ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
——
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH
KHU GIẢNG ĐƯỜNG C1 TRƯỜNG
ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Sinh viên thực hiện : Trần Trung Hiếu
Giáo viên hướng dẫn : Trần Dũng
Lớp
: 021CTT01
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nƣớc, ngành xây dựng cơ bản đóng một
vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi lĩnh vực khoa học và công
nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những bƣớc tiến đáng kể. Để đáp ứng đƣợc các yêu
cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần một nguồn nhân lực trẻ là các kỹ sƣ xây dựng có đủ
phẩm chất và năng lực, tinh thần cống hiến để tiếp bƣớc các thế hệ đi trƣớc, xây dựng đất nƣớc
ngày càng văn minh và hiện đại hơn.
Sau gần 5 năm học tập và rèn luyện tại trƣờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng, đồ án tốt nghiệp
này là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã hoàn thành nhiệm vụ của mình trên
ghế giảng đƣờng Đại Học. Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng để trình bày
toàn bộ các phần việc thiết kế và thi công công trình: “Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại học
Hàng Hải Việt Nam ”. Nội dung của đồ án gồm 2 phần chính:
– Phần 1: Kết cấu và Nền móng. (55%)
– Phần 2: Công nghệ và Tổ chức thi công. (45%)
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng đã tận tình giảng
dạy, truyền đạt những kiến thức quý giá của mình cho em cũng nhƣ các bạn sinh viên khác trong
suốt những năm học qua. Đặc biệt, đồ án tốt nghiệp này cũng không thể hoàn thành nếu không
có sự tận tình hƣớng dẫn của thầy
ThS. Trần Dũng – Bộ môn Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp
ThS. Trần Anh Tuấn – Bộ môn Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp
GVC-ThS. Trần Văn Sơn – Đại học Xây Dựng Hà Nội
Xin cám ơn gia đình, bạn bè đã hỗ trợ và động viên trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn
thành đồ án ngày hôm nay.
Thông qua đồ án tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hoá lại toàn bộ kiến thức đã học
cũng nhƣ học hỏi thêm các lý thuyết tính toán kết cấu và công nghệ thi công đang đƣợc ứng
dụng cho các công trình nhà cao tầng của nƣớc ta hiện nay. Do khả năng và thời gian hạn chế,
đồ án tốt nghiệp này không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận đƣợc sự chỉ dạy và
góp ý của các thầy cô cũng nhƣ của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế đƣợc các công trình
hoàn thiện hơn sau này.
Hải Phòng, ngày 18 tháng 01 năm 2014.
Sinh viên
Trần Trung Hiếu
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 2
PHẦN I:
KẾT CẤU – NỀN MÓNG (55%)
I/ Nhiệm vụ thiết kế:
Lựa chọn giải pháp kết cấu.
Tính toán khung trục 5.
Tính toán móng khung trục 5.
Tính toán sàn tầng điển hình.
Tính toán cầu thang bộ nhịp 7-8.
II/ Bản vẽ kèm theo:
KC 01 – Cốt thép sàn tầng điển hình
KC 02, 03 – Cốt thép khung trục 5
KC 04 – Mặt bằng bố trí móng và cốt thép móng khung trục 5
KC 05 – Cốt thép cầu thang bộ nhịp 7-8
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 3
CHƢƠNG I:
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ CHỌN SƠ BỘ CÁC KÍCH THƢỚC
Khái quát chung:
Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình( hệ chịu lực chính, sàn) có vai trò
quan trọng tạo tiền đề cơ bản để ngƣời thiết kế có đƣợc định hƣớng thiết lập mô hình,
hệ kết cấu chịu lực cho công trình đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phự hợp
với yêu cầu kiến trúc, thuận tiện trong sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế.
Trong thiết kế kế cấu nhà cao tầng việc chọn giải pháp kết cấu có liên quan
đến vấn đề bố trớ mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao tầng, thiết bị điện, đƣờng
ống, yêu cầu thiết bị thi cụng, tiến độ thi công, đặc biệt là giỏ thành công trình và sự
làm việc hiệu quả của kết cấu mà ta chọn.
A/ CƠ SỞ TÍNH TOÁN:
I/ Các tài liệu sử dụng trong tính toán:
Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
TCVN 356-2005 Kết cấu Bê tông cốt thép, tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động, tiêu chuẩn thiết kế.
II/ Tài liệu tham khảo:
1. Hƣớng dẫn sử dụng chƣơng trình SAP 2000.
2. Giáo trình giảng dạy chƣơng trình SAP – ThS. Hoàng Chính Nhân.
3. Kết cấu Bê tông cốt thép( phần kết cấu nhà cửa) – GS.TS.Ngô Thế Phong,
PGS.Lý Trần Cường, PGS.Trịnh Kim Đạm, PGS.Nguyễn Lê Ninh.
4. Kết cấu thép II( Công trình dân dụng và công nghiệp) – Phạm Văn Hội,
Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Đoàn Ngọc Tranh, Hoàng Văn Quang.
5. Khung Bê tông cốt thép toàn khối – PGS.TS.Lê Bá Huế, Phan Minh Tuấn.
6. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn – Trần Bình, Hồ Anh Tuấn.
III/ Vật liệu dùng trong tính toán:
1. Bê tông: theo tiêu chuẩn TCVN 356-2000, Tiêu chuẩn thiết kế BTCT ta có:
Sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có
Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 0,9 Mpa, Eb = 27.103 Mpa.
Sử dụng thép:
Nếu ϕ <12mm thì dùng thép CI có: Rs= Rsc= 225 Mpa, Es= 21.104 MPa
Nếu ϕ ≥12mm thì dùng thép CII có: Rs= Rsc= 280 MPa, Es= 21.104 MPa
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 4
Nếu ϕ ≥22mm thì dùng thép CIII có: Rs= Rsc= 365MPa, Es= 20.104 MPa
2. Các dạng kết cấu khung.
2.1. Các dạng kết cấu khung
Đối với nhà cao tầng có thể sử dụng các dạng sơ đồ chịu lực:
Hệ tƣờng chịu lực
Hệ khung chịu lực
Hệ kết cấu khung vách kết hợp
a) Hệ tường chịu lực:
Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện chịu tải trọng đứng và ngang của nhà là
các tƣờng phẳng. Tải trọng ngang truyền đến các tấm tƣờng thụng qua các bản sàn
đƣợc xem là cứng tuyệt đối. Trong mặt phẳng của các vách cứng (chính là tấm
tƣờng) làm việc nhƣ thanh công xôncó chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu này thì
khoảng không bên trong công trình cũn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu về
kết cấu, thiếu độ linh hoạt về không gian kiến trúc.
Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiện
kinh tế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phƣơng án này không thoả mãn.
b) Hệ khung chịu lực:
Hệ khung gồm các cột và các dầm liên kết cứng tại các nút tạo thành hệ
khung không gian của nhà. Hệ kết cấu này tạo ra đƣợc không gian kiến trúc khá linh
hoạt. Kết cấu khung đƣợc tạo nên bởi cột và dầm liên kết với nhau bằng mắt cứng
hoặc khớp, chúng cùng với sàn và mỏi tạo nên một kết cấu không gian có độ cứng.
Sơ đồ giằng:
Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tƣơng ứng
với diện tớch truyền tải đến nó cũn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các
kết cấu chịu tải cơ bản khác nhƣ lõi, tƣờng chịu lực. Trong sơ đồ này thì tất cả các
nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén.
Sơ đồ khung - giằng:
Hệ kết cấu khung - giằng đƣợc tạo ra bằng sự kết hợp giữa khung và vách
cứng. Hai hệ thống khung và vách đƣợc lờn kết qua hệ kết cấu sàn. Khung cũng
tham gia chịu tải trọng đứng và ngang cùng với lõi và vách. Hệ thống vách cứng
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 5
đúng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế để chịu tải trọng
thẳng đứng. Sự phân rừ chức năng này tạo điều kiện để tối ƣu hóa các cấu kiện, giảm
bớt kích thƣớc cột và dầm, đáp ứng đƣợc yêu cầu kiến trúc.
Sơ đồ này khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng).
Kết luận:
Qua phân tích ƣu nhƣợc điểm của các hệ kết cấu, đối chiếu với đặc điểm kiến
trúc của công trình: ta chọn phƣơng án kết cấu khung chịu lực làm kết cấu chịu lực
chính của công trình.
2.2. Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu sàn:
Để chọn giải pháp kết cấu sàn ta so sánh 2 trƣờng hợp sau:
a) Kết cấu sàn không dầm (sàn nấm):
Hệ sàn nấm có chiều dày toàn bộ sàn nhỏ, làm tăng chiều cao sử dụng do đó
dễ tạo không gian để bố trí các thiết bị dƣới sàn (thông gió, điện, nƣớc, phòng cháy
và có trần che phủ), đồng thời dễ làm ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông khi thi
công. Tuy nhiên giải pháp kết cấu sàn nấm là không phù hợp với công trình vì không
đảm bảo tính kinh tế do tốn vật liệu
b) Kết cấu sàn dầm:
Là giải pháp kết cấu đƣợc sử dụng phổ biến cho các công trình nhà cao tầng.
Khi dùng kết cấu sàn dầm độ cứng ngang của công trình sẽ tăng do đó chuyển vị
ngang sẽ giảm. Khối lƣợng bê tông ít hơn dẫn đến khối lƣợng tham gia dao động
giảm. Chiều cao dầm sẽ chiếm nhiều không gian phòng ảnh hƣởng nhiều đến thiết kế
kiến trúc, làm tăng chiều cao tầng. Tuy nhiên phƣơng án này phù hợp với công trình
vì bên dƣới các dầm là tƣờng ngăn, chiều cao thiết kế kiến trúc là tới 3,2m nên không
ảnh hƣởng nhiều.
Kết luận: Lựa chọn phƣơng án sàn sƣờn toàn khối.
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 6
B. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
I/ Lựa chọn sơ bộ các kích thƣớc:
1. Chọn kích thƣớc chiều dày sàn:
Ta chọn chiều dày sàn theo công thức: hs = D
Với sàn phòng:
1,76 < 2 → bản làm việc 2 phƣơng → Bản kê 4 cạnh
Với: m = 40 ÷ 45 → chọn m = 42
D = 1÷ 1,4 → chọn D = 1.2
Chiều dày sàn phòng: hs = D
= 1,2
= 0,086(m)
→ Lấy hs = 100 (mm).
Với sàn hành lang:
Chiều dày sàn hành lang: hshl = D
= 1,2
= 0,075(m)
→ Lấy hshl = 100 (mm).
Với sàn mái:
Chiều dày sàn mái: hsm = D
= 1,2
= 0,075 (m)
→ Lấy hsm = 80 (mm).
Do các sàn có kích thƣớc và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày sàn khác
nhau, để thuận tiện cho thi công cũng nhƣ tính toán, đảm báo cấu tạo ta chọn 1 chiều
dày bản sàn h = 100cm.
2. Tải trọng:
a, Sàn trong phòng:
Hoạt tải tính toán: ps = 250.1,2 = 300 (kg/m2)
Tĩnh tải tính toán: go =108,6 (kg/m2).
Các lớp vật liệu
Tiêu chuẩn
n
Tính
toán
Gạch ceramic dày 8mm, γo= 2000 kg/m2
0,008. 2000 = 16 (kg/m2)
16
1,1
17,6
Vữa lát dày 20mm , γo= 2000 kg/m2
40
1,3
52
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 7
0,02. 2000 = 40 (kg/m2)
Bản BTCT:
; γo= 2500 kg/m2
0,1 . 2500 = 250 (kg/m2)
250
1,1
275
Vữa trát dày 15mm, γo= 2000 kg/m2
0,015. 2000 = 30 (kg/m2)
30
1,3
39
Cộng
383,6
Vì vậy, tải trọng phân bố tính toán trên sàn là:
qo= go + ps = 108,6+ 300 = 408,6 ( kg/m2).
Vậy nếu kể cả tải trọng bản thân của sàn BTCT thì:
Tĩnh tải tính toán của ô sàn trong phòng:
gs = 384 (daN/m2)
Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng:
qs= ps + gs = 300 + 384= 684 ( kg/m2).
b, Sàn hành lang:
Hoạt tải tính toán: phl = ps + 50 = 300 +50 = 350 (kg/m2)
Tĩnh tải tính toán: go = 108,6 (kg/m2).
Tĩnh tải tính toán của ô sàn hành lang:
ghl = go + γbt.hshl.n = 108,6 + 2500.0,1.1,1 = 383,6 (kg/m2)
Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng:
qhl= phl + ghl = 350 + 383,6 = 733,6 ( kg/m2).
c, Sàn mái:
Hoạt tải tính toán: pm = 100 (kg/m2)
=Tĩnh tải tính toán: go = 81(kg/m2).
Các lớp vật liệu
Tiêu chuẩn
n
Tính
toán
Vữa lát dày 20mm , γo= 2000 kg/m2
0,02. 2000 = 60 (kg/m2)
40
1,3
52
Vữa trát dày 15mm, γo= 2000 kg/m2
30
1,3
39
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 8
0,015. 2000 = 30 (kg/m2)
Cộng
81
Tĩnh tải tính toán của ô sàn mái:
gm = go + gmt + γbt.hm.n = 81 + 20.1,05 + 2500.0,08.1,1 = 301(kg/m2)
Tổng tải trọng phân bố tính toán trên sàn trong phòng:
qm= pm + gm = 100 + 301 = 401 ( kg/m2).
3. Lựa chọn kích thƣớc tiết diện các bộ phận:
Kích thƣớc tiết diện dầm:
a, Dầm CD (dầm trong phòng):
Nhịp dầm L= L2= 8,9 (m)
hd = k = 1
= 593 ÷ 1112,5 (mm)
(lấy m = 8÷ 15, k = 1÷ 1,3)
Chọn chiều cao dầm: hd = 0,7 (m), bề rộng bd = 0,4(m)
Với dầm trên mái, do tải trọng nhỏ nên ta chọn chiều cao nhỏ hơn: hdm=
0,5 m.
b, Dầm BC (dầm ngoài hành lang):
Nhịp dầm L = L1= 2,5 (m)
Chọn chiều cao dầm: hd = 0,5 (m), bề rộng bd = 0,4 (m)
c, Dầm dọc nhà:
Nhịp dầm L= B= 5,3 (m)
hd = k = 1
= 353 ÷ 442 (mm)
Chọn chiều cao dầm: hd = 0,5 (m), bề rộng bd = 0,2 (m).
Kích thƣớc tiết diện cột:
Diện tích tiết diện cột xác định theo công thức: A=
a, Cột trục C:
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 9
Diện truyền tải của cột trục C:
Ss = (
= 14,58 m2.
Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn:
N1 = qs.SB = 683,6. 14,58 = 10006,25 ( kg)
Lực do tải trọng tƣờng ngăn dày 220 mm:
N2 = gt.lt.ht = 606.(5,3/2 +3). 4 = 13696 (kg)
Với gt= 0,22.2000.1,2 + 0,03.2000 = 606 (kg/m2)
Lực dọc do tƣờng thu hồi:
N3 = gt.lt.ht = 342.(3/2 +2,5/2). 0,8 = 753(kg)
Với gt= 0,11.2000.1,2 + 0,03.2000 = 342 (kg/m2).
Lực do tải phân bố đều trên bản sàn mái:
N4 = qm.SB = 416. 14,58 = 6066 ( kg).
Với nhà 10 tầng có 9 sàn phòng và 1 sàn mái:
N =
= 8.(N1 + N2) + 1(N3 + N4) = 9.( 10006,25 + 13696) + (753 + 6066) =
220140 (kg).
Để kể đến ảnh hƣởng của momen ta chọn k = 1,1
→ A=
=
= 2105,68 (cm2)
Vậy ta chọn kích thƣớc cột bc.hc = 40 x 80 = 3200(cm2) > 2106 (cm2).
b, Cột trục D: cột trục D có diện chịu tải Sc nhỏ hơn diện chịu tải của
cột trục C, để thiên về an toàn và định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thƣớc tiết
diện cột trục C (bc.hc = 40x 80 cm) bằng với cột trục C.
c, Cột trục B:
Diện truyền tải cột trục B:
SA=
5,3= 6,625 (m2)
Lực dọc do tải phân bố đều trên bản sàn hành lang:
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 10
N1 = qhl.SA = 690. 6,625 = 4571,25 ( kg)
Lực dọc do tải trọng lan can:
N2 = gt.lt.hhl = 342.5,3.0,9 = 1693( kg)
(lấy sơ bộ chiều cao lan can bằng 0,9).
Lực dọc do tƣờng thu hồi:
N3 = gt.lt.ht = 342.(2,5/2). 0,8 = 342 ( kg)
Lực do tải phân bố đều trên bản sàn mái:
N4 = qm.SA = 416. 6,625 = 2756 ( kg).
Với nhà 9 tầng có 8 sàn phòng và 1 sàn mái:
N =
= 8.(N1 + N2) + 1(N3 + N4) = 8(4571,25 + 1693) + (342 +2756) = 53212
(kg).
Do lực dọc bé nên khi kể đến ảnh hƣởng của momen ta chọn k = 1,3
→ A=
=
= 601 (cm2).
Diện tích A khá nhỏ nên ta chọn kích thƣớc cột A nhƣ sau:
bc.hc = 40 x 40 = 1600(cm2) > 601(cm2).
Càng lên cao thì lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thƣớc tiết diện cột nhƣ
sau:
Cột trục C và trục D có kích thƣớc:
Cột C1- bc.hc = 40 x 80 = 3200 (cm2) từ tầng 1 lên đến tầng 3.
Cột C2- bc.hc = 40 x 60 = 2400 (cm2) từ tầng 4 lên đến tầng 6.
Cột C3- bc.hc = 40 x 50 = 2000 (cm2) từ tầng 7 lên đến tầng 9.
Cột C4- bc.hc = 40 x 40 = 1600 (cm2) cho tầng mái.
Cột trục B có kích thƣớc
Cột C4- bc.hc = 40 x 40 = 1600(cm2) từ tầng 1 lên đến tầng mái.
Các tiết diện dầm:
Dầm D1 – 40 x 70
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 11
Dầm D2 – 40 x 50
Dầm D3 – 22 x 50
4. Mặt bằng bố trí kếu cấu theo hình 4: (có bản vẽ kèm theo)
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 12
CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 5
I/ Sơ đồ tính toán khung phẳng:
1. Sơ đồ hình học:
D-22×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
C-40×80
C-40×80
C-40×80
C-40×80
-1.000/cos mÆt ®Êt tù nhiªn
-1.700
D-22×50
D-40×70
D-40×70
D-40×70
D-40×70
D-40×70
D-40×70
D-40×70
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
D-40×50
C-40×40
C-40×40
C-40×40
C-40×40
C-40×40
C-40×40
+0.000
-0.750
-2.900
C-40×80
B
C
D
D-22×50
C-40×80
D-22×50
D-22×70
D-22×50
D-22×50
D-40×50
D-22×70
D-22×50
D-22×50
C-40×60
D-40×70
D-40×70
C-40×60
D-22×50
D-20×50
D-22×50
D-22×50
D-40×50
D-22×50
C-40×60
C-40×60
D-22×50
D-22×50
C-40×60
C-40×60
D-22×50
D-22×50
C-40×50
C-40×50
D-22×50
D-22×50
C-40×50
C-40×50
D-22×50
D-22×50
C-40×50
C-30×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
D-22×50
C-30×30
C-30×30
C-40×40
C-40×40
C-40×40
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 13
2. Sơ đồ kết cấu:
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang
(dầm) với trục của hệ kết cấu đƣợc tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh.
a, Nhịp tính toán của dầm:
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách giữa các trục cột.
Xác định nhịp tính toán của dầm CD: (lấy cho tầng 1 đến tầng 9)
lCD = L2 + t/2 + t/2 – hc/2 – hc/2
= 8,9+ 0,11+ 0,11- 0,7/2- 0,7/2 = 8,9 (m)
Xác định nhịp tính toán của dầm BC: (lấy cho tầng 6 đến tầng 9)
lBC = L1 – t/2 + hc/2 = 2,5 – 0,11 + 0,5/2= 2,64 (m)
b, Chiều cao của cột:
Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. Do dầm
khung thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang
( dầm có tiết diện nhỏ hơn).
Xác định chiều cao của cột tầng 1:
Lựa chọn chiều sâu chon mãng từ mặt đất tự nhiên (cos -1,7) trở
xuống:
hm= 1200 (mm) = 1,2 (m).
→ ht1 = Ht + Z + hm – hd/2 = 3,2 + 1,7 + 1,2 – 0,5/2 = 6,35 (m).
Xác định chiều cao của cột tầng 2 đến tầng 9:
ht2 = ht3 = ht4 = ht5 = ht6 = ht7 = ht8 = ht9 = Ht = 4 (m).
Xác định chiều cao của cột tầng mái:
hm = 2,5 (m)
Ta có sơ đồ kết cấu đƣợc thể hiện nhƣ hình dƣới:
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 14
Hình : Sơ đồ kết cấu khung ngang
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D1-40×70
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
D2-40×50
C1-40×70
C1-40×70
C1-40×70
C1-40×70
C2-40×60
C2-40×60
C2-40×60
C2-40×60
C2-40×60
C3-40×50
C3-40×50
C3-40×50
C3-40×50
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C4-40×40
C1-40×70
C4-40×40
C1-40×70
C2-40×60
C3-40×50
C3-40×50
C4-40×40
C4-40×40
D1-40×70
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 15
II/ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ:
1. Tĩnh tải đơn vị:
Tĩnh tải sàn phòng học: gs = 384 (kg/m2).
Tĩnh tải sàn hành lang: ghl = 384 (kg/m2).
Tĩnh tải sàn mái: gm = 300 (kg/m2).
Tĩnh tải tƣờng xây 220: gt2 = 606 (kg/m2).
Tĩnh tải tƣờng xây 110: gt1 = 342 (kg/m2).
Tƣờng xây 220 (có kể đến lớp vữa trát dày 30mm):
gt2 = 0,22.2000.1,2 + 0,03.2000.1,3 = 606 daN/m2
Tƣờng xây 110 (có kể đến lớp vữa trát dày 30mm):
gt1 = 0,11.2000.1,2 + 0,03.2000.1,3 = 342 daN/m2
2. Hoạt tải đơn vị:
Hoạt tải sàn phòng học: ps = 300 (kg/m2)
Hoạt tải sàn hành lang: phl = 350 (kg/m2)
Hoạt tải sàn mái: pm = 100 (kg/m2)
3. Hệ số quy đổi tải trọng:
a, Với ô sàn lớn, kích thƣớc 3,0 x 5,3(m) :
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình thang. Để quy đổi
sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta cần xác định hệ số chuyển đổi k:
Có β =
=
= 0,283 → k = 1 – 2β2 + β3 = 1 – 2.0,2832 + 0,2833 = 0,863
b, Với ô sàn hành lang, kích thƣớc 2,5 x 5,3 (m):
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung có dạng hình tam giác. Để quy đổi
sang dạng tải trọng phân bố hình chữ nhật, ta có hệ số chuyển đổi k = 0,83.
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 16
III/ XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG:
1, Tĩnh tải tầng 2 đến tầng 9:
TĨNH TẢI PHÂN BỐ (Kg/m)
STT
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
g1
1.
Do trọng lƣợng tƣờng xây trên dầm cao: 4 – 0,7 = 3,3
gt1 = 606 x 3,3
1999,8
2.
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng tam giác với tung độ lớn
nhất:
gtg = 384 x (3 – 0,22) =1067,52
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
ght = 0,83 x 1067,52= 886,04
Cộng và làm tròn: g1
886
2886
g2
1.
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
gtg = 384 x (2,5 – 0,22) = 875,52
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
ght = 0,83 x 875,52 = 726,68
Cộng và làm tròn: g2
727
727
TĨNH TẢI TẬP TRUNG (Kg)
STT
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
GD
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 17
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,5 x 5,3
1603,25
2.
Do tải trọng tƣờng xây trên dầm dọc cao: 4 – 0,5 = 3,5 (với hệ số
giảm lỗ cửa 0,7)
606 x 3,5 x 5,3 x 0,7
7869
3.
Do trọng lƣợng sàn truyền vào:
384 x (5,3 – 0,22) x (5,3 – 0,22) /4
Cộng và làm tròn:
2477
11949
GD1
1.
Do trọng lƣợng sàn hành lang truyền vào:
384 x [(5,3 – 0,22) + (5,3 – 1) x (1 – 0,22)] /4
1635,67
2.
Do lan can xây tƣờng 110 cao 900 mm truyền vào:
342 x 0,9 x 5,3 = 1631,34
Cộng và làm tròn:
1631
3267
GC
1.
Giống nhƣ mục 1, 2, 3 của GD đã tính ở trên
8611
2.
Do trọng lƣợng sàn hành lang truyền vào:
384 x [(5,3 – 0,22) + (5,3 – 2,5) x ( 2,5 – 0,22)] /4
Cộng và làm tròn:
1725
10336
GC1 = GC2
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,2 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,2 x 0,5 x 5,3
1457,5
2.
Do trọng lƣợng sàn truyền vào:
384 x (5,3 – 0,22) x (3 – 0,22) /2
Cộng và làm tròn:
3018
4475
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 18
GB
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,5 x 5,3
1603,25
2.
Do trọng lƣợng sàn hành lang truyền vào:
384 x [(5,3 – 0,22) + (5,3 – 2,5) x ( 2,5– 0,22)] /4
1725
3.
Do lan can xây tƣờng 110 cao 900 mm truyền vào:
342 x 0,9 x 5,3 = 954,18
Cộng và làm tròn:
1631,34
4960
Ghi chú: Hệ số giảm lỗ cửa bằng 0,7 đƣợc tính toán theo cấu tạo kiến trúc. Nếu
tính chính xác thì hệ số giảm lỗ cửa ở trục C và trục D là khác nhau.
2, Tĩnh tải tầng mái:
Để tính toán tải trọng tĩnh tải phân bố đều trên mái, trƣớc hết ta phải xác định kích
thƣớc của tƣờng thu hồi xây trên mái.
Dựa vào mặt cắt kiến trúc, ta có diện tích tƣờng thu hồi xây trên nhịp BC là:
St1 = 13,68 (m2).
Nhƣ vậy, nếu coi tải trọng tƣờng phân bố đều trên nhịp BC thì tƣờng có độ cao
trung bình là:
ht1 = St1/L2 = 10,68 / ( 8,9 + 0,22) = 1,17 (m).
Tính toán tƣơng tự cho nhịp AB, trong đoạn này tƣờng có chiều cao trung bình
bằng:
ht2 = St2/L1 = 3 / (2,5+0,22) = 1,1 (m).
Lấy chung là 1,2 m.
TĨNH TẢI PHÂN BỐ TRÊN MÁI (Kg/m)
STT
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
gm
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 19
1.
Do trọng lƣợng tƣờng thu hồi 110 cao trung bình 1,2m:
gt = 384 x 1,2 = 399,36
461
2.
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
gtg= 300 x (5,3 – 0,22)/2 = 762
Đổi ra phân bố đều với k = 0,88
gtg= 0,83 x 417 = 633
Cộng và làm tròn: gm
633
1094
TĨNH TẢI TẬP TRUNG TRÊN MÁI (Kg)
STT
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
GD
m
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,5 x 5,3
1603,25
2.
Do trọng lƣợng ô sàn lớn truyền vào:
300x (5,3 – 0,22) x(5,3 – 0,22)/ 4
1935,5
3.
Do trọng lƣợng sênô nhịp 1,5 m:
300 x 5,3 x 1,5
Cộng và làm tròn:
2385
5924
GC
m
1.
Giống nhƣ mục 1, 2 của GC
m đã tính ở trên
3538,75
2.
Do trọng lƣợng ô sàn nhỏ truyền vào
300 x [(5,3 – 0,22) + (5,3 – 2,5) x ( 2,5– 0,22)] /4
Cộng và làm tròn:
1347,5
4886,25
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 20
GB
m
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,22 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,22 x 0,5 x 5,3
1603,25
2.
Do trọng lƣợng ô sàn nhỏ truyền vào
300 x [(5,3 – 0,22) + (5,3 – 2,5) x ( 2,5– 0,22)] /4
1347,5
3.
Giống nhƣ mục 3 của GD
m đã tính ở trên
Cộng và làm tròn:
2385
5336
GC1
m = GC2
m
1.
Do trọng lƣợng bản thân dầm dọc: 0,2 x 0,5
2500 x 1,1 x 0,2 x 0,5 x 5,3
1457,5
2.
Do trọng lƣợng ô sàn lớn truyền vào:
300x (5,3 – 0,22) x(5,3 – 0,22)/ 4
Cộng và làm tròn:
1935,5
3393
IV/ XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG:
1, Trƣờng hợp hoạt tải 1:
HOẠT TẢI 1 – TẦNG 2, 4, 6, và 8
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
Sàn
tầng
2
hoặc
sàn
tầng
4,6,8
p1
I (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptg
I = 300 x 3 = 900
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
ptg
I
= 0,83 x 900 = 747
747
PC
I = PD
I
Do tải trọng sàn truyền vào:
300 x [(5,3 +( 5,3 -3 )] x 3 /4 = 1710 (daN)
1710
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 21
HOẠT TẢI 1 – TẦNG 3, 5, 7 và 9
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết quả
Sàn
tầng
3,5,7
và 9
p2
I (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptg
I = 350 x 2,5 = 875
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
ptg
I
= 0,83 x 875 = 726,25
726
p3
I (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất:
ptg
I = 350 x 1 = 350
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
ptg
I
= 0,83 x 350 = 290,5
291
PC
I = PB
I
Do tải trọng sàn truyền vào:
350 x [(5,3 +( 5,3 -2,5 )] x 2,5 /4 = 1771,8 (daN)
1772
PD
I = PD1
I
Do tải trọng sàn truyền vào:
350 x [(5,3 +( 5,3 -1 )] x 1 /4 = 840 (daN)
840
HOẠT TẢI 1 – TẦNG MÁI
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết
quả
Sàn
tầng
tum
p2
mI (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung độ
lớn nhất:
p2
mI =100 x 3 = 300
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
p2
mI
= 0,83 x 300 = 249
249
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 22
PD
mI
Do tải trọng sàn truyền vào:
100 x [(5,3 +( 5,3 – 3 )] x 3 /4 = 570 (daN)
570
PC
mI
Do tải trọng sàn truyền vào:
100 x [(5,3 +( 5,3 – 2,5 )] x 2,5 /4 = 570 (daN)
506,25
Do tải trọng sê nô truyền vào:
100 x 1,5 x 5,3 = 795
795
2, Trƣờng hợp hoạt tải 2:
HOẠT TẢI 2 – TẦNG 2, 4, 6, 8 và tầng tum
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết
quả
Sàn
tầng
2
hoặc
sàn
tầng
4
P2
II (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung độ
lớn nhất:
ptg
II = 350 x 2,5 = 875
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
0,83 x 875 = 726,25
726
PC
II = PB
II
Do tải trọng sàn truyền vào:
350 x [(5,3 +( 5,3 -2,5)] x 2,5 /4 = 1771,8 (kg)
1772
HOẠT TẢI 2 – Tầng 3, 5, 7 và 9
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết
quả
Sàn
tầng
3,5,7
và 9
p1
II (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung độ
lớn nhất:
p1
II = 300 x 3 = 900
Đổi ra phân bố đều với k = 0,863
747
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 23
ptg
I
= 0,83 x 900 = 747
PC
II = PD
II
Do tải trọng sàn truyền vào:
300 x [(5,3 +( 5,3 -3 )] x 3 /4 = 1710 (daN)
1710
HOẠT TẢI 2 – TẦNG MÁI
Sàn
Loại tải trọng và cách tính
Kết
quả
Sàn
tầng
mái
P1
mII (kg/m)
Do tải trọng từ sàn truyền vào dƣới dạng hình tam giác với tung độ
lớn nhất:
P1
mII =100 x 3 = 300
Đổi ra phân bố đều với k = 0,83
P1
mII
= 0,83 x 300 = 249
249
PB
mI
Do tải trọng sàn truyền vào:
100 x [(5,3 +( 5,3 – 2,5 )] x 2,5 /4 = 570 (daN)
506,25
Do tải trọng sê nô truyền vào:
100 x 1,5 x 5,3 = 795
795
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Khu Giảng Đƣờng C1 Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
GVHD: ThS. Trần Dũng
SVTH: Trần Trung Hiếu. MSV: 1351040065
Page 24
S¬ ®å ho¹t t¶i 1 t¸c dông vµo khung
S¬ ®å ho¹t t¶i 2 t¸c dông vµo khung
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
1772
1772
840
840
C
D
B
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
C
D
B
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
747
1710
3420
3420
1710
1772
1772
840
840
