ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời gian thực hiện đồ án em đã cố gắng nỗ lực để đạt kết quả tốt nhất, tìm
hiểu những điều mình chưa được học trên giảng đường. Nhưng vẫn gặp một số khó
khăn nhất định.Do là kiến thức bản thân còn hạn chế nên ảnh hưởng phần nào đến “chất
lượng” tính toán của đồ án.
Tuy nhiên em cũng đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ. Chắc chắn đồ án này còn
nhiều sai sót. Rất mong nhận được sự quan tâm và những đóng góp ý kiến từ thầy cô và
bạn bè để em kịp thời khắc phục, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng trường
Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy LÊ QUANG
THÔNG, thầy NGUYỄN VĨNH HIỆP đã tận tình hướng dẫn - truyền đạt những
kiến thức chuyên môn - những kinh nghiệm thực tế cho em trong suốt quá trình
học tập tại trường cũng như thời gian làm đồ án.
Trong thời gian làm đồ án môn học em đã nhận được sự giúp từ nhiều thầy cô,
với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn:
Thầy LÊ QUANG THÔNG: Giáo viên hướng đồ án .
Thầy NGUYỄN VĨNH HIỆP: Giáo viên hướng đồ án .
Sau cùng tôi xin gởi lời cảm ơn tới người thân, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó
và cùng học tập, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình
hoàn thành đồ án môn học này.
Tp. HCM ngày 05 tháng 01 năm 2011
Người thực hiện
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 1
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
MỤC LỤC:
VIII. Thiết kế bản sàn: (Tính cho bản sàn điển hình) 43
THIẾT KẾ TRƯỜNG HỌC 10 TẦNG
I - Giới thiệu về công trình:
Một trường học 10 tầng được xây dựng ở An Giang gồm 2 block A,B. Block A
có 2 nhịp và 4 bước cột, kích thước được cho trong bản vẽ.
2. Cốt thép :
Cốt thép sử dụng là Φ6, Φ8 có :
+ cường độ chịu kéo tính toán R
s
= 225 MPa, R
sw
= 175 MPa.
+ cường độ chịu nén tính toán R
sc
= 225 MPa.
Cốt thép sử dụng có Φ>= 10 có :
+ cường độ chịu kéo tính toán R
s
=280 MPa, R
sw
= 225 MPa
+ cường độ chịu nén tính toán R
sc
= 280 MPa.
IV- Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột :
1. Chọn kích thước chiều dày sàn :
Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn : Chọn giải pháp sàn toàn khối, không bố trí
dầm phụ chỉ có các dầm qua các cột.
a. Sàn phòng học : kích thước L
ngắn
= 4.2 m; L
dài
= 6.5 m
Được xác định theo công thức của tác giả Lê Bá Huế :
α
= 2000 daN/m
3
0,008.2000 =16 daN/m
2
16 1,1 17,6
Vữa lát dày 30 mm, γ
0
= 2000 daN/m
3
0,03.2000 =60 daN/m
2
60 1,3 70
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 3
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Vữa trát dày 20 mm, γ
0
= 2000 daN/m
3
0,02.2000 =60 daN/m
2
40 1,3 52
Cộng 147,6
2
0
/6,1473,1.2000.02,03,1.2000.03,01,1.2000.008,0 mdaNg =++=⇒
.
2
00
/6,3876,147240 mdaNpgq
2
/6,6626,422240 mdaNgpq
sss
=+=+=
.
b. Sàn hành lang : kích thước L
ngắn
= 2.4m; L
dài
= 4.2m
Được xác định theo công thức:
α
.837
.
+
=
ng
s
Lk
h
với
57,0
2,4
4,2
===
dài
ng
L
L
α
= 80 mm.
Vậy nếu kể đến trọng lượng bản thân sàn BTCT thì.
Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang :
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 4
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
./6,3671,1.08,0.25006,147
2
0
mdaNnhgg
sbthl
=+=+=
γ
Tổng tải trọng phân bố trên sàn hành lang :
./6,7276,367360
2
mdaNgpq
hlsshl
=+=+=
c. Sàn mái :
Hoạt tải tính toán:
2
/5.973.1.75. mdaNnpp
c
sm
===
.
Tỉnh tải tính toán (chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT)
Cấu tạo và tải trọng các lớp vật liệu mái
./3761,1.08,0.2500156
2
0
mdaNnhgg
mbtm
=+=+=
λ
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 5
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
+Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn mái là:
./5,4733765,97
2
mdaNgpq
msmm
=+=+=
♦ lựa chọn kết cấu mái :
Kết cấu mái là sàn BTCT có thi công chống thấm với vữa chống thấm dày 40
mm có độ nghiêng từ 1-2% có hướng từ trục A đến C.
2. Chọn kích thước tiết diện dầm :
a. Dầm AB (dầm trong phòng ):
Nhịp dầm L
1
= 6,5 m.
1
1 1 1 1
( ) ( ) 6500 (433 650)
15 10 15 10
d
d
h B mm= ÷ × = ÷ × = ÷
.
Chọn h
d
= 300mm; bề rộng dầm b
d
= 250mm.
3. Chọn kích thước cột:
Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức :
b
R
Nk
A
.
=
a. Cột trục C:
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 6
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
A
B
C
3 2 1
S
B
S
C
S
A
Diện chịu tải của cột
2
= q
m
.S
C
= 473,5×4,98 = 2358,03 daN.
+ Với nhà 10 tầng,có 9 sàn hành lang và 1 sàn mái.
9.(3623.45 2196,18) 1(2358.03) 54734,7 .
t
N n N daN
= = + + =
∑
+ Không kể đến ảnh hưởng của mômen ta chọn k =1.
2
. 1 54734,7
643,9
85
b
k N
A cm
R
×
= = =
.
Vậy ta chọn kích thước cột C: b
c
×h
c
2
5,6
+
= 662,6× 3,25× 4,15 = 8936,81 daN.
+ Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang .
N
2
= q
hl
.
)
2
1,4
2
2,4
(
2
4,2
+
= 727,6×1,2×4,15 = 3623,44 daN.
+ Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 200mm.
N
3
= g
t
l
t
h
t
=441×(6,5/2 + 2)×3,9 = 9029,5 daN.
= = =
Vậy ta chọn kích thươc cột b
c
×h
c
= 35×60 cm có A = 2100 cm
2
.
Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau:
- b
c
× h
c
= 35×60 (cm) cho tầng trệt, tầng 1 và tầng 2.
- b
c
× h
c
= 35×50 (cm) cho tầng 3, tầng 4 và tầng 5.
- b
c
×h
c
= 35×40 (cm) cho tầng 6 và tầng 7.
- b
c
×h
c
= 30×40 (cm) cho tầng 8 và tầng 9.
c. Cột trục A:
c
= 30×40 (cm) cho tầng 8 và tầng 9.
4. Mặt bằng bố trí dầm, cột, sàn:
V- Lập sơ đồ tính toán khung:
Chọn sơ đồ tính toán khung không gian.
1. Sơ đồ hình học:( có bản vẽ cad kem theo)
a. Xác định nhịp tính toán của dầm:
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột:
- Nhịp tính toán của dầm AB:
1
0,4
6,5 6,3
2 2
c
AB
h
L L m= − = − =
.
- Nhịp tính toán của dầm BC:
2
0,3
2,4 2,25
2 2
c
BC
h
L L m
= − = − =
(25x30 cm):
h
t1
= H
t
= 3,9 m.
+ Chiều cao các tầng còn lại ( tầng 2→9) :
h
t
= 3,9 m.
+ Chiều cao từ trục đà kiềng (25x30 cm) xuống vị trí ngàm tại cổ móng được
tính như sau: ( Lấy gần đúng ta bỏ qua lớp lót sàn):
h = Z + h
m
– h
đk
/2 = 0,5 + 0,5 − 0,3/2 = 0.85 m.
Với: Z= 0.5 m là khoảng cách từ cốt ± 0.00 đến mặt đất tự nhiên .
h
m
= khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến vị trí ngàm tại cổ móng.
Ta có sơ đồ kết cấu dược thể hiện trên hình vẽ :
2. Dữ liệu đầu vào nhập Sap 2000 V14:
a. Thông số để nhập mô hình:
Số liệu theo phương X: 2; Chiều dài nhịp 6,3 m.
Số nhịp theo phương Y: 4; Chiều dài nhịp 4,1 m.
Số tầng 10, chiều cao tầng 3,9 m.
Khi nhập Sap 2000 V14 chúng ta có những điều chỉnh về kích thước cho hợp lí.
b. Thông số vật liệu:
W =2,5 T/m
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 10
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Hệ số tin cậy của trọng lượng bản thân là: 1,1.
• Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bề mặt :
Tĩnh tải tính toán:
Đối với sàn phòng học và sàn hành lang:
- Gạch ceramic: 1,1.2000.0,008 =17,6 daN/m
2
.
- Vữa lót + trát trần: 1,3.2000.(0,03+0,02) =130 daN/m
2
.
→ Tổng cộng: g
= 17,6 +130 =147,6 daN/m.
Đối với sàn mái:
- Vữa chống thấm: 1,3.2000.0,04 =104 daN/m
2
.
- Vữa trát trần: 1,3.2000.0,02 = 52 daN/m
2
.
Tổng cộng: g
= 104+52 = 156 daN/m.
Tạo 1 “load pattern” tên TT BEMAT (type =dead, self weight multiplier
= 0 ).
• Tĩnh tải tường:
Tường dày 200 mm.
Tính tải trọng đơn vị:
Đối với tường lan can cao 1,2 m:
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 11
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
mdaNHg
tt
/2.5292,1.441.441 ===
.
→ Tạo 1 “load pattern” tên là TT TUONG (type =dead, self weight multiplier
=0).
• Tĩnh tải tính toán:
→ Tạo 1 combo co tên “TINHTAI”
TINHTAI = TLBT + TT BEMAT + TTTUONG.
e.2 Thông số hoạt tải :
∗
Hoạt tải cơ bản :
- Hoạt tải tiêu chuẩn phòng học: p =200 daN/m .
- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn hành lang: p = 300 daN/m .
- Hoạt tải tiêu chuẩn sàn mái: p =75 daN/m .
- Hệ số tin cậy: n = 1,2.
- Hoạt tải tính toán sàn phòng học: p =1,2.200 =240 daN/m .
- Hoạt tải tính toán sàn hành lang: p =1,2.300 =360 daN/m .
- Hoạt tải tính toán sàn mái:p =1,3.75 = 97.5 daN/m .
Tạo 1 “load pattern” tên HT ( type = live, self weight multiplier = 0).
e.3 Thông số tải trọng gió: (GP,GT) theo 2 phương X,Y lấy theo TCVN 2737-
1995
Thành phần gió tĩnh: W = B.W .n.c.k.
Trong đó:
- W : giá trị áp lực gió,lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh
thổ Việt Nam. Khu vực An giang, vùng IA, W = 65-10= 55 daN/m .
ĐAMH: BÊ TƠNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THƠNG
Chú ý: Để đơn giản khi tính tốn và thiên về an tồn ta cũng có thể chọn chung
một hệ số “k” cho 2 tầng nhà .
+ Tầng trệt và tầng 1 chọn : k= 0.6072.
+ Tầng 2 và tầng 3 chọn : k= 0.7472.
+ Tầng 4 và tầng 5 chọn : k= 0.8306.
+ Tầng 6 và tầng 7 chọn : k= 0.8996.
+ Tầng 8 và tầng 9 chọn : k= 0.9620.
Kết quả tính tốn gió đẩy và gió hút theo 2 phương X và Y như sau:
Tính gió theo Phương X:
Kết quả tính tốn cho ở bản sau với B=4.15 m ( B : Bề rộng đón gió ).
Tầng
Cao độ
(m)
q
o
tc
Kg/
m2
n
c
k
B1
(m)
W
tt
(KG/m)
Đón
gió
Khuất
o
tc
Kg/m2
n
c
k
B1
(m)
W
tt
(KG/m)
Đón
gió
Khuất
gió
Đón Khuất Tổng
Trệt
3.9 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 4.10
131 99 230
1 7.8 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 4.10
131 99 230
2 11.7 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 4.10
162 121 283
3 15.6 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 4.10
162 121 283
4 19.5 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 4.10
180 135 315
5 23.4 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 4.10
180 135 315
6 27.3 55 1.2 0.8 0.6 0.8996 4.10
Trệt
3.9 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 2.10
67 50 118
1 7.8 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 2.10
67 50 118
2 11.7 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 2.10
83 62 145
3 15.6 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 2.10
83 62 145
4 19.5 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 2.10
92 69 161
5 23.4 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 2.10
92 69 161
6 27.3 55 1.2 0.8 0.6 0.8996 2.10
100 75 175
7 31.2 55 1.2 0.8 0.6 0.8996 2.10
100 75 175
8 35.1 55 1.2 0.8 0.6 0.9620 2.10
107 80 187
9 39 55 1.2 0.8 0.6 0.9620 2.10
107 80 187
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 16
ĐAMH: BÊ TƠNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THƠNG
Kết quả tính tốn cho ở bản sau với B=3.25 m ( B : Bề rộng đón gió ).
Tầng
Cao
độ (m)
q
o
tc
154 116 270
8 35.1 55 1.2 0.8 0.6 0.9620 3.25
165 124 289
9 39 55 1.2 0.8 0.6 0.9620 3.25
165 124 289
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 17
ĐAMH: BÊ TƠNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THƠNG
Kết quả tính tốn cho ở bản sau với B=4.45 m ( B : Bề rộng đón gió ).
Tầng
Cao
độ (m)
q
o
tc
Kg/m2
n
c
k
B1
(m)
W
tt
(KG/m)
Đón
gió
Khuất
gió
Đón Khuất Tổng
Trệt
n
c
k
B1
(m)
W
tt
(KG/m)
ẹoựn
gioự
Khuaỏt
gioự
ẹoựn Khuaỏt Toồng
Trt
3.9 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 1.20
38 29 67
1 7.8 55 1.2 0.8 0.6 0.6072 1.20
38 29 67
2 11.7 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 1.20
47 36 83
3 15.6 55 1.2 0.8 0.6 0.7472 1.20
47 36 83
4 19.5 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 1.20
53 39 92
5 23.4 55 1.2 0.8 0.6 0.8306 1.20
53 39 92
6 27.3 55 1.2 0.8 0.6 0.8996 1.20
57 43 100
7 31.2 55 1.2 0.8 0.6 0.8996 1.20
57 43 100
10. COMB9 = TT+0.9.HT_LE+0.9 .GIO_TRAI.
11. COMB10 = TT+0.9.HT_LE+0.9 .GIO_PHAI.
12. COMB11 = TT+GIO_TRUOC.
13. COMB12 = TT+GIO_SAU.
14. COMB13=TT+GIO_TRAI.
15. COMB14=TT+GIO_PHAI.
16. COMB15=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_TRUOC.
17. COMB16=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_SAU.
18. COMB17=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_TRAI.
19. COMB18=TT+0.9.HT_CHAN+0.9 HT_LE +0.9.GIO_PHAI.
20. BAO.
VI - CHẠY SAP2000:
Nhập sáp được thể hiện qua các bản vẽ sau:
Nhập định nghĩa hệ lưới khung
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 20
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Nhập định nghĩa tiết diện
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 21
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Nhập định nghĩa các loại tải trọng
Các loại tổ hợp tải trọng
Mô hình khung không gian
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 22
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Nhập các loại tải lên khung:
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 23
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Tĩnh tải bề mặt
SVTH: TRẦN ĐỨC VŨ Trang: 24
ĐAMH: BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: LÊ QUANG THÔNG