ĐỒ án môn học kết cấu NHÀ BÊTÔNG cốt THÉP thiết kế khung toàn khối ( thiết kế khung trục 3)

 Chọn hs2  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  Không có tường xây trực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Bộ môn Công trình bêtông cốt thép

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU NHÀ BÊTÔNG CỐT THÉP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thành Trung Lớp: LT16XD MSSV: 026116

Nhiệm vụ: Thiết kế khung toàn khối ( thiết kế khung trục 3):

Đề số L1 (m) L2 (m) B (m) Ptc(kN/m2) H tầng (m) Địa điểm XD Sơ đồ

GV hướng dẫn

PHẦN THÔNG QUA KHI LÀM BÀI Nguyễn Thị Thu Hường

1

2

3

4

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 của tác giả Lê Bá Huế

hs =

8 37

1



kL

Trong đó :  = L1 /L2

L1: kích thước cạnh ngắn tính toán của bản

L2: kích thước cạnh ngắn tính toán của bản k: hệ số tăng chiều dày khi tải trọng lớn

 Với sàn trong phòng

- Hoạt tải tính toán: ps = ptc.n = 450.1,2 = 540 (daN/m2)

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

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

8 3 19 1 8

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng

3 25 , 1 8

 Chọn hs2  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)

 Không có tường xây trực tiếp lên sàn nên Tĩnh tải tính toán là:g0  430.2 (daN/m2)

Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn

hs = 0 09

612 , 0 8 37

8 3 096 1 8

Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì

+ Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái

n

Khối lượng riêng γ(daN/m3)

Chiều dày δ(m)

Tải trọng tiêu chuẩn

qtc(daN/m2)

Tải trọng tính toán

n

Khối lượng riêng γ(daN/m3)

Chiều dày δ(m)

Tải trọng tiêu chuẩn

qtc(daN/m2)

Tải trọng tính toán

gtt(daN/m2)

5)Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận

*) Kích thước tiết diện dầm

a) Dầm trong phòng ( Dầm AB)

Nhịp dầm LL1 6.2 (m)

0 56

11

2

*) Kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột tính theo công thức

Rn: là cường độ tính toán của bê tông cột, bê tông cột có cấp độ bền B25 ( Rn = 14.5 (MPa) = 14500 (KN/m2).)

m m

Hình 1 Sơ đồ diện chịu tải của cột khung trục 3

cm m

R

kN A b

+ Diện tích phạm vi truyền tải của cột hành lang

2

7 5 8 3

R

kN A b

Diện tích A nhỏ nên chọn kích thước cột trục C : bc hc 2222cm = 484 (cm2)

=> Càng lên cao lực dọc càng 0giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau: + cột trục A và B có kích thước

 bc  hc 2240 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2

 bc  hc 2235 (cm) cho cột tầng 3 và tầng 4

+ Cột hành lang (trục C) có kích thước bc  hc 2222cm từ tầng 1 lên tầng 4

Hình 2 Mặt bằng kết cấu tầng 2 điển hình

II) SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG

1) Sơ đồ hình học

Hình 3: Mặt cắt kết cấu khung trục 3

b Chiều cao của cột

Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm Do trục 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-0,45) trở xuống;

hm  500 ( mm )  0 , 5 ( m )

 ht1 Ht  Z  hm  hd / 2  3,9 + 0,45 + 0,5 – 0,3/2 = 4,7 (m);

(với Z = 0,45 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  Ht  3 , 9(m)

Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình vẽ

Hình 4: Sơ đồ kết cấu khung ngang trục 3

III) XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ

2.Hoạt tải đơn vị

+ Hoạt tải sàn trong phòng học

IV Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung

+ tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính

1 Tĩnh tải tầng 2,3,4

Tĩnh tải phân bố - daN/m

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình

thang với tung độ lớn nhất:

ght=411.36x(3.8-0.22)= 1472.66 Cộng và làm tròn:

1696

1473

3169

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam

giác với tung độ lớn nhất:

2

3

Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao

3,9 – 0,3 = 3,6(m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7

514.3,8.3,6.0,7

Do trọng lượng sàn truyền vào

Ght=411.36x(3,8-0,22)x(3,8-0,22)/4 Cộng và làm tròn

4922.1 1318.1

Giống như mục 1,2,3 của GAđã tính ở trên

Do trọng lượng của sàn hành lang truyền vào

411.36x[(3,8-0,22)+(3,8-3)]x(2-0,22)/4 Cộng và làm tròn

689.7 801.7

1012.3

2504 Ghi chú: Hệ số giảm lỗ cửa bằng 0,7 được tính toán theo cấu tạo kiến trúc 2.Tĩnh tải tầng mái

Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp AB - daN/m

Tĩnh tải phân bố trên mái theo nhịp BC - daN/m

1

Gtg

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam

giác với tung độ lớn nhất:

Tĩnh tải tập trung trên mái - daN

1

2

m A

5096

1

2

m C

598,95

2146.7 899.8

3646

Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung

Hình 5: Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung trục 3

I Xác định hoạt tải tác dụng vào khung

1 Trường hợp hoạt tải 1

Hoạt tải 1 - Tầng mái

p daN m

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam

giác với tung độ lớn nhất:

2 Trường hợp hoạt tải 2

Hoạt tải 2 - Tầng mái

Sàn

tầng

mái

P2mII (daN/m)

Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang

giác với tung độ lớn nhất:

PAII=PBII (daN/m)

Do tải trọng sàn truyền vào

Ta có sơ đồ hoạt tác dụng vào khung

Hình 6: Sơ đồ Hoạt tải 1

Hình 7: Sơ đồ Hoạt tải 2

II Xác định tải trọng gió

Công trình xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh, thuộc vùng gió II.A Đối với vùng ít chịu ảnh hưởng của bão thì giá trị W0 được giảm 12 daN/m2 đối với vùng gió II-A nên có áp lực gió đơn vị:

W0 = 95-12 = 83 (daN/m2)

Công trình được xây dựng ở địa hình tương đối trống trải có dạng địa hình A Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh tải của tải trọng gió Tải trọng gió truyền lên khung sẽ được tính theo công thức:

Với qd là áp lực gió đẩy tác dụng lên khung (daN/m)

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

Tải trọng gió trên mái quy về lực tập trung đặt ở đầu cột với:

Z=16.4+0.8=17.2 (m) tra bảng ta có hệ số k = 1.26

Do phần mái tạo dốc rất thấp và có tường chắn mái bao quanh => có thể coi như mái bằng => Tải trọng gió trên tường chắn mái quy thành lực tập trung đặt tại đỉnh cột

+Phía gió đẩy

+Phía gió hút

Hình 8: Tải trọng gió trái

Hình 9: Tải trọng gió phải

Mô hình tiết diện cột và dầm vào phần mềm SAP

IV Tổ hợp nội lực

M(daN.m) 2431.400 1546.440 -284.260 -8180.860 8315.150 10746.550 -5749.460 3693.580 11306.831 -5187.208 11050.997 N(daN) -61475.270 -12551.620 -7282.060 9281.220 -9285.080 -70760.350 -52194.050 -81308.950 -81128.300 -59676.026 -87682.154

2

I/I

M(daN.m) -4156.140 -1567.230 -526.520 5592.100 -5471.950 1435.960 -9628.090 -6249.890 402.882 -10965.270 -10965.270 N(daN) -45303.080 -6265.580 -7379.700 4904.660 -4907.930 -40398.420 -50211.010 -58948.360 -47530.616 -62000.969 -62000.969 II/II

M(daN.m) 4068.590 273.110 1787.240 -5451.430 5559.540 9628.130 -1382.840 6128.940 10926.491 -591.898 10926.491 N(daN) -44359.280 -6265.580 -7379.700 4904.660 -4907.930 -49267.210 -39454.620 -58004.560 -61057.169 -45584.108 -61057.169

3

I/I

M(daN.m) -2943.490 -328.120 -1209.740 3774.480 -3662.390 830.990 -6605.880 -4481.350 158.234 -7623.715 -7623.715 N(daN) -28109.470 -6329.470 -1084.520 1965.830 -1969.420 -26143.640 -30078.890 -35523.460 -32036.746 -36554.539 -36554.539 II/II

M(daN.m) 3134.710 1332.770 373.400 -3296.770 3418.820 6553.530 -162.060 4840.880 7747.201 - 7747.201 N(daN) -27283.640 -6329.470 -1084.520 1965.830 -1969.420 -29253.060 -25317.810 -34697.630 -35728.709 - -35728.709

4

I/I

M(daN.m) -3388.010 -1408.170 35.270 1729.460 -1596.850 - -4984.860 -4760.910 - -6092.528 -6060.785 N(daN) -11001.900 -33.290 -1163.480 385.190 -389.170 - -11391.070 -12198.670 - -11382.114 -12429.246 II/II

M(daN.m) 3494.800 498.810 326.240 -1210.580 1292.000 4786.800 - 4319.850 5400.145 - 5400.145 N(daN) -10176.080 -33.290 -1163.480 385.190 -389.170 -10565.250 - -11372.850 -11603.426 - -11603.426

5

I/I

M(daN.m) 1161.030 804.700 -235.290 11559.090 -11712.650 12720.120 -10551.620 1730.440 12288.441 -9592.116 12076.680 N(daN) -73681.460 -17607.110 -15791.86 -4956.100 4967.750 -78637.560 -68713.710 -107080.43 -93988.349 -83423.159 -108201.02 II/II

M(daN.m) -2218.990 -1535.160 517.630 -9064.420 8929.700 6710.710 -11283.410 -3236.520 6283.607 -11758.612 -11292.745 N(daN) -72544.060 -17607.110 -15791.86 -4956.100 4967.750 -67576.310 -77500.160 -105943.03 -82285.759 -92850.949 -107063.62

6

I/I

M(daN.m) 3889.750 1419.480 411.150 6630.530 -6750.490 10520.280 -2860.740 5720.380 11504.794 -1815.656 11504.794 N(daN) -53686.990 -10974.570 -11730.120 -2438.020 2447.560 -56125.010 -51239.430 -76391.680 -76315.429 -62041.294 -76315.429 II/II

M(daN.m) -3803.000 -94.400 -1663.390 -6541.370 6433.830 2630.830 -10344.370 -5560.790 1902.487 -11272.244 -11272.244 N(daN) -52743.190 -10974.570 -11730.120 -2438.020 2447.560 -50295.630 -55181.210 -75447.880 -60417.499 -75371.629 -75371.629

7

I/I

M(daN.m) 2641.01 168.76 1098.9 4167.2 -4278.55 6808.21 -1637.54 3908.67 7532.384 -1057.801 7532.384 N(daN) -34162.15 -7047.31 -5112.56 -871.9 882.54 -35034.05 -33279.61 -46322.02 -45890.743 -39710.443 -45890.743 II/II

M(daN.m) -2812.04 -1168.11 -227.54 -3873.76 3750.92 938.88 -6685.8 -4207.69 359.002 -7554.509 -7554.509 N(daN) -33336.33 -7047.31 -5112.56 -871.9 882.54 -32453.79 -34208.23 -45496.2 -37143.348 -45064.923 -45064.923

8

I/I

M(daN.m) 2965.68 1320.66 -251.52 1913.93 -2049.32 4879.61 - 4034.82 5876.811 - 5650.443 N(daN) -14839.86 -433.44 -1122.08 -119.25 131.93 -14959.11 - -16395.38 -15337.281 - -16347.153 II/II

M(daN.m) -2957.25 -471.54 -169.92 -1519.03 1437.47 - -4476.28 -3598.71 - -4901.691 -4901.691 N(daN) -14014.03 -433.44 -1122.08 -119.25 131.93 - -14133.28 -15569.55 - -15521.323 -15521.323

9

I/I

M(daN.m) 70.62 -21.48 106.58 1902.11 -1902.36 1972.73 -1831.74 155.72 1878.441 -1660.836 1859.109 N(daN) -17490.37 -3995.84 -7125.67 -4325.11 4317.33 -21815.48 -13173.04 -28611.88 -27796.072 -17201.029 -31392.328 II/II

M(daN.m) -118.58 59.89 -207.65 -1660.93 1660.92 1542.34 -1779.51 -266.34 1430.149 -1800.302 -1746.401 N(daN) -16864.8 -3995.84 -7125.67 -4325.11 4317.33 -12547.47 -21189.91 -27986.31 -16575.459 -27170.502 -30766.758

10

I/I

M(daN.m) 249.1 68.94 212.89 1133.05 -1132.66 1382.15 -883.56 530.93 1522.492 -708.248 1522.492 N(daN) -13586.56 -4192.82 -3501.43 -2466.65 2460.37 -16053.21 -11126.19 -21280.81 -22731.37 -15145.765 -22731.37 II/II

M(daN.m) -282.88 -257.52 -26.33 -1189.9 1189.93 907.05 -1472.78 -566.73 764.36 -1609.255 -1609.255 N(daN) -13067.47 -4192.82 -3501.43 -2466.65 2460.37 -10607.1 -15534.12 -20761.72 -14004.424 -22212.28 -22212.28

11

I/I

M(daN.m) 311.1 256.27 33.09 921.67 -922.29 1232.77 -611.19 600.46 1401.027 -489.18 1401.027 N(daN) -9590.81 -467.84 -3690.57 -1093.94 1086.88 -10684.75 -8503.93 -13749.22 -14317.925 -11934.131 -14317.925 II/II

M(daN.m) -314.05 -67.74 -223.62 -995.98 996.88 682.83 -1310.03 -605.41 522.176 -1472.656 -1472.656 N(daN) -9071.72 -467.84 -3690.57 -1093.94 1086.88 -7984.84 -10165.66 -13230.13 -8514.584 -13798.835 -13798.835

12

I/I

M(daN.m) 424.35 -0.96 258.12 322.38 -322.17 746.73 - 681.51 946.8 - 945.936 N(daN) -5542.42 -656.3 -13.73 -265.95 257.24 -5808.37 - -6212.45 -5794.132 - -6384.802 II/II

M(daN.m) -535.53 -115.74 -114.45 -423.66 421.23 - -959.19 -765.72 - -1123.995 -1123.995 N(daN) -5023.33 -656.3 -13.73 -265.95 257.24 - -5289.28 -5693.36 - -5865.712 -5865.712

TÊN

DẦM

BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CHO DẦM

MẶT CẮT NỘI LỰC

TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2

TT HT1 HT2 GT GP M MAX M MIN Q MAX M MAX M MIN Q MAX

M (Kgf.m) 8382.81 5038.7 -538.58 490.12 -502.45 13421.51 - 13358.75 -

Q (Kgf) 173.82 74.76 97.64 4376.56 -4377.15 4550.38 4267.884 III/III

M (Kgf.m) 8193.83 -795.13 5180.07 306.57 -303.55 13373.9 - 13131.81 -

Q (Kgf) 96.21 63.89 66.63 2938.83 -2938.51 3035.04 2858.625 III/III

M (Kgf.m) 7870.53 -397.79 1230.7 41.51 -110.87 9101.23 - 9015.519 -

Q (Kgf) 203.38 -33.29 -13.83 385.19 -389.17 588.57 550.051 III/III

M (Kgf.m) 157.93 -310.94 869.08 54.12 -52.2 1027.01 -153.01 988.81 -168.896

Q (Kgf) -380.5 -196.99 -169.93 1858.47 -1856.95 -2237.45 -2381.98 III/III

M (Kgf.m) 235.71 930.21 -349.26 -7.9 7.33 1165.92 -113.55 1079.496 -85.734

Q (Kgf) -182.07 -69.19 -189.14 1372.71 -1373.5 -1555.57 -1650.72 III/III

Q (Kgf) -129.44 -188.45 -117.34 827.99 -829.64 -959.08 -1151.33 III/III

M (Kgf.m) 594.51 258.89 -93.4 -16.09 27.01 853.4 - 851.82 -

Q (Kgf) -403.44 94.78 13.73 265.95 -257.24 -660.68 -634.956 III/III

M (Kgf.m) -535.53 -115.74 -114.45 -423.66 421.23 - -959.19 - -1124

Q (Kgf) 1377.33 319.3 13.73 265.95 -257.24 1710.36 1916.412

V Tính toán cốt thép dầm

1 Tính toán cốt thép dọc cho các dầm

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có Sử dụng thép:

Rb = 14.5 MPa Nếu d < 12mm thì dùng thép CB-240T có Rs = Rsc = 210 MPa

Rbt = 1.05 MPa Nếu d > 12mm thì dùng thép CB-300V có Rs = Rsc = 260 MPa

Tra bảng phụ lục 9 và 10 đối với thép

Do 2 gối A,B có momen gần bằng nhau nên ta lấy giá trị momen lớn hơn để tính cốt thép chung cho cả hai : M= 231.18 (kN.m)

Tính cốt thép cho gối A và B (Momen âm):

Tính theo tiết diện hình chữ nhật b x h = 22 x 60 cm

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

Có Mmax = 134.21 < M = 1656.48 kN.m (Trục trung hòa đi qua cánh)

Tính cốt thép cho gối B (Momen âm):

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

Tính cốt thép cho gối C (Momen âm):

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

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

Một nửa khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc:

Lượng cốt thép này quá nhỏ nên ta bố trí theo cấu tạo (2∅14)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

c Tính toán cốt thép dọc cho các phần tử 14,15: Do nội lực dầm nhịp AB càng lên cao càng nhỏ nên Ta bố trí như cốt thép dầm tầng 2 (phần tử 13)

d Cốt thép các phần tử 18,19: Do nội lực trong dầm hành lang của các tầng nhỏ nên ta tính toán và bố trí thép giống cốt thép dầm tầng 2 (phần tử 17)

e Tính toán tương tự cho các phần tử dầm tầng mái : 16, 20

Mặt cắt phần tử dầm nhịp B-C tầng 2,3,4 tại gối và giữa dầm

Mặt cắt phần tử dầm 16 tầng mái

Mặt cắt phần tử dầm 20 tầng mái

1 Tính toán cốt đai cho các dầm

a Tính toán cốt đai cho phần tử dầm 13 (tầng 2 nhịp AB):bxh=22x60 cm + Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm

Q = 176.545 kN = 176545 N