thuyêt mình đồ án bê tông 2

- Tĩnh tải tính toán chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT.. + Tĩnh tải tính toán chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT.. + Tĩnh tải tính toán chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT.. Bảng

+ Nếu φ >10mm thì dùng thép AII có : Rs=Rsc=280 MPa.

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn

Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, bố trí dầm phụ, dầm chính Đây là kết cấu khung chịu lực chính là cột và dầm sàn, tường dày 200 chỉ là kết cấu bao che

1.3 Chọn kích thước chiều dày sàn

l

37 8

ngan s

k h

α

= +

với

ngan dai

l l

α =

Ta chọn chiều dày sàn theo công thức của tác giả Lê Bá Huế

 Với sàn trong phòng học:

- Hoạt tải tính toán : ps=pc.n=200.1,2=240 (daN/m2)

- Tĩnh tải tính toán ( chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)

Bảng 1 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn

Cộng 147,6

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: g0= 147,6 (daN/m2)

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn phòng học là:

B L

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng học

+ Hoạt tải tính toán : phl = pc.n = 300.1,2 = 360 (daN/m2)

+ Tĩnh tải tính toán ( chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT )

g0 = 147,6 (daN/m2)

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang :

qhl = g0 + phl = 147,6 + 360 = 507,6 (daN/m2)

B L

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang

+ Hoạt tải tính toán : pm = pc n =75.1,3 = 97,5 (daN/m2)

+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)

Bảng 2 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn mái

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:

130 60.1,3 2500.0,08.1,1 428( / )

+ Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái :

qm = pm + gm = 97,5 + 428 = 525,5 (daN/m2)

 Với sàn sê nô

+ Hoạt tải tính toán : psn = pc n =75.1,3 = 97,5 (daN/m2)

+ Tĩnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT)

Bảng 1.3 Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu sàn sê nô

Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán:

Ta chọn chiều dày sàn sê nô là: hs4 =8 (cm).

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì :

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn sê nô

gsn = g0 +

2 3

1.4 Lựa chọn kết cấu mái

Kết cấu mái dùng hệ mái ngói gác lên li tô , li tô gác lên cầu phong ,cầu phong gác xà gồ,

xà gồ gác lên tường thu hồi

1.5 Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

 Kích thước tiết diện dầm

Với dầm trên mái, do chịu tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn

Ta chọn chiều cao dầm mái hm = 0,55 (m)

Bề rộng dầm dọc nhà : bdn = 250 ( mm) = 0,25 (m)

Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức

b

k N A R

7 2

2 2+ ).3=13,5 (m2)

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn

N2 = gt.lt.ht = 474.(

72 + 3).3,6= 9243 (daN)

(ở đây lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà ht = Ht ).+ Lực dọc do tường thu hồi

N3 = gt.lt.ht = 296.(

72 +3 ).0,975= 1875,9 (daN)

( chiều cao tường thu hồi tại trục C dày 110 mm lấy trung bình ht =1,2 m ).+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang

N1 = qhl.SB = 755,1 3=2265,3 (daN)

+ Lực dọc do tải trọng lang can ( tường lang can dày 100mm )

N2 = gt.lt.ht = 296.3,6.1 = 1065,6daN)

( ở đây lấy sơ bộ chiều cao lan can bằng 1 m)

+ Lực dọc do tường thu hồi

N3 = gt.lt.ht = 296

22.0,975 = 288,6(daN)

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái

N4 = qm.SB = 525,5.3= 2146,668daN).

+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn sê nô

N5 = qsn.Ssn = 447,5.( 0,9.3 + 0,4.3) = 1745,25 ( daN )Với nhà 4 tầng có ba sàn hành lang và một sàn mái nên tổng lực dọc là:

i i

N =∑N n =

3.(2265,3 +1065,6) + 1.(288,6+ 2146,668) +1745,25=1413,218 (daN ) + Do cột trục B ở vị trí biên chịu nén lệch tâm lớn nên khi kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k =1,3

→

b

k N A R

+ Cột trục D và cột truc C có kích thước

- bcxhc = 25x40 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2

- bcxhc = 25x25 (cm) cho cột tầng 3 và tầng 4 + Cột trục B có kích thước bcxhc = 25x25 (cm) từ cột tầng 1 đến tầng 4

C25x40 C25x40 C25x40 C25x40 C25x40

C25x40 C25x40 C25x40

D25x60 D25x60 D25x60 D25x60 D25x60 D25x60 D25x60 D25x60

II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

( ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4 ).

b. Chiều cao của cột

Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do dầm khung thay đổi tiết

diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn)

+ Xác định chiều cao của cột tầng 1

Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên ( cốt – 0,6 m ) trở xuống :

hm = 1000 (mm) = 1 (m)

→ hht1 = Ht + Z + hm – hd/2 = 3,6 + 1 + 0,6 – 0,25/2 = 5,025 (m)

( với Z = 0,5 m là khoảng cách từ cốt ±

0.00 đến mặt đất tự nhiên ) + Xác định chiều cao của cột tầng 2, 3, 4

ht2=ht3=ht4 = 3,6 (m)

Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình

III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ

3.1 Tĩnh tải đơn vị

+ Tĩnh tải sàn phòng học

gs = 422,6 (daN/m2)

+ Tĩnh tải sàn hành lang

72,33 23

l

l = = >

nên đây là sàn 1 phương làm việc theo phương cạnh ngăn

Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình chữ nhật

b. Với ô sàn hành lang, kích thước 2 x3(m)

Do tỉ lệ kích thước giữa hai cạnh ô sàn

2 1

31,5 22

l

l = = <

nên đây là bản kê bốn cạnh làm việc theo hai phương có dạng tam giác Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta cần xác định hệ số chuyển đổi k=

50,625

8=

IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG

+ Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo hai cách :

- Cách 1: chưa quy đổi tải trọng

- Cách 2: quy đổi tải trọng thành phân bố đều

4.1 Tĩnh tải tầng 2, 3, 4

5 Bảng 4.1 Tĩnh tải tập trung và phân bố đều tầng 2, 3, 4

6

7

TĨNH TẢI TẬP TRUNG –daN

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả

7879,18

1

2

G C

Giống như mục 1,2,3 của GD đã tính ở trên

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vô

367,6.(3-0,25+(3-0,25).(2-0,25)/2= 603,09

Cộng và làm tròn

8482,3

2604,15 1

643,3.0,625=402,0625

Cộng và làm tròn

402,1

Tĩnh tải tập trung và phân bố đều tầng mái

TĨNH TẢI TẬP TRUNG -daN

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả

Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào

1

2

G m C

Giống như mục 1,2 của Gm

D đã tính ở trên5903,25

Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào

371.[(3-0.25)+(3-2)].(2-0,25)/4=608,67(daN/m) Cộng và làm tròn

6511,92

1

2

3

G m B

Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào đã tính ở trên

Cộng và làm tròn

2152,9

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m

1591,41

P D I =P C I (daN)

Do tải trọng sàn truyền vào

240.7.3/2=2520(daN) 2520

Bảng 5.3 Hoạt tải 1 – tầng mái

HOẠT TẢI 1- TẦNG MÁI Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

mái

Đổi ra phân bố đều với k=0,625

195.0,625=121,875 (daN/m)

131

Do tải trọng sê nô truyền vào:

HOẠT TẢI 2- TẦNG 2, 4 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

720.0,625=450(daN/m)

562,5

P B I =P C I (daN)

Do tải trọng sàn truyền vào

360.[(3+(3-2)].2/4=720(daN/m) 1054,6

HOẠT TẢI 2- TẦNG 3 Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

P D II =P C II (daN)

Do tải trọng sàn truyền vào

240.7.3/2=2520 (daN/m) 866,4

HOẠT TẢI 2- TẦNG Mái Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

Do tải trọng sê nô truyền vào:

195 122

720

Sơ đồ hoạt tải 2:

720

720 450

720

VI XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ

- Công trình được xây dựng tại thành phố Quy Nhơn, thược vùng gió III-B, có áp lực gió

đơn vị : W0 = 125 (daN/m2).Dạng địa hình B

- Công trình cao dưới 40 m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức :

Với qđ - áp lực gió đẩy tác dụng lên khung (daN/m).

qh – áp lực gió hút tác dụng lên khung (daN/m)

Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sđ ,Sh , với k = 0,74

Hình dạng mái và các hệ số khí động trên mái tham khảo phụ lục 22

Nhập tải vào chương trình sap2000.

Từ số liệu đầu ra của chương trình tính, ta có được các giá trị nội lực của các phần tử Từ đây ta dùng tổ hợp bao để tính cho dầm và dùng các tổ hợp còn lại để tiến hành tổ hợp nội lưc các phần tử cột của khung

GT

-94.7654 -4.7305

18.403

Phầ

GP 102.95

1 24.931 -0.466 7.809 -7.813 95.14 132.42 132.42

16

GT -62.758 -0.51 -10.195 1.935 -1.968 -74.16 -60.82 74.16 1/4N -31.853 -0.51 -5.104 1.935 -1.968 -38.68 -29.92 38.68 3/4N 29.959 -0.51 5.077 1.935 -1.968 27.73 36.27 36.27

GP 14.286 -0.676 6.939 8.101 -8.112 6.17 27.82 27.82

GT -1.958 1.114 -0.295 2.684 -2.551 -4.52 1.46 4.52 1/4N 0.922 1.731 -0.295 2.684 -2.551 -1.64 4.90 4.90 3/4N 6.682 2.967 -0.295 2.684 -2.551 4.12 11.77 11.77

GP 9.562 3.584 -0.295 2.684 -2.551 7.00 15.20 15.20

Tổ hợp M,N của cột:

+ Tính cốt thép cho gối D ( mômen âm ).

Tại vị trí gối có cánh tiết diện chữ T nằm trong vùng bê tông chịu kéo,tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 25x60 cm

m b

2 0

176, 41.10

12,36( ) 2800.57.0,894

+ Tính cốt thép cho gối c ( mômen âm )

Tại vị trí gối có cánh tiết diện chữ T nằm trong vùng bê tông chịu kéo,tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 25x60 cm

11,92( ) 2800.57.0,898

+ Tính cốt thép cho giữa nhịp DC ( mômen dương )

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h’

f = 9(cm)

Gỉa thiết a = 3 (cm) → h0 = 60 – 3 = 57 (cm)

Gía trị độ vươn của cánh Sc lấy bé hơn trị số sau

- Một nữa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc

120,3.10

7,58( ) 2800.57.0,994

S s

M

R h ζ

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

min 0

+ Tính cốt thép cho gối C ( mômen âm )

Tại vị trí gối có cánh tiết diện chữ T nằm trong vùng bê tông chịu kéo,tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 25x25 cm

m b

2 0

28,36.10

5, 2( ) 2800.22.0,887

+ Tính cốt thép cho gối C ( mômen âm )

Tại vị trí gối có cánh tiết diện chữ T nằm trong vùng bê tông chịu kéo,tính theo tiết diện chữ nhật bxh = 25x25 cm

m b

32,62.10

6,15( ) 2800.22.0,86

+ Tính cốt thép cho giữa nhịp BC ( mômen dương )

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h’ = 9(cm)

Gỉa thiết a = 3 (cm) → h0 = 25 – 3 = 22 (cm)

Gía trị độ vươn của cánh Sc lấy bé hơn trị số sau

- Một nữa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc

1,56.10

0, 25( ) 2800.22.0,999

S s

2.Tính toán và bố trí cốt thép đai cho các dầm

a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 13 ( tầng 2, nhịp CD ) : bxh = 25x60cm.

+ Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm

Qmax = 147,14 (kN)

+ Bê tông cấp độ bền B20, tra bảng :

Rb=8,5MPa = 85(daN/cm2), Rbt= 0,9 MPa = 9(daN/cm2)

Eb=23.103(MPa )

+ Thép đai nhóm AI có

Rsw=175MPa = 1750 (daN/cm2), Es=21.104MPa=21 105 (daN/cm2)

- Tính toán cốt đai tại tiết diện gối D,C có lực cắt lớn nhất là: Qmax= 147,14 (kN)

- Ta thấy Qmax=147,14(kN) > Qbmin= 76,95(kN), nên bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, do đó cần tính toán cốt đai để chịu lực cắt.

tt

R b h R n a S

→ Schọn≤ min( Sct ; Smax ; Stt ) = min (276,6;745;267,6 ) =166mm Chọn Schon = 120mm

- Vậy chọn khoảng cách S =120 (mm) giữa các cốt đai và bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm

- Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q max ≤[ ]Q bt =0,3.ϕ ϕw1 .b1R b h b o

đối với bêtông nặng

Rb =11,5MPa- cường độ chịu nén tính toán của bêtông

[ ]Q bt = 0,3.ϕ ϕw1 b1R b h b o = 0,3.1, 09.0,885.11,5.250.570 448140,8( ) 448, 2( = N = kN) 147,14(kN) >

→ Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Các đoạn giữa dầm ta chọn: 6a180.

a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 16 ( tầng 2, nhịp CD ) : bxh = 25x50cm.

+ Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm

Qmax = 74,76 (kN)

+ Bê tông cấp độ bền B20, tra bảng :

Rb=11,5MPa = 11,5(daN/cm2), Rbt= 0,9 MPa = 9(daN/cm2)

Eb=23.103(MPa )

+ Thép đai nhóm AI có

Rsw=175MPa = 1750 (daN/cm2), Es=21.104MPa=21 105 (daN/cm2)

- Tính toán cốt đai tại tiết diện gối D,C có lực cắt lớn nhất là: Qmax= 76,95 (kN)

tt

R b h R n a S

→ Schọn≤ min( Sct ; Smax ; Stt ) = min (166,7;969;665) =166mm Chọn Schon = 120mm.

- Vậy chọn khoảng cách S =120 (mm) giữa các cốt đai và bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm

- Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q max ≤[ ]Q bt =0,3.ϕ ϕw1 .b1R b h b o

đối với bêtông nặng

Rb =11,5MPa- cường độ chịu nén tính toán của bêtông

[ ]Q bt = 0,3.ϕ ϕw1 b1R b h b o = 0,3.1, 09.0,885.11,5.250.470 391044,99( ) 391,04( = N = kN) 76,95(kN) >

→ Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Các đoạn giữa dầm ta chọn: 6a180.

c.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 17 ( tầng 2, nhịp BC ) : bxh = 25x25 cm

- Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm

Qmax = 34,36( kN )Chọn a=3(cm) 0

tt

R b h R n a S

Q

ϕ +ϕ +ϕ

=

2 2

4.2.(1 0 0).9.25.22 1750.2.0,283

73,1 731(34,36 10 )

→ Schọn≤ min( Sct ; Smax ; Stt ) = min (125;475;731 ) =120mm Chọn Schon = 120mm

- Vậy chọn khoảng cách S =100 (mm) giữa các cốt đai của dầm

- Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q max ≤[ ]Q bt =0,3.ϕ ϕw1 .b1R b h b o

đối với bêtông nặng

Rb =11,5MPa- cường độ chịu nén tính toán của bêtông

[ ]Q bt =0,3.ϕ ϕw1 .b1R b h b o =0,3.1,09.0,885.11,5.250.220 183042,33( ) 183,04(= N = kN) 42, 77(kN)>

→ Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Do nhịp dầm ngắn nên ta bố trí cốt đai φ6a120 đặt đều suốt dầm

l h

1 1

cr

N N

η=

− trong đó

0 0

1,16

916, 071

6546,62

b cr

0,737

340,9237

b

a a

N n

R b h e

h Z h

εγ

Diện tích thép:

1 0 '

cr

N N

η=

− trong đó

0 0

1

1,1762,991

8219,64

b cr

h

e= × + − =η e a × + − = cm

Chiều cao vùng nén :

2 1

340,9237

b

a a

N n

R b h e

h Z h

εγ

N N

η=

− trong đó

0 0

1

1,163

916, 071

6546,6

b cr

340,9237

b

a a

N n

R b h e

h Z h

εγ

1 1

cr

N N

η=

− trong đó

0 0

1

1,16838

1

6466,6

b cr

0,7337

340,9237

b

a a

N n

R b h e

h Z h

εγ

Diện tích thép:

1 0 '

cr

N N

η=

− trong đó

0 0

1,1656,611

7201,3

b cr

0

401,1 2,77 3 20,3( )

cr

N N

η=

− trong đó

0 0

1,162

902, 251

6546,6

b cr

0,7437

340,9237

b

a a

N n

R b h e

h Z h

εγ

2

2

2

97,86 653,91 2,52 14,97 1,07 22,74 5,14 1,11

Đ 96,19 644,01 2,52 14,94 1,07 22,74 4,91 1,06

22,77 484,93 2,52 4,59 1,06 16,87 -3,41 0,37 96,19 644,01 2,52 14,94 1,07 22,4 4,91 1,11

3 C 19,65 314,86 2,52 6,24 1,06 10,5 -2,09 3 16φ 0,28 1,51

66,88 400,32 2,52 16,71 1,06 13,92 3,57 0,89 66,88 400,32 2,52 16,71 1,06 13,92 3,57 0,89

Đ 68,89 391,65 2,52 17,6 1,06 13,62 3,83 0,96

24,42 306,19 2,52 17,98 1,06 10,65 -1,4 0,15 68,96 306,19 2,52 17,61 1,06 13,62 3,83 0,96

4 C 37,59 128,52 2,52 29,25 1,03 - 2,49 3 16φ 0,52 1,51

66,03 153,44 2,52 43,03 1,03 - 5,66 1,42 58,61 154,03 2,52 38,05 1,03 - 4,71 1,18

Đ 65,21 144,78 2,52 45,04 1,03 - 5,72 1,43

43,14 119,85 2,52 36 1,03 - 5,35 0,84 59,64 145,36 2,52 48,03 1,03 - 5,0 1,25

Đ C 82,68 746,79 3,52 8,85 1,09 25,11 4,29

3 18φ

1,5 1,65 57,09 751,72 3,52 7,59 1,09 26,1 1,09 0,12

16,41 952,84 3,52 1,72 1,13 34,54 -1,63 0,18

Đ 25,03 737,91 3,52 3,39 1,09 28,65 -3,59 0,4

82,87 833,56 3,52 9,93 1,19 26,43 6,29 1,36 33,7 938,23 3,52 3,59 1,23 31,2 0,94 0,1

6 C 98,97 662,84 2,52 14,93 1,08 23,05 5,3 3 18φ 1,15 1,65

11,69 537,3 2,52 2,18 1,04 18,69 -4,74 0,5 64,32 677,53 2,52 9,49 1,08 23,6 -4,73 0,5

Đ 11,66 527,4 2,52 2,21 1,04 18,34 5,08 0,55

97,49 652,94 2,52 14,93 1,09 22,71 1,25 0,84 62,7 667,63 2,52 9,39 1,08 23,25 2,99 0,72

7 C 62,02 406,76 2,52 15,25 1,08 14,15 2,99 3 16φ 0,75 1,51

10,81 335,91 2,52 3,22 1,03 11,68 -3,45 0,4 42,27 415,78 2,52 10,17 1,08 14,46 -2,35 0,25

Đ 16,44 327,25 2,52 5,02 1,03 11,38 -2,66 0,26

64,42 398,1 2,52 16,18 1,08 13,85 3,35 0,84 45,98 407,11 2,52 11,29 1,08 14,16 0,86 0,72

48,02 157,63 2,52 30,46 1,02 - 3,23 0,81

Đ 33,42 128,53 2,52 26,01 1,01 - 1,87 0,47

36,27 146,19 2,52 38,49 1,03 - 4,56 1,14 49,12 148,97 2,52 32,98 1,01 - 3,5 0,87

9 C 38,67 169,96 3,52 22,75 0,27 - 4,79 2 20φ 1,74 2,28

36,95 123,35 3,52 39,96 0,2 - 5,3 1,93 35,21 257,71 3,52 13,66 0,41 8,96 3,67 1,33