thiết kế khối công trình nhà 6 tầng

BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀNChức năng sử dụng Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toándaN/m2 m2 Hoạt tảikN/m2 Tảitrọngtoàn phần q kN/m2 Tổng tải trọng tácdụng lên sàn P=L1xL2x

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 12 – 2010

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

GVHD : TS PHAN TRƯỜNG SƠN

SVTH : PHẠM VĂN LÂM

MSSV : 0851020151

LỚP : XD08B1

MÃ ĐỀ : 02

Trong thời gian thực hiện đồ án, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy, cácbạn và gia đình đã giúp tôi có được những kiến thức quý báu và sức khỏe tốt đểthực hiện đồ án này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Thầy- tiến sĩ Phan Trường Sơn, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôitrong suốt quá trình thực hiện đồ án này

Một lời cảm ơn chân thành tới các bạn tôi, đã cho tôi những ý kiến, đónggóp để tôi hoàn thiện đồ án

Và một lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tôi, đã là nguồn động viên, khích lệtôi và giúp tôi có được những điều kiện tốt nhất để hoàn thành đồ án

Xin chúc tất cả mọi người sức khỏe, hạnh phúc và thành công

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 12 – 2010

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2

NỘI DUNG ĐỒ ÁN: (mã đề 02)

Thiết kế kết cấu công trình nhà 6 tầng, có mặt bằng các tầng như hình bên dưới Biếtrằng:

- Mặt bằng kiến trúc tầng mái bằng bê tông cốt thép

- Chiều cao mỗi tầng là 3.2m

- Vị trí xây dựng công trình tại thành phố Cần Thơ

1

2 3 4

I THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1 Bê tông:

Cấp độ bền chịu nén B15 (M200)

Cường độ tiêu chuẩn chịu nén: Rbn , Rb,ser = 11 MPa

Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo: Rbtn , Rbt,ser = 1,15 MPa

Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 8.5 MPa

Cường độ tính toán chịu kéo:Rbt = 0,75 MPa

Modul đàn hồi: Eb = 23x103 Mpa

455 0



R



7 0

Cường độ tiêu chuẩn chịu nén: Rsn , Rs,ser = 235 MPa

Cường độ tính toán chịu nén, kéo: Rs ,Rsc = 225 MPa

Cường độ tính toán chịu kéo(cốt thép ngang): Rsw = 175 MPa

Modul đàn hồi: ES = 21x104 MPa

P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU

P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU

WC

HANH LANG

HANH LANG

HANH LANG

HANH LANG

HANH LANG

HANH LANG

HANH LANG P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU

P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU P.NGU WC

a Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn:

Với L là chiều dài tính toán của dầm

Trọng lượngtính toán (kN/m2)

Trọng lượngtính toán (kN/m2)

Khối lượng

Trọng lượngtính toán (kN/m2)

BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN

Chức năng sử dụng Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán(daN/m2)

m2)

Hoạt tải(kN/m2)

Tảitrọngtoàn

phần q

(kN/m2)

Tổng tải trọng tácdụng lên sàn

P=L1xL2xq (kN)

Để xác định nôi lực các ô sàn ta dựa vào kích thước các cạnh của ô sàn và xác định

sơ đồ tính theo công thức:

Sơ đồ tính và xác định nội lực bản làm việc hai phương :

Dựa vào các liên kết giữa sàn với dầm mà ta xác định được bản thuộc loại sơ đồ nàotrong 11 loại sơ đồ trong sách kết cấu bê tông cốt thép 2, trang 64 của tác giả Võ Bá Tầm.

BẢNG XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ THEO LIÊN KẾT

+Theo phương cạnh dài: m2 = m92*P

-Momen âm lớn nhất ở gối:

+Theo phương cạnh ngắn: MI= k91*P

+Theo phương cạnh dài: MII= k92*P

với: P=q*L1*L2 tổng tải trọng phân phối trên sàn

m91, m92, k91, k là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào sơ đồ liên kết và tỉ số L L12

(tra trong phụ lục 15 sách bê tông cốt thép 2)

Sơ đồ tính:

BẢNG TÍNH NỘI LỰC SÀN HAI PHƯƠNG

Momen(kNm)Phòng

h b R

R

h b R

BẢNG BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN

AsTính(mm2)

Bố tríthép

Aschọn(mm2

(%)

4 4 1

4 2

5 5

5

m kN x

l l

3

10 33 8 12

1 0 1

x bh

m x x

x x x

x x EI

L

q

5 8

4 2 2

4

1

10 33 8 10 23 384

5 10 732 4 384

1 0008 0 5

10 02

Tải trọng từ sàn truyền xuống một cột bất kì theo diện truyền tải từ một tầng:

Vì tính toán xác định kích thước là sơ bộ nên có thể bỏ qua gc

Vì cột còn chịu momen do gió nên cần tăng lực dọc tính toán:

s S g g q

N

tổng tải trọng (sơ bộ) tác dụng lên cột: tầng 3

)

.(

tổng tải trọng (sơ bộ) tác dụng lên cột: tầng 1

)

.(

1 6 n s i d t c

i

g g g S q N

BẢNG CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT Cột Tải trọng (kN)

)

.( s i d t c

h (mm)

Trọng lượng bản thân dầm: khai báo trong sap2000

Trọng lượng tường xây lên dầm: g t b t.h t.n g t

-Tĩnh tải từ dầm phụ truyền vào dầm trục B có dạng hình tam giác Dầm phụ là dầm đơn giản kích thước (350x200) Lực tập trung chính là phản lực tại gối tựa của dầm tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm:

-Do sàn : g s.S = 3.942*(0.5*2.5*5*2)= 49.275kN với S là phần diện tích gạch đứng của sàn như hình vẽ

Lực tập trung do hoat tải từ dầm phụ truyền vào:

-Hoạt tải từ dầm phụ truyền vào dầm trục B có dạng hình tam giác Dầm phụ là dầmđơn giản kích thước (350x200) Lực tập trung chính là phản lực tại gối tựa của dầm tải trọng tác dụng lên dầm phụ do hoạt tải từ sàn truyền xuống:

0.4)*1.1*18*5=55.44kN

-Do trọng lượng bản thân cột: khai báo trong sap2000

Tổng tĩnh tải: G1= gd+gt+Gs= 8.25+55.44+24.64= 88.33kN

-Do trọng lượng bản thân cột: khai báo trong sap2000

Tổng tĩnh tải: G4= gd+gt+Gs= 8.25+55.44+24.64= 88.33kN

TỔNG HỢP HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM TRỤC B(tầng lửng)

ĐỐI VỚI TẦNG MÁI

Trọng lượng bản thân dầm: khai báo trong sap2000

Tải trọng do sàn truyền vào:

-Nhịp 1-2: có dạng tam giác chỉ số lớn nhất là L 1 g s= 5*3.074= 15.37kN/m

-Nhịp 3-4: có dạng tam giác chỉ số lớn nhất là L 1 g s= 5*3.074= 15.37kN/m

-Nhịp 2-3: có dạng tam giác chỉ số lớn nhất là L 1 g s=3*2.524=7.572kN/m

Lực tập trungdo tĩnh tải từ dầm phụ truyền vào:

-Tĩnh tải từ dầm phụ truyền vào dầm trục B có dạng hình tam giác Dầm phụ là dầm đơn giản kích thước (350x200) Lực tập trung chính là phản lực tại gối tựa của dầm tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm:

-Do sàn : g s.S = 3.074*(0.5*2.5*5*2)= 38.425kN với S là phần diện tích gạch đứng của sàn như hình vẽ

Lực tập trung do hoạt tải từ dầm phụ truyền vào:

-Hoạt tải từ dầm phụ truyền vào dầm trục B có dạng hình tam giác Dầm phụ là dầmđơn giản kích thước (350x200) Lực tập trung chính là phản lực tại gối tựa của dầm tải trọng tác dụng lên dầm phụ do hoạt tải từ sàn truyền xuống:

-Do bản thân dầm trục 2: g d bh h sn gb L= 0.2*(0.4-0.1)*1.1*25*5=8.25kNTổng tĩnh tải: G1= gd+Gs= 8.25+32.464= 40.714kN

TỔNG HỢP HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM MÁI TRỤC B

Lực tập trung tại cote 0.00: các cột có lực tập trung do trọng lượng bản thân dầm

kiềng và tường

Cột trục 1:

l n h b l

n h b

G1k  k k b  t t t =

(0.2*0.3*1.1*25)*(5+2.5)+(0.2*(3.2-0.35)*1.1*18*5+0.1*(3.2-0.7)*1.1*18*2.5=81.18kN

Cột trục 2:

l n h b l n h b

G2k  k k b  t t t = (0.2*0.3*1.1*25)*(5+5)+(0.1*(3.2-0.7)*1.1*18*5= 41.25kN

Cột trục 3:

l n h b l n h b

G2k  k k b  t t t = (0.2*0.3*1.1*25)*(5+5)+(0.1*(3.2-0.7)*1.1*18*5= 41.25kN

Cột trục 4:

l n h b l

n h b

G1k  k k b  t t t =

(0.2*0.3*1.1*25)*(5+2.5)+(0.2*(3.2-0.35)*1.1*18*5+0.1*(3.2-0.7)*1.1*18*2.5=81.18kN

Hoạt tải gió:

Vị trí công trình tại thành phố Cần Thơ theo TCVN 2737 - 1995 thuộc vùng: II.AW0= 83daN/m

Công trình có chiều cao dưới 40m nên phần động của tải trọng gió không cần xét đến

Tính tải gió theo công thức sau: W = Wo k c g B

k : hệ số phụ thuộc độ cao công trình.=> nội suy từ bảng 5 TCVN 2737-1995C=0.8; C’=0.6 : Hệ số khí động => tra bảng 6 TCVN 2737-1995

2-hoạt tải toàn phần đặt ở tầng chẵn

3- hoạt tải toàn phần đặt ở tầng lẻ

4- hoạt tải toàn phần đặt cách nhịp, cách tầng

5- hoạt tải toàn phần đặt cách nhịp, cách tầng khác trường hợp 4

6- hoạt tải toàn phần đặt liền nhịp

7- hoạt tải toàn phần đặt liền nhịp

8-gió trái

9-gió phải

TỔ HỢP:

Tổ hợp chính:

Combo1(1,2); combo2(1,3); combo3(1,4); combo4(1,5); combo5(1,6); combo6(1,7);combo7(1,8); combo8(1,9); combo9(1,2,3)

Hệ số tổ hợp: tĩnh tải =1; hoạt tải=1

Tổ hợp phụ gồm:

Combo10(1,2,8); combo11(1,2,9); combo12(1,3,8); combo13(1,3,9);

combo14(1,4,8); combo15(1,4,9); combo16(1,5,8); combo17(1,5,9); combo18(1,6,8); combo19(1,6,9); combo20(1,7,8); combo21(1,7,9);

combo22(1,2,3,8);combo23(1,2,3,9)

Combo24(BAO)(combo1, combo2…….combo24)

Hệ số tổ hợp: tĩnh tải = 1; hoạt tại = 0.9; combo24(BAO) hệ số tổ hợp =1

TH1:TĨNH TẢI CHẤT ĐẦY

TH2: HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT Ở TẦNG CHẴN

TH3:HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT Ở TẦNG LẺ

TH4:HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT CÁCH NHỊP, CÁCH TẦNG

TH5:HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT CÁCH NHỊP, CÁCH TẦNG

TH6:HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT LIỀN NHỊP

TH7:HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT LIỀN NHỊP

GIÓ TRÁI

GIÓ PHẢI

SỐ THỨ TỰ DẦM-CỘT

d) Kết quả tính toán từ phần mềm sap2000 v7.42:

BIỂU ĐỒ BAO MOMEN

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT

BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC

e) Cơ sở lý thuyết tính cốt thép dọc của dầm:

BẢNG CHỌN VẬT LIỆU BÊ TÔNG

tra bảng phụ lục 5 sách bê tông 2(Võ Bá Tầm)

Các công thức tính toán: cốt đơn

Từ pt: R s*A s    * b2 *R b* *b h0  s * b2* b* * 0

s

R b h A

R

 



449 0

Đồ án bê tông cốt thép 2 GVHD: TS.Phan Trường Sơn

Tính cốt đai cho dầm :

Chọn thép:

Cường độ tiêu chuẩn chịu nén: Rsn , Rs,ser = 235 MPa

Cường độ tính toán chịu nén, kéo: Rs ,Rsc = 225 MPa

Cường độ tính toán chịu kéo(cốt thép ngang): Rsw = 175 MPa

Modul đàn hồi: ES = 21x104 MPa

10

  CI, AI 175 MPa 225 MPa 21*104

Đối với dầm nhịp 3m: b=350mm, h= 700mm, a= 70 mm=> ho=630mm

Chọn cốt đai   6mm

Q lớn nhất tại gối tựa= 26.59kN

Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán là :

 

2

0 2

Q

h b R d

x x x x x x x x

) 10 59 26 (

235 200 75 0 9 0 2 6 2 175

2 3

2 2

x x x x Q

bh R x

1059.26

23520075.09.05.11

Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai:

mm

mm h

S ct

150

150 2

Chọn

mm Sct

mm S

mm Stt

S

150

6 420 max

749 min

Q lớn nhất tại gối tựa= 190,71kN

Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán là :

 

2

0 2

Q

h b R d

x x x x x x x x

) 10 71 190 (

630 350 75 0 9 0 2 6 2 175

2 3

2 2

x x x x Q

bh R x

1071.190

63035075.09.05.11

Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai:

300

233 3

mm Sct

mm Stt

S

5 737 max

233

204 min

f) Tính cốt thép cột chịu nén lệch tâm, đặt cốt thép đối xứng (A s = A ’ s ):

Tính đ ộ lệnh tâm ban đ ầu eo:

Giả thiết hàm lượng cốt thép 

- Với cấu kiện của kết cấu tĩnh định: e o = e 1 + e a

- Với cấu kiện của kết cấu siêu tĩnh: e o = max (e 1 ; e a )

Độ lệnh tâm do nội lực: e 1 = M N

Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a = max (

30

h

và600H ) với H.: chiều cao cột

Giả thiết lớp bảo vệ a = a’=65mm

Hệ số kể tới tính chất dài hạn của tải trọng:

2

2 1

h N M

h N

Mô men quán tính của thép: I s = t. b.h o (0,5h - a) 2

Mô men quán tính của bê tông: I b = 3

b b

E E h

e

I L

E

1 0

11 0 4

6

0 2

1



Tính độ lệch tâm tính toán:

e = e o + h/2- a e’ = e o – h/2+ a’

Xác định trường hợp lệch tâm:

Từ kết quả tổ hợp nội lực của phần mềm Sap 2000 v7.42, ta chọn được giá trị các cặp nội lực Mmax,Ntu; Mmin, Ntu; Nmax, Mtu để tính cốt thép.

Vì khung B-B là khung đối xứng nên nội lực cột trục 1 sẽ giống cột trục 4 cột trục

2 sẽ giống cột trục 3 do đó chỉ lấy nội lực và tính thép cho cột trục 1 và cột trục 2 sau

đó bố trí thép cho cột trục 3 giống cột trục 2, cột trục 4 giống cột trục 1

BẢNG CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO CỘT

P.tửcột

Các cặpnội lực

N(kN)

M(kNm)

b(mm)

h(mm)

a=a'(mm)

Aschọn(mm2)

Tính cốt đai cho cột:

Chọn thép:

Cường độ tiêu chuẩn chịu nén: Rsn , Rs,ser = 235 MPa

Cường độ tính toán chịu nén, kéo: Rs ,Rsc = 225 MPa

Cường độ tính toán chịu kéo(cốt thép ngang): Rsw = 175 MPa

Modul đàn hồi: ES = 21x104 MPa

10 52 1763 1

0 1

.

x x x

x bh

R

N

o bt b

o bt b n

3 28 2 175 635 350 75 0 9 0 ) 5

mm b

mm

mm d

S

tt c

s

w

7 510

700 2

500

240 15

min

min

Kiểm tra điều kiện:

Tính b  1  0 01 b R b  1  0 01x0 9x8 5  0 9235

018 1 200 350 10 23

3 28 10 21 5

1 5

4

x x x

x x

S b Eb

EsAs

w



o b b w

b R bh

Q 0 3   1

148869<0.3*0.9325*1.018*0.9*8.5*350*635=4.795x105N=> đạt