Đồ án trình bày và lựa chọn giải pháp kết cấu, tính toán tải trọng, xác định nội lực và tổ hợp nội lực, tính toán và bố trí thép khung trục 3; cấu tạo nút khung dành cho nhà ở tập thể 5 tầng. Mời các bạn cùng tham khảo!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Đồ án Bê tông cốt thép 2: Tính toán thiết kế khung phẳng bê tông cốt thép toàn khối trục công trình là nhà ở tập thể 5 tầng
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
MỤC LỤC
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 1
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
ANỘI DUNG:
Tính toán thiết kế khung phẳng BTCT toàn khối trục 3. Công trình là nhà ở tập
thể 5 tầng
BSỐ LIỆU THIẾT KẾ:
CƠ SỞ TÍNH TOÁN:
Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574 2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.
ILỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
I1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI
1/Khái niệm chung
Kết cấu khung là hệ thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc
khớp. Khung bê tông cốt thép được dùng rộng rãi và là kết cấu chịu lực chủ yếu của
nhiều loại công trình.
Có nhiều cách phân loại khung, theo phương pháp thi công người ta chia ra thành 2
loại:
+ Khung Toàn khối:
Ưu điểm : Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt.
Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản.
Nhược điểm : Thi công phức tạp, khó cơ giới hóa.
Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi công chậm.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 2
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
+ Khung lắp ghép:
Ưu điểm : Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất
lượng.
Thi công nhanh, dễ cơ giới hóa.
Nhược điểm : Độ cứng của kết cấu không lớn.
Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng.
Hệ khung trong nhà là một hệ không gian. Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể tính
khung phẳng hoặc khung không gian.
+ Với nhà khá dài, khung đặt theo phương ngang nhà sẽ được xem như các
khung phẳng.Các khung phẳng được giằng với nhau bởi các dầm dọc.
+ Khi mặt bằng của nhà vuông hoặc gần vuông, gió và các tải trọng ngang
khác tác dụng theo phương bất kỳ , khi đó khung được tính như một hệ không
gian.
Phương án lựa chọn: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI (tính theo khung
phẳng)
2/Phương pháp thiết kế kết cấu sàn và mái
Sàn được đổ toàn khối với hệ khung, nhằm tạo độ cứng lớn cho công trình. Có bố trí
dầm phụ cho ô sàn có diện tích lớn. Mái được lợp tôn, kết cấu chịu lực của mái là xà
gồ và dầm xiên với độ dốc , mái consol vươn ra trên mặt bằng một đoạn 1.0m.
3/Bố trí hệ chịu lực của nhà khung
Khung gồm từ các thanh và các nút.
Thanh là các cấu kiện chịu uốn (dầm) và cấu kiện chịu nén hoặc kéo lệch tâm
(cột, xà ngang gãy khúc, xà ngang cong).
Nút cứng (nối cột với dầm) phải có kích thước hình học và bố trí cốt thép sao cho
phù hợp với sơ đồ tính toán. Phải đảm bảo sao cho vùng bêtông chịu nén không bị ép vỡ
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 3
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
và cốt thép neo vào nút không bị tuột. Liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại
mặt móng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 4
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
I2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG:
Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 (tương đương M250)
Cường độ chịu nén tính toán: Rb=11,5MPa
Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt=0.9MPa
Khối lượng riêng:
Môđun đàn hồi:
Sử dụng thép:
Thép nhóm AI cho loại đường kính Ø ≤ 10(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=225MPa; RSC=225MPa
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW=175MPa
Môđun đàn hồi:
Thép nhóm AII cho loại đường kính Ø ≥ 12(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=280MPa; RSC=280MPa;
Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW=225MPa
Thép nhóm AIII cho loại đường kính 10 ≤ Ø ≥ 40(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=365MPa; RSC=365MPa
I3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN:
a. Chiều dày sàn:
Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo ô sàn có kích thước lớn nhất
Sàn tầng:
Kích thước ô sàn lớn nhất:
Ta có: sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai phương.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 5
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Chiều dày bản sàn:
chọn
b. Tiết diện dầm:
+ Dầm dọc
chọn:
chọn:
+ Dầm khung trục 3
Dầm AB:
Chọn hd=300mm
Chọn bd=250 mm
Dầm BC:
Chọn hd=600 mm
Chọn bd=250 mm
Dầm CD:
Chọn hd=300 mm
Chọn bd=250 mm
♦ Dầm mái:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 6
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
chọn: ;
c. Tiết diện cột:
+ Diện tích tiết diện cột sơ bộ theo công thức:
Trong đó:: Hệ số kể đến ảnh hưởng mômen trong cột.
; Với: n là số tầng.
là diện tích truyền tải lên cột khung.
đối với chung cư, tườ
ng là vách gạch.
+ Phạm vi truyền tải của cột để tính kích thước tiết diện:
Để xác định tiết diện cột ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất ( tức là cột mà ở
vị trí đó có những ô sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất )được thể hiện trong mặt
bằng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 7
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: DIỆN TÍCH CHỊU TẢI CỦA CỘT
BẢNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2
Ta có:
+ Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mãnh .
(với , b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)
• Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên,
đổ bêtông cốt thép toàn khối hệ số
Kiểm tra độ ổn định của cột biên (250x400) tầng 1:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 8
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Thõa mãn điều kiện về ổn định.
• Với các cột còn lại việc kiểm tra ổn định được thực thiện tương tự và thể hiện ở
bảng sau:
Như vậy ta chọn kích thước cột:
Cột góc ở 5 tầng có tiết diện 250×250 mm
Cột biên ở 5 tầng có tiết diện 250×300 mm
Cột giữa ở 5 tầng có tiết diện 250×500 mm
HÌNH: MẶT BẰNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 9
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
`
HÌNH: SƠ ĐỒ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3
I4. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG:
Tính khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh
ngắn của công trình ( phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn ).
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm),
liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính toán bằng nhịp
kiến trúc, ta có sơ đồ tính:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 10
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 3
II. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 27371995 : Tải trọng và tác động – Tiêu
chuẩn thiết kế.
Hệ số tin cậy lấy theo bảng 1, trang 10 TCVN 2737 – 1995.
Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn theo “ Sổ tay thực hành kết cấu
công trình ” – PGS.PTS.Vũ Mạnh Hùng.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 11
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1SÀN
10
20
100
15
GAÏCH CERAMIC
VÖÕ
A LOÙ
T M50
BAÛ
N SAØ
N BTCT
VÖÕ
A TRAÙ
T M50
HÌNH: MINH HỌA CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN
+ Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nước ( sàn vệ sinh,…) thì cấu tạo sàn còn có
thêm lớp chống thấm.
♦ Tĩnh tải:
Trong đó:
: là chiều dày lớp thứ I (m);
: trọng lượng riêng của lớp thứ i ;
: hệ số vượt tải;
: tải trọng tính toán;
: tải trọng tính tiêu chuẩn;
♦ Hoạt tải:
Trong đó:
: hoạt tải tính toán ;
: hoạt tải tiêu chuẩn ;
: hệ số vượt tải;
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN PHÒNG Ở
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 12
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Loại tải Cấu tạo
trọng
STT (m)
Gạch 0.01 2000 1.1 20 22
ceramic
1
Lớp vữa 0.02 1800 1.2 36 43.2
lót
2
Tĩnh tải BTCT 0.1 2500 1.1 250 275
sàn
3
Lớp vữa 0.015 1800 1.2 27 32.4
trát
4
Đường 40 40
ống,
5
thiết bị
Tổng 373 412.6
tĩnh tải
Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240
573 652.6
Tổng
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BAN CÔNG, LÔGIA
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 13
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Loại tải STT Cấu tạo
trọng
(m)
1 Gạch 0.01 2000 1.1 20 22
ceramic
2 Lớp vữa 0.02 1800 1.2 36 43.2
lót
3 Lớp 0.03 2000 1.2 60 72
chống
Tĩnh tải thấm
4 Lớp 0.1 2500 1.1 250 275
BTCT
sàn
5 Lớp vữa 0.015 1800 1.2 27 32.4
trát
6 Đường 40 40
ống,
thiết bị
Tổng 433 484.6
tĩnh tải
Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240
Tổng 633 724.6
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN VỆ SINH
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 14
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Loại tải STT Cấu tạo
trọng
(m)
1 Gạch 0.01 2000 1.1 20 22
ceramic
2 Lớp vữa 0.02 1800 1.2 36 43.2
lót
3 Lớp 0.03 2000 1.2 60 72
chống
Tĩnh tải thấm
4 Lớp 0.1 2500 1.1 250 275
BTCT
sàn
5 Lớp vữa 0.015 1800 1.2 27 32.4
trát
6 Đường 40 40
ống,
thiết bị
7 Tường 1.2 130 156
trên sàn
Tổng 563 640.6
tĩnh tải
Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240
Tổng 763 880.6
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 15
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
TẢI TRỌNG MÁI
Loại tải STT Cấu tạo
trọng
(m)
Tĩnh tải Mái tôn, xà gồ 17 17
bằng gỗ
Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.1 30 33
Tổng 47 50
BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC SÀN
STT LOẠI SÀN CÔNG
TRÌNH
1 Sàn phòng ở 373 412.6
2 Sàn ban công, lôgia 433 484.6
3 Sàn vệ sinh 563 640.6
4 Mái tôn 17 17
BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI CHO TỪNG BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH
STT LOẠI SÀN CÔNG
TRÌNH
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 16
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
1 Sàn phòng ở 200 240
2 Sàn ban công, lôgia 200 240
3 Sàn vệ sinh 200 240
4 Mái tôn 30 33
Tải trọng 1m 2 tường:
Tường dày 200:
gtc
Tải trọng TT Các lớp VL (daN/m2) n gtt (daN/m2)
tường xây
Tường xây
1 360 1.1
1800*0.2 396
Vữa trát 2 mặt
2 dày 30mm 48 1.2
57.6
1600*0.03
Tổng cộng 408 453.6
Tường dày 100:
gtc
Tải trọng TT Các lớp VL (daN/m2) n gtt (daN/m2)
tường xây
Tường xây
1 180 1.1
1800*0.1 198
Vữa trát 2 mặt
2 dày 30mm 48 1.2
57.6
1600*0.03
Tổng cộng 228 255.6
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 17
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
II.3. TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:
♦ Tĩnh tải:
☼ Tường:
Tường 200 phân bố đều trên dầm chính bao ngoài công trình:
◊ Dầm dọc (200×300) :;
◊ Dầm ngang (250×600) :;
Tường 100 phân bố đều trên dầm chính:
◊ Dầm dọc (200×300) :;
◊ Dầm ngang (250×600) :;
Tường 100 xây trên đà kiềng:
☼ Nhịp AB ở các tầng là hành lang nên không có tường xây bên trên.
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 18
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
HÌNH: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA SÀN LÊN DẦM
☼ Lực tập trung tại nút khung đà kiềng:
5Lực tập trung tại nút A:
Lực tập trung tại nút B:
Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 19
- ĐỒ ÁN BTCT2 GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Lực tập trung tại nút C:
Lực tập trung tại nút D:
☼ Lực phân bố nhịp:
Nhịp AB: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp BC: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang và tường truyền vào dạng phân bố
đều:
Nhịp CD: do sàn S3 truyền vào dạng tam giác và tường truyền vào dạng phân bố
đều:
☼Tải trọng truyền vào dầm mái:
Tĩnh tải trên mái đưa về phân bố đều:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
