CƠ SỞ THIẾT KẾ Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế công trình xây dựng

CƠ SỞ THIẾT KẾ Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế công trình xây dựng CÁC KỸ SƯ, KIẾN TRÚC SƯ CẦN THAM KHỎA TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG: I. CƠ SỞ THIẾT KẾ : 1. Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 356_2005: kết cấu bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737_1995: tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế 2. Số liệu thiết kế: II. MẶT BẰNG BỐ TRÍ LƯỚI CỘT VÀ CÁC TẦNG: III. THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH: ...................................... PHỤ LỤC: TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kết cấu BTCT – Võ Bá Tầm 2. Khung BTCT toàn khối – Lê Bá Huế 3. Sàn sườn bê tong toàn khối – Nguyễn Đình Cống 4. Tính toán tiết diện cột BTCT – Nguyễn Đình Cống 5. Tải trọng và tác động – TCVN 27371995

Trang 1

I CƠ SỞ THIẾT KẾ :

1 Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế:

TCVN 356_2005: kết cấu bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 2737_1995: tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế

2 Số liệu thiết kế:

BẢNG 1: KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC

BẢNG 2: THÔNG SỐ BÊ TÔNG

Bê tông Cường độ chịu

nén R b (KN/m 2 )

Cường độ chịu kéo R bt (KN/m 2 )

Mô đun đàn hồi (KN/m 2 )

Trang 2

Hình 1: Mặt bằng bố trí lưới cột

Hình 2: Sơ đồ bố trí phòng tầng 1 và 2

GHI CHÚ

Cầu thang bộ Ban công Hành lang Thư viện

Văn phòng Phòng học WC

Trang 3

Hình 3: Sơ đồ bố trí phòng tầng 3 và 4

III THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH:

Trang 4

S6S4

Trang 5

* 4500

=> ta chọn chung chiều dày của sàn là 10cm

Cấu tạo của sàn bao gồm các lớp sau đây :

+ Sàn lát gạch ceramic dày 1cm

+ Vữa xi măng lót dày 3cm

+ Bản BTCT dày 10cm

+ Trần trát vữa xi măng dày 1,5cm

Tải trọng gồm tĩnh tải và hoạt tải truyền trực tiếp lên sàn dưới dạng phân bố đều

3 Tải trọng :

* Tĩnh tải :

Trang 6

BẢNG 5 HỆ SỐ ĐỘ TIN CẬY ĐỐI VỚI TẢI TRỌNG DO KHỐI LƯỢNG

- Trong nhà máy

- Ở công trường

1,21,3

Trang 7

BẢNG 7 HOẠT TẢI CÁC Ô SÀN ĐIỂN HÌNH (P tt )

Hoạt tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )

Hệ số vượt tải

Tải tính toán (KN/

Tải tính toán (KN/m 2 )

h d d ) 4500 ( 562 , 5 300 )

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

Trang 8

mm L

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

h d d ) 2800 ( 350 186 , 7 )

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

1



Để tiện thi công, chọn bd = 200mm

Vậy tiết diện dầm dọc các nhịp 2,8m là (bxh) = (200x300)mm

L2 (m)

Bản làmviệc 2phương

Trang 9

việc 2phương

6 Nội lực :

Tính bản sàn theo sơ đồ đàn hồi, bản đơn Gọi l2, l1 lần lượt là cạnh dài và cạnhngắn của ô bản Tỷ số l2/l1 cho ta 2 loại bản như sau :

+ Có 02 sơ đồ tính thông dụng :

▪ l2/l1 > 2 : Bản làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn

▪ l2/l1 ≤ 2 : Bản làm việc theo 2 phương

+ Xem như ngàm vào dầm nếu hd/hs ≥ 3, xem như tựa vào dầm nếu hd/hs < 3+ Vì hs = 100mm và hdmin = 300mm nên hd/hs ≥ 3 : các bản sàn xem như ngàm vào dầm

6.1 Bản sàn làm việc theo 2 phương :

Trang 10

=> M1 = 0,0196*231,95 = 4,55 (KN.m)+ M2 = m92*P

Tra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,78, ta có m92 = 0,0062

=> M2 = 0,0062*231,95 = 1,44 (KN.m)

- Momen âm lớn nhất ở gối :

+ MI = k91*PTra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,78, ta có k91 = 0,0435

=> MI = 0,0435*231,95 = 10,09 (KN.m)+ MII = k92*P

Trang 11

Tra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,78, ta có k92 = 0,0146

=> M1 = 0,0205*96,3 = 1,97 (KN.m)+ M2 = m92*P

Tra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,6 ta có m92 = 0,008

=> M2 = 0,008*96,3 = 0,77 (KN.m)

+ MI = k91*PTra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,6 ta có k91 = 0,0452

=> MI = 0,0452*96,3 = 4,35 (KN.m)+ MII = k92*P

Tra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,6 ta có k92 = 0,0177

Trang 12

=> M1 = 0,0196*275,15 = 5,39 (KN.m)+ M2 = m92*P

Tra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,78, ta có m92 = 0,0062

=> M2 = 0,0062*275,15 = 1,71 (KN.m)

+ MI = k91*PTra Phụ lục 15 trang 449 Kết cấu BTCT tập 2 của Võ Bá Tầm, với l2/l1 =1,78 ta có k91 = 0,0435

=> MI = 0,0435*275,15 = 11,97 (KN.m)+ MII = k92*P

=> M1 = 0,0269*37,88 = 1,02 (KN.m)+ M2 = m82*P

=> M2 = 0,0186*37,88 = 0,7 (KN.m)

+ MI = k81*P

Trang 13

=> MI = 0,0571*37,88 = 2,16 (KN.m)+ MII = k82*P

KN m

S1 4,5 8 1,78 6,443 0,0196 0,0062 0,0435 0,0146 4,55 1,44 10,09 3,39 S2 2,8 4,5 1,6 7,643 0,0205 0,008 0,0452 0,0177 1,97 0,77 4,35 1,7 S3 4,5 8 1,78 7,643 0,0196 0,0062 0,0435 0,0146 5,39 1,71 11,97 4,02 S5 2,1 2,8 1,33 6,443 0,0269 0,0186 0,0571 0,0436 1,02 0,7 2,16 1,65

6.2 Bản sàn làm việc theo 1 phương :

Trang 14

1 , 2

* 443 , 6

* 9 128

1 , 2

* 443 , 6 8

2 2

1 , 2

* 443 , 6

* 9 128

1 , 2

* 443 , 6 8

2 2

q tt

(KN/m 2)

M 1 nhịp (KN.m)

M I gối (KN.m)

Trang 15

- Hệ số : m R

b b m

h b R

0

+ Bê tông cấp độ bền B20: Rb = 11,5 MPa

+ Hệ số điều kiện làm việc b = 0,9

+ Thép nhóm AI : Rs = 225.000 (KN/m2)

+ Tra bảng phụ lục 5 sách KCBTCT 2 - Võ Bá Tầm :

▪ R = 0,447

▪ R = 0,675

- Kiểm tra điều kiện sử dụng cốt đơn m ≤ pl hoặc m ≤ pl

+ Bê tông B20 : Rb = 11,5 MPa => pl = 0,3; m = 0,37

- Diện tích cốt thép trên mổi bề rộng ô sàn :

s

b s

R

h b R A

2 0

A s





▪ min = 0,05%; max = 3,1%

- Khi tính thép có hàm lượng ≤min không giảm chiều dày sàn mà chọn thép theo

min đồng thời đảm bảo thép theo cấu tạo

55 , 4

M

b b m





+ Tính m :

0712 , 0 0687 , 0 2 1 1 2 1



Trang 16

cm R

h R A

s

b b

+ Tính hàm lượng cốt thép 

% 35 , 0 8 100

78 , 2

44,1

M b b m





+ Tính m :

022 , 0 0217 , 0 2 1 1 2 1

9 , 0 022 , 0

cm R

h R A

s

b b

% 1 , 0 8 100

86 , 0

09,10

M b b

I m





+ Tính m :

1661 , 0 1523 , 0 2 1 1 2

cm R

h R A

s

b b

Trang 17

% 81 , 0 8 100

5 , 6

39,3

M b b

I m





+ Tính m :

0526 , 0 0512 , 0 2 1 1 2 1

cm R

h R A

s

b b

% 26 , 0 8 100

06 , 2

Trang 18

3





 E b h s D

Với Eb = 27*103 MPa = 27.106 KN/m2; hs = 0,1m;  = 0,2

2

3 6

10 446 , 2 ) 2 , 0 1 ( 12

1 , 0 10 27

Trang 19

78 , 1 4500

5 , 4

* 51 , 5

* 00244 , 0

4 4

Vậy f = 0,225cm < [f] = 2,5cm : chiều dày ô bản hs = 10cm thỏa điều kiện độ võng

* Đối với ô sàn S2,S3,S4,S5,S6: tính tương tự ô sàn S1 Kết quả cho trong bảng sau

Do đó, ta lựa chọn sơ đồ tính toán khung theo giải pháp khung không gian

Giới hạn trong đồ án, ta chọn tính khung điển hình trục C

Dùng phần mềm SAP 2000 V.14 để tính nội lực trong khung

Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm, cột, sàn gây ra : khai báo trực tiếp trong phầnmềm SAP2000 bằng hệ số (Self Weight Muttiplier) : 1,1

2 Chiều dày và tải trọng sàn:

Trang 20

2.1 Sàn tầng 2,3,4 :

Tóm tắt chiều dày và tải trọng sàn trong phần thiết kế sàn :

(cm)

Tĩnh tải hoàn thiện (KN/m 2 )

Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn mái

(cm)

Hoạt tải (KN/

m 2 )

Vậy khi tính cả tải trong bản thân của sàn BTCT thì:

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái:

) / ( 25 , 3 1 , 1 08 , 0

* 25 053 , 1

Trang 21

) / ( 225 , 4 975 , 0 25 ,

p g

q m  m m   

3 Lựa chọn sơ bộ tiết diện dầm:

- Dầm ngang (Trục A,B,C,D,E) :

mm L

h d d ) 4500 ( 562 , 5 300 )

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

h d d ) 2800 ( 350 186 , 7 )

15

1 8

1 ( ) 15

1 8

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

1



Để tiện thi công, chọn bd = 200mm

Vậy tiết diện dầm dọc các nhịp 2,8m là (bxh) = (200x300)mm

- Dầm môi : chọn (bxh) = (100x300)mm

- Hệ đà kiềng, sàn tầng trệt có kích thước tiết diện giống các dầm sàn

Trang 22

4 Lựa chọn sơ bộ tiết diện cột:

Diện tích tiết diện cột được xác định theo cơng thức:

b

R

N k

A 

4.1 Cột trục A,E:

a Cột A1, A5, E1, E5 :

Diện tích truyền tải của cột A5 : (SA5)

DIỆN TÍCH TRUYỀN TẢI CỘT A5

q

Lực do tải trọng tường ngăn: Tường 200

KN n

l h b

Lực do tải trọng bản thân dầm trên diện tích truyền tải:

KN n

l h b

N3  d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 3 , 3  0 , 3 * 0 , 65 * 3 , 9 ) 1 , 1  26 , 36

Lực do tải phân bố đều trên sàn mái:

KN S

q

Trang 23

Với nhà 4 tầng có 3 sàn học và 1 sàn mái ta có:

KN

N N

N N N

1 , 768 16 , 51

* 1 ) 36 , 26 45 , 125 17 , 87

(

*

3

* 1 ) (

* 11500

1 , 768

* 2 ,

R

N k A

b



Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc = 30x30(cm) có A=900 (cm2)

b Cột A2, A3, A4, E2, E3, E4 :

Diện tích truyền tải của cột A2 : (SA2)

q

KN n

l h b

Trang 24

KN n

l h b

N3 d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 4 , 5  0 , 3 * 0 , 65 * 3 , 9 ) * 1 , 1  28 , 34

KN S

N N N

23 , 821 95 , 77

* 1 ) 34 , 28 41 , 78 01 , 141

(

*

3

* 1 ) (

* 11500

23 , 821

* 2 ,

R

N k A

q

Trang 25

KN n

l h b

KN n

l h b

N3 d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 3 , 025  0 , 3 * 0 , 65 * 8 , 0 ) * 1 , 1  47 , 9

KN S

N N N

5 , 1188 4

, 112

* 1 ) 9 , 47 4 , 139 4 , 171

(

*

3

* 1 ) (

* 11500

5 , 1188

* 2 ,

R

N k A

Trang 26

Lực do tải phân bố đều trên sàn:

KN S

q

KN n

l h b

N2 d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 4 , 2  0 , 3 * 0 , 65 * 8 , 0 ) * 1 , 1  49 , 8

KN S

N N

95 , 1126 1

, 152

* 1 ) 8 , 49 15 , 275

(

*

3

* 1 ) (

* 11500

95 , 1126

* 2 ,

R

N k A

q

Trang 27

KN n

l h b

KN n

l h b

N3 d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 3 , 025  0 , 3 * 0 , 65 * 5 , 4 ) * 1 , 1  34

KN S

N N N

4 , 808 1 , 76

* 1 ) 34 1 , 94 116

(

*

3

* 1 ) (

* 11500

4 , 808

* 2 ,

R

N k A

q

KN n

l h b

N2 d. d. d.d. d  25 * ( 0 , 2 * 0 , 3 * 4 , 2  0 , 3 * 0 , 65 * 5 , 4 ) * 1 , 1  35 , 9

Trang 28

KN S

N N

4 , 808 1 , 76

* 1 ) 34 1 , 94 116 (

*

3

* 1 ) (

* 11500

5 , 767

* 2 ,

R

N k A

b



Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc = 30x30(cm) có A=900 (cm2)

BẢNG TÓM TẮT TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT

Cột

Diện

truyền

tải (m 2 )

Tải phân

bố đều trên sàn (KN)

Tải trọng tường ngăn (KN)

Tải trọng bản thân dầm (KN)

Tải phân

bố đều sàn mái (KN)

Tải trọng tính toán (KN)

Tiết diện cột (cmxcm)

Ký hiệu

A1, A5,

E1, E5 13,53 87,17 125,45 26,36 51,16 768,1 30x30 C1A2, A3,

Trang 29

MẶT BẰNG BỐ TRÍ KẾT CẤU

D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40) D1(20x40)

5 Lựa chọn mơ hình, sơ đồ tính tốn khung theo giải pháp khung khơng gian

Để tính tốn nội lực của cơng trình ta mơ hình hĩa cơng trình dưới dạng khungkhơng gian trong phần mềm SAP2000 V.14 với các quy ước như sau:

+ Trục X theo phương ngang nhà từ truc 1 đến trục 5

5.1 Sơ đồ hình học.

Trang 30

Ở đây chúng ta chọn sơ bộ chiều sâu chôn móng là 2m

C40x30 C40x30 C40x30 C40x30

5.2 Sơ đồ kết cấu :

Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm)với trục của hệ kết cấu được tính đến trọng tâm của tiết diện của các thanh

5.2.1 Nhịp tính toán của dầm theo trục

Nhịp tính toán của dầm được lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột

5.2.2 Chiều cao cột.

Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các tầng

Htầng = 4,8 (m)

Trang 31

SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG

+ Tính toán cho dầm kích thước 30x75 cm

Chiều cao tường : h t Htang  0 , 75  4 , 8  0 , 75  3 , 95 (m)

Trọng lượng tường xây:

) / ( 64 , 15 1 , 1 95 , 3 2 , 0 18

) / ( 82 , 17 1 , 1 5 , 4 2 , 0 18

Trang 32

) / ( 42 , 17 1 , 1 4 , 4 2 , 0 18

Tải trọng được xác định trong bảng sau :

(cm)

d Xác định tải trọng cho dầm kiềng:

Vì trong mô hình tính toán có xét đến hề dầm kiềng và sàn tầng trệt có cấu tạonhư các sàn phòng bên trên.Khi đó tải tác dụng lên dầm kiềng cũng xác định tương tựnhư hệ dầm của các tầng bên trên và xem như bỏ qua giá trị tác dụng của đất nền lêndầm kiềng

Kích thước của hệ dầm kiềng tương tự kích thước của hệ dầm bên trên

5.3.2 Hoạt tải.

Hoạt tải tác dụng lên sàn lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động

a Đối với sàn phòng học, văn phòng, vệ sinh, ban công (S1, S4, S5, S6)

Hoạt tải ngắn hạn tính toán : ps = pc n = 2x1,2 = 2,4 (K/m2)

b Đối với sàn hành lang, cầu thang

Hoạt tải tính toán:ps = pc n = 3x1,2 = 3,6 (K/m2)

c Đối với sàn mái:.

Hoạt tải tính toán: pm = pc n = 0,75x1,3 = 0,975 (K/m2)

Trang 33

d Xác định tải trọng gió:

Tải trọng gió được tính toán thành 2 thành phần là gió tĩnh và gió động nhưngcông trình đang xét có chiều cao <40m và có tỉ số chiều cao trên nhịp là

ht/L=4,8/4,5=1,07<1,5 nên trong đồ án không xét đến thành phần gió động

Tải gió được xác định tác dụng lên khung theo 4 hướng:gió trái, gió phải, giótrước, gió sau.Mỗi gió lại xác định được gió đẩy và gió hút,tải trọng gió được tính toánlên tất cả các dầm biên của công trình

 Gió đẩy: (ở phía đón gió của công trình)

Cường độ tính toán của gió đẩy được xác định theo:

0

W W  k C n B (daN/m)Trong đó : W0_giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đò phân vùng theođịa hình hành chính (TCVN2737_1995): TPHCM: khu vực gió IIA chịu ảnh hưởngcủa gió bão yếu áp lực gió tiêu chuẩn W0= 95-12=83 (daN/m2) = 0.83 (KN/m2) Côngtrình được xây dựng trong thành phố bị che chắn mạnh nên có địa hình C

k: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn vàdạnh địa hình lựa chọn địa hình dạng C (địa hình tương đối trông trải thưa thớt it vậtcản cao không quá 10m và được xác định theo chiều cao nhà

n: hệ số độ tin cậy (hệ số vượt tải)C: hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình,công trình hìnhdang giản đơn hình chữ nhật nên C = +0,8

B: bề rộng đón gió của khung

 Gió hút: ( ở phía hút gió của công trình)

Trang 34

BẢNG TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ CỤ THỂ

- Theo TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động tải trọng được phân thành :

- Tải trọng thường xuyên tác dụng, các tải này không biến đổi trong suốt quátrình xây dựng và sử dụng công trình bao gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và kếtcấu bao che

- Tải trọng tạm thời bao gồm các loại tải dài hạn và ngắn hạn xuất hiện trong mộtgiai đoạn nào đó trong quá trình xây dựng cũng như sử dụng

- Tải trọng tam thời dài hạn : các vách ngăn, thiết bị và vật dụng sử dụng thườngxuyên

- Tải trọng tạm thời tác dụng ngắn hạn : tải trọng người , các tác động lên sàn , tảitrọng do gió tác dụng

Dựa vào sự phân loại trên ta chọn các trường hợp tải tác động lên công trình baogồm các trường hợp tải trọng sau:

i Tĩnh tải chất đầy

ii Hoạt tải chất đầy cách tầng lẻ

iii Hoạt tải chất đầy cách tầng chẵn

iv Gió X (gió theo chiều trục X)

+ gió tới từ hướng trước nhà

+ gió tới theo hướng sau nhà

v Gió Y(gió theo chiều trục Y)

+ gió tới từ hướng bên trái nhà

+ gió tới từ hường bê phải nhà

vi Hoạt tải chất đầy

Trang 35

vii Hoạt tải cách nhịp:

3 Tổ hợp tải trọng:

Vì công trình trong thực tế không chịu tác động đồng thời cùng một lúc của tất cảcác tải và chúng ta cần xác định các nội lực nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong kết cấutrong suốt quá trình làm việc của công trình nên ta cần tiến hành tổ hợp nội lực

Tổ hợp gồm 2 loại tổ hợp cơ bản là: tổ hợp cơ bản I(tổ hợp chính) và tổ hợp cơbản 2(tổ hợp phụ)

- Tổ hợp chính bao gồm : tải trọng thường xuyên(TT) và một tải trọng tạmthời Hệ số tổ họp lấy bằng 1

- Tổ hợp phụ : có từ 2 loại tải trọng tạm thời trở lên thì các giá trị tinh toán củatải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân hệ số tổ hợpnhư nhau: tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 0,9

- Vì nội lực của khung khi ta đặt hoạt tải cách tầng, cách nhịp không chênh lệchbao nhiêu so với khi ta đặt hoạt tải chất đầy trên sàn Do đó, để đơn giản tính toán,trong phạm vi đồ án, ta coi như hoạt tải chất đầy trên sàn

 Đặt tên cho các trường hợp đặt tải :

- Tĩnh tải hoàn thiện: [DL]

- Hoạt tải gió theo phương X: [WX]

- Hoạt tải gió theo phương Y: [WY]

MÔ HÌNH ĐIỂN HÌNH NHẬP TẢI GIÓ THEO PHƯƠNG X

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	1,44 MB