Giảng đường trường Đại học Thương Mại

ị hb = 1/40 x 400 = 10 cm ị Chọn hb = 10cm cho toàn bộ các ô sàn. b. Chọn sơ bộ tiết diện khung trục 5. Tầng 2,3,4,5 gồm 2 nhịp BC=3.5m và CE=9m. Tầng mái gồm hai nhịp và hai dầm công son có nhịp l=1,5 m. Sơ bộ chọn chiều sâu chôn móng là1,5mịchiều cao cột tầng 1 là H1 = 4,2 + 1,5 =5,7m. Chiều cao các tầng còn lại là 4,2m. c. Chọn sơ bộ tiết diện dầm. Dựa vào thiết kế kiế trúc và yêu cầu cấu tạo ta chọn kích thước tiết diện dầm như sau: - Chiều cao tiết diện dầm h= Với l là nhịp dầm đang xét. - Chiều rộng của tiết diện dầm là b = (0,25á0,5)h = (0,2á0,4)m. Sơ bộ chọn b=25 cm. Với nhịp conson trên mái dài 1,5 m chọn (bxh)= (0,25 x 0,4)m. Với nhịp canon 0,6m chọn (bxh)= (0,25 x 0,4)m. Với nhịp 3m chọn (bxh)= (0,25 x 0,4)m. Với nhịp 9m chọn (bxh)= (0,25 x 0,8)m. cho tầng 3,4,5. (bxh)= (0,25 x 0,9)m. cho tầng 2(vì tầng 2 có tường ngăn 220). c. Chọn sơ bộ tiết diện cột khung trục 5. * Tiết diện của cột được chọn theo nguyên lý cấu tạo bê tông cốt thép cấu kiện chịu nén. - Sơ bộ chọn kích thước cột tầng hầm theo công thức sau: Trong đó: + Rb: Cường độ tính toán của bêtông, giả thiết là bê tông B20 có Rb=1,15 KN/m2 + K=0,9á1,5 Là hệ số kể đến dộ lệch tâm (tức là hệ số kể đến sự làm việc uốn của momen. Lấy K=1,2 + N: Lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột. N= S.q.n Trong đó :p + S: Diện chịu tải của cột + n: Số tầng nhà + q=10á15 (KN/ m2). Tải trọng sơ bộ tính trên 1 m2 sàn ( lấy q= 15 KN/m2 đối với nhà dân dụng). - Ta có tỷ số:b=(0,3á0,5)h. - Tiết diện các cột lựa chọn sơ bộ theo tiết diện và yêu cầu ổn định về độ mảnh của cột + : là chiều cao tính toán của cột phụ thuộc vào liên kết ở 2 đầu của cột. Do công trình của ta là khung nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột, kết cấu sàn dầm đổ toàn khối và khung có 5 nhịp nên ta chọn + Đối với cột có l =3,6 => Chọn b= 0,45 m => kích thước cột chọn là thoả mãn y/c về độ mảnh. * Tính toán sơ bộ lực nén tại chân các cột của khung trục 5 như sau: ị F=(1,2á1,5)(1,2á 1,5)1273cm2.=(1527á 1909)cm2. Với b=300 là phù hợp với yêu cầu cấu tạo và độ mảnh ị h=(1,5á 3)b =450á 900. Chọn h=600 cho 2 tầng 1 và 2. Chọn h=500 cho tầng 3,4,5. * Kết luận: - Chọn tiết diện cột tầng 1 và 2 là bc´hc = (30´60) cm - Chọn tiết diện cột tầng 3,4,5 là b =(30* 50) cm d. Chọn kích thước tường. * Tường bao. - Được xây chung quanh chu vi nhà, do yêu cầu chống thấm, chống ẩm nên tường dày 22 cm xây bằng gạch đặc Mác 75#. Tường có hai lớp trát dày 2x1,5 cm, ngoài ra tường 22 cm cũng được xây làm tường ngăn cách giữa các phòng với nhau. * Tường ngăn. - Dùng ngăn chia không gian giữa các khu trong 1 phòng với nhau. Do chỉ làm nhiệm vụ ngăn cách không gian nên ta xây tường dày 22 và tường có hai lớp trát dày 2 x 1.5 cm. II.2. Lập mặt bằng kết cấu tầng điển hình Mặt bằng kết cấu và sơ đồ chất tải sàn tầng mái,sơ đồ phân tải mái tôn khung trục 5 Chương IiI : Tải trọng và tác động III.1. Sơ đồ tính và dồn tải. - Trước khi tính toán tải trọng vào khung ta thường phải phân tích sơ đồ kết cấu để chọn ra sơ đồ tính toán hợp lý nhất. - Khi chọn sơ đồ tính toán thường có khung hướng tìm cách đơn giản hoá có thể được, nhằm giảm nhẹ việc tính toán nhưng vẫn không gây ảnh hưởng tới quá trình tính toán. - Sơ đồ tính toán ta chọn phải phủ hợp với sơ đồ làm việc thực tế của khung, phản ánh tương đối đúng các liên kết mắt tại khung, việc đơn giản hoá thường hướng vào việc phân chia khung thành một số phần riêng lẻ để tính toán. - Nhưng để đơn giản hoá khi tính toán khung: + Coi khung làm việc như một khung phẳng với diện truyền tải chính bằng bước khung + Với những khung phẳng bình thường có thể bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng trượt tới độ cứng chống uốn của cấu kiện. + Khi phân phối tải trọng thẳng đứng cho một khung nào đó cho phép bỏ qua tính liên tục của dầm dọc hoặc dầm ngang, nghĩa là tải trọng truyền vào khung được tính như phản lực của dầm đơn giản đối với tải trọng thẳng đứng truyền truyền từ 2 phía lân cận khung. - Xem cột ngàm tại mặt vị trí mặt móng - Hệ giằng mòng có thể đưa vào tham gia chịu lực của khung (chính xác) hoặc không tựa vào ( đơn giản). - Giằng móng xem là2 thanh đầu khớp, chịu tải trọng do tường tầng 1 truyền lên. Để đơn giản có thể bỏ qua sự tham gia chịu lực của giằng móng(Tải do tường tầng 1 + Giằng móng được đưa về thành lực tập trung tác dụng thẳng xuống móng. Sau này tính móng cần cộng thêm lực này và lực dọc trong cột,) - Nhận xét: Kết cấu nhà có mặt bằng đối xứng, làm việc theo phương ngang nhà, cột làm việc theo phương x, nén đúng tâm theo phương X và nén lệch tâm theo phương Y. - ở đây, phương pháp tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm sẽ được tính toán theo giáo trình “kết cấu bê tông cốt thép” Của GS. TS. Ngô Thế Phong. GS. TS. Nguyễn Đình Cống và PGS. TS Phan Quang Minh. Việc thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 356-2005. - Để thuận tiện cho thi công, những cột chịu lực xấp xỉ nhau thì nên tính cho 1 cột rồi bố trí cốt thép cho các cột khác giống nhau III.2.1. Tĩnh tải tác dụng vào khung trục 5. a. Tính toán tĩnh tải cấu kiện. *Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn và tải trọng do tường đặt lên trên công trình. *Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu cấu tạo nên công trình. - Bê tông cốt thép : 25 KN/m3 - Khối xây gạch đặc : 20 KN/m3 - Khối xây gạch rỗng : 18 KN/m3 - Vữa trát, lát : 18 KN/m3 Lớp gạch liên doanh dày 10 mm Lớp vữa lót dày 20 mm Sàn BTCT dày 12mm Vữa trát trần 15 mm * Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn * Tĩnh tải sàn: - Trọng lượng bản thân sàn. g ts= n.h.g (KN/m2). Trong đó: n: hệ số vượt tải xác định theo tiêu chuẩn TCXDVN 365-2005 h: Chiều dày sàn. g: Trọng lượng riêng của vật liệu sàn. - Sàn phòng học, hành lang tầng điển hình. Thứ tự Cấu tạo các lớp mái g KG/m3. d KG/m3. qtc. KG/m2. n qtt 1 Gạch lát sàn 300x300x20 2000 0.02 40 1.1 44 2 Lớp vữa lót 20mm 1800 0.02 36 1.3 46.8 3 Sàn BTCT dày 100mm 2500 0.1 250 1.1 275 4 Lớp vữa trát dày 15mm 1800 0.015 27 1.3 35.1 Tổng 353 400.9 * Trọng lượng bản thân tường: Thứ tự Cấu tạo các lớp g KG/m3. d KG/m3. qtc. KG/m2. n qtt Tường dày 220 1 Hai lớp trát dày 15 1800 0.03 54 1.3 70.2 2 Lớp xây gạch dày 220 1800 0.22 396 1.1 435.6 Tổng 450 505.8 Tường dày 110 1 Hai lớp trát dày 15 1800 0.03 54 1.3 2 Lớp xây gạch dày 110 1800 0.11 198 1.1 217.8 Tổng 252 288 *Tải trọng tác dụng lên 1m2 kết cấu mái Thứ tự Cấu tạo các lớp mái g KG/m3. d KG/m3. qtc. KG/m2. n qtt 1 Vữa láng xi măng 20mm 2000 0.02 36 1.3 46.8 2 Sàn BTCT dày 100mm 2500 0.1 250 1.1 275 3 Lớp vữa trát dày 15mm 1800 0.015 27 1.3 35.1 Tổng 313 356.9 Tải trọng tác dụng lên 1m2 sê nô mái. Thứ tự Cấu tạo các lớp mái g KG/m3. d KG/m3. qtc. KG/m2. n qtt 1 Vữa láng xi măng 30mm 2000 0.03 60 1.3 78 2 Sàn BTCT dày 100mm 2500 0.1 25 1.1 275 3 Lớp vữa trát dày 15mm 1800 0.015 27 1.3 35.1 Tổng 327 388.1 2. Tải trọng của một số loại cấu kiện. Thứ tự Tên cấu kiện qtc n qtt 1 Dầm tiết diện (250x400). - trọng lượng dầm 0.25x0.4x2500 250 1.1 320.6 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.3 35.1 1.3 2 Dầm tiết diện (250x900). - trọng lượng dầm 0.25x0.9x2500 562.5 1.1 699.5 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x2.3 62.1 1.3 3 Dầm tiết diện (250x800). - trọng lượng dầm 0.25x0.8x2500 500 1.1 623.7 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x2.1 56.7 1.3 4 Dầm dọc tiết diện (220x400). - trọng lượng dầm 0.22x0.4x2500 220 1.1 285.5 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.24 33.5 1.3 5 Dầm bo tiết diện (110x300). - trọng lượng dầm 0.11x0.3x2500 82.5 1.1 119.5 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x0.82 22.14 1.3 6 Dầm bo sê nô mái tiết diện (110x400). - trọng lượng dầm 0.11x0.4x2500 110 1.1 156.8 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.02 27.54 1.3 7 Dầm tiết diện (250x300). - trọng lượng dầm 0.25x0.3x2500 187.5 1.1 244.85 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.1 29.7 1.3 8 Cột tiết diện (250x300). - trọng lượng cột 0.25x0.3x2500 218.75 1.1 282.7 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.2 32.4 1.3 9 Cột tiết diện (300x600). - trọng lượng cột 0.6x0.3x2500 450 1.1 558.1 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.8 48.6 1.3 10 Cột tiết diện (300x500). - trọng lượng cột 0.5x0.3x2500 375 1.1 468.7 Lớp vữa trát dày 15:1800x0.015x1.5 43.2 1.3 11 Cột tường chắn mái tiết diện (200x200). Trọng lượng cột 0.2x0.2x2500 100 1.1 138 Lớp vữa trát dày 15:0.8x0.015x1800. 21.6 1.3 12 Tải trọng lan can hoa sắt 50x1,1=55KG/m2. 13 Tải trọng cửa kính khung bằng gỗ 25x 1,1 = 27,5KG/m2. *Mặt bằng truyền tải, sơ đồ dồn tải tầng mái Mặt bằng kết cấu và sơ đồ chất tải sàn tầng mái,sơ đồ phân tải mái tôn khung trục 5 3. Hoạt tải. a-Hoạt tải phòng làm việc và phòng vệ sinh. ptc=200KG/m2.ị ptt=1,2.200 =240KG/m2. b-Hoạt tải hành lang cầu thang. ptc=300KG/m2.ị ptt=1,2.300 =360KG/m2. c-Hoạt tải mái. Đối với mái Bê tông vì không sử dụng chỉ tính hoạy tải sửa chữa nên ta lấy ptcmái = 75 KG/m2.ị pttmái= 1,3.75 = 97,5 KG/m2. d-Hoạt tải nước trên sê nô. p = 0,1.1000 = 100KG/m2. IV. truyền tải lên Khung trục 5 . A-Tĩnh tải. Với q là tải trọng phân bố và P là tải trọng tập trung. Theo sơ đồ phân tải ta xác định được tải trọng truyền vào Khung trục 5 như sau: 1. Tải trọng truyền lên khung tầng mái. Dầm khung tầng mái có chịu tác dụng của mái tôn và tường xây. 1.1 Tải trọng do mái tôn và tường xây. độ dốc của mái tôn a =150. Tải trọng tính toán tác dụng lên mái tôn và xà gồ thép như sau: qtt = 1,3.30 = 39 kg/m2. * Tải trọng phân bố tác dụng lên nhịp BC&E1E. -Trọng lượng tường 220 cao 750: 505,8.0,75 = 379,3 KG/m. -Trọng lượng mái tôn phân bố /mdài là: q=. ồ = 540,8 KG/m. *Tải trọng phân bố tác dụng lên nhịp CC1 & C1E1. -Trọng lượng tường cao 1,75m: 505.1,75 = 885,1 KG/m. -Trọng lượng mái tôn phân bố đều là: q = 161,5KG/m. ồ = 1046,6 KG/m. 1.2 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm khung tầng mái. a. tải trọng phân bố. *xác định q1 nhịp B1B và EE2.(phần conson trên mái). Trọng lượng dầm tiết diện (250x400). q1 = 320,6 KG/m. *xác định q2 nhịp BC. Trọng lượng dầm khung nhịp BC (250x400) = 320,6 KG/m. Trọng lượng sàn ô 7 truyền vào là: 356,9.1.5 = 535,35KG/m. Trọng lượng mái tôn và tường xây:-tường xây : 379,3KG/m. :-mái tôn : 161,5 KG/m. *xác định q3 nhịp CC1 và C1E1. Trọng lượng dầm khung tiết diện (250x800): 623,7 KG/m. Trọng lượng sàn ô 7 phân bố tam giác truyền vào.qmax=535.35 KG/m. Trọng lượng mái tôn và tường xây qmt=885,1+165,1 = 1046,6 KG/m. ồtải phân bố đều là 1670,3 KG/m. ồtải phân bố tam giác là qmax=535,35 KG/m. * xác định q4 nhịp E1E. Trọng lượng dầm khung tiết diện (250x800) = 623,7 KG/m. Trọng lượng sàn ô 7 phân bố tam giác qmax=535,35 KG/m. Trọng lượng tường và mái tôn phân bố đều540,8 KG/m. ồ tải trọng phân bố đầu là 1164,5 KG/m. ồtải phân bố tam giác là qmax=535,35 KG/m. * xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm bo DM5. Trọng lượng dầm tiết diện (110x400): q=194 KG/m. Trọng lượng tường cao 1m q=288KG/m Trọng lượng sàn ô 6 truyền vào: q=388,1.0,75 = 291,1 KG/m. ồ = 773,1 KG.m. *xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm mái DM1. Trọng lượng bản thân dầm tiết diện (220x400).q=285,5 KG/m. Trọng lượng tường cao 0,4m dày 220. 0,4.505,8 = 202,3 KG/m. Trọng lượng sàn ô 6 truyền vào: = 292,1 KG/m. Trọng lượng sàn ô 8 hình thang truyền vào qmax=357.1,5 = 535,35KG/m. *xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm mái DM2. Trọng lượng dầm dọc 220x400: q=285,5KG/m. Trọng lượng sàn ô 8 hình thang truyền vào: qmax=535,35.2=1070,7 KG/m. b. Tải trọng tập trung. *Xác định P1 nút B1, E2 trên trục 5. Tải trọng phân bố đều trên dầm DM5 quy về tập trung: 773,1.4=3092,4KG/m. cột tường chắn mái 200x200 cao 1m. 138.1=138 KG. ị P1=138 + 3092,4 = 3230,4 KG. *Xác định P2(nút B,E). Tải trọng phân bố trên dầm dọc DM1 quy về lực tập trung. =qmax.2,5+(285,5+202,3+291,1).4=535,35 .2,5 +3115,6 =4454 KG. Xác định P3 nút C,C1,E1. Tải trọng phân bố đều trên dầm dọc mái DM2 quy về lực tập trung. = qmax.2,5 + 285,5 .4 = 535,35 .2,5 + 1142 = 3818,75 KG. Sau khi đưa về tải trọng tập trung và tải trọng phân bố trên dầm ta quy đổi lực phân bố tam giác thành lực phân bố đều với qtđ=0,625 qmax. 2. Tải trọng tác dụng lên tầng 3,4,5. 2.1 Tải trọng phân bố. *Xác định q5 nhịp B1B. Trọng lượng dầm tiết diện (250x400) là: 320,6 KG/m. Trọng lượng ô sàn 1 phân bố hình tam giác truyền vào là: 400,9 . 1,5 = 601,35 KG/m. do 2 phía truyền vào là: 2.601,35 = 1202,7 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố nhịp CC1, C1E1, E1E. Trọng lượng dầm khung tiết diện (250x800) là 623,7 KG/m. Trọng lượng do ô sàn 1 truyền vào là: 1202,7 KG/m phân bố tam giác. *Xác định tải trọng phân bố trên dầm bo trục B1 (dầm D17). Trọng lượng dầm bo tiết diện (110x300) là :119,5 KG/m. Trọng lượng lan can hoa sắt là: 0,3.0,55 = 16,5 KG/m. Trọng lượng tường lan can 110 là : 0,6.288 = 172,8 KG/m. Sàn ô 5 phân bố chữ nhật truyền vào là:400,9.0,3 = 120,7 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố tải trọngên dầm dọc D4 trục B. Trọng lượng bản thân dầm tiết diện (220x400) là:285,5 KG/m. Trọng lượng sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào là: 400,9 .1,5 = 601,35 KG/m. Sàn ô 5 phân bố chữ nhật truyền vào là:120,7 KG/m. 1007,5 1007,5 406,2 D4 *Xác định tải trọng phân bố trên dầm dọc D3 trục C. Trọng lượng bản thân dầm tiết diện (220x400) là:285,5 KG/m. Trọng lượng cửa cao trung bình 1,6 (cửa sổ + cửa đi) là: 1,6 .27,5 = 44 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: qmax=2. 601,35 = 1202,7 KG/m. Trọng lượng tường 220 cao 3,8m chiếm 2/3 diện tích: 505,8,3,8.2/3 = 1281,4 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D1 trục E. Trọng lượng dầm (220x400): 285,5 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 601,35 KG/m. Trọng lượng tường: 1281,4 KG/m. Trọng lượng cửa: 44 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D2. Trọng lượng dầm (220x400): 285,5 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 1202,7 KG/m. 2.2 Tải trọng tập trung. *Xác định P4 nút B1. Tải trọng phân bố đều trên dầm bo D12 quy về nút B1. P4 = (119,5 + 172,8 + 16,5 + 120,3).4 = 1716,4 KG. *Xác định P5 nút B. Cột tầng trên tiết diện (250x300): P5’= 282,7 .4,2 = 1187,3 KG. ị P5 = P5’ + 1187,3 =4315 KG. *Xác định P6 nút C. Cột tầng trên tiết diện (300x500): P6’ = 468,7. 4,2 = 1968,5 KG. P6 = P6’ + 1968,5 = 11418,85 KG. *Xác định nút P7. P7 = 4148,75 KG. *Xác định P8 nút E. Trọng lượng cột tầng trên :P8’= 468,7 . 4,2 = 1968,5 KG. P8 = P8’+ 1968,5 = 9915,5 KG. Toàn bộ tải trong phân bố tam giác được quy về phân bố đều với : qtđ= 0,625 qmax. 3. Tải trọng truyền lên khung tầng 2. 3.1Tải trọng phân bố. *Xác định q nhịp BC. Trọng lượng dầm khung tiết diện (250x400) có q = 320,6 KG/m. Sàn ô 1 phân bố hình tam giác truyền vào(do 2 ô truyền vào). qmax =400,9 .1,5 .2 = 1202,7 KG/m. *Xác định q nhịp C1C, C1E1, E1E. Trọng lượng dầm khung tiết diện (250x900) có q =699,5 KG/m. Sàn ô 1 phân bố hình tam giác truyền vào(do 2 ô truyền vào). qmax =400,9 .1,5 .2 = 1202,7 KG/m. Trọng lượng tường 220 là: 505,8 . 3,4 = 1719,7KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D4 trục B. Trọng lượng dầm dọc tiết diện (220x800): 285,5 KG/m. Trọng lượng tường lan can 110 cao 0,6m. 288. 0,6 = 172,8 KG/m. Trọng lượng lan can hoa sắt : 55. 0,3 = 16,5 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 400,9 .1,5 = 601,35 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D3 trục C. Trọng lượng dầm dọc tiết diện (220x800): 285,5 KG/m. Trọng lượng tường 220 cao 3,8m. .505,8.3,8 = 1281,4KG/m. Trọng lượng cửa: 1,6. 27,5 = 44 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 1202,7 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D2 trục C1(E1). Trọng lượng dầm (220x400): 285,5 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 1202,7 KG/m. *Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc D1 trục E. Trọng lượng dầm (220x400): 285,5 KG/m. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 601,35 KG/m. Trọng lượng tường 220 cao 3,8m. .505,8.3,8 = 1281,4KG/m. Trọng lượng cửa: 1,6. 27,5 = 44 KG/m. 3.2 Xác định tải trọng phân bố đều trên dầm dọc thành lực tập trung. P9’ = (285,5 + 172,8 +16,5).4 601,35 .2,5 = 3402,6 KG. P9 = P9’ + Pcột tầng trên = 3402,6 + 1187,3 = 4590 KG. P10 = (285,5 + 1281,4 + +44).4 + 1202,7.2,5 + 558,1 .4,2 = 1179,44 KG. P11 = 4.285,5 + 1202,7.2,5 = 4148,8 KG. P12 = (285,5 + 1281,4).4 + 601,35.2,5 + 558,1.4,2 = 1029,1 KG. Tĩnh tải tác dụng lên tầng 2. B. Hoạt Tải. Gồm 2 phương án tải chất lệch tầng lệch nhịp: Sơ đồ truyền tải trọng lên tầng mái như hình vẽ: 1.Hoạt tải mái: Tải trọng phân bố: Tải trọng phân bố trên nhịp BC. Tải ô 7 phân bố tam giác truyền vào: 97,5 .1,5 .2 = 292,5 KG/m. Sàn mái tôn phân bố đều : 97,5 .4 = 390 KG/m. Tải trọng phân bố trên nhịp E2E = 0. 1.2 Tải trọng tập trung. - Tại nút B,C. Sàn ô 8 phân bố hình thang truyền vào: 97,5 .Sthang = 97,5 . 3,75 = 365,6 KG. - Tại nút E2E. Sàn ô 6 phân bố hình chữ nhật truyền vào: P1’ = 97,5 .0,75 .4 = 295,5 KG. 2. Hoạt tải tầng 3,5. 2.1 Tải trọng phân bố trên nhịp CC1,C1E1,E1E. Sàn ô 1 phân bố tam giác truyền vào: 240 .3 = 720 KG. 2.2 Tải trọng tập trung. *Nút B1,B. Sàn ô 5 phân bố chữ nhật truyền vào: P3’ = 0,3 .4 .360 = 432 KG. *Nút C,E. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P4’ = 240 .3,75 = 900 KG. Nút C1E1. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P5’ = 2.240 .3,75 = 1800 KG. 3. Hoạt tải tầng 4. 3.1 Tải trọng phân bố trên nhịp BC. Sàn ô 1 phân bố hình tam giác truyền vào: q5’= 360 .3 = 1080 KG/m. 3.1 Tải trọng tập trung tại nút BC. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: P6’= 3,75 .360 = 1350 KG. 4. Hoạt tải tầng 2. Tải trọng phân bố tam giác truyền vào: 1080 KG/m. Tải trọng tập trung tại nút B,C do sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 3,75 .360 = 1350 KG. B. Phương án hoạt tải 2. 1. Hoạt tải mái. 1.1 Tải trọng phân bố. Tải trọng phân bố trên nhịp B1,B. có q1’ = 0. Tải trọng phân bố trên nhịp C,E. Sàn ô 7 phân bố hình tam giác truyền vào: 97,5 .3 = 292,5 KG/m. Sàn mái tôn truyền vào : 97,5 .4 = 390 KG/m. 1.2 Tải trọng tập trung. *Nút B1B. Sàn ô 6 phân bố chữ nhật truyền vào: P1’=97,5 .3 = 292,5 KG. *Tải trọng tập trung tại nút C,E do sàn ô 8 phân bố hình thang truyền vào : P2’= 3,75 .97,5 = 365,6KG. *Tại nút C1E1 là 2P2’=7312,2 KG. Hoạt tải tầng 3,5. 2.1 Hoạt tải phân bố trên nhịp BC. - Sàn ô 1 phân bố tam giác truyền vào: q3’ = 360 .3 = 1080 KG/m. Tải trọng tập trung tại nút B,C. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào: 3,75 .360 = 1350 KG. 3. Hoạt tải tầng 4. Tải trong phân bố trên nhịp B1B. có q4’ = 0. 3.1 Tải trọng phân bố trên nhịp CC1,C1E1,E1E. Sàn ô 1 phân bố tam giác truyền vào: q5’= 360 .1,2 = 432 KG. 3.2 Tải trọng tập trung. *Nút C,E. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P6’ = 240 .3,75 = 900 KG. *Nút C1E1. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P7’ = 2P’62.240 .3,75 = 1800 KG. 4. Hoạt tải tầng 2. 4.1 Tải trọng phân bố trên nhịp CC1,C1E1,E1E. Sàn ô 1 phân bố tam giác truyền vào: q6’= 240 .3 = 720 KG/m. 4.2 Tải trọng tập trung. *Nút C,E. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P8’ = 240 .3,75 = 900 KG. *Nút C1E1. Sàn ô 2 phân bố hình thang truyền vào:P7’ = 2.240 .3,75 = 1800 KG. Sơ đồ hoạt tải chất lệch tầng lệch nhịp khung Khung trục 5 III.2.3. Xác định tải trọng gió. * Xác định áp lực tiêu chuẩn của gió: - Căn cứ vào vị trí xây dựng công trình thuộc Thành Phố Hà Nội- Căn cứ vào TCXDVN 365-2005 về tải trọng và tác động (tiêu chuẩn thiết kế). - Ta có địa điểm xây dựng thuộc vùng gió II-B có Wo=95 (KG/m2). + Căn cứ vào độ cao công trình tính từ mặt đất lên đến tường chắn mái là 30,3(m).Nên bỏ qua thành phần gió động ,ta chỉ xét đến thành phần gió tĩnh. + Trong thực tế tải trọng ngang do gió gây tác dụng vào công trình thì công trình sẽ tiếp nhận tải trọng ngang theo mặt phẳng sàn do sàn được coi là tuyệt đối cứng .Do đó khi tính toán theo sơ đồ 3 chiều thì tải trọng gió sẽ đưa về các mức sàn . + Trong hệ khung này ta lựa chọn tính toán theo sơ đồ 2 chiều, để thuận lợi cho tính toán thì ta coi gần đúng tải trọng ngang truyền cho các khung tuỳ theo độ cứng của khung và tải trọng gió thay đổi theo chiều cao bậc thang (do + gần đúng so với thực tế + An toàn hơn do xét độc lập từng khung không xét đến giằng. * Giá trị tải trọng tiêu chuẩn của gió được tính theo công thức W = Wo.k.c.n + n : hệ số vượt tải (n= 1,2) + c : hệ số khí động c = -0,6 : gió hút c = +0,8 :gió đẩy + k : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình .(Giá trị k Tra trong TCXDVN 365-2005) Để đơn giản ta xem áp lực gió phân bố đều trên 2 tầng liên tiếp: k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao và dạng địa hình ở gần khu vực công trình. B là khoảng cách bước gian. Tầng Cao độ W0. k c+ c- n B qđ. KG/m qh. KG/m 1 4,2 95 0,88 0,8 0,6 1,2 4,0 321 240 2á3 4,2á12,6 95 1,05 0,8 0,6 1,2 4,0 384 287 4á5 12,6á21 95 1,14 0,8 0,6 1,2 4,0 416 312 Tường chắn Sê nô 21á22 95 1,15 0,8 0,6 1,2 4,0 419 314 Tải trọng tác dụng lên tường chắn sê nô mái h =1m. Wđ = 419.1 = 419 KG. Wh = 314.1 = 314 KG. Sơ đồ tải trọng gió như hình vẽ: Chương IV : Tính toán và tổ hợp nội lực IV.1. Tính toán nội lực. 6.1.Tính toán nội lực Sử dụng phần mềm tính toán lội lực sap để tính nội lực cho công trình với sơ đồ khung phẳng . Các số liệu đầu vào và số liệu đầu ra được để cuối bản thuyết minh. Từ kết nội lực được tính ta tiến hành tổ hợp nội lực. 6.2.Tổ hợp nội lực Căn cứ vào kết quả chạy nội lực ta tiến hành lập bảng tổ hợp nội lực để tìm ra những cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính thép. + Đối với cột: Mmax và Ntu Mmin và Ntu Nmax và Mtu + Đối với dầm: Mmax , Mmin và Qmax - Kết quả tổ hợp nội lực cho các phần tử cột của khung 5 thể hiện trong bảng (xem phần phụ lục kết cấu) Tính toán sàn tầng 2. mặt bằng kết cấu sàn tầng 2 Công trình sử dụng hệ thống khung bê tông cốt thép sàn sườn đổ toàn khối các mép sàn được đổ liền khối với dầm khung hoặc dầm giằng. Như vậy có thể coi sàn được ngàm vào dầm ( các ô sàn có 4 cạnh được ngàm). Để tiện cho việc tính toán ta đặt tên cho các ô sàn theo sơ đồ sau: Sơ đồ tính toán bản sàn: Gồm sơ đồ đàn hồi và sơ đồ khớp dẻo. Để đảm bảo an toàn cho kết cấu và không ảnh hưởng tới mỹ quan công trình ta tính toán các ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi. Xác định tải trọng tác dụng lên sàn 1.Tĩnh tải. a.Tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn (sàn + hành lang). Chọn hb = (D/m).l (với l là cạnh ngắn). D=0,8 á 1,4 phụ thuộc tải trọng. m= (40 á45 ) Bản kê 4 cạnh. Thứ tự Cấu tạo lớp sàn g KG/m3 d (m) qtc KG/m3 n gtt KG/m2 1 Gạch 30x30x2 2000 0,2 40 1,1 44 2 Vữa lót dày 2 cm 1800 0,2 36 1,3 46,8 3 Sàn BTCT dày 10 cm 2500 0,1 250 1,1 275 4 Lớp vữa trát 1,5 cm 1800 0,15 27 1,3 35,1 Tổng 400,9 b. Tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn khu vệ sinh. Thứ tự Cấu tạo lớp sàn g KG/m3 d (m) qtc KG/m3 n gtt KG/m2 1 Thiết bị WC + tường 70 1,1 77 2 Gạch lát chống trơn 2000 0,1 20 1,1 22 3 Vữa XM lót dày 2 cm 1800 0,2 36 1,3 46,8 4 Sàn BTCT dày 10 cm 2500 0,1 250 1,1 275 5 Lớp vữa trát 1,5 cm 1800 0,15 27 1,3 35,1 Tổng 403 456 2. Hoạt tải sàn. Hoạt tải sàn lấy theo yêu cầu sử dụng và được lấy theo TCVN 2737-1995. Hoạt tải phòng học Ptt = 1,2.200=240 KG/cm2. Hoạt tải hành lang, ban công Ptt = 1,2.300=360 KG/cm2. Hoạt tải phòng vệ sinh Ptt =1,2.200=240 KG/cm2. Để thuận tiện trong thi công và tăng khả năng chịu lực cho kết cấu ta tính toán cốt thép cho các ô và bố trí cho ô có hàm lượng cốt thép lớn hơn. Xác định nội lực Xét tỉ số l2/l1 : + Khi l2/l1 > 2 bản làm việc theo một phươngị tính toán như bản loại dầm có tiết diện (b x h) = 100 x 8 Gồm ô S7 và ô S 8. + Khi l2/l1 < 2 bản làm việc theo 2 phương tính bản liên tục theo sơ đồ đàn hồi. Bản liên tục không dều nhịp nhưng để thiên về an toàn ta cũng xét đến trường hợp bất lợi của hoạt tải bằng cách đặt hoạt tải cách ô. Nội lực xác định theo công thức. Với mô men âm lớn nhất ở gối: theo phương cạnh ngắn: MI = ki1.p theo phương cạnh dài : MII = ki2.p với p =q.l1.l2 = (g + p)l1.l2 Mô men lớn nhất ở giữa nhịp (mô men dương). Theo phương cạnh ngắn l1 : M1= m11.p’ + mi1.p’’ Theo phương cạnh dài l2: M2 = m12.p’ + mi2.p’’ (với m11 và m12 tra bảng theo sơ đồ bản kê 4 cạnh Mi1&mi2 là hệ số để xác định mô men ở nhịp của các ô bản. Ta không điều chỉnh biểu đồ nội lực do chênh lệch mà tính toán bình thường, sau khi tính toán được hàm lượng thép ở gối giữa 2 ô cạnh nhau ta bố trí cho gối có hàm lượng cốt thép lớn hơn. Tên ô bản l1 l2 l2 /l1 P KG/m2 g KG/m2 q’=p/2 KG/m2 q’’=g+q’ KG/m2 p’ KG p’’ KG p KG S1 3 4 1,33 240 400,9 120 52,9 1440 6250,8 7690,8 S2 3 4 1,33 360 400,9 180 580,9 2160 6970,8 9130,8 S3 3,9 4 1,02 360 400,9 180 580,9 2808 9062 11870 S4 2 3 1,5 240 456 120 576 720 3456 4176 S5 2 2,1 1,05 240 456 120 576 504 2419,2 2923,2 S6 2,7 4 1,48 360 400,9 180 580,9 1944 6273,7 8217,7 S7 0,6 4 6,7 360 400,9 180 580,9 432 1394,2 1826,2 S8 1,8 4 2,2 360 400,9 180 580,9 1296 4182,5 5478,5 Tra bảng theo sơ đồ 9: Tên ô bản l2/l1 m11 m22 ki1 ki2 mi1 mi2 M1 M2 MI MII S1 1,33 0,0457 0,0259 0,0478 0,0269 0,0209 0,012 196,5 111,1 364,8 206,9 S2 1,33 0,0457 0,0259 0,0475 0,0269 0,0209 0,012 244,4 138,2 433,7 245,6 S3 1,02 0,0372 0,035 0,0425 0,0407 0,0182 0,017 269,4 256 504,5 483,1 S4 1,5 0,048 0,0214 0,0464 0,0206 0,0208 0,01 106,4 47,55 193,8 86 S5 1,05 0,0384 0,0341 0,0437 0,0394 0,0187 0,017 64,6 58,55 127,7 115,2 S6 1,48 0,0477 0,0219 0,0466 0,0212 0,0208 0,01 223,2 103,4 382,9 174,2 Xác định nội lực cho bản loại dầm sàn tầng 2. Tên ô sàn l2/l1 Sơ dồ tính Mgối=ql2/12 Mnhịp=ql2/24 S7 S8 iii.tính toán và bố trí thép sàn tầng 2. Tính toán sàn theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật có kích thước 100x10. Chiều cao làm việc h0=h-a phụ thuộc vào phương cạnh dài hay cạnh ngắn mà ta bố trí cốt thép phía trên hay phía dưới. a. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ. 1.Theo phương cạnh ngắn l1: Cốt thép đặt dưới chọn a=1,5 cm ị h0=10 – 1,5 =8,5 cm. 2.Theo phương cạnh dài. Cốt thép đặt trên do đó chiều cao làm việc theo phương này giảm đi giả thiết chọn thép lớn nhất là f8 ị h’0=8,5 – 0,8 = 7,7 cm. 3. Chọn vật liệu. Bê tông chọn mác 250. Dự kiến dầm nhịp lớn nên ta có thể thiết kế dầm ứng suất trước để giảm kích thước tiết diện dầm. Rn =110KG/cm2. Rk=8.3KG/cm2. cốt thép nhóm AI. Ra= 2300KG/cm2. Từ mác bê tông và nhóm cốt thép tra bảng có a0=0.58 ị A0= 0.412. Tính cốt thép cho ô bản S1. + Tính toán cốt thép cho mô men M1. M1= 19645 KG.cm , h0=8,5 cm. Tính A theo công thức : ==0,02472ị Ă=0,50,5. Diện tích cốt thép chịu mô men M1.. Fa=. Vì hàm lượng cốt thép nhỏ với f6 a200/m có Fa=1,41>1,02 nên ta bố trí cốt thép theo cấu tạo f6 a200 có Fa=1,41 cm2. Xác định hàm lượng cốt thép m= + Tính cốt thép cho MI=34680KG.cm, h0= 8,5 cm. =ị Ă=0,50,5. Diện tích cốt thép chịu mô men MI.. Fa=. Chọn f8 a200 có Fa=2,51cm2 Xác định hàm lượng cốt thép :m= Các giá trị khác như M2và MII được ghi trong bảng. I. tên ô sàn h0(cm) mô men (KG.cm) A Ă Diện tích cốt thép Fa (cm2). Chọn thép Fathực m% Fa1 Fa2 FaI FaII S1 8,5 M1=19645 0.03 0.984 1.02 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=11110 0.021 0.9894 0.63 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=36480 0.056 0.971 1.92 f8a200 2.51 0.295 7,7 MII=20690 0.039 0.98 1.2 f8a200 2.51 0.326 S2 8,5 M1=24440 0.038 0.979 1.28 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=13820 0.026 0.987 0.8 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=43370 0.067 0.933 2.4 f8a200 2.51 0.295 7,7 MII=24560 0.046 0.954 1.454 f8a200 2.51 0.326 S3 8,5 M1=26940 0.0414 0.96 1.44 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=25600 0.048 0.975 1.48 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=50450 0.0776 0.96 2.7 f8a180 2.79 0.295 7,7 MII=48310 0.09 0.95 2.86 f8a180 2.79 0.326 S4 8,5 M1=10644 0.0164 0.922 0.55 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=4755 0.0089 0.9955 0.27 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=19377 0.0298 0.985 1.01 f6a200 1.41 0.166 7,7 MII=8600 0.016 0.992 0.5 f6a200 1.41 0.183 S5 8,5 M1=6460 0.01 0.995 0.33 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=5855 0.011 0.9945 0.332 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=12770 0.0196 0.99 0.66 f6a200 1.41 0.295 7,7 MII=11520 0.0216 0.989 0.66 f6a200 1.41 0.183 S6 8,5 M1=22320 0.034 0.9825 1.16 f6a200 1.41 0.166 7,7 M2=10343 0.019 0.991 0.59 f6a200 1.41 0.183 8,5 MI=38290 0.059 0.9696 2 f8a200 0.295 7,7 MII=17420 0.033 0.983 1.0 f6a200 0.183 S7 8,5 Mnhịp=1140 0.002 0.999 0.06 f6a200 0.166 8,5 Mgối=2282 0.004 0.997 0.13 f6a200 0.166 S8 8,5 Mgối=20544 0.037 0.981 1.15 f6a200 0.166 8,5 Mnhịp=10272 0.016 0.992 0.53 f6a200 0.166 a. Tính toán cốt thép cho dầm khung. Dầm khung được đổ bê tông liền khối với sàn nên khi tính toán ta phải xem dầm là tiết diện chữ T. Khi cánh nằm trong vùng nén (dầm chịu mô men dương) ta tính Tính thép Khung TRụC 5 toán là tiết diện chữ T, khi cánh nằm trong vùng kéo (dầm chịu mô men âm) ta tính toán dầm như tiết diện chữ nhật. Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn các cặp mô men nguy hiểm nhất cho dầm để tính toán ra lượng thép cần thiết. Đối với mỗi dầm (mỗi phần tử thanh)ta tính cho 3 vị trí tiết diện đó là vị trí đầu, cuối và giữa dầm. Trong một số trường hợp dầm có nội lực và tiết diện như nhau nên ta chỉ tính cho 1 dầm, các dầm khác còn lại ta bố trí thép giống như dầm đã tính.(Dầm thuộc phần tử số 10,15,20 giống nhau, các phần tử 4,9,14,19 giống nhau có cùng tiết diện, chịu lực giống nhau nên ta chỉ tính toán cho phần tử số 4, các phần tử khác tương tự…). Chọn số liệu để tính toán : I.1. Cơ sở tính toán: 1. Bảng tổ hợp tính toán (Các bảng tổ hợp NL cột). 2. TCVN 356 - 2005: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép. 3. Hồ sơ kiến trúc công trình. I.2. Vật liệu sử dụng - Bê tông B20 có: Rb=11,5 Mpa, Rbt=0,9 Mpa, Eb=27000 Mpa - Cốt thép dùng thép nhóm ._.