÁY VÀ THANG BỘ) 126

8.2.3.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG 126

8.2.3.2 TÍNH THÉP CHO CỌC 127

8.2.3.2.1 CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT MŨI CỌC, ĐƯỜNG KÍNH CỌC CHIỀU SÂU ĐẶT CỌC 127

8.2.3.2.2 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 127

8.2.3.2.3 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ TIẾT DIỆN ĐÀI CỌC 131

8.2.3.2.4 KIỂM TRA ĐỘ LÚN 134

8.2.3.2.5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐÀI CỌC 136

8.2.3.2.6 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 139

8.2.4 BỐ TRÍ CỐT THÉP CỌC KHOAN NHỒI (BVNM 03-04) 143

CHƯƠNG 9: SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 144

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI

Hồ nước mái cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ tòa nhà và phục vụ công tác cứu hỏa khi cần thiết

Xác định dung tích hồ nước mái

 Số người sống trong chung cư: 6 người x 8 hộ x 11 tầng = 528 người

 Nhu cầu dùng nước sinh hoạt: 200 lít/người/ngày-đêm

 Lượng nước sinh hoạt cần thiết: Qsh = 528 x 0.2 = 105.6m3 /ngày-đêm

 Lượng nước dự trữ cho chữa cháy Qcc lấy bằng 10% lượng nước cần cho sinh hoạt

 Lượng nước cần cung cấp: Q = Qsh + Qcc = 105.6+10.56 = 116.2 (m3) Dựa vào nhu cầu sử dụng, ta bố trí hồ nước mái trên sân thượng

 Thể tích hồ nước mái là: V = 9 x 9 x 2 = 162 (m3)

Hình 4.2 Mặt bằng phân loại ơ sàn và hệ dầm bản đáy hồ nước mái

4.2 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN HỒ NƯỚC MÁI

4.2.1 Xác định sơ bộ chiều dày bản nắp, bản thành và bản đáy

Chiều dày bản được chọn sơ bộ theo công thức

s b

m

Dl

h  Trong đó

 D = 0.8 - 1.4: hệ số phụ thuộc tải trọng

 ms = 30 - 35: đối với sàn làm việc 1 phương

 ms = 40 - 45: đối với sàn làm việc 2 phương

 l: độ dài cạnh ngắn của ô sàn

Bảng 4.1 Xác định sơ bộ chiều dày ô bản

(m)

htính(m)

hchọn (cm)

4.2.2 Xác định sơ bộ kích thước dầm nắp và dầm đáy

Chiều cao của dầm được chọn sơ bộ theo công thức

 md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

 md = 8 - 12: đối với hệ dầm chính, khung một nhịp

 md = 12 - 16: đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp

 md = 16 - 20: đối với hệ dầm phụ

1 ( 



Bảng 4.2 Xác định sơ bộ kích thước dầm nắp và dầm đáy

Tên cấu kiện ld (m) md Tiết diện dầm (cm)

4.2.3 Xác định sơ bộ kích thước cột

Chọn sơ bộ tiết diện cột C1: 30 x 30(cm), C2: 30 x 30(cm)

4500 2 bản nắp thuộc loại bản kê

4 cạnh Sơ đồ tính là ngàm bốn cạnh thuộc sơ đồ 9

Hình 4.3 Sơ đồ tính bản nắp

gtc(daN/m2) n

gtt(daN/m2)

 Tải trọng tồn phần

qbn = gtt bn+ ptt = 356.9 + 97.5 = 454.4 (daN/m2)

4.3.3 Nội lực

Giả thiết tính tốn

 Ơ bản được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến sự ảnh hưởng của ơ bản bên cạnh

 Ơ bản được tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính tốn là khoảng cách giữa hai trục dầm

 Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính tốn

M2 = m92.P = 0.0179 x 9201.6 = 164.71(daNm)

MII = k92.P = 0.0417 x 9201.6 = 383.71(daNm)

4.3.4 Tính toán cốt thép

Giả thiết tính toán

 a = 1.5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo

 ho = h – a = 10 – 1.5 = 8.5: chiều cao có ích của tiết diện

Các bước tính toán cốt thép

2

0

m b

M

a 

 

Bảng 4.4 Đặc trưng vật liệu

Rb

(daN/cm2)

Rbt(daN/cm2)

Eb(daN/cm2) xR

Rs(daN/cm2)

Rsc(daN/cm2)

Es(daN/cm2)

ho (cm) am x Astt

(cm2)

Chọn thép

µ% Nhận xét

Fgc = 1.5Fc = 1.5 x (4Ф6) = 1.5 x 1.13 = 1.695 (cm2)

Chọn thép gia cường là: 2Ф12 có Fgc = 2.26 (cm2) cho mỗi phương

Đoạn neo có chiều dài: lneo ≥ 30Ф =30 x 12 = 360(mm), chọn lneo = 400(mm)

4.4 BẢN THÀNH

4.4.1 Sơ đồ tính

Để đơn giản tính toán, ta bỏ qua trọng lượng bản thân của bản thành, xem

bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải tác dụng theo phương ngang

của nước và gió hút

Xét tỷ số

 Bản nắp thuộc loại bản dầm, làm việc 1 phương theo cạnh ngắn h

 Cắt một dải có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính

a Tải trọng gió

Công trình được xây dựng ở T.p Hồ Chí Minh thuộc vùng IIA

 Wo = 95 – 12 = 83 daN/m2Công trình được xây dựng ở dạng địa hình C tại độ cao z = 41.7

 k = 0.97

Theo bảng tra hệ số khí động C, ta có

 Phía gió đẩy: c = + 0.8

 Phía gió hút : c = - 0.6

Moment dương lớn nhất ở nhịp do nước và gió gây ra ở vị trí chênh lệch

nhau không nhiều Do đó, ta lấy tổng giá trị 2 moment này để tính thép

nhằm đơn giản việc tính toán và thiên về an toàn, sau đó lấy tổng giá trị

moment ở vị trí ngàm của hai biểu đồ để tính cốt thép chịu moment âm và

bố trí cốt thép cho bản thành Vì vậy, ta có moment dùng để tính thép ở gối

và nhịp lần lượt là:

Mgối = MWhgối + Mpngối = 24.5 + 400 = 424.5 (daNm)

Mnhịp = MWhnhịp + Mpnnhịp = 13.8 + 178.5 = 192.3 (daNm)

4.4.4 Tính toán cốt thép

Giả thiết tính toán

 a = 2.5 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu

kéo

 h0 = h – a = 12 -2.5 = 9.5cm: chiều cao có ích của tiết diện

 b = 100cm: bề rộng tính toán của dải bản

Bảng 4.6 Tính toán cốt thép bản thành

Tên

cấu

kiện

Giá trị moment (daNm)

b (cm)

 (mm) As

chọn

(cm2) Bản

thành

424.5 100 9.5 0.028 0.0281 2.01  8a200 2.52 0.27 Thỏa 192.3 100 9.5 0.013 0.0126 0.91  6a200 1.42 0.15 Thỏa

4.4.5 Kiểm tra khe nứt của bản thành

Theo tài liệu [1]

 acrcgh : bề rộng khe nứt giới hạn của cấu kiện ứng với cấp chống nứt cấp

3, có một phần tiết diện chịu nén lấy theo bảng tra

  = 1: cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm

 1 = 1.2: hệ số kể đến tác dụng tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm

thời dài hạn trong trạng thái bảo hòa

  = 1.3: cốt thép thanh tròn trơn

 s: ứng suất trong các thanh cốt thép

,

tc

s

M R

 : hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo và không lớn hơn 0.02

 d: đường kính cốt thép chịu lực

Bảng 4.7 Tính giá trị s

Mtc (daN.m)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

ho(mm)

tt s

A

(mm2/m)

Thép chọn

ch s

A

(mm2/m)

z (mm)

4500  2: bản đáy thuộc loại bản kê 4 cạnh

Xét tỷ số 800 5.72

140

d s

h

h   > 3: bản liên kết ngàm với dầm

Sơ đồ tính là ô bản kê 4 cạnh ngàm, sơ đồ số 9

Hình 4.6 Sơ đồ tính bản đáy

4.5.2 Tải trọng

Tĩnh tải

Bảng 4.9 Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo ô bản đáy

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày i

(m)

i

 (daN/m3)

gtc(daN/m2) n

gtt(daN/m2)

Giả thiết tính toán

 Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến sự ảnh hưởng của ô bản bên cạnh

 Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán là khoảng cách giữa

M1 = m91.P = 0.0179 x 49106.3= 879 (daN.m)

MI = k91.P = 0.00417 x 49106.3= 2047.7 (daN.m) Theo phương cạnh dài

M2 = m92.P = 0.0179 x 49106.3= 879 (daN.m)

MII = k92.P = 0.0417 x 49106.3= 2047.7 (daN.m)

4.5.3 Tính toán cốt thép

Giả thiết tính toán

 a = 2.5 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo

 h0 = h – a = 14 -2.5 = 11.5cm: chiều cao có ích của tiết diện

 b = 100cm: bề rộng tính toán của dải bản

Bảng 4.10 Tính toán cốt thép ô bản đáy

4.5.4 Kiểm tra khe nứt bản đáy

Theo tài liệu [1]: acrc < acrcgh

acrcgh = 0.2 mm (cấp chống nứt cấp 3)

Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn để tính toán

h (mm)

a (mm)

ch s

A

(mm2/m)

Z (mm)

s

 (MPa)

Kiểm tra

M1 795 1000 140 25 115 3.14  10a200 3.92 90 225.3 Thỏa

M2 795 1000 140 25 115 3.14  10a200 3.92 90 225.3 Thỏa

MI 1852 1000 140 25 115 7.54  12a100 7.92 90 259.8 Không

MI 1852 1000 140 25 115 7.54  12a100 7.92 90 259.8 Không Thép CI có Rs,ser = 235 (Mpa), như vậy các thanh thép không thỏa điều kiện

b (mm)

h (mm)

a (mm)

Z (mm)

b (cm)

ho (cm) a m x Astt

acrc (mm)

4.6 TÍNH TOÁN CÁC DẦM HỒ NƯỚC MÁI

4.6.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm

4.6.1.1 Dầm nắp

Kích thước dầm nắp: DN3 = DN4 = 300 x 500(mm)

Tải trọng tác dụng lên dầm nắp gồm

 Trọng lượng bản thân dầm

Kích thước dầm đáy: DĐ1 = DĐ2 = 300 x 800(mm)

Tải trọng tác dụng lên dầm đáy gồm

 Trọng lượng bản thân dầm

gD1  gD2  bd.( hd  hs) bng  0.3 (0.8 0.14) 2500 1.1 544.5 x  x x  (daN/m)

 Do bản đáy truyền vào

qbd = gtt bd+ ptt = 488.9 + 1936 = 2424.9  2425 (daN/m2)

Bảng 4.14 Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo ô bản đáy

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày i

(m)

i

 (daN/m3)

gtc(daN/m2) n

gtt(daN/m2)

4.6.2 Mô hình và nội lực hồ nước mái trong sap 2000 – vesion 10

Dầm nắp

Hình 4.11 Mô hình gán tải trọng dầm nắp (T/m)

Hình 4.12 Biểu đồ moment dầm nắp (T.m)

Hình 4.13 Biểu đồ lực cắt dầm nắp (T)

Dầm đáy

Hình 4.14 Mô hình gán tải trọng dầm đáy (T/m)

Hình 4.15 Biểu đồ moment dầm đáy (T.m)

Hình 4.16 Biểu đồ lực cắt dầm đáy (T)

Bảng 4.15 Giá trị M và Q lớn nhất

4.6.4 Tính toán cốt thép

4.6.4.1 Tính toán cốt thép dầm nắp

4.6.4.1.1 Tính toán cốt thép dọc dầm nắp

Giả thiết tính toán

 a = 5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo

 ho = hd – a = 50 – 5 = 45cm: chiều cao có ích của tiết diện

Các bước tính toán cốt thép

2

0

m b

Bảng 4.16 Đặc trưng vật liệu

Rb

(daN/cm2)

Rbt(daN/cm2)

Eb(daN/cm2) xR

Rs(daN/cm2)

Rsc(daN/cm2)

Es(daN/cm2)

Bảng 4.17 Tính toán cốt thép dầm nắp

b (cm)

h (cm)

a (cm)

4.6.4.1.2 Tính toán cốt đai dầm nắp

Số liệu tính toán

Rbt = 10,5 (daN/cm2) , b4 = 1,5

Kiểm tra tính toán

QA Q0 = 0,5.b4(1+n ) Rbt b.h0

Trong đó

 Q0 : khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt thép đai

 b4 : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông

 n : hệ số phụ thuộc lực dọc N (n = 0)

 Rbt : cường độ tính toán chịu kéo của bê tông

 b, ho : bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diện

Bảng 4.18 Kết quả kiểm tra tính toán cốt đai dầm nắp

(daN)

b (cm)

h (cm)

a (cm)

ho (cm)

Qo(daN) Nhận xét

Do khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt đai lớn hơn lực cắt lớn nhất trong đoạn dầm đang xét nên ta đặt cốt đai theo cấu tạo

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo

4.6.4.2 Tính toán cốt thép dầm đáy

4.6.4.2.1 Tính toán cốt thép dọc dầm đáy

Giả thiết tính toán

 a = 5cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo

 ho = hd – a = 80 – 5 = 75cm: chiều cao có ích của tiết diện

Các bước tính toán cốt thép

2

0

m b

Bảng 4.19 Tính toán cốt thép dầm đáy

b (cm)

h (cm)

a (cm)

4.6.4.2.2 Tính toán cốt đai dầm đáy

Số liệu tính toán

Rbt = 10,5 (daN/cm2) , b4 = 1,5

Kiểm tra tính toán

QA Q0 = 0,5.b4(1+n ) Rbt .b.h0

Trong đó

 Q0 : khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt thép đai

 b4 : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông

 n : hệ số phụ thuộc lực dọc N (n = 0)

 Rbt : cường độ tính toán chịu kéo của bê tông

 b, ho : bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diện

Bảng 4.20 Kết quả kiểm tra tính toán cốt đai dầm đáy

Do khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt đai lớn hơn lực cắt lớn

nhất trong đoạn dầm đang xét nên ta đặt cốt đai theo cấu tạo

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo

ct

h

s = min(stt, sct)

Vậy chọn bố trí cốt thép đai là Ф8, 2 nhánh, S = 200 mm trong khoảng 1/4

nhịp dầm gần gối tựa và S = 300 mm ở đoạn giữa nhịp

Chiều cao của dầm  500mm nên ta đặt 1 cây thép cốt giá 2Ф14 cấu tạo

Cốt đai đủ chịu đuợc lực cắt nên ta gia cường thêm 5Ф8a50 cốt đai mỗi bên

tại vị trí dầm giao nhau

4.7 BỐ TRÍ THÉP HỒ NƯỚC MÁI ( BẢN VẼ 03)

Dầm Q

(daN)

b (cm)

h (cm)

a (cm)

ho (cm)

Qo(daN) Nhận xét Stt Sct Schọn 0.7Qbt

Kiểm tra D1 17510 30 80 5 75 17719 Cấu tạo 0 0 cấu tạo 0 cấu tạo D2 26448 30 80 5 75 17719 Tính cốt đai 230 267 200 62000 Thoả

CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

KHUNG TRỤC 2

Xác định hệ chịu lực chính của công trình

Xác định các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình

Giải bài toán trong miền đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng chương trình ETABS version 9.5

Xác định nội lực tương ứng với các trường hợp tải trọng

Tính toán và bố trí thép cột, dầm - khung trục 2

5.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

Hệ chịu lực chính của công trình là hệ khung – vách chịu lực Cột chịu tải trọng thẳng đứng là chủ yếu, vách thì chịu tải trọng ngang là chủ yếu Sàn được coi là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang

5.2.1 Xác định sơ bộ chiều dày sàn

Chiều dày sàn được chọn và tính toán ở chương 2 Với hs = 12(cm)

5.2.2 Xác định sơ bộ tiết diện cột

Tiết diện sơ bộ của cột chọn theo công thức:

b

t o

R

N k

 As: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

 ms: số sàn phía trên tiết diện đang xét

 q: tải trọng tương đương tính trên 1m2 mặt sàn gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng bản thân dầm, tường, cột…, phân bố đều trên sàn Với nhà cĩ bề dày sàn nhỏ (100 – 140 mm) thì q =

t o b

1.2 446490 2

0.37( )1450000

t o b

t o b

Cột giữa (mm)

5.2.3 Xác định sơ bộ tiết diện dầm

Tiết diện dầm được tính toán và chọn sơ bộ ở chương 2

Bảng 5.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Loại dầm Kí hiệu Nhịp dầm

(m)

hệ số

md Chọn tiết diện

(cmxcm) Dầm

a Trọng lượng bản thân của kết cấu

- Chương trình tự tính Hệ số độ tin cậy lấy n = 1.1

b Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện

Bảng 5.3 Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo

STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) i(mm ) ni gctc (daN/m2) gc

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện: 577 – 330 = 247 daN/m2

c Trọng lượng tường xây

Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều

trên sàn (mang tính chất gần đúng) Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm

tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa) được tính toán ở chương 2 Trọng lượng tường bao (tường 200) qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên

dầm (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa)

gt = 0.7 x n x lt x ht x t = 0.7 x 1.2 x 1 x (3.3 – 0.7) x 330 = 720.72 (daN/m)

Trọng lượng tường trong (tường 100) qui đổi thành tải trọng phân bố đều

trên dầm (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa)

gt = 0.7 x n x lt x ht x t = 0.7 x 1.2 x 1 x (3.3 – 0.5) x 180 = 423.36 (daN/m)

d Tải trọng hồ nước

Hồ nước mái truyền tải trọng vào vách cứng dưới dạng lực tập trung tại chân

hồ nước với N = 22710(daN)

5.3.2 Hoạt tải

Bảng 5.4 Giá trị hoạt tải ô sàn

Kí hiệu Công năng

Diện tích (m2)

Hệ

số

Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2)

Hệ số tin cậy n

Hoạt tải tính toán (daN/m2)

Theo tài liệu [1], giá trị tiêu chuẩn thành phần Wj ở độ cao zj so với mốc

chuẩn được xác định theo công thức sau:

Wj tc  Wokzjc

Trong đó

 Wo: áp lực gió tiêu chuẩn, công trình xây dựng ở phố Hồ Chí Minh

thuộc khu vực IIA, theo tài liệu [1] lấy Wo = 83 (danN/m2)

 kzj: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao zj (tính từ mặt đất tự nhiên) lấy theo bảng 5 tài liệu [1]

 c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 tài liệu [1]

cđ = 0.8(phía gió đón)

ch = 0.6 (phía gió hút)

c = cđđ + ch = 0.6+0.8 =1.4

* Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy n = 1.2

Bảng 5.5 Kết quả tính toán gió tĩnh (daN/m2)

Bảng 5.7 Giá trị Wtc theo phương Y

5.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÔNG TRÌNH (KHUNG KHÔNG GIAN)

Hình 5.1 Mô hình mặt bằng tầng điển hình trong ETABS

Hình 5.2 Mô hình tổng thể khung không gian trong ETABS

5.4.1 Các trường hợp tải trọng tác dụng

1) TT : gồm TLBT + HOÀN THIỆN + TƯỜNG

2) HT : hoạt tải chất đầy

3) GIOX : hoạt tải gió tác dụng theo phương X

4) GIOXX : hoạt tải gió tác dụng theo phương (-X)

5) GIOY : hoạt tải gió tác dụng theo phương Y

6) GIOYY : hoạt tải gió tác dụng theo phương (-Y)

5.4.2 Tổ hợp tải trọng

Bảng 5.8 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

5.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT – KHUNG TRỤC 2

5.5.1 Phương pháp tính toán thép cột – khung trục 2

Trong khung không gian cột làm việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên Cột lệch tâm xiên được tính toán theo phương pháp gần đúng

Trình tự tính toán

 Phương pháp gần đúng dựa trên sự biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép Phương pháp này dựa trên tiêu chuẩn của nước Anh BS8110 và nước Mỹ ACI318 Dựa vào phương pháp này GS Nguyễn Đình Cống đã lặp ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam

Bảng 5.9 Mô hình tính toán

x

C

M C



y y

x

x

C

M C

<

5.5.2 Chọn cốt thép tính toán

Tổ hợp nội lực cột khung không gian cần xét các trường hợp

Mx max, My và Ntương ứng

My max, Mx và Ntương ứng

Nmax, Mx và My tương ứng

e1x = M x

N hoặc e1y = M y

N Cột khung không gian được bố trí cốt thép đối xứng, do đó khi tổ hợp chỉ cần tìm giá trị Mxmax và Mymax là những moment lớn nhất về giá trị tuyệt đối mà không cần tìm giá trị lớn nhất của moment dương và moment âm

Hình 5.4 Lưu đồ tính toán cốt thép cột

1

b

N x

m0=0.4

M = M1 + moM2

h b

e1 = M

N

e0 = e1 + ea

e = e0 +2

h

- a

e = 0 0

e h

≤0.3

Thỏa Khơng thỏa

Bảng 5.10 Nội lực cột giữa C1 (2 – B)

Tầng Trường hợp N(daN) Mx(daN.m) My(daN.m)

Bảng 5.11 Nội lực cột biên C17 (2 – A)

Tầng Trường hợp N(daN) Mx(daN.m) My(daN.m)

Bảng 5.12 Chọn phương tính toán cho cột C1 (2 – B)

5.5.3 Tính toán cốt đai

Cốt thép ngang của cột là những thanh cốt đai khép kín và những thanh neo được uốn móc chuẩn ở hai đầu Cốt thép ngang trong cột có nhiệm vụ liên kết với các thanh thép dọc thành khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi công, giữ ổn định cho cốt thép dọc chịu nén Khi chịu nén , cốt thép dọc có thể bị cong, phá vỡ lớp bê tông bảo vệ và bị bật ra khỏi bê tông, chính vì thế cốt đai giữ cho cốt dọc không bị cong và bậc ra ngoài, lúc này cốt đai chịu kéo và nếu nó không được neo chắc chắn thì có thể bị bung ra hoặc cốt đai quá bé thì có thể bị kéo đứt Cốt đai cũng có tác dụng chịu lực cắt và chỉ tính cốt đai khi lực cắt khá lớn, thông thường thì đặt cốt đai theo cấu tạo

Dựa vào kết quả từ bảng tính, ta thấy cột đã đủ khả năng chịu cắt nên không cần tính cốt đai mà chỉ bố trí theo cấu tạo Các yêu cầu cấu tạo của cốt đai

sử dụng cho cột được lấy theo tài liệu [2]

Đường kính cốt đai buộc trong khung cần lấy không nhỏ hơn 0.25 đường kính thanh cốt thép dọc lớn nhất và không nhỏ hơn 5mm

Khoảng cách giữa các thanh cốt đai không lớn hơn 400mm và 15 lần đường kính thanh cốt thép dọc nhỏ nhất

Trong đoạn nối buộc các thanh cốt thép dọc thì khoảng cách cốt đai không vượt quá 10 lần đường kính bé nhất của thanh cốt thép dọc chịu nén

Từ các yêu cầu trên ta chọn cốt đai để bố trí cột như sau

 Chọn đai8. max

5287

440



s

mm s

, chọn a300 bố trí

 Bước cốt đai tại vị trí nối buộc cốt dọc

Chọn a100  u  10 min  10  20  200 mm 

Bảng 5.16 Đặc trưng vật liệu

Rb

(daN/cm2)

Rbt(daN/cm2)

Eb(daN/cm2) xR

Rs(daN/cm2)

Rsc(daN/cm2)

Es(daN/cm2)

5.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM - KHUNG TRỤC 2

Hình 5.4 Mô hình tính toán dầm – khung trục 2 5.6.1 Sơ bộ dầm – khung trục 2

Dầm - khung trục 2 gồm dầm D1(B19) trục C-D, dầm D2(B20) trục B-C,

dầm D3(B20) trục A-B

Để tính toán và bố trí cốt thép dầm ta dùng biểu đồ bao nội lực, chọn giá trị nội lực lớn nhất ứng với vùng chịu moment âm để tính toán cốt thép gối và

moment dương để tính toán cốt thép giaữ nhịp

5.6.2 Tính toán cốt thép dầm – khung trục 2

Dầm được tính toán như cấu kiện chịu uốn

Bảng 5.17 Đặc trưng vật liệu

Rb

(daN/cm2)

Rbt(daN/cm2)

Eb(daN/cm2) xR

Rs(daN/cm2)

Rsc(daN/cm2)

Es(daN/cm2)

a Giữa nhịp

Phần tiết diện chịu moment dương có cánh nằm trong vùng chịu nén được

tính theo tiết diện chữ T

Bề rộng cánh được xác định như sau

bf = b + 2sf

Trong đó

 b: bề rộng tính toán của dầm

 sf: phần nhô ra của cánh, lấy không vượt qua giá trị bé nhất trong các giá trị 1/6 nhịp dầm và ½ khoảng cách giữa các dầm dọc

Xác định vị trí trục trung hòa bằng cách xác định Mf

Mf = Rb bf hf (ho – 0.5hf)

Trong đó

 Rb: cường độ tính toán của bê tông khi chịu nén

 bf : bề rộng của cánh

 hf: bề dày của cánh

 h: chiều cao tiết diện

 ho = h – a: chiều cao làm việc của tiết diện

Nếu M  Mf thì trục trung hòa đi qua cánh  tính toán với tiết diện chữ nhật lớn bf x hf.

Nếu M > Mf thì trục trung hòa đi qua sườn  tính toán với tiết diện chữ T

b Gần gối tựa

Phần tiết diện chịu moment âm có cánh nằm trong vùng chịu kéo được tính theo tiết diện chữ nhật nhỏ b x h

c Tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật

2

o b m

bh R

bh R

o b

f f

f b m

bh R

h ho h b b R

R

h b b R bx R

A   (  )

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min  s  max

Bảng 5.18 Giá trị moment các dầm

Tầng Tiết diện M

(daN.m)

b

(cm)

h (cm)

Haàm-Treät