Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Chương I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CƠNG TRÌNH 1.Các 1.1 Cơ sở thiết kế TCVN 2737 – 1995 : Tải trọng tác động (Tiêu chuẩn thiết kế) TCXDVN 356 – 2005 : Kết cấu Bêtông Bêtông cốt thép (Tiêu chuẩn thiết kế) Sổ tay thực hành kết cấu cơng trình PGS.PTS Nguyễn Mạnh Hùng 1.1.1 Vùng gió Cơng trình “ Ký túc xá trường Trung cấp Tài Chính Phú Yên” xây dựng thành phố Tuy Hòa – tỉnh Phú Yên Theo phụ lục E1 – phân vùng áp lực gió theo địa danh hành TCVN 2737 : 1995 (Tải trọng tác động) cơng trình thuộc vùng gió III.B có W0 = 1,25 kN/m 1.2 Hình dạng cơng trình sơ đồ bố trí kết cấu 1.2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu Công trình: “Ký túc xà trường Trung Cấp Phú n” có mặt đơn giản, có tính chất đối xứng cao Chiều dài cơng trình tương đối lớn (50,65 m) cần phân chia cơng trình theo chiều dài nhà khe kháng chấn ke co giãn nhiệt…nhằm giảm tác động xấu tới cơng trình động đất co giãn nhiệt gây Hệ thống kết cấu cần bố trí để trường hợp tải trọng, sơ đồ làm việc kết cấu rõ ràng mạch lạc truyền tải cách mau chóng tới móng cơng trình Tránh dùng sơ đồ kết cấu có cánh mỏng kết cấu dạng cơngxon theo phương ngang loại kết cấu dễ bị phá hoại tác dụng động đất gió bão 1.2.2 Theo phương đứng Độ cứng kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải thiết kết giảm dần lên phía Cần tránh thay đổi độ cứng hệ kết cấu đột ngột (như làm việc thông tầng giảm cột thiết kế dạng hẫng chân, dạng giật cấp ) Trong trường hợp đặc biệt nói người thiết kế cần phải có biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh phá hoại vùng xung yếu SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -1| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên 2.Phân tích lựa chọn phương án kết cấu 2.1 Kết cấu 2.1.1 Khung chịu lực Hệ kết cấu khung chịu lực tạo thành từ cấu kiện dầm, cột liên kết cứng nút tạo thành hệ khung phẳng khung không gian dọc theo trục lưới cột mặt nhà Khung bê tông cốt thép thường đổ liền khối Tuy nhiên nhà cao tầng việc thi công kết cấu dạng dầm, cột trở nên phức tạp độ cao lớn Nhược điểm khắc phục việc sử dụng cấu kiện đúc sẵn công xưởng lắp ghép Khung BTCT lắp ghép khó thực liên kết cứng, địi hỏi độ xác cao lắp ghép xét đến q trình tính tốn Hệ khung túy có độ cứng uốn thấp theo phương ngang nên bị hạn chế sử dụng nhà có chiều cao 40m Trong kiến trúc nhà cao tầng có phận hộp thang máy, thang bộ, tường ngăn bao che liên tục chiều cao nhà sử dụng lõi vách cứng nên hệ kết cấu khung chịu lực túy thực tế không tồn Các hệ khung bê tông cốt thép lắp ghép thực cơng nghệ căng sau cấu kiện bê tông ứng lực trước theo hai phương, sử dụng có hiệu vùng có động đất 2.1.2 Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng Hệ kết cấu vách cứng bố trí thành hệ thống theo phương, hai phương liên kết lại thành hệ không gian gọi lõi cứng Loại kết cấu có khả chịu lực ngang tốt nên thường sử dụng cho cơng trình có chiều cao 20 tầng Tuy nhiên hệ thống vách cứng công trình cản trở để tạo khơng gian rộng 2.1.3 Hệ kết cấu khung – vách Hệ kết cấu khung vách tạo kết hợp hệ thống khung hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường tạo khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung tường biên, khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung bố trí khu vực cịn lại ngơi nhà Hai hệ thống khung vách liên kết với qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp hệ sàn liền khối có ý nghĩa lớn Thường hệ kết cấu hệ thống vách đóng vai trị chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức tạo điều kiện để tối ưu hoá cấu kiện, giảm bớt kích thước cột, dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -2| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Hệ kết cấu khung – giằng tỏ kết cấu tối ưu cho nhiều loại cơng trình cao tầng Loại kết cấu sử dụng hiệu cho nhà đến 40 tầng thiết kế cho vùng có động đất ≤ cấp 2.1.4 Lựa chọn phương án kết cấu cho cơng trình Qua việc xem xét phân tích ưu nhược điểm giải pháp hệ kết cấu chịu lực trên; kết hợp với việc xem xét phân tích hồ sơ kiến trúc thực tế cơng trình, em rút kết luận sau: - Cơng trình: “Ký túc xá trường Trung cấp Tài Chính Phú Yên” cơng trình thấp tầng, chiều cao tương đối thấp; tải trọng đứng không lớn Mặt nhà đơn giản, rõ ràng Tuy nhiên, chiều dài nhà lớn, công trình chịu uốn tải trọng gió gây theo phương ngang nhà Vì vậy, chọn giải pháp hệ kết khung chịu lực để cấu tạo thiết kế cho cơng trình hợp lý 2.2 Kết cấu sàn 2.2.1 Sàn sườn toàn khối Cấu tạo gồm sàn hệ dầm  Ưu điểm: Tính tốn đơn giản, sử dụng phổ biến nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công  Nhược điểm: Chiều cao dầm độ võng sàn lớn vượt độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng cơng trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu cơng trình chịu tải trọng ngang khơng tiết kiệm chi phí vật liệu Khơng tiết kiệm khơng gian sử dụng 2.2.2 Sàn ô cờ Cấu tạo gồm hệ dầm vng góc với theo hai phương, chia sàn thành kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách dầm không 2m  Ưu điểm: Tránh có nhiều cột bên nên tiết kiệm khơng gian sử dụng có kiến trúc đẹp, thích hợp với cơng trình u cầu thẩm mỹ cao không gian sử dụng lớn hội trường, câu lạc  Nhược điểm: SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -3| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú n Khơng tiết kiệm, thi cơng phức tạp Mặt khác, mặt sàn rộng cần phải bố trí thêm dầm Vì vậy, không tránh hạn chế chiều cao dầm phải cao để giảm độ võng 2.2.3 Sàn không dầm (sàn nấm) Cấu tạo sàn kê trực tiếp lên cột, không cấu tạo hệ dầm đỡ sàn  Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm chiều cao cơng trình Tiết kiệm không gian sử dụng Dễ phân chia không gian Thích hợp với cơng trình có độ vừa (6÷8 m)  Nhược điểm: Tính tốn phức tạp Thi công phức tạp 2.2.4 Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước  Ưu điểm : Cần thiết dùng thép cường độ cao Có khả chống nứt cao (Do khả chống thấm tốt hơn) Có độ cứng lớn (Do độ võng biến dạng bé hơn)  Nhược điểm : ƯLT gây ứng suất nén mà cịn gây ứng suất kéo phía đối diện làm cho bêtơng bị nứt Việc chế tạo bêtơng cốt thép ƯLT cần có thiết bị đặc biệt, có cơng nhân lành nghề có kiểm sốt chặt chẽ kỹ thuật, khơng làm ƯLT tuột neo, lực dính Việc bảo đảm an toàn lao động đặc biệt lưu ý 2.2.5 Lựa chọn phương án sàn Căn vào đặc điểm kiến trúc đặc điểm kết cấu, tải trọng cơng trình Cơ sở phân tích sơ Được đồng ý thầy giáo hướng dẫn  Em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho cơng trình Lựa chọn vật liệu Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả chống cháy tốt SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -4| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Nhà nhiều tầng thường có tải trọng lớn sử dụng loại vật liệu tạo điều kiện giảm đáng kể tải trọng cho cơng trình kể tải trọng đứng tải trọng ngang lực quán tính Vật liệu có tính biến dạng cao Khả biến dạng dẻo cao bổ sung cho tính chịu lực thấp Vật liệu có tính thối biến thấp: có tác dụng tốt chịu tải trọng lặp lại (động đất, gió bão) Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại khơng bị tách rời phận cơng trình Vật liệu dễ chế tạo giá thành hợp lí Trong điều kiện Việt Nam vật liệu bê tơng cốt thép vật liệu thép loại vật liệu nhà thiết kế sử dụng phổ biến kết cấu nhà cao tầng 3.1 Bê Tông Bê tông sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 Mpa, E= 27x103 MPa 3.2 Thép Thép nhóm CI Rs = 225 Mpa Thép nhóm CII Rs = 280 Mpa Với: bê tơng B20 thép CI có: bê tơng B20 thép CII có: α R = 0, 437; ξ R = 0,645 α R = 0, 429; ξR = 0,623 Xác định kích thước sơ cấu kiện 4.1 Chọn sơ kích thước dầm 4.1.1 Chọn sơ kích thước dầm Căn vào điều kiện kiến trúc, bước cột công sử dụng cơng trình mà chọn giải pháp dầm phù hợp Với điều kiện kiến trúc tầng nhà cao 3,6 nhịp lớn 6,6 m với phương án kết cấu BTCT thơng thường chọn kích thước dầm hợp lý điều quan trọng Ta chọn nhịp dầm lớn để tính tốn xác định sơ tiết diện Chiều cao sơ dầm xác định theo công thức: 1  1  h d =  ÷ ÷l =  ÷ ÷.6,6 = ( 0.55 ÷ 0.825 ) m;  12   12  SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 chọn h = 60 cm Trang: -5| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên b = ( 0,3 ÷ 0,5 ) h = ( 18 ÷ 30 ) cm Bê rộng sơ dầm: rộng tường chạy dầm) Vậy kích thước dầm khung: bxh = 22x60 cm Chọn b = 22 cm; (lấy bề 4.2.1 Chọn sơ kích thước dầm phụ đỡ tường ngăn phòng Nhịp dầm phụ lớn 4,2 m Chiều cao sơ chọn theo công thức: 1  1  h d =  ÷ ÷l =  ÷ ÷.4,2 = ( 0,35 ÷ 0,525 ) m;  12   12  chọn h = 40 cm Bề rộng dầm chọn b = 22 cm (lấy bề rộng tường chạy dầm) Vậy kích thước dầm phụ: bxh = 22x40 cm 4.2.2 Chọn dầm đỡ tường ngăn nhà vệ sinh Nhịp dầm lớn 2,7 m Chiều cao sơ bộ: 1 1  1 h d =  ÷ ÷l =  ÷ ÷.2,7 = ( 0,17 ÷ 0, 22 ) m;  12 16   12 16  chọn h = 25 cm b = ( 0,3 ÷ 0,5) h = ( 0,105 ÷ 0,175 ) m Bề rộng sơ dầm: Chọn b = 11 cm Vậy kích thước dầm phụ đỡ tường ngăn nhà vệ sinh: bxh = 11x25 cm.(do dầm phải đảm bảo chiều cao để hạ cốt sàn vệ sinh -150 mm) 4.2.3 Chọn kích thước dầm ngang đỡ sàn hành lang Nhịp dầm 1,8 m Chiều cao sơ bộ: 1  1  h d =  ÷ ÷l =  ÷ ÷.1,8 = ( 0,15 ÷ 0, 225 ) m;  12   12  chọn h = 30 cm b = ( 0,3 ÷ 0,5 ) h = ( 0,09 ÷ 0,15 ) m Bề rộng sơ dầm: Chọn b = 22 cm.(khống chế bề rộng dầm khung) Vậy kích thước dầm đỡ sàn hành lang: bxh = 22x30 cm 4.3 Chọn kích thước sơ cột F = k Diện tích sơ cột xác định theo cơng thức: Trong đó: SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 N Rb Trang: -6| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: - F diện tích tiết diện cột; - k hệ số kể tới mô men uốn; - Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Bê tơng cột sử dụng bê tơng B2 có ; N lực dọc tính tốn theo diện chịu tải tác dụng vào cột Ta tính sơ N: k = 1,2 ÷ 1,5 R b = 11,5 MPa N = n.q s Fct Với: n số sàn phía tiết diện xét q s = 10 kN/m Sơ lấy 4.3.1 Chọn sơ tiết diện cột Xét tiết diện chân cột tầng Chọn cột trục - C có diện chịu tải lớn để tính tốn: ⇒ N = 5.10 ( 4, 2.4,65 ) = 976,5 kN; ⇒ F = ( 1, ÷ 1,5 ) 976,5 = ( 1018,96 ÷ 1273,69 ) cm 1,15 Ta chọn tiết diện cột cho tầng có kích thước: bxh = 22x50 cm, có F = 1100 cm2 (bề rộng cột chọn bề rộng tường xây chèn) Hình 3.1 Diện chịu tải cột trục 2-C 4.3.2 Chọn kích thước cột biên Chọn cột trục - D có diện chịu tải lớn để tính tốn SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -7| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú n Hình 3.2 Diện chịu tải cột trục – D ⇒ N = 5.10 ( 1,35.4, ) = 283,5 kN; ⇒ F = ( 1, ÷ 1,5 ) 283,5 = ( 295,83 ÷ 443,74 ) cm 1,15 Chọn tiết diện cột biên: bxh = 22x22 cm; (bằng với bề rộng tường xây chèn) 4.3.3 Chọn kích thước cột sảnh hiên (cột trịn) Hình 3.2 Diện chịu tải cột trục – D ⇒ N = 1.10 ( 2,7.3,3) = 89,1 kN; ⇒ F = ( 1, ÷ 1,5 ) 89,1 = ( 92,97 ÷ 116, 22 ) cm 1,15 SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -8| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Nhận thấy diện tích chịu tải cần thiết cột tương đối nhỏ, mặt khác cột đỡ tiền sảnh, có chức tạo điểm nhấn kiến trúc cho mặt đứng cơng trình.Nên ta ưu tiên chọn diện tích cột theo yêu cầu kiến trúc Chọn bán kính cột trịn: r = 20 cm *) Kiểm tra tiết diện cột theo điều kiện đô mảnh cho phép: Tiết diện cột phải đảm bảo điều kiện: λ= l0 ≤ λ 0b b l0 ( cột nhà: λ 0b = 31 ) - chiều dài tính tốn cấu kiện Với cột đầu ngàm thì: l0 = 0,7l Kiểm tra với cột tầng có chiều cao lớn nhất: l = 3,9 m ⇒ l0 = 0,7.3,9 = 2,73 m; λ = 2,73 = 12, 41 < 31 0,22 Thỏa mãn điều kiện Do cơng trình có tầng, ta khơng thay đổi tiết diện cột theo tầng mà dùng tiết diện chọn để cấu tạo cho cơng trình từ tầng đến tầng Xem cột ngàm chặt vào móng 4.4 Chọn kích thước sàn Mặt cơng trình chia thành phịng sinh viên có kích thước giống nhau; ta lựa chọn sàn điển hình có kích thước: l1xl2 = 4,2 x 6,6 m (lấy theo trục định vị) để tính tốn lựa chọn chiều dày sàn áp dụng cho tồn mặt cơng trình Chiều dày sàn xác định sơ theo công thức: h b = l D m Trong đó: D = 0,8 ÷ 1,4 - ; hệ số phụ thuộc tải trọng Lấy D = 1,1 m hệ số phụ thuộc loại bản: +) - m = 30 ÷ 35 m = 40 ÷ 45 loại dầm Trường hợp lấy m = 35; +) kê cạnh Trường hợp lấy m = 45 l chiều dài cạnh ngắn ô sàn SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -9| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Xét tỉ số: l2 6,6 = = 1,57 l1 4, h b = 4, Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú n => sàn thuộc loại cạnh 1,1 = 0,102 m; 45  Chọn chiều dày sàn tầng hb = 0,1 m = 100 mm Phương pháp tính tốn hệ kết cấu 5.1 Sơ đồ tính Sơ đồ tính hình ảnh đơn giản hố cơng trình, lập chủ yếu nhằm thực hố khả tính tốn kết cấu phức tạp Như với cách tính thủ cơng, người thiết kế buộc phải dùng sơ đồ tính tốn đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành phần nhỏ cách bỏ qua liên kết không gian Đồng thời làm việc vật liệu đơn giản hố, cho làm việc gian đoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke Trong giai đoạn nay, nhờ phát triển mạnh mẽ máy tính điện tử, có thay đổi quan trọng cách nhìn nhận phương pháp tính tốn cơng trình Khuynh hướng đặc thù hố đơn giản hố trường hợp riêng lẻ thay khuynh hướng tổng quát hoá Đồng thời khối lượng tin toán số học khơng cịn trở ngại Các phương pháp dùng sơ đồ tính sát với thực tế hơn, xét tới làm việc phức tạp kết cấu với mối quan hệ phụ thuộc khác không gian Về độ xác cho phép phù hợp với khả tính tốn nay, đồ án sử dụng sơ đồ tính tốn chưa biến dạng (sơ đồ đàn hồi) Căn vào giải pháp kiến trúc, vẽ kiến trúc ta thấy kích thước mặt phương cơng trình tương đối chênh lệch ta lựa chọn tính khung phẳng khung khơng gian để tính tốn xác định nội lực cho kết cấu cơng trình Chiều cao tầng : Tầng cao 3,9 m Tầng đến tầng cao 3,6 m tầng mái cao 2,1 m Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối – khung bê tông cốt thép chịu lực, ô có bố trí dầm phụ theo phương dọc, ngang nhằm đỡ tường tăng độ cứng sàn giảm chiều dày tính tốn sàn Hệ khung bố trí theo phương ngang nhà Tải trọng tác dụng 6.1 Tải trọng đứng Gồm trọng lượng thân kết cấu hoạt tải tác dụng lên sàn, mái Tải trọng tác dụng lên sàn, kể tải trọng thiết bị, thiết bị vệ sinh… qui tải phân bố diện tích sàn Tải trọng tác dụng lên dầm sàn truyền vào, tường bao dầm (220 mm; 110 mm), tường ngăn … coi phân bố dầm 6.2 Tải trọng ngang SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -10| Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 7.19 Trường hợp hoạt tải SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -68 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 7.20 Trường hợp gió trái tác dụng lên khung SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -69 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 7.21 Trường hợp gió phải tác dụng lên khung SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -70 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên 7.Nôi lực tổ hợp nội lực: 7.1.Tổ hợp nội lực: Bao gồm tổ hợp sau: TH1 = TT+HT1 TH2 = TT+HT2 TH3 = TT+HT1+HT2 TH4 = TT+0,9.(HT1+GIO TRAI) TH5 = TT+0,9.(HT1+GIO PHAI) TH6 = TT+0,9.(HT2+GIO TRAI) TH7 = TT+0,9.(HT2+GIO PHAI) TH8 = TT+0,9.(HT1+HT2+GIO TRAI) TH9 = TT+0,9.(HT1+HT2+GIO PHAI) Sau chạy chương trình SAP 2000, thu kết nội lực tiết diện trường hợp tải trọng gây Trong q trình chạy nội lực thay đổi số tiết diện giữ ngun tải trọng( thay đổi khơng lớn nội lực khơng thay đổi mấy) Ta có kết nội lực tiết diện cuối sau Đối với cột cần phải tổ hợp tất nội lực lại để tìm nội lực nguy hiểm xuất tiết diện cho cột để tính thép cho cột Có hai loại tổ hợp là: Tổ hợp tổ hợp + )Tổ hợp Gồm nội lực tĩnh tải nội lực hoạt tải + ) Tổ hợp gồm nội lực tĩnh tải nội lực hoạt tải - Trong tồ hợp cần xét cặp nội lực nguy hiểm: +) Cặp mô men dương lớn lực dọc tương ứng( Mmax Ntư) + )Cặp mô men âm nhỏ lực dọc tương ứng( Mmin Ntư) + )Cặp lực dọc lớn mô men tương ứng( Nmaxvà Mtư ) - Đối với tổ hợp I: SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -71 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên +) Để xác định cặp thư nhất, lấy nội lưc tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải có giá trị mơ men dương lớn số mô men hoạt tải +) Để xác định cặp thư hai, lấy nội lưc tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải có giá trị mô men âm lớn số mô men hoạt tải +) Để xác định cặp thư ba, lấy nội lực tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải có giá trị lực dọc lớn - Đối với tổ hợp II: +) Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lưc tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải có giá trị mơ men dương +) Để xác định cặp thứ hai, lấy nội lưc tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải có giá trị mô men âm + )Để xác định cặp thứ ba, lấy nội lực tĩnh tải cộng với nội lực hoạt tải gây lực dọc, cịn lấy thêm nội lực hoạt tải dù khơng gây lực dọc gây mô men chiều với mô men tổng cộng lấy tương ứng với Nmax Tính tốn nội lực: Từ trường hợp tải trọng xác định dựa vào kết chạy nội lực chương trình sap2000 ta có bảng tổ hợp nội lực cho số phần tử khung SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -72 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú n CHƯƠNG V TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM DỌC TRỤC C NHỊP TỪ TRỤC ĐẾN TRỤC Kích thước tiết diện dầm (đã chọn lập mặt kết cấu tầng điển hình): bxh = 22x40 cm 6.1 Tải trọng tác dụng Hình 6.1 Mặt định vị dầm trục C nhịp trục (4-7) (dầm Da-3) SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -73 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Tải trọng tác dụng dầm Da-6 bao gồm trọng lượng lớp cấu tạo dầm; tường xây dầm, tải trọng từ ô sàn nằm kề dầm truyền vào (bao gồm tĩnh tải tải hoạt tải sàn) tải trọng từ dầm phụ Da-7 truyền vào dầm thành lực tập trung đặt vị trí giao dầm phụ Da-7 dầm Da-6 Khi xác định tải trọng tác dụng vào dầm ta phân biệt rõ hai thành phần tải trọng 6.1.1 Tải trọng phân bố 6.1.1.1 Tĩnh tải thân lớp cấu tạo dầm Bao gồm phần bê tông cốt thép lớp trát mặt ngồi dầm có chiều dày 15 mm STT Các lớp cấu tạo dầm Da-6 công thức xác định Phần BT dầm: 0,22.0,4.25 gtc (kN/m2) hệ số độ tin cậy n 2.2 1.1 gtt (kN/m2) 2.42 Lớp trát mặt ngoài: 0,015 (0,22+2.(0,4-0,1)).18 0.22 1.3 0.29 Tổng tải trọng 2.42 2.71 6.1.1.2 Tải trọng tường xây dày 220 mm; cao 3,6 m chạy dầm (chiều cao tường giảm 0,4 m chạy dầm bxh =0,22x0,4 m tầng kế tiếp) STT Các lớp cấu tạo tường Chiều dày (m) T.lượng riêng (kN/m3) 18 18 Hệ số độ tin cậy n 1.3 1.1 gtc gtt (kN/m2) (kN/m2) Hai lớp vữa trát 0.03 Gạch xây 0.22 Tổng tải trọng tường xây dầm Tải trọng tường xây xét tới diện tích cửa (giảm 20%) 1.73 2.25 12.67 13.94 14.40 16.19 11.52 12.95 g = 3,81 kN/m 6.1.1.3 Tải trọng từ ô sàn truyền vào (tĩnh tải sàn phòng ở, hành lang ) Nếu có tỉ số l2/l1 < làm việc phương (bản kê cạnh) thì: Từ góc kẻ đường phân giác tạo thành hình tam giác hình thang Xem gần tải trọng nằm hình truyền vào dầm cạnh đáy Khi tải trọng có dạng hình thang, hình tam giác để đơn gian hóa tính tốn ta quy tải trọng hình thang, hình tam giác thành tải trọng phân bố tương ; giá trị tải trọng tương đương xác định sau : SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -74 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên q td = +) Tải trọng tam giác quy thành tải trọng phân bố đều: q td = k + ) Tải trọng hình thang quy thành tải trọng phân bố đều: g sl1 gsl1 k = − 2β + β Trong k hệ số truyền tải xác định theo công thức : β= với l1 2l2 Nếu tỉ số hai cạnh ≥ làm việc phương (bản loại dầm) phân bố theo hình chữ nhật dọc theo cạnh dài Truyền tải từ ô sàn hai phương dầm dạng tương đương: gl q td = s +) Tải trọng hình chữ nhật quy tải trọng phân bố đều: Căn vào mặt định vị dầm ta xác định ô nằm kề dầm, có tải trọng phân phối dầm: Stt Ký hiệu Ô1 Ô2 Ô3 Cạnh ngắn l1(m) 3.3 2.7 1.35 Cạnh dài l2(m) l2/l1 Loại 4.2 2.8 1.8 1.27 1.04 1.33 Ơ kê cạnh Ô kê cạnh Ô kê cạnh Vậy ta có mặt truyền tải sàn dầm sau: SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -75 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 6.2 Mặt truyền tải sàn dầm SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -76 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Tải trọng ô sàn tính tốn phần thiết kế sàn tầng điển hình thống kê bảng sau: Stt Ký hiệu Ô1 Ô2 gtt (kN/m2) ptt (kN/m2) Phòng 3.90 2.4 Sảnh phơi 3.90 2.4 Chứ Phịng vệ sinh Ơ3 7.71 2.4 Hệ số truyền tải giá trị tải trọng truyền vào dầm tính tốn thống kê q td = k bảng sau: gsl1 Ký hiệu Tải trọng truyền Ơ1 Tải trọng hình thang Ơ2 Tải trọng hình thang Stt Hệ số truyền tải k Giá trị tải trọng truyền dầm gtt (kN/m) ptt (kN/m) 0.752 0.647 4.84 3.23 3.41 2.27 Tải trọng hình thang 0.771 Ô3 6.1.2 Tải trọng tập trung dầm phụ Da-7 truyền vào dầm 4.01 1.35 6.1.2.1 Tải trọng tác dụng lên dầm Da-7 SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -77 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 6.3 Mặt định vị dầm Da-7 Tải trọng tác dụng vào dầm Da-7 tương tự phân tích tải trọng tác dụng vào dầm Da-6 a Tải trọng phân bố - Tải trọng thân lớp cấu tạo dầm ( dầm Da-7 đỡ sàn phòng vệ sinh – phòng vệ sinh hạ cốt so với sàn phòng -150 mm nên dầm trát bên thành) STT Các lớp cấu tạo dầm Da-7 công thức xác định gtc (kN/m2) hệ số độ tin cậy n gtt (kN/m2) Phần BT dầm: 0,11.0,25.25 0.687 1.1 0.76 Lớp trát mặt ngoài: 0,015 (0,11+(0,25-0,1)).18 0.07 1.3 0.09 Tổng tải trọng 0.76 0.85 - Tải trọng tường xây dày 110 mm; cao 3,6 m dầm (chiều cao tường giảm 0,25 m dầm chạy dầm bxh =0,11x0,25 m tầng kế tiếp) STT Các lớp cấu tạo tường Chiều dày (m) T.lượng riêng (kN/m3) Hệ số độ tin cậy n T.T tiêu T.T tính chuẩn tốn gtt gtc (kN/m2) (kN/m2) Hai lớp vữa trát 0.03 18 1.3 1.81 2.35 Gạch xây 0.11 18 1.1 6.63 7.30 Tổng tải trọng tường xây dầm 8.44 9.65 Tải trọng tường xây xét tới diện tích cửa (giảm 20%) 6.75 7.72 - Tải trọng ô sàn nằm kề dầm truyền (bao gồm ô: 3; mặt truyền tải tham khảo mặt truyền tải sàn dầm Da-6) SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -78 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Stt Ký hiệu Tải trọng truyền Tải trọng tam giác Ô2 Tải trọng tam giác Ô3 Tổng tĩnh tải phân bố dầm Da-7: Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Giá trị tải trọng truyền dầm Hệ số truyền tải k tt ptt g (kN/m) (kN/m) 0.625 6.58 4.39 0.625 6.51 2.19 g = 0,85+7,72 + 6,58 + 6,51 = 21,65 kN/m; Tổng hoạt tải phân bố dầm Da-7: p = 4,39 + 2,19 = 6,58 kN/m; - Tải trọng tập trung dầm Da-8 truyền vào dầm: Tải trọng tập trung dầm Da-8 truyền vào dầm Da-7 lực có giá trị phản lực chiều ngược lại tính tốn dầm Da-8 gối tựa dầm Da-7 Khi tính tốn dầm Da-8 ta coi dầm dầm đơn giản tựa hai gối tựa dầm Da-7 dầm khung nhà: Hình 6.4 Sơ đồ tính dầm Da-8 Tải trọng tác dụng lên dầm Da-8: bao gồm tải trọng thân lớp cấu tạo dầm (dầm có lớp trát đáy) tải trọng ô sàn ô sàn số truyền vào dầm: +) Tải trọng thân (tiết diện dầm: bxh =11x25 cm) SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -79 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 STT Các lớp cấu tạo dầm Da-8 công thức xác định Phần BT dầm: 0,11.0,25.25 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên gtc (kN/m2) hệ số độ tin cậy n 0.69 Lớp trát mặt ngoài: 0,015.0,11.18 0.03 Tổng tải trọng 0.72 +) Tải trọng hai ô sàn sô truyền dầm: Stt Ký hiệu Tải trọng truyền Hệ số truyền tải k gtt (kN/m2) 1.1 0.76 1.3 0.04 0.79 Giá trị tải trọng truyền dầm (tính với ơ) gtt (kN/m) ptt (kN/m) Tải trọng hình thang 0.771 Ô3 tt Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm: g = 0,79 + 8,03 = 8,82 kN/m; 8.03 2.71 Tổng hoạt tải tác dụng lên dầm: ptt = 2,71 kN/m; => Tải trọng tập trung truyền từ dầm Da-8 dầm Da-7: - Tĩnh tải: - Hoạt tải: g tt l 8,82.1, G= = = 6,17 kN; 2 p tt l 2,71.1, P= = = 1,9 kN; 2 => Tải trọng tập trung truyền từ dầm Da-7 vào dầm Da-6: Tải trọng tập trung dầm Da-7 truyền vào dầm Da-6 lực có giá trị phản lực chiều ngược lại tính tốn dầm Da-7 gối tựa dầm Da-6 Khi tính tốn dầm Da-7 ta coi dầm dầm đơn giản tựa hai gối tựa dầm Da-6 dầm biên trục D: SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -80 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú n Hình 6.5 Sơ đồ tính toán dầm Da-7 Tĩnh tải tập trung truyền từ dầm Da-7 vào dầm Da-6: G= g tt l G.l 21,65.1, 6,17 + = + = 18, 45 kN; 2 2 Hoạt tải tập trung truyền từ dầm Da-7 vào dầm Da-6: p tt l P.l 6,58.1,4 1,9 P= + = + = 5,56 kN; 2 2 6.2 Sơ đồ tính Ta coi dầm Da-6 liên tục nhịp tựa gối tựa đỉnh cột trục C khung trục 4, 5, 6, (khung K2, K3, K4 & K5): Hình 6.6 Sơ đồ tính tốn dầm Da-6 SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -81 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm: Tải trọng tác dụng Đơn vị tính kN/m - Tải hình thang truyền vào - Tải trọng hình thang truyền vào - Tải trọng thân dầm Da-6 - Tải trọng thân tường xây dầm 23.91 4.84 3.41 2.71 12.95 g2 STT Loại tải trọng g1 STT Đơn vị tính kN/m - Tải trọng hình thang truyền vào - Tải trọng hình thang truyền vào - Tải trọng thân dầm Da-6 - Tải trọng thân tường xây dầm 22.9 3.23 4.01 2.71 12.95 Loại tải trọng Tải trọng tác dụng Đơn vị tính kN/m - Tải trọng tam giác ô truyền vào - Tải trọng hình thang truyền vào Đơn vị tính kN/m - Tải trọng tam giác truyền vào - Tải trọng hình thang truyền vào Đơn vị tính Kn Tải trọng tập trung dầm Da-7 truyền vào Đơn vị tính Kn Tải trọng tập trung dầm Da-7 truyền vào 9.10 6.83 2.27 8.18 6.83 1.35 18.45 18.45 18.45 18.45 Dầm dọc Dầm dọc p1 p2 G P SVTH: Lê Huy Hoàng Lớp: TC 2009X_VB2 Trang: -82 - ... Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Trang: -42 - Đồ án tốt nghiệp Chính Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá Trường Trung Cấp Tài Phú Yên Hình 7.1 Mơ hình.. .Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên 2.Phân tích lựa chọn phương án kết cấu 2.1 Kết cấu 2.1.1... 2009X_VB2 Trang: -2| Đồ án tốt nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp Khóa: 2009 - 2014 Đề Tài: Ký túc xá trường Trường Trung Cấp Tài Chính Phú Yên Hệ kết cấu khung – giằng tỏ kết cấu tối ưu cho