Tải Đồ án Bê tông cốt thép 2: Tính toán thiết kế khung phẳng bê tông cốt thép toàn khối trục công trình là nhà ở tập thể 5 tầng – Download File Word, PDF

MỤC LỤC

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 1

A­NỘI DUNG:
Tính toán thiết kế khung phẳng  BTCT toàn khối trục 3. Công trình là nhà ở tập 
thể 5 tầng 

B­SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

CƠ SỞ TÍNH TOÁN:

­ Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.

­ TCVN 2737 ­ 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

­ TCVN 5574 ­ 2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.

­ Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.

I­LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
I­1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI
1/Khái niệm chung

Kết cấu khung là hệ  thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc 
khớp. Khung bê tông cốt thép được dùng rộng rãi và là kết cấu chịu lực chủ  yếu của  
nhiều loại công trình.

Có nhiều cách phân loại khung, theo phương pháp thi công người ta chia ra thành 2  
loại:

+ Khung Toàn khối:

 Ưu điểm : Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt.
Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản.

 Nhược điểm : Thi công phức tạp, khó cơ giới hóa.
Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi công chậm.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 2

+ Khung lắp ghép:

 Ưu điểm : Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất 
lượng.
Thi công nhanh, dễ cơ giới hóa.

 Nhược điểm : Độ cứng của kết cấu không lớn.
Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng.

Hệ khung trong nhà là một hệ không gian. Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể tính 
khung phẳng hoặc khung không gian.

+ Với nhà khá dài, khung đặt theo phương ngang nhà sẽ  được xem như  các 
khung phẳng.Các khung phẳng được giằng với nhau bởi các dầm dọc.

+ Khi mặt bằng của nhà vuông hoặc gần vuông, gió và các tải trọng ngang 
khác tác dụng theo phương bất kỳ , khi đó khung được tính như  một hệ  không  
gian.

Phương án lựa chọn:  KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI  (tính theo khung 
phẳng)

2/Phương pháp thiết kế kết cấu sàn và mái

Sàn được đổ toàn khối với hệ khung, nhằm tạo độ cứng lớn cho công trình. Có bố trí  
dầm phụ cho ô sàn có diện tích lớn. Mái được lợp tôn, kết cấu chịu lực của mái là xà 
gồ và dầm xiên với độ dốc , mái consol vươn ra trên mặt bằng một đoạn 1.0m.

3/Bố trí hệ chịu lực của nhà khung

Khung gồm từ các thanh và các nút.

Thanh là các cấu kiện chịu uốn (dầm) và cấu kiện chịu nén hoặc kéo lệch tâm  
(cột, xà ngang gãy khúc, xà ngang cong).

Nút cứng (nối cột với dầm) phải có kích thước hình học và bố trí cốt thép sao cho 
phù hợp với sơ đồ  tính toán. Phải đảm bảo sao cho vùng bêtông chịu nén không bị ép vỡ 

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 3

và cốt thép neo vào nút không bị tuột. Liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại  
mặt móng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 4

I­2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG:
     Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 (tương đương M250)

­ Cường độ chịu nén tính toán: Rb=11,5MPa

­ Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt=0.9MPa

­ Khối lượng riêng: 

­ Môđun đàn hồi: 

     Sử dụng thép: 

­ Thép nhóm AI cho loại đường kính Ø ≤ 10(mm)

Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=225MPa; RSC=225MPa

Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW=175MPa

Môđun đàn hồi: 

­ Thép nhóm AII cho loại đường kính Ø ≥ 12(mm)

Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=280MPa; RSC=280MPa;

Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: RSW=225MPa

­ Thép nhóm AIII cho loại đường kính 10 ≤ Ø ≥ 40(mm)

Cường độ chịu nén, kéo tính toán: RS=365MPa; RSC=365MPa

I­3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN:
a. Chiều dày sàn:

Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo ô sàn có kích thước lớn nhất

Sàn tầng: 

­ Kích thước ô sàn lớn nhất: 

Ta có:  sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai phương.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 5

­ Chiều dày bản sàn: 

chọn

b. Tiết diện dầm:

+ Dầm dọc

chọn: 

chọn: 

+ Dầm khung trục 3

Dầm AB:

Chọn hd=300mm

Chọn bd=250 mm 

Dầm BC:

Chọn hd=600 mm

Chọn bd=250 mm 

Dầm CD:

Chọn hd=300 mm

Chọn bd=250 mm

♦ Dầm mái: 

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 6

chọn:  ; 

c. Tiết diện cột:

+ Diện tích tiết diện cột sơ bộ theo công thức:

Trong đó:: Hệ số kể đến ảnh hưởng mômen trong cột.

; Với: n là số tầng.

là diện tích truyền tải lên cột khung.

đối với chung cư, tườ

ng là vách gạch.

+ Phạm vi truyền tải của cột để tính kích thước tiết diện:

Để xác định tiết diện cột ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất ( tức là cột mà ở 
vị trí đó có những ô sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất )được thể hiện trong mặt 
bằng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 7

HÌNH: DIỆN TÍCH CHỊU TẢI CỦA CỘT

BẢNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2

Ta có: 

+ Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mãnh .

(với , b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)

• Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên, 
đổ bêtông cốt thép toàn khối hệ số 

­ Kiểm tra độ ổn định của cột biên (250×400) tầng 1:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 8

Thõa mãn điều kiện về ổn định.

• Với các cột còn lại việc kiểm tra ổn định được thực thiện tương tự và thể hiện ở 
bảng sau:

Như vậy ta chọn kích thước cột:

­ Cột góc ở 5 tầng có tiết diện 250×250 mm

­ Cột biên ở 5 tầng có tiết diện 250×300 mm

­ Cột giữa ở 5 tầng có tiết diện 250×500 mm

HÌNH: MẶT BẰNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 9

`

HÌNH: SƠ ĐỒ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3

I­4. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG:
Tính khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh 
ngắn của công trình ( phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn ).

Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm), 
liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.

Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính toán bằng nhịp 
kiến trúc, ta có sơ đồ tính:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 10

HÌNH: SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 3

II. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
­ Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737­1995 : Tải trọng và tác động – Tiêu 
chuẩn thiết kế.

­ Hệ số tin cậy lấy theo bảng 1, trang 10 TCVN 2737 – 1995.

­ Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn theo “ Sổ tay thực hành kết cấu 
công trình ” – PGS.PTS.Vũ Mạnh Hùng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 11

II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1SÀN
10

20
100
15

GAÏCH CERAMIC
VÖÕ
A LOÙ
T M50
BAÛ
N SAØ
N BTCT
VÖÕ
A TRAÙ
T M50

HÌNH: MINH HỌA CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN

+ Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nước ( sàn vệ sinh,…) thì cấu tạo sàn còn có 
thêm lớp chống thấm.

♦ Tĩnh tải: 

Trong đó: 

: là chiều dày lớp thứ I (m);

: trọng lượng riêng của lớp thứ i ;

: hệ số vượt tải;

: tải trọng tính toán;

: tải trọng tính tiêu chuẩn;

♦ Hoạt tải: 

Trong đó:

: hoạt tải tính toán ;

: hoạt tải tiêu chuẩn ;

: hệ số vượt tải;

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN PHÒNG Ở

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 12

Loại tải  Cấu tạo
trọng
STT (m)

Gạch  0.01 2000 1.1 20 22
ceramic
1

Lớp vữa  0.02 1800 1.2 36 43.2
lót
2

Tĩnh tải BTCT  0.1 2500 1.1 250 275
sàn
3

Lớp vữa  0.015 1800 1.2 27 32.4
trát
4

Đường  40 40
ống, 
5
thiết bị

Tổng  373 412.6
tĩnh tải

Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240

573 652.6

Tổng

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BAN CÔNG, LÔGIA

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 13

Loại tải  STT Cấu tạo
trọng
(m)

1 Gạch  0.01 2000 1.1 20 22
ceramic

2 Lớp vữa  0.02 1800 1.2 36 43.2
lót

3 Lớp  0.03 2000 1.2 60 72
chống 
Tĩnh tải thấm

4 Lớp  0.1 2500 1.1 250 275
BTCT 
sàn

5 Lớp vữa  0.015 1800 1.2 27 32.4
trát

6 Đường  40 40
ống, 
thiết bị

Tổng  433 484.6
tĩnh tải

Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240

Tổng 633 724.6

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN VỆ SINH

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 14

Loại tải  STT Cấu tạo
trọng
(m)

1 Gạch  0.01 2000 1.1 20 22
ceramic

2 Lớp vữa  0.02 1800 1.2 36 43.2
lót

3 Lớp  0.03 2000 1.2 60 72
chống 
Tĩnh tải thấm

4 Lớp  0.1 2500 1.1 250 275
BTCT 
sàn

5 Lớp vữa  0.015 1800 1.2 27 32.4
trát

6 Đường  40 40
ống, 
thiết bị

7 Tường  1.2 130 156
trên sàn

Tổng  563 640.6
tĩnh tải

Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 200 240

Tổng 763 880.6

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 15

TẢI TRỌNG MÁI

Loại tải  STT Cấu tạo
trọng
(m)

Tĩnh tải Mái tôn, xà gồ  17 17
bằng gỗ

Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.1 30 33

Tổng 47 50

BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC SÀN 

STT LOẠI SÀN CÔNG 
TRÌNH

1 Sàn phòng ở 373 412.6

2 Sàn ban công, lôgia 433 484.6

3 Sàn vệ sinh 563 640.6

4 Mái tôn 17 17

BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI CHO TỪNG BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH

STT LOẠI SÀN CÔNG 
TRÌNH

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 16

1 Sàn phòng ở 200 240

2 Sàn ban công, lôgia 200 240

3 Sàn vệ sinh 200 240

4 Mái tôn 30 33

 Tải trọng 1m  2  tường: 

Tường dày 200:

gtc 
Tải trọng  TT Các lớp VL (daN/m2) n gtt (daN/m2)
tường xây
Tường xây
1 360 1.1
1800*0.2 396
Vữa trát 2 mặt 
2 dày 30mm 48 1.2
57.6
1600*0.03

Tổng cộng 408  453.6

Tường dày 100:

gtc 
Tải trọng  TT Các lớp VL (daN/m2) n gtt (daN/m2)
tường xây
Tường xây
1 180 1.1
1800*0.1 198
Vữa trát 2 mặt 
2 dày 30mm 48 1.2
57.6
1600*0.03

Tổng cộng 228  255.6

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 17

II.3. TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:
♦  Tĩnh tải:

☼ Tường:

Tường 200 phân bố đều trên dầm chính bao ngoài công trình:

◊ Dầm dọc (200×300) :;

◊ Dầm ngang (250×600) :;

Tường 100 phân bố đều trên dầm chính:

◊ Dầm dọc (200×300) :;

◊ Dầm ngang (250×600) :;

Tường 100 xây trên đà kiềng:

☼ Nhịp AB ở các tầng là hành lang nên không có tường xây bên trên.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 18

HÌNH: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA SÀN LÊN DẦM

☼ Lực tập trung tại nút khung đà kiềng:  

5Lực tập trung tại nút A:

Lực tập trung tại nút B:

Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 19

Lực tập trung tại nút C:

Lực tập trung tại nút D:

☼ Lực phân bố nhịp:

Nhịp A­B: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác: 

Nhịp B­C: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang và tường truyền vào dạng phân bố 
đều:

Nhịp C­D: do sàn S3 truyền vào dạng tam giác và tường truyền vào dạng phân bố 
đều:

☼Tải trọng truyền vào dầm mái:

Tĩnh tải trên mái đưa về phân bố đều:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP MSSV:12520807001 20