CHƯƠNG I: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1. Phân tích lựa chọn dạng kết cấu cơ bản Công trình gồm nhà 4 tầng có tổng chiều cao 20,2 m ta chọn dạng kết cấu là khung bê tông cốt thép toàn khối. Phân tích lựa chọn giải pháp cho kết cấu sàn Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, có bố trí dầm đi qua cột và có dầm phụ. Ưu điểm: thi công đơn giản được sử dụng phong phú tại nước ta nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương pháp thi công, chất lượng đảm bảo do đã có đủ kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây.
Nhược điểm: chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, quá trình thi công, chi phí, thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn. Lựa chọn vật liệu sử dụng Sử dụng bê tông có cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5 MPa; Rbt = 1,05 MPa Sử dụng thép: Cốt thép chịu lực dùng thép CB400-V có: Rs = Rsc = 350 MPa Cốt thép cấu tạo dùng thép CB300-T có: Rs = Rsc = 260 MPa 1. Lựa chọn kích thước tiết diện sàn Chiều dày Kích thước ô Chiều dày sàn tính sàn dược Tên ô bản bản toán sơ bộ, mm chọnchọn, hb, mm Sàn phòng, 1 150 Giải khát 2 Sàn vệ sinh 2100 x 4180 100 1. Xác định sơ bộ tiết diện dầm Trang 2 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) Ta chọn kích thước dầm khung theo công thức kinh nghiệm: Chiều cao dầm: Trong đó: L – nhịp dầm m – hệ số, m = 8 ÷ 12 với dầm chính m = 12 ÷ 16 với dầm phụ m = 3 ÷ 4 với dầm công – xôn; k – hệ số tải trọng, k = 1,0 ÷ 1,3.
Ở đây ta chọn k = 1,0 1. Dầm theo trục BC (dầm trong phòng) Dầm có nhịp LdBC = B2 = 6000 (mm) Chiều cao dầm: 750 ÷ 500 (mm) Chọn hd = 650 (mm) Bề rộng dầm: 195 ÷ 320 (mm) Chọn bd = 220 (mm) Như vậy chọn sơ bộ dầm ngang tiết diện: D22×65 1. Dầm theo trục AB (dầm hành lang) Dầm có nhịp LdAB = B1 = 6000 (mm) Chiều cao dầm: 750 ÷ 500 (mm) Chọn hdAB = 650 (mm) Bề rộng dầm: 195 ÷ 320 (mm) Trang 3 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) Chọn bdAB = 220 (mm) – Để thuận tiện trong công tác thi công. Như vậy chọn sơ bộ dầm ngang tiết diện: D22×65 1.
Dầm theo phương dọc nhà (L1 =L2 =L3 =L4 =L5=7200 mm ) Dầm có nhịp L1 = 7200 (mm) Chiều cao dầm: 900÷ 600 (mm) Chọn hd = 650 (mm) Bề rộng dầm: 195 ÷325 (mm) Chọn bd = 220 (mm) – Để thuận tiện trong công tác thi công. Như vậy chọn sơ bộ dầm dọc tiết diện: D22×65 1. Xác định sơ bộ kích thước dầm ngăn nhà vệ sinh Dầm có nhịp L = 4180 (mm), tính toán như đối với dầm phụ Chiều cao dầm: 348 ÷ 261 (mm) Chọn hd = 350 (mm) – Để thuận tiện trong công tác thi công. Bê rộng dầm: 105 ÷ 175 (mm) Chọn bd = 220 (mm) – Để thuận tiện trong công tác thi công.
Như vậy chọn sơ bộ dầm ngăn nhà vệ sinh tiết diện: D22×35 1. Xác định sơ bộ tiết diện cột Diện tích tiết ciện cột được xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau: Trang 4 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) Trong đó: k: Hệ số xét đến ảnh hưởng của momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột. Hệ số k được lấy tùy thuộc vào độ lớn của momen trong cột (k = 1,2 ÷ 1,5).Với các cột bên trong, có thể lấy hệ số bằng k = (1,2 ÷ 1,3). Với các cột ngoài cùng, hoặc các cột tầng trên cùng hệ số k nên được lấy lớn hơn; Bê tông sử dụng có Rb = 14,5 (MPa); N: Lực nén tác dụng lên cột, sơ bộ được xác định bằng công thức: ; n: Số sàn phía trên tiết diện đang xét; S: Diện tích phạm vi truyển tải của cột; q: Tải trọng sơ bộ tác dụng lên 1 sàn.
Theo kinh nghiệm tải trọng tác dụng sàn nhà dân dụng từ 10 ÷ 15. Với công trình này lấy q = 14. Xét cột trục A Diện tích truyển tải sơ bộ: 21,6 Lực nén tác dụng lên cột: (kN) Diện tích sơ bộ cột là: 100104,83 Chọn kích thước cột trục A: 300×400 (mm). Xét cột truc B Diện tích truyền tải sơ bộ: Trang 5 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) 43,2 Lực nén tác dụng lên cột: 2419,2 (kN) Diện tích sơ bộ cột là: 200209,66 Chọn kích thước cột trúc B: 400×550 (mm).
Xét cột trục C (tương tự cột A) Nên ta chọn kích thước cột trục C: 300×400 (mm). Tổng hợp lựa chọn tiết diện Chiều Phòng Sảnh Bếp Vệ sinh Sàn mái dày bản 150 (mm) 150 (mm) 150 (mm) 100 (mm) 150 (mm) sàn Kích Dầm dọc Dầm BC Dầm WC Dầm AB thước nhà dầm 220×650 220×650 220x350 220×650 khung Kích Cột trục B Cột trục Cột trục A thước C cột 300×400 400×55 300×400 0 Trang 6 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) Mặt bằng kết cấu lập được sau khi tính toán được thể hiện như sau: Trang 7 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) CHƯƠNG II:THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 1. Lập sơ đồ tính khung 1. Xác định tải trọng tác dụng vào khung 1.
Tĩnh tải Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm và cột khung sẽ do chương trình tính toán kết cấu tự tính. Việc tính toán tải trọng tác dụng vào khung được thể hiện theo các quy đổi tải trọng thành phân bố đều. Tĩnh tải các lớp cấu tạo của từng ô sàn Tĩnh tải sàn phòng kế hoạch, hành lang, kinh doanh, giám dốc, P.Giám đốc, phòng phơi rửa bản ,giao ban và kỹ thuật in: Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, Gạch ceramic 10 2000 20 1,1 22 400x400 2, Lớp vữa liên kết 25 1800 45 1,3 58,5 3, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1,3 35,1 4, Trần thạch cao 0,07 1,2 8,04 xương kim loại Tổng cộng 92 123,6 Tĩnh tải sàn phòng vệ sinh : Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, Gạch ceramic 10 2000 20 1,1 22 2, Lớp vữa liên kết 25 1800 45 1,3 58,5 3, Bản sàn BTCT 0 2500 0 1,1 0 4, Lớp Sika chống 2 1,1 2,20 Trang 8 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) thấm 5, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1,3 35,1 Tổng cộng Sàn vệ sinh 94 117,8 Tĩnh tả sàn mái seno (M2): Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, láng vữa XM 20 1800 45 1, 58,50 3 2, Lớp Sika chống 2 1, 2,20 thấm 1 3, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1, 35,10 3 Tổng cộng 74 95,8 Tĩnh tải sàn mái (M3): Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, gạch lá nem 10 1500 15 1, 16,5 1 2, Lớp vữa lót 20 1800 36 1, 46,8 3 3, Lớp Vữa chống 10 1800 18 1, 23,4 thấm 3 4, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1, 35,10 3 5, Trần thạch cao 7 1, 8,04 xương KL 2 Tổng cộng 103 129,84 Tĩnh tải sàn mái (M1): Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, Gạch lá nem 10 1500 15 1, 16,5 1 2, Lớp vữa chống 10 1800 18 1, 23,4 Trang 9 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) thấm 3 3, Lớp vữa lót 20 1800 36 1, 46,8 3 4, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1, 35,10 3 Tổng cộng 96 121,8 Tĩnh tải sàn cầu thang: Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, Mặt bậc ốp đá 20 2800 56 1,3 72,8 Mable 2, Bậc xây gạch 18 1800 32,4 1,1 35,64 3, Lớp vữa lót 25 1800 45 1,3 58,5 4, Lớp vữa trát trần 15 1800 27 1,3 35,1 Tổng cộng 160,4 202,04 Tường xây 220 (gồm tường dày 220mm và 2 lớp trát dày 30mm): Chiều dày sàn Cấu tạo sàn 1, Tường gạch 220 1800 396 1, 435,6 1 2, Lớp vữa trát 2 bên 2×15 1800 54 1, 70,2 3 Tổng cộng Tường 220 153,4 505,8 Tường xây 110 (gồm tường dày 110mm và 2 lớp trát dày 30mm): Chiều dày sàn Cấu tạo sàn Trang 10 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) 1, Tường gạch 110 1800 198 1, 217,8 1 2, Lớp vữa trát 2 bên 2×15 1800 54 1, 70,2 3 Tổng cộng Tường 110 153,4 288 1. Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm Tải trọng do tường xây tác dụng lên dầm: Trong đó: Tải trọng tường xây đối với các tầng 2 (Htang = 3,6 m) Tải trọng tường xây 220 tác dụng lên dầm AB (D22×65) Vì trên dầm AB có lỗ cửa lên phải trừ đi tải trọng lỗ cửa để đơn giản ta nhân cho hệ số giảm lỗ cửa là 0,85 Tải trọng tường xây 220 tác dụng lên dầm BC (D22×65) Vì trên dầm BC có lỗ cửa lên phải trừ đi tải trọng lỗ cửa để đơn giản ta nhân cho hệ số giảm lỗ cửa là 0,85 Tải trọng tường xây 110 tác dụng lên dầm ngăn nhà vệ sinh (D22×35) Tải trọng tường xây 220 tác dụng lên dầm dọc nhà Trang 11 MAI VĂN AN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG- THIẾT KẾ KHUNG BTCT (ĐTT) + Đối với dầm dọc trục 1-2 (D22×65), khi tính toán phải nhân với hệ số giảm lỗ ô cửa.
+ Đối với dầm dọc trục 2-3 (D22×65), khi tính toán phải nhân với hệ số giảm lỗ ô cửa. + Đối với dầm dọc trục 3-4 (D22×65), khi tính toán phải nhân với hệ số giảm lỗ ô cửa. + Đối với dầm dọc trục 4-5 (D22×65), khi tính toán phải nhân với hệ số giảm lỗ ô cửa. + Đối với dầm dọc trục 5-6 (D22×65), khi tính toán phải nhân với hệ số giảm lỗ ô cửa.