LIÊN HỆ 0907095957 HUY ĐỂ MUA BẢN VẼ, DO 123DOC KHÔNG CHO UP BẢN VẼ RAW Mục lục I GIỚI THIỆU CHUNG: 2 1 Thông tin về công trình: 2 2 Mã đề và số liệu thiết kế: 2 3 Yêu cầu đồ án: 2 a Yêu cầu tính toán: 2 b Các bước thực hiện: 3 c Sản phẩm: 3 III CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN, CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG: 4 1 Chọn vật liệu: 4 2 Sơ bộ kích thước tiết diện: 5 2.1 Chiều dày sàn: 5 2.2 Tiết diện dầm khung: 5 2.3 Tiết diện cột khung: 6 2.4 Chiều dày bản thang 12 2.5 Sơ bộ bề dày bản nắp bản thành bản đáy của bể nước: 13 IV. TĨNH TẢI 13 1. Tĩnh tải sàn 13 2. Tải trọng tường xây. 14 3. Phần bồn nước trên mái: 15 4. Tải cầu thang 16 V HOẠT TẢI: 20 1. Hoạt tải cầu thang: 21 2. Hoạt tải sàn sân thượng: 21 3. Hoạt tải các phòng chức năng: 21 4. Tải trọng gió. 21 5. Xác định nội lực. 26 VI. LỰA CHỌN MÔ HÌNH, SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG THEO GIẢI PHÁP KHUNG KHÔNG GIAN. 29 VI. TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP: 35 1. Bố trí thép dầm: 35 2. Bố trí thép cột: 39
Thông tin về công trình
Cho công trình kiến trúc với các kích thước ẩn số (L1, L2, H1, H2) như hình vẽ ở mục 2, mã đề và số liệu thiết kế.
Mã đề và số liệu thiết kế
Công trình có thiết kế kiến trúc như các bản vẽ kèm theo, với số liệu kích thước như sau:
Yêu cầu đồ án
Yêu cầu thiết kế kết cấu một phần cho công trình trên, giới hạn cụ thể như sau:
- Chọn lại phương án kết cấu: dùng cột dầm sàn chịu lực.
- Thiết lập sơ đồ kết cấu cho sàn tầng điển hình.
- Tính toán kết cấu: số thứ tự 24, tính toán khung trục 3 b/ Các bước thực hiện:
- Thiết lập mặt bằng kết cấu hệ dầm sàn các tầng
- Chọn sơ bộ kích thước tiết diện, chọn vật liệu.
- Lập sơ đồ tính toán của kết cấu khung (khung không gian).
- Xác định các loại tải trọng, các trường hợp tải có thể tác dụng lên kết cấu.
- Tính toán nội lực ứng với từng trường hợp tải trọng, tổ hợp nội lực.
- Tính toán tiết diện BTCT, kiểm tra các điều kiện sử dụng (độ võng, chuyển vị ngang đỉnh nhà, ổn định tổng thể công trình,… ).
- Thể hiện bản vẽ kết cấu khung (Mặt cắt dọc khung, mặt cắt ngang tiết diện dầm, cột khung).
Tính toán lại nội lực khung cho các trường hợp tải trọng cần thiết và tổ hợp nội lực theo khung phẳng là bước quan trọng trong thiết kế kết cấu Sau đó, tiến hành tính toán cốt thép cho cột dầm khung và so sánh kết quả cốt thép giữa hai phương án khung phẳng và khung không gian để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của từng phương án.
Trong thuyết minh tính khung, cần trình bày rõ ràng phương án kết cấu, xác định tải trọng, các sơ đồ tính toán, biểu đồ nội lực, và các bảng giá trị nội lực được xuất từ phần mềm tính toán theo trình tự hợp lý.
- Mô hình tính khung ( phẳng hay không gian ).
- Sơ đồ tính khung phẳng được chỉ định tính, có hiển thị tên phần tử.
- Sơ đồ tính khung phẳng được chỉ định tính, có hiển thị kích thước tiết diện phần tử.
- Các sơ đồ chất tải lên khung phẳng được chỉ định tính, có hiển thị giá trị tải trọng
( phương án khung phẳng, theo mặt phẳng x-z ).
- Các mặt bằng chất tải đứng lên khung không gian có hiển thị giá trị tải trọng ( phương án khung không gian theo mặt phẳng x-y ).
- Nếu tải gió được vào phần tử dầm khung, hoặc tâm cứng sàn, thì hiển thị tải gió theo mô hình 3D.
- Biểu đồ M,Q,N của từng trường hợp tải trọng tác dụng lên khung.
- Biểu đồ M,N,Q của trường hợp bao.
- Xuất bảng giá trị nội lực phần tử cột của khung được chỉ định, chọn tất cả combo.
- Xuất bảng giá trị nội lực phần tử dầm của khung được chỉ định, chỉ chọn tổ hợp bao.
Tất cả thiết kế của đồ án thể hiện trong bản vẽ khổ giấy A1, yêu cầu bố cục các hình vẽ sau:
- Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình (TL1/100).
- Bố trí thép trên các mặt cắt ngang tiết diện dầm, tiết diện cột (1/20).
- Bảng thống kê cốt thép (thép sàn, cột, dầm).
- Ghi chú vật liệu sử dụng.
III/ CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN, CHỌN VẬT LIỆU SỬDỤNG:
Chọn vật liệu
Sử dụng bêtông cấp độ bền B25 có:
Thép đai thì dùng thép AI có :
Thép dọc thì dùng thép AII có :
Sơ bộ kích thước tiết diện
Chiều dày sàn
Có thể chọn chiều dày sàn theo công thức kinh nghiệm nhằm khống chế độ võng:Chọn chiều dày sàn là 10 cm.
Tiết diện dầm khung
* Tiết diện dầm nhịp L1= L2 = 8500 (mm).
Dầm liên kết với cột (dầm chính):
Dầm liên kết với dầm (dầm phụ):
Tính toán tương tự với các đoạn dầm phụ khác, ta có bảng sau:
Chiều dài dầm L h min h max Chọn h b min b max
Tiết diện cột khung
Diện tích tiết diện cột khung được sơ bộ theo công thức:
Trong đó q được lấy như sau: q = g + p (daN/m 2 ) - giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1 m 2 sàn Ở đồ án này ta lấy q= 1100 daN/m 2
S (m 2 ) -diện tích sàn truyền tải lên khung.
Ta thực hiện giảm tiết diện 2 lần để tiết kiệm vật liệu:
-Từ tầng trệt đến lầu 3 dùng một tiết diện.
-Từ lầu 4 đến lầu 6 dùng một tiết diện.
-Từ lầu 7 đến sân thượng dùng một tiết diện.
Theo đó, ta có bảng sau:
Mặt bằng dầm sàn tầng trệt
Mặt bằng dầm sàn lầu 1
Mặt bằng dầm sàn lầu 2 – 8 (khác cột vì cột có giảm tiết diện)
Mặt bằng dầm sàn sân thượng
Hình ảnh 3D khung công trình dựng bằng Revit
Chiều dày bản thang
Sơ bộ bề dày bản nắp bản thành bản đáy của bể nước
TĨNH TẢI
Tĩnh tải sàn
Bảng tính giá trị tĩnh tải sàn tầng:
Các lớp cấu tạo sàn
Hệ số độ tin cậy
Trọng lượng thể tích (daN/m 3 )
Tải trọng tiêu chuẩn g c (daN/m 2 )
Tải trọng tính toán g(daN/m 2 )
Trọng lượng của các lớp hoàn thiện sàn: không kể trọng lượng chiều dày đan BTCT. g c = 447 - 300 = 147 daN/m 2 g = 499 - 330 = 169 daN/m
Bảng tính giá trị tĩnh tải sân thượng và sàn mái:
Các lớp cấu tạo sàn
Hệ số độ tin cậy
Trọng lượng thể tích (daN/m 3 )
Tải trọng tiêu chuẩn g c (daN/m 2 )
Tải trọng tính toán g(daN/m)
Lớp chống thấm 1,2 10 12 Đan BTCT 10 1,1 2500 250 275
Trọng lượng của các lớp hoàn thiện sàn: không kể trọng lượng chiều dày đan BTCT. g c = 528-250 = 278 daN/m 2 g = 631-275 = 356 daN/m 2
Tải trọng tường xây
Tường dày 200mm truyền nội lực vào dầm chính gt= n × × ( htang – hdam )
Tường dày 100mm truyền nội lực vào sàn
Phần bồn nước trên mái
Với P là trọng lượng của nước, bản thành và nắp của hồ.
S là diện tích của hồ nước.
Tải hồ nước được gán phân bố đều trên sàn mái
Ta có hồ nước có chiều cao 2,6 m nên trọng lượng nước là
Mặc khác ta lại có trọng lượng bản nắp và thành là
Tóm lại ta có P W 1 W 2 481 298.8 780kN tt 2 hn
Tải cầu thang
Chọn hb0mm lb= 250mm Độ dốc của bản thang: i= arctanα= = α 5
Tải trọng tác dụng lên bảng thang
Bảng kết quả giá trị tĩnh tải cầu thang (chiếu nghỉ)
Các lớp cấu tạo cầu thang
Trọng lượng thể tích (daN/m 3 )
Tải trọng tiêu chuẩn g c (daN/m 2 )
Bảng kết quả giá trị tĩnh tải cầu thang (bảng nghiêng)
Các lớp cấu tạo cầu thang
Trọng lượng thể tích (daN/m 3 )
Tải trọng tiêu chuẩn g c (daN/m 2 )
TCXDVN 2737-1995: Hoạt tải cầu thang 3kN/m 2 Hệ số vượt tải n=1,2
Tải trọng tác dụng tính toán: p=3x1.2= 3.6 kN/m 2
Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ : q1= p + g1 = 3.6 + 4.88 = 8.48 kN/m 2
Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng: q1= p + g2 = 3.6 + 6.36 = 9.96 kN/m 2
- Tùy theo chức năng sử dụng của sàn, giá trị tải trọng lấy theo TCXDVN 2737-1995
Hoạt tải cầu thang
TCXDVN 2737-1995: Hoạt tải cầu thang 3kN/m 2 Hệ số vượt tải n=1,2
Tải trọng tác dụng tính toán: p= 3 x1.2= 3.6 kN/m 2
2 Hoạt tải sàn sân thượng:
Theo TCVN 356-1995 bảng 3 trang 6 hoạt tải sàn sân thượng xem như đối với mái bằng bê tông cốt thép không sử dụng có giá trị:
+ Hoạt tải tiêu chuẩn toàn phần: pc = 200 daN/m 2
+ Hoạt tải tính toán toàn phần: ptt = pc × n = 200.1,3&0 daN/m 2
Hoạt tải các phòng chức năng
Lấy theo đề bài, p tc = p tt = 350 daN/m 2
Tải trọng gió
Công trình có chiều cao 41.65 m, vượt quá 40 m, do đó theo tiêu chuẩn TCXD 2737-1995, cần tính đến thành phần động của tải gió Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án này, thành phần động của tải gió sẽ không được xem xét.
Giá trị áp lực gió W0 được xác định dựa trên bản đồ phân vùng áp lực gió tại Việt Nam Để ước tính tuổi thọ công trình là 50 năm, hệ số tin cậy n được chọn là 1.
Các mặt phẳng thẳng đứng: Đón gió c = +0,8
(Trong đồ án này chỉ có các mặt thẳng đứng)
+ k - hệ số độ cao tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z, ứng với hình dạng địa hình xác định theo công thức sau: (TCVN 229-1999)
Độ cao của địa hình dạng T, nơi mà vận tốc gió không còn bị ảnh hưởng bởi mặt đệm, được gọi là độ cao gradient Trong đồ án này, công trình nằm trong vùng gió Ia và thuộc dạng địa hình A Số mũ mt tương thích với địa hình dạng T.
W0 = 65 kg/m 2 (Tra bảng 4, mục 6.4, TCVN 2737-1995)
STT Tầng H (m) Zj (m) kj Wj_đẩy
(kN/m) Ghi chú: Zj là cao độ của tầng thứ j so với mặt đất
Xác định nội lực
Theo TCVN 2737 – 1995, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt.
Tổ hợp cơ bản bao gồm các loại tải trọng như tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn Nếu tổ hợp tải trọng cơ bản có từ hai hoạt tải tạm thời trở lên, cần nhân với hệ số 0,9 để đảm bảo tính chính xác trong tính toán.
Trong đồ án này, chúng ta chỉ cần tính toán với tổ hợp nội lực cơ bản, bao gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn, mà không có tải trọng đặc biệt nào.
Trong quá trình thiết kế công trình, việc xác định các nội lực nguy hiểm nhất là cần thiết, vì công trình không chịu tác động đồng thời của tất cả các tải Do đó, cần tiến hành tổ hợp nội lực để đánh giá chính xác các tình huống có thể xảy ra trong suốt thời gian hoạt động của công trình.
Tổ hợp gồm 2 loại tổ hợp cơ bản là: tổ hợp cơ bản 1 (tổ hợp chính) và tổ hợp cơ bản 2 (tổ hợp phụ)
+Tổ hợp chính bao gồm: tải trọng thường xuyên (TT) và một tải trọng tạm thời Hệ số tổ họp lấy bằng 1
Khi có từ hai loại tải trọng tạm thời trở lên trong tổ hợp phụ, các giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng cần được nhân với hệ số tổ hợp giống nhau Cụ thể, tải trọng tạm thời ngắn hạn sẽ được nhân với hệ số tổ hợp 0,9 Hãy đánh số thứ tự cho các trường hợp đặt tải.
Hoạt tải chất đầy (tạo lực dọc lớn nhất cho cột (tổ hợp bao sẽ kể cả [2] + [3]) và momen lớn nhất ở các nhịp chẵn, lẻ):
Hoạt tải cách nhịp (tạo mô men bụng lớn nhất cho dầm)
Hoạt tải cách 2 nhịp (tạo mô men gối lớn nhất cho dầm)
Các trường hợp tải trọng:
Tên tổ hợp Cấu trúc
Tên tổ hợp Cấu trúc Tên tổ hợp Cấu trúc
TH25 [1]+0.9[9]+0.9[5] TH40 (Bao) TH1+ TH2+ +TH39TH26 [1]+0,9[9]+0.9[6]
LỰA CHỌN MÔ HÌNH, SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG THEO GIẢI PHÁP KHUNG KHÔNG GIAN
Để xác định nội lực khung, cần áp dụng nguyên tắc cộng tác dụng Đầu tiên, tính toán nội lực riêng cho từng loại tải trong, dựa trên các trường hợp tác dụng của hoạt tải Sau đó, sử dụng phương pháp tổ hợp để xác định trị số nội lực ngang nguy hiểm tại các tiết diện.
Toàn bộ khung được vẽ bằng Revit 2020, và được xuất qua Etabs để tính nội lực.
Chương trình chạy nội lực được sử dụng khung không gian là ETABS 18.0.2
Không gian trong phần mềm ETAB với các quy ước như sau:
-Trục X theo phương ngang nhà từ trục A đến trục E
-Trục Y theo phương dọc nhà từ trục 1 đến trục 5
-Trục Z thẳng đứng có chiều dương hướng lên trên biểu thị chiều cao của công trình.
-Tiến hành tính toán theo mô hình khung không gian với mô hình “khung _sàn” gồm cột, dầm, sàn
Mô hình khung không gian:
Mô hình khung trên Etabs
Mô hình dầm – cột khung trục 3.
Biểu đồ mô men khung trục 3.
Biểu đồ lực cắt khung trục 3
Biểu đồ lực dọc khung trục 3.
TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP
Bố trí thép dầm
Đới với phần tử dầm, là cấu kiện chịu uốn chỉ cần xuất nội lực của một tổ hợp
BAO Tương tự như cột, tại mỗi tiết diện dầm ta lọc các cặp nội lực sau:
Mmax: tính thép dọc cho miền dưới
Mmin: tính thép dọc cho miền trên
Qmax: tính bước đai cho dầm
Tên Vị trí Vị trí M max b h a = a' h 0 a m ζ
C.thép tính Chọn m tt m ch dầm mặt cắt (m) (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) A s
Vị trí cắt thép gối: L/4
Vị trí cắt thép nhịp: L/6
Dựa vào biểu đồ bao mômen trong mô hình khung, ta xác định vị trí cắt thép có an toàn hay không Nếu không an toàn, cần điều chỉnh đoạn cắt tương ứng ở gối hoặc nhịp để đảm bảo an toàn Để tính toán cốt đai và cốt xiên chịu lực cắt, ta áp dụng các phương pháp phù hợp.
Cốt thép A-I có : RS"5MPa ; Rsw= 175 MPa ; Rbt=0.9 Mpa ;
Các hệ số vật liệu: Bê tông nặng
Lực cắt lớn nhất Qmax = 179.24 kN tại dầm điển hình B81 lầu 8
Kiểm tra điều kiện tính toán :
=> Bêtông không có khả năng chịu lực cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt.
Chọn cốt đai ɸ8, asw = 50,3 mm 2 , số nhánh đai n= 2
- Bước đai theo cấu tạo Sct Đối với đoạn đầu dầm, gần gối tựa: hdc = 700mm > 450mm
-Chọn sơ bộ cốt đai theo cấu tạo:
=> Chọn sct= 150mm bố trí trong đoạn L1 = 2250 mm đầu dầm
- Kiểm tra điều kiện về ứng suất nén chính: w1 = 1+5αw = 1 + 5×× = 1+5× =1,049
