CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG 2 1. Số liệu đồ án Thiết kế khung BTCT toàn khối cho công trình nhà 5 tầng có số liệu bổ sung như bảng. Hoạt tải pc Vùng STT H1 (m) H2 (m) H3 (m) (kG/m2) gió 74 3,9 4,2 4,2 350 IIa Hình 1. Mặt bằng kiến trúc điển hình 1.
Lựa chọn giải pháp về kết cấu cho công trình 1. Lựa chọn giải pháp kết cấu tổng thể Trong thiết kế kết cấu nhà vấn đề kết cấu chiếm vị trí rất quan trọng. Việc chọn các hệ kết cấu khác nhau trực tiếp liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng và độ cao các tầng, thiết bị điện và đường ống, yêu cầu về kỹ thuật thi công và tiến độ thi công, giá thành công trình. SVTH: Quốc Quân 1 ĐỒ ÁN BTCT2 1.
Hệ kết cấu chịu lực chính Theo “Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép – PGS.TS Lê Thanh Huấn” có thể lựa chọn hợp lý kết cấu chịu lực theo số tầng như trên đồ thị như sau: Hình 1. Sơ đồ lựa chọn kết cấu theo số tầng Đối với hệ kết cấu khung, khi tính toán thường dựa vào chiều dài L và chiều rộng B của công trình để quy ước: - Khi tỉ số L/B ≥ 1,5 và mặt bằng lưới cột theo từng phương song song nhau: có thể cắt ra từng khung phẳng để tính xem các cột và dầm theo phương ngang nhà hợp thành hệ khung ngang độc lập chịu lực chính. Các dầm dọc chỉ đóng vai trò giữ ổn định cho các khung ngang và chịu một phần tải trọng đứng theo phương dọc. - Khi tỉ số L/B < 1,5 độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch nhau không nhiều, hoặc mặt bằng lưới cột của công trình có hình dạng phức tạp, đặc biệt, công trình có vách, lõi cứng,.
thường chọn tính nội lực theo sơ đồ khung không gian. => Hệ kết cấu chịu lực chính: tính nội lực theo sơ đồ khung không gian. Hệ kết cấu sàn Chọn lựa giải pháp kết cấu sàn: Căn cứ vào đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình cùng cơ sở phân tích sơ bộ ở trên. Ta lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình.
Lựa chọn phương án kết cấu công trình Căn cứ vào đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình cùng cơ sở phân tích sơ bộ ở trên. Ta lựa chọn phương án thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối kết hợp hệ khung không gian chịu lực cho công trình. SVTH: Quốc Quân 2 ĐỒ ÁN BTCT2 1. Lựa chọn giải pháp vật liệu cho công trình Vật liệu được chọn phù hợp với khả năng sản xuất cung ứng của các đơn vị sản xuất vật liệu trong nước, đồng thời phù hợp với trình độ, kĩ thuật và năng lực của đơn vị thi công.
Từ những phân tích trên ta chọn vật liệu cho kết cấu công trình bằng BTCT, để hợp lý với kết cấu ta phải sử dụng bê tông cấp độ phù hợp. Dự kiến các vật liệu xây dựng chính sử dụng như sau: Bê tông : Đối với các kết cấu chính của công trình sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có : Rb = 14,5 (Mpa); Rbt = 1,05 (Mpa); Đối với bê tông lót móng sử dụng bê tông cấp độ bền B12,5 có : Rb = 7,5 (Mpa); Rbt = 0,6 (Mpa); Cốt thép: Sử dụng các loại thép Théo d ≥ 10 chọn loại CB300V, Rs = Rsc = 260 Mpa, Es = 200000 Mpa Thép d < 10 chọn loại CB240T, Rs = 210 Mpa, Rsw = 170 Mpa, Es = 200000 Mpa - Các tường gạch sử dụng mác 75#, vữa XM mác 50#. Tính toán sơ bộ kích thước các cấu kiện 1. Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn.
- Chọn kích thước sàn căn cứ vào các cạnh của ô bản. Chiều dày sàn tính theo công thức: D hs=. l m Trong đó : L: Chiều dài cạnh ngắn của ô sàn m = (3035) cho bản loại dầm, m = (3545) cho bản loại kê bốn cạnh. m = (1018) cho bản loại conson.
D = (0,81,4) Hệ số phụ thuộc và tải trọng tác dụng lên bản. SVTH: Quốc Quân 3 ĐỒ ÁN BTCT2 Hình 1. Mặt bằng chia ô sàn tầng điển hình - Tính cho ô sàn lớn nhất là S16 (l1xl2 = 4000x4200)mm của tầng điển hình. Ta có: ; sàn làm việc theo 2 phương.
Tải trọng sàn tầng điển hình không lớn, ở đây ta chọn D = 1; m = 45 (mm). Đê thống nhất chiều dày sàn của tầng ta chọn chiều dày của sàn tầng điển hình là 100 mm. Chọn sơ bộ kích thước thiết diện dầm Chọn kích thước dầm căn cứ vào nhịp dầm. L Chiều cao tiết diện dầm: m Trong đó : L: nhịp dầm m = 1/81/12, đối với dầm chính đơn lẻ; m = 1/101/14, đối với dầm chính liên tục m = 1/121/20, đối với dầm phụ Chiều rộng b = (0,30,5)h.
SVTH: Quốc Quân 4 ĐỒ ÁN BTCT2 Dầm chính dọc trục A,B,C,D,E,G - Nhịp 1-2; 2-3; 4-5; 5-6 có L = 8m + Chiểu cao tiết diện dầm: + Chọn hd = 700 mm; Bề rộng tiết diện dầm b = (0,30,5)700 = (21035)mm; + Chọn bd = 300 mm - Nhịp 3-4 có L = 2m + Chiểu cao tiết diện dầm: + Chọn hd = 300 mm; Bề rộng tiết diện dầm b = (0,30,5)300 = (9015)mm; + Chọn bd = 300 mm (bằng với bề rộng dầm nhịp 2-3 và 4-5 để dễ bố trí thép) Dầm chính dọc trục 1,2,3,4,5, - Nhịp AB, EG có L = 6m + Chiểu cao tiết diện dầm: + Chọn hd = 500 mm; Bề rộng tiết diện dầm b = (0,30,5)500 = (150250)mm; + Chọn bd = 250 mm - Nhịp BC, CD, và DE có L = 4,2m (và 3,9m) + Chiểu cao tiết diện dầm: + Chọn hd = 400 mm; Bề rộng tiết diện dầm b = (0,30,5)400 = (120200)mm; + Chọn bd = 250 mm (bằng với bề rộng dầm nhịp AB và EG để dễ bố trí thép) Các dầm phụ - Dầm phụ nhịp AB, EG nhịp L = 6m + Chiểu cao tiết diện dầm: + Chọn hd = 400 mm; Bề rộng tiết diện dầm b = (0,30,5)400 = (120200)mm; + Chọn bd = 200 mm - Các dầm phụ còn lại chọn kích thước tiết diện là: bdxhd = 200x300 (mm) - Dầm conson, nhịp L = 1,3m + Chiểu cao tiết diện dầm: SVTH: Quốc Quân 5 ĐỒ ÁN BTCT2 + Chọn hd = 300 mm; + Chọn bề rộng dầm conson bằng với bề rộng của dầm phía trong nó. - Các dầm phụ khác chọn tiết diện + Chọn hd = 300 mm; bd = 200 mm Hình 1. Mặt bằng kết cấu dầm sàn tầng điển hình 1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột: kt.
N Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức: A = Rb 0 Trong đó: + Với bêtông có cấp bền nén B20 thì Rb = 11,5Mpa = 11500(kN/m2) +kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột. -Với cột trong nhà ta lấy kt = 1,1÷1,2 -Với cột biên ta lấy kt = 1,2÷1,3 -Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,3÷1,5 +N: lực nén được tính toán gần đúng như sau: N = mS.FS Trong đó: SVTH: Quốc Quân 6 ĐỒ ÁN BTCT2 mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét. FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét. q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn.
Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế. Với sàn nhà ở kiểu căn hộ lấy q = 10 kN/m2 - Công trình nhà 5 tầng, trong đó: + Chiều cao tầng trệt là 3,8m; chiều cao tầng điển hình là 2,9m. Cột góc A1,A3,A4,A6,G1,G3,G4,G6: Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 35x35 cm (A =1225 cm2) áp dụng cho tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 30x30 cm. Điều kiện khống chế độ mảnh: Trong đó: l0 là chiều dài tính toán cột lớn nhất: l0 = 0,7(Ht -hd)= 0,7(3800-700) = 2170 (mm) Ta có: (thỏa mãn) Cột biên B1,B3,B4,B6,E1,E3,E4,E6: Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 35x45 cm (A =1575 cm2) áp dụng tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 30x40 cm Cột biên C1,C3,C4,C6,D1,D3,D4,D6: Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 35x35 cm (A =1225 cm2) áp dụng tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 30x30 cm Cột biên A2, A5, G2, G5: SVTH: Quốc Quân 7 ĐỒ ÁN BTCT2 Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 40x50 cm (A =2000 cm2) áp dụng tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 35x45 cm Cột trong nhà B2,B5,E2,E5: Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 40x50 cm (A =2000 cm2) áp dụng tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 35x45 cm Cột trong nhà C2,C5,D2,D5: Diện tích mặt sàn truyền tải: Diện tích cột: Chọn kích thước tiết diện cột: bc x hc = 40x40 cm (A =1600 cm2) áp dụng tầng trệt và lầu 1, từ lầu 2 đến mái lấy bc x hc = 35x35 cm SVTH: Quốc Quân 8 ĐỒ ÁN BTCT2 Hình 1.
Mặt bằng lưới cột 1. Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình 1. Tĩnh tải trên sàn 1. Tải trọng các lớp cấu tạo sàn Bảng 1.
Tĩnh tải sàn trong phòng, sàn hành lang KL Chiều Tải tiêu Tải tính Các lớp Hệ số riêng dày chuẩn toán cấu tạo tin cậy kN/m3 m kN/m2 kN/m2 Gạch ceramic 20 0,01 0,2 1,1 0,22 Vữa lót 20 0,02 0,4 1,3 0,52 Vữa trát trần 20 0,015 0,3 1,3 0,39 Tổng các lớp cấu tạo 0,9 1,13 Bản sàn BTCT 25 0,1 2,5 1,1 2,75 SVTH: Quốc Quân 9 ĐỒ ÁN BTCT2 Tổng cộng 3,4 3,88 Bảng 1. Tĩnh tải sàn vệ sinh, ban công, sân phơi Tải Tải KL Chiều Các lớp tiêu Hệ số tính riêng dày cấu tạo chuẩn tin cậy toán kN/m3 m kN/m2 kN/m2 Gạch chống trơn 20 0,01 0,2 1,1 0,22 Vữa lót và tạo dốc 20 0,03 0,6 1,3 0,78 Lớp màng chống thấm 0,4 1,3 0,52 Vữa trát trần 20 0,015 0,3 1,3 0,39 Tổng các lớp cấu tạo 1,5 1,91 Bản sàn BTCT 25 0,1 2,5 1,1 2,75 Tổng cộng 4,0 4,66 SVTH: Quốc Quân 10 ĐỒ ÁN BTCT2 Bảng 1.