TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC
Hiện trạng và nội dung xây dựng
1.1.1 Khái quát về vị trí xây dựng công trình
Công trình nằm trên địa bàn quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng
Nằm ở vị trí thuận lợi gần trục giao thông chính.
Tổng quan về giải pháp kiến trúc công trình
- Công trình có quy mô 1 tầng hầm và 10 tầng nồi, tầng hầm được sử dùng làm tầng dịch vụ spa cho khách
- Nơi đỗ xe được xây dựng trong phạm vi khu đất, nằm riêng biệt với công trình chính
- Tầng 1 có chiều cao 4,9 m là tiền sãnh đón khách của khách sạn, tiếp nhận khách và làm các thủ tục lưu trú
- Công trình khách sạn với diện tích xây dựng theo thiết kế :1050m 2
- Quy mô công trình :1 tầng hầm ,10 tầng nổi
- Cao độ nền tầng 1 cao hơn cao độ nền đất 0,8m
- Tổng chiều cao công trình so với nền đất: 40,905m
- Diện tích khu đất xây dựng :4750 m 2
- Tổng diện tích sàn xây dựng:13125 m 2
Công trình kết hợp giữa giải pháp hình khối đơn giản của toàn nhà và cách điệu với chi tiết ban công nhô ra để tạo điểm nhấn.
Giái pháp về giao thông công trình
Giao thông theo phương ngang là hành lang chính giữa công trình rộng 2,2m
Giao thông trong công trình được tổ chức theo phương đứng thông qua cầu thang bộ và thang máy Thang máy được đặt ở vị trí trung tâm, trong khi hai cầu thang bộ nằm ở giữa và một đầu của công trình, tất cả được kết nối bằng hành lang ở giữa, tạo ra một hệ thống giao thông liền mạch cho các phòng.
Giái pháp về chiếu sáng công trình
Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo
Các phòng đều được thiết kế với hệ thống cửa tối ưu, cho phép ánh sáng tự nhiên từ bên ngoài tràn ngập không gian, kết hợp cùng với ánh sáng nhân tạo, tạo nên môi trường sống thoải mái và đầy đủ ánh sáng.
- Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 2
Giái pháp về điện nước
1.5.1 Giải pháp hệ thống điện Điện được cấp từ mạng điện sinh hoạt của thành phố, điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v, tần số 50Hz Đảm bảo nguồn điện sinh hoạt ổn định cho toàn công trình
Hệ thống điện được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam cho các công trình dân dụng nhằm đảm bảo an toàn trong việc bảo quản, sửa chữa và khai thác, đồng thời tiết kiệm năng lượng hiệu quả.
1.5.2 Giải pháp về cấp thoát nước:
Nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước sạch của thành phố, qua bể chứa nước sinh hoạt của tòa nhà, và được bơm lên bể chứa trên mái để phục vụ các căn hộ phía trên Dung tích bể chứa được thiết kế dựa trên số lượng người sử dụng và lượng nước dự trữ cần thiết trong trường hợp mất điện hoặc chữa cháy.
Nước sinh hoạt từ bể chứa được dẫn xuống các khu vệ sinh và tắm giặt tại mỗi tầng thông qua hệ thống ống thép tráng kẽm, được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật.
Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế để dẫn nước từ mái nhà xuống dưới qua các ống nhựa, được lắp đặt tại những điểm thu nước tối ưu Nước mưa sẽ chảy từ các ống dẫn vào rãnh thu nước xung quanh nhà và sau đó được dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thành phố.
Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại để xử lý và sau đó được chuyển vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Hệ thống ống dẫn cần phải kín, không bị rò rỉ và đảm bảo có độ dốc hợp lý để nước thải thoát hiệu quả.
Giái pháp về phòng cháy chữa cháy
Tại mỗi tầng của tòa nhà, hệ thống hộp họng cứu hỏa được lắp đặt ở các nút giao thông giữa hành lang và cầu thang, kết nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn về phòng và phương tiện chữa cháy Ngoài ra, mỗi tầng còn được trang bị 4 bình cứu hỏa CO2MFZ4 (4kg), được chia thành 2 hộp đặt ở hai bên khu phòng ở để đảm bảo an toàn cho cư dân.
Giái pháp về vệ sinh môi trường
Mỗi tầng của tòa nhà được trang bị 2 đường dẫn rác, dẫn thẳng xuống thùng rác ở tầng hầm, từ đó rác sẽ được chuyển đến các xe đổ rác của thành phố Bên cạnh đó, khuôn viên xung quanh công trình được thiết kế với cảnh quan xanh mát, tạo nên một môi trường sống sạch đẹp và thân thiện.
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 3
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Sơ đồ phân chia ô sàn
Quan niệm tính toán liên quan đến sự liên kết của các cạnh ô sàn, có thể phân loại thành liên kết ngàm hoặc liên kết khớp Nếu sàn kết nối với dầm giữa, sẽ được xem là liên kết ngàm; ngược lại, nếu không có dầm dưới sàn, thì coi như tự do Khi sàn liên kết với dầm biên, nó được xem là khớp, nhưng nếu dầm biên lớn, cũng có thể xem là ngàm.
Có quan niệm nếu dầm biên mà là dầm khung thì xem là ngàm, nếu là dầm phụ (dầm dọc) thì xem là khớp
Lại có quan niệm dầm biên xem là khớp hay ngàm phụ thuộc vào tỉ số độ cứng của sàn và dầm biên
Các quan niệm về liên kết sàn vào dầm thường chỉ là gần đúng, vì thực tế đây là liên kết có độ cứng hữu hạn Để đảm bảo an toàn, chúng ta nên coi liên kết sàn vào dầm biên là liên kết khớp khi xác định nội lực trong sàn Tuy nhiên, khi bố trí thép, cần sử dụng thép tại biên để đáp ứng yêu cầu thiết kế.
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 4 ngàm đối diện để bố trí cho biên khớp an toàn
1 l 2 l : Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm
1 l 2 l : Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh
Trong đó:l 1 - kích thước theo phương cạnh ngắn l 2 - kích thước theo phương cạnh dài
Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng, ta chia như sau:
Bảng 2 1 Phân loại ô sàn (xem phụ lục I-bảng 1) Hình 2 1 Mặt bằng phân chia ô sàn (xem phụ lục I-Hình 1)
Các số liệu tính toán của vật liệu
Bê tông B25 có:R b = 14,5 (MPa) = 14500 (KN/m 2 )
Cốt thộp ỉ < 10 dựng thộp CI cú R s = R sc = 225 MPa
Cốt thộp 10 ≤ ỉ ≤ 18 dựng thộp CII cú R s = R sc =
Cốt thộp ỉ > 18 dựng thộp CIII cú R s = R sc = 360
Chọn chiều dày sàn
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 5
Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: b D 1 h l
Trong đó:l1: là cạnh ngắn của ô bản
D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng m = 30 ÷ 35 với bản loại dầm ,chọn m0 m = 40 ÷ 45 với bản kê bốn cạnh,chọn m@ m = 10 ÷ 18 với bản console,chọn m
Khi tính toán kích thước nhịp của các bản khác nhau, cần chọn hai chiều dày bản phù hợp Đồng thời, đối với công trình dân dụng, yêu cầu chiều cao hb phải lớn hơn 6cm.
Chiều dày các ô sàn được tính toán và chọn theo trong bảng phân loại ô sàn.
Xác định tải trọng
Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có: gtc = . (KN/m 2 ): tĩnh tải tiêu chuẩn ; gtt = gtc.n (KN/m 2 ): tĩnh tải tính toán
Trong đó: (KN/m 3 ): trọng lượng riêng của vật liệu n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995
Hình 2 2 Cấu tạo sàn 80 mm Hình 2 3 Cấu tạo sàn 110 mm Hình 2 4 Cấu tạo sàn ban công 80mm
Hình 2 5 Cấu tạo sàn consol
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 3
2.4.1.1 Tỉnh tải các lớp sàn
Bảng 2 2 Bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán (xem phụ lục I-bảng 2)
2.4.1.2 Trọng lượng tường ngăn, tường bao che và lan can trong phạm vi ô sàn
Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 110mm,một số tường trát
Để đảm bảo an toàn và đơn giản hóa, tường trát hai mặt là lựa chọn ưu việt Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng cần được phân bố đều trên toàn bộ sàn Trọng lượng của tường ngăn trên dầm sẽ được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.
Chiều cao tường được xác định dựa vào kiến trúc, từ mặt sàn đến cao độ của trần giả.Trong đó: ht = 2,7m
Công thức quy đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn:
Trong đó: St (m 2 ): diện tích bao quanh tường
Llc (m): chiều dài lan can nt, nc, nv, nlc: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa
t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường 10
t = 0,2 (m): chiều dày của mảng tường 20
v = 0,015 (m): chiều dày của lớp vữa trát tường
t = 15 (KN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường (khối xây gạch có lỗ)
v = 16 (KN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát tường
c = 0,40 (KN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa kính khung thép
lc = 0,36 (KN/m): trọng lượng của 1m lan can
Si (m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán
Tổng tĩnh tải từng ô sàn tầng điển hình: g tt = g tt t-s + g tt s (KN/m 2 )
Tính toán trọng lượng tường ngăn lên các ô sàn
Các ô sàn có tường ngăn 110mm bao gồm các ô sàn S1,S24,S2
Tổng diện tích cửa là : Sc=0,8x2,1+0,9x2,2=3,66 (KN/m 2 )
Tổng diện tích tường là :St=( 2,860+0,895+1,86+0,59+0,24+0,65+1,275)x2,7-
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 4
Tải trọng 1 m 2 tường :gt=1,1x15x0,1+1,3x16x0,015x2=2,274(KN/m 2 )
Tổng tải trọng 1m 2 cửa (cửa kính pano gỗ) : gc=0,3x1,1=0,33 (KN/m 2 )
Tổng tải trọng của tường +cửa WC : 17,38x2,274+3,66x0,33@,737(KN)
Xem rằng tải trọng này phân bố đều cho cả ô sàn, suy ra tải trọng tác dụng lên sàn:
Bảng 2 3 Tĩnh tải tính toán cho tất cả các ô sàn tầng điển hình(xem phụ lục I-bảng 3)
Hoạt tải tiêu chuẩn p tc (daN/m²) được xác định theo bảng 3, trang 6 TCVN 2737-1995 Mỗi công trình bao gồm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau, do đó cần tra bảng để xác định hoạt tải tiêu chuẩn cho từng loại phòng Sau khi có p tc, ta nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải p tt (kN/m²).
Theo TCVN 2737-1995, mục 4.3.3, hệ số độ tin cậy cho tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang được xác định là n = 1,3 khi p tc < 2 (KN/m²) và n = 1,2 khi p tc ≥ 2 (KN/m²).
Bảng 2 4 Hoạt tải theo công năng sử dụng (xem phụ lục I-bảng 4)
2.4.3 Tổng tải trọng tính toán q tt = (g tt + p tt )
Bảng 2 5 Tổng tải sàn tầng 5 (xem phụ lục I-bảng 5)
Xác định nội lực cho các ô sàn
Nội lực trong sàn được xác định dựa trên sơ đồ đàn hồi Khi tải trọng được đặt lên một ô sàn, các ô còn lại cũng sẽ chịu ảnh hưởng và phát sinh nội lực Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta tách sàn thành các ô bản độc lập nhằm tính toán nội lực một cách hiệu quả.
2.5.1 Nội lực trong ô sàn bản dầm
Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm
Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q tt = (g tt + p tt ).1m (KN/m)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 5
Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm trên
Hình 2 6 Sơ đồ tính ô sàn bản dầm
Nội lực trong bản kê 4 cạnh
Sơ đồ nội lực tổng quát:
Hình 2 7 Sơ đồ tính ô sàn bản kê 4 cạnh Moment nhịp:Moment dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh ngắn:
Moment dương lớn nhất giữa nhịp theo phương cạnh dài:M 2 = α 2 (g + p).l 1 l 2
Moment gối:Moment âm lớn nhất ở trên gối theo phương cạnh ngắn:
Moment âm lớn nhất ở trên gối theo phương cạnh dài:M II = M’ II = -β 2 (g + p).l 1 l 2
Trong đó: α 1 , α 2 , β 1 , β 2 : hệ số tra bảng, phụ thuộc vào sơ đồ liên kết 4 biên và tỉ số l 1 /l 2
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 6
(Phụ lục 6 Sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản, trang 160 của Gs.Ts Nguyễn Đình Cống).
Tính toán cốt thép cho các ô sàn
Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b =
= Trong đó: 0 ( ) bv 2 h = − h a + d hoặc 0 ( 1 2 ) bv 2 h = − h a + d + d abv:chiều dày lớp bê tông bảo vệ, d1, d2: lần lượt là đường kính thép chịu moment dương lớp trên và dưới của bản
M - moment tại vị trí tính thép
Kiểm tra điều kiện:Nếu m R : tăng bề dày sàn hoặc tăng cấp độ bền bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế m R Nếu m R : thì tính 1
Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m: 2
Khoảng cách cốt thép tính toán: 1000
= Kiểm tra hàm lượng cốt thép: S S
= Điều kiện > min = 0,1%; nằm trong khoảng 0,3% ÷ 0,9% là hợp lý
Nếu ≤ min = 0,1% thì lấy ASmin = min.b.h0 (mm 2 )
Việc bố trí cốt thép cần phải phối hợp cốt thép giữa các ô sàn với nhau, với khoảng cách cốt thép bố trí s BT s TT
Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT theo khoảng cách s BT : 1000 2
Bố trí cốt thép
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 7 Đường kính cốt thép chịu lực trong ô bản: d ≤ h/10
Khoảng cách thép chịu lực: 70mm < s < 200mm
Thép mũ chịu moment âm
Hình 2 8 Bố trí cốt thép mũ cho ô bản
Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% A s của mỗi phương nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài
(để an toàn thì không áp dụng)
Diện tích cốt thép phân bố phải ≥ 10% diện tích cốt chịu lực nếu L / 2 L 1 3 và ≥ 20% diện tích cốt chịu lực nếu L / 2 L 1 3
Khoảng cách các thanh s ≤ 350mm
(Đường kính cốt thép phân bố) ≤ (đường kính thép chịu lực)
Trong đồ án ta thấy tỉ số L2/L1 đa số < 3 nên diện tích cốt thép phân bố tính ≥ 20% diện tích cốt chịu lực => Chọn thép phân bố đường kính Φ6a250
Cốt thép phân bố đóng vai trò quan trọng trong việc chống nứt do bê tông co ngót, đồng thời cố định cốt chịu lực và phân phối tải trọng sang các vùng xung quanh Điều này giúp tránh hiện tượng tập trung ứng suất, chịu ứng suất nhiệt và hạn chế việc mở rộng khe nứt, đảm bảo tính bền vững của công trình.
Do các ô sàn được tính toán độc lập nên thường xảy ra hiện tượng: tại 2 bên của 1 dầm, các ô sàn có nội lực khác nhau
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 8
Hiện tượng: MII (1) MII (2) Điều này không đúng với thực tế vì các moment đó thường bằng nhau (nếu bỏ qua moment xoắn trong dầm)
Kết quả của hai moment không bằng nhau vì quan niệm tính toán chưa chính xác; thực tế, các ô sàn không độc lập với nhau, và tải trọng tác động lên một ô có thể tạo ra nội lực trong các ô khác.
Hình 2 9 Biểu đồ momen tính toán Hình 2 10 Biểu đồ momen thực tế
Do sự phân phối lại moment, moment tại gối của hai ô sàn liền kề sẽ bằng nhau Để đảm bảo tính an toàn, ta nên lấy moment lớn nhất để bố trí cốt thép cho cả hai bên gối.
Còn cốt thép chịu moment dương thì không cần phải làm điều này, nhưng để tiện cho thi công người ta
Nguyễn Quang Hiếu từ lớp 12X1B, dưới sự hướng dẫn của ThS Bùi Thiên Lam, đã đề xuất rằng việc kéo dài cốt thép sang các ô sàn liên tiếp là một phương pháp không bắt buộc, đặc biệt khi diện tích cốt thép tính toán ở các ô sàn đó có sự chênh lệch không đáng kể.
Tính ô sàn bản kê 4 cạnh: (S1)
2.8.1 Tải trọng: (như đã tính ở phần tải trọng)
Tĩnh tải: g tt = 5,709KN/m 2 ) Hoạt tải: p tt = 2,40 (KN/m 2 )
Nội lực:Ô sàn S1 có kích thước (4,2 x 7,5) m 2 là loại phòng làm việc Tỷ số
4, 2 l l = Tra phụ lục và nội suy ta có các hệ số: l 2 /l 1 = 1,75 1,79 1,8 α 1 = 0,0197 0,0195 0,0195 α 2 = 0,0064 0,0061 0,006 β 1 = 0,0431 0,0425 0,0423 β 2 = 0,0141 0,0133 0,0131
Từ đó, ta có các moment như sau:
Cắt ra 1 dải b = 1m theo mỗi phương để tính toán
Chọn a = 20 mm, đối với bản có chiều dày h > 100mm
=> ho = hb – a = 110 – 20 = 90mm a Tính thép chịu moment dương
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 10
= A = Chọn 8a150, suy ra diện tích thép bố trí là: 50, 3.1000 ( 2 )
= A = Chọn 6a200, suy ra diện tích thép bố trí là: 28, 3 1000 14 ( 2 )
= s = = b Tính thép chịu moment âm
= A = Chọn 10a150, suy ra diện tích thép bố trí là: 78, 5.1000 ( 2 )
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 11
= A = Chọn 8a150, suy ra diện tích thép bố trí là: 50, 3.1000 ( 2 )
= s = = Để tiện tính toán ta lập bảng tính cho các ô còn lại.
Tính ô sàn loại bản dầm : (S2)
2.9.1 Tải trọng: (như đã tính ở phần tải trọng)
Tỉnh tải: g tt = 3,594 (KN/m 2 ) Hoạt tải: p tt = 2,4 (KN/m 2 )
2.9.2 Nội lực Ô sàn S2 có kích thước (1,8 x 4,2) m 2 là loại hành lang Tỷ số 2
4, 2 1,8 2,33 l l = Ta cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như đó là 1 dầm
=> Tải trọng phân bố đều lên dầm : q = (p+g) 1 = 5,994 ( (KN/m) Ô sàn S2 có sơ đồ dầm là ngàm – ngàm nên ta có :
Cắt ra 1 dải b = 1m theo mỗi phương để tính toán
Chọn a = 15 mm, đối với bản có chiều dày h = 80mm
=> ho = hb – a = 80 – 15 = 65mm a Tính thép chịu moment dương
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 12
= A = Chọn 6a200, suy ra diện tích thép bố trí là: 28, 3.1000 ( 2 )
= s = = b Tính thép chịu moment âm
= A = Chọn 6ê200, suy ra diện tớch thộp bố trớ là: 28, 3.1000 ( 2 )
Tính ô sàn console: (S8)
Tỉnh tải: g tt = 2,928 (KN/m 2 ) Hoạt tải: p tt = 0,975 (KN/m 2 )
Ta cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như đó là 1 dầm console
=> Tải trọng phân bố đều lên dầm : q = (p+g) 1 = 3,903 ( (KN/m) Ô sàn S8 có sơ đồ dầm console có chiều dai l=0,7m
Cắt ra 1 dải b = 1m theo mỗi phương để tính toán
Chọn a = 15 mm, đối với bản có chiều dày h = 80mm
=> ho = hb – a = 80 – 15 = 65mm a Tính thép chịu moment dương
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 13
= A = Chọn 6a200, suy ra diện tích thép bố trí là: 28, 3.1000 ( 2 )
Tính toán và lựa chọn thép cho các ô sàn khác nhau cần dựa vào vị trí cụ thể, đảm bảo đáp ứng yêu cầu chịu lực và cấu tạo cho tiết diện đã được tính toán Thông tin chi tiết sẽ được thể hiện trong bản vẽ kết cấu.
Bảng 2 6 Bảng tính toán cốt thép cho các ô sàn còn lại (xem phụ lục I-bảng 6)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 14
THIẾT KẾ DẤM D1 VÀ D2
Sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp: hd = (1/8 : 1/12).Ld với dầm chính và hd = (1/12 :1/20).Ld với dầm phụ
Chiều rộng dầm thường được lấy bd = (0,3 – 0,5).h-d h=(1/12:1/20)x4200!0:350=> chọn h50 b=(0,3:0,5)x3505: 175=> chọn b 0(theo kiến trúc).
Xác định tải trọng tác dụng lên dầm D1
Tải trọng tác dụng lên dầm D1 gồm :
+ Trọng lượng bản thân dầm
+ Trọng lượng tường trên dầm truyền vào
+ Tải trọng từ các ô sàn truyền vào
3.3.1 Tĩnh tải a Trọng lượng bản thân dầm
Phần giao nhau giữa dầm và sàn được tính vào trọng lượng của sàn, do đó, trọng lượng của dầm chỉ tính phần không giao với sàn Vì chiều dày sàn ở hai bên dầm khác nhau, điều này cần được lưu ý khi tính toán.
+Trọng lượng phần bê tông: 1 (2 1 2 )
+Trọng lượng phần vữa trát:g tr = n tr (2h h− s 1−h s 2)
Tổng trọng lượng bản thân dầm:q = gD1 +gtr.
Bảng 3 1: Bảng tính trọng lượng bản thân dầm (xem phụ lục II-Bảng 1) b Tải trọng do sàn truyền vào dầm
Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố gần đúng như hình vẽ
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 15
Bảng 3.1 Sơ đồ truyền tải từ sàn và dầm
Tải trọng từ sàn truyền vào dầm có thể có nhiều hình dạng khác nhau như hình thang, hình tam giác hoặc hình chữ nhật, tùy thuộc vào đặc điểm làm việc của từng ô sàn Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta thường quy về phân bố đều.
• Đối với ô sàn làm việc 2 phương:
+ Tải trọng phân bố hình thang: với
+ Tải trọng phân bố hình tam giác:q 5 q s l 1
Đối với ô sàn làm việc theo phương 1, tải trọng được truyền vào dầm theo phương cạnh ngắn của sàn, trong khi dầm theo phương cạnh còn lại không chịu tải trọng từ sàn.
Hình 3 2 Tĩnh tải tác dụng ô sàn truyền vào dầm ( Phụ lục II-Hình 1)
Bảng 3 1 Tính tải trọng do các ô sàn truyền vào dầm D1(xem phụ lục II-Bảng 2) a Tải trọng do tường truyền lên dầm
Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng tường và cửa phân bố đều trên dầm:∑G = gt St + nc g tc c Sc
Trong đó: gt : trọng lượng tính toán cho 1m2 tường
St : diện tích tường có trong nhịp đang xét nc : hệ số vượt tải đối với cửa g tc c : trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa
Sc : diện tích cửa có trong nhịp đang xét
Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là:q= ∑G/ld
Hình 3 1 Sơ đồ truyền tải từ sàn và dầm
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 16
Bảng 3 2: Bảng tính toán tải trọng cho 1m 2 tường 200
Trên dầm D1 chỉ có tường và cửa trên 4 nhịp dầm và kích thước giống nhau đối với mổi nhịp
Bảng 3 3: Bảng tính toán diện tích tường và cửa (xem phụ lục II-bảng 3
Bảng 3 4 Bảng tính toán tải trọng do tường và cửa truyền vào các nhịp dầm(xem phụ lục II-bảng 4)
Hoạt tải do sàn truyền lên dầm có cách xác định như tĩnh tải nhưng thay gs bằng ps
Bảng 3 5: Bảng hoạt tải sàn truyền lên dầm (xem phụ lục II-bảng 5)
Bảng 3 6: Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên các nhịp dầm(xem phụ lục II-bảng 6)
Xác định nội lực tác dụng lên dầm D1
3.4.1 Sơ đồ các trường hợp chất tải
Ta tiến hành chất tải để xác định các trường hợp nguy hiểm nhất Đối với tĩnh tải, tải trọng luôn được chất đầy, trong khi đối với hoạt tải, cần chất tải thành nhiều trường hợp cho mỗi nhịp.
Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các sơ đồ tĩnh và động tải quan trọng, bao gồm: Sơ đồ tĩnh tải (Hình 3.3) và các sơ đồ hoạt tải từ 1 đến 11 (Hình 3.4 đến Hình 3.14) Mỗi sơ đồ đều được trích dẫn từ Phụ lục II, cung cấp cái nhìn tổng quan về các trạng thái tải khác nhau trong hệ thống Những hình ảnh này giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và phân bố tải trong các ứng dụng kỹ thuật.
3.4.2 Tính toán và tổ hợp nội lực Được thực hiện bới phần mềm Sap2000 Sau đó nội lực được tổ hợp bằng excel
Thông số Vữa Tường Vữa n 1.1 1.3 1.1 γ 15 16 15 δ 0.015 0.2 0.015 g tti 0.2475 4.16 0.2475
Tĩnh tải đơn vị 1m 2 tường 200
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 17
Bài viết này trình bày các mô men và lực cắt liên quan đến tĩnh tải và hoạt tải trong kết cấu dầm Các hình ảnh từ Hình 3.15 đến Hình 3.38 minh họa chi tiết các mô men do tĩnh tải và hoạt tải từ 1 đến 11 Bảng 3.7 cung cấp thông tin về tổ hợp moment của dầm D1, giúp người đọc nắm bắt được cách phân tích và tính toán các lực tác động lên kết cấu Các dữ liệu này là rất quan trọng trong việc thiết kế và kiểm tra độ an toàn của các công trình xây dựng.
Bảng 3 8 Bảng tổ hợp lực cắt dầm D1 (xem phụ lục II-Bảng 8)
Tính toán cốt thép dầm D1 (200x350)
Sử dụng vật liệu bê tông B25 và cốt thép CII. R =0, 418
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 18
Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép ngoài của bê tông là a@mm
Chiều cao làm việc của dầm ho = 350-4010mm
Tính toán cốt thép dọc cho gối:
Tính toán theo tiết diện chữ nhật : bxh = 200 x 350 mm 2
Tính cho nhịp N1 (1-2): Mmax = 52,1KN.m ; Qmax = 67,84 KN
Sử dụng công thức tính cốt thép sau:
= = Chọn thép 4f16 Có As = 804 mm 2
Tính toán cốt dọc cho nhịp:Mmax = 36,97KN.m ; Qmax = 30,88 KN
Xác định Sc : Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: + 1 1 4200 700
2 − − = mm ( ẵ khoảng cỏch thụng thủy giữa cỏc sườn dọc)
+ 6.hf = 6.80H0 mm.Vậy Sc = 480mm
Chiều rộng bản cánh : b’f = b+2Sc = 200+ 2.480 = 1160mm
Kích thước tiết diện tính toán chữ T:(b’f = 1160mm ; h’f = 80 mm ; b = 200mm ; h350 mm.)Xác định vị trí trục trung hòa: M f = R b b ' f h ' f ( h 0 − 0,5 h ' f )
M = 36,97 KN.m < M f = 363 KN.m Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật thay b = b’ f
V ù ng bê tông chịu nén
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 19
< R = 0,595 nên tính diện tích thép theo công thức sau:
Tương tự cho các đoạn dầm, ta có kết quả tính được lập bảng sau:
3 9 Bảng tính cốt thép dầm D1 (Phụ lục II-Bảng 9)
Tính cho nhịp N1 (1-2);Tại gối tựa B: Qmax = 67,84 KN
Chọn cốt thép làm cốt đai:h= 350mm < 800mm nên đường kính đại phải lớn hơn 5 Chọn ỉ6, dsw=6 Số nhỏnh n=2 b 2 =2 Rsw = 175 MPa
+ Chọn khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:h50 < 450mm :
Chọn khoảng cỏch cốt đai ở đoạn gối là ỉ6, s0mm cm s daN n A
= Đối với giữa nhịp: 3 / 4 3 350 / 4 263 ct 500 s h = = mm
chọn theo cấu tạo ỉ6a200mm
+ Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q max 0,3. b w 1 R b b.h 0
Thế vào, tính được :Qg,840,3 0,855 1,07 14,5 200 310 10 − 3 $6,74kN
+ Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: max b min b 3.(1 f n ) bt 0 0, 6.(1 f n ) bt 0
Q Q = + + R b h = + + R b h thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo
Trong đó: b 3=0,6 đối với bê tông nặng; 0, 75 ( ) ' 0, 75 3 '
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 20 min(0,1 ;0,5) n bt o
= nếu N là lực nén; max( 0, 2 ; 0,8) n bt o
+Kiểm tra cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt:Điều kiện:
Cần kiểm tra điều kiện với nhiều tiết diện nghiêng c khác nhau, đảm bảo không vượt quá khoảng cách từ gối tựa lên vị trí M max và không vượt quá 200.
Trong thiết kế, giá trị qsw được tính toán lại để xác định khoảng cách cốt đai cần thiết Sau đó, khoảng cách này sẽ được kiểm tra với khoảng cách S đã chọn để đảm bảo tính hợp lệ.
Tính các giá trị : M b = min( b 2 (1 + f + n ) R b h bt o 2 ;1, 5 b 2 R b h bt o 2 ) min(2(1 ) 2 ;3 2 ) b f n bt o bt o
1 2 q = + g v (g: tĩnh tải phân bố đều lên dầm, v: hoạt tải phân bố đều lên dầm)
Tính qsw tùy vào các trường hợp sau:
= − Sau khi tính được qsw từ 1 trong 3 trường hợp trên, để tránh xảy ra phá hoại dòn, nếu min 3 w
Xác định lại khoảng cách cốt đai w w w s s tt s
Kiểm tra s đã chọn với stt , nếu s ≤ stt thì thỏa mãn, nếu không thì chọn lại s và kiểm tra lại
+ Kiểm tra điều kiện không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng đi qua giữa 2 thanh cốt đai ( khe nứt nghiêng không cắt qua cốt đai) Điều kiện:
= SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 21
Tính toán tương tự cho các đoạn dầm
Bảng 3 10 Bảng kết quả tính toán kiểm tra cốt đai chịu cắt (xem phụ lục II-bảng 10)
Sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp: hd = (1/8 : 1/12).Ld với dầm chính và hd = (1/12 :1/20).Ld với dầm phụ
Chiều rộng dầm thường được xác định trong khoảng bd = (0,3 – 0,5)h-d Để tính chiều cao dầm, ta có h = (1/12:1/20) x 4200, với giá trị h khoảng 0, do có tải trọng tác động lên dầm trên tường Đối với đoạn trục 11-12 và 12-12*, chiều cao dầm được chọn là 500 mm Chiều rộng b được tính trong khoảng (0,3:0,5) x 350, dẫn đến việc chọn b = 0 theo thiết kế kiến trúc.
Xác định tải trọng tác dụng lên dầm D2
Tải trọng tác dụng lên dầm D2 gồm :
+ Trọng lượng bản thân dầm
+ Trọng lượng tường trên dầm truyền vào
+ Tải trọng từ các ô sàn truyền vào
Trọng lượng bản thân dầm
Trọng lượng của dầm chỉ được tính cho phần không giao với sàn, vì phần giao nhau với sàn sẽ được tính vào trọng lượng của sàn Do chiều dày sàn ở hai bên dầm khác nhau, điều này cần được lưu ý trong quá trình tính toán.
+ Trọng lượng phần bê tông: 1 (2 1 2 )
+ Trọng lượng phần vữa trát: g tr = n tr (2 h − h s 1 − h s 2 )
Tổng trọng lượng bản thân dầm:q = gD1 +gtr
Bảng 3 11 Bảng tính trọng lượng bản thân dầm D2(400) (Phụ lục II-Bảng 11) Đoạn dầm có chiều cao 500 (trục 11-12*)
Bảng 3 12 Bảng tính trọng lượng bản thân dầm D2(500) (Phụ lục II-Bảng 12)
Tải trọng do sàn truyền vào dầm
Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố gần đúng như hình vẽ
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 22
Tải trọng từ sàn lên dầm có thể có nhiều hình dạng như hình thang, hình tam giác hoặc hình chữ nhật, tùy thuộc vào đặc điểm làm việc của từng ô sàn Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta quy về phân bố đều.
• Đối với ô sàn làm việc 2 phương:
+ Tải trọng phân bố hình thang: với
+ Tải trọng phân bố hình tam giác:q 5 q s l 1
Đối với ô sàn làm việc theo một phương, tải trọng được truyền vào dầm theo chiều cạnh ngắn của ô sàn, trong khi dầm theo chiều cạnh còn lại không chịu tải trọng từ sàn.
Hình 3 40 Sơ đồ phân bố tải trọng sàn vào dầm (Phụ lục II-hình 38)
Bảng 3 13 Tính tải trọng do các ô sàn truyền vào dầm D1(Phụ lục II-bảng 13)
Tải trọng do tường truyền lên dầm
Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng tường và cửa phân bố đều trên dầm:∑G = gt St + nc g tc c Sc
Trong đó: gt : trọng lượng tính toán cho 1m2 tường
St : diện tích tường có trong nhịp đang xét nc : hệ số vượt tải đối với cửa g tc c : trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa
Sc : diện tích cửa có trong nhịp đang xét
Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là :q= ∑G/ld
Bảng 3 14 Bảng tính toán tải trọng cho 1m 2 tường 200(gt)
Hình 3 39 Sơ đồ truyền tải từ sàn và dầm
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 23
Trên dầm D2 có tường cửa ở tất cả các nhịp
Nhịp 1*-1: chiểu dài nhịp dầm bé nên phần tường truyền tải lên dầm có dạng hình tam giác
Quy đổi về tải tọng phân bố đều:
Bảng 3 15 Bảng tính tải trọng tường nhịp 1(xem phụ lục II-bảng 14)
Nhịp 2 đến nhịp dầm 12(trục 1-2)
Bảng 3.16 cung cấp thông tin về diện tích tường và cửa, được tham khảo từ phụ lục II-bảng 15 Bảng 3.17 trình bày tải trọng của tường và cửa trên các đoạn dầm, với chi tiết từ phụ lục II-bảng 16 Cuối cùng, Bảng 3.18 mô tả nhịp dầm 13, cụ thể là nhịp dầm console, theo thông tin từ phụ lục II-bảng 17.
*Tải trọng do dầm bao và diện tích ô sàn truyền tải về dầm bao được quy về thành tải trọng tập trung đặt tại điểm cuối dầm console
Bảng 3 19: Tải trọng bản thân dầm bao (xem phụ lục II-bảng 18)
Tải trọng sàn truyền vào dầm bao
Thông số Vữa Tường Vữa n 1.1 1.3 1.1 γ 15 16 15 δ 0.015 0.2 0.015 g tti 0.2475 4.16 0.2475
Tĩnh tải đơn vị 1m 2 tường 200
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 24
Hình 3 41 Sơ đồ truyền tải các ô sàn vào dầm bao
Ta tính cho toàn bộ dầm bao sau đó phân bố một nữa thành lực tập trung tại đầu mút console
Bảng 3 20 Bảng tính tải trọng các ô sàn truyền về dầm bao Ô sàn l 1 l 2 g s
Tải trọng từ tường và cửa được truyền lên dầm bao, tạo thành lực phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của dầm.
Bảng 3 21 Bảng diện tính diện tích tường và cửa(Phụ lục II-bảng 19)
Bảng 3.22 trình bày bảng tính tải trọng tường và cửa trên dầm bao (Phụ lục II-bảng 20), trong khi Bảng 3.23 tổng hợp tổng tĩnh tải truyền từ dầm bao vào dầm console dưới dạng lực tập trung tại nút dầm (Phụ lục II-bảng 21).
Hoạt tải do sàn truyền lên dầm có cách xác định như tĩnh tải nhưng thay gs bằng ps s4
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 25
Bảng 3 24 Bảng hoạt tải sàn truyền lên dầm (xem phụ lục II-bảng 22)
Bảng 3.25 trình bày tải trọng hoạt tải từ các ô sàn truyền vào dầm, thể hiện lực tập trung tại nút dầm (tham khảo phụ lục II, bảng 23) Bảng 3.26 tổng hợp tải trọng tác động lên các nhịp dầm (xem phụ lục II, bảng 24).
Xác định nội lực dầm D2
3.9.1 Sơ đồ các trường hợp chất tải
Trong quá trình tiến hành chất tải, cần xem xét các trường hợp nguy hiểm nhất Đối với tĩnh tải, tải trọng phải luôn được chất đầy Còn đối với hoạt tải, việc chất tải nên được thực hiện theo nhiều trường hợp khác nhau cho từng nhịp.
Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các sơ đồ tĩnh tải và hoạt tải được minh họa trong phụ lục II Các sơ đồ tĩnh tải bao gồm Hình 3.42, trong khi các sơ đồ hoạt tải được phân loại từ Hình 3.43 đến Hình 3.55 Mỗi sơ đồ hoạt tải thể hiện các khía cạnh khác nhau của tải trọng, giúp người đọc hiểu rõ hơn về cấu trúc và thiết kế Các hình ảnh này có vai trò quan trọng trong việc phân tích và thiết kế kỹ thuật.
3.9.2 Tính toán và tổ hợp nội lực Được thực hiện bới phần mềm Sap2000 Sau đó nội lực được tổ hợp bằng excel
Tương tự như đối với dầm D1
Hình 3.56 đến Hình 3.65 trình bày các mô men do tĩnh tãi và hoạt tải khác nhau, với Hình 3.56 thể hiện mô men do tĩnh tãi, trong khi các hình từ 3.57 đến 3.65 minh họa mô men do hoạt tải từ 1 đến 9 Các hình ảnh này nằm trong Phụ lục II, từ hình 53 đến hình 62, giúp người đọc hiểu rõ hơn về các loại mô men và ảnh hưởng của chúng trong các tình huống khác nhau.
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 26
Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các hình ảnh và bảng liên quan đến mô men và lực cắt do hoạt tải Hình 3.66 đến Hình 3.83 thể hiện mô men và lực cắt từ hoạt tải 10 đến 13, cùng với các lực cắt từ hoạt tải 1 đến 12 Ngoài ra, Bảng 3.27 và Bảng 3.28 cung cấp thông tin về tổ hợp mô men và lực cắt của dầm D2 Những dữ liệu này được trích dẫn từ Phụ lục II, giúp người đọc dễ dàng tham khảo và áp dụng trong các tính toán kỹ thuật.
Tính toán cốt thép dầm D2 ( 200x400mm; 200x500mm)
Sử dụng vật liệu bê tông B25 và cốt thép CII
Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép ngoài của bê tông là a@mm Chiều cao làm việc của dầm ho = 400-40B0mm
Tính toán cốt thép dọc cho gối:
Tính toán theo tiết diện chữ nhật : bxh = 200 x 400 mm 2
Tính cho nhịp N1 (1*-1): Mmax = 35,13 KN.m ; Qmax = 29,14 KN
Sử dụng công thức tính cốt thép sau:
Chọn thép 3f14 Có As = 462 mm 2 ; 0
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 27
Tính toán cốt dọc cho nhịp:
Xác định Sc : Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: + 1 1 4200 700
6 l = 6 = mm (l : nhịp dầm).(1700/6(3 với nhịp dầm 1)
2 − − = mm ( ẵ khoảng cỏch thụng thủy giữa cỏc sườn dọc)
Vậy Sc = 480mm.((3 với nhịp dầm 1)
Chiều rộng bản cánh : b’f = b+2Sc = 200+ 2.480 = 1160mm.( 0+283x2v6 với nhịp dầm 1)
Tính với nhịp dầm 1(1*-1):Mmax = 14,54KN.m ; Qmax = 23,49 KN
Kích thước tiết diện tính toán chữ T:
Xác định vị trí trục trung hòa: M f = R b b ' f h ' f ( h 0 − 0,5 h ' f )
M = 14,54KN.m < M f = 284 KN.m Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật thay b = b’ f
< R = 0,595 nên tính diện tích thép theo công thức sau:
V ù ng bê tông chịu nén
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 28
3.10.2 Tính toán cốt đai cho dầm D2
Các bước tính toán và kiểm tra được tiến hành như ở dầm D1
Tính toán và thu được kết quả như trong bảng tính :
Bảng 3 29 Tính toán cốt thép dầm D2 (xem phụ lục II-bảng 27)
Bảng 3 30: Bảng tính cốt đai dầm D2 (xem phụ lục II-bảng 28)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 29
TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC 1 (TẦNG 7-8)
Mặt bằng cầu thang
Hình 4 1 Mặt bằng kiến trúc cầu thang Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng ngang là α: tan 150 0, 5 cos 0,894
Phân tích sự làm việc của cầu thang:
Bản thang: 1 cạnh liên kết với dầm chiếu nghỉ DCN,1 với dầm chiếu tới DCT, 1 cạnh liên kết tường xây chịu lực và 1 cạnh tự do
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 30
Bản chiếu tới được kết nối với hai cạnh của tường xây chịu lực và hai cạnh của dầm chiều tới Trong khi đó, bản chiếu nghỉ có ba cạnh liên kết với tường xây chịu lực và một cạnh kết nối với dầm chiều nghỉ.
Dầm chiếu nghỉ DCN: hai đầu gối lên tường xây chịu lực
Dầm chiếu tới DCT: hai đầu gối lên tường xây chịu lực
Do đó, tính toán cầu thang bộ tầng 2 bao gồm:
Tính bản thang, bản chiếu nghỉ O2,bản ô chiếu tới O3
Tính dầm chiếu nghỉ DCN; dầm chiếu tới DCT1
Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện
Nhịp tính toán của bản thang: l0 = l1 = 3300mm
Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:
Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang lo = 3300mm:
Chọn kích thước dầm DCN, DCT: b x h = 200x300mm 2
Để tính toán, cắt một dải có bề rộng b = 1m Nếu tỉ số d3/s < h thì liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ được coi là liên kết khớp; ngược lại, nếu tỉ số này lớn hơn hoặc bằng h, thì xem là ngàm Bản thang và chiếu nghỉ được tính như các ô bản độc lập.
Chọn vật liệu
Cầu thang được đổ bê tông liền khối cùng lúc với dầm sàn tầng, do đó ta chọn vật liệu cầu thang giống với vật liệu dầm sàn tầng
Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 14,5 MPa; Rbt = 1,05 MPa; Eb = 32,0.10 3 MPa, = 2500 kg/m 3
Thộp ỉ ≤ 8 dựng thộp CI: Rs = Rsc = 225 MPa; Es = 21.10 4 MPa
Thộp ỉ > 8 dựng CII: Rs = Rsc = 280 MPa; Es = 21.10 4 MPa
Tính toán các bản thang
Kích thước ô bản: l2 = 3500mm, l1 = 1400mm
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 31
Chiều dài bản thang theo mặt dốc: ln=l2/cosα500/0,895936mm
Xem bản thang chỉ kê lên dầm chiếu tới DCT và dầm chiếu nghỉ DCN nên ta cắt 1 dải bản rộng b = 1m theo chiều dọc L1 để tính toán
2,73 3 110 d s h h = = : Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết khớp
Vậy sơ đồ tính bản thang là dầm một nhịp có hai đầu khớp
4.4.2 Xác định tải trọng: a Tĩnh tải:
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang được phân bố đều trên mặt dốc:
(daN/m3) : trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i
i (m) : chiều dày của lớp thứ i ni : hệ số tin cậy tải trọng của lớp thứ i
Hình 4 2: Cấu tạo các lớp vật liệu bản thang + Lớp đá Granit dày 10mm:
= SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 32
+ Lớp vữa lót dày 30mm:
= + Bản BTCT toàn khối 110mm:
+ Lớp vữa trát dày 15mm: 5 5 5 ( )
Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang:
Hoạt tải được phân bố đều trên mặt phẳng nằm ngang của bậc cấp
Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải tiêu chuẩn cầu thang p tc = 3 KN/m 2 , hoạt tải tính toán p tt = n.p tc bt = 1,2.3 = 3,6 KN/m 2
Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1m 2 bản thang phân bố đều trên mặt dốc:
( 2 ) cos 6,0632 3,6 0,895 9, 285 tt tt tt bt bt bt q =g +p = + x = KN m
Tổng tải trọng tác dụng vuông góc với bản thang phân bố đều trên mặt dốc lên 1m 2 bản thang: q 0 =q bt tt cos =9, 285.0,895=8,3( KN m 2 )
4.4.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép
Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: 0 1 2 8,3 3,936 2 16, 07 ( / )
Moment âm ở gối bằng không: M − = 0 ( daN m m / )
Tính toán và Bố trí cốt thép
Các bước tính toán giống như tính thép đối với bản sàn
Chọn abv = 15mm (đối với bản có chiều dày hs = 110 > 100mm)
Sơ bộ asb = 20mm (ho = hs – asb = 110 – 20 = 90 mm)
Dự kiến chọn ỉ > 8, tra TCVN 5574:2012, Phụ lục E, Bảng E.2, ta cú: R =0, 418
= R = Cốt thép chịu moment dương: M + , 07 KN.m/m
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 33
Diện tích thép theo tính toán:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max
Chọn thộp ỉ10 cú fs = 78,5mm 2 , att = 15 + 10/2 = 20 = asb (thừa món)
Khoảng cách thép theo tính toán: 1000 1000.78,5
Chọn thộp ỉ10a110, diện tớch thộp bố trớ: 1000 1000.78,5
Cốt thép cấu tạo tại biên cần được bố trí ở các khớp và biên gối lên tường, đảm bảo không quá 5-6 thanh trên một mét dài và không vượt quá 1/3 diện tích cốt thép chịu lực ở giữa nhịp.
Cụ thể ta bố trớ cốt thộp cấu tạo ỉ8a200 cho biờn khớp
Ta có ln/l2 = 3,936/1,4 = 2,81 < 3: bố trí > 20% cốt chịu lực, ta bố trí cốt thép phân bố ỉ6a180
Tính bản chiếu nghỉ : (Ô2)
4.5.1 Tính tải trọng a Tĩnh tải:
Bảng 4 1 Bảng tính tĩnh tải
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 34 b Hoạt tải:
Bảng 4 2 Hoạt tải cầu thang
4.5.2 Sơ đồ tính và nội lực:
Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên
4,181 3,6 7,781 tt tt tt q b =g + p = + = (KN/m 2 ) ích thước bản chiếu nghỉ
Kích thước ô bản: l' 1 = 1600mm, l' 2 = 3100mm
Bản chiếu nghỉ kê lên dầm chiếu nghỉ DCN và tường chịu lực
1,93 2 ' 1600 l l = = : Bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh)
2,73 3 110 d s h h = = : Liên kết giữa bản chiếu nghỉ với dầm chiếu nghỉ DCN được xem là liên kết khớp
Vậy sơ đồ tính bản chiếu nghỉ là bản kê 4 cạnh với cả 4 cạnh là khớp,tính toán như đối với phần bản sàn
Bảng 4 3 Tính toán cốt thép chiếu nghỉ
Tính toán dầm chiếu tới
4.6.1 Sơ đồ tính: δ g g tc g tt
Vật liệu cấu tạo sàn n
(m) (m) (N/m 2 ) (N/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) BT (%)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 35
Kích thước tiết diện: (b x h) = 200 x 300 mm 2
Chiều dài tính toán: l0 = 3100mm = 3,1m
Dầm chiếu tới kê lên dầm ngang và dầm sàn
Vậy sơ đồ tính dầm chiếu tới là dầm một nhịp có hai đầu khớp
Hình 4 3 Sơ đồ tính dầm chiếu tới
+ Tải trọng phân bố do trọng lượng bản thân dầm: gd = n.γ.b.(h-hb) = 1,1.25.0,2.(0,3-0,11) = 1,045 (KN/m)
+ Tải trọng phân bố do trọng lượng lớp vữa trát dầm: gvt = n.γ.δ.(b+2.(h-hb)) = 1,3.1600.0,015.(0,2+2.(0,3-0,11)) = 0,181 (KN/m)
+ Tải trọng do bản thang truyền vào: 3 ( )
+ Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào: (dạng hình thang quy về dạng phân bố đều)
Vậy q tt = gd + gvt + q3 + q4 = 1,045+0,181+16,33+5,503#,059(KN/m)
4.6.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép a Xác định nội lực
Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp: 0 2 23, 059.3,1 2 ( )
Moment âm ở gối bằng không: M − = 0 ( daN m )
Lực cắt lớn nhất ở hai gối: max 0 ( )
Các bước tính toán giống như tính thép đối với bản sàn
Chọn abv = 20mm (đối với dầm có chiều cao h = 300 > 250mm)
Sơ bộ asb = 25mm (ho = h – asb = 300 – 25 = 275mm)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 36
Dự kiến chọn ỉ > 8, tra TCVN 5574:2012, Phụ lục E, Bảng E.2, ta cú: R =0, 418
= R = Cốt thép chịu moment dương: M + = 27, 79KN.m/m
Diện tích thép theo tính toán:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min max
Chọn thộp 2ỉ16 cú A s BT =2.f s @2,1mm 2 A s TT 88mm 2 att = 20 + 16/2 = 28 > asb = 25 (cần kiểm tra lại Mtd), ho = h – att = 300 – 28 = 272mm
Ngoài việc sử dụng cốt thép chịu lực đã được tính toán, cần bổ sung cốt thép cấu tạo tại gối tựa và khớp Cốt thép này kết hợp với cốt chịu lực và cốt đai để tạo thành một khung thép vững chắc.
Để tiết kiệm cốt thép cho dầm có chiều dài 3,1m và lượng cốt thép 2ỉ16, cần kéo dài 2ỉ16 ở một bên dưới giữa nhịp dầm neo vào gối Đồng thời, bố trí 2ỉ14 ở một bên trên đầu dầm và cũng kéo dài cốt này ra giữa nhịp dầm Chiều dài đoạn nối buộc nên từ 30 đến 40 d.
Cốt thép đai chịu cắt: Q max 5, 74KN
Theo TCVN 5574:2012, Điều 6.2.3.3, đối với các cấu kiện bê tông cốt thép có cốt thép ngang chịu lực cắt, cần tính toán độ bền theo vết nứt xiên bằng cách xác định tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, với điều kiện: Q ≤ Qb + Qsw + Qsinc.
Lực cắt Q xác định từ ngoại lực đặt ở một phía của tiết diện nghiêng đang xét
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 37
Lực cắt do riêng bê tông chịu, được xác định theo công thức:
Giá trị Q b min lấy không nhỏ hơn b 3 1 ( + f + n ) R b h bt 0
Lực cắt Q sw và Q s inc được xác định bằng tổng hình chiếu của các nội lực tới hạn trong cốt thép đai và cốt thép xiên, tác động qua vết nứt xiên nguy hiểm lên trục vuông góc với trục dọc của cấu kiện.
Hình 4 4 Sơ đồ tính toán chịu cắt
b , b 3 : hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông Đối với bê tông nặng b 2 =2 , b 3 =0,6
f : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, chữ I Đối với tiết diện chữ nhật f =0
n : hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc trong cấu kiện Không có lực dọc n =0
Giá trị ( 1 + f + n )trong mọi trường hợp không được lớn hơn 1,5 c : là chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện, cmax = 2.h0
Dựa trên các phân tích, nếu Q max nhỏ hơn hoặc bằng Q b, bê tông đã đủ khả năng chịu lực cắt mà không cần tính toán cốt đai Do đó, chỉ cần bố trí cốt đai theo cấu tạo là đủ.
Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
Ta có Q max A27, 25daN 5691,00daN =Q b : chỉ cần bố trí cốt đai theo cấu tạo
Chọn cốt đai theo cấu tạo: c s s s s s s c 0
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 38 Đoạn gần gối tựa 1
2.l: Với h300 có thể không bố trí cốt đai Dựa vào cỏc điều kiện trờn ta chọn cốt đai ỉ6 hai nhỏnh: Đoạn gần gối tựa Sct = 150, đoạn giữa nhịp Sct = 200.
Tính dầm chiếu nghỉ
Do kích thước và sơ đồ tính của dầm chiếu tới và dầm chiếu nghĩ giống nhau, với kích thước tương đương và dầm chiếu nghĩ có bản dày hơn, nên ta có thể chọn cấu tạo dầm chiếu tới tương tự như dầm chiếu nghĩ đã được tính toán.
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 39
TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 4
Số liệu tính toán
- Bê tông đá 1x2, cấp độ bền B25 có : Rb = 14,5 MPa; Rbt = 1,05 MPa
+ ỉ ≤ 8 (thộp đai) dựng thộp AI cú : Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw = 175 MPa + ỉ ≥ 10 (thộp dọc) dựng thộp AII cú : Rs = Rsc = 280 MPa; Rsw = 225 MPa.
Sơ đồ tính toán khung trục 4
Hình 5 1 Sơ đồ tính toán khung trục 4
Lựa chọn kích thước các bộ phận
Khung là một kết cấu siêu tĩnh bậc cao Nội lực trong khung không chỉ phụ thuộc sơ
Khi tính toán khung, cần phải xác định trước tiết diện của cột và dầm, vì sức tải trọng không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố tải trọng mà còn bị ảnh hưởng bởi độ cứng của các cấu kiện trong khung.
5.3.1 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện cột
Việc chọn hình dáng kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc và kết cấu
+ Về kiến trúc : Theo yêu cầu về trẫm mỹ và yêu cầu về không gian
+ Về kết cấu : Kích thước tiết diện cột, dầm phải đảm bảo độ bền và độ ổn định Độ ổn định : l 0 gh 31
Theo độ bền, tiết diện cột được xác định theo công thức : sb c b
= R Trong đó:F cột sb : Diện tích sơ bộ tiết diện ngang của cột k = (1,2-1,5) Chọn k = 1,2 đối với cột giữa; k = 1,5 đối với cột biên
Rb : Cường độ tính toán chịu nén của bê tông (B25 = 14,5 MPa)
N : Lực dọc trong cột Ban đầu chưa có lực dọc trong cột, ta giả thiết N = (10 ÷ 12 KN/m 2 ).Fxq
Fxq : Diện tích tác dụng trong phạm vi xung quanh cột
Bảng 5 1: Bảng Sơ bộ tiết diện cột (Xem phụ lục III- Bảng 1)
Chọn tiết diện dầm
Chiều cao tiết diện dầm được xác định theo công thức : ( 1 1 )
Với nhịp 7,5m ta chọn hd = 0,6m ; tầng mái ta chọn hd = 0,5 m
Chiều rộng tiết diện dầm được chọn sơ bộ trong khoảng: bd = (0,3÷ 0,5)hd
Chọn sơ bộ bd = 0,25 m Đối với các nhịp 1,8m;2,4m;3,6m và console ta chọn hd = 0,4m va bd = 0,25
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 41
Hình 5 2 Hình chọn tiết diện cột,dầm khung trục 4
Xác định tải trọng tác dụng lên khung trục 4
Tải trọng phân bố đều trên dầm: a Trọng lượng bản thân
+ Tiết diện dầm 250x600: qTLBT = 1,1.25.0,25.(0,6-0,11)+1,3.16.0,015.(0,25+2.0,6-2.0,11) = 3,75kN/m + Tiết diện dầm 250x500:
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 42 qTLBT = 1,1.25 0,25.(0,5-0,11)+1,3.16.0,015.(0,25+2.0,5-2.0,11) = 3,00kN/m + Tiết diện dầm 250x400: qTLBT = 1,1.25 0,25.(0,4-0,08)+1,3.16.0,015.(0,25+2.0,4-2.0,08) = 2,48kN/m b Tải trọng do sàn truyền vào khung K4
Cách truyền tải từ sàn vào dầm khung tương tự cách truyền tải từ sàn vào dầm D1 và D2 như đã tính
Theo thiết kế kiến trúc, mặt bằng từ tầng 3 đến tầng 10 không thay đổi, dẫn đến tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung ở các tầng này là đồng nhất Sơ đồ truyền tải được xác định như sau:
Hình 5 3: Sơ đồ truyền tải các ô sàn tầng điển hình(Phụ lục III- Hình 1)
Bảng 5.2 trình bày tải trọng ô sàn tầng điển hình, đặc biệt là ô sàn tầng mái với cấu trúc khác biệt Tải trọng tác động lên dầm của sàn mái sẽ khác so với các tầng khác do cấu tạo riêng biệt, bao gồm lớp vữa láng tạo dốc dày trung bình 40mm.
- Lớp sàn BTCT dày 80÷120mm
- Lớp vữa trát dày 15mm
Bảng 5 3 Bảng tính tải trọng ô sàn tầng mái (Phụ lục III-Bảng 3)
Dạng tải trọng từ sàn truyền lên dầm khung K4 tại tầng mái tương tự như tại các tầng dưới nhưng khác về giá trị
Hình 5 4 Sơ đồ truyền tải các ô sàn mái (Phụ lục III-Hình 2)
Bảng 5 4: Tính tải trọng do các ô sàn tầng mái truyền vào(Phụ lục III-bảng 4) Đối với các ô sàn tầng 1:
Mặt bằng các ô sàn tầng 1 truyền tải lên khung trục 4:
Hình 5 5: Sơ đồ các ô sàn truyền tải vào khung trục 4 (Phụ lục III-Hình 3)
Sơ đồ các ô sàn truyền tải vào khung trục 4 được mô tả trong hình vẽ, bao gồm hai loại bản sàn có cấu tạo tương tự như các ô sàn tầng điển hình trong nhà Hai kích thước chiều dày của sàn là 80mm và 110mm.
Bảng 5 5 Bảng tính toán các lớp cấu tạo sàn (Phụ lục III-Bảng 5)
Hình 5 6 Sơ đồ truyền tải các ô sàn tầng 1 (Phụ lục III-Hình 4)
Bảng 5.6 cung cấp thông tin về tính toán tĩnh tải đơn vị cho các ô sàn tầng 1, được trình bày trong Phụ lục III - Bảng 6 Bảng 5.7 trình bày cách tính toán tĩnh tải mà các ô sàn truyền vào dầm khung trục 4, cũng nằm trong phụ lục.
III - Bảng 7) Đối với sàn tầng 2:
Mặt bằng của tầng 2 tương tự các sàn tầng điển hình chỉ khác nhau phần mái bằng có cấu tạo như ô sàn mái 110mm
Sơ đồ truyền tải của sàn vào đầm khung tầng được thể hiện trong Hình 5.7 (Phụ lục III), trong khi Bảng 5.8 (Phụ lục III) cung cấp thông tin chi tiết về việc tính toán tải trọng sàn truyền vào dầm khung tầng 2 Ngoài ra, cần lưu ý đến tải trọng do tường xây dựng trên dầm khung và tải trọng từ mái tôn.
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 43
Các tầng điển hình từ 3-10,và tầng 2:
Tường ngăn xây bằng gạch ống dày 200,chiều cao tường 3,2m
Hình 5 8 Sơ đồ truyền tải tường vào dầm khung ở các tầng điển hình
Tương tự như các phần tường trên dầm phụ, tải trọng hình thang và tam giác có thể được quy đổi thành tải trọng phân bố đều trên nhịp dầm.
Bảng 5 9: Bảng tính toán tải trọng lên các nhịp dầm(xem phụ lục III- Bảng 9)
*Đối với tầng mái: Đối với tường thu hồi để đỡ xà gồ mái, ta có kích thước như sau:
Tường xây gạch ống dày 200, không trát: gtường = 1,1.15.0,2 = 3,3 kN/m 2
Diện tích tường thu hồi tính riêng cho các nhịp,quy trọng lượng tường trên từng nhịp về tải trọng phân bố đều trên nhịp đó tg tg tg d q S g
Bảng 5 10: Bảng tính tải trọng tường đầu hồi truyền lên dầm khung
Bên trên lợp mái tôn, xà gồ thép;
Tra sổ tay kết cấu, Bảng 2-1/ trang 39 có : g tc m = 0,2 kN/m 2
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 44 g tt m = n g tc m = 1,1.0,2 = 0,22 kN/m 2
Diện tích mái trong phạm vi một bước cột: Sm,166x4,2x2,94(m 2 )
Tải trọng do trọng lượng mái truyền vào dầm :
Hình 5 9 Sơ đồ truyền tải tường vào dầm khung tầng 1
E-F: tường 200 và cửa có kích thước 900x2200,toàn bộ trộng lượng truyền vào thành tải phân bố đều trên dầm khung
Bảng 5 11: Bảng tính diện tích tường và cửa(xem phụ lục III- Bảng 10)
Bảng 5 12 Bảng tính tải trọng tường phân bố trên dầm(xem phụ lục III- Bảng 11) F-G: tường 200 có dạng sơ đồ hình tam giác
G-H: tường 200 có dạng sơ đồ hình tam giác
5.5.2 Tải trọng tập trung truyền vào nút a Trọng lượng cột trên nút: Bao gồm phần bê tông và vữa trát
Trọng lượng này được xác định theo công thưc sau:
2.n ( ) 1,1.25 2.1,3.16.0,015.( ). c bt bt c c c tr tr tr c c c c c c c c c
Bảng 5 13 Bảng trọng lượng cột trên nút (Phụ lục III- Bảng 12) b Lực tập trung do dầm dọc truyền vào nút
Lực phân bố trên dầm dọc gồm:
-Trọng lượng bản thân dầm
-Tải trọng sàn truyền vào dầm.(giữ nguyên hình dạng:hình thang hay tam giác ,không quy đổi về tải phân bố đều)
-Tải trọng tường và cửa trên dầm
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 45 b.1 Tải trọng do trọng lượng bản thân dầm dọc:
Dầm trục A,B,F,G và 2 dầm bo: lấy kết quả từ dầm D1: qd = 1,562kN/m
Dầm biên trục D và E: lấy kết quả từ dầm D2: qd =1,868kN/m
Dầm trục B,F,G và dầm bo: lấy kết quả từ dầm D1: qd = 1,562kN/m
Dầm biên trục D và E,H: lấy kết quả từ dầm D2: qd =1,868kN/m b.2 Tải trọng do sàn truyền vào dầm dọc:
Sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm dọc(phần diện tích truyền vào nút khung)
Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm dọc cho các tầng khác nhau của công trình Cụ thể, Hình 5.10 mô tả sơ đồ cho các tầng 3-8, Hình 5.11 cho tầng 2, và Hình 5.12 cho tầng 1 Hình 5.13 thể hiện sơ đồ truyền tải cho tầng mái và các tầng 3-8 Cuối cùng, chúng tôi sẽ chia lại các ô sàn tầng mái dựa trên diện tích và chiều dày để tối ưu hóa thiết kế.
Sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm dọc tầng mái được phân loại theo tên và ô sàn đã được đặt lại, thể hiện rõ trong Phụ lục III-Hình 10 Tải trọng từ tường, cửa và lan can trên dầm phụ cũng được truyền vào, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế kết cấu.
Dầm trục D,E là dầm D2 với kết quả tính toán cho q3-4 và q4-5 là 11,84 kN/m Trong khi đó, dầm trục G,A có kích thước tường và cửa tương đương với dầm D1 trục 2-3, cho kết quả tính toán là q3-4 và q4-5 là 5,92 kN/m.
Dầm bo cách trục A 1,2m chịu tải trọng từ lan can với trọng lượng tính toán là Glc = glc.hlc = 3,1 x 1,2 = 3,72 kN/m Trong đó, glc là trọng lượng tính toán cho 1m² lan can, được xác định là 3,1 kN, còn hlc là chiều cao của lan can.
Tầng mái trên các dầm trục E, D, F, B không xây tường, chỉ có tường bao cao 200 tại trục A,G và trên dầm bo các trục A,G 1,7m: gt = ng.γg.δg.h = 1,2.18.0,2.0,2 = 0,864 kN/m
Có tường 200 với ở nhịp 3-4 với các dầm dọc trục D,E,H,F; nhịp 4-5 với trục H,
Với tường 200 có qt=gt=4,655 (kN/m)
Bảng 5 14 Tổng hợp tĩnh tải tập trung tại Nút khung trục 4(Phụ lục III-bảng 13)
Tương tự như tĩnh tải nhưng chỉ các thành phần do sàn truyền vào
Sơ đồ tải trọng các diện tích sàn truyền tải vào dầm khung và dầm dọc như đã nêu ở
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 46 phần tính tải trọng do tĩnh tải
Bảng 5 15 Hoạt tải tất cả các sàn truyền tải vào khung trục 4(Phụ lục III-bảng 14)
Tải trọng phân bố đều trên dầm
Bảng 5 16: Hoạt tải truyền vào dầm khung trục 4 tầng 1(Phụ lục III-bảng 15) Tầng 2:
Bảng 5 17: Hoạt tải truyền vào dầm khung trục 4 tầng 2(Phụ lục III-bảng 16) Tầng điển hình 3-10:
Bảng 5 18 Hoạt tải truyền vào dầm khung trục 4 tầng điển hình 3-10(Phụ lục III- bảng 17)
Bảng 5 19: Hoạt tải truyền vào dầm khung trục 4 tầng mái (Phụ lục III-bảng 18) Tải trọng do hoạt tải mái tôn truyền vào dầm khung (nhịp A-G): qm=pm.4,2=0,39x4,2=1,64(KN/m)
Bảng 5 20: Bảng tổng hợp tải trọng truyền từ sàn vào dầm khung(Phụ lục III-bảng 19)
Tải trọng tập trung tại nút:
Tải trọng từ dầm dọc được truyền vào nút, trong đó lực phân bố trên dầm dọc phần hoạt tải là kết quả của hoạt tải sàn Phương pháp xác định tải trọng này tương tự như cách xác định đối với phần tĩnh tải.
Tải trọng phân bố từ S1 vào dầm khung được xác định là tải hình thang với giá trị lớn nhất, như được nêu trong Bảng 5.21 về xác định hoạt tải tập trung tại Nút khung trục 4 (Phụ lục III-bảng 20).
Tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
Hoạt tải gió gồm 2 thành phần: phần tĩnh và phần động
Công trình khách sạn có quy mô 10 tầng có chiều cao toàn nhà là 37,5m < 40m
Vì vậy, phần động của tải trọng gió không cần xét đến
Gió được chia làm 2 trường hợp tải trọng: Gió trái và Gió phải
+ Tải trọng tiêu chuẩn trên 1m 2 ở độ cao Z là : W W = 0 k c
Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W0 được xác định theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính theo TCVN 2737-1995 Hệ số k được sử dụng để tính đến sự thay đổi tải trọng gió theo độ cao, được nội suy từ bảng 5 trang 22 của TCVN 2737-1995 Hệ số c, liên quan đến khí động, được lấy từ bảng 6 trang 23-24 của TCVN 2737-1995.
Tải trọng gió tác dụng trong 1 tầng được lấy với chiều cao Z trung bình của tầng đó để xác định hệ số k
+ Tải trọng gió phân bố vào cột được xác định : q n B= W=n B .W 0 k c
Trong đó:n: 1,2 : Hệ số độ tin cậy
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 47
B: 4,2m: Bề rộng đón gió của khung đang xét
Áp lực gió tại thành phố Đà Nẵng, thuộc vùng II-B, được xác định với W0 = 0,95 kN/m² Hệ số gió đẩy là c = +0,8 và gió hút là c = -0,6 Hệ số nội suy k được tính dựa trên độ cao trung bình của tầng (Z) so với mặt đất tự nhiên theo địa hình B Áp lực gió đẩy được tính toán là qđ = 1,2 * 0,8 * 4,2 * 0,95 * k = 7,92 * k, trong khi áp lực gió hút là qh = 1,2 * (-0,6) * 4,2 * 0,95 * k = -5,94 * k.
Bảng 5.22 cung cấp thông tin về tải trọng gió tĩnh theo Phụ lục III-bảng 21 Tải trọng tác động vào nút khung tại tầng mái được quy đổi thành tải trọng tập trung tác dụng vào đỉnh khung.
P=n B c h k i: phần tử thứ I ở trên mái Ở đây ta chia mái thành 2 phần đón (hút) gió; phần sênô cao 0.6m và phần mái tôn cao 3,8m
- Phần senô có cđẩy= 0,8; chút = -0,6; h=0,6m , k(z7,6) =1,269
- Phần mái tôn với α 0 ,có ce1 = -0,8; ce2 = -0,8;k(z9,2) =1,278
Sơ đồ tải trọng tác dụng lên khung
Ta phân tích tải trọng tác dụng vào khung thành 5 trường hợp: Tĩnh tải, Hoạt tải 1, Hoạt tải 2, Gió trái, Gió phải
Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các biểu đồ quan trọng liên quan đến tải trọng và lực nén Hình 5.15 đến Hình 5.29 thể hiện các biểu đồ tĩnh tải, hoạt tải (bao gồm Hoạt tải 1 và Hoạt tải 2), gió trái và gió phải, cũng như các biểu đồ moment và lực nén cho các cấu kiện khác nhau Các biểu đồ này được trích dẫn từ Phụ lục III, từ Hình 11 đến Hình 25, cung cấp cái nhìn tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc.
Tổ hợp nội lực
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 48
Tổ hợp nội lực theo TCVN 2737-1995
*Tổ hợp cơ bản 1 : là tổ hợp gồm tĩnh tải + 1 tải trọng tạm thời nguy hiểm
Max = TT+ max( HT1,HT2,GT,GP,HT1+HT2)
Min = TT+ min( HT1,HT2,GT,GP,HT1+HT2)
*Tổ hợp cơ bản 2 : là tổ hợp gồm tĩnh tải + 2 tải trọng tạm thời trở lên Trong đó tải trọng tạm thời sẽ nhân với hệ số tổ hợp 0,9
Max = TT+ 0,9.∑( HT1,HT2,GT,GP) +
Min = TT+ 0,9.∑( HT1,HT2,GT,GP) -
Tổ hợp cơ bản dùng để tính toán tiết diện là giá trị lớn nhất của cả 2 giá trị THCB1 và THCB2
Bảng 5 23: Bảng Tổ hợp moment dầm khung (Phụ lục III-Bảng 22)
Bảng Tổ hợp lực cắt dầm khung
Bảng 5 24: Bảng tổ hợp lực cắt dầm khung trục 4 (Phụ lục III-bảng 23)
Bảng 5 25 Bảng Tổ hợp M,N cột khung (Phụ lục III-bảng 24)
Tính toán và bố trí cốt thép dầm khung trục 4
5.8.1 Tính toán cốt thép dọc dầm
Phương pháp tính tương tự như tính thép dầm D1 và D2
5.8.1.1 Tiết diện chịu momen âm
Khi tính toán cốt thép chịu momen âm, tiết diện cần xem xét là hình chữ nhật có cánh nằm trong vùng kéo, do đó không tham gia chịu lực và có thể bỏ qua tác dụng của cánh.
5.8.1.2 Tiết diện chịu momen dương
Khi tính cốt thép chịu momen dương: do bản cánh nằm trong vùng nén nên ta cần xét đến sự làm việc của nó
Chiều rộng cánh đưa vào trong tính toán là bf = b+2Sc
Trong đó Sc không vượt quá min 3 trị số sau:
Nhịp A-B và F-G (l00): bf = b+2Sc = 250+2.300 = 850mm
Nhịp B-D và E-F (lu00): bf = b+2Sc = 250+2.660 = 1570mm
Xác định vị trí trục trung hòa ( kiểm tra với nhịp 7,2m):
Mf=Rb.bf.hf.(h0-0,5hf),5x1570x110x(560-0,5x110)64.595.750 (N.mm)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 49
Trục trung hòa đi qua cánh,tính toán với tiết diện chữ nhật,thay b
Bảng 5 26: Kết quả tính cốt thép dầm khung trục 4 (Phụ lục III-bảng 25)
Thứ tự tính toán cốt đai được thực hiện giống với thứ tự trong tính toán cốt đai dầm D1 và D2
Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng tính
Bảng 5 27 Tinh toán cốt thép đai dầm khung (Phụ lục III-bảng 26)
Tính toán và bố trí cốt thép cột khung
Tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm yêu cầu xem xét các tổ hợp lực Trong một tiết diện, có 3 tổ hợp, và một cột có 6 tổ hợp mô men và lực nén (M-N) Cần xác định cốt thép cho từng tổ hợp và chọn giá trị A_s max từ 6 tổ hợp để thực hiện thiết kế.
Thường cốt dọc trong cột bố trí theo dạng đối xứng: As=As’
Phương pháp tính cốt thép cho cột khi chịu tổ hợp nội lực M-N
+ Xác định độ lệch tâm 1 e = M
+ Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên ea: ( 1 ; 1 )
600 30 e a l h Độ lệch tâm ban đầu eo = max(e1,ea)
+ Ảnh hưởng của uốn dọc: lực dọc đặt lệch tâm làm cấu kiện bị võng => độ lệch tâm ban đầu tăng lên thành ƞ.eo r
− Trong đó Ncr : lực dọc tới hạn trong cột
Ncr được xác định theo công thức thực nghiệm: r 2
= + + + l0 : chiều dài tính toán cấu kiện φl : Hệ số xét đến tính chất dài hạn của tải trọng: 1 h/ 2
Mdh, Ndh : Momen và lực dọc dài hạn lấy bằng MTT và NTT
M,N : nội lực tính toán tiết diện ( được lấy giá trị bằng trị tuyệt đối) Nếu φl xác định được trường hợp lệch tâm bé, tính lại x theo công thức gần đúng của G.S Nguyễn Đình Cống
= − + − Sau đó tính lại diện tích cốt thép Bảng 5 28 Bảng tính toán cột khung (Phụ lục III-bảng 27)
SVTH: Nguyễn Quang Hiếu_12X1B GVHD: ThS.Bùi Thiên Lam 51