Đồ Án Môn Học Về Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Trong Công Trình Dân Dụng

Đồ án nghiên cứu môn học kết cấu btct công trình dân dụng, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Vũ Hoàng Minh
• Người hướng dẫn: Cao Tấn Ngọc Thân
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Đồ án môn học kết cấu btct công trình dân dụng
• Loại tài liệu: đồ án
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
• 1.1. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
• 1.2. TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
• 1.3. CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ VẬT LIỆU
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
• 2.1. LỰA CHỌN HỆ KẾT CẤU SÀN
• 2.2. TÍNH TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC
• 2.2.1. Sơ bộ chiều dày sàn
• 2.2.2. Sơ bộ tiết diện dầm
• 2.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
• 2.3.1. Tải trọng thường xuyên

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) là một phần quan trọng trong chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật xây dựng. Môn học này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên áp dụng vào thực tiễn. Đồ án giúp sinh viên hiểu rõ về các tiêu chuẩn thiết kế, phương pháp tính toán và các loại kết cấu trong công trình dân dụng.

1.1. Mục tiêu của đồ án kết cấu BTCT

Mục tiêu chính của đồ án là giúp sinh viên nắm vững các nguyên tắc thiết kế và tính toán kết cấu BTCT. Sinh viên sẽ học cách áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành và thực hiện các tính toán cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

1.2. Các loại kết cấu trong công trình dân dụng

Trong đồ án, sinh viên sẽ được tìm hiểu về các loại kết cấu như dầm, cột, sàn và móng. Mỗi loại kết cấu có những đặc điểm riêng và yêu cầu thiết kế khác nhau, từ đó giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về hệ thống kết cấu trong công trình.

II. Thách thức trong thiết kế kết cấu BTCT công trình dân dụng

Thiết kế kết cấu BTCT đối mặt với nhiều thách thức, từ việc lựa chọn vật liệu đến tính toán tải trọng. Các yếu tố như tải trọng gió, tải trọng động đất và các yếu tố môi trường khác đều ảnh hưởng đến thiết kế. Việc hiểu rõ các thách thức này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình.

2.1. Tải trọng và tác động trong thiết kế

Tải trọng là yếu tố quan trọng trong thiết kế kết cấu. Tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời cần được tính toán chính xác để đảm bảo kết cấu có thể chịu được các tác động trong suốt thời gian sử dụng.

2.2. Ảnh hưởng của môi trường đến kết cấu

Môi trường có thể tác động lớn đến tuổi thọ và độ bền của kết cấu BTCT. Các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ và hóa chất có thể làm giảm chất lượng của vật liệu, do đó cần có các biện pháp bảo vệ phù hợp.

III. Phương pháp thiết kế kết cấu BTCT hiệu quả

Để thiết kế kết cấu BTCT hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại và các phần mềm hỗ trợ. Việc sử dụng phần mềm thiết kế giúp giảm thiểu sai sót và tăng độ chính xác trong tính toán.

3.1. Sử dụng phần mềm thiết kế kết cấu

Phần mềm thiết kế như SAP2000, ETABS giúp sinh viên mô phỏng và tính toán các loại kết cấu phức tạp. Việc sử dụng phần mềm không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong thiết kế.

3.2. Tiêu chuẩn thiết kế và quy phạm

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế như TCVN 2737:2023 và TCVN 5574:2018 là rất quan trọng. Các tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn chi tiết về tải trọng, vật liệu và phương pháp tính toán cần thiết cho thiết kế kết cấu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của đồ án kết cấu BTCT

Đồ án kết cấu BTCT không chỉ là lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn rõ ràng. Sinh viên có thể áp dụng kiến thức đã học vào các dự án xây dựng thực tế, từ đó nâng cao kỹ năng và kinh nghiệm làm việc.

4.1. Các dự án thực tế áp dụng kết cấu BTCT

Nhiều công trình dân dụng hiện nay sử dụng kết cấu BTCT như nhà ở, trung tâm thương mại và các công trình công cộng. Việc áp dụng đúng các phương pháp thiết kế sẽ giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các công trình này.

4.2. Kết quả nghiên cứu từ đồ án

Các nghiên cứu từ đồ án kết cấu BTCT đã chỉ ra rằng việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường độ bền cho công trình. Những kết quả này có thể được sử dụng để cải tiến các phương pháp thiết kế trong tương lai.

V. Kết luận và tương lai của đồ án kết cấu BTCT

Đồ án môn học kết cấu BTCT là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật xây dựng. Tương lai của ngành này sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp thiết kế tiên tiến.

5.1. Xu hướng phát triển trong thiết kế kết cấu

Xu hướng hiện nay là áp dụng công nghệ thông tin và các phần mềm thiết kế hiện đại vào quá trình thiết kế kết cấu. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn giảm thiểu sai sót trong thiết kế.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực kết cấu BTCT là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Việc cải tiến các phương pháp thiết kế và vật liệu sẽ giúp nâng cao chất lượng công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Công tác thiết kế kết cấu bê tông cốt thép tuân thủ các quy định, quy phạm, hướng dẫn, tiêu chuẩn thiết kế do Bộ Xây dựng và Nhà nước Việt Nam ban hành. Chủ yếu gồm có: - TCVN 2737:2023 - Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 5574:2018 - Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.2 TẢI TRỌNG THIẾT KẾ - Khi thiết kế công trình phải tính đến các tải trọng sinh ra trong quá trình sử dụng, xây dựng cũng như trong quá trình chế tạo, bảo quản và vận chuyển kết cấu. - Khi tính toán thiết kế nhà cao tầng, hai đặc trưng cơ bản của tải trọng là tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán.

- Tải trọng tính toán (hay tải trọng thiết kế) là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số độ tin cậy của tải trọng. - Tải trọng tiêu chuẩn là đặc trưng cơ bản, đại diện của tải trọng. - Hệ số độ tin cậy là hệ số tính đến khả năng sai lệch bất lợi của tải trọng thiết kế so với giá trị tiêu chuẩn của tải trọng, được xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến. - Các tổ hợp tải trọng được thiết lập từ những phương án tác dụng đồng thời của các tải trọng khác nhau, có kể đến khả năng thay đổi sơ đồ tác dụng của tải trọng.

Khi tính tổ hợp tải trọng hay nội lực tương ứng phải nhân với hệ số tổ hợp. - Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737:2023 “Tải trọng và tác động”, tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) tùy theo thời gian tác dụng của chúng. Tải trọng thường xuyên (G - tĩnh tải) - Tải trọng tồn tại trong suốt thời hạn sử dụng theo thiết kế của công trình xây dựng và sự thay đổi giá trị tính toán của tải trọng là rất nhỏ so với giá trị trung bình của tải trọng; hoặc là tải trọng mà sự thay đổi giá trị tính toán của tải trọng luôn đơn điệu theo một chiều đến khi đạt tới giá trị giới hạn. - Tải trọng thường xuyên gồm có: + Khối lượng các phần nhà và công trình, gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, các bộ phận phi kết cấu.

+ Khối lượng và áp lực của đất (lấp và đấp), áp lực tạo ra do việc khai thác mỏ. 2 GVHD: CAO TẤN NGỌC THÂN SVTH: VŨ HOÀNG MINH MSSV: B2204215 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRƯỜNG BÁCH KHOA MÃ ĐỀ: KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG + Ứng lực tự tạo hoặc có trước trong kết cấu hay nền móng (kể cả ứng suất trước), các tác động do co ngót và lún không đều. - Trọng lượng bản thân được xác định theo cấu tạo kiến trúc của công trình bao gồm tường, cột, dầm, sàn các lớp vữa trát, ốp, lát, các lớp cách âm, cách nhiệt, chống thấm,. và theo trọng lượng đơn vị vật liệu sử dụng.

Hệ số độ tin cậy của trọng lượng bản thân thay đổi từ 1.1 - Hệ số độ tin cậy về tải trọng γ f của trọng lượng kết cấu, đất, thiết bị và vật liệu STT Các loại kết cấu và đất Hệ số độ tin cậy γ f 1 Kim loại, trừ trường hợp nêu trong 7.05 2 Bê tông (có khối lượng thể tích trung bình lớn hơn 1600 kg/m3, bê 1.1 tông cốt thép, khối xây, gỗ. 3 Bê tông (có khối lượng thể tích trung bình hoặc bằng 1600 kg/m3, các lớp ngăn cách, lớp căn phẳng, lớp hoàn thiện (bản, vật liệu cuộn, độn, lớp láng phẳng, và tương tự), được sản xuất, chế tạo: + Trong nhà máy 1.2 + Ngoài công trường 1.3 4 Đất nguyên thổ 1.15 6 Thiết bị cố định 1.05 7 Lớp ngăn cách của thiết bị cố định 1.2 CHÚ THÍCH: Khi xác định tải trọng do đất, cần kể đến tải trọng do vật liệu chất đống, thiết bị, phương tiện giao thông truyền lên đất. 3 GVHD: CAO TẤN NGỌC THÂN SVTH: VŨ HOÀNG MINH MSSV: B2204215 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRƯỜNG BÁCH KHOA MÃ ĐỀ: KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Bảng 1.2 - Trọng lượng riêng tiêu chuẩn của một số loại vật liệu STT Vật liệu Đơn vị Trọng lượng riêng tiêu Hệ số độ tin tính chuẩn cậy γ f 1 Bê tông cốt thép kN/m3 25 1.1 2 Vữa xi măng cát kN/m3 18 1.3 3 Gạch Ceramic (40x40) cm kN/m3 20 1.2 4 Trần thạch cao khung nhôm chìm kN/m2 0.2 5 Tường 100 gạch ống kN/m2 1.2 6 Tường 200 gạch ống kN/m2 3.2 7 Tường 100 gạch thẻ kN/m2 2 1.2 8 Tường 200 gạch thẻ kN/m2 4 1.2 9 Lớp màn chống thấm kN/m2 0.3 10 Vữa trát trần kN/m3 18 1.3 11 Hệ thống thiết bị kỹ thuật kN/m2 0.2 Tải trọng tạm thời (Q - hoạt tải) - Tải trọng mà sự thay đổi độ lớn hoặc hướng của tải trọng phải được kể đến. - Tải trọng tạm thời dài hạn (QL): Tải trọng tạm thời mà sự thay đổi giá trị tính toán của tải trọng trong suốt thời gian sử dụng theo thiết kế của công trình xây dựng là rất nhỏ (đến mức có thể bỏ qua) so với giá trị trung bình của tải trọng.

- Tải trọng tạm thời ngắn hạn (Qt): Tải trọng tạm thời mà thời hạn tác dụng của các giá trị tính toán của tải trọng nhỏ hơn đáng kể so với thời hạn sử dụng của công trình xây dựng. - Tải trọng tạm thời ngắn hạn được tính toán như sau: Qt = Qk , t x γ f Trong đó:  Q t - Tải trọng tạm thời ngắn hạn tính toán (kN/m2)  Q k , t - Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng tạm thời ngắn hạn (kN/m2)  γ f - Hệ số độ tin cậy về tải trọng - Tùy theo công năng sử dụng của từng tầng mà tải trọng chất lên đó có các giá trị được quy định trong TCVN 2737 - 2023. 4 GVHD: CAO TẤN NGỌC THÂN SVTH: VŨ HOÀNG MINH MSSV: B2204215 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRƯỜNG BÁCH KHOA MÃ ĐỀ: KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Bảng 1.3 Tải trọng tạm thời ngắn hạn tác dụng lên công trình Các ô sàn chức năng Tải trọng ngắn hạn Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kN/m ) 2 γ f (kN/m2) Phòng Họp 1.95 Phòng Làm Việc 1.9 * Ghi chú: - Hệ số độ tin cậy trong bảng trên được lấy như sau (Theo TCVN 2737 - 2023): + Hệ số độ tin cậy γ f = 1.5 các tải trọng phân bố đều nêu trong bảng trên lấy bằng 1.3 Tải trọng gió - Đối với nhà và công trình phải xét các tác động do gió gây ra sau đây: + Dạng chính của tải trọng gió (hay còn gọi là “tải trọng gió chính”, xem 10.2); + Dạng kích động xoáy cộng hưởng + Dao động mất ổn định khí động dạng uốn, xoắn vặn, uốn - xoắn. - Dạng chính của tải trọng gió liên quan tới tác động trực tiếp của gió lớn nhất lên nhà và công trình cho các vị trí xây dựng và phải được kể đến khi thiết kế mọi nhà và công trình.

- Dạng kích động xoáy cộng hưởng và dao động mất ổn định khí động phải được kể đến đối với nhà, kết cấu bụng đặc hoặc các phần riêng lẻ của chúng mà có trục trung tâm thẳng (hoặc gần thẳng, cũng như có hình dạng và kích thước tiết diện ngang không đổi hoặc thay đổi uyển chuyển với độ mảnh hiệu dụng λ e > 20, trong đó λ e được xác định theo F. Tiêu chí xảy ra dao động mất ổn định khí động được quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế. Khi thiết kế công trình thì cần sử dụng các giải pháp kiến trúc và giải pháp kết cấu để không xảy ra dao động mất ổn định khí động. - Dao động mất ổn đinh khí động dạng uốn, xoắn vặn, uốn - xoắn được nêu trong các tiêu chuẩn khác có liên quan đến tải trọng gió hoặc trong các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành - Hệ số tin cậy về tảii trọng γ f đối với tải trọng gió chính được lấy bằng 2.1; khi tính toán kích động xoáy cộng hưởng thì hệ số độ tin cậy về tải trọng γ f lấy bằng 1.

- Hệ số hiệu ứng giật G f : 5 GVHD: CAO TẤN NGỌC THÂN SVTH: VŨ HOÀNG MINH MSSV: B2204215 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRƯỜNG BÁCH KHOA MÃ ĐỀ: KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG + Hệ số hiệu ứng giật G f là hệ số phản ứng của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng gió (bao gồm cả thành phần phản ứng tĩnh và thành phần phản ứng động của kết cấu). + Đối với kết cấu “cứng” (có chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất T1 ≤ 1s) thì G f có thể lấy bằng 0. + Đối với kết cấu “mềm” (có chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất T1 > 1s) thì G f có thể được xác định theo công thức: 1 + 1.7 x g v x I ( Z s ) Trong đó:  I ( Z s ) là độ rối ở độ cao tương đương Zs, xác định theo công thức: 10 61 I ( Z s ) = cr x ( ) Zs Cr là hệ số phụ thuộc vào các dạng địa hình khác nhau, lấy theo Bảng 10; Zs là độ cao tương đương của công trình, lấy bằng 0.6h; h là chiều cao của công trình;  gQ là hệ số đỉnh cho thành phần xung của gió, lấy bằng 3.4;  gv là hệ số đỉnh cho thành phần phản ứng của gió, lấy bằng 3.4;  gR là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió Q là hệ số kể đến thành phần phản ứng nền của kết cấu chịu tải trọng gió R là hệ số phản ứng cộng hưởng. - Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió Wk tại độ cao tương đương Ze được xác định theo công thức: W k = W 3 s ,10 x k ( Z e ) x c x G f Trong đó:  W 3 s ,10 là áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: W 3 s ,10 = ( γ τ x W 0 ) với γ τ là hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm, lấy bằng 0.852; W 0 là áp lực gió cơ sở (xem 3.1), tính bằng daN/ m2, tương ứng với vận tốc gió cơ sở V0 (xem 3.

W 0 được xác định theo 10.4) và được xác định theo 10.5;  c là hệ số khí động, xác định theo 10.