Trờng đại học xây dựng hà nội
Khoa công nghệ thông tin
đồ án tốt nghiệp
kỹ s xây dựng
Đề tài :
Thiết kế chung c C16 - Khu Đô thị Trung Yên
Lập chơng trình dồn tải khung phẳng,
Tổ hợp nội lực dầm, cột
Giáo viên hớng dẫn : PGS.TS Nguyễn Văn Nghiễm
: PGS.TS Lý Trần Cờng
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Vũ Long
Lớp : 45TH2
MSSV : 1136_45
hà nội 2007
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
trờng đại học xây dựng
Độc lập Tự do Hạnh phúc
khoa CNTT
=====o0o=====
nhiệm vụ
đồ án tốt nghiệp
Họ và tên sinh viên : Nguyễn Vũ Long
Lớp : 45 TH2
Ngành : Tin học xây dựng dân dụng
MSSV : 1136 45
1 - Đề tài thiết kế:
Thiết kế chung c C16 - Khu Đô thị Trung Yên
và Lập chơng trình dồn tải khung phẳng,
Tổ hợp nội lực dầm, cột
2 Nội dung đề tài:
Phần Xây dựng:

- Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày 06 tháng 10 năm 2006.
- Ngày nộp đồ án: Ngày 04 tháng 01 năm 2007.
Cán bộ hớng dẫn ký tên
Phần xây dựng Phần tin học
PGS.TS Lý Trần Cờng PGS.TS Nguyễn Văn Nghiễm
bộ môn thông qua
Đồ án tốt nghiệp đã đợc bộ môn thông qua Sinh viên thực hiện ký tên
Ngày tháng năm 2007 Ngày 04 tháng 01 năm 2007
Trởng bộ môn Nguyễn Vũ Long

đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Mục lục
Tr ờng đại học xây dựng hà nội 31
Khoa công nghệ thông tin 31
I.4.1. Sơ bộ lựa chọn kích th ớc tiết diện các cấu kiện 8
I.4.1.1. Xác định chiều dày của bản 8
I.4.1.2. Xác định kích th ớc tiết diện dầm: 8
I.4.1.3. Xác định kích th ớc tiết diện cột 9
I.4.2. Lý thuyết tính toán và dồn tải trọng về khung 9
I.4.3.1. Cấu kiện có tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn (Hình 2) 12
I.4.3.2 Cấu kiện có tiết diện chữ nhật đặt cốt kép (Hình 3) 17
I.4.3.3. Tính toán c ờng độ trên tiết diện nghiêng 20
I.4.4. Cấu kiện chịu nén 25
I.4.4.1. Cấu kiện chịu nén đúng tâm chữ nhật 25
I.4.4.2. Cấu kiện chịu nén lệch tâm chữ nhật 25
I.1.1. Kiến trúc công trình 30
I.1.1.1. Giải pháp mặt bằng 30
I.1.1.2. Giải pháp mặt đứng 30
I.1.1.3. Giải pháp kết cấu 31

II.2.7.5. Tính toán sàn chiếu tới 69
II.2.7.6. Tính toán dầm chiếu tới 70
II.2.8. Tính cốt thép khung trục B 74
II.2.8.1. Tính toán cốt thép dầm khung trục B 75
II.2.8.2. Tính toán cốt thép cho dầm điển hình. 79
II.2.8.3. Tính toán các cấu kiện còn lại: 81
II.2.8.4. Tính toán cốt thép cột khung trục B 85
II.2.8.5. Tính toán cốt thép cột điển hình 85
II.2.9. Tính móng M3 khung trục B 94
II.2.9.1. Đánh giá đặc điểm công trình và tải trọng tác dụng. 94
II.2.9.2. Đánh giá đặc điểm địa chất công trình, tính chất xây dựng các lớp đất 95
II.2.9.3. Tính toán cọc khoan nhồi cho móng M3 (trục 3) 97
II. Ngôn ngữ lập trình 99
Tài liệu tham khảo 152
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Lời nói đầu
Ngành tin học Xây dựng nớc ta tuy mới phát triển nhng bớc đầu đã
trợ giúp tích cực cho công tác quản lí, thiết kế và thi công các công trình
xây dựng, đem lại nhiều hiệu quả sản xuất cao. Trong tơng lai không xa
các phần mềm xây dựng Việt Nam sẽ đợc tiếp tục đợc xây dựng và sẽ
ngày càng hoàn thiện, để có thể là công cụ hữu ích nhất cho các kĩ s và
các nhà quản lí xây dựng.
Là một sinh viên chuyên ngành Tin học Xây dựng dân dụng. Em đã
nhận thức đợc tầm quan trọng của ngành Xây dựng nói chung trong việc
phát triển nền kinh tế, cũng nh tầm quan trọng của chuyên ngành Tin học
Xây dựng trong ngành Xây dựng nói riêng. Bởi vậy em đã quyết định lựa
chọn đề tài: Thiết kế chung c C16 - Khu Đô thị Trung Yên và Lập ch-
ơng trình dồn tải khung phẳng để làm đề tài tốt nghiệp cho khóa tốt
nghiệp của mình. Với mục đích nghiên cứu và ứng dụng tin học hóa vào

thông tin. Tin học hóa sản xuất và đời sống đã đem lại nhiều thành quả to
lớn trong việc cải tiến kĩ thuật cũng nh trong đời sống hàng ngày. Hàng
loạt các ứng dụng máy tính đã đợc nghiên cứu và đa vào các ngành sản
xuất khác nhau, đem lại sự tự động hóa và năng suất lao động rất cao. áp
dụng tin học hóa sản xuất xây dựng không nằm ngoài sự phát triển rộng
lớn của ngành công nghệ thông tin.
Đối với ngành xây dựng, có một đặc trng rất riêng, rất khác với các
ngành kinh tê khác, đó là sản phẩm của ngành xây dựng. Điển hình đó là
các công trình xây dựng, nó luôn gắn liền với địa điểm xây dựng, lại đợc
sản xuất chủ yếu ngoài trời, phụ thuộc rất nhiều vào môi trờng. Bởi vậy
việc áp dụng tin học để tự động hóa hoàn toàn sản xuất là rất khó khăn.
Hầu hết các sản phẩm tin học ngày nay đợc áp dụng vào ngành xây dựng
là về công tác quản lí, tự động hóa thiết kế và thi công. Các phần mềm nổi
tiếng đợc áp dụng phải kể đến nh: AutoCad (hỗ trợ thiết kế các bản vẽ kĩ
thuật nói chung); Sap2000, Stadd, Etab (tính nội lực và thiết kế các công
trình xây dựng); Project (quản lí lập dự án )
ở Việt Nam, ngành tin học xây dựng cũng đã có các bớc đi đáng kể.
Hiện nay các công ty tin học xây dựng lớn của Việt Nam nh công ty Hài
- 1 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Hòa, công ty tin học bộ xây dựng CIC và một số tổ chức hay cá nhân khác
cũng đã cho ra đời một số phần mềm xây dựng giao diện tiềng Việt phục
vụ cho công tác thiết kế nh: FBT(Hài Hòa) , DT2000; RDW , MBW, MCW,
KPW (CIC), Các phần mềm tiếng Việt có lợi thế là giao diện tiếng Việt
và phù hợp với các yêu cầu thực tế trong sản xuất ở nớc ta, ví dụ nh ở các
phần mềm thiết kế nớc ngoài đều không đợc cập nhật các tiêu chuẩn của
Việt Nam. Bởi vậy trong tơng lai, ngành tin học xây dựng nớc ta còn phải
tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn nữa để đáp ứng đợc thực tế ngành xây
dựng nớc ta.

sử dụng ở tất cả các tầng sẽ giảm, nên khi thiết kế các kết cấu thẳng đứng
của công trình cao tầng ngời ta có đa ra hệ số giảm tải. Qui định về hệ số
giảm tải đực nêu cụ thể trong TCVN2737:1995
Tải trọng gió
Tải trọng gió gồm hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần
động. Trong đó thành phần động đối với công trình cao dới 40 m ở địa
hình A, B không cần tính đến.
Một nhân tố chủ yếu trong thiết kế nhà cao tầng là tác động của tải
trọng gió gây ra nội lực và chuyển vị rất lớn. Theo sự tăng lên của chiều
cao, chuyển vị ngang tăng lên rất nhanh gây ra một số hậu quả bất lợi nh:
làm kết cấu tăng thêm nội lực phụ làm ảnh hởng tới sự làm việc bình thờng
của kết cấu ,gây tâm lý lo sơ cho ngời sử dụng (nh làm nứt, gãy tờng và
- 3 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
một số chi tiết trang trí) thậm chí gây phá hoại công trình. Mặt khác
chuyển vị lớn sẽ gây cảm giác khó chịu cho con ngời khi làm việc và sinh
sống trong đó.
Qui định cụ thể về xác định tải trọng gió đợc nêu ra trong
TCVN2737:1995.
I.2. Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu
Các giải pháp kết cấu.
Việc lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho ngôi nhà phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác nhau, trong đó có các yếu tố cơ bản là nh :
- Kích thớc, hình dáng của ngôi nhà (kiến trúc)
- Yêu cầu công năng sử dụng
- Vật liệu dùng để chế tạo
Về mặt lý thuyết cơ bản có các giải pháp kết cấu chịu lực cho nhà
nhiều tầng nh sau:
Hệ tờng chịu lực .

có biện pháp thi công đảm bảo chất lợng vị trí giao nhau giữa các cấu
kiện.
Hệ hộp chịu lực .
Hệ này truyền tải theo nguyên tắc các bản sàn đợc gối vào các kết
cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tờng ngoài mà không cần các gối trung
gian bên trong. Giải pháp này thích hợp cho các công trình có chiều cao
lớn (thờng trên 80 tầng)
Ngoài ra còn có các giải pháp hỗn hợp đang đợc áp dụng rất phổ
biến hiên nay của các kiểu trên nh:
- 5 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
- Hệ khung - tờng chịu lực
- Hệ khung - lõi chịu lực
- Hệ khung - hộp chịu lực
- Hệ hộp - lõi chịu lực
- Hệ khung - hộp - tờng chịu lực
ở các hệ kết cấu hỗn hợp trong đó có sự hiện diện của khung, tuỳ
theo cách làm việc của khung mà ta sẽ có sơ đồ giằng hoặc sơ đồ khung
giằng.
+ Sơ đồ giằng .
Khi khung chỉ chịu đợc phần tải trọng thẳng đứng tơng ứng với diện
tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng
thẳng đứng do các kết cấu cơ bản khác chịu (lõi, tờng, hộp ). Trong sơ
đồ này tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột đều
có độ cứng chống uốn bé vô cùng.
+ Sơ đồ khung giằng
Khi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và ngang với các
kết cấu chịu lực cơ bản khác. Trong trờng hợp này khung có liên kết cứng
tại các nút (khung cứng).

o Thiết kế dầm chính
Thiết kế móng
- 7 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
I.4. Các công thức tính toán thiết kế cho các cấu kiện cột, dầm,
sàn
I.4.1. Sơ bộ lựa chọn kích thớc tiết diện các cấu kiện
I.4.1.1. Xác định chiều dày của bản
Xác định chính xác chiều dày sàn có ý nghĩa rất quan trọng, vì chỉ
thay đổi chiều dày của bản một vài centimetres thì khối lợng bêtông (BT)
của toàn bộ bản sàn cũng thay đổi một lợng đáng kể (đơng nhiên khối lợng
BT toàn công trình sẽ tăng / giảm rất nhiều). Và do đó chiều dày của bản
sàn h
b
đợc xác định theo công thức sau:
Với sàn kê lên dầm:
h
b
đợc chọn theo công thức sau:
L
m
D
h
b
=
(2.1) (Giáo trình: Sàn BTCT toàn khối)
Trong đó:
m = (30 ữ 35) : với bản kê hai cạnh
m = (40 ữ 45) : với bản kê bốn cạnh

(2.2) (Giáo trình: Sàn BTCT toàn khối)
Trong đó:
m
d
= (8 ữ 12) : đối với dầm phụ
m
d
= (12 ữ 20) : đối với dầm chính
m
d
= (5 ữ 7) : đối với dầm công xôn
L
d
: nhịp của dầm
Chiều rộng tiết diện dầm đợc xác định theo công thức:
b = (0,3 ữ 0,5)h
b
(2.3)
I.4.1.3. Xác định kích thớc tiết diện cột
Diện tích tiết diện cột đợc xác định theo công thức:
n
yc
R
N
kA
ì=
(2.4)
Trong đó:
k = (0,9 ữ 1,1) : đối với cột chịu nén đúng tâm
k = (1,2 ữ 1,5) : đối với cột chịu nén lệch tâm

khoảng cách giữa các mép dầm (sẽ tăng lên chút ít), còn với nhịp biên lấy l
bằng khoảng cách từ mép dầm đến tâm gối tựa trên tờng.
- 10 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Mômen uốn trong dầm liên tục khi tính có kể đến biến dạng dẻo xác
định nh sau:
- ở nhịp biên và gối thứ hai:






ì
+=
11
7,0
2
lg
MM
o
o
- ở nhịp giữa và gối giữa:







l
qM
do
trong đó:
12
1.5,0 l
=

Khi tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi có thể dùng các bảng lập sẵn với
sơ đồ tải trọng đã cho. Cũng có thể biến đổi tải trọng phân bố theo tam
giác và hình thang thành tải trọng phân bố đều tơng đơng q
td
để tính toán
hoặc tra bảng các Mômen ở gối tựa, sau đó dùng quy tắc của cơ học kết
cấu để thành lập biểu đồ Mômen cho toàn dầm.
- Với tải trọng tam giác:
- 11 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
dtd
qq
8
5
'
=
- Với tải trọng hình thang:
( )
dtd
qq
22'

RaFa
Rn
h
ho
a
Mgh
x
h
Fa
b
a) Sơ đồ ứng suất:
- 12 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
- Lấy trờng hợp phá hoại thứ nhất (phá hoại dẻo) làm cơ sở để tính
toán. Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện theo trạng thái giới
hạn lấy nh sau:
+ ứng suất trong cốt thép chịu kéo Fa đạt tới cờng độ chịu kéo
tính toán Ra
+ ứng suất trong vùng bêtông chịu nén đạt tới cờng độ chịu nén
tính toán Rn.
- Sơ đồ ứng suất có dạng hình chữ nhật, vùng BT chịu kéo không đ-
ợc tính cho chịu lực.
b) Các công thức cơ bản:
Vì hệ lực gồm các lực song song nên chỉ có hai phơng trình cân bằng có ý
nghĩa độc lập:
+ Tổng hình chiếu của các lực lên phơng trục dầm bằng không:
aan
FRxbR
ì=ìì

tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn.
- 13 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Trong công thức trên:
M : Mômen uốn lớn nhất mà dầm phải chịu, do tải trọng tính toán gây ra
n
R

: Cờng độ chịu nén tính toán của bê tông
n
R
: Cờng độ chịu kéo tính toán của cốt thép
x
: Chiều cao của vùng bê tông chịu nén
b : Bề rộng tiết diện
h
o
:Chiều cao làm việc của tiết diện
h : Chiều cao của tiết diện
a : Chiều dày lớp bảo vệ
F
a
: Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo
c) Điều kiện hạn chế:
- Để đảm bảo không xảy ra phá hoại dẻo thì cốt thép F
a
không đợc quá
nhiều, khi đó cần phải hạn chế F
a

ìì
ì
ìì
=

(2.12)
Gọi
a
n
o
R
R
à
=
max
- 14 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
- Tuy nhiên nếu cốt thép quá ít sẽ xảy ra sự phá hoại đột ngột (phá hoại
giòn) ngay sau khi bê tông bị nứt (lực kéo do cốt thép chịu). Để tránh điều
đó phải đảm bảo điều kiện :
min
àà

- Giá trị
min
à
đợc xác định từ điều kiện khả năng chịu mômen của dầm bê
tông cốt thép không nhỏ hơn khả năng chịu mômen của dầm bê tông
không có cốt thép. Thông thờng lấy

)5,01(


oan
hFRM
(2.15)
Trong đó
)5,01(

=
A
;

5,01
=
Trong phụ lục 7 (Giáo trình Kết cấu BTCT 1) thể hiện mối liên kết giữa
các hệ số
A,,

- Điều kiện hạn chế có thể viết thành:
)5,01(
ooooo
AAhx

=
- Trong quá trình thiết kế thờng gặp phải bài toán sau:
Bài toán tính cốt thép:
Biết Mômen M; kích thớc tiết diện b
ì
h; mác bê tông và nhóm cốt thép. Yêu

12) cm;
a
= (3
ữ
6) cm (hoặc lớn hơn) đối với
dầm.
Đây là bài toán với 2 phơng trình (lấy từ 2 công thức cơ bản (2.8) và (2.10))
và hai ẩn số là
x
và
a
F
từ hai phơng trình đó. Nếu dùng các bảng lập sẵn
để tính thì từ (2.14) tính:
2

on
hbR
M
A
=
(2.16)
Nếu
o
AA

(tức
o



à
đối với dầm. Sau khi chọn và bố
trí cốt thép cần kiểm tra lại giá trị thực tế của , nếu nó sai lệch nhiều với
giá trị giả thiết thì phải tính lại.
+ Nếu
o
AA
>
thì phải tăng kích thớc tiết diện, tăng mác bê tông để đảm bảo
điều kiện hạn chế
o
AA

. Cũng có thể đặt cốt thép vào vùng nén để giảm
A
.
- 16 -
đồ án tốt nghiệp
nguyễn vũ long
Bài toán kiểm tra cờng độ:
Biết kích thớc tiết diện,
a
F
, mác bê tông và nhóm thép. Yêu cầu tính khả
năng chịu lực (Tính
gh
M
theo công thức (2.9)).
Đây là bài toán hai phơng trình với hai ẩn số
x

M
đợc tính theo cờng độ của vùng bê tông chịu
nén, khi đó ta có:
o

=
hay
o
AA
=
và
2
ongh
bhARM
=
I.4.3.2 Cấu kiện có tiết diện chữ nhật đặt cốt kép (Hình 3)
- 17 -
b
Fa
h
x
Mgh
a
h
Rn
RaFa
a'ho
Ra'Fa'
Fa'
đồ án tốt nghiệp

diện hoặc tăng mác bê tông cho
5,0

A
rồi mới tính cốt thép chịu nén.
a) Sơ đồ ứng suất:
Sơ đồ ứng suất đợc thể hiện trong hình vẽ 4.7 (Giáo trình BTCT1).
Nội dung chính của nó là sơ đồ ứng suất trong cốt thép chịu kéo
a
F
đạt tới
cờng độ tính toán
a
R
và ứng suất trong cốt thép chịu nén đạt tới cờng độ
chịu nén tính toán
a
R
, ứng suất trong bê tông chịu nén đạt tới cờng độ
chịu nén tính toán
n
R
và sơ đồ phân bố ứng suất trong vùng bê tông chịu
nén lấy là hình chữ nhật. Cờng độ chịu nén tính toán
a
R
lấy ra nh sau: Khi
2
/3600 cmkgR
a

hbxRM
+
(2.21)
- Nếu dùng ký hiệu:
o
h
x
=

,
)5,01(

=
A
thì (2.19) và (2.21) có dạng:
''
aaonaa
FRbhRFR
+=

(2.22)
)'(''
2
ahFRbxhARM
oaaon
+
(2.23)
- 18 -