Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế khung BTCT nhà dân dụng 5 nhịp 4 tầng
ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Đối với sinh viên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp thì môn học kết cấu bê tông cốt thép được xem là môn học “xương sống”. Vì thế sau khi hoàn thành môn học cần phải có một đồ án thiết kế để hệ thống lại kiến thức và cũng là quá trình thực tập cho việc làm đồ án tốt nghiệp cũng như phục vụ cho công việc sau này của sinh viên. Tuy nhiên do quá còn thiếu nhiều kinh nghiệm phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu, phương pháp tính toán còn khập khiển đồng thời do điều kiện học tập ở xa trường không được gặp giáo viên thường xuyên nhất là phần duyệt bản vẽ nên đồ án không thể không có thiếu sót. Vì vậy em mong giao viên hướng dẫn chỉ ra các thiếu sót, những điểm chưa hợp lý trong đồ án để khi làm các đồ án tiếp theo em có thể hoàn thành tốt hơn. Em cũng chân thành cám ơn thầy Khổng Trọng Toàn đã tận tình giảng dạy cũng như hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án. GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:1 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Đối với sinh viên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp thì môn học kết cấu bê tông cốt thép được xem là môn học “xương sống”. Vì thế sau khi hoàn thành môn học cần phải có một đồ án thiết kế để hệ thống lại kiến thức và cũng là quá trình thực tập cho việc làm đồ án tốt nghiệp cũng như phục vụ cho công việc sau này của sinh viên. Tuy nhiên do quá còn thiếu nhiều kinh nghiệm phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu, phương pháp tính toán còn khập khiển đồng thời do điều kiện học tập ở xa trường không được gặp giáo viên thường xuyên nhất là phần duyệt bản vẽ nên đồ án không thể không có thiếu sót. Vì vậy em mong giao viên hướng dẫn chỉ ra các thiếu sót, những điểm chưa hợp lý trong đồ án để khi làm các đồ án tiếp theo em có thể hoàn thành tốt hơn. Em cũng chân thành cám ơn thầy Khổng Trọng Toàn đã tận tình giảng dạy cũng như hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án. GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:2 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 ĐỀ TÀI: Thiết kế khung BTCT nhà dân dụng 5 nhịp 4 tầng S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C D E F 4400 5200 4400 5200 4400 5200 4400 5200 4400 5200 48000 75005000300050007500 28000 MẶT BẰNG DẦM SÀN I-LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:3 Nhịp L 1 (m) Nhịp L 2 (m) Nhịp L 3 (m) Chiều cao H 1 (m) Chiều cao H 2 (m) Chiều cao H 3 (m) Chiề u cao H 4 (m) Bước cột A (m) Bước cột B (m) Hoạt tải p c (kN/m 2 ) Vùng gió Địa hìn h 7.5 5 3 4.2 3 3 3 4.4 36.3 3 III B ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 1.Chọn vật liệu sử dụng Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 (MAC 250) có R b =115 kG/cm 2 , R bt =14 kG/cm 2 , E b =270000 kG/cm 2 Sử dụng thép: Nếu , dùng thép CI có R s = R sc = 2250 kG/cm 2 Nếu , dùng thép CIII có R s = R sc = 3650 kG/cm 2 2.Lựa chọn giải pháp kết cấu : Dùng hệ kết cấu thuần khung toàn khối, sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. Móng BTCT lắp ghép có chiều sâu chôn móng là 1.5m II- SÀN: 1- Cấu tạo sàn: a) Xác định kích thước bản sàn Chọn ô bản có diện tích lớn nhất 3.3x5.7m có l= 7.5m do đó ta chọn h b =100mm b) Cấu tạo sàn: Loại ô sàn Cấu tạo sàn δ(m) ϒ(daN/m) n g s (daN/ m 2 ) Sàn S1=> S4 tầng 2,3,4 Gạch ceramic 0.01 2000 1.1 22 Vữa lót gạch 0.03 1800 1.3 70.2 Bản BTCT 0.1 2500 1.1 275 Trát trần 0.02 2000 1.1 44 Tổng 411.2 Hoạt tải: Sàn Chức năg P tc (daN/ m 2 ) n P tt (daN/ m 2 ) Tầng 2 Sinh hoạt 400 1.2 480 Mái Sàn mái 75 1.3 97.5 2) Tính toán cho ô sàn S1: (7500x4400) mm Chọn kích thước toilet có chiều rộng b= 2 (m) α = = = 1.7 < 2 Ô bản làm việc 2 phương GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:4 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Xét = = 3 Liên kết giữa sàn và dầm là liên kết ngàm MI MII M1 M2 4400 7500 a) Xác định tải trọng tác dụng lên ô bản: Với g s = 411.2 (daN/ m 2 ) - Tải trọng tường xây trên sàn: g t = = 125.6 (daN/ m 2 ) - Hoạt tải từ sàn: p s = p n = 400 1.2= 480 (daN/ m 2 ) - Tổng tải trọng tác dụng vào sàn: q s = g s + g t + g t = 411.2+125.6+480 = 1016.8 (daN/ m 2 ) b) Tính toán nội lực: P = q s L1 L2 = 1016.8 x 4.4 x 7.5 = 33554 (daN/ m 2 ) Tra bảng sơ đồ 9 ta có: m g1 = 0.02 m g2 = 0.0069 k gI = 0.0438 k gII = 0.0152 c) Tính toán cốt thép: Momen tại gối M I : M Ι = k gI x P = 0.0438x33554 = 1469.7 (daN) Giả thiết a=20 (mm) h o = h-a = 120-20 =100 (mm) GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:5 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 (cm 2 ) Tính toán tương tự ta có: MgII = 5100.2 (daN) Mg1 = 671.1 (daN) Mg2 = 231.5 (daN) Tương tự choc ác ô sàn S1, S2, S3, S4 ta lập thành bảng sau: Ô sàn Kích thước (m) Tải trọng (daN/ m 2 ) Chiều dày (mm) Hệ số Momen (daNm/m) Tính thép L 1 L 2 g t g s +p c h a h o S1 4.4 7.5 125. 6 891. 2 10 0 20 80 M 1 =671.1 0.092 0.096 30 70 M 2 =231.5 0.041 0.042 20 80 M I =1469. 7 0.2 0.226 20 80 M II =510 0.07 0.072 S2 5.2 7.5 125. 6 891. 2 10 0 20 80 M 1 =832.1 0.113 0.12 30 70 M 2 =398.1 0.071 0.073 20 80 M I =1867. 1 0.254 0.298 20 80 M II =887.8 0.121 0.129 S3 4.4 5 0 891. 2 10 0 20 80 M 1 =392.1 0.053 0.055 30 70 M 2 =294.1 0.052 0.054 20 70 M I =903.9 0.123 0.131 20 80 M II =684.3 0.093 0.098 S4 5 5.2 0 891. 2 10 0 20 80 M 1 =433.3 0.059 0.061 30 70 M 2 =394.1 0.07 0.073 20 80 M I =1012. 6 0.138 0.149 20 80 M II =912.9 0.124 0.133 Ô sàn Phương (cm 2 ) Chọn Thép (cm 2 ) () GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:6 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 S1 M 1 3.93 Ø8a120 0.19 0.49 M 2 1.51 Ø6a180 1.57 0.31 M I 5.7 Ø12a190 5.95 0.71 M II 2.95 Ø8a170 2.96 0.37 S2 M 1 4.92 Ø8a100 5.03 0.61 M 2 2.62 Ø8a190 2.65 0.37 M I 7.51 Ø12a150 7.54 0.91 M II 5.27 Ø10a150 5.24 0.66 S3 M 1 2.24 Ø6130 2.18 0.29 M 2 .1.92 Ø6150 1.89 0.28 M I 5.37 Ø8a90 5.59 0.67 M II 4 Ø8a120 4.19 0.5 S4 M 1 2.48 Ø8a200 2.5 0.31 M 2 2.61 Ø6a110 2.57 0.73 M I 6.08 Ø10a130 6.04 0.76 M II 5.43 Ø8a90 5.59 0.68 5) Tính toán cho ô sàn S5, S6: a) Cấu tạo ô sàn: Loại ô sàn Cấu tạo sàn δ(m) ϒ(daN/m) n g s (daN/ m 2 ) Sàn S5,S6 tầng 2,3,4 Gạch ceramic 0.01 2000 1.1 22 Vữa lót gạch 0.03 1800 1.3 70.2 Bản BTCT 0.08 2500 1.1 220 Trát trần 0.02 2000 1.1 44 Tổng 356.2 b) Tính toán cho ô sàn S5: (4.4x3) (m) Xét hệ số: Bản làm việc 2 phương Xét: Liên kết ngàm: GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:7 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 3000 4000 MI MII M1 M2 c) Xác định tải trọng tác dụng lên ô bản: • Với g s = 356.2 (daN/ m 2 ) - Hoạt tải từ sàn: = p n = 400 1.2= 480 (daN/ m 2 ) - Tổng tải trọng tác dụng vào sàn: q s = g s + g t = 365.2+480 = 836.2(daN/ m 2 ) d) Tính toán nội lực: P = q s L1 L2 = 836.2 x3x 4.4 = 110037.8 (daN/ m 2 ) Tra bảng sơ đồ 9 ta có: m g1 = 0.0209 m g2 = 0.01 k gI = 0.0469 k gII = 0.0223 e) Tính toán cốt thép: Momen tại gối M I : M Ι = k gI x P = 0.0469x11037.8 = 517.7 (daN) Giả thiết a=15 (mm) h o = h-a = 80-15 =65 (mm) (cm 2 ) Tính toán tương tự ta có: GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:8 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 MgII = 5100.2 (daN) Mg1 = 671.1 (daN) Mg2 = 231.5 (daN) Tương tự choc ác ô sàn S5 ,S6 ta lập thành bảng sau: Ô sàn Kích thước (m) Tải trọng (daN/ m 2 ) Chiều dày (mm) Hệ số Momen (daNm/m) Tính thép L 1 L 2 g t g s +p c h a h o S5 3 4.4 0 836.2 80 15 65 M 1 =230.7 0.047 0.049 25 55 M 2 =110.4 0.032 0.032 15 65 M I =517.7 0.13 0.14 15 65 M II =246.1 0.051 0.052 S6 3 5.2 0 836.2 80 15 65 M 1 =257 0.053 0.054 25 55 M 2 =835 0.024 0.024 15 65 M I =562.3 0.116 0.123 15 65 M II =184 0.038 0.039 Ô sàn Phương (cm 2 ) Chọn Thép (cm 2 ) () S5 M 1 1.62 Ø6a170 1.66 0.25 M 2 0.91 Ø6a200 1.41 0.2 M I 3.72 Ø8a130 3.86 0.58 M II 1.73 Ø8a170 1.77 0.28 S6 M 1 1.81 Ø6a150 1.88 0.28 M 2 0.68 Ø8a190 1.41 0.2 M I 4.1 Ø8a120 4.19 0.63 M II 1.28 Ø6a120 1.41 0.2 III- Dầm dọc trục B: 1) Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm: h d = () l l=4.4 (m) h d = 350 (mm) b d =250 (mm) l=5.2 (m) h d = 350 (mm) b d =250 (mm) 2) Tính toán tải tác dụng vào dầm dọc truc B: GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:9 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Xét các ô sàn phía bên trái trục B, ta thấy ngoài tĩnh tải sàn còn có tường toilet xây trên sàn. Vì vậy đẻ đơn giản ta chọn tất cả các ô bản bên trái trục B đều có them tải tường toilet. ӿ Tĩnh tải từ sàn tác dụng vào dầm dọc trục B - Từ nhịp 5m Tải hình thang: Qui về tải hình chữ nhật tương đương: Tải tam giác: Qui về tải hình chữ nhật tương đương: ( - Từ nhịp 7.5m: Nhịp A (4.4m): Tải tam giác: ( Qui về tải hình chữ nhật tương đương: ( Nhịp B (5.2m): Tải tam giác: ( Qui về tải hình chữ nhật tương đương: ( ӿ Tổng tĩnh tải tác dụng vào dầm: - Nhịp 1-2: ( - Nhịp 10-11: ( - Nhịp 3-4, 5-6, 7-8, 9-10: ( - Nhịp 2-3,4- 5 ,6-7, 8-9: ( GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:10 [...]... 5C, 5D: = - - Tổng tải trọng (tĩnh tải) tác dụng vào nút khung: Nút 5A, 5F: = Nút 5B, 5E: = 46 06+ 758 .44 .8+ 17 24. 8=9072 (daN) Nút 5C, 5D: = Hoạt tải tác dụng vào nút khung tầng 2, 3, 4: Hệ số chuyển đổi: • K1= • K2= • K3= - Nút 5A, 5F: - p5A=p5F=2223x0.8876=1973 (daN) Nút 5B, 5E: p5B=p5E=1973+2383x1.1673 =4 755 (daN) Nút 5C, 5D: p5C=p5D=2383x1.1673+ 775x1. 347 6=3826 (daN) 3) Tính toán tải trọng tầng. .. khung: Cột Tầng Trục A, F 3 .4 qs (daN/m2) 1200 1 15 2 18 1200 1.2 1 15 4 30 1200 1 15 2 30 1200 1.2 1 15 4 19.2 1200 3 .4 Trục C, D 4 As (m2) 18 3 .4 Trục B, E ms 1.2 Rb (daN/cm2) 1 15 1 15 2 19.2 1200 1 .4 Sơ đồ khung trục 5: GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:27 k (m2) 1 3 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 0.97 7 0. 04 9 0.13 8 0.06 9 0.08 8 0. 04 4 (m2) bc hc (cm) (cm) 25 40 1 25 35 0. 05 25 45 0.1 35 25 35 0.08 25 40 0.1 25 35. .. -51 5 GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:29 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM 4 13.2 B ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 1 25 1.2 1.23 4. 8 0.8 -0.6 709 -53 1 Tải gió tập trung tại cao trình 13.2 (m): Pđ= qđ.S = 709 x1 .4 = 996 .4 (daN) Ph= qh.S = -53 1 x 1 .4 = 743 .4 (daN) Sơ đồ truyền tải sàn vào khung trục 5: 44 00 6 52 00 5 4 750 0 A 50 00 B 3000 C 50 00 D 750 0 E F Sơ đồ truyền tải từ sàn vào nút khung trục 5: 44 00 6 52 00 5 4 750 0... K1=1 .56 25 K2=1.8 04 K3=1.188 Nút 5A, 5F: - Nút 5B, 5E: 46 06 x 1 .56 25 + 172 x 4. 8 = 8022 (daN) - Nút 5C, 5D: 3 .4) Hoạt tải tác dụng vào nút khung sàn mái: - Cũng tương tự như tĩnh tải tác dụng vào nút khung ta cũng tính được hoạt tải tác dụng vào nút khung tầng mái dựa vào các tầng đã tính trên Hệ số chuyển đổi: • K1= • K2= • K3= - Nút 5A, 5F: p5A = p5F = 2223x0.1368=3 04 (daN) - Nút 5B, 5E: p5B = p5E... CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Chọn chiều sâu chon móng: h=1 .5 (m) chiều cao cột tầng 1: H= 4. 2+1 .5= 5.7 (m) Khung trục 5: 1 .5 Xác định tải trọng tác dụng lên khung trục 5: Loại ô sàn δ(m) ϒ(daN/m) n gs (daN/ m2) Gạch ceramic Sàn S1=> S4 tầng 2,3 ,4 Cấu tạo sàn 0.01 2000 1.1 22 Vữa lót gạch 0.03 1800 1.3 70.2 Bản BTCT 0.1 250 0 1.1 2 75 Trát trần 0.02 2000 1.1 44 Tổng Loại ô sàn 41 1.2 δ(m) ϒ(daN/m)... mái tác dụng vào khung trục 5: - Vì tính chất truyền tải của hoạt tải và tĩnh tải là giống nhau nên ta tìm hệ số chuyển đổi: • K1= • K2= • K3= - ӿ Từ nhịp 4. 4 (m) truyền vào: Nhịp AB, EF: - Nhịp BC, DE: - Nhịp CD: - ӿ Từ nhịp 5. 2 m truyền vào: Nhịp AB, EF: - Nhịp BC, DE: - Nhịp CD: 3.3) Tĩnh tải tác dụng vào nút khung sàn mái: - Tĩnh tải tác dụng vào nút khung ở tầng mái thì sự truyền tải ở nút khung. .. - Nhịp 5. 2 (m): - Nhịp 4. 4 (m): - Dầm tại sàn có bề dày 80(mm) GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:31 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 ӿ Tường xây trên dầm: - Tường xây trên dầm trục A, F: + Tường 200(mm): + Trát tường: - Tổng Tường xậy trên dầm trục B, C, D, E: + Tường 10cm + trát tường: - Tĩnh tải sàn tác dụng vào nút: Nút 5A, 5F: = - Nút 5B, 5E: = - Nút 5D, 5C: = - Nút 5B, 5E: = Nút 5C,... 2737_19 95) Tra bảng ta có giá trị áp lực gió: W o = 1 25 (daN/m2) K: hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao B: Diện tích truyền tải Ch, Cđ: hệ số khí động học phụ thuộc vào mặt đón gió Bảng tải trọng gió: Tần g Cao trình Địa hình Wo (daN/m2) n k B (Qm) Cđ Ch Qđ (daN/m ) Qh (daN/m) 1 4. 2 B 1 25 1.2 1. 04 4.8 0.8 -0.6 55 9 -44 9 2 7.2 B 1 25 1.2 1.1 15 4. 8 0.8 -0.6 642 -48 2 3 10.2 B 1 25 1.2 1.19 2 4. 8 0.8... tải sàn mái tác dụng vào khung trục 5: GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang:32 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM - ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 Vì tính chất truyền tải giữa cấc tầng giống nhau nên hệ số chuyển đổi • • • K1= K2= K3= a) Trọng lượng bản thân sàn mái truyền vào dầm: - ӿ Từ nhịp 4. 4 (m) truyền vào: Nhịp AB, EF: - Nhịp BC, DE: - Nhịp CD: - ӿ Từ nhịp 5. 2 m truyền vào: Nhịp AB, EF: - Nhịp BC, DE: - Nhịp CD: 3.2 Hoạt... ngang Chọn Sf= 50 0 (mm) = 0. 25 + 2x0. 25= 1. 25 (m) - Giả thiết a=3 .5 (cm) Xác đinh trục trung hòa: Mf = = 11 151 251 0(31 .5 - 0.5x 10) = 38093. 75 (daN.m) Trục trung hòa đi qua cánh chữ T Tính theo tiết diện chữ nhật lớn (mm) GVHD: KHỔNG TRỌNG TOÀN Trang: 24 ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN KẾT CẤU BTCT2 (cm2) Chọn thép: Với ta chọn 2 14 có Tương tự ta tính và chọ thép chon hip 5. 2 (m) chọn 2 14 + 216 ( b) . h o S5 3 4. 4 0 836.2 80 15 65 M 1 =230.7 0. 047 0. 049 25 55 M 2 =110 .4 0.032 0.032 15 65 M I =51 7.7 0.13 0. 14 15 65 M II = 246 .1 0. 051 0. 052 S6 3 5. 2 0 836.2 80 15 65 M 1 = 257 0. 053 0. 0 54 25 55 M 2 =8 35. S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C D E F 44 00 52 00 44 00 52 00 44 00 52 00 44 00 52 00 44 00 52 00 48 000 750 050 00300 050 00 750 0 28000 MẶT BẰNG DẦM SÀN I-LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU GVHD:. ÁN KẾT CẤU BTCT2 ĐỀ TÀI: Thiết kế khung BTCT nhà dân dụng 5 nhịp 4 tầng S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S3 S4 S1 S2 S1 S2 S3 S4 S5