Thuyết minh Đồ án BTCT 2

I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối ,không bố trí dầm phụ ,chỉ có các dầm qua cột..  Tĩnh tải trên sàn mái là: g0 156

I) LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2) Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn

Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối ,không bố trí dầm phụ ,chỉ có các dầm qua cột

3) Chọn kích thước chiều dày sàn.

Ta chọn chiều dày sàn theo công thức

hs =

 8

37 

k

Lngắn Trong đó : α= Lngắn/ Ldài

Lngắn - kích thước cạnh ngắn tính toán của bản

Ldài - kích thước cạnh dài tính toán của bản

k - hệ số tăng chiều dày khi tải trọng lớn

Với sàn trong phòng

- 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)

Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán-Gạch lát dày 1 cm, 0=2000 daN/m3

Do không có tường xây trực tiếp lên sàn nên tĩnh tải tính toán: g0= 100 (daN/m2 )

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn:

hs =

 8

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng

hs =

 8

37 

k

Lngắn =37 8.0,881,1.1,5

 =0,0376 (m)

 Để đơn giản cho thi công Chọn h s2 10(cm)

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang

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

Vữa tạo dốc 2%, như vậy từ kích thước nhịp ta tính toán được độ dày trung bình của lớp vữa tạo dốc là 5cm

Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n Tính toán

-Vữa tạo dốc dày 5 cm,  0 2000 daN/m3

0,5.2000 =100 daN/m2 100 1,3 130

-Vữa trát dày 1cm, 0 2000 daN/m3

0,01.2000 = 20 daN/m2 20 1,3 26

 Tĩnh tải trên sàn mái là: g0 156 (daN/m2 )

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn

Vậy nếu cả tải trọng bản thân sàn BTCT và mái tôn thì:

+ Tĩnh tải tính toán trên ô sàn mái

4)Lựa chọn kết cấu mái

Kết cấu mái BTCT là mái bằng có tạo độ dốc

5)Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

*) Kích thước tiết diện dầm

L

=7, 2

11 =0,654 (m) Chọn chiều cao dầm : h d=0,65 (m) ,bề rộng dầm b d 0,22 (m)

Với dầm mái ,do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: h  dm 0,6 (m)

L

=3,7

13 =0,28 (m)Chọn chiều cao dầm : h d=0,3(m) ,bề rộng dầm b d 0,22 (m)

*) Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột tính theo công thức

(ở đây chỉ lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà h  t H t)

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

N5 q m S B  494,5.(2,78+13,32) = 7962 (daN)

Với nhà 4 tầng có 3 sàn giữa và 1 sàn mái

N n i N i 3(10235+14634) + 7962 =82569(daN).

Để kể đến ảnh hưởng của momen ta chọn k = 1,1

A =

b R

kN

= A = 1,1.82569

85 = 1068 (cm2 )Vậy ta chọn kích thước cột b ch c 2250cm = 1100 (cm2 )

kN

= A = 1,5.13338

85 = 256(cm2)Vậy ta chọn kích thước cột b ch c 2230cm =660 (cm2 ) >173(cm2)

Ta chọn tiết diện cột trục A,B như sau:

+ Tầng 1,2: bxh =220x500mm

+ Tầng 3,4: bxh=220x400

Tiết diện cột trục C được giữ nguyên từ tầng 1 đến tầng 4

II) SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

1) Sơ đồ hình học

Mô hình hóa kết cấu khung thành thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm) với trục của

hệ kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh

-

2

c h

= 1,5 - 0,11+0,11 + 0,4/2 – 0,3/2 = 1,55 (m);

b Chiều cao của cột

Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm(ưu tiên lấy dầm hành lang do tiết diện bé hơn)

+ Xác định chiều cao của cột tầng 1

Lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên (cốt-0,5) trở xuống;

h m450(mm) 0, 45( ) m

 h t1H t Zh m h d/ 2  3,9 + 0,5 + 0,45– 0,3/2 = 4,7 (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

Sơ đồ kết cấu khung ngang

III) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ

2.Hoạt tải đơn vị

+ Hoạt tải sàn trong nhà

p s  240 (daN/m2)

+ Hoạt tải sàn hành lang

p hl  360 (daN/m2)

+ Hoạt tải sàn mái

p m  97,5 (daN/m2 )

IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG

Sơ đồ phân tĩnh tải sàn

1 Tĩnh tải tầng 2,3,4

TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m

TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả1

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao 3,9 – 0,3 = 3,6(m),

với hệ số giảm lỗ cửa là 0,8:

5140,8x 3,6×3,7

Cộng và làm tròn

671,551135,35

5477,187284

2

G B

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

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào

375×1,5 × 3,7/2

Cộng và làm tròn

7284

1041 8325

Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào (đã tính ở trên)

Do lan can xây tường dày 110 cao 1000 mm truyền vào

51413,7

Cộng và làm tròn

671,55 1041 1095 2808

TĨNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN MÁI – daN

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả

1175 4144

Cộng và làm tròn

671,55110222704044

Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung :

V) XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG

1 Trường hợp hoạt tải 1

HOẠT TẢI 1 NHỊP AB– TẦNG 1,3

Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

HOẠT TẢI 1 NHỊP BC– TẦNG MÁI

Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

P (daN)

Do phần sàn nhô ra truyền vào:

97,50,83,7

271

HOẠT TẢI 2 NHỊP AB– TẦNG 2Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

HOẠT TẢI 2 NHỊP AB– TẦNG MÁI

Sàn Loại tải trọng và cách tính Kết quả

P (daN)

334

Do phần sàn nhô ra truyền vào:

97,50,83,7 289

VI XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ

Công trình xây dựng ở Việt Trì thuộc vùng gió II.A, có áp lực gió đơn vị: W0  95 (daN/m

2) và được giảm đi 12daN/m2 nênW0  95 -12=83 (daN/m2 ) Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính

(daN/m) 1+2 1,1 1,2 3,7 0,8 0,6 324 243

3+4 1,25 1,2 3,7 0,8 0,6 369 276

Với q d - áp lực gió đẩy tác dụng lên khung (daN/m);

q h - áp lực gió hút tác dụng lên khung (daN/m)

Mái được che bởi tường chắn gió cao 1m.Mà đây là nhà có mặt bằng là hình chữ nhật , các khung ngang bố trí theo phương cạnh ngắn, độ cứng ngang yếu hơn nhiều so với phương dọc nên chỉ tính gió tác dụng theo phương ngang.Vậy ta có gió tác dụng phân bố đều trên tường che chắn và ta quy về lực tập chung đặt vào đầu cột

Sh = W0nkiChBht

= 831,21,250,63,71 = 276(daN)

(ki tra phụ lục 20)

Tương tự ta cũng có Sđ =831,21,250,83,71 =369 (daN)

VII XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC

Sử dụng chương trình tính toán kết cấu để tính toán nội lực cho khung với sơ đồ phần tử dầm cột như hình vẽ dưới đây

Sơ đồ phần tử dầm, cột của khung

- Với lưu ý khi nhập số liệu vào thì nhập với hệ số của tĩnh tải là 1,1 Kết quả nội lực của các phần tử ở phần dưới đây

- Sau khi có được nội lực ta tiến hành tổ hợp nội lực đối với các phần tử cột và dầm với

2 tổ hợp cơ bản 1 và 2 Với phần tử dầm ta tiến hành tổ hợp nội lực tại 3 vị trí (2 đầu dầm và giữa dầm), với cột thì tại 2 vị trí là chân và đỉnh cột

Từ đó ta có bảng tổ hợp nội lực như sau:

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

+ Gối A : MA = -23692,8(daN.m)= -237(kN.m)

+ Gối B : MB = -23082 (daN.m)= -231 (kN.m)

+ Nhịp AB : MAB = 12310 (daN.m)= 123 (kN.m)

(Lấy Momen lớn nhất trong cả 3 tiết diện )

 Tính cốt thép cho nhịp AB (Momen dương)

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h'f 10 cm

Giả thiết a = 4 cm h0 = 65 - 4 =61 cm

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

- Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc

0 ' '

f f

f b

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

0 0

 Tính cốt thép cho gối B và C (Momen âm)

Tính theo tiết diện chữ nhật bh=2265 cm

Giả thiết a = a’ = 5 (cm), h o  65 – 5 = 60 (cm) Do momen tại 2 gối A và B xấp xỉ bằng nhau nên ta chọn momen tại gối A có M=-237(kN.m) để tính toán.

   0 , 5 ( 1  1  2 m)=0,87

0

h R

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

0 0

+ Momen dương lớn nhất M < 0 (đặt thép theo cấu tạo)

 Tính cốt thép chung cho gối B, C (Momen âm)

Tính theo tiết diện chữ nhật bh=2230 cm

41, 4.1085.22.27 =0,3<R  0,439

Kiểm tra hàm lượng cốt thép : 0

0

100

.h b

- 53,92 39,35

2265

2265

0,090,01

3,32,4

0,250,17

Dầm 18 Nhịp ABGối B,C - 25,4<0 2230 0,23 Cấu tạo4,1 0,72

Nhịp AB Gối B

- 66,4 72,3

4,64,64

0,370,370,32Dầm 20 Gối B,C

Nhịp BC

- 11,7 0,3 22

Chọn cốt thép dọc dầm phải lưu ý đến việc phối hợp thép dầm cho các nhịp liền kề nhau.

Bố trí thép dọc cho dầm các tầng như sau:

Dầm tầng 1+2:

B

6.7(cm2) 15,9(cm2)

2Ø18+3Ø22

(16,4cm2)

CA

3Ø18 (7,6cm2)

15,9(cm2) 7,3(cm2)

Dầm tầng 3:

B

2,4(cm2) 3,3(cm2)

2Ø18(5,1cm2)

CA

2Ø18 (5,1cm2)

3,3(cm2) 4,1(cm2)

2Ø18(5,1cm2)

CA

2Ø18 (5,1cm2)

4,0(cm2) 4,6(cm2)

1,8(cm2)

2Ø14 (3cm2)

cÊu t¹o

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

a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm nhịp AB:bxh=22x65 cm

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

Rsw = 175 MPa = 1750daN/cm2; Es = 2,1.105 MPa;

+ Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với:

Q = 15800(daN) < Qgh = 16067 (daN)

→ Cốt đai đã bố trí đủ khả năng chịu lực

Vậy : Bố trí cốt đai 8a150 cho dầm

b.Tính toán cốt đai cho phần tử dầm nhịp BC (22x30)

a.Số liệu tính toán

Chiều dài tính toán l0 = 0,7.H = 0,7.4,7 = 3,29 (m) = 329 (cm)

Giả thiết a = a’ = 4 cm h0 = h – a = 50 – 4 = 46 cm

M(kN.m) (kN)N e

Như vậy: xảy ra trường hợp x> Rh0 → Nén lệch tâm bé

Tính lại x theo phương pháp đúng dần

Đặt x 1 = x= . 7520085.22

b N

R b  =33,9 (cm)

x h

e

N

)5,0

R

*

1

2

.

) 1 1

1 ( 2

h A R h

s s

b Z R

x h

x b R e N

)5,0.(

Như vậy: xảy ra trường hợp x> Rh0 → Nén lệch tâm bé

Tính lại x theo phương pháp đúng dần

x h

e

N

)5,0

R

*

1

2

.

) 1 1

1 ( 2

h A R h

s s

b Z R

x h

x b R e N

)5,0.(

22()5

+ Khoảng cách giữa các cốt đai ”s”

-Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc và đoạn gia cường thép (Giao giữa dầm với cột)

Chiều dài neo cốt thép ở nút góc phụ thuộc vào tỷ số

8.Tính toán chiều dài neo

Chiều dài neo của cốt thép được thể hiện trong bản vẽ với đoạn neo tính theo công thức

d R

Với bê tông B15:

+ Khi chịu kéo : lan=34d và không nhỏ hơn 250mm

+ Khi chịu nén : lan=24d và không nhỏ hơn 200mm