ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

MỤC LỤC
A-NỘI DUNG:................................................................................................................................2
B-SỐ LIỆU THIẾT KẾ:..................................................................................................................2
I-LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:.............................................................................2
I-1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI............................................................................2
I-2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG:.........................................................................................4
I-3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN:...........................................................................................................4
I-4. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG:............................................................................9
II. TÍNH TỐN TẢI TRỌNG.........................................................................................10
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:..................................................................................10
II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1

SÀN...............................................11

II.3. TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:........................................................................16
II.4.TẢI TRỌNG GIÓ:..........................................................................................................24
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC.........................................................28
III-1.TỔ HỢP TẢI TRỌNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM..........................................28
III-2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC...................................................................................................28
III-3. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG...........................................................................33
III-4. TỔ HỢP NỘI LỰC KHUNG PHẲNG THEO TCVN..................................................35
IV. TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ THÉP KHUNG TRỤC 3.................................................41
IV-1.TÍNH TỐN THÉP DẦM............................................................................................41
IV-2.TÍNH TỐN THÉP CỘT..............................................................................................55
V. CẤU TẠO NÚT KHUNG: thể hiện trong bảng vẽ......................................................65

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

1


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

A-NỘI DUNG:
Tính tốn thiết kế khung phẳng BTCT tồn khối trục 3. Cơng trình là nhà ở tập
thể 5 tầng

B-SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

NHỊP
L1(m)

NHỊP
L2(m)

NHỊP
L3(m)

2.6

8.2

3.2


Chiều cao Chiều cao Chiều cao
h1(m)
ht(m)
∆h(m)
4.3

3.4

0.9

Bước
khung
B(m)

Số
tầng
n

Khu vực
xây
dựng

Khung
trục
3

4

5


II

3

CƠ SỞ TÍNH TỐN:
-

Quy chuẩn xây dựng Việt Nam.
TCVN 2737 - 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5574 - 2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiểu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.

I-LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
I-1.HỆ CHỊU LỰC KHUNG TOÀN KHỐI
1/Khái niệm chung
 Kết cấu khung là hệ thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc khớp.
Khung bê tông cốt thép được dùng rộng rãi và là kết cấu chịu lực chủ yếu của nhiều loại
công trình.
 Có nhiều cách phân loại khung, theo phương pháp thi cơng người ta chia ra thành 2
loại:
+ Khung Tồn khối:
 Ưu điểm: Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt.
Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản.
 Nhược điểm: Thi cơng phức tạp, khó cơ giới hóa.
Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi cơng chậm.
+ Khung lắp ghép:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP


MSSV:12520807001

2


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

 Ưu điểm: Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất lượng.
Thi công nhanh, dễ cơ giới hóa.
 Nhược điểm: Độ cứng của kết cấu khơng lớn.
Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng.
 Hệ khung trong nhà là một hệ không gian. Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể tính
khung phẳng hoặc khung không gian.
+ Với nhà khá dài, khung đặt theo phương ngang nhà sẽ được xem như các khung
phẳng.Các khung phẳng được giằng với nhau bởi các dầm dọc.
+ Khi mặt bằng của nhà vng hoặc gần vng, gió và các tải trọng ngang khác tác
dụng theo phương bất kỳ , khi đó khung được tính như một hệ khơng gian.
Phương án lựa chọn: KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI (tính theo khung
phẳng)
2/Phương pháp thiết kế kết cấu sàn và mái
Sàn được đổ toàn khối với hệ khung, nhằm tạo độ cứng lớn cho cơng trình. Có bố trí
dầm phụ cho ơ sàn có diện tích lớn. Mái được lợp tôn, kết cấu chịu lực của mái là xà gồ
và dầm xiên với độ dốc

, mái consol vươn ra trên mặt bằng một đoạn 1.0m.

3/Bố trí hệ chịu lực của nhà khung
Khung gồm từ các thanh và các nút.

 Thanh là các cấu kiện chịu uốn (dầm) và cấu kiện chịu nén hoặc kéo lệch tâm (cột, xà
ngang gãy khúc, xà ngang cong).
 Nút cứng (nối cột với dầm) phải có kích thước hình học và bố trí cốt thép sao cho
phù hợp với sơ đồ tính tốn. Phải đảm bảo sao cho vùng bêtông chịu nén không bị ép vỡ và
cốt thép neo vào nút không bị tuột. Liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại mặt
móng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

3


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

I-2.CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG:
Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 (tương đương M250)
-

Cường độ chịu nén tính tốn: Rb=11,5MPa

-

Cường độ chịu kéo tính tốn: Rbt=0.9MPa

-


Khối lượng riêng:

-

Mơđun đàn hồi:

Sử dụng thép:
-

Thép nhóm AI cho loại đường kính Ø ≤ 10(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=225MPa; RSC=225MPa
Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang: RSW=175MPa
Mơđun đàn hồi:

-

Thép nhóm AII cho loại đường kính Ø ≥ 12(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=280MPa; RSC=280MPa;
Cường độ chịu cắt khi tính tốn cốt ngang: RSW=225MPa

-

Thép nhóm AIII cho loại đường kính 10 ≤ Ø ≥ 40(mm)
Cường độ chịu nén, kéo tính tốn: RS=365MPa; RSC=365MPa

I-3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN:
a. Chiều dày sàn:
Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo ơ sàn có kích thước lớn nhất
Sàn tầng:
-


Kích thước ơ sàn lớn nhất:
Ta có:
phương.

-

sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai

Chiều dày bản sàn:
chọn

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

4


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

b. Tiết diện dầm:
+ Dầm dọc

chọn:

chọn:
+ Dầm khung trục 3

Dầm AB:

Chọn hd=300mm

Chọn bd=250 mm
Dầm BC:

Chọn hd=600 mm

Chọn bd=250 mm
Dầm CD:

Chọn hd=300 mm

Chọn bd=250 mm
♦ Dầm mái:
SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

5


ĐỒ ÁN BTCT2

chọn

:

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

;

c. Tiết diện cột:
+ Diện tích tiết diện cột sơ bộ theo cơng thức:

Trong đó:

: Hệ số kể đến ảnh hưởng mơmen trong cột.
; Với: n là số tầng.
là diện tích truyền tải lên cột khung.
đối với chung cư, tườ
ng là vách gạch.

+ Phạm vi truyền tải của cột để tính kích thước tiết diện:
Để xác định tiết diện cột ta chọn cột có phạm vi truyền tải lớn nhất ( tức là cột mà ở vị trí
đó có những ơ sàn bao quanh có diện tích sàn lớn nhất )được thể hiện trong mặt bằng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

6


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: DIỆN TÍCH CHỊU TẢI CỦA CỘT
BẢNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2

Ta có:
N=qSn
(kN) A b (mm2)
n=5

Chọn
bxh
(mm)

Ac
(mm2)

Cột

S(m )

q=g+p
(kN/m2)

Cột góc
K=1.5

3.2

11

176

22956


250x250

62500

Cột biên
K=1.3

11.4

11

627

70878

250x300

75000

Cột giữa
K=1.1

22.8

11

1254

119947


250x500 125000

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

2

MSSV:12520807001

7


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

+ Kiểm tra về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mãnh

(với

.

, b: bề rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)

• Đối với khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 2 nhịp trở lên, đổ
bêtơng cốt thép toàn khối hệ số
-

Kiểm tra độ ổn định của cột biên (250x400) tầng 1:

Thõa mãn điều kiện về ổn định.


• Với các cột cịn lại việc kiểm tra ổn định được thực thiện tương tự và thể hiện ở bảng
sau:
BẢNG KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA CỘT
Cột
trục

A

B

Tầng H(m)
1
2
3
4
5
1
2
3
4

4.3
3.4
3.4
3.4
3.4
4.3
3.4
3.4

3.4

Tiết diện
cột

λb

12.04
9.25
250x300 9.25
9.25
9.25
12.04
9.25
250x500 9.25
9.25

Kiểm tra
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa

Cột
trục


C

D

Tầng H(m)
1
2
3
4
5
1
2
3
4

4.3
3.4
3.4
3.4
3.4
4.3
3.4
3.4
3.4

Tiết diện
cột

hệ s

λb

12.04
9.25
250x500 9.25
9.25
9.25
12.04
9.25
250x300 9.25
9.25

Kiểm tra

0.7

Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa
Thỏa

Như vậy ta chọn kích thước cột:
-

Cột góc ở 5 tầng có tiết diện 250×250 mm

Cột biên ở 5 tầng có tiết diện 250×300 mm
Cột giữa ở 5 tầng có tiết diện 250×500 mm

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

8


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: MẶT BẰNG SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

9


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

`
HÌNH: SƠ ĐỒ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 3
I-4. LẬP SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG:

Tính khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn
của cơng trình ( phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn ).
Mơ hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm),
liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại mặt móng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản lấy nhịp tính tốn bằng nhịp kiến
trúc, ta có sơ đồ tính:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

10


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 3

II. TÍNH TỐN TẢI TRỌNG
II.1.CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
- Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995 : Tải trọng và tác động – Tiêu
chuẩn thiết kế.
- Hệ số tin cậy lấy theo bảng 1, trang 10 TCVN 2737 – 1995.
- Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn theo “ Sổ tay thực hành kết cấu
cơng trình ” – PGS.PTS.Vũ Mạnh Hùng.

SV: LÊ VĂN ĐIỆP


MSSV:12520807001

11


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

II.2.TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI PHÂN BỐ TRÊN 1

SÀN

15

100

20

10

GẠCH CERAMIC
VỮ
A LÓ
T M50
BẢ
N SÀ
N BTCT
VỮ
A TRÁ

T M50

HÌNH: MINH HỌA CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN

+ Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nước ( sàn vệ sinh,…) thì cấu tạo sàn cịn có
thêm lớp chống thấm.
♦ Tĩnh tải:
Trong đó:
: là chiều dày lớp thứ I (m);
: trọng lượng riêng của lớp thứ i

;

: hệ số vượt tải;

: tải trọng tính tốn

;

: tải trọng tính tiêu chuẩn

;

♦ Hoạt tải:
Trong đó:
: hoạt tải tính tốn

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

;


MSSV:12520807001

12


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

: hoạt tải tiêu chuẩn

;

: hệ số vượt tải;
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN PHỊNG Ở

Loại
tải
trọng

Cấu tạo
STT

1

2
Tĩnh tải

(m)

Gạch
ceramic

0.01

2000

1.1

20

22

Lớp vữa
lót

0.02

1800

1.2

36

43.2

BTCT sàn

0.1


2500

1.1

250

275

Lớp vữa
trát

0.015

1800

1.2

27

32.4

Đường
ống, thiết
bị

40

40

Tổng tĩnh

tải

373

412.6

200

240

573

652.6

3

4

5

Hoạt tải

1

Hoạt tải

1.2

Tổng


SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

13


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BAN CƠNG, LƠGIA

Loại tải
trọng

STT

(m)
1

Gạch
ceramic

0.01

2000

1.1


20

22

2

Lớp vữa lót

0.02

1800

1.2

36

43.2

3

Lớp chống
thấm

0.03

2000

1.2

60


72

4

Lớp BTCT
sàn

0.1

2500

1.1

250

275

5

Lớp vữa
trát

0.015

1800

1.2

27


32.4

6

Đường
ống, thiết
bị

40

40

Tổng tĩnh
tải

433

484.6

200

240

633

724.6

Tĩnh tải


Hoạt tải

Cấu tạo

1

Hoạt tải

1.2

Tổng

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

14


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN VỆ SINH
Loại tải
trọng

STT

Cấu tạo

(m)

1

Gạch
ceramic

0.01

2000

1.1

20

22

2

Lớp vữa lót

0.02

1800

1.2

36

43.2


3

Lớp chống
thấm

0.03

2000

1.2

60

72

4

Lớp BTCT
sàn

0.1

2500

1.1

250

275


5

Lớp vữa
trát

0.015

1800

1.2

27

32.4

6

Đường
ống, thiết
bị

40

40

7

Tường trên
sàn


130

156

563

640.6

200

240

763

880.6

Tĩnh tải

1.2

Tổng tĩnh
tải
Hoạt tải

1

Hoạt tải

1.2


Tổng

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

15


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

TẢI TRỌNG MÁI
Loại tải
trọng

STT

Cấu tạo
(m)

Tĩnh tải

Mái tôn, xà gồ
bằng gỗ

Hoạt tải


1

Hoạt tải

1.1

Tổng

17

17

30

33

47

50

BẢNG TỔNG HỢP TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC SÀN
STT

LOẠI SÀN CƠNG
TRÌNH

1

Sàn phịng ở


373

412.6

2

Sàn ban cơng, lơgia

433

484.6

3

Sàn vệ sinh

563

640.6

4

Mái tơn

17

17

BẢNG TỔNG HỢP HOẠT TẢI CHO TỪNG BỘ PHẬN CƠNG TRÌNH
STT


LOẠI SÀN CƠNG
TRÌNH

1

Sàn phịng ở

200

240

2

Sàn ban cơng, lơgia

200

240

3

Sàn vệ sinh

200

240

SV: LÊ VĂN ĐIỆP


MSSV:12520807001

16


ĐỒ ÁN BTCT2
4

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Mái tôn

30

33

Tải trọng 1m2 tường:
Tường dày 200:
TT

Tải trọng
tường xây

1

2

Các lớp VL
Tường xây
1800*0.2


gtc
(daN/m2)

n

gtt
(daN/m2)

360

1.1

396

48

1.2

57.6

Vữa trát 2 mặt dày 30mm
1600*0.03
Tổng cộng

408

453.6

Tường dày 100:
TT


Tải trọng
tường xây

1

2

Các lớp VL
Tường xây
1800*0.1

gtc
(daN/m2)

n

gtt
(daN/m2)

180

1.1

198

48

1.2


57.6

Vữa trát 2 mặt dày 30mm
1600*0.03
Tổng cộng

228

255.6

II.3. TẢI TRỌNG TRUYỀN VÀO KHUNG:
♦ Tĩnh tải:
☼ Tường:
Tường 200 phân bố đều trên dầm chính bao ngồi cơng trình:
◊ Dầm dọc (200×300) :

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

;

MSSV:12520807001

17


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
;


◊ Dầm ngang (250×600) :
Tường 100 phân bố đều trên dầm chính:
◊ Dầm dọc (200×300) :

;
;

◊ Dầm ngang (250×600) :
Tường 100 xây trên đà kiềng:

☼ Nhịp AB ở các tầng là hành lang nên khơng có tường xây bên trên.

HÌNH: SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA SÀN LÊN DẦM

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

18


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

☼ Lực tập trung tại nút khung đà kiềng:

5Lực tập trung tại nút A:

Lực tập trung tại nút B:


Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:

Lực tập trung tại nút C:

Lực tập trung tại nút D:

☼ Lực phân bố nhịp:
Nhịp A-B: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:

Nhịp B-C: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang và tường truyền vào dạng phân bố
đều:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

19


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Nhịp C-D: do sàn S3 truyền vào dạng tam giác và tường truyền vào dạng phân bố đều:

☼Tải trọng truyền vào dầm mái:
Tĩnh tải trên mái đưa về phân bố đều:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP


MSSV:12520807001

20


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRỤC 3

♦ Hoạt tải:

-

Lực tập trung tác dụng lên nút khung
Lực tập trung tại nút A:

-

Lực tập trung tại nút B:
• Nhịp AB truyền vào:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

21



ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

• Nhịp BC truyền vào:

Lực tập trung tại dầm phụ giao với dầm chính:

-

Lực tập trung tại nút C:
• Nhịp BC truyền vào:

• Nhịp CD truyền vào:

-

Lực tập trung tại nút D:

Lực phân bố trên dầm tầng:
Nhịp A-B: do sàn S1 truyền vào dạng tam giác:
Nhịp B-C: do sàn S2 truyền vào dạng hình thang:
Nhịp C-D: do sàn S2 truyền vào dạng tam giác:
Hoạt tải trên mái đưa về phân bố đều:

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001


22


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 1

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

23


ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 2

MSSV:12520807001

24



ĐỒ ÁN BTCT2

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

HÌNH: SƠ ĐỒ HOẠT TẢI 3

SV: LÊ VĂN ĐIỆP

MSSV:12520807001

25