Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ đồ án bê tông cốt thép 2 thiết kế khung ngang trục 3 của một trường học...

Tài liệu đồ án bê tông cốt thép 2 thiết kế khung ngang trục 3 của một trường học

.DOCX
53
310
100

Mô tả:

GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II NỘI DUNG: thiết kế khung ngang trục 3 của một trường học : SỐ LIỆU THIẾT KẾ Số tầng L1 (m) L2 (m) B (m) Ht (m) Pc (daN/m2) Địa điểm xây dựng 4 2,4 7 4,1 3,7 200 TP. Hồ Chí Minh I. Lựa chọn giải pháp kết cấu. 1. Lựa chọn vật liệu sử dụng. Bêtông  Dùng bê tông có cấp độ bền B15.  Khối lượng riêng: γbt= 2500(daN/m3).  Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 8,5(MPa).  Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,75(MPa).  Mô dun đàn hồi E= 23x103 (MPa). Cốtthép  Thép AI: Ø<12(mm).  Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép : Rs=Rsc=225(MPa).  Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 175 (MPa).  Môdun đàn hồi : E=21x104(MPa).  Thép AII : Ø≥12(mm).  Cường độ chịu kéo, chịu nén tính toán của cốt thép : Rs=Rsc=280(MPa).  Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang : Rsw= 225 (MPa).  Môdun đàn hồi : E=21x104(MPa). 2.Lựa chọn giải pháp kết cấu cho sàn. Chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. 3. Chọn kích thước chiều dày sàn. Ta chọn chiều dày sàn theo công thức của tác giả Lê Bá Huế. hs  kLngan 37  8 với  Lngan Ldai .  Với sàn trong phòng. - Hoạt tải tính toán: ps =p c × n=200 ×1,2=240( 1 daN ) m2 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II -Tĩnh tãi tính toán( chưa kể trọng lượng bản thân sàn bê tông cốt thép). Tiêu chuẩn n Tính toán Gạch ceramic dày 8mm, γ=2000 daN/m3 0.008x2000= 16 daN/m2 16 1,1 17,6 Vữa lát dày 30mm, o =2000 daN/m3 0.03x2000= 60 daN/m2 60 1,3 70 Vữa trát dày 20mm, o =2000 daN/m3 0.02x2000=40 daN/m2 40 1,3 52 Các lớp vật liệu Cộng: 147,6 Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: go =147,6( daN ) m2 Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: q o=g 0+ p s=240+147,6=387,6 ¿) 2 Ta có qo< 400(daN/m )-> k=1 Ô sàn trong phòng có: +Ldài = L2 = 7000m +Lngắn = B =4,1m →α= B 4.1 = =0.586 L2 7 Chiều sày sàn trong phòng: hs1  kLngan 37  8  1 × 4,1 =0,098 ( m )=9,8( cm) 37+8 ×0,586  chọn hs1=10 Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì: +Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng: g s g o  bt hs1.n =147,6+2500× 0,1×1,1=422,6 ( daN ) m2 +Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng: qs  p s  g s 2 =240 + 422,6= 622,6 (daN/m ¿  Với sàn hành lang: 2 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II - Hoạt tải tính toán: phl  pc .n =300×1,2=360( daN ) m2 - Tĩnh tải tính toán( chưa tính trọng lượng của bản sàn BTCT). go= 147,6 (daN/m2 Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: qohl  go  phl → k= 2 =147,6+360= 507,6 (daN/m ¿ q hl 3 507,6 = =1,08 400 400 √ √ 3 Ô sàn hành lang có: +Ldài = B =4,1 +Lngắn = L1 = 2,4 →α= L 1 2,4 = =0,585 B 4,1 Chiều dày sàn hành lang: h2 s= k LNGẮN 1,08× 2,4 = =0,062 ( m )=6,2(cm) 37 +8 α 37+ 8× 0.585  chọn hs2=8(cm) Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT thì: +Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang: g hl  g o  bt .hs 2 .n  147,6+2500.0,08.1,1=367,6(daN/m 2 ) +Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn hành lang: qhl  p tt  g hl  360+367,6=727,6(daN/m2)  Với sàn mái. -Hoạt tải tính toán: pm  p c .n  75×1,3=¿97,5(daN/m2) - Tĩnh tải tính toán( chưa kể trọng lượng của bản sàn BTCT). Các lớp vật liệu Tiêu chuẩn n 60 1,3 Vữa lót dày 30mm, o = 2000 daN/m3 Tính toán 78 0.03x2000= 60 daN/m2 40 Vữa trát dày 20mm, o =2000 daN/m3 0.02x2000= 40 daN/m2 Cộng: 3 1,3 52 130 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Do không có tường xây trực tiếp trên sàn nên tĩnh tải tính toán: g0=130(daN/m2) Vì vậy tải trọng phân bố tính toán trên sàn: q go  pm  130+97,5= 227,5 (daN/m2) Do tải trọng trên mái nhỏ nên ta chọn chiều dày ô sàn lớn và chiều dày ô sàn bé trên mái hs3 =8 (cm) Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân sàn BTCT và coi như tải trọng mái tôn, xà gồ phân bố đều trên sàn thì: - Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái: gm =g 0 + gFBXM +γ bt hs 3 n=130+ 30× 1,1+2500× 0,08 ×1,1=383(daN/m2) - Tổng tải trọng phân bố trên sàn mái: qm  p m  g m  97,5+383= 480,5(daN/m2) 4.Lựa chọn kết cấu mái. Kết cấu mái dùng hệ mái tôn gác lên xà gồ, xà gồ gác lên tường thu hồi. 5.Lựa chọn kích thước tiết diện các bộ phận.  Kích thước tiết diện dầm a.Dầm BC( dầm trong phòng). Nhịp dầm L= L2=7 m h d= Ld 7 = =0,64 (m) m d 11 Chọn chiều cao dầm: hd =0,65m, bề rộng dầm bd=0,22m Với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: hdm=0,5m b.Dầm AB( dầm ngoài hành lang). Nhịp dầm L=L1=2,4 Ta chọn chiều cao dầm: hd= 0,35 m, bề rộng dầm bd = 0,22 c.Dầm dọc nhà. Nhịp dầm L=B=4,1 d.Cột trục B. 7 2,4 SB= ( 2 + 2 ¿ × 4,1=19,27 m -Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn. N1= qsSB= 662,6. 19,27=12768,3 (daN) -Lực dọc do tải trọng tường ngăn dày 220mm. -Diện truyền tải của cột trục B. 4 2 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II 7 N2= gt.lt.ht= 514. ( 2 + 4,1 ¿ .3,7=14453,68(daN ) ( ở đây lấy sơ bộ chiều cao tường bằng chiều cao tầng nhà ht=H) -Lực dọc do tường thu hồi. 7 2,4 N3= gt.lt.ht= 296. ( 2 + 2 ). 0,8=1112,96 (daN) -Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái. N4=qm.SB= 480,5. 19,27= 9259,235 (daN) -Với nhà bốn tầng có 3 sàn học va 1 sàn mái. N  ni N i  3.(12768,3 +14453,68 ¿+1 ¿1112,96+ 9259,235)=92038 (daN) Để kể đến ảnh hưởng của mô men ta chọn k=1.1 A kN  1,1.92038 Rb 85 =1191 (cm2) Vậy ta chọn kích thước cột bc x hc= 22x50 cm có A=1100 (cm2)≈ 1191(cm2 ) e. Cột trục C. Cột trục C có diện chịu tải Sc nhỏ hơn diện chịu tải của cột trục B, để thiên về an toàn và định hình ván khuôn, ta chọn kích thước tiết diện cột trục C(22x 50) bằng với cột trục B. f. Cột trục A. -Diện truyền tải của cột trục A. 2,4 2 SA= 2 × 4,1=4,92(m ) - dọc do tải phân bố đều trên ban sàn hành lang. N1 qhl .S A  727,6. 4,92=3579,8(daN ¿ -Lực dọc do tải trọng lan can. N 2  gt lt hlc  296.4,1.0,9=1092,24(daN) (Lấy sơ bộ chiều cao lan can bằng 0.9m). -Lực dọc do tường thu hồi. N 3  gt lt hlc  2,4 296.( 2 ¿ .0,8=284,16(daN) -Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn mái. N4=qm.SA= 480,5. 4,92=2364,1(daN) -Với nhà bốn tầng có ba sàn hành lang và 1 sàn mái. N= n∑ N i=3.¿ ¿ 3579,8+1092,24¿+1 ¿2364,1)=16664,4 5 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II -Do lực dọc bé nên khi kể đến ảnh hưởng của moomen ta chọn k=1,3 A= kN 1,3 × 16664,4 = =254,9( c m2) Rb 85 Diện tích A khá nhỏ nên chọn kích thước cột A bc x hc=22x 22 cm có A=484 (cm2)> 254,9 (cm2) Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột như sau: +Cột trục B và trục C có kích thước . - bc x hc=22x50 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2 -bc x hc=22x40 (cm) cho cột tầng 1 và tầng 2 Cột trục A có kích thước bc x hc=22x 22 (cm) từ tầng 1 lên tầng 4 6. Mặt bằng bố trí kế cấu theo hình . 6 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II II. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG. 1. Sơ đồ hình học. 2. Sơ đồ kết cấu. a.Nhịp tính toán của dầm. Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột.  Xác định nhịp tính toán của dầm BC. t t h h lBC L2    c  c 2 2 2 2 =7+0,11+0,11-0,2-0,2= 6,82 (m) ( ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4).  Xác định nhịp tính toán của dầm AB. l AB L1  t hc  2 2 =2,4 - 0,11+0,2= 2,49 (m) (ở đây đã lấy trục cột là trục của cột tầng 3 và tầng 4). b.Chiều cao của cột. Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. do dầm khung thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang( dầm có tiết diện nhỏ hơn) Xác định chiều cao của cột tầng 1. Lựa chọn chiều sâu chon móng từ mặt đất tự nhiên( cốt -0.45) trở xuống: hm= 500 (mm)= 0,5 m ht1 = 4,4 (m) (với Z=0.45m là khoảng cách từ cốt  0.00 đến mặt đất tự nhiên). Xác định chiều cao của cột tầng 2,3,4. Ht2 = ht3 = ht4 = 3,7 (m) Ta có sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình sau: 7 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 1. Sơ đồ kết cấu khung ngang III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ. 1. Tĩnh tãi đơn vị.  Tĩnh tải sàn phòng học. gs = 422,6 (daN/m2)  Tĩnh tải sàn hành lang. ghl =367,6 (daN/m2) 8 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II  Tĩnh tải sàn mái. gm  383 (daN/m2)  Tường xây 220. gt 2  514 (daN/m2)  Tường xây 110. gt1= 296 (daN/m2) 2. Hoạt tải đơn vị.  Hoạt tải sàn phòng học. ps = 240(daN/m2)  Hoạt tải sàn hành lang. phl  360(daN/m2)  Hoạt tải sàn mái và sêno. gm  97,5(daN/m2) 3. Hệ số quy đổi tải trọng. a.Với ô sàn lớn kích thước 7x4,1(m). Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình thang. Để quy đổi sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta cần xác định hệ số chuyển đổi k. k 1  2  2   3 với β= B = 4,1 =0,29→k =¿ 0,856 2l 2 2× 7 b.Với ô sàn hành lang kích thước 2,4x4,1 (m). Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác. Để quy đổi sang dạng 5 tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số k= 8 =0,625 IV. XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG. + Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm, cột khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính. + Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo 2 cách: - Cách 1: chưa quy đổi tải trọng - Cách 2: quy đổi tải trọng thành phân bố đều. 1. Tĩnh tải tầng 2,3,4 9 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 2. Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng 2,3,4 10 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN TT 1. 2. 1. TT 1. 2. 3. 1. 2. 1. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m Loại tải trọng và cách tnh g1 Do trọng lượng tường xây trến dâầm cao:3,7- 0,65= 3,05 gt2 = 514x3,05 Do tải trọng từ sàn truyếần vào dưới hình dạng thang với tung độ lớn nhâết: gth = 422,6x(4,1 - 0,22)=1639,69 Đổi ra phân bốế đếầu với : k = 0,856 1639,69x0,856 Cộng và làm tròn: Kếết quả 1567,7 1403,6 2971,3 g2 Do tải trọng từ sàn truyếần vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhâết: gtg =367,6x(2,4 - 0,22)= 801,3 Đổi ra tải trọng phân bốế đếầu: 500,8 801,3 x 0,625 500,8 Cộng và làm tròn: TĨNH TẢI TẬP TRUNG – daN Loại tải trọng và cách tính Kết quả GC Do trọng lượng bản thân dầm dọc :0,22 x 0,35 2500 x 1,1 x 0,22 x 0,35 x 4,1 868,2 Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc cao 3,7 - 0,35= 3,35 (m) với hệ số giảm lỗ cửa 0,7: 4941,9 514 x 3,35 x 4,1 x 0,7 Do trọng lượng sàn truyền vào : 1590,5 422,6 x (4,1-0,22) x (4,1-0,22)/4 7400,6 Cộng và làm tròn: GB Giống như mục 1,2,3 ở của GC đã tính ở trên 7400,6 Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào: 376,6 x[(4,1- 0,22)+(4,1-2,4)]x(2,4-0,22)/4 1117,9 Cộng và làm tròn: 8518,5 GA Do trọng lượng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,35 11 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN TT 2. 3. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Loại tải trọng và cách tính 2500 x 1,1 x 0,22 x 0,35 x 4,1 Do trọng lượng sàn hành lang truyền vào (đã tính ở trên) Do lan can xây tường 110 cao 900 mm truyền vào: 296 x 0,9 x 4,1 Cộng và làm tròn: 2. Tĩnh tải tầng mái: Hình 3. Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng mái 12 Kết quả 868,2 1117,9 1092,24 3078,34 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Để tính toán tải trọng tĩnh tải phân bố đều trên mái, trước hết ta phải xác định kích thước của tường thu hồi xây trên mái. Dựa vào mặt cắt kiến trúc , ta có diện tích tường thu hồi xây trên nhịp BC là: St1= 6,772 (m2) Như vậy nếu coi tải trọng tường phân bố đều trên nhịp BC thì tường có tọa độ cao trung bình là: 6,772 ht1= St1/L2 = 7+0,22 = 0,938(m) tính toán tương tự cho nhịp AB, trong đoạn này tường có chiều cao trung bình bằng: 1,302 ht2= St2/L1 = 2,4 =0,543(m) TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI – daN/m TT Loại tải trọng và cách tính g1m 1. Do trọng lượng tường thu hồi cao trung bình m: gt1 = 296 x 0,938 = 277,65 2. Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: ght = 383 x (4,1- 0,22)= 1505,44 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856 1505,44 x 0,856 Cộng và làm tròn: TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI – daN/m (tiếp) TT Loại tải trọng và cách tính g2m 1. Do trọng lượng tường thu hồi 110 cao trung bình 0,62 m: gt1 = 296 x 0,62= 183,5 2. Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: gtg = 383 x (2,4 - 0,22)= 834,94 Đổi ra tải phân bố đều: 834,94 x 0,625 Cộng và làm tròn: TĨNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN MÁI – daN 13 Kết quả 277,65 1288,7 1566,35 Kết quả 183,5 521,8 705,3 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN TT 1. 2. 3. 4. 1. 2. 1. 2. 3. ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Loại tải trọng và cách tính GCm Do trọng lượng bản thân dầm dọc :0,22 x 0,35 2500 x 1,1 x 0,22 x 0,35 x 4,1 Do trọng lượng ô sàn lớn truyền vào: 383 x (4,1-0,22) x (4,1-0,22)/4 Do trọng lượng sênô nhịp 0,6: 383 x 0,6 x 4,1 Tường sênô cao 0,6 m, dày 8 cm bằng betông cốt thép: 2500 x 1,1 x 0,08 x 0,6 x 4,1 Cộng và làm tròn: GBm Giống như mục 1,2 của GCm đã tính ở trên Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào: 383 x [(4,1-0,22)+(4,1-0,22)] x (2,4-0,22)/4 Cộng và làm tròn : GAm Do trọng lượng bản thân dầm dọc:0,22 x 0,3 2500 x 1,1 x 0,22 x 0,35 x 4,1 Do trọng lượng ô sàn nhỏ truyền vào( đã tính ở trên): Giống như mục 3,4 của GCm đã tính ở trên: Cộng và làm tròn Ta có sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung ( biểu diễn theo cách 1): 14 Kết quả 868,175 1441,5 942,18 541,2 3793,1 2309,7 1619,8 3929,5 868,175 1619,8 1483,4 3971,4 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 4. Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung V. XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG 1. Trường hợp hoạt tải 1. 15 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 5. Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 2,4 Sàn Sàn tầng 2 hoặc sàn tầng 4 HOẠT TẢI 1 – TẦNG 2, 4 Loại tải trọng và cách tính I P1 (daN/m) Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: PhtI =240 x 4,1 = 984 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,856 984x 0,856= 842,3 (daN/m) I I PC =P B (daN) Do tải trọng sàn truyền vào: 240 x 4,1 x 4,1/4 = 1008,6 (daN) 16 Kết quả 842,3 1008,6 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 6. Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 3 HOẠT TẢI 1 – TẦNG 3 Sàn Loại tải trọng và cách tính I P2 (daN/m) Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn nhất: I Ptg =360 x 2,4 = 864 Sàn tầng Đổi ra phân bố đều với : k = 0,625 3 864 x 0,625 = 540 (daN/m) I I P A =PB (daN) Do tải trọng sàn truyền vào: 360 x [4,1 + (4,1 - 2,4)] x 2,4/4 17 Kết quả 540 1252,8 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Hình 7. Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng mái Sàn Sàn tầng mái HOẠT TẢI 1 – TẦNG MÁI Loại tải trọng và cách tính Kết quả mI P2 (daN/m) Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: mI Ptg =97,5 x 2,4 = 234 Đổi ra phân bố đều với : k = 0,625 146,25 234 x 0,625 = 146,25 (daN/m) mI mI P A =P B (daN) Do tải trọng sàn truyền vào: 339,3 97,5 x [4,1 + (4,1 - 2,4)] x 2,4/4 ml Pc, s (daN) 18 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II Do tải trọng sênô truyền vào: 97,5 x 0,6 x 4,1 = 239,85 (daN) Hình 8. Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung 19 239,85 GVHD : NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II 2.Trường hợp hoạt tải 2. Hình 9. Sơ đồ phân hoạt tải 2 tầng 2,4 Sàn Sàn tầng 2 hoặc HOẠT TẢI 2 – TẦNG 2, 4 Loại tải trọng và cách tính P2II (daN/m) Do tải trọng từ sàn truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn nhất: 360 x 2,4 = 864 20 Kết quả
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

thumb
Năng lượng gió...
130
78479
145