BÀI TIỂU LUẬN bộ môn kết cấu công trình 2

BÀI TIỂU LUẬN Bộ môn: Kết cấu công trình 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG GVHD: Ths.KS. Lê Văn Thông SVTH: Trần Thị Trúc Linh MSSV: 17510201138 1 Mục lục 1. Dữ liệu công trình 2. Phân tích 3. Tính toán 01 Bê tông cốt thép 1. Tổng quan 2. Giải pháp nền móng 3. Móng nông trên nền tự nhiên 4. Móng cọc 5. Móng trên nền đất yếu 02 Nền, móng công trình 03 Kết cấu dây treo 04 Tài liệu tham khảo 2 Bê tông cốt thép BTCT là một loại vật liệu composite kết hợp bởi bê tông và thép , trong đó bê tông và thép cùng tham gia chịu lực

Tháng 7/2020

BÀI TIỂU LUẬN

Bộ môn: Kết cấu công trình 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC

TP HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG

GVHD: Ths.KS Lê Văn Thông SVTH: Trần Thị Trúc Linh MSSV: 17510201138

Bê tông cốt thép

BTCT là một loại vật liệu composite kết hợp bởi bê tông và thép, trong đó bê tông và thép cùng tham

gia chịu lực.

1

1 Dữ liệu công trình Công trình: Nhà phố 4x16

Gồm 1 trệt, 1 lầu, 1 sân thượng với 2 phòng ngủ

1 Dữ liệu công trình

2 Phân tích

Hệ kết cấu chính của công trình là Khung chịu lực.

Là loại kết cấu trong đó tất cả các loại tải trọngngang và thẳng đứng đều truyền qua dầm xuống cột.Liên kết giữa dầm và cột thường là loại liên kếtcứng

So với kết cấu tường chịu lực, kết cấu khung có độcứng không gian lớn hơn, ổn định hơn và chịu đựngđược lực chấn động tốt hơn

Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu, trọng lượng nhà nhỏ,hình thức kiến trúc có thể nhẹ nhàng, tiết kiệm khônggian, bố trí phòng linh hoạt, cơ động

2 Phân tích

Giải quyết cấu tạo của khung chủ yếu là giải quyết cấu tạo của nút khung và mối liên kết cột với móng

Trong khung toàn khối các nút được xem là nút cứng (liên kết dầm và cột là liên kết ngàm)

Liên kết cột với móng là liên kết cứng (ngàm,

khung toàn khối)

Liên kết cột với dầm thường là liên kết cứng

(ngàm)

2 Phân tích

 Sàn

Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng

sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải này sẽ

truyền lên dầm rồi từ dầm truyền lên cột, xuống

2 Phân tích

Ứng với mỗi loại tác động vào kết cấu công trình, có các loại tải trọng:

- Tải trọng tĩnh – lực của chính bản thân kết cấu

- Tải trọng động – lực của người và vật

- Tải trọng gió

 Tải trọng tĩnh

• Tải trọng bản thân cột tác dụng vào

cột -> truyền vào móng

• Tải trọng bản thân dầm (phân bố

theo chiều dài)

-> truyền vào dầm-> truyền vào cột-> truyền vào móng

• Tĩnh tải của lớp hoàn thiện tác dụng

lên kết cấu sàn BTCT (phân bố trên

bề mặt)

-> truyền vào dầm-> truyền vào cột-> truyền vào móng

Tải trọng của kết cấu Sàn hoàn thiện

2 Phân tích

Ứng với mỗi loãi tác động vào kết cấu công trình, có các loại tải trọng:

- Tải trọng tĩnh – lực của chính bản thân kết cấu

- Tải trọng động – lực của người và vật

- Tải trọng gió

 Tải trọng động

• Là lực gây ra do các vật thể bên ngoài kết cấu

tác động vào kết cấu cộng trình trong khi chúng

đang chuyển động có hướng vào kết cấu công

2 Phân tích

Ứng với mỗi loãi tác động vào kết cấu công trình, có các loại tải trọng:

- Tải trọng tĩnh – lực của chính bản thân kết cấu

- Tải trọng động – lực của người và vật

+ m: hệ số phụ thuộc vào đặc điểm làm việc của sàn

(m = 40 – 45 đối với bản làm việc 2 phương)

+ D = 0.8 – 1.4 phụ thuộc vào tải trọng

+ L1: chiều dài cạnh ngắn của ô sàn

 Dầm chính: 150x300mmChọn dầm phụ 100x300mm

+ S (m2) là diện tích sàn truyền tải lên cột khung

+ n là số tầng đoạn cột phải chịu tải

+ Rb là cường độ chịu nén của bê tông, Rb = 11.5 MPa

+ q= q+p : giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1m2 sàn.

Theo TCXD 198-1997 Độ cứng kết cấu tầng trên không nhỏ hơn 50%

: khối lượng riêng các lớp vật liệu (kN/m3)

Trọng lượng riêng γi (kN/m3)

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Hệ số tin cậy

Tải trọng tính toán g tt

L1, L2: chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bảnn=1.1: hệ số tin cậy tải trọng

3 Tính toán

Xác định tải trọng lên các ô bản sàn

b Hoạt tải

= γ (kN/m2)Trong đó:

: hoạt tải tiêu chuẩn (dựa vào

công năng của từng ô sàn)

Nền Móng Công Trình

Nền móng là phần công trình làm việc chung với lớp đất bên dưới trực tiếp gánh đỡ tải trọng bên trên truyền

xuống.

Phần bên dưới của công trình, thường được gọi là móng được cấu tạo bởi những VLXD cứng hơn đất nền

VẤN ĐỀ CƠ BẢN

2

1 Tổng quan

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

Gồm: nền đất và nền đá

Dùng thêm những biện pháp gia cườngnhằm tăng sức chịu tải của nền yếu

Gồm: móng gạch đá, móng BT, BTCT

Gồm: móng cứng, mềm; móngcọc đài cao, thấp

Gồm: móng lắp ghép, móng đổtại chổ, móng bán lắp ghépGồm: móng nông, móng sâu

2 Giải pháp nền móng

2

Từ đó, chọn sử dụng nền tự nhiên hay phải dùng nền nhân tạo với các biện pháp gia cố nhằm tăng sức chịu tải và làm giảm độ lún của công trình.

Quyết định loại nền

3

Đồng thời xem xét những dự kiến về quy hoạch, xây dựng những công trình khác ở lân cận nhằm đánh giá tác động của chúng đến

sự làm việc của công trình sau này.

Giải pháp xử lý nền

4

Khả năng và điều kiện thi công cũng

là một nhân tố cần xem xét trong việc lựa chọn giải pháp

thi để lựa chọn

Lựa chọn

4

Khi tính toán sơ bộ và lựa chọn phương án, sau khi đáp ứng được các yêu cầu

kỹ thuật như sức chịu tải, độ lún… thường dựa vào các chỉ tiêu về kinh tế và các yếu tố khác như điều kiện kỹ thuật, điều kiện thi công và yêu cầu về thời

gian thi công; khả năng cung ứng vật liệu… để quyết định.

Phương án

 Giải pháp móng

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

Theo hình dạng

Theo đặc điểm làm việc

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

Móng đơn:

Thường được làm dưới cột nhà, tháp nước, trụ điện, mố trụ cầu nhỏ…

Móng có thể dưới cột gỗ, cột gạch đá hoặc bê tông cốt thép

Móng đơn dưới cột

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

Móng kết hợp:

• Móng kết hợp được cấu tạo dưới hai cột Sử dụng khi móng đơn dưới cột cókích thước lớn, các móng có thể chồng lên nhau như các cột ở hàng langhoặc những vị trí có lưới cột gần nhau

• Tùy theo đặc điểm của tải trọng và khoảng cách giữa các cột, móng có thểchịu nén hoặc đồng thời chịu uốn

Móng kết hợp dưới 2 cột với đế móng là tấm

phẳng

Ưu điểm: Thi công đơn giản, dễ dàng.

Nhược điểm: Chi phí lớn nhất

Móng kết hợp dưới 2 cột có sườn, đế phẳng và đế vát.

Loại này được sử dụng khá phổ biến

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

Móng băng:

• Khi móng đơn dưới cột hoặc móng kết hợp có kích thước lớn, có thể sử dụng

phương án móng băng

• Ưu điểm là giảm bớt sự lún không đều, tăng độ cứng của công trình đặc biệt

là móng băng giao thoa

• Móng băng có thể được xây bằng gạch đá, bê tông hoặc bê tông cốt thép tùy

theo kết quả tính toán

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Móng bè:

Móng bè cấu tạo dạng bản phẳng

Ưu điểm: thi công đơn giản, nhanh chóng.

Nhược điểm: giá thành cao.

Móng bè có sườn ở mặt trên Thi công đơn giản, sử dụng cho công trình

không có tầng hầm

• Là móng bê tông cốt thép đổ liền khối dưới toàn bộ công trình

hoặc dưới đơn nguyên Móng bè được được dùng ở những nơi

nền đất yếu - khi chiều rộng của móng băng giao thoa quá lớn,

hoặc do cấu tạo tầng dưới cùng của nhà; dưới các bể vệ sinh,

các kho chứa…

• Khi mực nước ngầm cao, để chống thấm cho tầng hầm người ta

làm móng bè với 2 chức năng, vừa làm móng, vừa làm sàn tầng

hầm

Móng bè có sườn ở mặt dưới Móng vừa làm móng vừa làm sàn tầng hầm Sườn có thể hướng xuống dưới hoặc lên trên tùy theo lựa chọn

của thiết kế.

3 Móng nông trên nền tự nhiên

Móng hộp:

• Móng hộp là móng được cấu tạo thành những hộp rỗng tạo bởi các tấm sàn và vách

ngăn nằm dưới toàn bộ công trình, móng hộp cũng có thể được sử dụng kết hợp với

chức năng làm tầng hầm Loại móng này có độ cứng rất lớn và có khả năng phân bố lại

tải trọng (từ giữa ra ngoài biên) Tuy nhiên, loại móng này tốn kém vật liệu và thi công

cũng phức tạp

4 Móng cọc

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

• Theo cách cấu tạo cốt thép

• Theo hình dạng tiết diện ngang

• Theo hình dạng mặt cắt dọc

• Theo đặc điểm cấu tạo

• Theo kết cấu mũi cọc

• Cọc đúc sẵn

• Cọc đổ tại chỗ

4 Móng cọc

Cọc gỗ

• Cọc gỗ thông thường có chiều dài từ 4 ÷12 m,

đường kính 18 ÷36 cm Khi cần tăng chiều dài,

cọc có thể được nối với nhau Khi cần tiết diện

lớn chúng có thể được tổ hợp lại thành nhóm 3

÷4 cọc, liên kết với nhau bằng bu lông Cọc dễ bị

mục khi độ ẩm thay đổi, vì vậy tốt nhất cọc gỗ

luôn được thiết kế sao cho nằm dưới mực nước

ngầm thấp nhất

Chi tiết cọc gỗ a,b,c) chi tiết mối nối; d,e) tiết diện ngang cọc

Cọc thép

• Cọc thép trong thực tế dùng các loại thép hìnhhoặc thép ống hình tròn, đa giác sau đó đổ bê tôngkín trong lòng ống

• Cọc thép được hạ bằng phương pháp đóng bằngbúa máy hoặc ép với thiết bị dùng đối trọng là cáctảng bê tông

Cọc thép

Cọc thép xiên nhồi bê tông

Ưu điểm: không gây ra chấn động và tiếng ồn trong quá trình thi công

Nhược điểm: chiều dài hạn chế, sức ép không lớn, nối đoạn tốn kém.

4 Móng cọc

Cọc BTCT đúc sẵn

• Cọc loại này thường được chế tạo và sử dụng tại Việt Nam với tiết diện

vuông cạnh từ 20 cm đến 45 cm (bội số của 5 cm), có thể đặc hoặc rỗng

ruột Chiều dài cọc từ 4 m đến 75 m Khi chiều dài cọc lớn, chúng có thể

được chia thành từng đoạn ngắn và nối ghép lại

• Bê tông cọc thường dùng có mác 200, 250 hoặc 300…

Hạ cọc bằng đóng búa đi ê zen

Gia công thép mũi cọc

5 Móng trên nền đất yếu

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

5 Móng trên nền đất yếu

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

 Đệm cát

• Là giải pháp bóc bỏ lớp đất yếu và thay thế bằng lớp đất mới có khả năng chịu tải lớn hơn

• Nên dùng cát to hoặc cát trung để làm đệm

• Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bảo hoà nước như sét nhão; cát pha bão hoà

nước, sét pha nhão;…

• Đệm cát có các tác dụng sau đây:

- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải

trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên Làm

tăng sức chịu tải của đất nền

- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng

do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra

trong đất nền ở dưới tầng đệm cát

- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu

xây móng

- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh

sức chịu tải của nền và rút ngắn quá trình lún

5 Móng trên nền đất yếu

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

 Cọc cát

• Tác dụng của cọc cát:

- Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng thể tích,

mô đun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên

- Tăng sức chịu tải

- Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn

nhiều so với nền thiên nhiên hoặc nền gia cố bằng cọc cứng Phần

lớn độ lún của công trình diễn ra trong quá trình thi công, do vậy

công trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn định

• Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng, không bị ăn mòn, xâm

thực Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi

công phức tạp

• Gia cố nền bằng cọc là một biện pháp làm chặt đất Cọc có thể làm bằng cọc tre, tràm hoặc cọc cát

• Nội dung tính toán chủ yếu của phương pháp gia cố nền bằng cọc là tính toán khoảng cách giữa các

cọc và chiều dài cọc

•

5 Móng trên nền đất yếu

Easy to change colors, photos and Text You can simply impress your audience and add a unique zing and appeal to your Presentations

 Giếng cát

• Giếng cát có hai tác dụng chính:

- Giếng cát sẽ làm cho nước tự do

trong lỗ rỗng thoát đi dưới tác dụng

của gia tải vì vậy làm tăng nhanh tốc

độ cố kết của nền, làm cho công

trình nhanh đạt đến giới hạn ổn định

về lún, đồng thời làm cho đất nền có

khả năng biến dạng đồng đều

- Nếu khoảng cách giữa các giếng

được chọn thích hợp thì nó còn có

tác dụng làm tăng độ chặt của nền

và do đó sức chịu tải của đất nền

tăng lên

• Giếng cát là một trong những biện pháp gia tải trước được sử dụng đối với các loại đất bùn, than bùn

cũng như các loại đất dính bão hòa nước, có tính biến dạng lớn… khi xây dựng các công trình có kích

thước và tải trọng lớn thay đổi theo thời gian như nền đường, sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi…

KẾT CẤU DÂY TREO

3

Sân vận động Olympic Seoul, Hàn Quốc

KTS: H Architecture – Haeahn Architecture

Năm XD: 1988

Là một kết cấu được áp dụng rộng rãi trong nhiều công trình dân dụng, công nghiệp

và giao thông trên thế giới về những ưu điểm nổi bật của nó: trọng lượng nhẹ, vượt nhịp lớn, thi công lắp ráp nhanh, hình dáng kiến trúc đa

dạng và phong phú

là “Địa điểm biểu diễn văn hóa đầu tiên của Hàn Quốc", với vị trí bên trong một trong những công viên nhân tạo lớn nhất ở Hàn Quốc.

Thiết kế lại của sân vận động Olympic "được phát triển với mục tiêu thiết lập một bản sắc lập trình mới trong khi vẫn bảo tồn ý nghĩa lịch sử và ý nghĩa tượng trưng của kết cấu và mặt đứng hiện đại càng nhiều càng tốt", các kiến trúc

sư cho biết.

Phần lớn công trình cải tạo sẽ tập trung vào phần mái củakết cấu, sẽ được thay thế bằng "hệ thống giàn 3D năngđộng lấy cảm hứng từ hình dạng lốc xoáy, tượng trưngcho vai trò trung tâm của địa điểm trong sự gia tăng phổbiến gần đây của văn hóa pop Hàn Quốc“.

Công trình sử dụng hệ mái dây treo kiểu vành bánh xeđạp Có 1 trục ở giữ neo phía trên hệ dàn mái, các dâytreo neo vào trục này và thanh dàn mái Mặt bằng tròn vớiđường kính 393ft (khoảng 120m)

Chi tiết kết cấu

 Hệ mái dây kiểu vành bánh xe đạp

- Dùng thích hợp cho mặt bằng hình tròn, bầu dục, đa

giác đều

- Hệ đơn giản nhất: Hệ chỉ 1 lớp dây Hệ chịu lực chỉ có

một lớp dây Lúc này các tấm lợp phải đặt dốc hướng

vào trong => Khó thoát nước

- Hệ vỏ hai lớp: Vòng ngoài vẫn giữ nguyên một lớp, còn

vòng trong được tách ra làm đôi Hệ dây dưới sẽ là hệ

chịu lực, hệ dây trên là hệ cáp căng Vật liệu lợp đặt

trên cáp căng và hệ mái dốc thoát nước ra phía ngoài

- Có thể tách vòng ngoài thành hai lớp, vòng trong hai

lớp, làm hệ dây nối từ tầng trên vòng ngoài nối tầng

dưới vòng trong và ngược lại Giữa hai hệ này đặt

thêm các thanh chống đứng, làm cho cả hệ bị căng

- Trường hợp tách vòng ngoài và vòng trong ra làm đôi,

tạp khối cứng đủ sức chịu lực căng dây Người ta căng

các hệ cáp căng, và nối hai hệ này bằng các thanh

chống

Sơ đồ kết cấu mái vành bánh xe đạp

Tài liệu tham khảo