thiết kế thi công công trình xây dựng

Trong sơ đồ kết cấu khung-giằng, tải trọng ngang của công trình do cả hệ khung và lõi cùng chịu, thông thờng do hình dạng và cấu tạo nên vách lõi có độ cứng lớnnên cũng trở thành nhân tố

Phần II: kết cấu

(45%)

Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS phan quang minh

Nhiệm vụ thiết kế:

- Chọn giải pháp kết cấu tổng thể của công trình

- Lập mặt bằng kết cấu

- Xác định tải trọng tác dụng lên công trình

- Xác định nội lực và tổ hợp nội lực của các cấu kiện

- Thiết kế khung trục 2

- Thíêt kế sàn tầng điển hình

- Thiết kế cầu thang bộ

- Thiết kế móng các cột trục 2

Các bản vẽ kèm theo:

- 02 bản vẽ cấu tạo thép cột, dầm - khung trục 2

- 01 bản vẽ cấu tạo thép sàn tầng điển hình và cầu thang bộ

- 01 bản vẽ móng

A Phân tích và chọn lựa phơng án kết cấu cho công trình:

I Các giải pháp kết cấu thờng dùng cho nhà cao tầng:

sử dụng là rất tốn kém, đặc biệt với môi trờng khí hậu Việt Nam, và công trình bằngthép kém bền với nhiệt độ, khi xảy ra hoả hoạn hoặc cháy nổ thì công trình bằng théprất dễ chảy dẻo dẫn đến sụp đổ do không còn độ cứng để chống đỡ cả công trình Kếtcấu nhà cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụnglớn, chiều cao nhà lớn (nhà siêu cao tầng), hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn nh nhàthi đấu, mái sân vận động, nhà hát, viện bảo tàng (nhóm các công trình công cộng)…

- Bêtông cốt thép là loại vật liệu đợc sử dụng chính cho các công trình xây dựngtrên thế giới Kết cấu bêtông cốt thép khắc phục đợc một số nhợc điểm của kết cấuthép nh thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trờng và nhiệt độ, ngoài ra

nó tận dụng đợc tính chịu nén rất tốt của bêtông và tính chịu kéo của cốt thép nhờ sựlàm việc chung giữa chúng Tuy nhiên vật liệu bêtông cốt thép sẽ đòi hỏi kích thớccấu kiện lớn, tải trọng bản thân của công trình tăng nhanh theo chiều cao khiến choviệc lựa chọn các giải pháp kết cấu để xử lý là phức tạp Do đó kết cấu bêtông cốt thépthờng phù hợp với các công trình dới 30 tầng

2 Giải pháp về hệ kết cấu chịu lực :

Hiện nay, hệ kết cấu chịu lực của nhà cao tầng có các hệ sau:

a Hệ kết cấu khung chịu lực :

- Hệ khung thông thờng bao gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng

đứng bằng các nút cứng Khung có thể bao gồm cả tờng trong và tờng ngoài của nhà.Kết cấu này chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục của khung cứng phụ thuộc vào độbền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này không đợc phép cóbiến dạng góc Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chịulực của từng dầm và từng cột

- Việc thiết kế tính toán sơ đồ này chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm, việc thicông cũng tơng đối thuận tiện do đã thi công nhiều công trình, vật liệu và công nghệ

dễ kiếm nên chắc chắn đảm bảo tính chính xác và chất lợng của công trình

- Hệ kết cấu này rất thích hợp với những công trình đòi hỏi sự linh hoạt trongcông năng mặt bằng, nhất là những công trình nh khách sạn Nhng có nhợc điểm làkết cấu dầm sàn thờng dày nên không chiều cao các tầng nhà thờng phải lớn

- Sơ đồ thuần khung có nút cứng bêtông cốt thép thờng áp dụng cho công trìnhdới 20 tầng với thiết kế kháng chấn cấp ≤ 7; 15 tầng với kháng chấn cấp 8; 10 tầng vớikháng chấn cấp 9.

b Hệ kết cấu khung + vách (lõi) :

- Đây là kết cấu phát triển thêm từ kết cấu khung dới dạng tổ hợp giữa kết cấukhung và vách (lõi) cứng Vách (lõi) cứng làm bằng bêtông cốt thép Chúng có thểdạng lõi kín hoặc vách hở thờng bố trí tại khu vực thang máy và thang bộ Hệ thốngkhung bố trí ở các khu vực còn lại Hai hệ thống khung và vách (lõi) đợc liên kết vớinhau qua hệ thống sàn Trong trờng hợp này, hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn

- Hệ thống kết cấu này thờng có 2 loại sơ đồ kết cấu là sơ đồ giằng và sơ đồkhung giằng Trong sơ đồ giằng, hệ thống vách (lõi) đóng vai trò chủ yếu chịu tảitrọng ngang, hệ khung chủ yếu chịu tải trọng đứng Sự phân chia rõ chức năng này tạo

điều kiện để tối u hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thớc cột dầm, đáp ứng yêu cầu kiếntrúc Trong sơ đồ kết cấu khung-giằng, tải trọng ngang của công trình do cả hệ khung

và lõi cùng chịu, thông thờng do hình dạng và cấu tạo nên vách (lõi) có độ cứng lớnnên cũng trở thành nhân tố chiụ lực ngang lớn trong công trình nhà cao tầng Sơ đồkhung – giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối u cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kếtcấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng

Hiện nay chúng ta đã làm nhiều công trình có hệ kết cấu này nh tại các khu đôthị mới Láng – Hoà Lạc, Định Công, Linh Đàm, Đền Lừ… Do vậy khả năng thiết kế,thi công là chắc chắn đảm bảo

II Chọn hệ kết cấu chịu lực:

Trên cơ sở đề xuất các phơng án về vật liệu và hệ kết cấu chịu lực chính nh trên,với quy mô của công trình gồm 19 tầng thân, tổng chiều cao khoảng 66 m, phơng ánkết cấu tổng thể của công trình đợc lựa chon nh sau:

- Về vât liệu: chọn vật liệu bêtông cốt thép sử dụng cho toàn bộ công trình.Dùng bêtông mác 300 (Rn = 130 kG/cm2) cho các kết cấu chịu lực thông thờng Cốtthép chịu lực nhóm AII (Ra = 2800kG/cm2)

- Về hệ kết cấu chiu lực: sử dụng hệ kết cấu khung + vách + lõi chịu lực với sơ

đồ khung giằng Trong đó, hệ thống lõi đợc bố trí đối xứng trong lồng thang máy ởkhu vực giữa nhà, hệ thống vách đợc bố trí ở các khung biên của công trình, chịu phầnlớn tải trọng ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tơng ứng với diệnchịu tải của vách, lõi Hệ thống khung bao gồm các hàng cột biên, dầm bo bố trí chạydọc quanh chu vi nhà và hệ thống dầm sàn, chịu tải trọng đứng tơng ứng với phần diệntích chịu tải của nó và một phần tải trọng ngang, tăng độ ổn định cho hệ kết cấu

Nh vậy, hệ kết cấu chịu lực của công trình là hệ khung, vách, lõi kết hợp Sơ đồkết cấu là sơ đồ khung giằng

III Chọn sơ bộ kích thớc tiết diện:

1 Tiết diện cột:

Diện tích tiết diện cột đợc chọn theo công thức:

n R

N k b

F =

Trong đó: Fb : diện tích tiết diện cột

k : hệ số kể đến ảnh hởng của mômen (1,2 ~ 1,5)

Rn: cờng độ chịu nén tính toán của bê tông = 130 kG/cm2

N : lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

N= n.S q;

n: số tầng = 20 tầng;

S : diện tích chịu tải của cột;

q: tải trọng sơ bộ tính toán trên 1 m2 sàn (= 1,2 T/m2 đối với nhà dândụng)

* Xét cột có diện tích chịu tải lớn nhất (cột D2):

N= 20.1,2.9.5,2 =1123,2 (T/m2)

Diện tích tiết diện cột: 1 , 04 ~ 1 , 296 ( 2)

1300

2 , 1123 ) 5 , 1

~ 2 , 1

b

Chọn tiết diện cột 1500x700 (mm) chung cho tất cả các cột giữa ở các tầng

- Kiểm tra điều kiện ổn định của cột: λ = 0 ≤ λ0

b l

L0 = 0,7.l = 0,7.5,5 =3,85 (m)

31 0 5 , 5 7 , 0

85 , 3

~ 2 , 1

b

Chän tiÕt diÖn cét 1500x700 (mm) chung cho tÊt c¶ c¸c cét biªn ë c¸c tÇng

2 TiÕt diÖn v¸ch, lâi:

Theo c¸c tiªu chuÈn kh¸ng chÊn, bÒ dµy v¸ch, lâi ph¶i tho¶ m·n:

cm t

h

cm

20 550

15 max 20

~ 450 9000 ).

20

1

~ 8

1 ( ) 20

1

~ 8

1

) ( 450

~ 225 900 ).

4

1

~ 2

1 ( ) 4

1

~ 2

~ 400 8000 ).

20

1

~ 8

1 ( ) 20

1

~ 8

1

) ( 450

~ 225 900 ).

4

1

~ 2

1 ( ) 4

1

~ 2

~ 120 2400 ).

20

1

~ 8

1 ( ) 20

1

~ 8

1 ( ) 25

1 35

B xác định tải trọng tác dụng lên công trình:

I.Tĩnh tải:

Trọng lợng bản thân của các kết cấu chịu lực sẽ đợc chơng trình máy tính tự

động tính toán trong quá trình tìm nội lực, ở đây ta chỉ tính tải trọng do các lớp vậtliệu hoàn thiện gây ra

1 Tải trọng sàn:

(kG/m 3 ) HSVT

Chiều dày (mm)

g tt (kG/m 2 )

Trên mái của toà nhà có bố trí hai bể nớc có kích thớc axbxh=2,4x4,3x2,5(m)

bố trí đối xứng qua trục 4 Trọng lợng của bể nớc đợc truyền qua hệ dầm đỡ và truyềnvào 4 cột với các giá trị lực tập trung nh sau:

Với cột (3C), (3D), (5C) và (5D):

) ( 9675 1000

5 , 2 3 , 4 4 , 2 8

3 8

3 ) 2

1 2

1 2

1 ( 2

1

kG G

G G

Với cột (2C), (2D), (6C) và (6D):

) ( 3225 1000

5 , 2 3 , 4 4 , 2 8

1 8

1 2

1 2

1 2

1

kG G

G

3 Tải trọng tờng xây:

- Tờng ngăn giữa các đơn nguyên, tờng bao chu vi nhà dày 220; Tờng ngăn trong các phòng, tờng nhà vệ sinh trong nội bộ các đơn nguyên dày 110 đợc xây bằng gạch có γ =1200 kG/m3 Cấu tạo tờng bao gồm phần tờng đặc xây bên dới và phần kính ở bên trên.

+ Trọng lợng tờng ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng trên 1 m dài tờng.+ Trọng lợng tờng ngăn trên các ô bản (tờng 110, 220mm) tính theo tổng tải trọng của các tờng trên các ô sàn sau đó chia đều cho diện tích toàn bản sàn của công trình

- Chiều cao tờng đợc xác định : ht = H - hs

Trong đó: ht - chiều cao tờng

H - chiều cao tầng nhà

Hs - chiều cao sàn, dầm trên tờng tơng ứng

- Ngoài ra khi tính trọng lợng tờng, ta cộng thêm hai lớp vữa trát dày 3

(cm/lớp) Một cách gần đúng, trọng lợng tờng đợc nhân với hế số 0,75 kể đến việc giảm tải trọng tờng do bố trí cửa số kính

- Kết quả tính toán trọng lợng của tờng phân bố trên dầm ở các tầng đợc thể hiện trong bảng:

* Trọng lợng vách ngăn tầng 1 (quy về tải trọng phân bố đều trên sàn):

Dày (m)

Cao (m)

γ tc (kG/m 3 )

g tc (KG/m 2 )

Hệ số giảm tải

HSVT gtt

(KG/m 2 )

Chung cư

Tường110 17.8 0.11 2.9 1200 94.64 0.75 1.1 78.08Vữa trỏt 17.8 0.03 2.9 1800 38.72 0.75 1.3 37.74

γ tc (KG/m 3 )

g tc (KG/m)

Hệ số giảm tải

HS VT

g tt (KG/m)

Tầng 1

Tường 220 0.22 4.6 1800 1821.6 0.75 1.1 1502.82Vữa trỏt 0.03 4.6 1800 248.4 0.75 1.3 242.19

Tầng

chung cư

Tường 220 0.22 2.2 1800 871.2 0.75 1.1 718.74 Vữa trỏt 0.03 2.2 1800 118.8 0.75 1.3 115.83

II Hoạt tải:

Hoạt tải do ngời và thiết bị:

TT Tầng ptc

(kG/m 2 ) HSVT

p tt (KG/m 2 )

IIi Tải trọng gió:

Công trình có độ cao 65,8 m (>40m), theo TCVN 2737-1995, khi tính toán tảitrọng tác động lên công trình phải tính thành phần tĩnh và thành phần động của tảitrọng gió

1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió:

* Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z so với mốcchuẩn xác định theo công thức: Wtz = W0.k.c

Trong đó: W0: giá trị của áp lực gió theo bản đồ phân vùng (Hà Nội vùng II.B,

có Wo = 95 kG/m2)

k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

c: hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng và bề mặt công trình

Trong đó: n: hệ số vợt tải của tải trọng gió (1,2)

ht : chiều cao đón gió

Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng vào các mức sàn nh sau:

Tầng z (m) W0

(kG/m 2 ) k c

W tz (kG/m 2 )

h t (m)

W t (kG/m) H+1 6.25 95 0.9472 1.4 125.9776 5.5 692.8768

2 Thành phần động của tải trọng gió:

* Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió phụ thuộc vào dạng dao

động của công trình Sử dụng phần mềm ETABS 8.5 để tìm ra các tần số của các dạngdao động riêng của công trình: mô hình kết cấu khung không gian đợc ngàm tại mặtmóng, (dầm, cột đợc mô tả bằng các phần tử thanh; sàn, vách, lõi đợc mô tả bằng cácphần tử tấm); khối lợng của công trình bao gồm khối lợng: dầm, cột, sàn, lõi, tờng

và khối lợng thêm vào do một nửa hoạt tải gây nên

Cột (T)

Vỏch, lừi (T)

Tường+kớnh (T)

Tổng khối lượng (T)

Giá trị fL phụ thuộc vào vùng áp lực gió và độ giảm δ của dao động

Hà Nội thuộc vùng áp lực gió II và công trình bê tông cốt thép δ = 0.3 → fL = 1,3 Hz

* Công trình có dạng dao động riêng thứ nhất thoả mãn bất đẳng thức: f1 < fL <f2 nên thành phần đổng của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió

và lực quán tính của công trình Khi đó, ta cần tính toán thành phần động của gió vớidạng dao động thứ nhất theo công thức:

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên từng phần thứ

f

W

* 940

. 0γ

ε =

γ: hệ số tin cậy của tải trọng gió (= 1,2)

W0: giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (= 95 kG/m2)

y: dịch chuyển ngang tỉ đối của công trình ở độ cao zk ứng với dạng dao động riêng thứ i

ji Fj i

y M

y W

WFj: giá trị tiêu chuản thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, chỉ kể đến ảnh hởng của xung vận tốc gió, đợc xác định theo công thức W jζiν

a Thành phần động của tải trọng gió theo phơng X (ngang nhà):

Theo phơng X, công trình có tần số dao động riêng f1 = 0,452 s-1 với f1< fL

Độ giảm loga của dao động: δ = 0,3

452 , 0 940

950 2 , 1

940

1

Tầng z

(m)

yj (m)

y j 2 (m)

Mj

(kG/m)

Wt (kG/m)

Wp(ji) (kG/m) H+1 6.25 1.000E-04 1.000E-08 2219.268 0.517 213.498 692.877 76.715

b Thành phần động của tải trọng gió theo phơng Y (dọc nhà):

Theo phơng Y, công trình có dạng dao động đầu tiên với f1 = 0,532 s-1 < fL

Độ giảm loga của dao động: δ = 0,3

532 , 0 940

950 2 , 1

940

1

y j 2 (m)

Mj

(kG/m)

Wt (kG/m)

Wp(j1) (kG/m) H+1 6.25 1.000E-04 1.000E-08 2219.268 0.517 248.961 692.877 88.517

2 9.35 1.000E-04 1.000E-08 1143.662 0.521 146.963 405.868 45.616

* Sơ đồ để tính toán nội lực là sơ đồ khung không gian ngàm tại móng

Sàn, vách lõi đợc quan niệm là các phần tử tấm

Cột, dầm là các phần tử thanh

* Tải trọng tính toán để xác định nội lực gồm:

- Trờng hợp tĩnh tải

- Trờng hợp hoạt tải chất đều trên các nhịp

- Tải trọng gió tĩnh và gió động theo các phơng X, - X, Y, -Y

Phơng pháp tính sử dụng chơng trình ETABS 8.5 để tìm nội lực

Kết quả nội lực tính toán xem phần phụ lục

D Thiết kế cột - khung trục 2

Các cột chịu mômen theo hai phơng X,Y đều lớn nên tính thép cho cột theo bàitoán cột chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn BS 8110-85 đã đợc chỉnh sửa phù hợpvới TCVN

, 59 150

100 781 , 89

y M

b

h y M y

cu f h b

N

.

6

1158687

150 45 , 0 781 ,

cm h

100 133 , 90

M

) ( 749 , 83 5 150 5 , 0 749 , 13 1 5

, 0

1000 687 , 1158

n R

55 , 0 4 , 1 145

150 5 , 0 8 , 1 ( 150 )

4 , 1 5 , 0 8 , 1

0

cm e

h

h h

) (

'

) 5 , 0 ( '

a o h a R

x o h x b n R Ne a

5 145 ( 3600

) 727 , 128 5 , 0 145 ( 727 , 128 70 130 749 , 83 1000 687 , 1158

05 , 0 145 70

12 , 5 0

⇒ §Æt thÐp theo gi¶ thiÕt µtmin = 1%

) 2 ( 5 , 101 145 70 01 , 0

bh t at

Chän 10φ28 + 8φ25 (Fat =100,88 cm2).

(%) 99 , 0

% 100 145 70

88 ,

, 3 150

100 818 ,

=

b x M h

y M

b

h x M x

cu f h b

N

.

6

1000 90 , 1031 6

150 51 , 0 123 ,

cm h

100 389 , 14

M

) ( 4 , 77 5 150 5 , 0 4 , 7 1 5

, 0

55 , 0 4 , 1 145

150 5 , 0 8 , 1 ( 150 0 ) 0 4 , 1 0

5 , 0 8 , 1

h

h h

) (

'

) 5 , 0 ( '

a o h a R

x o h x b n R Ne a F

5 145 ( 3600

) 55 , 138 5 , 0 145 ( 55 , 138 70 130 4 , 77 1000 96 , 1031

05 , 0 145 70

12 , 5 0

⇒ Fa< 0 → §Æt thÐp theo gi¶ thiÕt µtmin = 1%

) 2 ( 5 , 101 145 70 01 , 0

bh t at

Chän 10φ28 + 8φ25 (Fat =100,88 cm2)

(%) 99 , 0

% 100 145 70

88 ,

, 56 150

100 163 ,

=

b x M h

y M

⇒ TÝnh víi y y M x

b

h M

cu f h b

N

.

6

1000 780 , 1262 6

150 4 , 0 163 ,

cm h

100 02 , 85

M

) ( 733 , 82 5 150 5 , 0 733 , 12 1 5

, 0

e

ChiÒu cao vïng nÐn :

138 , 767 ( )

70 130

1000 780 , 1262

n R

N

Chọn a = a' = 5 cm → ho = h – a = 150 – 5 = 145 (cm)

) ( 75 , 79 145 55 , 0 0

η

) ( 3 , 130 733 , 12 1 ).

55 , 0 4 , 1 145

150 5 , 0 8 , 1 ( 150 0 ) 0 4 , 1 0

5 , 0 8 , 1

h

h h

) (

'

) 5 , 0 ( '

a o h a R

x o h x b n R Ne a F

5 145 ( 3600

) 3 , 130 5 , 0 145 ( 3 , 130 70 130 733 , 82 1000 780 , 1262

19 , 0 145 70

5 , 19 0

⇒ Đặt thép theo giả thiết àtmin = 1%

) 2 ( 5 , 101 145 70 01 , 0

bh t at

Chọn 10φ28 + 8φ25 (Fat =108,02 cm2)

(%) 99 , 0

% 100 145 70

88 ,

Vì lực cắt trong cột nhỏ, nên cốt đai đợc đặt theo cấu tạo

- Đờng kính cốt đai: φ đai = max (0,25.φm ax, 10) = max(0,25.25, 10) = 10 mm

- Khoảng cách giữa các cốt đai:

+ Trong đoạn nối cốt thép chịu lực, đặt φ10 a100

+ Trong những đoạn còn lại bố trí φ10 a150

E.Thiết kế dầm - khung trục 2

1 Chọn cặp nội lực để tính toán:

Mmax, Qt

Mmin, Qt

Mt, Qmax

100 24397

o bh n R

M A

875 , 0 ] 219 , 0 2 1 1 [ 5 , 0 ] 2 1 1 [ 5 ,

γ

) 2 ( 13 , 22 35 3600 875 , 0

100 24397

cm o

h a R

M a

% 100 35 70

61 , 26

%

=

o bh

( 135 15 9 9

33 , 133 800 6

1 6 1

) ( 414 ) 220 850 (

5 , 0 min

cm c

h

cm l

( 18053750 )

15 5 , 0 35 ( 15 66 , 336 130 ) 5 , 0 0 (

c h h

c h c b n R c

⇒ M = 30744 (kGm) < Mc = 180537,5 (kGm)

⇒ trôc trung hßa qua c¸nh

Ta cã: 2 0,057

35 66 , 336 130

100 30744

=

o h c b n R

M

970 , 0 ] 057 , 0 2 1 1 [ 5 , 0 ] 2 1 1 [ 5

100 30744

cm o

h a R

M a

% 100 35 66 , 336

61 , 26

%

=

o h c b

100 25042

o

bh n R

M A

871 , 0 ] 225 , 0 2 1 1 [ 5 , 0 ] 2 1 1 [ 5 ,

γ

) 2 ( 82 , 22 35 3600 871 , 0

100 25042

cm o

h a R

M a

% 100 35 70

61 , 26

%

=

o bh

2 26584 2

0 8

2

cm kG bh

k R

Q d

Khoảng cách tính toán:

) ( 53 , 33 022

, 103

785 , 0 2 2200

cm d

q d nf ad

R

tt

) ( 38 , 48 26584

35 70 10 5 , 1

5 , 1 max

2 2

0

cm Q

bh k

15

20 2 / 40 2 /

→ Uct = 15 cm

→ u = min (utt ,umax ,uct) = 15 (cm)

Chọn cốt đai φ10 a 150 đặt đều trên toàn dầm

3 Tính toán các dầm còn lại của khung trục 2:

Tính toán tơng tự nh dầm B43, lập thành bảng tính

9 1

06 , 3 1

* Lực tác dụng lên dải bản là: 888,5 kG/m.

* Nhịp: l1 = 4 m; l2 = 9 m

⇒ nhịp tính toán của bản:

) ( 78 , 3 2

22 , 0 2

22 , 0 4 2 2

b dp

b l

* Mô men dơng lớn nhất (ở giữa nhịp):

).

( 97 , 528 ) 12

1 8

1 (

2 78 , 3 5 , 888 ) 12

1 8

1 (

2

1 2 78 , 3 5 , 888 12

1 2

52897 2

.

o h b n R

M A

⇒ γ = 0 , 5 [ 1 + 1 − 2A] = 0 , 5 [ 1 + 1 − 2 0 , 024 ] = 0 , 988

) 2 ( 47 , 1 13 2800 988 , 0

52897

M a

γ

Chọn φ10 a200 ( Fa = 3,925 cm2)

% 05 , 0 min (%)

3 , 0 13 100

925 , 3

à

o h b

a F

* Tính cốt thép chịu mô men âm ở gối: M = 1054,37 (kGm)

Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 2 cm → ho = 15 - 2 = 13 cm

130.100.132 0,048 0 0,412

105437 2

.

o h b n R

M A

⇒γ = 0 , 5 [ 1 + 1 − 2A] = 0 , 5 [ 1 + 1 − 2 0 , 048 ] = 0 , 975

13 2800 975 , 0

105437

o

h a R

M a

γ

Chọn φ10 a200 ( Fa = 3,925 cm2 )

% 05 , 0 min (%)

3 , 0 13 100

925 , 3

à

o h b

a F

Bố trí cốt thép theo phơng cạnh dài (đặt theo cấu tạo): φ10 a200

2 Kết quả tính ô sàn S2, S3 và S4:

Những ô sàn S2,S3 và S4 có đợc tính toán và bố trí cốt thép tơng tự

Kết quả tính toán nh bảng sau:

G Thiết kế cầu thang bộ

Vật liệu: - Bêtông #300 có Rn = 130 kG/m , R² k = 10 kG/m²

- Cốt thép bản, cốt đai: AI có Ra = R’a= 2300 kG/cm²

- Cốt thép dầm: AII có Ra = R’a= 2800 kG/cm²

⇒αo= 0,58 → A0 = 0,412

Mặt bằng kiến trúc cầu thang bộ:

Mặt bằng kết cấu cầu thang bộ:

I Tính toán bản thang

Bản thang đợc tính nh dầm đơn giản bề rộng 1m, nhịp 2,42 (m) theo phơngngang, lực tác dụng lên bản thang đợc truyền lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới

Sơ đồ kết cấu bản thang nh dầm đơn giản tựa lên hai gối cố định

Chọn sơ bộ bản thang có chiều dày: h=10 cm( )

Góc nghiêng của thang so với phơng nằm ngang là:

0 2

2 0 , 853 31 , 4 32

, 1 16

,

2

16 , 2

, 0

03 , 0 27 , 0 17 , 0 1800 3 , 1

.

b l

v b

b b

h n

- Trọng lợng bản bêtông cốt thép :

g2 =n γ δb = 1 , 1 2500 0 , 1 = 275 (kG/m2)

- Trọng lợng lớp trát dới:

g3 =n γ δ = 1 , 3 1800 0 , 01 = 23 , 4 (kG/m2)

- Trọng lợng bậc gạch:

) 2 / ( 128 335

, 0 2

27 , 0 17 , 0 1800 1 , 1 2

.

b l b b b

h n

⇒ Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang:

) 2 / ( 8 , 524 128 4 , 23 275 4 , 98 4 3 2

g

* Hoạt tải :

Hoạt tải tính toán: p=n.p tc = 1 , 2 300 = 360 (kG/m2)

* Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang là: q= p+g=360+524,8=884,8(kG/m2)

Trong đó phần tải trọng tác dụng theo phơng vuông góc với mặt bản thang là:

q'=q.cosα =884,8.0,853=754,8(kG/m2)

Vậy, tải trọng phân bố tác dụng lên sàn là: q' 1 = 754 , 8 (kG/m)

Vậy, tải trọng phân bố trên dải b = 1m là: q' 1 = 754 , 8 (kG/m)

6817 2

.

o h b n R

M A

γ = 0 , 5 (1 + 1 − 2A)= 0 , 5 (1 + 1 − 2 0 , 008)= 0 , 996

) 2 ( 38 , 0 8 996 , 0 2300

6817 0

.

a R

M a

γ

chọn φ8 a200 có Fa = 2,515 (cm )²

) ( 17 , 68 8

2 85 , 0 8 , 754 8

có 0 , 31 % min 0 , 05 %

8 100

515 , 2

à

o h b a

F

Do trong thực tế bản kê lên dầm chiếu nghỉ nên tại những chỗ đó có tồn tạimômen âm Do đó ta phải đặt cốt thép cấu tạo tại những vị trí chịu mômen âm đó,chọn φ8 a200 Theo phơng cạnh dài cũng đặt thép phân bố φ8 a200

II Tính toán bản chiếu nghỉ

Sàn chiếu nghỉ đựơc tính kê lên 2 dầm chiếu nghỉ, đợc tính nh bản kê hai cạnh

1

m kG i

2 39 , 2 8 , 703 8

50260 2

.

o h b n R

M A

γ = 0 , 5 (1 + 1 − 2A)= 0 , 5 (1 + 1 − 2 0 , 061)= 0 , 968

) 2 ( 9 , 2 8 968 , 0 2300

50260 0

.

a R

M a

018 , 3 0

à

h b a

F

Bố trí thép theo phơng còn lại tơng tự, đặt φ8 a200

ở gối bố trí thép mũ chịu mômen âm theo cấu tạo, đặt φ8 a200

III Tính toán dầm chiếu nghỉ

Dầm chiếu nghỉ chịu tải trọng từ hai nhánh thang và chiếu nghỉ truyền vào.Dầm có chiều dài 2,4m Chọn kích thớc dầm bxh = 220x300 (mm)

1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

- Tải trọng do chiếu nghỉ truyền vào: p= 2 , 18 703 , 8 = 1534 , 3 (kG/m)

- Tải trọng bản thang truyền vào p= 1 754 , 8 = 754 , 8 (kG/m)

* Tổng tải trọng phân bố trên dầm:

) / ( 6 , 2492 8

, 754 3 , 1534 996

, 21 5 , 181 4

1

m kG i

Néi lùc trong dÇm

8

2 18 , 2 6 , 2492 8

.

l q

, 0 2 27 22 130

148100 2

.

o h b n R

M

5

148100

a R

M a

52 , 0 27 22

08 , 3

µ

o h b a

( 27027 27

22 130 35 , 0

o h b n

R o

cã 0 , R k.b.h o = 0 , 6 10 22 27 = 3564 (kG) >Qmax = 2717 (kG)

⇒ cốt đai đợc đặt theo cấu tạo, đặt cốt đai AI, φ6 a 150.

III Tính toán dầm chiếu tới

Dầm chiếu tới chịu tải trọng từ hai nhánh thang và bản sàn truyền vào Dầm cóchiều dài 2,4m Chọn kích thớc dầm bxh = 300x300 (mm)

1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới

, 754 23 , 454 06 , 21 5 , 247 4

1

m kG i

.

l q

3 Tính toán và bố trí cốt thép