do an tot nghiep nha cao tang

Công thức tính nội lực: - Tính toán ô sàn theo sơ đồ đàn hồi... Sơ đồ làm việc: - Tính theo sơ đồ đàn hồi bản kê đơn, điều kiện liên kết giữa các bản và dầm được xác định theo công thứ

A TÍNH TOÁN SÀN

TẦNG 2

S1

6 7

Đ5

T MÁY TM1

THANG MÁY TM2 Đ5

II CÁC BƯỚC TÍNH TỐN

1 Vật liệu thiết kế sàn

Chiều cao tầng điển hình 3.5m

Bê tơng B25 (M300) Rb = 14.5MPa = 145daN/cm2

Trọng lượng riêng (daN/m3)

Tải tiêu chuẩn (daN/m2)

Tải tính tốn (daN/m2)

- LỚP 1: LỚP GẠCH LÓT CERAMIC DÀY 20

- LỚP 2: LỚP VỮA LÓT XM M75 DÀY 20

- LỚP 3: BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP DÀY 80

- LỚP 4: LỚP VỮA XM TRÁT TRẦN M57 DÀY 10

- Cấu tạo các lớp sàn vệ sinh như hình vẽ sau:

Loại

tải trọng các lớp cấu tạo

bề dày (m)

Hệ số vƣợt tải

Trọng lƣợng riêng (daN/m3)

Tải tiêu chuẩn (daN/m2)

Tải tính tốn (daN/m2)

- Tĩnh tải do tường ngăn :

- Ta vẽ các dầm ảo sau đĩ gán tải tường trực tiếp lên các dầm trong mơ hình

Trọng lượng tường ngăn: gt  n b h 

Trong đó:

t

h - chiều cao tường (ht= 3 m)

t

b - bề rộng tường

n - hệ số vượt tải, n = 1,1

- trọng lượng riêng của tường,  = 1800 daN/m3

III TÍNH TOÁN NỘI LỰC:

1 Phân loại ô sàn:

Xét tỉ số:

2 1

L = 2L

  thì ô sàn làm việc theo 2 phương (loại bản kê)

2 12

L L

   thì ô sàn làm việc theo 1 phương (loại bản dầm)

0 700

0

200 00

 Vậy các bản sàn ngàm vào dầm, ta không xét đến sự làm việc liên tục cua các

ô bản, các ô bản 1, 2, 3, 5 làm việc theo sơ đồ ngàm 4 cạnh (sơ đồ 9)

b Công thức tính nội lực:

- Tính toán ô sàn theo sơ đồ đàn hồi

+ Momen dương lớn nhất ở giữa ô bản:

M1 = mi1q ; M2 = mi2q

+ Momen âm lớn nhất ở gối:

MI = ki1q ; MII = ki2q Trong đó:

 mi1, mi2, ki1, ki2: các hệ số được tra trong bảng

 Trong các ô sàn kể trên làm việc theo sơ đồ 9

b o S

S

R bhA

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

%4,1225

5,837,0



s

b b pl

R R





pl : tra sách đồ án môn học kết cấu betong

Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với loại bản kê là hoply (0,4 – 0,8)%

Hàm lượng cốt thép hợp lý đối với loại bản dầm là hoply (0,3 – 0,9)%

4 Loại sàn bản dầm:

a Sơ đồ làm việc:

- Tính theo sơ đồ đàn hồi bản kê đơn, điều kiện liên kết giữa các bản và dầm được

xác định theo công thức sau:

b o S

S

R bhA

R





b Công thức tính nội lực:

Theo bảng 1-4 / trang 7 (sách sổ tay thực hành kết cầu công trình), ta có Moment lớn

nhất ở nhịp và gối như sau:

Momen lớn nhất ở nhịp:

2 1 1

qLM24

Momen lớn nhất ở gối:

MI = 12

2 1

BẢNG PHÂN LOẠI CÁC Ô SÀN

L 2 (m) L 2 /L 1 m i1 m i2 k i1 k i2

q (daN/m)

M i

(daNm)

h o (cm) m  tính A S

NỘI LƢC BẢN DẦM

SÀN

q (daN/m 2 )

L 1 (m)

5 Kiểm tra độ võng của sàn

- Ơ sàn: (6.0 x 7.0) m là ô sàn có kích thước lớn nhất để kiểm tra võng

- Tính võng là tính theo TTGH 2 nên tĩnh tải và hoạt tải ta dùng tải tiêu chuẩn

210000 1.0.15 2.52 17.79( )

So sánh thấy M crc M1 -> Không xuất hiện khe nứt

*) Do tải ngắn hạn

Vậy độ võng tổng cộng: f  f sh f l 0.56 0.121 0.681(  cm)

Độ võng cho phép:  f = 1 1 6 3( )

200 L200  cm

So sánh f  f thỏa điều kiện về độ võng

B.TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TRỤC B

2 1

3100 2900

3100 2900

DCN3

MB KẾT CẤU CẦU THANG

IV SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CẦU THANG:

)

Theo TCVN 2737-1995: hoạt tải tiêu chuẩn cho cầu thang

Ptt=1.2x300=360(kG/cm2)

V CẤU TẠO CẦU THANG TRỤC B :

1 Dựa vào tài liệu kiến trúc ta tính cho mỗi bậc thang có

- Tỉnh tải: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo

STT Vật liệu Chiều dày

(m)

 (kN/m3)

Hoạt tải: ptt

= 1.2x3 = 3.6 kN/m2 Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là q1 = 4.889 + 3.6 = 8.489 kN/m2

b Bản thang: là loại bản chịu lực

Tỉnh tải: gồm các lớp cấu tạo được thể hiện bên dưới

-Bản thang và chiếu nghĩ tính từng phần độc lập với nhau

-Sơ đồ tính như một dầm đơn giản nghiêng, chịu tải trọng phân bố

q'=801.05(kG/m) q=925kG/m)

2900

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN THANG

m n

m n s

Tính cốt thép tại gối của bản thangtheo cấu tạo để chống nứt khi đó thì moment tại gối

tính theo công thức: M g 0.4.Mmax

8.2

-Bản chiếu nghỉ được liên kết với một dầm chiếu nghỉ và dầm DCN3 kê lên tường

theo phương cạnh ngắn, ta coi bản là một dầm đơn giản chịu tải trong phân bố đều hai đầu khớp

-Tải trọng tác dụng lên sàn chiếu nghĩ :

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN SÀN CHIẾU NGHỈ

c Tính Cốt Thép Sàn Chiếu Nghỉ:

0

2 0

m

n

m n s

Tính cốt thép tại gối của bản thangtheo cấu tạo để chống nứt khi đó thì moment tại gối

tính theo công thức: M g 0.4.Mmax

=>Chọn thép mũ  8a200 +Bố trí thép cho sàn chiếu nghỉ:

Sơ đồ tính : dầm đơn giản hai đầu khớp

Tải trong tác dụng gồm : tải trọng phân bố và hai lực tập trung do bản thang truyền vào

n m

a

xR xbxh x x x

cm R

Với bê tông nặng b2 2

Tiết diện hình chữ nhật nên:

Schọn=min(Stt, Smax,Sct)=min(189,4 ; 82,89; 15)=15cm

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai:

17,5.2.0, 283

0, 66( / )15

Do đó cốt đai được chọn là đủ khả năng chịu lực cắt/

Bố trí thép đai cho ¼ chiều dìa dầm là Ø6a150 và Ø6a200 bố trí cho giữa dầm

Tương tự ta bố trí cốt thép dọc và thép đai cho dầm chiếu tới (DCT) như DCN1

Sơ đồ tính : dầm đơn giản hai đầu khớp

Tải trong tác dụng gồm : tải trọng phân bố

0 0.083 110 20 26

1.69( )2800

n m

a

xR xbxh x x x

cm R

Với bê tông nặng b2 2

Tiết diện hình chữ nhật nên:

Schọn=min(Stt, Smax,Sct)=min(287.05 ; 102,59; 15)=15cm

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai:

17,5.2.0, 283

0, 66( / )15



Khả năng chống cắt theo điều kiện về ứng suất nén chính:

0,3 0,3.0,869.1, 07.0,9.1, 45.20.26 189,3( ) 18, 68( )

Do đó cốt đai được chọn là đủ khả năng chịu lực cắt/

Bố trí thép đai cho ¼ chiều dìa dầm là Ø6a150 và Ø6a200 bố trí cho giữa dầm

n

m n s

Với bê tông nặng b2 2

Tiết diện hình chữ nhật nên:

Kiểm tra lại điều kiện ứng suất nén:

Do đó cốt đai được chọn là đủ khả năng chịu lực cắt/

Bố trí thép đai cho ¼ chiều dìa dầm là Ø6a150 và Ø6a200 bố trí cho giữa dầm

C.BỂ NƯỚC MÁI

VIII CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI :

Hồ nước mái có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt và chữa cháy cho toàn bộ tòa nhà Sơ bộ tính nhu cầu dung nước của cao ốc văn phòng như sau:

Cứ một người 1 ngày đêm sử dụng 200 lít

Cao ốc văn phòng sơ bộ số người khoảng 220 người

MẶT BẰNG NẮP HỒ NƯỚC MÁI

D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

m = 30÷ 35 – đối với bản một phương;

m = 40÷ 45 – đối với bản kê 4 cạnh;

l – nhịp cạnh ngắn của ô bảnsố phụ thuộc vào tải trọng (D = 0.8)

h    liên kết ngàm

b Xác định nội lực:

Các ô bản nắp thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính toán theo ô bản đơn dùng sơ đồ đàn hồi

i i

+ Trong đó :P tổng tải trọng tác dụng lên ô bản đang xét

m11,m12: 1 là loại ô bản ,1 và 2 là phương ô bản dang xét

Các hệ số tra trong sổ tay thực hành kết cấu công trình , phụ lục

1-19 /trang 33 hệ số này phụ thuộc vào

ng

d

l l

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NỘI LỰC

p (kN/m 2 )

goái 3.0 3.0 1.0 3.02 0.98 164.88 0.0417 6.02

+ Tính toán cốt thép bản nắp

Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn

Các giả thiết tính toán:

- a1 = a2 = a = 15: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo 2 phương đến mép bê tơng chịu kéo;

- h0: chiều cao tính tốn của tiết diện

b (m)

h (m)

a (m)

=>Xung quanh lỗ thăm ta gia cường: 2 12 50 a

HÌNH VẼ MINH HỌATHÉP TĂNG CƯỜNG

+Hoạt tải :đối với bản đáy không kể vào hoạt tải sửa chửa vì tải trọng của khối

nước có thể bù vào cho hoạt tải (khi sửa chữa hồ không có nước)

Theo ñieàu 1.11 TCVN 5574-1991

a Sơ đồ tính :

Bản đáy được chia thành 4 ô bản S2

SƠ ĐỒ TÍNH BẢN ĐÁY

BẢNG TÍNH NỘI LỰC BẢN ĐÁY

).(

2 2

1 1

kGm P m M

m kG P m M

)(

).(

2

1

kGm P k M

m kG P k M

i II

i I









+Trong đĩ :P tổng tải trọng tác dụng lên ơ bản đang xét

m91,m92: 9 là loại ơ bản ,1 và 2 là phương ơ bản đang xét

Các hệ số tra trong sổ tay thực hành kết cấu cơng trình , phụ lục 1-19 /trang 33 hệ số này phụ thuộc vào

ng

d

l l

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO BẢN ĐÁY

b (cm)

h (cm)

a (cm)

l2 3 3 3.2 100 15 1.5 13.5 0.02 0.099 1.66 8 Φ8a200 0.2 gối

l1 3 3 7.59 100 15 1.5 13.5 0.048 0.098 3.16 10 Φ10a200 0.3 gối

l2 3 3 7.59 100 15 1.5 13.5 0.048 0.098 3.16 10 Φ10a200 0.3

Để đảm bảo điều kiên nứt cho phép ta chọn cả nhịp và gối là

Cĩ 2 trướng hợp để tính tốn :

Trường hợp : nước đầy + giĩ hút

hồ rỗng + giĩ đẩy

=> Mỗi trường hợp được một loại thép , ta lấy giá trị lớn để bố trí

+Xét trường hợp tải nguy hiểm nhất cho thành bể: nước đầy hồ + giĩ hút

Sơ đồ tính :

 Các bản thành cĩ L/ h > 2  thuộc loại bản dầm

 Cắt dải rộng b = 1(m) theo phương chiều cao thành bể để tính

 Sơ đồ tính : một đầu ngàm, một đầu khớp

M( Tm ) Q( T)

SƠ ĐỒ TÍNH DO ÁP LỰC NƯỚC+ GIÓ VÀ NỘI LỰC THÀNH BỂ

b Tính tốn cốt thép :

Bản thành được tính tốn như cấu kiện chịu uốn

- Giả thiết : a = 1.5 (cm) khoảng cánh từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tơng chịu

s

a s

M

R b h

x

R b h A

R A

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO BẢN THÀNH



mm

u mm

+ Tĩnh tải trọng lượng ban thân và các lớp hồn thiện

+ Hoạt tãi: hoạt tải sữa chữa và hoạt tai nước

MÔ HÌNH TÍNH HỆ DẦM HỒ NƯỚC

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT HỆ DẦM HỒ NƯỚC MÁI (KN)

BIỂU ĐỒ MÔMEN HỆ DẦM HỒ NƯỚC MÁI (KN.m)

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC HỒ NƯỚC MÁI (KN)

M

R b h ; αr = ξ ( 1-0.5* ξ) ; As =

0 .s

M

R h

 ; μ = 0.100

s A

+ Dầm biên ϕ8a200 đoạn đầu dầm va ϕ8a300 đoạn giữa dầm

+ Dầm phụ ϕ8a200 đoạn đầu dầm va ϕ8a300đoạn giữa dầm

 Do các dầm có nhịp giống nhau nên ta chon dầm có nội lực lớn nhất tính thép

và bố trí các dầm còn lại

BẢN TÍNH CỐT THÉP

(tan)

M (tan.m)

b (cm)

h (cm) As μ t (%) Bố trí

thép S tt (cm) S

ctao (cm)

S chon (cm) Ktra.us

e Tính cốt đai và cốt treo cho dầm đáy:

 Tính khoảng cách cốt đai:s( ;s s tt max;s ct)

 Theo điều kiện về cường độ:

max

52.42( )197.40

tr a

gc=0.3*0.3*25*1.1*1.6=3.96 KNKiểm tra khả năng chịu nén của cột bê tong ứng với tiết diện đã chọn:

D.KẾT CẤU CÔNG

TRÌNH

XI LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN

1 SƠ ĐỒ TÍNH:

Công trình gồm 1 khối làm việc độc lập Kích thước (36x20) m Chiều cao công trình là 36.5 m

- Sử dụng bêtông B25 với các chỉ tiêu như sau:

 Khối lượng riêng: γbt= 25 kN/m3

 Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 1.45 kN/cm2

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 0.105 kN /cm2

 Môđun đàn hồi: Eb = 3x104 kN /cm2

- Cốt thép loại AIII với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu kéo, nén tính toán: Rs = 36.5 kN /cm2

 Môđun đàn hồi: Eb = 2.1x104 kN /cm2

- Cốt đai dùng thép CI

1 CỘT

a Chọn sơ bộ tiết diện:

- Công trình có 1 trệt, 9 tầng và sân thượng, mái, để tiết kiệm vật liệu của cột nên 3 tầng thay đổi tiết diện một lần Cần khống chế sao cho sự thay đổi tiết diện của 3 tầng kề nhau chênh lệch không quá nhiều (tiết diện tầng trên khoảng 70%75% tầng dưới)

- Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cần dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công

Bảng chọn tiết diện cột như sau

CỘT BIÊN CỘT GÓC CỘT GIỮA TẦNG (bxh)(m) (bxh)(m) (bxh)(m)

 Đây chỉ là chọn tiết diện sơ bộ nên có thể thay đổi khi tính toán nếu không hợp

Chiều dày sàn đã chọn sơ bộ và tính toán kiểm tra ở chương 3 Lấy hs = 15 cm

XII TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG

1 MÔ HÌNH

- Bỏ qua tải trọng của thang máy và tải trọng động khi thang máy di chuyển

- Gán thêm tải trọng của các lớp hoàn thiện, thiết bị điện…

g = 585.3-412.5 = 1.728 kN/m2

Tải bể nước mái:

- Từ kết quả tính hồ nước ta có tải trọng tác dụng lên đầu cột nhập vào trong ETABS

- Tại 4 nút 5B, 5C, 6B, 6C tải trọng của hồ nước truyền vào

TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase F3

Hoạt tải hành lang và nhà vệ sinh

5 TT + HTĐ 6 TT + GIÓ X 7 TT + GIÓ -X 8 TT + GIÓ Y

9 TT + GIÓ -Y 10 TT + 0.9HT1 + 0.9 GIÓ X

Hoạt tải 2:CHẤT ĐẦY TẦNG CHẴN TẦNG 2

Hoạt tải 3,4:CHẤT CÁCH TẦNG CÁCH NHỊP

Hoạt tải gió:

- Công trình được xây dựng ở Quận Phú Nhuận, TP HCM, thuộc khu vực IIA, Dạng địa hình A

Do đó:  2

o

w 83 daN / m-Vì công trình có độ cao nhỏ hơn 40m nên ta không tính tải của phần gió động mà chỉ tính đến tác dụng của gió tĩnh

-Gió tĩnh được xác định theo công thức:

0

W  n W k C B

Trong đó:

:

n hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy n1,2

 Gió theo phương X và –X/ Y và -Y:

-Chọn dầm trục 2A-3A bước cột 6m,1A-1B bước cột 7m để tính bề rộng đón gió

và gán tải cho các dầm còn lại

Wjtt (kN/m2)

ch

Wjtc (kN/m2)

Wjtt (kN/m2)

XIII TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO KHUNG TRỤC3

1 TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3

2 BIÊU ĐÔ BAO MOMEN (T.m)

3 BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT (T)

4 BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC(T)

b o S

S

R bhA

2 2

4 ax 3 4 ax

1.5 0.9 0.105 25 47

39199.8

1.5

47 117.50.6

- Khoảng cách cấu tạo Sct

Trong đoạn dầm gần gối tựa (lực cắt lớn) (đoạn L/4)

1

1545

3

5050

ct

cm h

cm cm

tt ct

 Vậy chọn đoạn dầm gần gối tựa (L/4) bố trí S = 15 cm

 Kiểm tra điều kiện về ứng suất nén chính (để có cần tăng kích thước tiết diện

Trong đó : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép đai,được xác định theo công thức:

6 w

Qwb  2  b2 bR bh qbt o2 sw

0.50317.5 2 0.88 /

Vì Qmax < Q wb=> cốt đai đã chọn đủ khả năng chịu cắt

- Bố trí 8a250 trên đoạn giữa dầm (L/2)

Bố trí 8a150 trên đoạn gần gối tựa (L/4)





Sơ đồ tính cốt treo trong dầm

3

2 0

150(1 ) 109.55 10 (1 )

470 426.53175

Diện tích cốt thép trong một đoạn cột sẽ là giá trị lớn nhất trong sáu giá trị tính được

Bảng giá trị nội lực cột khung trục B nằm trong chương 3 tập Phụ Lục

Các giá trị nội lực đƣợc tổ hợp cho cột ở t ng tầng và đƣợc lập thành bảng:

(T.m)

Story Column Load P M2 M3

BẢNG NỘI LỰC TỔ HỢP CỘT 1

Story Column Load P M2 M3

BẢNG NỘI LỰC TỔ HỢP CỘT 2

3.1 Quá trình tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên:

+ Dựa theo tài liệu Tính Toán Tiết Diện Cột Bê Tông Cốt Thép của Gs Nguyễn Đình Cống để tính toán xét tiết diện có các cạnh Cx, Cy

+ Điều kiện áp dụng khi X

  theo TCVN 356-2005 cho phép lấy  =1

Sơ đồ tính toán cột nén lệch tâm xiên theo phương pháp gần đúng:

- tính toán cột nén lệch tâm xiên theo phương pháp gần đúng:

1 1

y x

M M

y x

M M

- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính h0= h – a; Khoảng cách giữa As và

As’(Za): Za = h0 – a Chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc,R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

- Tính toán độ mảnh theo hai phương

x

ox x

cr

N

N

1

1

Trong đó: Lực dọc tới hạn Ncr = 2

0

5.2

h e





0

05.1

)05.12.0(

N b

- Hệ số chuyển đổi m0:

+ Khi X1 ho thì m0 = 1 -

o h

X1

.6,0

+ Khi X1>h0 thì m0 = 0,4

- Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra lệch tâm phẳng)

M = M1 +m0.M2

b h

- Với kết cấu siêu tĩnh - độ lệch tâm ban đầu: e0 = max(e1; ea); e = e0 +

+ Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e: e=

) 2 )(

5 , 0 (

)1(  

b e e

R R

bh R N

0501

1

h R

h x e

N

s

)5

,0(  1  0

- Cốt thép được đặt theo chu vi

+ Tuy nhiên trong quá trình tính toán với tiết diện cột đã chọn sơ bộ thì đa số các cột đều cho diện tích cốt thép âm, có nghĩa là tiết diện chọn sơ bộ là quá lớn

+ Do đó để hợp lý hơn giữa bê tông và cốt thép ta chọn lại kích thước tiết diện cột

Bảng chọn lại kích thước tiết diện cột khung trục B:

TẦNG

CỘT Trục A

bxh(cm)

Trục B bxh(cm)

Trục C bxh(cm)

Trục D bxh(cm)